[發明專利]電機

有效

• 申請號: 200910161463.5
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101645620A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: J·赫西;A·D·卡爾波;T·M·布爾坎
• 申請（專利權）人: 艾默生電氣公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/16;H02K3/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;郭曉華

技術領域

本發明涉及電機，例如電動機或發電機，特別涉及具有鋁繞組的電機。

背景技術

電機——例如電動機或發電機——典型地包含安裝在外殼內部的定子 以及支撐在外殼中以便相對于定子旋轉的轉子。機器的定子和/或轉子具有 包含導線線圈的繞組。在電動機中，電通過這些線圈傳送以便產生磁場， 使得轉子旋轉。在發電機中，隨著轉子旋轉，電在繞組中產生。盡管不同 的導電材料可用于制造繞組，在過去，這些繞組頻繁用銅或銅合金制造。 電機常常集成到例如空氣處理設備、洗衣機、固定自行車和踏車(treadmill) 等設備中。含有電機的設備的尺寸、性能和成本在進行采購決策時可能是 重要的因素。電機的尺寸、性能和成本常常對于設備的總體尺寸和成本具 有重要影響。

用于制造繞組的導電材料的價格發生波動。有時，某些繞組材料比起 其他的要貴。例如，有時候銅相對于鋁等其他導電材料非常昂貴。材料的 電導率也是重要的考慮。隨著電導率降低，必須使用較大的繞組來克服損 耗。然而，較大的繞組產生了關于機器尺寸并導致設備尺寸的憂慮。因此， 即使鋁等某些材料能具有超越更常使用的銅等材料的成本優勢，銅可能仍 被使用，因為例如尺寸等這些其他的考慮。按照傳統，以類似的性能將對 于銅繞組設計的電動機改為接受鋁繞組需要電動機具有較大的體積。這種 體積增加常常通過電動機的直徑和/或長度的顯著增大實現，以便容納超過 慣用銅繞組體積的增大的鋁繞組體積。但是，如果電動機的外部尺寸受到 使用電動機的應用場合的限制，不能實現這些長度和/或直徑上的這些增 大，替代性的繞組材料(例如鋁)不能在不犧牲性能的情況下使用。在保 持電動機的類似性能而沒有顯著增大其直徑和/或長度的同時，如果電機可 并有更具成本效益的材料(例如鋁繞組)可能是有利的。

發明內容

在某些實施例中，本發明涉及一種適用于用在電動機中的定子組件。 該組件包含定子芯，定子芯具有環形的邊以及從邊向內徑向延伸的多個齒。 芯具有外直徑、齒根直徑(root?tooth?diameter)和內直徑。所述多個齒的 每個齒具有根部、從根部向內延伸的頸部、與根部相反的頭部以及從其根 部向其頭部測量得到的長度。頸部具有寬度。所述多個齒的每個相鄰齒對 限定了具有面積的槽。另外，組件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所 述多個齒的至少三個齒周圍的鋁和銅中的至少一個。定子芯和繞組具有四 個、六個或八個磁偶極(magnetic?dipoles)。定子芯外直徑在從大約5.1 英寸到大約5.9英寸的范圍內。定子芯內直徑小于大約3.0英寸。本發明的 各個實施例可以以多種以及具體的組合使用，在每個重新配置中，以本發 明的這些實施形態的一個或一個以上使用。另外，本發明的這些實施形態 中的一個或一個以上能與上面或下面介紹的其他實施形態和實施例中的各 個合并。

在某些實施例中，本發明涉及適用于用在電動機中的定子組件。該組 件包含定子芯，定子芯具有環形的邊以及從邊向內徑向延伸的多個齒。芯 具有外直徑、齒根直徑以及內直徑。所述多個齒中的每個齒具有根部、從 根部向內延伸的頸部、與根部相反的頭部。所述多個齒的各個相鄰齒對限 定槽。另外，組件包含繞組，繞組包含纏繞在定子芯的所述多個齒的至少 三個齒周圍的鋁和銅中的至少一個。定子芯和繞組具有四個、六個或八個 磁偶極。定子芯外直徑在從大約5.3英寸到大約5.7英寸的范圍內。定子芯 內直徑與定子芯外直徑的比率小于大約0.55。本發明的各個實施例可以以 多種以及具體的組合使用，在每個重新配置中，以本發明的這些實施形態 的一個或一個以上使用。另外，本發明的這些實施形態中的一個或一個以 上能與上面或下面介紹的其他實施形態和實施例中的各個合并。