[发明专利]定子铁芯

说明书

技术领域

本申请的发明涉及一种定子铁芯。

背景技术

诸如电动机或者发电机等的旋转电气装置设置有定子，所述定子产生旋转磁场以便旋转转子。定子包括线圈和近似圆筒形的定子铁芯，并且所述线圈被组装到布置在定子铁芯中的齿(极齿)。多个齿沿着定子铁芯的圆周方向布置在所述定子铁芯的内部圆周面中，并且毗邻的齿之间的空隙被称作齿槽。为了提高齿槽中的线圈密度(线圈所占据的齿槽的空间的体积比率)，例如使用在日本专利申请公报NO.2008-160939中公开且被称作梯形齿的齿。如图8中所示，梯形齿具有梯形的横截面，所述梯形的横截面垂直地沿着定子铁芯110的中心轴线C取得，并且所述齿被形成为使得在朝向定子铁芯110的中心轴线C的方向上具有更窄的宽度。

遵从所述梯形齿112的形状的梯形线圈114被组装到梯形齿112。当齿的横截面和线圈的横截面均具有梯形的形状时，与图9中所示的齿的横截面和线圈的横截面均具有矩形形状的情况相比，提高了齿槽116中的线圈密度。上述事实表明，通过使用梯形齿112，旋转电气装置在保持输出的同时可以小型化。

如图10中所示，在梯形线圈114已经被组装到指定的梯形齿112的情况下，在将梯形线圈122组装到相邻的梯形齿112时，所述梯形线圈122将不能被组装到所述相邻的梯形齿112。如图11中所示，为了帮助组装线圈，在定子铁芯110中布置有不同于梯形齿112的至少一个矩形齿118。如图11所示，即使梯形线圈114被组装到毗邻的梯形齿112，矩形线圈120也可以被组装到矩形齿118。在将线圈组装到齿的过程中，首先将梯形线圈114组装到毗邻矩形齿118的梯形齿112，然后沿着定子铁芯110的圆周方向依次将所述梯形线圈114组装到梯形齿112，并且最后将矩形线圈120组装到矩形齿118。

这里，齿承受来自布置在转子124中的永磁体126的磁通。图12示出了由永磁体126产生的磁通流入到齿中的示意图。磁通主要从齿的顶部表面128流入到齿中，但是部分磁通作为漏磁通130从齿的侧表面132流入到齿中。这是因为在从永磁体126流入到齿的过程中，磁通密度增加到饱和，从而产生了离开齿的顶部表面128的磁通。

在齿为梯形齿112的情况下和齿为矩形齿118的情况下，漏磁通130的强度不同。也就是说，当比较从转子124到梯形齿112的侧表面134的磁路(在图12中用交替的长和短虚线示出)和从转子124到矩形齿118的侧表面132的磁路时，矩形齿118的穿过大气的磁路比梯形齿的磁路长由图12中的符号Δd表示的长度。因为大气比作为齿的材料的金属具有更高的磁阻，磁通流过长的大气通路，并且由此削减了磁通的强度。结果是，流入到矩形齿118中的全部磁通量小于流入到梯形齿112中的全部磁通量。

如果磁通量由于齿的形状而发生变化，则在转子124上产生径向方向上的偏心力。将参照图13描述该现象。在图13中示出的旋转电气装置是三相型交流旋转电气装置，并且矩形齿118被分配给V-相。当磁通从转子124的永磁体126流到V-相齿时，如果磁通量由于齿的形状而发生变化，则在矩形齿118上产生的电磁力和在朝向该矩形齿118的梯形齿112上产生的电磁力没有相互抵销，由此，在与矩形齿118相对的方向上产生偏心力136。由于偏心力136，转子124和转子124的轴138在与矩形齿118相对的方向上被牵拉。因而，转子124的旋转变得不稳定、噪声大，并且旋转电气装置的振动特性(NV特性)恶化。

发明内容

在此，本发明提供了一种定子铁芯，所述定子铁芯减轻了由于齿的形状而产生的磁通量的失衡。

本发明的第一方面涉及旋转电气装置的定子铁芯。所述定子铁芯包括齿和圆筒形的轭，所述齿沿着轭的圆周方向布置在所述轭的内部的圆周面中，并且所述齿承受来自旋转电气装置的转子的磁通。另外，所述齿包括：梯形齿，所述梯形齿具有垂直地沿着轭的中心轴线取得的梯形横截面；和异形齿，所述异形齿的顶部部分具有与梯形齿相同的形状，并且所述异形齿的从所述顶部部分到轭的基部部分具有与梯形齿不同的形状。

在上述方面中，在沿着轭的径向方向的长度上，异形齿的顶部部分的长度可以被设置为大于等于所述异形齿的总长度的15％并且小于等于所述异形齿的总长度的30％。

根据本发明，可以降减轻由于齿的形状而产生的磁通量的失衡。

附图说明

通过下面参照附图对优选实施例的描述，本发明的前述和其它的目的、特征和优势将变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中：

图1是图解了根据本实施例的定子铁芯的视图；