减轻转矩常数滚降的马达叠片制造技术

用于电动马达的直线叠片具有交替的指状区段和铰链区段，从而在绕组安装后可卷曲形成圆形马达定子。叠片构造使得背铁区的内边在形状上是非弓形的，从而在铰链区段附近提供额外的背铁材料，用于减轻转矩常数滚降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减轻转矩常数滚降的马达叠片
本专利技术通常涉及电动马达，更具体地涉及用于制造电动马达定子的叠片。
技术介绍
在具有电动马达的系统中，在马达受到高间歇转矩需求时，期望的是将马达的转矩常数尽可能地保持线性。如果转矩常数滚降(即，劣化且变为非线性)并且马达叠片没有达到磁饱和，那么可以供应附加电流至马达从而补偿劣化的转矩常数。然而，如果在马达叠片中的铁已经达到磁饱和，那么转矩常数的滚降不能通过增加电流来补偿。为了在特定运行转矩范围上实现线性转矩常数，与定子相关联的铁必须足够支持需要的磁通水平。因此，马达叠片设计有足够的铁使得转矩常数在期望的运行转矩范围上保持线性。然而，向叠片增加铁材料夺走了马达绕组可获得的物理空间。在用于马达绕组的物理空间减少时，马达电阻增加，这造成额外加热并改变马达的时间常数。申请人已经设计一种具有优化的转矩常数线性度的马达。该设计使用常规的圆形叠片，绕组插入在该圆形叠片上。尽管达到了合适的转矩常数线性度，但是该马达以大产量来制造不具有成本效益。为了使这种马达能够以大量、具有成本效益的方式制造，采用了一种制造工艺，借此叠片形成为直线叠片，并且在铜绕组安装后接着卷曲形成圆形定子。在直线叠片中，接收铜绕组的指状部布置为沿叠片的纵向轴线通过槽区域而彼此间隔开的多个平行指状部。缠绕步骤在指状部平行时执行，并且这样对于绕线机具有容易的通道和空间。缠绕的叠片接下来卷曲成圆形构造，在该构造中，指状部径向地朝向马达的中心轴线延伸。该工艺最大化分配给铜的槽区域中的铜绕组的量，并且因此对于给定的马达常数，最小化马达的总轴向长度。在叠片是直的时缠绕叠片并接着将缠绕的叠片卷曲成圆形定子，这需要叠片的背铁区构造有在指状部之间的可弯曲铰链特征。铰链特征通过在叠片中添加空隙而形成，使得叠片的相邻指状部通过用作铰链特征的薄条状叠片材料连接。然而，提供铰链特征减少了叠片的背铁区中的材料量，因此造成转矩常数在比马达的常规圆形叠片版本更低的转矩需求下滚降。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可卷曲的马达叠片，其相对于可比较的圆形马达叠片不会损害转矩常数的线性度。在本专利技术的实施例中，马达叠片限定沿纵向轴线间隔的多个指状区段，以及分别在相邻成对的指状区段之间的多个铰链区段。每个指状区段具有参考中心、背铁区和指状部，该指状部沿着垂直于叠片的纵向轴线延伸的指状部轴线从背铁区突出。背铁区包括成对的侧边和成对的内边，每个侧边在相应的相对于指状区段参考中心的径向方向上延伸，每个内边从指状部延伸至侧边中相关联的一个。每个内边在形状上是非弓形的。例如，内边可以具有垂直于相关联的侧边的径向方向延伸的第一直边部分。当叠片卷曲成圆形形式时，每个第一直边部分与相邻指状区段的另一个第一直边部分对齐，使得卷起的叠片具有多个非弓形内边，其界定用于马达绕组的槽区域。所得到的内边构造在叠片中提供额外的背铁材料，从而补偿为限定铰链区段而省略的背铁材料，并保持期望的转矩常数线性度。本专利技术还通过一种电动马达定子来实施，该定子包括叠片堆，该叠片堆限定了环状背铁和由多个成角度地间隔的槽区域分开的多个成角度地间隔的指状部，其中每个指状部从背铁朝向堆的中心轴线沿相应的径向指状部轴线径向向内延伸，并且每个槽区域具有各自的径向槽轴线。背铁具有多个内边，每个内边在成角度地相邻成对的指状部之间延伸并界定槽区域中相关的一个。根据本专利技术，每个内边包括至少一个非弓形边部分。内边可以具有多个直边部分。例如，每个内边可以具有通过桥接部分连接的成对的直过渡部分。桥接部分也可以是直的，并且可以垂直于相关联的槽区域的径向槽轴线延伸。通过以这种方式构造内边，提供了额外的背铁材料以减轻转矩常数的滚降。附图说明现在将在以下结合附图的本专利技术的详细描述中更全面地描述本专利技术操作的性质和模式，其中：图1是根据本专利技术的实施例形成的直线马达叠片的平面图；图2是在马达叠片已经卷曲成圆形形式后图1所示的马达叠片的平面图；图3是图1的直线马达叠片的指状区段和铰链区段的放大图；图4是示出在将铜绕组施加到叠片指状部后的直线马达叠片堆的近似平面图；以及图5是由图4所示的缠绕的叠片堆形成的马达定子的平面图。具体实施方式图1是根据本专利技术的实施方案形成的叠片10的平面图。叠片10用于制造电动马达的定子。叠片10是沿纵向轴线11延伸的直线叠片。如下面将更详细地解释的，叠片10能够卷曲成如图2所描绘的圆形形式。叠片10是从一片叠片材料切割出。叠片10的形状限定沿纵向轴线11间隔的多个指状区段12，以及分别在相邻成对的指状区段12之间的多个铰链区段14。每个指状区段12具有参考中心13、背铁区16和指状部18，该指状部18沿垂直于纵向轴线11延伸的指状部轴线19从背铁区16突出。同样参考图3，其以放大的细节示出了指状区段12中的在叠片10末端处的一个。可以看出，指状区段12的背铁区16包括外圆周边20、成对的侧边22和成对的内边24。每个侧边22在相应的相对于参考中心13的径向方向23上延伸。内边24从指状部18延伸至侧边22中相关联的一个。每个内边24具有第一直边部分24A和第二直边部分24B。在所示实施例中，每个内边24的第一直边部分24A垂直于相关联的侧边22的径向方向23延伸，并且在角点26处与相关联的侧边22相交。每个内边24的第二直边部分24B可以从指状部18延伸至第一直边部分24A，并且可以在角点28处与第一直边部分24A相交。每个第二直边部分22B可以垂直于指状部轴线19延伸，以便限定用于围绕指状部18安装铜绕组的最大化且无阻碍的敞开的槽空间。图3还以放大的细节示出了铰链区段14中的一个。铰链区段14由相邻指状区段12的对向侧边22之间的嘴状开口30和圆周边20中的外凹部32限定。可以看出，铰链区段14可以实施为连接两个相邻指状区段12的薄条状叠片材料。关于在叠片10的相对末端处的指状区段12’，可以省略嘴状开口30和外凹部32，因为在将叠片10卷曲成圆形构造时，末端指状段最终彼此连接。再次参照图2，圆形形式的卷曲叠片10包括多个成角度地间隔的指状部18，指状部18由多个成角度地间隔的槽区域34分开，每个槽区域34具有各自的径向槽轴线35。在叠片10卷曲成圆形形式时，一个指状区段12的内边24将与相邻指状区段12的内边24合并，以形成从一个指状部18延伸至下一个指状部18的内边24。得到的圆形叠片的内边24是非弓形的。图4以平面图示出了叠片10的堆40，其中在叠片10处于它们的原始直线构造时，铜绕组42围绕叠片10的指状部18设置。绕组42可以使用自动马达绕线机安装。在安装绕组42之后，将缠绕的叠片堆40卷曲成如图5所示的圆形形式，并且叠片的末端指状段12’在焊缝44处彼此结合以形成定子50。因此，定子50包括中心轴线51和多个指状部18以及以交替方式围绕中心轴线51成角度地间隔的多个槽区域34。如图5中可见，定子50的每个内边24具有至少一个非弓形边部分。在所示实施例中，每个内边24具有多个直边部分，即在成对的第二直边部分24B之间的第一直边部分24A。成对的第二直边部分24B用作过渡部分并可以在垂直于对应指状部的径向指状部轴线19的方向上远离对应的指状部18延伸，并且第一直边部分24A用作连接成对的直过渡部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达叠片，包括：纵向轴线；单片叠片材料，所述单片叠片材料限定沿所述纵向轴线间隔的多个指状区段和分别在相邻成对的指状区段之间的多个铰链区段；其中每个指状区段具有参考中心、背铁区和指状部，所述指状部沿垂直于所述纵向轴线延伸的指状部轴线从所述背铁区突出；其中所述背铁区包括成对的侧边，每个侧边沿相应的相对于所述参考中心的径向方向延伸；其中所述背铁区还包括成对的内边，所述内边从所述指状部延伸至所述侧边中相关联的一个，其中每个内边为非弓形的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 US 15/040,3811.一种马达叠片，包括：纵向轴线；单片叠片材料，所述单片叠片材料限定沿所述纵向轴线间隔的多个指状区段和分别在相邻成对的指状区段之间的多个铰链区段；其中每个指状区段具有参考中心、背铁区和指状部，所述指状部沿垂直于所述纵向轴线延伸的指状部轴线从所述背铁区突出；其中所述背铁区包括成对的侧边，每个侧边沿相应的相对于所述参考中心的径向方向延伸；其中所述背铁区还包括成对的内边，所述内边从所述指状部延伸至所述侧边中相关联的一个，其中每个内边为非弓形的。2.根据权利要求1所述的叠片，其中每个内边具有第一直边部分，所述第一直边部分垂直于相关联的侧边的径向方向延伸。3.根据权利要求2所述的叠片，其中每个第一直边部分与相关联的侧边相交。4.根据权利要求3所述的叠片，其中每个内边还具有第二直边部分，所述第二直边部分从所述指状部延伸至所述第一直边部分。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李·L·斯奈德，查尔斯·詹姆斯·福特，马修·艾伦·卡罗尔，罗纳德·G·II·法兰雷，
申请(专利权)人：穆格公司，
类型：发明
国别省市：美国,US