本发明专利技术提供一种用于电机的背绕式定子、制作方法及高速永磁电机，电机包括筒体，筒体形成有挡肩，背绕式定子包括定子铁芯和定子绕组；定子铁芯形成有铁芯主体、内齿和外齿，内齿形成有内绕组槽，外齿形成有外绕组槽；定子绕组围绕铁芯主体缠绕，且定子绕组的内侧端位于内绕组槽内，定子绕组的外侧端位于外绕组槽内；增大定子绕组的外边缘与挡肩的内边缘之间的径向距离，使定子绕组与挡肩之间具有较大的电气间隙，避免两者之间发生短路事故；间隔槽内设置有第二槽楔，对第一槽楔起到径向的限位作用，避免第一槽楔向外膨胀靠近筒体和挡肩；第二槽楔将间隔槽堵住，迫使冷却气体从定子与转子之间的气隙流通，避免冷却流道改变而导致冷却性能恶化。冷却性能恶化。冷却性能恶化。
【技术实现步骤摘要】
一种用于电机的背绕式定子、制作方法及高速永磁电机
[0001]本专利技术属于电机
，尤其涉及一种用于电机的背绕式定子、制作方法及高速永磁电机。
技术介绍
[0002]随着我国经济社会的飞速发展，越来越多的场合应用到高速永磁电机，例如空压机、高速机床和真空泵等；此类电机功率密度大、效率高、动态响应快和尺寸小，在节能减排等方面极具优势；在高速永磁电机领域，为降低电机运行时的谐波，定子常采用分布式定子绕组，但分布式定子绕组的端部高，导致电机轴向长度值大，转子更细长，临界转速较低；背绕式定子结构能够显著缩短定子绕组的端部尺寸，从而节省了宝贵的电机轴向空间，拓宽了高速永磁电机的极限转速；
[0003]但现有的高速永磁电机中，定子铁芯外齿的外轭部径向厚度小，导致定子绕组与电机筒体的挡肩之间的距离过近，电气间隙小，易发生短路事故；此外，对定子绕组起限位作用的槽楔与电机筒体的挡肩干涉，易导致定子装配不到位。
技术实现思路
[0004]鉴于此，本专利技术提供一种用于电机的背绕式定子、制作方法及高速永磁电机，以解决现有技术中定子铁芯外齿的外轭部径向厚度小导致定子绕组与挡肩之间易发生短路和定子装配不到位等问题。
[0005]本专利技术提供一种用于电机的背绕式定子，所述电机包括筒体，所述筒体形成有挡肩，所述背绕式定子设置在所述筒体的径向内侧，所述挡肩对所述背绕式定子起限位作用；所述背绕式定子包括定子铁芯和定子绕组；所述定子铁芯形成有铁芯主体、内齿和外齿，所述内齿设置于所述铁芯主体的径向内侧且形成有内绕组槽，所述外齿设置于所述铁芯主体的径向外侧且形成有外绕组槽；所述定子绕组围绕所述铁芯主体缠绕，且所述定子绕组的内侧端位于所述内绕组槽内，所述定子绕组的外侧端位于所述外绕组槽内；
[0006]所述定子绕组的外边缘与挡肩的内边缘之间的径向距离为Δh＝h1
‑
h0≥5mm，其中h1为所述定子绕组的外边缘与筒体的内壁之间的距离，h0为所述挡肩的径向厚度。
[0007]进一步可选地，所述外齿包括外颈部和外轭部，所述外轭部通过所述外颈部与所述铁芯主体的外边缘连接，所述外轭部与铁芯主体的外边缘之间形成所述外绕组槽；
[0008]所述背绕式定子还包括第一槽楔，所述第一槽楔设置在所述外轭部与定子绕组之间；
[0009]所述外轭部的径向厚度为h2，所述第一槽楔的径向厚度为h3，满足，h2+h3≥5mm，h2≥h0。
[0010]进一步可选地，所述外齿包括多个，多个所述外齿沿所述铁芯主体的周向设置；所述外轭部包括第一端和第二端，所述第一端和第二端沿所述铁芯主体的周向相对设置在所述外颈部的两侧；相邻的两个所述外轭部中，一个所述外轭部的第一端与铁芯主体的外边
缘之间形成第一外绕组子槽，另一个所述外轭部的第二端与铁芯主体的外边缘之间形成第二外绕组子槽；所述第一外绕组子槽与第二外绕组子槽之间连通并形成所述外绕组槽；
[0011]相邻的两个所述外轭部中，一个所述外轭部的第二端与另一个所述外轭部的第一端之间形成间隔槽，所述间隔槽与外绕组槽连通；
[0012]所述背绕式定子还包括第二槽楔，所述第二槽楔设置在所述间隔槽内。
[0013]进一步可选地，所述间隔槽形成有第一槽口和第二槽口，所述第一槽口和第二槽口沿所述铁芯主体的径向相对设置；所述间隔槽通过所述第一槽口与外绕组槽连通；
[0014]所述第一槽口的周向宽度为a1，所述第二槽口的周向宽度为a2，a1＞a2，且a2与所述背绕式定子的外径和槽数相关。
[0015]进一步可选地，a2＜1.5*a1。
[0016]进一步可选地，所述第二槽楔的结构与间隔槽的结构相适配，且所述第二槽楔的径向厚度为h4，且h4＜h2。
[0017]进一步可选地，所述第二槽楔靠近所述背绕式定子的出线端设置，且所述第二槽楔位于所述背绕式定子的出线端的轴向内侧。
[0018]进一步可选地，所述定子铁芯的轴向长度为c1，所述第二槽楔的轴向长度为c2，满足，
‑
0.5*c1≤0.5*c1
‑
c2≤0。
[0019]本专利技术还提供一种背绕式定子的制作方法，所述背绕式定子为上述任一项所述的用于电机的背绕式定子，所述制作方法包括：
[0020]S1、将所述定子绕组围绕所述铁芯主体缠绕于所述内绕组槽和外绕组槽内；
[0021]S2、将所述第一槽楔设置在所述外轭部与定子绕组之间；
[0022]S3、将所述第二槽楔设置在所述间隔槽内；
[0023]S4、对所述背绕式定子进行浸漆或灌胶处理。
[0024]本专利技术还提供一种高速永磁电机，所述高速永磁电机包括上述任一项所述的用于电机的背绕式定子或采用上述所述的背绕式定子的制作方法。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要在于：
[0026](1)通过加厚外齿的外轭部的径向厚度，增大定子绕组的外边缘与挡肩的内边缘之间的径向距离，使定子绕组与挡肩之间具有较大的电气间隙，延长了定子绕组与挡肩之间的绝缘距离，避免两者之间发生短路事故；增大了第一槽楔与挡肩之间的距离，使定子与筒体之间具有装配空间，保证定子可被准确装配到筒体中，定子的装配精度高，解决第一槽楔与挡肩之间的干涉导致定子装配不到位的问题；
[0027](2)间隔槽内设置有第二槽楔，对第一槽楔起到径向的限位作用，避免第一槽楔向外膨胀靠近筒体和挡肩；间隔槽被设计为外窄内宽的梯形结构，利用定子绕组向外膨胀的力将第二槽楔顶在间隔槽内，通过摩擦力对第二槽楔初步固定，再经后续的侵漆或灌胶处理，实现对第二槽楔的完全固定；
[0028](3)第二槽楔加强了定子绕组与挡肩之间的绝缘强度，第二槽楔将间隔槽堵住，迫使冷却气体从定子与转子之间的气隙流通，避免冷却流道改变而导致冷却性能恶化。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方
式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
[0030]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0031]图1为本专利技术提供的定子铁芯实施例结构示意图；
[0032]图2a为本专利技术提供的背绕式定子实施例结构示意图；
[0033]图2b为本专利技术提供的背绕式定子与筒体实施例装配结构示意图；
[0034]图3a、图3b、图3c和图3d为本专利技术提供的背绕式定子(含尺寸)实施例部分结构示意图；
[0035]图中：
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电机的背绕式定子，所述电机包括筒体(5)，所述筒体(5)形成有挡肩(4)，所述背绕式定子设置在所述筒体(5)的径向内侧，所述挡肩(4)对所述背绕式定子起限位作用；其特征在于，所述背绕式定子包括定子铁芯(1)和定子绕组(2)；所述定子铁芯(1)形成有铁芯主体(11)、内齿(15)和外齿(12)，所述内齿(15)设置于所述铁芯主体(11)的径向内侧且形成有内绕组槽(16)，所述外齿(12)设置于所述铁芯主体(11)的径向外侧且形成有外绕组槽(13)；所述定子绕组(2)围绕所述铁芯主体(11)缠绕，且所述定子绕组(2)的内侧端位于所述内绕组槽(16)内，所述定子绕组(2)的外侧端位于所述外绕组槽(13)内；所述定子绕组(2)的外边缘与挡肩(4)的内边缘之间的径向距离为Δh＝h1
‑
h0≥5mm，其中h1为所述定子绕组(2)的外边缘与筒体(5)的内壁之间的距离，h0为所述挡肩(4)的径向厚度。2.根据权利要求1所述的用于电机的背绕式定子，其特征在于，所述外齿(12)包括外颈部(121)和外轭部(122)，所述外轭部(122)通过所述外颈部(121)与所述铁芯主体(11)的外边缘连接，所述外轭部(122)与铁芯主体(11)的外边缘之间形成所述外绕组槽(13)；所述背绕式定子还包括第一槽楔(31)，所述第一槽楔(31)设置在所述外轭部(122)与定子绕组(2)之间；所述外轭部(122)的径向厚度为h2，所述第一槽楔(31)的径向厚度为h3，满足，h2+h3≥5mm，h2≥h0。3.根据权利要求2所述的用于电机的背绕式定子，其特征在于，所述外齿(12)包括多个，多个所述外齿(12)沿所述铁芯主体(11)的周向设置；所述外轭部(122)包括第一端(123)和第二端(124)，所述第一端(123)和第二端(124)沿所述铁芯主体(11)的周向相对设置在所述外颈部(121)的两侧；相邻的两个所述外轭部(122)中，一个所述外轭部(122)的第一端(123)与铁芯主体(11)的外边缘之间形成第一外绕组子槽，另一个所述外轭部(122)的第二端(124)与铁芯主体(11)的外边缘之间形成第二外绕组子槽；所述第一外绕组子槽与第二外绕组子槽之间连通并形成所述外绕组槽(13)；相邻的两个所述外轭部(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘子彬，张芳，李广海，梁建东，张勐，张宗杰，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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