电机的定子及其制造方法技术

本发明专利技术涉及电机的定子及其制造方法。所述电机的定子包括有多对主磁极和多个励磁绕组，其中各对所述主磁极包括有极身、电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴，所述各励磁绕组嵌放在所述电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴与极身之间的定子槽内，其特征在于：在至少一个所述电枢转出侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得至少一个所述电枢转出侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机，特别涉及一种具有更长使用寿命和更高工作效率的。
技术介绍
图1示出有现有技术中的电机特别是交直流两用电机的定转子的截面结构，现有技术的电机的结构应由定子10和转子20两部分组成。其中电机运行时转动的部分称为转子(电枢)20 (图中箭头示出其转动方向为顺时针方向)，转子(电枢)20和定子10相互作用以产生电磁转矩和感应电动势，其由转轴21、电枢铁心22、电枢绕组23、换向器(未示出)和风扇(未示出)等组成。其中所述电枢铁心22固定在所述转轴21上，且所述电枢铁心22的外圆开有电枢槽24，槽内嵌放所述电枢绕组23(图中仅示出一个电枢绕组)。而电机运行时静止不动的部分称为定子10，定子10的主要作用是产生磁场和构成磁路，所述定子10通常由两对或更多对主磁极11、机座(未示出)、换向极(未示出)、电刷装置(未示出)、端盖(或其它支撑件，图中未示出)和轴承(未示出)组成。其中主磁极11的作用是产生有一定的空间分布形状的气隙磁通密度。主磁极11由主磁极铁心12和放置在铁心上的用来产生主磁通的励磁绕组13构成。主磁极铁心12分成极身14和极靴15两部分，极靴15的作用是使气隙磁通密度的空间分布均匀并减小气隙磁阻，同时极靴15对励磁绕组13也起支撑作用。其中，各对主磁极11包括第一主磁极Ila和第二主磁极Ilb,在各第一主磁极Ila的电枢转入侧极靴(前极靴)15a与极身14之间的定子槽16内和各第二主磁极Ilb的电枢转出侧极靴(后极靴)15b与极身14之间的定子槽17内嵌放集中绕组作为励磁绕组13。如图2所示，电枢转入侧极靴15a和电枢转出侧极靴15b具有相同的形状和尺寸(即具有对应相同的长度L、厚度H和宽度W)，且均采用刚性金属材料制成，难以弯曲，致使装入各极靴与极身之间的定子槽中的励磁绕组13的跨距(面对附图所看到的安装的励磁绕组内周之间的距离)S较大，使得制作励磁绕组13所花费的绕线材料较多，并使得电机的工作效率收到影响。 在现有技术的电机中，电刷装置是用来引入或引出电压和电流的，在交直流电动机中，换向器配以电刷装置，能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变；在交直流发电机中，换向器配以电刷装置，能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的电动势。电刷装置与换向器的固有结构，使得换向器在换向过程中，电流发生剧烈变化，在换向元件中产生反电动势，从而导致在换向过程中换向元件中储存的电磁能量以火花的形式释放出来，使得换向器附近的空气介质电离，在空气中形成带电粒子，从而形成电磁干扰。 在电机工作过程中，换向元件在磁场的中性面附近进行换向，此时，换向元件，换向器和电刷构成一个闭合回路，运动的换向元件在磁场中产生感生电压，因为换向元件及换向器的电阻一般极小，大部分电压将作用于电刷和换向器的交界面上，产生过量发热及电磁干扰。所以为了延长电刷装置寿命，一般需要将电刷装置的尺寸放大，同时为了减少电磁干扰，通常需要给电机装配由电容和电感构成的电磁干扰(EMI)抑制电路来减少电磁干扰，从而使得产生的电磁干扰值符合关于电磁干扰限值的强制标准。 图3示出了现有技术的电机中，经实验测出的换向角度与磁通密度之间的关系曲线图，可以看到在换向角度22.5度时，电枢转出侧极靴15b端部的直流磁通(或交流峰值磁通)密度高达0.15特斯拉左右，导致在换向时产生明显的电火花，从而加大与换向器接触的电刷装置的磨损，给电机的使用寿命带来不利影响。 图4示出了现有技术的电机定子中的磁通密度分布状况，如图所示，可以看到在电枢转出侧极靴附近区域的直流磁通(或交流峰值磁通)密度在(0.3)- (0.6)特斯拉之间，磁通密度的数值较大。 如果能够显著降低在电枢转出侧极靴端部的磁通密度，能将换向区间里的磁场强度减小，这会一定程度减少换向元件中的感生电压，从而减少换向能量损耗(火花)，从而降低电磁干扰，提高电机的使用寿命，且对于有刷电机而言，可减少电刷装置的磨损。 有鉴于此，有必要提出一种改进的电机定子及其制造方法，以解决现有技术中的电机定子中所存在的种种问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的一个目的在于提供一种电机定子及其制造方法，通过改变电枢转出侧极靴(或和电枢转入侧极靴)的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度，可减少换向时耗费的能量，降低电磁干扰，简化电机的结构，降低电机的成本，提高电机的使用寿命，且对于有刷电机而言，可减少电刷装置的磨损。 本专利技术的另一目的提供一种电机定子及其制造方法，通过改变电枢转出侧极靴(或和电枢转入侧极靴)的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度，可减少制作励磁绕组所花费的绕线材料，降低电机的成本和功率损耗，提高电机的工作效率。 为实现上述专利技术目的，根据本专利技术的一方面，提供了一种电机的定子，包括有多对主磁极和多个励磁绕组，其中各对所述主磁极包括有极身、电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴，所述各励磁绕组嵌放在所述电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴与极身之间的定子槽内，其特征在于:在至少一个所述电枢转出侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得至少一个所述电枢转出侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。 在一实施例中，还包括在与所述至少一个所述电枢转出侧极靴相对应的至少一个所述电枢转入侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得所述至少一个电枢转入侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。 在一实施例中，在至少一个所述电枢转出侧极靴的顶端上开有一个或多个凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端宽度自没有开有所述凹槽之前的初始宽度变小至开槽后的有效宽度，其中所述有效宽度为没有开有凹槽之前所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端的初始宽度减去各所述凹槽的宽度之和后得到的差值。 在一实施例中，各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴长度方向的深度为所述至少一个电枢转出侧极靴的长度的1/10或所述至少一个电枢转出侧极靴的整体长度或两者之间的任一数值；各所述凹槽的宽度为没有开有凹槽之前所述至少一个电枢转出侧极靴顶端的初始宽度的1/3或4/5或两者之间的任一数值，较佳地为没有开有凹槽之前所述至少一个电枢转出侧极靴顶端的初始宽度的2/3或3/4或两者之间的任一数值。 在一实施例中，在所述至少一个电枢转出侧极靴上开有凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端和/或中部和/或跟部的厚度变小。 在一实施例中，在所述至少一个电枢转出侧极靴面对励磁绕组的一侧和/或面对电枢的一侧的顶端和/或中部和/或跟部的表面上开有一个或多个凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端和/或中部和/或跟部的厚度变小。 在一实施例中，各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴厚度方向的深度为所述至少一个电枢转出侧极靴的相应位置处在没有开槽之前的初始厚度的1/3或9/10或两者之间的任一数值；各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴长度方向的宽度为所述至少一个电枢转出侧极靴的长度的1/20或所述电枢转出侧极靴整体长度或两者之间的任一数值，较佳地为所述至少一个电枢转出侧极靴的长度的1/10或1/2或两者之间的任一数值。 在一实施例中，在所述至少一个电枢转出侧极靴上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机的定子，包括有多对主磁极和多个励磁绕组，其中各对所述主磁极包括有极身、电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴，所述各励磁绕组嵌放在所述电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴与极身之间的定子槽内，其特征在于：在至少一个所述电枢转出侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得至少一个所述电枢转出侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。

【技术特征摘要】
1.一种电机的定子，包括有多对主磁极和多个励磁绕组，其中各对所述主磁极包括有极身、电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴，所述各励磁绕组嵌放在所述电枢转入侧极靴和电枢转出侧极靴与极身之间的定子槽内，其特征在于:在至少一个所述电枢转出侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得至少一个所述电枢转出侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。2.根据权利要求1所述的电机的定子，其特征在于:在与所述至少一个所述电枢转出侧极靴相对应的至少一个所述电枢转入侧极靴上开有凹槽和/或通孔，使得所述至少一个电枢转入侧极靴的整体或局部的宽度和/或整体或局部的厚度变小。3.根据权利要求1或2所述的电机的定子，其特征在于:在至少一个所述电枢转出侧极靴的顶端上开有一个或多个凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端宽度自没有开有所述凹槽之前的初始宽度变小至开槽后的有效宽度，其中所述有效宽度为没有开有凹槽之前所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端的初始宽度减去各所述凹槽的宽度之和后得到的差值。4.根据权利要求3所述的电机的定子，其特征在于:各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴长度方向的深度为所述至少一个电枢转出侧极靴的长度的1/10或所述至少一个电枢转出侧极靴的整体长度或两者之间的任一数值；各所述凹槽的宽度为没有开有凹槽之前所述至少一个电枢转出侧极靴顶端的初始宽度的1/3或4/5或两者之间的任一数值。5.根据权利要求1或2所述的电机的定子，其特征在于:在所述至少一个电枢转出侧极靴上开有一个或多个凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端和/或中部和/或跟部的厚度变小。6.根据权利要求5所述的电机的定子，其特征在于:在所述至少一个电枢转出侧极靴面对励磁绕组的一侧和/或面对电枢的一侧的顶端和/或中部和/或跟部的表面上开有一个或多个凹槽，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端和/或中部和/或跟部的厚度变小。7.根据权利要求6所述的电机的定子，其特征在于:各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴厚度方向的深度为所述至少一个电枢转出侧极靴的相应位置处在没有开槽之前的初始厚度的1/3或9/10或两者之间的任一数值；各所述凹槽沿所述至少一个电枢转出侧极靴长度方向的宽度为所述至少一个电枢转出侧极靴的长度的1/20或所述电枢转出侧极靴整体长度或两者之间的任一数值。8.根据权利要求1或2所述的电机的定子，其特征在于:在所述至少一个电枢转出侧极靴上开有通孔，使所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端或中部或跟部的厚度自没有开孔之前所述至少一个电枢转出侧极靴的顶端或中部或跟部的初始厚度变小至开槽后的有效厚度，所述有效厚度为所述初始厚度减去所述通孔的直径后得到的差值。9.一种电机，其包括有根据权利要求1-8中任一项所述的电机的定子。10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于:所述电机为交直流两用电机。11.根据权利要求9或10所述的电机，其特征在于:所述电机为有刷电机。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：方承志，欧潇瑜，刘纪刚，
申请(专利权)人：博世电动工具中国有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33