凸极式电机用定子芯片与凸极式电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机，尤其涉及凸极式电机用的定子芯片以及凸极式电机。


背景技术：

2.参考中国专利cn200920295298.8，为现有的凸极式电机，这种电机的定子芯片上具有绕其中心具有若干个凸极和设于凸极之间的凹槽，定子的主绕组和副绕组分别缠绕于若干个凸极上，传统凸极电机一般具有凸极两极电机、凸极四极电机，如中国专利cn200920295298.8，为凸极四级电机，需要设置八个凸极，由于凸极上需要缠绕主绕组和副绕组，故凸极之间的凹槽必须留有足够的空间，同时容纳主绕组和副绕组，使得定子芯片的体积比较大，难以缩小化，且缠绕时，难以避免使得主绕组和副绕组之间产生干扰。
3.更最重要的是，传统的凸极电机定子芯片的设计是主磁极和副磁极各自独立，根据单相电容感应电机的工作原理，主绕组和副绕组在空间上相差90
°
电角度，副绕组与电容串接，通过调整线圈匝数和电容值大小，可使通过副绕组的电流超前主绕组90
°
电角度，这样就可以形成一个圆形的旋转磁场，但是供给电机的电源是交流电，它的电流交流变化是一个正弦曲线，其交变周期是由电源的频率来决定的，可以理解为电流先流经副绕组，然后再流到主绕组，这个过程有个时间间隔，也就是说副绕组先产生一个脉冲磁场，然后主绕组再产生一个脉冲磁场，但是由于传统的凸极电机的副绕组和主绕组是相对独立的，这样电机运行时定子产生的是脉动式旋转磁场，该旋转磁场的脉动磁场磁势大小就像不连续的马鞍形磁势波（有些像方波），它对电机的旋转带来很大的负面影响：一是效率偏低，二是极易产生电磁噪音。
4.故，急需一种可解决上述问题的凸极式电机用定子芯片。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种凸极式电机用定子芯片及电机，其凸极式定子芯片的外凸极和内凸极绕中心孔分层设置，内凸极设于外凸极之内，增加外凸极和内凸极的布置空间，且内凸极由两个钩子相背组成，不但利于绕组缠绕于内凸极上，提高磁转换效率，降低电磁噪音，还进一步增加了内凸极的绕线空间，增加空间利用率。
6.为了实现上述目的，本实用新型公开了一种凸极式电机用定子芯片，包括具有中心孔的定子本体，所述定子本体的内侧壁绕所述中心孔以一定间距设置有多个向所述中心孔方向延伸的绕线组件，将绕中心孔的周沿方向称为第一方向，每一绕线组件包括两绕线钩，每一所述绕线组件的两所述绕线钩临近所述中心孔的一端具有沿所述第一方向相对的第一凹处，且在相对的第一凹处之间形成于与所述中心孔连通的内绕线槽，相邻两所述内绕线槽之间形成缠绕绕组的内凸极，每一所述绕线组件的两绕线钩在所述第一凹处远离所述中心孔的一端的两相对外侧形成缠绕所述绕组的外凸极，相邻所述外凸极之间形成与所述中心孔连通的外绕线槽。
7.与现有技术相比，本实用新型的外凸极和内凸极绕中心孔交错设置的同时分层设
置，内凸极设于外凸极之内，增加外凸极和内凸极的布置空间，使得定子芯片可以做的很小。再一方面，通过在定子本体内侧凸设若干个绕线钩形成外凸极和内凸极，外凸极形成于一组绕线钩外侧前端的相对侧，内凸极形成于相邻绕线组件的相邻绕线钩之间，使得绕组缠绕后，外凸极上的绕组和内凸极上的绕组彼此重合，当依据需要设置将主绕组和副绕组绕中心孔交错缠绕后，可使得主绕组和副绕组在空间上能够形成交叉重叠，真正意义上达到空间90
°
的电角度，使得电流从副绕组到主绕组所产生的磁场可以比较平滑的过渡，使得形成的圆形磁场圆度更圆，旋转磁势的波峰波谷更加连续和平滑，提高磁转换效率，降低电机运行时的交变流电磁音。又一方面，内凸极形成于相邻两绕线钩的内侧末端相背的第一凹处之间，结构简单，空间利用率高，绕线可以很容易的缠绕于内凸极上，缠绕后绕组不会脱离内绕线槽，结构稳定。
8.较佳地，所述内绕线槽沿所述第一方向的两侧分别延伸至对应所述外凸极的对应两侧之外，以使所述内绕线槽的两侧分别延伸至对应所述外凸极两侧的外绕线槽的部分位置。该方案使得内绕线槽具有足够的面积容纳绕组，不但节省空间且利于绕组的布置，而且使得内绕线槽和外绕线槽的尺寸差距变小，使得内绕线槽具有足够的空间容纳主绕组，便于主绕组和副绕组的灵活布局。
9.较佳地，所述绕线钩由弯曲和/或弯折的条形间隔墙构成。该方案进一步节省材料。
10.较佳地，所述绕线钩的末端呈逐渐变细的楔形，便于绕组进入。当然，绕线钩的末端也可以呈等宽的平直状或者弧形。
11.较佳地，每一所述绕线组件的两绕线钩与所述定子本体的内侧壁之间形成相背的第二凹处，且在所述相背的第二凹处之间形成缠绕所述绕组的外凸极。该方案增加了外绕线槽的空间，使得外凸极上缠绕的绕组数量更多，且便于绕组缠绕于外凸极上，且防止绕组在缠绕过程中脱离而出。
12.较佳地，所述绕线组件的两所述绕线钩包括由所述定子本体的内侧壁向所述中心孔方向延伸形成的两外间隔墙，两所述外间隔墙向沿所述第一方向向两相对侧弯曲、弯折、倾斜延伸或者相对平行，以使两所述外间隔墙相对打开或者平行，从而在两所述外间隔墙的两相对外侧形成缠绕所述绕组的外凸极，两所述外间隔墙的前端相连、部分共有或者具有一定间距。其中相对打开指的是两外间隔墙的末端或者主体相对于整个绕线组件穿过中心孔中心的一对称线相对打开。平行时，两外间隔墙与整个绕线组件穿过中心孔中心的一对称线平行。
13.具体地，所述绕线组件的两所述绕线钩还包括由两所述外间隔墙的末端向中心孔方向弯曲或弯折延伸后向沿所述第一方向相对弯曲或弯折延伸形成的内间隔墙，所述内间隔墙与所述外间隔墙构成所述第一凹处。
14.较佳地，同一所述外绕线槽对应的两绕线钩的第一凹处相背设置且与第一凹处相背之处具有一定间距以形成连通所述外绕线槽和中心孔的外开口；第一凹处相对的两所述绕线钩的末端具有一定间距以形成连通所述外绕线槽和中心孔的内开口。该方案使得外开口的宽度远小于外绕线槽的整体宽度，方便绕组缠绕，并防止绕组在绕线时脱离外绕线槽，且使得外凸极的形状设置灵活度高。
15.更佳地，所述内开口的宽度小于所述内绕线槽的宽度，方便绕组缠绕并防止绕组
脱离内绕线槽，且使得内凸极的形状设置灵活度高。
16.本实用新型还公开了一种凸极式电机，包括定子和转子，所述定子包括定子芯片、绕组，所述定子芯片为如上所述的凸极式电机用定子芯片，所述绕组包括主绕组和副绕组，所述主绕组和副绕组绕所述中心孔交错缠绕于所述外凸极和内凸极上。
17.与现有技术相比，本实用新型凸极式电机中，定子芯片的外凸极和内凸极绕中心孔交错设置的同时分层设置，内凸极设于外凸极之内，增加外凸极和内凸极的布置空间，使得定子芯片可以做的很小。再一方面，通过在定子本体内侧凸设若干个绕线钩形成外凸极和内凸极，外凸极形成于一组绕线钩外侧前端的相背的第二凹处之间，内凸极形成于相邻绕线组件的相邻绕线钩之间，且由于主绕组和副绕组绕中心孔交错缠绕后，使得主绕组和副绕组在空间上能够形成交叉重叠，真正意义上达到空间90
°
的电角度，通电后电流从副绕组到主绕组所产生的磁场可以比较平滑的过渡，使得形成的圆形磁场圆度更圆，旋转磁势的波峰波谷更加连续和平滑，提高磁转换效率，降低电机运行时的交变流电磁音。又一方面，内凸极形成于相邻两绕线钩的内侧末端相背的第一凹处之间，结构简单，节省材料，且易于缠绕，缠绕后，绕组不会脱离外绕线槽和内绕线槽，结构稳定。
18.较佳地，相邻的一外凸极和一内凸极组成一绕线架，所述定子芯片具有多组绕线架，一所述绕线架分别对应一所述主绕组或者一所述副绕组，所述主绕组缠绕于对应的一所述绕线架上，所述副绕组缠绕于对应的一所述绕线架上，且所述主绕组和副绕组相间设置。本实用新型每一主绕组和副绕组均设置于内凸极和外凸极上，即一个绕组缠绕于两个内外排布的两个凸极上，使得绕组的缠绕方式更加灵活，定子芯片做的更小。
19.较佳地，所述绕组包括主绕组和副绕组，主绕组缠绕于外凸极上，副绕组缠绕于内凸极上。可以适用于凸极数更多的电机。
附图说明
20.图1a是本实用新型定子芯片第一实施例的立体示意图。
21.图1b是本实用新型定子芯片第一实施例的平面结构图。
22.图1c是本实用新型定子芯片第一实施例的一种绕线示意图。
23.图1d是本实用新型定子芯片第一实施例的另一种绕线示意图。
24.图2a是本实用新型定子芯片第二实施例的立体示意图。
25.图2b是本实用新型定子芯片第二实施例的平面结构图。
26.图3a是本实用新型定子芯片第三实施例的立体示意图。
27.图3b是本实用新型定子芯片第三实施例的平面结构图。
28.图3c是本实用新型定子芯片第三实施例的一种绕线示意图。
29.图4是本实用新型定子芯片第四实施例的平面结构图。
30.图5是本实用新型定子芯片第五实施例的平面结构图。
31.图6是本实用新型定子芯片第六实施例的平面结构图。
32.图7是本实用新型定子芯片第七实施例的平面结构图。
33.图8是本实用新型定子芯片第八实施例的平面结构图。
具体实施方式
34.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
35.本实用新型公开了一种凸极式电机，包括定子和转子，所述定子包括定子芯片100（如图1a和图1b所示）、绕组，定子芯片100上设置有外凸极52、内凸极42，所述绕组缠绕于所述外凸极52上，绕组缠绕于所述内凸极42上。
36.参考图1a和图1b，所述定子芯片100包括具有中心孔20的定子本体10，所述定子本体10的内侧壁绕所述中心孔20以一定间距设置有多个向所述中心孔20方向延伸的绕线组件30，将绕中心孔20的周沿方向称为第一方向（参考箭头a-a），每一绕线组件30包括两绕线钩31、32，每一所述绕线组件30的两所述绕线钩31、32临近所述中心孔20的一端具有沿所述第一方向相对的第一凹处301,且在相对的第一凹处301之间形成于与所述中心孔20连通的内绕线槽41，相邻两所述内绕线槽41之间形成缠绕绕组的内凸极42，每一所述绕线组件30的两绕线钩31、32形成第一凹处301相对于中心孔20的另一端（即临近所述定子本体10内侧壁的部分，或者位于所述第一凹处301远离所述中心孔20一侧的部分）的两相对外侧形成缠绕所述绕组的外凸极52，相邻所述外凸极52之间形成与所述中心孔20连通的外绕线槽51。
37.其中，形成外凸极52的两相对外侧指的是一绕线组件30的两绕线钩沿第一方向a-a的相对外侧。
38.本实施例中，一绕线组件30的两绕线钩相对于一中心孔20的径线对称。
39.本实施例中，定子芯片具有四个外凸极52、四个内凸极42。所述绕组包括主绕组和副绕组。当然，外凸极和内凸极的数目并不限制在四个，还可以是八个等等，依据需要设置的数目。
40.本实施例中，外绕线槽51和内绕线槽41的槽壁均为弧形，当然，外绕线槽51和内绕线槽41的槽壁也可以为弯折边，或者弧形边和弯折边的组合。
41.参考图1c，在一个实施例中，相邻的一外凸极52和一内凸极42组成一绕线架201，所述定子芯片100具有多组绕线架201，一个绕线架201上可以缠绕一个绕组（主绕组202或者副绕组203）。例如：一所述主绕组202缠绕于一所述绕线架201上，一所述副绕组203缠绕于另一所述绕线架201上，且所述主绕组202和副绕组203相间设置。本实用新型每一主绕组202和副绕组203均设置于内凸极42和外凸极52上，即一个绕组缠绕于两个内外排布的两个凸极上，使得绕组的缠绕方式更加灵活，定子芯片100做的更小。
42.参考图1d，在另一实施例中，主绕组202缠绕于外凸极52上，副绕组203缠绕于内凸极42上。
43.其中，参考图1a和图1b，所述内绕线槽41沿所述第一方向a-a的两侧分别延伸至对应所述外凸极52的两侧，以使所述内绕线槽41的两侧分别延伸至对应所述外凸极52两侧的外绕线槽51的部分位置。
44.其中，参考图1a和图1b，所述绕线钩31、32由弯曲的条形的间隔墙构成。当然，间隔墙的形状并不限制于条形，可以为其他可形成具有凹处的钩子的形态。
45.参考图1a和图1b，绕线钩31、2的末端呈等宽的平直状。当然，所述绕线钩31、32的末端呈逐渐变细的楔形（如图7至图8）或者弧形。
46.较佳地，参考图1a和图1b，每一所述绕线组件30的两绕线钩31、32与所述定子本体
10的内侧壁之间形成相背的第二凹处302，且在所述相背的第二凹处302302之间形成缠绕所述绕组的外凸极52，相邻所述外凸极52之间形成与所述中心孔20连通的外绕线槽51。
47.具体地，所述绕线组件30的两所述绕线钩31、32包括由所述定子本体10的内侧壁向两侧弯曲延伸的同时向所述中心孔20方向弯曲或弯折延伸而成的两个外间隔墙61，两所述外间隔墙61分别与所述定子本体10的内侧壁之间形成相背的第二凹处302。
48.本实施例中，两外间隔墙61为沿所述第一方向向a-a向两侧打开的弯曲的间隔墙，使得外间隔墙61与定子本体10的内侧壁之间形成相背的第二凹处302，第二凹处302不但有助于绕组的缠绕，还防止绕组在缠绕中脱离外凸极52。
49.在一替代的实施例中，绕线钩31、32的外间隔墙相互平行（图中未示），例如绕线钩31、32可为相对的“j”形，此时两所述外间隔墙的两相对外侧形成缠绕所述绕组的外凸极52。该替代实施例中，两外间隔墙之间以一定间距设置为佳。
50.参考图1a和图1b，本实施例中，两所述外间隔墙61的前端相连，并在相连后共同连接至定子本体10的内侧壁上，结构稳定，并在共同连接处构成外凸极52。本实施例中，外间隔墙61的主体为曲率大于定子本体10的一圆弧形，当然外间隔墙的结构并不限于圆弧形，还可以为其他曲线。
51.参考图1a和图1b，所述绕线组件30的两所述绕线钩31、32还包括由两所述外间隔墙61的末端向中心孔20方向弯曲或弯折延伸后沿第一方向a-a相对弯曲或弯折延伸形成的内间隔墙62，所述内间隔墙62与所述外间隔墙61构成所述第一凹处301。当然，内隔离墙62也可以由两外隔离墙61向中心孔方向20延伸的同时相对弯曲或弯折而成，内隔离墙62也可以在部分区域向远离中心孔20方向延伸，比如在内隔离墙62的末端向远离中心孔200方向弯折或弯曲一小段，内隔离墙62的形状并不限于该实施例。
52.本实施例中，内间隔墙62的主体为与中心孔20同心的圆弧形，有助于定子芯片的组装。当然，内间隔墙的形状并不限于此。
53.参考图1a和图1b，所述第一凹处301相对的两所述绕线钩的末端具有一定间距以形成连通所述内绕线槽41和中心孔20的内开口303，所述内开口303的宽度小于所述内绕线槽41的宽度。
54.参考图1a和图1b，所述第一凹处301相背的两绕线钩于凹处相背之处具有一定间距以形成连通外绕线槽51和中心孔20的外开口304。
55.本实施例中，定子本体10的外周为圆形，定子本体10的内侧壁为圆形。
56.参考图2a和图2b，为本实用新型第二实施例，区别于第一实施例，该实施例中，定子本体10的外周为方形，内侧壁整体呈方形，且四角呈与中心孔20共圆的弧形。
57.参考图3a和图3b，为本实用新型第三实施例，区别于第二实施例，该实施例中，定子本体10的内侧壁整体为方形，四角为内凸的弧形，使得定子本体10可以做的很小，在内凸的弧形处设置安装孔11。
58.该实施例中，绕线钩31、32的间隔墙为弯折的间隔墙，外间隔墙61的前端具有一定间距，且为相对展开的倾斜壁。
59.其中，内间隔墙62包括沿两外间隔墙的末端分别向中心孔20方向弯折延伸形成的第一内间隔墙621，沿两所述第一外间隔墙621的末端相对弯折延伸形成的第二内间隔墙622。
60.其中，相邻绕线组件30中相邻的绕线钩31、32的两个第一内间隔墙621之间具有一定间距以形成外开口304，一个绕线组件30中的两个绕线钩31、32的两个第二内间隔墙622的末端具有一定间距以形成内开口303。
61.参考图3c，为本实施例中，定子芯片100缠绕绕组的一实施例，主绕组202缠绕于外凸极52上，副绕组203缠绕于内凸极42上。当然，主绕组202和副绕组203也可以通过其他缠绕方式缠绕于外凸极52和内凸极42上，例如图1c的方式。
62.参考图4，为本实用新型第四实施例，区别于第一实施例，外间隔墙61包括由定子本体10的内侧壁向中心孔20方向延伸形成的第一外间隔墙611、由所述第一外间隔墙611的末端向两侧弯折延伸形成的两个第二外间隔墙612。
63.内间隔墙62包括沿两外间隔墙的末端分别向中心孔20方向弯折延伸形成的第一内间隔墙621，沿两所述第一内间隔墙621的末端相对弯折延伸形成的第二内间隔墙622。第一内间隔墙621为直壁。
64.较佳者，参考图4，一绕线组件30中的两外间隔墙61中的第一外间隔墙611共用，使得间隔墙与定子本体10内侧壁之间的连接更加稳定，且第一外间隔墙611本身构成外凸极52。第二内间隔墙622为与中心孔20共圆的圆弧形。
65.较佳者，参考图4，两第二外间隔墙612向两侧弯折延伸的同时还向中心孔20方向倾斜。其中，第二外间隔墙612为直壁。
66.本实施例中，绕线钩31、32为弯折件。所述定子本体10的外周为方形。定子芯片100具有八个外凸极52和八个内凸极42。
67.参考图5，为本实用新型第五实施例，区别于第四实施例，定子本体10的内侧壁为正n变形，n为外凸极52的数目。在该实施例中，n等于八。
68.参考图6，为本实用新型第六实施例，区别于第五实施例，在该实施例中，定子本体10的外周为圆形。
69.参考图7，为本实用新型第七实施例，区别于第五实施例，在该实施例中，绕线钩31、32的末端呈楔形。
70.参考图8，为本实用新型第八实施例，区别于第六实施例，在该实施例中，绕线钩31、32的末端呈楔形。
71.以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。