一种带辅助散热齿的电机定子结构及电机制造技术

本发明专利技术公开了一种带辅助散热齿的电机定子结构及电机，该结构包括定子轭部、定子主齿、散热辅助齿、定子绕组以及定子槽内腔，定子主齿包括左主齿和右主齿，定子槽内腔包括左腔和右腔，散热辅助齿经槽底与定子轭部连接，定子主齿和散热辅助齿通过定子轭部连接，近似呈m形，主齿齿高大于辅助齿齿高，辅助齿采用合适的高度以达到理想的散热效果，同时又不能削弱电机的电磁性能，左右主齿和辅助齿通过定子轭部分别连接所形成的定子左右内腔，定子绕组外包绝缘层，置于定子槽内腔。本发明专利技术通过辅助齿增加定子绕组的散热面积，减小槽内导体的温度梯度，结构简单，散热效果好。

A Stator Structure and Motor with Auxiliary Heat Dissipating Tooth

The invention discloses a motor stator structure with auxiliary cooling teeth and a motor. The structure comprises a stator yoke, a stator main teeth, a cooling auxiliary teeth, a stator winding and a stator slot cavity. The stator main teeth include a left main teeth and a right main teeth. The stator slot cavity includes a left cavity and a right cavity. The cooling auxiliary teeth are connected with the stator yoke through the bottom of the slot. Then, the stator main teeth and heat dissipation auxiliary teeth are connected through the stator yoke, which is approximately m-shaped. The height of the main teeth is higher than that of the auxiliary teeth. The auxiliary teeth adopt the appropriate height to achieve the desired heat dissipation effect. At the same time, the electromagnetic performance of the motor can not be weakened. The left stator is formed by connecting the left and right main teeth and the auxiliary teeth through the stator yoke respectively. The stator winding is enclosed with an insulating layer and placed in the stator slot cavity. The invention increases the heat dissipation area of the stator winding through the auxiliary teeth, reduces the temperature gradient of the conductor in the slot, has simple structure and good heat dissipation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种带辅助散热齿的电机定子结构及电机
本专利技术属于电机结构设计领域，更具体地，涉及一种带辅助散热齿的电机定子结构及电机。
技术介绍
电机在各个领域中应用越来越广泛，为了顺应高效以及节能减排的发展要求，针对电机能耗大以及效率低等问题的研究不断深入，使得电机呈现出向高转矩密度发展的趋势。所有电机都受到材料(包括铜、绝缘材料和磁性材料)的限制，主要考虑为电磁限制和热限制，这两个限制量化了能获得的最大转矩。因此，设计中为了提高电机转矩密度通常会增加电流密度，然而由此带来的线圈铜耗增大容易导致电机温度过高，影响电机正常工作甚至烧毁电机。其中，电机绕组是电机最热的部位，由于等效绝缘层存在高热阻性，使得槽中间部位绕组的损耗发热量难以顺利的散出，进而造成槽中部的温度最高。槽内导体温度分布不均匀，绕组局部高温直接限制了电机的整体性能，因此针对高转矩密度电机，研究如何有效提高绕组散热性至关重要。目前电机为了提高绝缘结构的耐热温度，将电机的绝缘等级提高，而高耐热等级的绝缘材料价格昂贵；或者有增加外部冷却风量、增加内部冷却通道等方式，这些都导致电机结构趋于复杂，并且加大了电机的制造成本，若在有特殊工况或者尺寸要求的情况下，并不能采用这种散热方式，而大大限制了电机的散热效果。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种带辅助散热齿的电机定子结构及电机，由此解决现有采用将电机的绝缘等级提高、增加外部冷却风量、增加内部冷却通道等方式存在的成本高、结构复杂及散热效果均在局限的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种带辅助散热齿的电机定子结构，包括：定子轭部、定子主齿及散热辅助齿；所述散热辅助齿位于相邻的两个所述定子主齿之间，经槽底与所述定子轭部相连。优选地，所述定子主齿包括左主齿和右主齿；所述左主齿和所述右主齿通过所述定子轭部与所述散热辅助齿相连，且所述左主齿、所述右主齿及所述散热辅助齿呈m形。优选地，所述电机定子结构还包括：定子槽内腔；所述定子槽内腔包括定子槽左腔和定子槽右腔；所述左主齿与所述散热辅助齿以及所述定子轭部相连所形成的矩形空腔为所述定子槽左腔，所述右主齿与所述散热辅助齿以及所述定子轭部相连所形成的矩形空腔为所述定子槽右腔。优选地，所述左主齿和所述右主齿的结构尺寸完全相同。优选地，所述定子槽左腔和所述定子槽右腔的腔面完全相同。优选地，所述散热辅助齿的齿高小于所述定子主齿的齿高。优选地，所述电机定子结构还包括：定子绕组，所述定子绕组经过包绝缘后置于所述定子槽内腔内。按照本专利技术的另一方面，提供了一种电机，包括上述任意一项所述的电机定子结构。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)通过辅助齿增加定子绕组的散热面积，减小槽内导体的温度梯度，结构简单，不需要增加电机体积或者增加冷却通道等，对于尺寸受限等特殊工况下也适用，并且辅助齿材料的选择能够进一步改善散热效果，提高电机效率，延长电机使用寿命，较低的成本也适合大规模的应用推广。(2)导体绝缘层的导热系数低，定子绕组通过空气向外辐射热量的效果不佳，而散热辅助齿结构的设计直接增加了定子绕组与定子齿的接触面积，散热面积的增加方便绕组热量导出，改善绕组温度场分布，降低槽内绕组温度梯度，提高整体散热效果。(3)辅助齿采用高导热系数的材料可以进一步提高散热效果，大大降低绕组最高温度。(4)冷却效果的提升不需要增加其他冷却通道，成本较低，方便广泛推广。(5)将辅助齿的结构内嵌于定子轭部，工艺上易于实现。(6)电机设计中采用该定子冲片结构可以提高电机热负荷，进一步提高电机转矩密度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种带辅助散热齿定子的结构示意图，其中，辅助齿为硅钢片；图2是本专利技术实施例提供的另一种带辅助散热齿的定子结构示意图，其中，辅助齿为其他材料；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-定子轭部，2-定子主齿，3-散热辅助齿，4-定子绕组，5-定子槽内腔，6-左主齿，7-右主齿，8-定子槽左腔，9-定子槽右腔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术不受电机类型的限制，提供了一种带辅助散热齿结构的电机定子结构，通过辅助齿增加定子绕组的散热面积，减小槽内导体的温度梯度，结构简单，不需要增加电机体积或者增加冷却通道等，对于尺寸受限等特殊工况下也适用，并且辅助齿材料的选择能够进一步改善散热效果，提高电机效率，延长电机使用寿命，较低的成本也适合大规模的应用推广。图1所示为一种带辅助散热齿定子结构图，其定子结构包括定子轭部1、定子主齿2、散热辅助齿3、定子绕组4以及定子槽内腔5；其中，散热辅助齿3的齿部横截面可以为矩形、梯形或者三角形等多边形以及其它不规则形状，具体采用何种形状本专利技术实施例不做唯一性限定。其中，定子轭部1、定子主齿2为硅钢片，散热辅助齿3的材料可以同定子轭部1和定子主齿2相同，均为硅钢片，此时辅助齿与定子一体化可以简化为图1结构。辅助齿也可以选择高导热系数的其他材料，如图2所示为一种带辅助散热齿的定子结构图(辅助齿为其他高导热材料)，散热辅助齿3内嵌于定子轭部1，两个大小形状完全相同的左主齿6和右主齿7通过定子轭部1与散热辅助齿3相连，近似呈m形。左主齿6与散热辅助齿3以及定子轭部1相连所形成的矩形空腔为定子槽左腔8，右主齿7与散热辅助齿3以及定子轭部1相连所形成的矩形空腔为定子槽右腔9，左右腔的矩形腔面大小形状均相同。定子槽内腔5中放置定子绕组4。左主齿6和右主齿7结构尺寸完全相同，定子槽左腔8和定子槽右腔9的腔面为矩形且两者相同。散热辅助齿3内嵌于定子轭部1，这种结构工艺上更容易实现，散热辅助齿3的齿高h小于定子主齿2的齿高H，此时增加的散热辅助齿3结构不影响定子轭部1的磁场，且对齿部磁场分布影响较小，确保电机能够正常运行。电机散热辅助齿3的材料可选择高导热系数的材料，增设的散热辅助齿3可以看作把定子槽内腔5分隔成了两个相同的单元，即定子槽左腔8和定子槽右腔9，因此定子绕组4也被分成了两个单元。因此大大增加了定子绕组4同定子齿的接触面积，由于导线绝缘层的导热系数远低于辅助齿材料，因此在电机工作时，可以更好的导出绕组通电产生的热量，改善了定子绕组通过空气向外辐射热量的效果不佳的缺陷，从而有效的减小绕组温升，提高整体散热效果。电机设计中采用上述定子冲片结构可以提高电机热负荷，适用于这种高转矩密度电机，且结构简单，成本较低，适合大规模推广应用。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带辅助散热齿的电机定子结构，其特征在于，包括：定子轭部(1)、定子主齿(2)及散热辅助齿(3)；所述散热辅助齿(3)位于相邻的两个所述定子主齿(2)之间，经槽底与所述定子轭部(1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种带辅助散热齿的电机定子结构，其特征在于，包括：定子轭部(1)、定子主齿(2)及散热辅助齿(3)；所述散热辅助齿(3)位于相邻的两个所述定子主齿(2)之间，经槽底与所述定子轭部(1)相连。2.根据权利要求1所述的电机定子结构，其特征在于，所述定子主齿(2)包括左主齿(6)和右主齿(7)；所述左主齿(6)和所述右主齿(7)通过所述定子轭部(1)与所述散热辅助齿(3)相连，且所述左主齿(6)、所述右主齿(7)及所述散热辅助齿(3)呈m形。3.根据权利要求2所述的电机定子结构，其特征在于，所述电机定子结构还包括：定子槽内腔(5)；所述定子槽内腔(5)包括定子槽左腔(8)和定子槽右腔(9)；所述左主齿(6)与所述散热辅助齿(3)以及所述定子轭部(1)相连所形成的矩形空腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋，申屠磊璇，赵君臣，黄炜华，周理兵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42