阅读说明：本技术 组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器 (Combined stator core, motor, compressor and air conditioner ) 是由 刘才 周博 王晶 陈华杰 张辉 白淋元 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器,其中的定子铁芯包括第一铁芯冲片组、第二铁芯冲片组,第一铁芯冲片组包括多个拼接的第一齿部冲片、第一轭部冲片,第二铁芯冲片组包括多个拼接的第二齿部冲片、第二轭部冲片,第一齿部冲片与第二轭部冲片之间通过铰接点连接,组合后的定子铁芯具有环形轭部以及齿部,沿定子铁芯的径向向外的方向,环形轭部上具有与齿部对应的轭部区域,铰接点设置于轭部区域内。本发明将冲片铰接点设置于与齿部对应的环形轭部区域内,提升了铰接组合式定子铁芯的结构强度,降低了对定子轭部的磁路影响,有利于提升定子铁芯的同轴度,减少气隙磁场谐波,降低电机噪音提升电机效率。(The invention provides a combined stator core, a motor, a compressor and an air conditioner, wherein the stator core comprises a first core punching sheet group and a second core punching sheet group, the first core punching sheet group comprises a plurality of spliced first tooth punching sheets and a plurality of spliced first yoke punching sheets, the second core punching sheet group comprises a plurality of spliced second tooth punching sheets and a plurality of spliced second yoke punching sheets, the first tooth punching sheets and the second yoke punching sheets are connected through a hinge point, the combined stator core is provided with an annular yoke part and a tooth part, a yoke part area corresponding to the tooth part is arranged on the annular yoke part along the radial outward direction of the stator core, and the hinge point is arranged in the yoke part area. According to the invention, the hinge point of the punching sheet is arranged in the annular yoke part region corresponding to the tooth part, so that the structural strength of the hinged combined stator core is improved, the magnetic circuit influence on the stator yoke part is reduced, the coaxiality of the stator core is favorably improved, the air gap magnetic field harmonic wave is reduced, the motor noise is reduced, and the motor efficiency is improved.)

组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器。

背景技术

环境保护和节约能源是社会可持续发展的重要关注问题。随着生活质量的提高，制冷空调普及度有所增加，据统计全国范围内制冷空调耗电量占全年耗电量20％，压缩机作为制冷空调的重要组成部件，其耗能比例最大，故压缩机内电机降低损耗和提高效率成为关键问题。进一步提升电机槽满率，有助于降低绕线电阻，进而降低电机铜损，提高电机效率。

对于常规整圆结构定子铁芯，采用集中绕组定子，绕线时需要将绕线咀伸入定子槽内绕线，因此绕线咀需要占用一部分槽面积，导致绕线的槽满率受限。目前行业内通常采用分块定子铁芯的形式，将每块铁芯绕好线后再拼接成整圆，消除绕线咀所占用的槽面积。但目前分块铁芯结构也存在很多问题，如拼接处磁场损失大，导致电机效率有一定的降低，同时，拼接处刚度低，定子振动噪声恶化，拼接后定子内圆同轴度差，气隙磁场谐波增多，电机振动噪声恶化。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器，将冲片铰接点设置于与齿部对应的环形轭部区域内，提升了铰接组合式定子铁芯的结构强度，降低了对定子轭部的磁路影响，有利于提升定子铁芯的同轴度，减少气隙磁场谐波，降低电机噪音提升电机效率。

为了解决上述问题，本发明提供一种组合式定子铁芯，包括沿所述定子铁芯轴向布置的第一铁芯冲片组、第二铁芯冲片组，所述第一铁芯冲片组包括多个拼接的第一齿部冲片、第一轭部冲片，所述第二铁芯冲片组包括多个拼接的第二齿部冲片、第二轭部冲片，所述第一齿部冲片与所述第二轭部冲片之间通过铰接点连接，所述第一轭部冲片与所述第二轭部冲片连接，所述第二齿部冲片与所述第一齿部冲片连接，铰接组合后的定子铁芯具有环形轭部以及齿部，沿所述定子铁芯的径向向外的方向，所述环形轭部上具有与所述齿部对应的轭部区域，所述铰接点设置于所述轭部区域内。

优选地，所述定子铁芯的外圆直径为D1，所述铰接点为圆凹槽或者圆通孔，所述铰接点的圆心处于分布圆上，所述分布圆的直径为D2，经过所述齿部与所述环形轭部的交界处的圆为齿部边界圆，所述齿部边界圆的直径为D5，所述分布圆、齿部边界圆与所述定子铁芯的外圆同心，D5＜D2＜D1。

优选地，所述铰接点的圆心处于所述齿部的中心对称线上。

优选地，所述第二铁芯冲片组中的任意两个相邻接的第二齿部冲片与第二轭部冲片之间的第二拼接线包括第二拼接弧线段，所述第二拼接弧线段的曲率中心与所述铰接点的圆心重合，且所述第二拼接弧线段的曲率半径为D4/2，D2-D4/2＞D5。

优选地，所述齿部包括绕线柱，垂直于所述定子铁芯的轴心线的任一平面为第一投影平面，在所述第一投影平面上所述绕线柱的投影的周向宽度为L1，D4≤L1。

优选地，在所述定子铁芯的径向上，处于相邻的两个所述齿部之间的所述环形轭部具有朝向所述定子铁芯外侧凹进的凹陷槽，所述凹陷槽的槽底壁与所述定子铁芯的外周壁之间的最小厚度为L2，L2≥0.75·L1。

优选地，所述铰接点的直径为D3，1mm≤D3≤0.5·L2。

优选地，在所述第一投影平面上，所述凹陷槽的投影为相交的第一直线段与第二直线段，所述第一直线段与所述第二直线段彼此镜像，所述第一直线段和/或第二直线段与与之紧邻的绕线柱的周向侧壁之间形成夹角a3，

80°<a3<100°。

优选地，所述第二拼接线还包括第二拼接直线段，所述第二拼接直线段相对于所述定子铁芯的外侧一端与所述第二拼接弧线段相切，所述第二拼接直线段相对于所述定子铁芯的内侧一端处于所述齿部边界圆上。

优选地，所述第二拼接直线段与所述中心对称线之间形成夹角a2，

90°<a2<180°。

优选地，所述第一铁芯冲片组中的任意两个相邻接的第一齿部冲片与第一轭部冲片之间的第一拼接线包括第一拼接弧线段，所述第一拼接弧线段的曲率中心与所述铰接点的圆心重合。

优选地，所述第一拼接线还包括第一拼接直线段，所述第二拼接直线段与所述中心对称线之间形成夹角a1，90°<a1<180°且a1＜a2。

优选地，所述组合式定子铁芯还包括第三铁芯冲片组，所述第三铁芯冲片组包括多个拼接的第三齿部冲片、第三轭部冲片，所述第一齿部冲片与所述第三轭部冲片之间通过所述铰接点连接，所述第一轭部冲片与所述第三轭部冲片连接，所述第三齿部冲片与所述第一齿部冲片连接，所述第三齿部冲片与所述第二齿部冲片在结构上相同且所述第三轭部冲片与所述第二轭部冲片在结构上互为镜像，所述第一铁芯冲片组处于所述第二铁芯冲片组与所述第三铁芯冲片组之间。

本发明还提供一种电机，包括定子铁芯，所述定子铁芯为上述的组合式定子铁芯。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的电机。

本发明还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本发明提供的一种组合式定子铁芯、电机、压缩机、空调器，将铰接点设置于与所述齿部对应的轭部区域，能够最大程度的避免由于设置铰接点对定子轭部磁路的不利影响，同时，将所述铰接点设置在此区域还能够提升铰接组合式定子铁芯的结构强度，具体是因为此区域能够避开两个齿部之间的轭部的径向小尺寸位置，当定子铁芯与外部壳体采用过盈配合组装时，定子铁芯受力后的变形量将由于结构强度的提升而更小，这有利于提升定子铁芯的同轴度，减少气隙磁场谐波，降低电机噪音提升电机效率。

附图说明

图1为本发明实施例的组合式定子铁芯的立体结构示意图；

图2为图1中的第一铁芯冲片组的结构示意图；

图3为图2中的第一齿部冲片的结构示意图；

图4为图2中的第一轭部冲片的结构示意图；

图5为图1中的第二铁芯冲片组的结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为图5中的第二齿部冲片的结构示意图；

图8为图5中的第二轭部冲片的结构示意图；

图9为图1中的第三铁芯冲片组的结构示意图；

图10为图9中的第三轭部冲片的结构示意图；

图11为图2中的第一铁芯冲片组旋转展开状态下的结构示意图；

图12为图5中的第二铁芯冲片组旋转展开状态下的结构示意图；

图13为图9中的第三铁芯冲片组旋转展开状态下的结构示意图；

图14为采用本发明技术方案的电机与现有技术中的电机在不同转速(运行频率)下的电机效率对比；

图15为采用本发明技术方案的压缩机与现有技术中的压缩机在不同转速(运行频率)下的1000Hz内噪声对比。

附图标记表示为：

1、第一铁芯冲片组；11、第一齿部冲片；12、第一轭部冲片；2、第二铁芯冲片组；21、第二齿部冲片；22、第二轭部冲片；3、铰接点；41、第二拼接弧线段；42、第二拼接直线段；51、第一拼接弧线段；52、第一拼接直线段；6、第三铁芯冲片组；61、第三齿部冲片；62、第三轭部冲片；100、环形轭部；1001、凹陷槽；101、齿部；1011、绕线柱。

具体实施方式

结合参见图1至图15所示，根据本发明的实施例，提供一种组合式定子铁芯，包括沿所述定子铁芯轴向布置的第一铁芯冲片组1、第二铁芯冲片组2，所述第一铁芯冲片组1包括多个拼接的第一齿部冲片11、第一轭部冲片12，所述第二铁芯冲片组2包括多个拼接的第二齿部冲片21、第二轭部冲片22，所述第一齿部冲片11与所述第二轭部冲片22之间通过铰接点3连接，所述第一轭部冲片12与所述第二轭部冲片22连接，所述第二齿部冲片21与所述第一齿部冲片11连接，在外力作用下，所述第一齿部冲片11与所述第二轭部冲片22能够围绕所述铰接点3转动，且所述第二齿部冲片21跟随所述第一齿部冲片11转动，所述第一轭部冲片12跟随所述第二轭部冲片22转动，所述第一铁芯冲片组1与所述第二铁芯冲片组2铰接组合后的定子铁芯具有环形轭部100以及齿部101，沿所述定子铁芯的径向向外的方向，所述环形轭部100上具有与所述齿部101对应的轭部区域，所述铰接点3设置于所述轭部区域内，所述第一轭部冲片12与所述第二轭部冲片22之间以及所述第一齿部冲片11与所述第二齿部冲片21之间例如可以通过方形扣点连接或者粘接为一体，以实现所述第一齿部冲片11与所述第二轭部冲片22在围绕所述铰接点3旋转时的随动。而可以理解的是，所述第一铁芯冲片组1与所述第二铁芯冲片组2在定子铁芯的轴向上彼此交替的设置形成层叠，进而形成所述定子铁芯，而形成的定子铁芯在整体上具有所述环形轭部100以及齿部101，而环形轭部100则包括了所述第一铁芯冲片组1中的第一轭部冲片12、第一齿部冲片11的底端(外侧)部分，以及第二铁芯冲片组2中的第二轭部冲片22以及第二齿部冲片21的底端(外侧)部分。前述的与所述齿部101对应的轭部区域具体而言就是如图2、图5或者图8中所示出的绕线柱1011的齿根部位所对应的环形轭部100的相应区域，这一区域在定子铁芯中有磁力线时磁通量相对较小，将所述铰接点3设置于此区域能够最大程度的避免由于设置铰接点对定子轭部磁路的不利影响，同时，将所述铰接点3设置在此区域还能够提升铰接组合式定子铁芯的结构强度，具体是因为此区域能够避开两个齿部之间的轭部的径向小尺寸位置，当定子铁芯与外部壳体采用过盈配合组装时，定子铁芯受力后的变形量将由于结构强度的提升而更小，这有利于提升定子铁芯的同轴度，减少气隙磁场谐波，降低电机噪音提升电机效率。

进一步的，所述定子铁芯的外圆直径为D1，所述铰接点3为圆凹槽或者圆通孔，所述铰接点3的圆心处于分布圆上，所述分布圆的直径为D2，经过所述齿部101与所述环形轭部100的交界处的圆为齿部边界圆，所述齿部边界圆的直径为D5，所述分布圆、齿部边界圆与所述定子铁芯的外圆同心，D5＜D2＜D1，此时将所述铰接点3的设置位置限定在所述齿部101的齿根位置之外，也即使之完全处于所述环形轭部100上而不占用所述齿部101的位置，防止对磁路的不利影响。最好的，所述铰接点3的圆心处于所述齿部101的中心对称线上，从而使所述第一铁芯冲片组1和/或第二铁芯冲片组2的冲片的可更迭性更强，同时也能使所述定子铁芯在组装后结构上的对称性更好。

如图5所示出，所述第二铁芯冲片组2中的任意两个相邻接的第二齿部冲片21与第二轭部冲片22之间的第二拼接线包括第二拼接弧线段41，所述第二拼接弧线段41的曲率中心与所述铰接点3的圆心重合，且所述第二拼接弧线段41的曲率半径为D4/2，D2-D4/2＞D5，前述的第二拼接线在本质上是由所述第二齿部冲片21与所述第二轭部冲片22的邻接位置的外廓形状所限定，通过限定D2、D4、D5的大小关系，能够杜绝所述第二拼接弧线段41侵入所述齿部101的位置，减小拼接线缝隙对磁通的不利影响。同时可以理解的是，所述第二拼接弧线段41能够保证铰接转动的顺畅，并能够保证拼接的缝隙最小。具体的，所述齿部101(所述齿部101在实质上是由所述第一齿部冲片11、第二齿部冲片21的相应部分共同形成，它们的外廓形是一致的)包括绕线柱1011，垂直于所述定子铁芯的轴心线的任一平面为第一投影平面，在所述第一投影平面上所述绕线柱1011的投影的周向宽度为L1，D4≤L1。

在所述定子铁芯的径向上，处于相邻的两个所述齿部101之间的所述环形轭部100具有朝向所述定子铁芯外侧凹进的凹陷槽1001，所述凹陷槽1001的槽底壁与所述定子铁芯的外周壁之间的最小厚度为L2，L2≥0.75·L1，避免轭部磁密过于饱和，影响电机转矩输出。此时，对应的所述铰接点3的直径为D3，1mm≤D3≤0.5·L2，在保证所述铰接点具有较高铰接强度的同时，防止铰接点过大对磁场造成较大影响。

在所述第一投影平面上，所述凹陷槽1001的投影为相交的第一直线段与第二直线段，所述第一直线段与所述第二直线段彼此镜像，所述第一直线段和/或第二直线段与与之紧邻的绕线柱1011的周向侧壁之间形成夹角a3，80°<a3<100°，如此能够保证所述定子铁芯在处于展开状态下的高速绕线，提高生产效率。

所述第二拼接线还包括第二拼接直线段42，所述第二拼接直线段42相对于所述定子铁芯的外侧一端与所述第二拼接弧线段41相切，所述第二拼接直线段42相对于所述定子铁芯的内侧一端处于所述齿部边界圆上，从而保证所述第二拼接线整体不侵入所述齿部101(绕线柱1011)处，最大程度的减少拼接线对磁路的不利影响。进一步的，所述第二拼接直线段42与所述中心对称线之间形成夹角a2，90°<a2<180°，在保证所述第二拼接线不超出到所述齿部101上的同时，也不会造成冲片上齿部与轭部连接处过窄，保证每个冲片的结构强度。

与所述第二铁芯冲片组2相类似的，所述第一铁芯冲片组1中的任意两个相邻接的第一齿部冲片11与第一轭部冲片12之间的第一拼接线包括第一拼接弧线段51，所述第一拼接弧线段51的曲率中心与所述铰接点3的圆心重合。所述第一拼接线还包括第一拼接直线段52，所述第一拼接直线段52相对于所述定子铁芯的外侧一端与所述第一拼接弧线段51相切，所述第一拼接直线段52相对于所述定子铁芯的内侧一端处于所述齿部边界圆上，所述第二拼接直线段42与所述中心对称线之间形成夹角a1，90°<a1<180°且a1＜a2。

进一步的，所述组合式定子铁芯还可以包括第三铁芯冲片组6，

所述第三铁芯冲片组6包括多个拼接的第三齿部冲片61、第三轭部冲片62，所述第一齿部冲片11与所述第三轭部冲片62之间通过所述铰接点3连接，所述第一轭部冲片12与所述第三轭部冲片62连接，所述第三齿部冲片61与所述第一齿部冲片11连接，在外力作用下，所述第一齿部冲片11与所述第三轭部冲片62能够围绕所述铰接点3转动，且所述第三齿部冲片61跟随所述第一齿部冲片11转动，所述第一轭部冲片12跟随所述第三轭部冲片62转动，所述第三齿部冲片61与所述第二齿部冲片21在结构上相同且所述第三轭部冲片62与所述第二轭部冲片22在结构上互为镜像，所述第一铁芯冲片组1处于所述第二铁芯冲片组2与所述第三铁芯冲片组6之间。此时所述第一铁芯冲片组1、第二铁芯冲片组2以及所述第三铁芯冲片组6沿着所述定子铁芯的轴向按预设规律进行设置，由于所述第三轭部冲片62与所述第二轭部冲片22互为镜像，所述预设规律例如为第二铁芯冲片组2以及第三铁芯冲片组6分别处于所述第一铁芯冲片组1的轴向两个端面处，能够有效抵消各个冲片在铰接点3的加工误差(形位)，使组合后的定子铁芯连接更加可靠，各个冲片叠压后接触更紧密。

所述第一铁芯冲片组1、第二铁芯冲片组2以及所述第三铁芯冲片组6在组内可以沿定子铁芯的轴向叠压多片，每一单片冲片的轴向厚度t≤0.5mm，优选的冲片材料为无取向冷轧电工钢。

所述铰接点3例如可以是处于上层冲片上的圆形凸台与下层冲片上的圆形凹槽(实际皆为在冲片的预定位置冲出的凸点)，所述圆形凸台嵌装于所述圆形凹槽内形成可以旋转的结构，在所述铰接点3的直径足够大时，还可以直接冲剪去除相应的凸点进而形成统一的通孔，此时多个通孔可以通过不导磁的铆钉铆接。

为了验证采用本发明技术方案组合式定子铁芯的实际效果，发明人对采用其的电机的电机效率、采用其的压缩机1000Hz内噪声进行了试验测试，结果分别参见图14、图15所示出。由图14可见，采用了本发明技术方案的电机运转频率30Hz、60Hz以及90Hz下其电机效率均明显得到提高；由图15可见，采用了本发明技术方案的压缩机运转频率30Hz、60Hz以及90Hz下其1000Hz内噪声均明显得到降低。

根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括定子铁芯，所述定子铁芯为上述的组合式定子铁芯。

根据本发明的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的电机。

根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。