專利名稱：外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法，具體地說，在用外周邊有齒的電機定子沖片疊成定子鐵芯時，采用錯片疊法。
在現(xiàn)有電機結(jié)構(gòu)中，定子鐵芯外面沒有外殼的結(jié)構(gòu)已很普遍，為了節(jié)約原材料和降低成本，需要加強散熱來降低溫升。為此本發(fā)明申請人設計了一種外周邊有齒的定子沖片，以增加定子鐵芯外表面的散熱面積。對于定子鐵芯外面沒有外殼的各類電機，根據(jù)文獻檢索，將定子沖片疊成定子鐵芯的方法有以定子沖片上的記號孔對準的不錯片疊法，以定子沖片外周邊的形狀對齊的不錯片疊法，以定子沖片上的記號孔或外周邊的形狀對齊后將整疊定子鐵芯分成兩半相互轉(zhuǎn)過180°的疊法?，F(xiàn)有這些疊法對本發(fā)明所述外周邊有齒的定子沖片來說是可以采用的，但不足處是不能進一步增加散熱面積和進一步提高散熱效果。
本發(fā)明的目的是針對外周邊有齒的電機定子沖片在疊成定子鐵芯時能進一步增加散熱面積和散熱效果，并能改善電機運行性能而提出的錯片疊法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，電機定子鐵芯外面沒有外殼，定子鐵芯是由一定量外周邊有齒的定子沖片疊成，其特征在于將整疊定子鐵芯的沖片分成許多小疊，每1小疊由若干片沖片組成，并且記號孔對準，將這些小疊疊成定子鐵芯時，采用錯片疊法。
下面針對幾種外形不同的定子沖片，并針對外周邊齒形和齒的位置也不同的沖片，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明所述方形定子沖片外周兩對邊有齒的示意圖。
圖2是模具沖制圖1沖片時齒和槽相接的示意圖。
圖3是本發(fā)明所述由若干片定子沖片組成1小疊的側(cè)示圖。
圖4是用圖1沖片采用90°錯片疊法的定子鐵芯正視圖。
圖5是用圖1沖片采用90°錯片疊法后兩小疊的側(cè)示圖。
圖6是用圖1沖片采用90°錯片疊法后三小疊的側(cè)示圖。
圖7是用圖1沖片采用90°錯片疊法后整個定子鐵芯的側(cè)示圖。
圖8是方形定子沖片外周兩對邊有齒的另一方案的示意圖。
圖9是是方形定子沖片外周三邊有齒的示意圖。
圖10是在沖制圖9沖片時同時產(chǎn)生的定子沖片示意圖。
圖11是模具沖制圖9和10沖片時齒和槽相接的示意圖。
圖12是圖9沖片采用180°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖13是圖12的B方向側(cè)示圖。
圖14是圖12的C方向側(cè)示圖。
圖15是方圓形定子沖片外周兩對角和兩直線對邊有齒的示意圖。
圖16是用圖15沖片采用90°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖17為圖16的D-D方向剖視圖。
圖18是方圓形定子沖片外周四對角和兩直線對邊有齒的示意圖。
圖19是方圓形定子沖片外周相鄰兩圓弧邊有齒的示意圖。
圖20是用圖19沖片采用180°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖21是方圓形定子沖片外周四圓弧邊有齒的示意圖。
圖22是用圖21沖片采用45°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖23是圓形定子沖片兩對角圓弧邊有齒的示意圖。
圖24是圓形定子沖片兩相鄰圓弧邊有齒的示意圖。
圖25是圓形定子沖片三圓弧邊有齒的示意圖。
圖26是圖23沖片采用90°錯片疊法，圖24和25采用180°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖27是圓形定子沖片外周四個圓弧邊有齒的示意圖。
圖28是用圖27沖片采用45°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖。
圖1是方形定子沖片外周兩對邊有齒的示意圖。圖中1-1為記號孔，1-2為電機裝配孔，1-3為外周邊的齒，尺寸L為電機設計有效尺寸，Δ為齒高，也等于槽深。沖片在條料長度方向(進入模具的方向)的排列以及齒和槽相對位置如圖2所示。由圖2可看出，在條料的長度方向?qū)崿F(xiàn)了無邊料(無廢料)沖制，而且模具比較簡單。
將圖1沖片的記號孔對準，采用不錯片疊法疊成的定子鐵芯，其外表面只有二面有軸向平行的齒和槽，另外二面是沒有齒和槽的。為了進一步增加散熱面積，可采用90°錯片疊法。先將整疊定子沖片(即定子鐵芯疊壓到規(guī)定厚度的總沖片數(shù))分成許多小疊，每1小疊由若干片沖片組成。圖3表示由若干片沖片組成的1小疊的側(cè)示圖，圖中1-1為圖1中的記號孔，每1小疊的沖片必須記號孔對準。當然，圖1沖片也可以不開記號孔，因為從圖1和圖2可以看出，沖片外周二對邊的齒槽位置正巧相反，如沒有記號孔，疊成小疊時只要外形對準也可達到同樣的目的。但為了便于敘述和適用于各種外形(包括對稱的和不對稱的外形)，在附圖和說明中仍采用記號孔。
將這些小疊疊成定子鐵芯時，從第2小疊開始，以記號孔為準，將第2小疊按固定方向(自定順時針方向或逆時針方向)相對第1小疊轉(zhuǎn)過90°角，此時兩小疊的正視圖如圖4所示，從圖4的A方向看的側(cè)示圖如圖5所示。圖5中的1-1為圖1沖片的記號孔，5-1為第1小疊，5-2為第2小疊。在疊第3小疊時，應相對第2小疊反方向轉(zhuǎn)過90°角，即退回到第1小疊的位置。此時三疊的正視圖仍如圖4所示，其A向側(cè)示圖如圖6所示。圖6中1-1為圖1沖片的記號孔，5-1仍為第1小疊，5-2仍為第2小疊，6-1為第3小疊。在疊第4小疊時，按固定方向相對第3小疊轉(zhuǎn)過90°角，在疊第5小疊時，又反方向相對第4小疊轉(zhuǎn)過90°角，依此規(guī)律疊至最后1小疊，疊成的定子鐵芯的正視圖仍如圖4所示，A向側(cè)示圖如圖7所示，圖中Ls表示定子鐵芯的厚度。由圖4可看出，采用90°錯片疊法后，定子鐵芯外表面四個面都有軸向平行的許多齒和槽，而且從圖7可以看出，與電機軸的垂直方向，定子鐵芯外表四個面也有許多齒和槽。與不錯片相比，散熱面積增加了，只要每小疊的片數(shù)適當，即圖7中槽寬與槽深之比適當，就能提高散熱效果(在電機冷卻方式相同的條件下)。
由于定子鐵芯總片數(shù)往往不是1小疊片數(shù)的整倍數(shù)，因此最后1小疊的片數(shù)會與規(guī)定的小疊片數(shù)不同，但不影響錯片疊法的目的和散熱效果。每小疊的片數(shù)應相等，但不相等也是允許的。
圖8也是方形定子沖片外周兩對邊有齒的示意圖，但其齒和槽的位置與圖1是不同的。在圖1中，上面中間一齒的中心線和下面中間一槽的中心線，都與沖片縱向中心線重合，兩片沖片錯片180°角后，齒與齒不會重合，所以上面的說明中第3小疊相對第2小疊反方向轉(zhuǎn)過90°角，即退回到第1小疊的位置。而在圖8中，沖片縱向中心線與上面中間齒和槽的分界線重合，也與下面中間齒和槽的分界線重合，如將兩片沖片錯片180°角，則兩片沖片的齒和齒重合，槽和槽重合。因此在用小疊疊成定子鐵芯時，只需將每1小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過90°角(不必有反轉(zhuǎn)退回90°角的小疊)。這種方法對圖8沖片的精度要求較高，即要求槽和齒的形狀和尺寸完全一致，否則鐵芯外表面的齒和槽就會參差不齊。但通過圖1和圖8的說明，對90°錯片疊法的說明可歸納為在用小疊疊成定子鐵芯時，從第2小疊開始，以記號孔為準，每小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過90°角。這里不規(guī)定轉(zhuǎn)向，就把圖1中反轉(zhuǎn)包含進去了，是否需要反轉(zhuǎn)90°角，將由實施者根據(jù)槽位置和模具精度確定。
圖9和圖10是方形定子沖片外周三邊有齒的示意圖。沖片在材料寬度方向和長度方向的排列，以及齒和槽的相對位置如圖11所示。由圖11可知，在模具沖制時，圖9和圖10兩種沖片是成對產(chǎn)生的，在條料的長度方向和寬度的中間處實現(xiàn)了無邊料沖制，但這種模具要比圖1和圖8的模具復雜得多。
圖9和圖10定子沖片的特點是沖片縱向中心線必須和上下二邊中間的齒和槽的分界面(圖9、10中為分界面的中心點)重合。疊成定子鐵芯時采用180°錯片疊法。但不要將圖9和圖10沖片混合在同一定子鐵芯中。
疊片時先將整疊定子鐵芯沖片分成許多小疊，每1小疊由若干片沖片組成，并且記號孔對準。將這些小疊疊成定子鐵芯時，從第2小疊開始，以記號孔為準，每1小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過180°角。疊成的定子鐵芯的正視圖如圖12所示，其B方向的側(cè)示圖如圖13所示，C方向的側(cè)示圖如圖14所示。由圖12、13和14可看出，定子鐵芯外表面四面都有許多軸向平行的齒和槽；在與電機軸垂直的方向，定子鐵芯外表面的上下兩面沒有齒和槽(圖13)，而二側(cè)面有許多相互平行的齒和槽(圖14)。
圖15為方圓形定子沖片外周兩對角圓弧邊和兩直線邊有齒的示意圖。圖中φ為沖片的有效外徑，L為方邊的有效尺寸，Δ為利用條料長度方向的邊料尺寸，虛線方框表示材料尺寸L×L，由圖可知，兩對角邊的齒利用沖片的角料，其模具結(jié)構(gòu)基本與圖1沖片的模具相似。其疊裝方法也與圖1相同，即采用90°錯片疊法，疊成的定子鐵芯的正視圖如圖16所示。由圖16可知，定子鐵芯四個圓弧邊和四個直線邊都有軸向平行的齒和槽。圖17為圖16的D-D方向剖視圖，不難理解，與軸垂直方向的八個面也都有許多相互平行的齒和槽。為了簡化模具，圖15兩直線邊的齒可以取消。
圖18為方圓形定子沖片外周四個圓弧邊和相對兩直線邊有齒的示意圖，其模具結(jié)構(gòu)與圖15沖片的模具相似，只是四個角料全利用，疊片時也采用90°錯片疊法，其定子鐵芯的正視圖仍如圖16所示，但可以理解，與電機軸垂直方向的四個直線面有許多相互平等的齒和槽，但四個圓弧面卻沒有齒和槽。
對于隱極式定子鐵芯，圖16中四角留出的圓弧供電機端蓋裝配定位和插裝配螺栓用(后同)。對于凸極式定子鐵芯，可以利用極間內(nèi)側(cè)定位和裝配螺栓；因此四角不必留出圓弧，但本說明書不再另繪附圖。
圖19是方圓形定子沖片外周相鄰兩圓弧邊有齒的示意圖，這種沖片的模具簡單，與現(xiàn)有模具相比，只是利用了二個角料。疊片時采用180°錯片疊法，疊成的定子鐵芯的正視圖如圖20所示。由圖可以看出，定子鐵芯外表面四角都有軸向平行的許多齒和槽，不難理解，在電機軸的垂直方向，定子鐵芯外表面四角也都有許多相互平行的齒和槽。
圖21是方圓形定子沖片四圓弧邊有齒的示意圖，在用小疊疊成定子鐵芯時采用45°錯片疊法，即從第2小疊開始，以記號孔為準，每1小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過45°角。疊成的定子鐵芯的正視圖如圖22所示，由圖可知，定子鐵芯外表面有8組軸向平行的齒和槽，同樣可以理解，在電機軸的垂直方向，定子鐵芯外表面也有8組相互平行的齒和槽。
圖23為圓形定子沖片外周兩對角圓弧邊有齒的示意圖，圖24為圓形定子沖片外周相鄰兩圓弧邊有齒的示意圖，圖25為圓形定子沖片外周三個弧圓邊的齒的示意圖。圖中虛線同樣表示所用材料的尺寸，由圖可知，外周邊的齒都是利用了角料。在疊成定子鐵芯時，圖23的沖片采用90°錯片疊法，圖24的沖片采用180°錯片疊法，圖25的沖片也采用180°錯片疊法。疊成的定子鐵芯的正視圖如圖26所示，定子鐵芯外表面四角都有軸向平行的許多齒和槽。不難理解，在電機軸的垂直方向，用圖23和24沖片疊成的定子鐵芯外表面四角也有許多相互平行的齒和槽，而由圖25沖片疊成的定子鐵芯外表面，只有兩個圓弧角有相互平行的齒和槽。
圖27為圓形定子沖片外周邊四角有槽的示意圖，采用45°錯片疊法后定子鐵芯的正視圖如圖28所示，在定子鐵芯外表面有8組軸向平行的齒和槽，可以理解，與電機軸的垂直方向，也有8組相互平行的齒和槽。
電機定子鐵芯有隱極式和凸極式兩種。隱極式定子鐵芯內(nèi)孔外側(cè)一周有嵌置繞組的槽，如果該槽的槽數(shù)是2的整數(shù)倍數(shù)但不是4的整數(shù)倍數(shù)，則只能采用180°錯片疊法；如果槽數(shù)是4的整數(shù)倍數(shù)，則可采用90°錯片疊法或180°錯片疊法；而45°錯片疊法只有在槽數(shù)是8的整數(shù)倍數(shù)才能采用。凸極式定子鐵芯內(nèi)孔有突出的磁極，2極、6極和10極只能采用180°錯片疊法，4極可以采用90°錯片疊法或180°錯片疊，而45°錯片疊法只能采用于8極和8的整數(shù)倍極數(shù)。
定子沖片是用硅鋼板或其他導磁薄板沖制而成的，它們都是軋制薄板，因為軋制方向的導磁性能要比垂直于軋制方向的導磁性能好些，兩個方向?qū)Т判阅艿牟町愒诶滠埌搴蜔彳埌逯卸即嬖?，而冷軋板比熱軋板明顯。因此定子鐵芯采用錯片疊法不單能提高散熱效果，同時也改善了定子鐵芯各部位磁導的均勻性，對電機性能有利。另外，同一板料在不同方向和不同部位的厚度也有一定公差，公差分布也是不規(guī)則的，采用錯片疊法后能提高定子鐵芯兩端面和內(nèi)孔中心線的垂直度，提高電機的裝配質(zhì)量和運行性能，這對沒有外殼的電機很是重要。
采用本發(fā)明后，不但能提高電機定子鐵芯外表面的散熱效果、降低電機溫升，從而可以降低電機的耐熱絕緣等級或進一步縮小有效體積，降低電機成本；還能改善定子鐵芯磁導的均勻性，提高電機裝配的質(zhì)量，從而提高了電機的運行性能，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。
權(quán)利要求
1.外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法，其特征在于將整疊定子鐵芯的沖片分成許多小疊，每1小疊由若干片沖片組成，并且記號孔對準，將這些小疊疊成定子鐵芯時，采用錯片疊法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法，其特性在于90°錯片疊法是從第2小疊開始，以記號孔為準，每1小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過90°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法，其特征在于180°錯片疊法是從第2小疊開始，以記號孔為準，每1小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過180°角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外周邊有齒的電機定子沖片的錯片疊法，其特征在于45°錯片疊法是從第2小疊開始，以記號孔為準，每一小疊相對前1小疊轉(zhuǎn)過45°角。
全文摘要
本發(fā)明針對電機定子鐵芯沒有外殼,并采用外周邊有齒的定子沖片,采用了定子鐵芯的錯片疊法,錯片疊法包含了45°錯片疊法、90°錯片疊法和180°錯片疊法。采用本發(fā)明后能提高定子鐵芯外表面的散熱效果,降低電機的溫升,還能改善定子鐵芯磁導的均勻性;提高無外殼電機的裝配質(zhì)量和運行性能,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號H02K15/02GK1350359SQ00119070
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月22日
發(fā)明者陳俊峰, 鄭自明, 蘇申科, 環(huán)宇平 申請人:江蘇三江電器制造公司