[发明专利]电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机，例如电动机或发电机，特别涉及具有铝绕组的电机。

背景技术

电机——例如电动机或发电机——典型地包含安装在外壳内部的定子 以及支撑在外壳中以便相对于定子旋转的转子。机器的定子和/或转子具有 包含导线线圈的绕组。在电动机中，电通过这些线圈传送以便产生磁场， 使得转子旋转。在发电机中，随着转子旋转，电在绕组中产生。尽管不同 的导电材料可用于制造绕组，在过去，这些绕组频繁用铜或铜合金制造。 电机常常集成到例如空气处理设备、洗衣机、固定自行车和踏车(treadmill) 等设备中。含有电机的设备的尺寸、性能和成本在进行采购决策时可能是 重要的因素。电机的尺寸、性能和成本常常对于设备的总体尺寸和成本具 有重要影响。

用于制造绕组的导电材料的价格发生波动。有时，某些绕组材料比起 其他的要贵。例如，有时候铜相对于铝等其他导电材料非常昂贵。材料的 电导率也是重要的考虑。随着电导率降低，必须使用较大的绕组来克服损 耗。然而，较大的绕组产生了关于机器尺寸并导致设备尺寸的忧虑。因此， 即使铝等某些材料能具有超越更常使用的铜等材料的成本优势，铜可能仍 被使用，因为例如尺寸等这些其他的考虑。按照传统，以类似的性能将对 于铜绕组设计的电动机改为接受铝绕组需要电动机具有较大的体积。这种 体积增加常常通过电动机的直径和/或长度的显著增大实现，以便容纳超过 惯用铜绕组体积的增大的铝绕组体积。但是，如果电动机的外部尺寸受到 使用电动机的应用场合的限制，不能实现这些长度和/或直径上的这些增 大，替代性的绕组材料(例如铝)不能在不牺牲性能的情况下使用。在保 持电动机的类似性能而没有显著增大其直径和/或长度的同时，如果电机可 并有更具成本效益的材料(例如铝绕组)可能是有利的。

发明内容

在某些实施例中，本发明涉及一种适用于用在电动机中的定子组件。 该组件包含定子芯，定子芯具有环形的边以及从边向内径向延伸的多个齿。 芯具有外直径、齿根直径(root tooth diameter)和内直径。所述多个齿的 每个齿具有根部、从根部向内延伸的颈部、与根部相反的头部以及从其根 部向其头部测量得到的长度。颈部具有宽度。所述多个齿的每个相邻齿对 限定了具有面积的槽。另外，组件包含绕组，绕组包含缠绕在定子芯的所 述多个齿的至少三个齿周围的铝和铜中的至少一个。定子芯和绕组具有四 个、六个或八个磁偶极(magnetic dipoles)。定子芯外直径在从大约5.1 英寸到大约5.9英寸的范围内。定子芯内直径小于大约3.0英寸。本发明的 各个实施例可以以多种以及具体的组合使用，在每个重新配置中，以本发 明的这些实施形态的一个或一个以上使用。另外，本发明的这些实施形态 中的一个或一个以上能与上面或下面介绍的其他实施形态和实施例中的各 个合并。

在某些实施例中，本发明涉及适用于用在电动机中的定子组件。该组 件包含定子芯，定子芯具有环形的边以及从边向内径向延伸的多个齿。芯 具有外直径、齿根直径以及内直径。所述多个齿中的每个齿具有根部、从 根部向内延伸的颈部、与根部相反的头部。所述多个齿的各个相邻齿对限 定槽。另外，组件包含绕组，绕组包含缠绕在定子芯的所述多个齿的至少 三个齿周围的铝和铜中的至少一个。定子芯和绕组具有四个、六个或八个 磁偶极。定子芯外直径在从大约5.3英寸到大约5.7英寸的范围内。定子芯 内直径与定子芯外直径的比率小于大约0.55。本发明的各个实施例可以以 多种以及具体的组合使用，在每个重新配置中，以本发明的这些实施形态 的一个或一个以上使用。另外，本发明的这些实施形态中的一个或一个以 上能与上面或下面介绍的其他实施形态和实施例中的各个合并。