[发明专利]铁芯为无槽分割式结构的永磁电机定子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及定子无齿槽结构的永磁电机领域，尤其是一种无槽定子铁芯的分割式结构及定子的制造方法。

背景技术

近年来，随着各行业对永磁电机转矩波动、磁阻力矩、生产效率、自动化生产水平等特殊要求的不断提高，市场对于定子铁芯无槽式结构永磁电机的需求也在逐步增加。但现在通用的定子铁芯无槽式结构永磁电机的结构设计，尤其是大直径铁芯结构，尚不能适应大批量的机械化自动生产的需要，并存在着严重的材料浪费。其主要问题表现在：1、冲片为环形结构，硅钢片的利用率极低，存在着严重的材料浪费；2、对于定子绕组，传统工艺是将所有绕组线圈绕制完成后，按顺序排放于定子铁芯表面，再采用灌环氧树脂的方式加以固定，该结构和工艺的生产效率极低，无法建立大批量的机械化自动生产线，严重制约了该类电机的推广与发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够较好地实现无槽式永磁电机的大批量自动化生产、大幅度提高生产效率以及降低生产成本的新的无槽定子铁芯的分割式结构及定子制造方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种铁芯为无槽分割式结构的永磁电机定子，包括定子铁芯和定子电枢，定子铁芯由定子冲片叠装而成，其整体为环形圆柱体，圆柱表面无齿槽结构，定子电枢由定子绕组线圈和塑料骨架构成，该定子绕组线圈直接绕制于条形梳状塑料骨架之上，定子电枢固定于定子铁芯的圆柱表面，其特征在于：环形圆柱体定子铁芯由多个弧形叠片部件相互拼接组成，每个弧形叠片部件均由弧形冲片叠装而成。

而且，所述的弧形冲片的内外径采用同心圆结构或等半径结构。

而且，所述条形梳状塑料骨架整体为长条形，在该长条形的上表面制有一定数量的直槽。

而且，所述的定子电枢可以是采用一条塑料骨架直接全部绕制完成的整体式结构，定子电枢也可以由多个单元电枢拼接而成，每个单元电枢均由塑料骨架以及缠绕在其上的绕组单元构成，且各相绕组串联连接。

而且，使用注塑方法用塑料材料将定子电枢整体注塑成型于定子铁芯之上，该定子电枢置于定子铁芯的外圆柱面或者内圆柱面上。

一种铁芯为无槽分割式结构的永磁电机定子的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)制作定子铁芯：

首先加工弧形冲片，然后将加工好的弧形冲片叠装成叠片部件，最后将多个叠片部件相互拼接组成完整的环形圆柱体定子铁芯；

(2)制作定子电枢：

首先进行塑料骨架的制作，然后采用注塑方式制作表面制有一定数量直槽的条形梳状塑料骨架，最后将电机绕组绕制于条形梳状塑料骨架之上，形成条状定子电枢；

(3)电机定子组装成型：

首先将条状定子电枢弯折为环形，置于定子铁芯的圆柱表面，使用工装临时固定及整形；然后采用注塑方法将整形后的定子电枢整体注塑成型于定子铁芯之上，组成完整的电机定子。

而且，步骤(1)所述的制作定子铁芯的具体方法为：根据设计好的电机定子整体直径，设计确定弧形冲片的结构形式(同心结构或等半经结构)以及弧形冲片的圆心角α角度数等结构参数，并使用专用冲模裁剪出弧形冲片；再将裁剪好的弧形冲片叠装为多个叠片部件；最后，将多个叠片部件相互拼接组成完整的环形圆柱体定子铁芯。

而且，步骤(2)所述的制作定子电枢的具体方法为：首先进行塑料骨架的制作，根据电机绕组元件个数，以及定子铁芯的周长，确定塑料骨架的槽数和结构尺寸；并且，根据电机工作温度、散热条件、绝缘强度、电流密度等特性参数选择确定相匹配的塑料材质；然后，采用注塑方式制作表面制有一定数量直槽的条形梳状塑料骨架；按照电机绕组设计要求，将电机绕组绕制于条形梳状塑料骨架之上，形成条状定子电枢。

而且，所述的电机绕组直接绕制于条形梳状塑料骨架之上，形成条状定子电枢，或者条状定子电枢设计为分组形式，成为单元电枢，再用多个单元电枢的骨架拼接、绕组串联，组成条状定子电枢。

而且，步骤(3)所述的定子电枢置于定子铁芯的外圆柱面用于外转子电机；定子电枢置于定子铁芯的内圆柱面用于内转子电机。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计的无槽定子铁芯分割式结构更加适合高速机械化、流水化的全自动生产模式，大幅提高生产效率、缩短生产时间、降低生产成本、提高产品质量。

2、弧形冲片的设计使冲片过程中硅钢片的利用率得到了巨大的提高，尤其是大直径铁芯，弧形冲片采用内外弧等半径、多叠片部件的情况下，其材料利用率可接近100％，大幅节省了材料成本。