[发明专利]磁极间隔绕线组合式定子

摘要

本发明是一种磁极间隔绕线组合式定子，其涉及一种电动机定子，包括定子部件一、定子部件二。定子部件一和定子部件二的定子磁极排列序号分别按照奇数、偶数间隔排列，在绕制集中式绕组的加工过程中，相邻两个定子磁极之间提供较大的加工操作空间，在不影响集中式绕组绕制加工的前提下，能够减小定子铁芯线槽的槽口宽度，或者定子铁芯线槽能够采用闭口槽，在降低齿槽转矩的同时，使无刷直流电动机或永磁同步电动机能够采用整数槽绕组，增加无刷直流电动机或永磁同步电动机设计时槽数与极数的选择范围，并提高电动机性能。所述组合式定子应用于异步电动机时能够实现变极变速，有利于异步电动机降低齿谐波磁场产生的附加转矩，提高电动机效率。

主权项

1.一种磁极间隔绕线组合式定子，所述组合式定子包括定子部件一、定子部件二；定子部件一包括定子铁芯一(9)、磁极镶块一(7)、定位销一(3)、环型线圈骨架一(11)、线圈骨架一(6)、焊接针一(10)；环型线圈骨架一(11)包括若干个定位线圈骨架一(27)，定子部件二包括定子铁芯二(13)、磁极镶块二(15)、定位销二(18)、环型线圈骨架二(12)、线圈骨架二(14)、焊接针二(16)；环型线圈骨架二(12)包括若干个定位线圈骨架二(40)，其特征在于：每一个定位线圈骨架一(27)和线圈骨架一(6)分别有两个骨架线槽，则定子部件一还包括内线圈一(4)、外线圈一(5)；每一个定位线圈骨架二(40)和线圈骨架二(14)分别有两个骨架线槽，则定子部件二还包括内线圈二(19)、外线圈二(20)；所述组合式定子径向内侧均布有若干个定子磁极，定子磁极依次排列；排列序号为奇数的定子磁极与定子部件一形成一个整体，每一个排列序号为奇数的定子磁极由定子部件一的定子铁芯一(9)的铁芯磁极极身一(1)和定子部件一的磁极镶块一(7)组成；定子铁芯一(9)的相邻两个铁芯磁极极身一(1)之间是镶块内腔一(23)，定子铁芯一(9)的铁芯磁极极身一(1)与镶块内腔一(23)是一一间隔排列；把集中式绕组缠绕在定子部件一的铁芯磁极极身一(1)和磁极镶块一(7)周围的过程中，相邻两个镶块内腔一(23)提供较大的加工操作空间；排列序号为偶数的定子磁极与定子部件二形成一个整体，每一个排列序号为偶数的定子磁极由定子部件二的定子铁芯二(13)的铁芯磁极极身二(17)和定子部件二的磁极镶块二(15)组成；定子铁芯二(13)的相邻两个铁芯磁极极身二(17)之间是镶块内腔二(38)，定子铁芯二(13)的铁芯磁极极身二(17)与镶块内腔二(38)是一一间隔排列；把集中式绕组缠绕在定子部件二的铁芯磁极极身二(17)和磁极镶块二(15)周围的过程中，相邻两个镶块内腔二(38)提供较大的加工操作空间；所述组合式定子的定子部件一在绕制集中式绕组的加工过程中，定子部件一的定子磁极排列序号按照奇数间隔排列；所述组合式定子的定子部件二在绕制集中式绕组的加工过程中，定子部件二的定子磁极排列序号按照偶数间隔排列；所述组合式定子装配后，每一个排列序号为奇数的定子磁极安装在定子部件二的镶块内腔二(38)中，每一个排列序号为偶数的定子磁极安装在定子部件一的镶块内腔一(23)中，所述组合式定子径向内侧均布的若干个定子磁极恢复为依次排列；所述组合式定子装配后，每一个定子磁极的极靴边缘(2)相互接触形成隔磁磁桥(69)，或者，每一个定子磁极的极靴边缘(2)彼此靠近，由此形成的定子铁芯线槽的槽口宽度不受集中式绕组绕制加工工艺的限制，该定子铁芯线槽能够做到小宽度槽口，减弱定子铁芯的齿槽效应；定子铁芯一(9)径向外侧是呈环形的定子磁轭(70)，定子铁芯一(9)径向内侧均布有若干个铁芯磁极极身一(1)，每一个铁芯磁极极身一(1)径向内侧是极靴一(24)，极靴一(24)中间有销孔一(25)，极靴一(24)径向内侧的圆周方向两端是极靴边缘(2)，若干个极靴一(24)径向内侧是转子气隙内腔(22)，相邻两个铁芯磁极极身一(1)之间是镶块内腔一(23)，定子铁芯一(9)径向内侧均布有若干个榫槽一(8)，榫槽一(8)呈燕尾形，榫槽一(8)与铁芯磁极极身一(1)是一一间隔排列；磁极镶块一(7)中间是镶块极身(49)，磁极镶块一(7)两端分别是榫头一(21)、镶块极靴(47)，镶块极靴(47)中间有镶块销孔(48)，镶块极靴(47)径向内侧的圆周方向两端是极靴边缘(2)，榫头一(21)呈燕尾形；定位销一(3)呈圆柱形；环型线圈骨架一(11)径向外侧是呈环形的连接环一(28)，连接环一(28)一个轴向端面是平面，连接环一(28)另一个轴向端面上均布有若干个圆柱形的绕线柱一(32)，绕线柱一(32)端面有固定孔，圆柱形的焊接针一(10)安装在绕线柱一(32)的固定孔中，相邻两个绕线柱一(32)之间是筋条一(33)；环型线圈骨架一(11)径向内侧均布有若干个定位线圈骨架一(27)，定位线圈骨架一(27)径向截面呈U形，定位线圈骨架一(27)径向中间是定位槽一(29)，每一个定位线圈骨架一(27)分别有两个骨架线槽，则这两个骨架线槽分别是定位骨架外线槽一(30)、定位骨架内线槽一(31)，在定位骨架外线槽一(30)和定位骨架内线槽一(31)之间的隔板上有导引孔(72)，导引孔(72)位于有绕线柱一(32)的连接环一(28)端面的轴向外侧；线圈骨架一(6)径向截面呈U形，线圈骨架一(6)径向中间是骨架中心槽一(26)，每一个线圈骨架一(6)分别有两个骨架线槽，则这两个骨架线槽分别是骨架内线槽(50)、骨架外线槽(51)；定子部件一在装配时，在定子铁芯一(9)同一侧若干个铁芯磁极极身一(1)端面分别安装一个磁极镶块一(7)，使磁极镶块一(7)的镶块极靴(47)与铁芯磁极极身一(1)的极靴一(24)对齐，把定位销一(3)一端安装在磁极镶块一(7)的镶块销孔(48)中，把定位销一(3)另一端安装在铁芯磁极极身一(1)的销孔一(25)中；把环型线圈骨架一(11)安装在定子铁芯一(9)没有磁极镶块一(7)的一侧，使定子铁芯一(9)若干个铁芯磁极极身一(1)轴向外侧部分分别安装在环型线圈骨架一(11)的定位槽一(29)中，把若干个线圈骨架一(6)分别安装在定子铁芯一(9)有磁极镶块一(7)的一侧，使磁极镶块一(7)的镶块极身(49)和定子铁芯一(9)的铁芯磁极极身一(1)轴向内侧部分分别安装在线圈骨架一(6)的骨架中心槽一(26)中；依次在线圈骨架一(6)的骨架外线槽(51)和环型线圈骨架一(11)的定位骨架外线槽一(30)中缠绕外线圈一(5)，在线圈骨架一(6)的骨架内线槽(50)和环型线圈骨架一(11)的定位骨架内线槽一(31)中缠绕内线圈一(4)；在缠绕外线圈一(5)和内线圈一(4)的加工过程中，任意两个线圈之间的连接导线缠绕在若干个绕线柱一(32)的径向外侧，线圈的接线线头焊接在焊接针一(10)上；定子铁芯二(13)与定子铁芯一(9)结构相同；定子铁芯二(13)径向外侧是呈环形的定子磁轭(70)，定子铁芯二(13)径向内侧均布有若干个铁芯磁极极身二(17)，每一个铁芯磁极极身二(17)径向内侧是极靴二(36)，极靴二(36)中间有销孔二(37)，极靴二(36)径向内侧的圆周方向两端是极靴边缘(2)，若干个极靴二(36)径向内侧是转子气隙内腔(22)，相邻两个铁芯磁极极身二(17)之间是镶块内腔二(38)，定子铁芯二(13)径向内侧均布有若干个榫槽二(34)，榫槽二(34)呈燕尾形，榫槽二(34)与铁芯磁极极身二(17)是一一间隔排列；磁极镶块二(15)与磁极镶块一(7)结构相同；磁极镶块二(15)中间是镶块极身(49)，磁极镶块二(15)两端分别是榫头二(35)、镶块极靴(47)，镶块极靴(47)中间有镶块销孔(48)，镶块极靴(47)径向内侧的圆周方向两端是极靴边缘(2)，榫头二(35)呈燕尾形；定位销二(18)呈圆柱形；环型线圈骨架二(12)与环型线圈骨架一(11)结构相同；环型线圈骨架二(12)径向外侧是呈环形的连接环二(46)，连接环二(46)一个轴向端面是平面，连接环二(46)另一个轴向端面上均布有若干个圆柱形的绕线柱二(45)，绕线柱二(45)端面有固定孔，圆柱形的焊接针二(16)安装在绕线柱二(45)的固定孔中，相邻两个绕线柱二(45)之间是筋条二(44)；环型线圈骨架二(12)径向内侧均布有若干个定位线圈骨架二(40)，定位线圈骨架二(40)径向截面呈U形，定位线圈骨架二(40)径向中间是定位槽二(41)，每一个定位线圈骨架二(40)分别有两个骨架线槽，则这两个骨架线槽分别是定位骨架外线槽二(43)、定位骨架内线槽二(42)，在定位骨架外线槽二(43)和定位骨架内线槽二(42)之间的隔板上有导引孔(72)，导引孔(72)位于有绕线柱二(45)的连接环二(46)端面的轴向外侧；线圈骨架二(14)与线圈骨架一(6)结构相同；线圈骨架二(14)径向截面呈U形，线圈骨架二(14)径向中间是骨架中心槽二(39)，每一个线圈骨架二(14)分别有两个骨架线槽，则这两个骨架线槽分别是骨架内线槽(50)、骨架外线槽(51)；定子部件二在装配时，在定子铁芯二(13)同一侧若干个铁芯磁极极身二(17)端面分别安装一个磁极镶块二(15)，使磁极镶块二(15)的镶块极靴(47)与铁芯磁极极身二(17)的极靴二(36)对齐，把定位销二(18)一端安装在磁极镶块二(15)的镶块销孔(48)中，把定位销二(18)另一端安装在铁芯磁极极身二(17)的销孔二(37)中；把环型线圈骨架二(12)安装在定子铁芯二(13)没有磁极镶块二(15)的一侧，使定子铁芯二(13)若干个铁芯磁极极身二(17)轴向外侧部分分别安装在环型线圈骨架二(12)的定位槽二(41)中，把若干个线圈骨架二(14)分别安装在定子铁芯二(13)有磁极镶块二(15)的一侧，使磁极镶块二(15)的镶块极身(49)和定子铁芯二(13)的铁芯磁极极身二(17)轴向内侧部分分别安装在线圈骨架二(14)的骨架中心槽二(39)中；依次在线圈骨架二(14)的骨架外线槽(51)和环型线圈骨架二(12)的定位骨架外线槽二(43)中缠绕外线圈二(20)，在线圈骨架二(14)的骨架内线槽(50)和环型线圈骨架二(12)的定位骨架内线槽二(42)中缠绕内线圈二(19)；在缠绕外线圈二(20)和内线圈二(19)的加工过程中，任意两个线圈之间的连接导线缠绕在若干个绕线柱二(45)的径向外侧，线圈的接线线头焊接在焊接针二(16)上；所述组合式定子在装配时，把定子部件一的若干个磁极镶块一(7)的榫头一(21)分别插入定子部件二的定子铁芯二(13)若干个榫槽二(34)中，使定子部件一的若干个磁极镶块一(7)、内线圈一(4)、外线圈一(5)、线圈骨架一(6)分别安装在定子部件二的定子铁芯二(13)的镶块内腔二(38)中；与此同时，把定子部件二的若干个磁极镶块二(15)的榫头二(35)分别插入定子部件一的定子铁芯一(9)若干个榫槽一(8)中，使定子部件二的若干个磁极镶块二(15)、内线圈二(19)、外线圈二(20)、线圈骨架二(14)分别安装在定子部件一的定子铁芯一(9)的镶块内腔一(23)中；应用于异步电动机的环型线圈骨架一(11)的每一个定位线圈骨架一(27)和每一个线圈骨架一(6)分别有两个骨架线槽；应用于异步电动机的环型线圈骨架二(12)的每一个定位线圈骨架二(40)和每一个线圈骨架二(14)分别有两个骨架线槽；所述组合式定子应用于变极变速单相异步电动机时，其工作过程是：所述组合式定子应用于二极/四极/六极变极变速单相异步电动机时，所述组合式定子径向内侧均布有若干个定子磁极，依次是磁极一(52)、磁极二(53)、磁极三(54)、磁极四(55)、磁极五(56)、磁极六(57)、磁极七(58)、磁极八(59)、磁极九(60)、磁极十(61)、磁极十一(62)、磁极十二(63)；每一个定子磁极上安装有外线圈一(5)和内线圈一(4)，或者每一个定子磁极上安装有外线圈二(20)和内线圈二(19) ；若干个外线圈一(5)和外线圈二(20)连接在一起组成工作绕组，若干个内线圈一(4)和内线圈二(19)连接在一起组成启动绕组，移相元件采用电容器或电阻器，移相元件串联在启动绕组中；所述组合式定子应用于定子磁极为六极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极三(54)、磁极四(55)组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极七(58)、磁极八(59)组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极十一(62)、磁极十二(63)组成一个N极定子磁极；径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极一(52)、磁极二(53)组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极五(56)、磁极六(57)组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极九(60)、磁极十(61)组成一个S极定子磁极；与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极二(53)、磁极三(54)组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极六(57)、磁极七(58)组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极十(61)、磁极十一(62)组成一个n极定子磁极；径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极十二(63)、磁极一(52)组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极四(55)、磁极五(56)组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极八(59)、磁极九(60)组成一个s极定子磁极；所述组合式定子应用于定子磁极为六极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的六极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的六极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立六极定子旋转磁场；所述组合式定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极十二(63)、磁极一(52)、磁极二(53)组成一个N极定子磁极，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极六(57)、磁极七(58)、磁极八(59)组成一个N极定子磁极；径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极三(54)、磁极四(55)、磁极五(56)组成一个S极定子磁极，径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极九(60)、磁极十(61)、磁极十一(62)组成一个S极定子磁极；与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极五(56)、磁极六(57)组成一个n极定子磁极，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极十一(62)、磁极十二(63)组成一个n极定子磁极；径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极二(53)、磁极三(54)组成一个s极定子磁极，径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极八(59)、磁极九(60)组成一个s极定子磁极；未接通电源的线圈(71)分别使磁极一(52)、磁极四(55)、磁极七(58)、磁极十(61)没有磁极极性；所述组合式定子应用于定子磁极为四极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的四极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的四极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立四极定子旋转磁场；所述组合式定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组，径向内侧为N极的外线圈(65)使磁极五(56)、磁极六(57)、磁极七(58)、磁极八(59)、磁极九(60)、磁极十(61)组成一个N极定子磁极；径向内侧为S极的外线圈(66)使磁极十一(62)、磁极十二(63)、磁极一(52)、磁极二(53)、磁极三(54)、磁极四(55)组成一个S极定子磁极；与此同时，电流流过启动绕组，径向内侧为n极的内线圈(68)使磁极二(53)、磁极三(54)、磁极四(55)、磁极五(56)、磁极六(57)、磁极七(58)组成一个n极定子磁极；径向内侧为s极的内线圈(67)使磁极八(59)、磁极九(60)、磁极十(61)、磁极十一(62)、磁极十二(63)、磁极一(52)组成一个s极定子磁极；所述组合式定子应用于定子磁极为二极的单相异步电动机的某一时刻，电流流过工作绕组建立的二极工作绕组磁场，与电流流过启动绕组建立的二极启动绕组磁场，其磁极极性一一对应，并且在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立二极定子旋转磁场。