定子铁心及有该铁心的电机制造技术

定子铁心及有该铁心的电机，其冲片外缘如一正２Ｎ边形，铁心中各半数的两部分冲片的外缘轮廓相差９０°／Ｎ并在轴向交替重叠，Ｎ为一有限整数。冲片轭部较宽处能充分导磁并凸出于铁心外侧构成散热片，铁心轭部均匀度好，故其电工钢板的利用率高、外侧的表面积大。散热片上有轴向的槽或孔时，铁心由穿入槽或孔中的杆紧固。电机经散热片向冷却空气散热，散热能力强。电机无机座时其重量轻，并可为封闭式或开启式。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机的铁心，特别是涉及一种电工钢板的利用率高、外侧的表积大的定子叠片铁心，同时还涉及有该铁心的电机定子。已知的整圆冲片的定子铁心，其电工钢板的利用率不高，极限利用率在一般工艺的条件下为π/4＝0.785，在需特殊设备才能实现的所得坯件为一正6边形的工艺的条件下也只能达到π/23=0.907]]>;由于冲制冲片外圆时必须的冲制余量较大，故其电工钢板的实际利用率必进一步降低。已知的其冲片外缘轮廓是一正方形或倒角的正方形的铁心，冲片下料时可不留或少留冲制余量，其电工钢板利用率的实际值接近于极限值，该铁心其冲片的外缘轮廓互相对齐，其轭部导磁面积相差很大，故轭部较宽处的磁密很低，该处的材料未能充分利用，从而其电工钢板利用率的极限值仍然较低，同时其最大径向尺寸及重量均较大。上述已知铁心其外侧面积仅为其柱面面积，其外侧面直接向冷却空气散热时散热能力较差;增大铁心散热面积的已知技术是在其冲片的外缘冲槽或轭部冲孔，但电工钢板的用量增加，且散热面积增大的幅度也小。已知的一种扇形冲片，其位于铁心外侧的边是一直线边，该直线边的两端有槽并凸出于铁心外侧;这样，其铁心的轭部导磁面积大于该扇形冲片的轭部最小宽度与铁心有效长度的乘积，铁心外侧的表面积也大于柱面面积;铁心的紧固是利用位于所说槽中的杆将各冲片从轴向拉紧和在圆周方向及径向卡紧;这种其冲片的部份外缘较凸出，并利用凸出处的槽紧固的铁心结构仅见于扇形冲片的铁心中。本专利技术的目的是提供一种既有较高的电工钢板利用率，又有很大的外侧表面积的定子铁心。本专利技术的另一目的是提供利用本专利技术所述铁心的电机，按其定子结构的不同，所提供的电机有下列2种1、有机座的电机。其铁心固定在一机座内，机座与铁心之间有通风道;该电机散热能力强、成本低、可靠性好。2、没有机座的电机。其铁心的外侧面显露在外或套有一罩，有罩时罩与铁心之间有空腔并构成通风道;该电机其防护型式为封闭式或其他型式，其散热能力强、重量轻、成本低、可靠性好。为了达到本专利技术的以上目的，所提供的铁心由一种或两种冲片叠成并由某种方法紧固，该铁心其内侧有槽并由各冲片内缘的槽对齐构成，其冲片内缘各槽的槽底中点距冲片中心的距离相等;其冲片的外缘轮廓接近一正2N边形或倒角的正2N边形，冲片的轭部宽度从而以180°/N为周期绕冲片中心变化，N为一有限整数，当N＝1时所说正2N边形规定为一矩形;上述铁心按各冲片的外缘轮廓之间的位置关系，其全部冲片可分为大致相等的两部份，这两部份冲片的外缘轮廓之间有一绕铁心轴线的90°/N的角度差，任一部份的各冲片则外缘轮廓互相对齐，当铁心内侧的槽对铁心轴向倾斜时，各冲片的外缘轮廓之间的所说位置关系有相应的偏差;上述两部份的冲片在铁心的轴向长度上互相交替地重叠;相应地，两部份冲片的轭部较宽处与较窄处也沿铁心轴向互相交替地重叠，二者互相补充的结果，使铁心的轭部最小导磁面积大于冲片轭部的最小宽度与铁心的有效长度的乘积，且冲片轭部较宽处的外缘凸出于铁心外侧，从而在铁心的外侧构成散热片。就上述铁心的轭部导磁能力来说，其等效直径D大于所说正2N边形的两平行边距离d;正确选择冲片的外缘轮廓形状，能使上述D与d之间满足下列关系D＞d/cos(45/N)，其中D是等效直径;d是两平行边距离;N决定于冲片外缘的形状，N＝1，2，3……。(1)利用式(1)容易证明上述铁心的电工钢板利用率的极限值很高;且式(1)的等效直径D的圆面积不大于冲片面积，据此并按铁心外侧的散热片的片数，容易证明上述铁心外侧的表面积很大。本专利技术的进一步改进是上述铁心有4个以上的贯穿铁心轴向长度的槽或孔，这些槽或孔各在沿轴向排列于铁心外侧的一列散热片上;铁心由4根以上的杆紧固，作为紧固件的这些杆各在一个槽或孔中，并将铁心的各冲片沿轴向拉紧;当杆在槽或孔中充分胀紧时，或各冲片之间有足够的静摩擦力时，各冲片在圆周方向和直径方向相对固定;当冲片不能被杆充分固定时，该铁心可由其他紧固方法加固。适当选择作为紧固件的杆的截面形状和尺寸，能使由杆紧固的铁心具有足够的刚度和强度;适当选择杆的结构，能充分满足铁心紧固的要求。为了达到本专利技术的另一目的，所提供的电机是利用上述铁心制成的一种有机座的电机，其铁心固定在机座内，铁心内侧的槽中有一绕组，机座与铁心之间有空腔并构成通风道，该电机的其余部份与已知电机相同;该电机其铁心外侧面上的散热片直接或经一涂层向通风道内的冷却风散热。利用由杆紧固的铁心制成的一种没有机座的电机，其铁心的两端分别固定有一筒状的端座，铁心内侧的槽中有一绕组，绕组的两个端部分别在两个端座的空腔中，该电机其两端的端盖分别装在两个端座的端面上，其出线盒以及必要时的底脚、吊环等均装在端座的外侧面上，其转子以及其余部份与已知电机相同，其防护型式是封闭式或其它型式，其铁心外侧的散热片显露在电机表面并直接或经一涂层向冷却空气散热。对没有机座的电机的进一步改进是，该电机铁心外侧套有一筒状的罩，罩与铁心之间有空腔并构成通风道，罩对铁心以及铁心外侧的散热片有防护作用，罩在必要时能用于改善铁心的刚度、强度或固有频率;该电机底脚、吊环或出线盒在必要时可以装在具有足够刚度和强度的罩的外侧面上;薄壁的罩则可以是固定在铁心外侧的或易于拆卸的。对有机座的电机或没有机座但铁心外侧有罩的电机的进一步改进是，该电机其机座或罩与铁心之间的通风道内有挡风板，使通风道中的冷却风不能全部沿轴向直接经过通风道，从而必须绕过挡风板;这样冷却风就能沿圆周方向经过铁心外侧的散热片之间的空隙。上述没有机座和罩的电机的另外两种型式是一种外转子式电机，该电机的所说铁心是一提供转矩的转动件，铁心端部的端座是一传递转矩的转动件，该电机的固定件位于所说铁心的空腔中。一种没有强迫冷却的电机，该电机仅由热辐射和自由对流散热。上述电机的优点是其铁心的电工钢板利用率高、外侧表面积大并直接向冷却空气散热，故其散热能力强、成本低，结构的可靠性也好，其中没有机座的电机重量很轻，特别适用于对电机的自重要求较高的场合，其成本也能进一步降低。根据以上提供的铁心和电机，能制成感应电机、同步电机、整流子电机和电动机、发电机等交流电机，还能制成直流电机以及其它电机，这些电机的共同点是其外铁心由整张冲片叠成。结合附图和最好方式对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1到图5是铁心的轴向示图;图6是没有机座的电机定子的侧向示图;图7是通风道示图，该通风道中的冷却风能经过散热片之间的空隙;图8是铁心的轭部磁路示图。见图1，铁心由一种冲片叠成;当其紧固的方法是扣片连接或焊接时，扣片槽或焊缝宜在各直线边的交叉点T处;冲片的外缘轮廓是一倒角的正2N边形，各倒角处为曲线边1;铁心的两部份冲片的外缘轮廓之间有一角度差α＝90°/N，任一部份的各冲片则外缘轮廓互相对齐。见图1A，所说正2N边形为正方形，N＝2，角度差α＝45°。见图1B，所说正2N边形为正6边形，N＝3，角度差α＝30°。见图2，其与图1所示铁心相区别的主要之处是冲片上的各倒角处各有一槽2，相应地铁心外侧沿轴向排列的4N列散热片3上各有一轴向贯通的槽2;紧固铁心的4N根杆4分别在4N个槽2中。见图2A，铁心有8列散热片3和8个槽2以及8根杆4。见图2B，铁心有12列散热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁心，该铁心由一种或两种冲片叠成并由某种方法紧固，其内侧有槽并由各冲片内缘的槽对齐构成，其冲片内缘各槽的槽底中点距冲片中心的距离相等，其冲片的外缘轮廓接近一正２Ｎ边形或倒角的正２Ｎ边形，Ｎ为一有限整数，当Ｎ＝１时所说正２Ｎ边形规定为一矩形，其特征是：上述铁心按各冲片的外缘轮廓之间的位置关系，其全部冲片可分为大致相等的两部份，这两部份冲片的外缘轮廓之间有一绕铁心轴线的９０°／Ｎ的角度差，任一部份的各冲片则外缘轮廓互相对齐，当铁心内侧的槽对铁心轴向倾斜时，各冲片的外缘轮廓之间的所说位置关系有相应的偏差；上述两部份的冲片在铁心的轴向长度长互相交替地重叠；对铁心的轭部导磁面积来说，两部份冲片的轭部较宽处与较窄处互相补充，在铁心的外侧则冲片轭部较宽处的外缘较凸出从而构成散热片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡利民，夏光祥，
申请(专利权)人：胡利民，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]