[發明專利]一種采用復合材料的徑向磁通定子鐵心

在審

• 申請號: 202111054047.2
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113937914A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 曹君慈;周柏宇;李偉力;李棟;王宇;安國平;蘇營;陳思
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K1/02;H02K1/14;H02K1/16;H02K15/02
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 閆萍

本發明屬于定子結構設計技術領域，涉及一種采用復合材料的徑向磁通定子鐵心，包括：定子軛部，多個導磁連接體、導磁夾芯、導磁內芯和磁性槽楔。導磁內芯引導導磁夾芯形成合適的形狀，導磁夾芯采用非晶合金帶材繞制而成。導磁內芯和導磁夾芯組合后，粘接于導磁連接體的深槽結構內部。多個導磁連接體的固定槽與定子軛部的槽孔進行裝配連接。磁性槽楔推入相鄰的導磁連接體的槽楔孔內。本發明的徑向磁通定子鐵心，充分利用非晶合金材料的低鐵耗、軟磁材料的高可塑性和傳統硅鋼材料的高飽和磁密的優勢，將定子鐵心的齒部進行了模塊化的設計，可以實現自動繞線，提高了勞動生產率。

技術領域

本發明屬于定子結構設計技術領域，涉及一種采用復合材料的徑向磁通定子鐵心。

背景技術

隨著能源危機的到來，對于節能高效的電機需求更為迫切。非晶合金材料相比于傳統的硅鋼材料具有厚度薄、電阻率高和相對磁導率高的特點。當非晶合金材料為最初制備的帶材時，損耗僅為傳統硅鋼材料的1/5～1/8，從而將非晶合金材料應用于電機定子鐵心的制造后，可以顯著增加電機的效率，達到節能的效果。但是，非晶合金材料受應力影響顯著，特別是采用激光切割、電火花切割或水射流切割等工藝，會造成非晶合金材料的晶化，從而使得非晶合金材料制作成定子鐵心后，非晶合金材料的低鐵耗優勢大為削弱。

軟磁材料是由表面帶有絕緣的金屬粉末顆粒壓制而成，設計合適的模具對軟磁材料進行壓制，可以達到比傳統硅鋼材料更為豐富的拓撲結構。但是軟磁材料與硅鋼材料相比，具有飽和磁密低、磁導率低和磁滯損耗大的特點，所以對于低鐵耗定子鐵心的設計來說，使用軟磁材料的占比不應太大。

目前，針對復合材料定子鐵心的相關專利可分為以下幾類：1、采用單一的軟磁復合材料制造定子鐵心(參考中國專利號CN202010537790.2)；2、定子上涂附復合軟磁材料(參考中國專利號CN201910652439.5)；3、采用非晶合金和硅鋼帶材卷繞制成復合材料定子鐵心(參考中國專利號CN201611253857.X)；上述專利均未提及到采用非晶合金、軟磁材料和硅鋼材料制成的徑向磁通定子鐵心。

發明內容

本發明的技術方案是：充分發揮非晶合金材料低鐵耗、軟磁材料可塑性好以及硅鋼材料飽和磁密高的優點，且具有成本低和技術成熟的優勢，設計了一種采用復合材料的徑向磁通定子鐵心，從而降低定子鐵耗，提高電機的運行效率，具體技術方案如下：

一種采用復合材料的徑向磁通定子鐵心，包括：定子軛部1、若干導磁連接體2、若干導磁夾芯3、若干導磁內芯4和若干磁性槽楔5；

所述定子軛部1為筒狀結構，在所述定子軛部1的內周均布設置有若干個向內凹陷的槽孔6；

所述若干槽孔6的開孔走向沿定子軛部1的軸向平行設置，且貫穿定子軛部1的頂端和底端；

在所述若干導磁連接體2為長方體，所述若干導磁連接體(2)的高度根據電磁設計確定，沿導磁連接體2的高度方向設有與所述槽孔6相配合的固定長凸臺7；在所述導磁連接體2上，與所述固定長凸臺7相對的另一面上設有深槽結構；

所述若干導磁連接體2通過其各自的固定長凸臺7分別嵌入裝配到定子軛部1的若干槽孔6中；

在所述導磁連接體2的兩側靠近上方的位置分別設置槽楔孔8；

所述若干磁性槽楔5為具有導磁能力的兩端外凸的條狀體，所述若干磁性槽楔5由電磁設計決定；

在相鄰的兩個導磁連接體2之間設有1個磁性槽楔5；

所述磁性槽楔5的兩端分別嵌入裝配于相鄰的兩個導磁連接體2的槽楔孔8中，以便封住繞組；

所述導磁夾芯3為柱體，柱體的外形與導磁連接體2的深槽結構相配合；所述導磁夾芯3的高度與導磁連接體2的深槽結構的深度相同；所述若干導磁夾芯3分別嵌入裝配于若干導磁連接體2的深槽結構中；