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定子铁芯、定子组件、电机和伺服系统的制作方法

2022-11-23 00:05:37 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种定子铁芯、定子组件、电机和伺服系统。


背景技术:

2.目前,在相关技术中,定子铁芯包括齿部铁芯和轭部铁芯,绕组在齿部铁芯上绕制完成后,再将齿部铁芯装配于轭部铁芯上。在绕制绕组时,为确保齿部铁芯具备一定的强度,需要将定子齿靠近轴线的一侧连接,但由于定子齿靠近轴线的一侧连接,使得定子槽被封闭,进而使得定子齿靠近轴线的一侧漏磁严重,降低了电机的过载能力。


技术实现要素:

3.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.为此,本实用新型的第一方面提出一种定子铁芯。
5.本实用新型的第二方面提出一种定子组件。
6.本实用新型的第三方面提出一种电机。
7.本实用新型的第四方面提出一种伺服系统。
8.有鉴于此,本实用新型的第一方面提供了一种定子铁芯,包括轭部铁芯和齿部铁芯;齿部铁芯与轭部铁芯连接,齿部铁芯包括多个第一冲片和多个第二冲片,多个第二冲片与多个第一冲片沿轴向交替排列;多个第一冲片中每个第一冲片包括多个第一齿,多个第一齿沿轭部铁芯的周向布置,多个第一齿中相邻的第一齿与轭部铁芯围设出封闭的第一线槽;多个第二冲片中每个第二冲片包括多个第二齿沿轭部铁芯的周向布置,多个第二齿中相邻的第二齿与轭部铁芯围设出多个第二线槽,多个第二线槽中至少一个第二线槽朝向定子铁芯的轴线的一侧设置有开口。
9.本技术所提供的定子铁芯,包括轭部铁芯和齿部铁芯,齿部铁芯包括多个第一冲片和多个第二冲片,第一冲片包括多个第一齿,多个第一齿沿轭部铁芯的周向布置,多个第一齿中相邻的第一齿与轭部铁芯围设出封闭的第一线槽,在向齿部铁芯绕制绕组时,封闭的第一线槽能够起到支撑第一齿的作用,进而在绕线时使得齿部铁芯具备一定的强度。
10.第二冲片包括多个第二齿,多个第二齿沿轭部铁芯的周向布置,多个第二齿中相邻的第二齿与轭部铁芯围设出多个第二线槽,多个第二线槽中至少一个第二线槽朝向定子铁芯的轴线的一侧设置有开口,开口的第二线槽能够减少了第二齿靠近轴线的一侧的漏磁,进而提升电机的过载能力。
11.并且由于多个第二冲片与多个第一冲片沿轴向交替排列,强度较高的第一冲片能够对第二冲片进行支撑,进而使得齿部铁芯的整体强度能够满足绕制绕组的要求,在保证齿部铁芯内圆形位公差精度的同时,改善第一齿和第二齿靠近轴线一侧的漏磁,有利于提升电机过载能力。
12.进一步地,轭部铁芯和齿部铁芯由软磁材料冲片叠压而成,轭部铁芯和齿部铁芯
分离式套设组装,轭部铁芯和齿部铁芯齿身形成分离面和接触面,即在冲压第一冲片和第二冲片时,第一齿和第二齿是与轭部部铁芯线槽所在的位置相对,在装配时相邻的第一齿之间形成第一线槽,相邻的第二齿之间形成第二线槽。
13.进一步地,在定子铁芯的两侧均为第一冲片。
14.进一步地,多个第一齿在定子铁芯的周向上均匀分布,多个第二齿在定子铁芯的周向上均匀分布。
15.在定子铁芯的轴向上,相邻的冲片之间通过凹凸点连接固定。提升定子铁芯叠压制备精度和减少定子铁芯涡流损耗。
16.相邻的冲片可为两个第一冲片,也可为两个第二冲片,也可为一个第一冲片和一个第二冲片。
17.进一步地,的第一冲片和第二冲片由一套模具组合冲制而成,第一冲片和第二冲片交替叠压具有多种方式,可以规则性叠压,也可以随机性叠压。
18.具体地,多个第二线槽中可包括一个具有开口的第二槽,也可包括多个具有开口的第二槽,还可全部第二槽均具有开口。
19.定子铁芯由环形轭部铁芯和齿尖相连的齿部铁芯组成。轭部铁芯和齿部之铁芯间用过盈方式相连。轭部铁芯由一种环形冲片沿轴向叠压而成。齿部铁芯由若干叠块一和若干叠块二组合而成。叠块一由第一冲片沿轴向垂直叠压,第一齿朝向轴线的一端相连,无槽口。叠块二,由第二冲片每一片依次周向错开θ角度,沿轴向叠压而成。第二冲片中有部分第二次朝向轴线的一端相连无槽口,有部分第二齿朝向轴线的一端有槽口。其中无槽口和有槽口的第二槽的比例为1:1到1:3之间。
20.另外,本实用新型提供的上述技术方案中的定子铁芯还可以具有如下附加技术特征:
21.在本实用新型的一个技术方案中,多个第一冲片中每个第一冲片还包括第一齿靴和第一连接部;第一齿靴设置于多个第一齿中每个第一齿远离轭部铁芯的一端;第一连接部的两端分别与相邻的第一齿上的两个第一齿靴连接。
22.在该技术方案中,第一齿靴设置于多个第一齿中每个第一齿远离轭部铁芯的一端,第一连接部的两端分别与相邻的第一齿上的两个第一齿靴连接,进而实现将相邻的第一齿连接,使得第一冲片具备一定的强度,进而保证齿部铁芯内圆形位公差精度。
23.在本实用新型的一个技术方案中,第一齿靴朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯凹陷的第一凹槽。
24.在该技术方案中,第一齿靴朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯凹陷的第一凹槽,第一凹槽能够对磁路的磁导进行调制,使第一冲片形成的冲片组的齿槽转矩相位与第二冲片形成的冲片组的齿槽转矩相位相反,两个冲片组的齿槽转矩相互抵消,降低伺服电机齿槽转矩,进一步提升电机的性能。
25.进一步地,同一个第一齿上的两个第一齿靴上的第一凹槽相对于该第一齿对称布置。
26.在本实用新型的一个技术方案中,第一齿靴位于第一凹槽处的边缘呈曲线或直线延伸。
27.在该技术方案中,第一齿靴位于第一凹槽处的边缘呈曲线或直线延伸,进而使得
第一凹槽能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第一凹槽对磁路的磁导的调制效果。
28.在本实用新型的一个技术方案中,多个第二冲片中每个第二冲片还包括第二齿靴,第二齿靴设置于多个第二齿中每个第二齿远离轭部铁芯的一端;其中,相邻的第二齿上的两个第二齿靴之间具有开口。
29.在该技术方案中,相邻的第二齿上的两个第二齿靴之间具有开口,进而使得第二线槽朝向轴线的一侧形成开口,减少了第二齿靠近轴线的一侧的漏磁,进而提升电机的过载能力。
30.进一步地,第一连接部的在周向上的长度等于开口在周向上的宽度,第一连接部在径向上的高度等于开口在径向上的高度。
31.在本实用新型的一个技术方案中,第二齿靴朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯凹陷的第二凹槽。
32.在该技术方案中,第二齿靴朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯凹陷的第二凹槽,第二凹槽能够对磁路的磁导进行调制,使第二冲片形成的冲片组的齿槽转矩相位与第一冲片形成的冲片组的齿槽转矩相位相反,两个冲片组的齿槽转矩相互抵消,降低伺服电机齿槽转矩,进一步提升电机的性能。
33.进一步地,同一个第二齿上的两个第二齿靴上的第二凹槽相对于该第二齿对称布置。
34.第二凹槽与在轴向上相对的第一凹槽的形状、尺寸和位置相同。
35.在本实用新型的一个技术方案中,第二齿靴位于第二凹槽处的边缘呈曲线或直线延伸。
36.在该技术方案中,第二齿靴位于第二凹槽处的边缘呈曲线或直线延伸,进而使得第二凹槽能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第二凹槽对磁路的磁导的调制效果。
37.在本实用新型的一个技术方案中,开口在周向上的宽度大于等于2毫米,小于等于5毫米。
38.在该技术方案中,开口在周向上的宽度为2毫米至5毫米,槽口的宽度在该范围内能够提升电机的输出转矩,进一步提升电机的过载能力。
39.在本实用新型的一个技术方案中,开口在径向上的高度大于等于0.35毫米,小于等于0.5毫米。
40.在该技术方案中,开口在径向上的高度为0.35毫米至0.5毫米,槽口的高度在该范围内,可进一步提升电机的输出转矩,进而提升电机的过载能力。
41.在本实用新型的一个技术方案中,第二凹槽在周向上的宽度大于径向上的深度;第二凹槽在径向上的深度小于开口在径向上的高度。
42.在该技术方案中,第二凹槽在周向上的宽度大于径向上的深度,使得第二凹槽长度较长的一侧沿定子铁芯的周向布置,进而使得第二凹槽能够更好地对能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第一凹槽对磁路的磁导的调制效果。第二凹槽在径向上的深度小于开口在径向上的高度,实现对第二齿靴位于槽口一侧尺寸的调整,进而在有效地减少第二齿处的漏磁的同时,实现对磁路的磁导的调制。
43.在本实用新型的一个技术方案中,轭部铁芯与齿部铁芯为分体式结构。
44.在该技术方案中,轭部铁芯与齿部铁芯为分体式结构,即定子铁芯由可分离的轭部铁芯和齿部铁芯组成。通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯和齿部铁芯,可以在齿部铁芯完成绕组绕设之后,在进行轭部铁芯和齿部铁芯组装,有利于提高绕组槽满率,从而提升由该定子铁芯制备形成的电机的性能。
45.并且通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯和齿部铁芯,可减少裁切轭部铁芯和齿部铁芯所需的板材,进而降低定子铁芯的成本,提高铁芯材料利用率和生产效率。
46.通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯和齿部铁芯,能够削弱由该定子铁芯构成的电机的齿槽转矩,提高电机的功率密度,进而提高电机功率密度和过载能力。
47.由于轭部铁芯与齿部铁芯为分体式结构能够提高电机功率密度和过载能力,进而在将该电机应用的伺服系统中时能够减小系统体积,并且降低系统的重量,提升相应速度和负载能力。并且通过降低电机的齿槽转矩和转矩波动,还可以提高电机的转矩精度,进而提升电机的控制精度。
48.在本实用新型的一个技术方案中,多个第一冲片的数量与多个第二冲片的数量的比值大于等于四分之一,且小于等于三分之二。
49.在该技术方案中,多个第一冲片的数量与多个第二冲片的数量的比值为四分之一至三分之二,进而确保第一冲片的数量能够达到一定的比例,进而使得第一冲片能够有效地对第二冲片进行支撑,确保向齿部铁芯上绕制绕组时齿部铁芯具备一定的强度,使得绕组的绕制更顺利。
50.具体地,在相定子铁芯上绕制多个第一线圈和多个第二线圈时,如果第一线槽和第二线槽全部具有槽口,那么相邻的定子齿将无法连接成为一个整体,进而使得多个第一线圈和多个第二线圈无法同时绕制在不同的齿上。所以在绕制多个第一线圈和多个第二线圈之前,需要将多个定子齿,即第一齿和第二齿连接在一起,进而形成不具有槽口的第一线槽和第二线槽。在将部分第二线槽开口后,使得部分第二线槽具有槽口。由于多个第一冲片和多个第二冲片沿定子铁芯的轴向交替排列,具有槽口的第二线槽所对应的定子齿能够被位于第二冲片在轴向上两侧的第一冲片所制成和固定,进而使得与具有开口的第二线槽相对应的第二齿在绕线时也具备一定的支撑,进而实现多个第一线圈和多个第二线圈的绕制。并且通过将部分第二线槽设置为具有开口的线槽,减少了第二齿的齿顶处的漏磁,进而提升电机的过载能力。
51.本实用新型的第二方面提供了一种定子组件,包括如上述任一技术方案的定子铁芯,因此该定子组件具备上述任一技术方案的定子铁芯的全部有益效果。
52.另外,本实用新型提供的上述技术方案中的定子组件还可以具有如下附加技术特征:
53.在本实用新型的一个技术方案中,定子组件还包括多个第一线圈和多个第二线圈;多个第一线圈绕设于定子铁芯;多个第二线圈绕设于定子铁芯,与多个第一线圈交替排布;多个第二线圈角接,多个第一线圈呈星形连接于多个第二线圈。
54.在该技术方案中,多个第二线圈角接,多个第一线圈呈星形连接于多个第二线圈,使得多个第一线圈和多个第二线圈形成星角混合接线,能够提高绕组系数,并且同时降低低次磁势谐波,进而提升了电机的功率密度,并且改善了转矩波动。
55.具体地,在定子组件应用于伺服电机的情况下,多个第一线圈和多个第二线圈采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈和多个第二线圈采用星接,伺服电机的绕组系数为0.933。
56.多个第一线圈和多个第二线圈采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈和多个第二线圈采用星角混合接线相比于多个第一线圈和多个第二线圈采用星接的方案,绕组系数能够提高3.5%。
57.多个第一线圈和多个第二线圈采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈和多个第二线圈采用星角混合接线相比于多个第一线圈和多个第二线圈采用角接的方案,绕组系数也能够提高3.5%。
58.多个第一线圈和多个第二线圈采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈和多个第二线圈采用星角混合接线绕组系数0.966。
59.具体地,多个第一线圈包括六个第一线圈。多个第二线圈角接包括六个第二线圈。
60.多个第二线圈角接,多个第一线圈呈星形连接于多个第二线圈具体接线方式可为如下接线方式。
61.多个第二线圈分为三相线圈,分别为第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈,第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈各包括两个第二线圈,同一相的两个第二线圈连接,然后第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈依次连接,形成三角形的接线方式。
62.多个第一线圈也分为三相线圈,分别为第四相线圈、第五相线圈和第六相线圈,第四相线圈、第五相线圈和第六相线圈中每相线圈包括两个第一线圈,两个第一线圈连接。
63.第一相线圈和第二相线圈的交点与第四相线圈的第一端连接,第二相线圈和第三相线圈的交点与第五相线圈的第一端连接,第一相线圈和第三相线圈的交点与第六相线圈的第一端连接。
64.第四相线圈、第五相线圈和第六相线圈的第二端为引出端,能够与电机的驱动器连接,进而实现对电机的控制。
65.在本实用新型的一个技术方案中,多个第二线圈中每个第二线圈的匝数与多个第一线圈中每个第一线圈的匝数的比值大于等于1.5,且小于等于2。
66.在该技术方案中,每个第二线圈的匝数与每个第一线圈的匝数的比值为1.5至2,第二线圈的匝数与第一线圈的匝数的比值在该范围内,能够在保证磁动势平衡的同时,更充分利用槽空间。
67.具体地,每个第二线圈的匝数与每个第一线圈的匝数的比值为
68.具体地,每个第二线圈的匝数与每个第一线圈的匝数的比值为1.5。
69.具体地,每个第二线圈的匝数与每个第一线圈的匝数的比值为2。
70.在本实用新型的一个技术方案中,多个第二线圈中每个第二线圈的裸线直径与多个第一线圈中每个第一线圈的裸线直径的比值大于等于0.6,小于等于0.9。
71.在该技术方案中,每个第二线圈的裸线直径与每个第一线圈的裸线直径的比值为0.6至0.9,第二线圈的裸线直径与第一线圈的裸线直径的比值在该范围内,能够进一步提升磁动势平衡性的同时,更充分利用槽空间。
72.具体地,每个第二线圈的裸线直径与每个第一线圈的裸线直径的比值为0.76。
73.具体地,每个第二线圈的裸线直径与每个第一线圈的裸线直径的比值为0.6。
74.具体地,每个第二线圈的裸线直径与每个第一线圈的裸线直径的比值为0.9。
75.具体地,第一线圈和第二线圈均为漆包线,漆包线为金属线外部包覆一层绝缘漆,第一线圈的裸线直径与第二线圈的裸线直径均为金属线的直径。金属线可为铜线或铝线。
76.本实用新型的第三方面提供了一种电机,包括如上述任一技术方案的定子组件。因此该电机具备上述任一技术方案的定子组件的全部有益效果。
77.电机还包括转子组件,转子组件同轴心的设在定子组件内侧,转子组件和定子组件之间设置有气隙。
78.在本实用新型的一个技术方案中,电机为伺服电机。
79.本实用新型的第四方面提供了一种伺服系统,包括如上述任一技术方案的电机,因此该师傅系统具备上述任一技术方案的电机的全部有益效果。
80.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
81.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
82.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的定子铁芯的结构示意图之一;
83.图2为图1所示的根据本实用新型的一个实施例的定子铁芯在a处的局部示意图;
84.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的第一冲片的结构示意图之一;
85.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的第二冲片的结构示意图之一;
86.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的第一冲片和第二冲片堆叠的结构示意图之一;
87.图6示出了根据本实用新型的一个实施例的第一冲片和第二冲片堆叠的结构示意图之二;
88.图7示出了根据本实用新型的一个实施例的第一冲片的结构示意图之二;
89.图8为图7所示的根据本实用新型的一个实施例的第一冲片在b处的局部示意图;
90.图9示出了根据本实用新型的一个实施例的第二冲片的结构示意图之二;
91.图10为图9所示的根据本实用新型的一个实施例的第二冲片在c处的局部示意图;
92.图11示出了根据本实用新型的一个实施例的第二冲片的结构示意图之三;
93.图12为图11所示的根据本实用新型的一个实施例的第二冲片在d处的局部示意图;
94.图13示出了根据本实用新型的一个实施例的齿槽转矩的对比数据图;
95.图14示出了根据本实用新型的一个实施例的定子组件的结构示意图;
96.图15示出了根据本实用新型的一个实施例的轭部铁芯的结构示意图;
97.图16示出了根据本实用新型的一个实施例的定子铁芯的结构示意图之二;
98.图17示出了根据本实用新型的一个实施例的定子铁芯的结构示意图之三;
99.图18示出了根据本实用新型的一个实施例的第一线圈和第二线圈的接线示意图。
100.其中,图1至图18中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
101.100轭部铁芯,200齿部铁芯,210第一冲片,212第一齿,214第一线槽,216第一齿
靴,218第一连接部,219第一凹槽,220第二冲片,222第二齿,224第二线槽,226开口,227第二连接部,228第二齿靴,229第二凹槽,300第一线圈,400第二线圈,510第一相线圈,520第二相线圈,530第三相线圈,540第四相线圈,550第五相线圈,560第六相线圈,600凹凸点。
具体实施方式
102.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
103.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
104.下面参照图1至图18描述根据本实用新型一些实施例的定子铁芯、定子组件、电机和伺服统。
105.在本实用新型的一个实施例中,如图1和图2所示,提供了一种定子铁芯,包括轭部铁芯100和齿部铁芯200;齿部铁芯200与轭部铁芯100连接,齿部铁芯200包括多个第一冲片210和多个第二冲片220,多个第二冲片220与多个第一冲片210沿轴向交替排列;如图3所示,多个第一冲片210中每个第一冲片210包括多个第一齿212,多个第一齿212沿轭部铁芯100的周向布置,多个第一齿212中相邻的第一齿212与轭部铁芯100围设出封闭的第一线槽214;如图4所示,多个第二冲片220中每个第二冲片220包括多个第二齿222沿轭部铁芯100的周向布置,多个第二齿222中相邻的第二齿222与轭部铁芯100围设出多个第二线槽224,多个第二线槽224中至少一个第二线槽224朝向定子铁芯的轴线的一侧设置有开口226。
106.在该实施例中,定子铁芯包括轭部铁芯100和齿部铁芯200,齿部铁芯200包括多个第一冲片210和多个第二冲片220,第一冲片210包括多个第一齿212,多个第一齿212沿轭部铁芯100的周向布置,多个第一齿212中相邻的第一齿212与轭部铁芯100围设出封闭的第一线槽214,在向齿部铁芯200绕制绕组时,封闭的第一线槽214能够起到支撑第一齿212的作用,进而在绕线时使得齿部铁芯200具备一定的强度。
107.第二冲片220包括多个第二齿222,多个第二齿222沿轭部铁芯100的周向布置,多个第二齿222中相邻的第二齿222与轭部铁芯100围设出多个第二线槽224,多个第二线槽224中至少一个第二线槽224朝向定子铁芯的轴线的一侧设置有开口226,开口226的第二线槽224能够减少了第二齿222靠近轴线的一侧的漏磁,进而提升电机的过载能力。
108.并且由于多个第二冲片220与多个第一冲片210沿轴向交替排列,强度较高的第一冲片210能够对第二冲片220进行支撑,进而使得齿部铁芯200的整体强度能够满足绕制绕组的要求,在保证齿部铁芯200内圆形位公差精度的同时,改善第一齿212和第二齿222靠近轴线一侧的漏磁,有利于提升电机过载能力。
109.进一步地,轭部铁芯100和齿部铁芯200由软磁材料冲片叠压而成,轭部铁芯100和齿部铁芯200分离式套设组装,轭部铁芯100和齿部铁芯200齿身形成分离面和接触面,即在冲压第一冲片210和第二冲片220时,第一齿212和第二齿222是与轭部部铁芯线槽所在的位置相对,在装配时相邻的第一齿212之间形成第一线槽214,相邻的第二齿222之间形成第二线槽224。
110.进一步地,多个第一齿212在定子铁芯的周向上均匀分布,多个第二齿222在定子铁芯的周向上均匀分布。
111.在定子铁芯的轴向上,相邻的冲片之间通过凹凸点600连接固定。提升定子铁芯叠压制备精度和减少定子铁芯涡流损耗。
112.相邻的冲片可为两个第一冲片210,也可为两个第二冲片220,也可为一个第一冲片210和一个第二冲片220。
113.进一步地,的第一冲片210和第二冲片220由一套模具组合冲制而成,第一冲片210和第二冲片220交替叠压具有多种方式,可以规则性叠压,也可以随机性叠压。
114.具体地,如图5所示,多个第二线槽224中可包括一个具有开口226的第二槽,也可包括多个具有开口226的第二槽,如图6所示,还可全部第二槽均具有开口226。不开口226的第二槽可通过第二连接部227将两侧的第二齿靴228连接。
115.定子铁芯由环形轭部铁芯100和齿尖相连的齿部铁芯200组成。轭部铁芯100和齿部之铁芯间用过盈方式相连。轭部铁芯100由一种环形冲片沿轴向叠压而成。齿部铁芯200由若干叠块一和若干叠块二组合而成。叠块一由第一冲片210沿轴向垂直叠压,第一齿212朝向轴线的一端相连,无槽口。叠块二,由第二冲片220每一片依次周向错开θ角度,沿轴向叠压而成。第二冲片220中有部分第二次朝向轴线的一端相连无槽口,有部分第二齿222朝向轴线的一端有槽口。其中无槽口和有槽口的第二槽的比例为1:1到1:3之间。
116.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
117.如图7和图8所示,多个第一冲片210中每个第一冲片210还包括第一齿靴216和第一连接部218;第一齿靴216设置于多个第一齿212中每个第一齿212远离轭部铁芯100的一端;第一连接部218的两端分别与相邻的第一齿212上的两个第一齿靴216连接。
118.在该实施例中,第一齿靴216设置于多个第一齿212中每个第一齿212远离轭部铁芯100的一端,第一连接部218的两端分别与相邻的第一齿212上的两个第一齿靴216连接,进而实现将相邻的第一齿212连接,使得第一冲片210具备一定的强度,进而保证齿部铁芯200内圆形位公差精度。
119.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
120.如图7和图8所示,第一齿靴216朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯100凹陷的第一凹槽219。
121.在该实施例中,第一齿靴216朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯100凹陷的第一凹槽219,第一凹槽219能够对磁路的磁导进行调制,使第一冲片210形成的冲片组的齿槽转矩相位与第二冲片220形成的冲片组的齿槽转矩相位相反,两个冲片组的齿槽转矩相互抵消,降低伺服电机齿槽转矩,进一步提升电机的性能。
122.进一步地,同一个第一齿212上的两个第一齿靴216上的第一凹槽219相对于该第一齿212对称布置。
123.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
124.如图7和图8所示,第一齿靴216位于第一凹槽219处的边缘呈曲线或直线延伸。
125.在该实施例中,第一齿靴216位于第一凹槽219处的边缘呈曲线或直线延伸,进而使得第一凹槽219能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第一凹槽219对磁路的磁导的调制效果。
126.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
127.如图4所示,多个第二冲片220中每个第二冲片220还包括第二齿靴228,第二齿靴228设置于多个第二齿222中每个第二齿222远离轭部铁芯100的一端;其中,相邻的第二齿222上的两个第二齿靴228之间具有开口226。
128.在该实施例中,相邻的第二齿222上的两个第二齿靴228之间具有开口226,进而使得第二线槽224朝向轴线的一侧形成开口226,减少了第二齿222靠近轴线的一侧的漏磁,进而提升电机的过载能力。
129.进一步地,如图2所示,第一连接部218的在周向上的长度b3等于开口226在周向上的宽度,第一连接部218在径向上的高度h3等于开口226在径向上的高度。
130.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
131.如图9至图12所示,第二齿靴228朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯100凹陷的第二凹槽229。
132.在该实施例中,第二齿靴228朝向轴向的一侧设置有向轭部铁芯100凹陷的第二凹槽229,第二凹槽229能够对磁路的磁导进行调制,使第二冲片220形成的冲片组的齿槽转矩相位与第一冲片210形成的冲片组的齿槽转矩相位相反,两个冲片组的齿槽转矩相互抵消,降低伺服电机齿槽转矩,进一步提升电机的性能。
133.进一步地,同一个第二齿222上的两个第二齿靴228上的第二凹槽229相对于该第二齿222对称布置。
134.第二凹槽229与在轴向上相对的第一凹槽219的形状、尺寸和位置相同。
135.具体地,如图13所示,通过第一凹槽219和第二凹槽229对磁路磁导进行调制,使第一冲片210形成冲片组闭口槽的齿槽转矩相位与第二冲片220形成冲片组开口226槽的齿槽转矩相位相反,使两个冲片组的齿槽转矩相互抵消,降低伺服电机齿槽转矩。
136.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
137.如图9和图10所示,第二齿靴228位于第二凹槽229处的边缘呈曲线延伸。
138.如图11和图12所示,第二齿靴228位于第二凹槽229处的边缘呈直线延伸。
139.在该实施例中,第二齿靴228位于第二凹槽229处的边缘呈曲线或直线延伸,进而使得第二凹槽229能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第二凹槽229对磁路的磁导的调制效果。
140.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
141.开口226在周向上的宽度大于等于2毫米,小于等于5毫米。
142.在该实施例中,开口226在周向上的宽度为2毫米至5毫米,槽口的宽度在该范围内能够提升电机的输出转矩,进一步提升电机的过载能力。
143.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
144.开口226在径向上的高度大于等于0.35毫米,小于等于0.5毫米。
145.在该实施例中,开口226在径向上的高度为0.35毫米至0.5毫米,槽口的高度在该范围内,可进一步提升电机的输出转矩,进而提升电机的过载能力。
146.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
147.如图10所示,第二凹槽229在周向上的宽度b2大于径向上的深度h2;第二凹槽229在径向上的深度h2小于开口226在径向上的高度。
148.在该实施例中,第二凹槽229在周向上的宽度大于径向上的深度,使得第二凹槽229长度较长的一侧沿定子铁芯的周向布置,进而使得第二凹槽229能够更好地对能够更有效地对磁路的磁导进行调制,进一步提升第一凹槽219对磁路的磁导的调制效果。第二凹槽229在径向上的深度小于开口226在径向上的高度,实现对第二齿靴228位于槽口一侧尺寸的调整,进而在有效地减少第二齿222处的漏磁的同时,实现对磁路的磁导的调制。
149.进一步地,如图8所示,第一凹槽219在周向上的宽度b1大于径向上的深度h1;第一凹槽219在径向上的深度h1大于开口226在径向上的高度b1。
150.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
151.如图14和图15所示,轭部铁芯100与齿部铁芯200为分体式结构。
152.在该实施例中,轭部铁芯100与齿部铁芯200为分体式结构,即定子铁芯由可分离的轭部铁芯100和齿部铁芯200组成。通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯100和齿部铁芯200,可以在齿部铁芯200完成绕组绕设之后,在进行轭部铁芯100和齿部铁芯200组装,有利于提高绕组槽满率,从而提升由该定子铁芯制备形成的电机的性能。
153.并且通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯100和齿部铁芯200,可减少裁切轭部铁芯100和齿部铁芯200所需的板材,进而降低定子铁芯的成本,提高铁芯材料利用率和生产效率。
154.通过将定子铁芯设置为可分离式的轭部铁芯100和齿部铁芯200,能够削弱由该定子铁芯构成的电机的齿槽转矩,提高电机的功率密度,进而提高电机功率密度和过载能力。
155.由于轭部铁芯100与齿部铁芯200为分体式结构能够提高电机功率密度和过载能力,进而在将该电机应用的伺服系统中时能够减小系统体积,并且降低系统的重量,提升相应速度和负载能力。并且通过降低电机的齿槽转矩和转矩波动,还可以提高电机的转矩精度,进而提升电机的控制精度。
156.本实施例提供了一种定子铁芯,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
157.多个第一冲片210的数量与多个第二冲片220的数量的比值大于等于四分之一,且小于等于三分之二。
158.在该实施例中,多个第一冲片210的数量与多个第二冲片220的数量的比值为四分之一至三分之二,进而确保第一冲片210的数量能够达到一定的比例,进而使得第一冲片210能够有效地对第二冲片220进行支撑,确保向齿部铁芯200上绕制绕组时齿部铁芯200具
备一定的强度,使得绕组的绕制更顺利。
159.具体地,在相定子铁芯上绕制多个第一线圈300和多个第二线圈400时,如果第一线槽214和第二线槽224全部具有槽口,那么相邻的定子齿将无法连接成为一个整体,进而使得多个第一线圈300和多个第二线圈400无法同时绕制在不同的齿上。所以在绕制多个第一线圈300和多个第二线圈400之前,需要将多个定子齿,即第一齿212和第二齿222连接在一起,进而形成不具有槽口的第一线槽214和第二线槽224。在将部分第二线槽224开口226后,使得部分第二线槽224具有槽口。由于多个第一冲片210和多个第二冲片220沿定子铁芯的轴向交替排列,具有槽口的第二线槽224所对应的定子齿能够被位于第二冲片220在轴向上两侧的第一冲片210所制成和固定,进而使得与具有开口226的第二线槽224相对应的第二齿222在绕线时也具备一定的支撑,进而实现多个第一线圈300和多个第二线圈400的绕制。并且通过将部分第二线槽224设置为具有开口226的线槽,减少了第二齿222的齿顶处的漏磁,进而提升电机的过载能力。
160.具体地,如图16所示,在定子铁芯的两侧可为第一冲片210。
161.如图17所示,在定子铁芯的两侧也可为第二冲片220,定子铁芯两侧的第二冲片220中,部分第二槽具有开口226,部分第二槽对应的第二齿靴228通过第二连接部227连接。
162.在本实用新型的一个实施例中,提供了一种定子组件,包括如上述任一实施例的定子铁芯,因此该定子组件具备上述任一实施例的定子铁芯的全部有益效果。
163.本实施例提供了一种定子组件,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
164.如图14所示,定子组件还包括多个第一线圈300和多个第二线圈400;多个第一线圈300绕设于定子铁芯;多个第二线圈400绕设于定子铁芯,与多个第一线圈300交替排布;多个第二线圈400角接,多个第一线圈300呈星形连接于多个第二线圈400。
165.在该实施例中,多个第二线圈400角接,多个第一线圈300呈星形连接于多个第二线圈400,使得多个第一线圈300和多个第二线圈400形成星角混合接线,能够提高绕组系数,并且同时降低低次磁势谐波,进而提升了电机的功率密度,并且改善了转矩波动。
166.具体地,在定子组件应用于伺服电机的情况下,多个第一线圈300和多个第二线圈400采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈300和多个第二线圈400采用星接,伺服电机的绕组系数为0.933。
167.多个第一线圈300和多个第二线圈400采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈300和多个第二线圈400采用星角混合接线相比于多个第一线圈300和多个第二线圈400采用星接的方案,绕组系数能够提高3.5%。
168.多个第一线圈300和多个第二线圈400采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈300和多个第二线圈400采用星角混合接线相比于多个第一线圈300和多个第二线圈400采用角接的方案,绕组系数也能够提高3.5%。
169.多个第一线圈300和多个第二线圈400采用极槽配合为12槽10极的集中卷绕组方案,多个第一线圈300和多个第二线圈400采用星角混合接线绕组系数0.966。
170.具体地,多个第一线圈300包括六个第一线圈300。多个第二线圈400角接包括六个第二线圈400。
171.多个第二线圈400角接,多个第一线圈300呈星形连接于多个第二线圈400具体接
线方式可为如下接线方式。
172.如图18所示,多个第二线圈400分为三相线圈,分别为第一相线圈510、第二相线圈520和第三相线圈530,第一相线圈510、第二相线圈520和第三相线圈530各包括连个第二线圈400,同一相的两个第二线圈400连接,然后第一相线圈510、第二相线圈520和第三相线圈530依次连接,形成三角形的接线方式。
173.多个第一线圈300也分为三相线圈,分别为第四相线圈540、第五相线圈550和第六相线圈560,第四相线圈540、第五相线圈550和第六相线圈560中每相线圈包括两个第一线圈300,两个第一线圈300连接。
174.第一相线圈510和第二相线圈520的交点与第四相线圈540的第一端连接,第二相线圈520和第三相线圈530的交点与第五相线圈550的第一端连接,第一相线圈510和第三相线圈530的交点与第六相线圈560的第一端连接。
175.第四相线圈540、第五相线圈550和第六相线圈560的第二端为引出端,能够与电机的驱动器连接,进而实现对电机的控制。
176.本实施例提供了一种定子组件,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
177.多个第二线圈400中每个第二线圈400的匝数与多个第一线圈300中每个第一线圈300的匝数的比值大于等于1.5,且小于等于2。
178.在该实施例中,每个第二线圈400的匝数与每个第一线圈300的匝数的比值为1.5至2,第二线圈400的匝数与第一线圈300的匝数的比值在该范围内,能够在保证磁动势平衡的同时,更充分利用槽空间。
179.具体地,每个第二线圈400的匝数与每个第一线圈300的匝数的比值为
180.具体地,每个第二线圈400的匝数与每个第一线圈300的匝数的比值为1.5。
181.具体地,每个第二线圈400的匝数与每个第一线圈300的匝数的比值为2。
182.本实施例提供了一种定子组件,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
183.多个第二线圈400中每个第二线圈400的裸线直径与多个第一线圈300中每个第一线圈300的裸线直径的比值大于等于0.6,小于等于0.9。
184.在该实施例中,每个第二线圈400的裸线直径与每个第一线圈300的裸线直径的比值为0.6至0.9,第二线圈400的裸线直径与第一线圈300的裸线直径的比值在该范围内,能够进一步提升磁动势平衡性的同时,更充分利用槽空间。
185.具体地,每个第二线圈400的裸线直径与每个第一线圈300的裸线直径的比值为0.76。
186.具体地,每个第二线圈400的裸线直径与每个第一线圈300的裸线直径的比值为0.6。
187.具体地,每个第二线圈400的裸线直径与每个第一线圈300的裸线直径的比值为0.9。
188.具体地,第一线圈300和第二线圈400均为漆包线,漆包线为金属线外部包覆一层绝缘漆,第一线圈300的裸线直径与第二线圈400的裸线直径均为金属线的直径。金属线可为铜线或铝线。
189.在本实用新型的一个实施例中,提供了一种电机,包括如上述任一实施例的定子组件。因此该电机具备上述任一实施例的定子组件的全部有益效果。
190.电机还包括转子组件,转子组件同轴心的设在定子组件内侧,转子组件和定子组件之间设置有气隙。
191.电机为伺服电机。
192.在本实用新型的一个实施例中,提供了一种伺服系统,包括如上述任一实施例的电机,因此该师傅系统具备上述任一实施例的电机的全部有益效果。
193.在本实用新型的权利要求书、说明书和说明书附图中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非有额外的明确限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了更方便地描述本实用新型和使得描述过程更加简便,而不是为了指示或暗示所指的装置或元件必须具有所描述的特定方位、以特定方位构造和操作,因此这些描述不能理解为对本实用新型的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,举例来说,“连接”可以是多个对象之间的固定连接,也可以是多个对象之间的可拆卸连接,或一体地连接;可以是多个对象之间的直接相连,也可以是多个对象之间的通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据上述数据地具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
194.在本实用新型的权利要求书、说明书和说明书附图中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型的权利要求书、说明书和说明书附图中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
195.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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