[发明专利]减轻转矩常数滚降的马达叠片

说明书

用于电动马达的直线叠片具有交替的指状区段和铰链区段，从而在绕组安装后可卷曲形成圆形马达定子。叠片构造使得背铁区的内边在形状上是非弓形的，从而在铰链区段附近提供额外的背铁材料，用于减轻转矩常数滚降。

技术领域

本发明通常涉及电动马达，更具体地涉及用于制造电动马达定子的叠片。

背景技术

在具有电动马达的系统中，在马达受到高间歇转矩需求时，期望的是将马达的转矩常数尽可能地保持线性。如果转矩常数滚降(即，劣化且变为非线性)并且马达叠片没有达到磁饱和，那么可以供应附加电流至马达从而补偿劣化的转矩常数。然而，如果在马达叠片中的铁已经达到磁饱和，那么转矩常数的滚降不能通过增加电流来补偿。

为了在特定运行转矩范围上实现线性转矩常数，与定子相关联的铁必须足够支持需要的磁通水平。因此，马达叠片设计有足够的铁使得转矩常数在期望的运行转矩范围上保持线性。然而，向叠片增加铁材料夺走了马达绕组可获得的物理空间。在用于马达绕组的物理空间减少时，马达电阻增加，这造成额外加热并改变马达的时间常数。

申请人已经设计一种具有优化的转矩常数线性度的马达。该设计使用常规的圆形叠片，绕组插入在该圆形叠片上。尽管达到了合适的转矩常数线性度，但是该马达以大产量来制造不具有成本效益。为了使这种马达能够以大量、具有成本效益的方式制造，采用了一种制造工艺，借此叠片形成为直线叠片，并且在铜绕组安装后接着卷曲形成圆形定子。在直线叠片中，接收铜绕组的指状部布置为沿叠片的纵向轴线通过槽区域而彼此间隔开的多个平行指状部。缠绕步骤在指状部平行时执行，并且这样对于绕线机具有容易的通道和空间。缠绕的叠片接下来卷曲成圆形构造，在该构造中，指状部径向地朝向马达的中心轴线延伸。该工艺最大化分配给铜的槽区域中的铜绕组的量，并且因此对于给定的马达常数，最小化马达的总轴向长度。

在叠片是直的时缠绕叠片并接着将缠绕的叠片卷曲成圆形定子，这需要叠片的背铁区构造有在指状部之间的可弯曲铰链特征。铰链特征通过在叠片中添加空隙而形成，使得叠片的相邻指状部通过用作铰链特征的薄条状叠片材料连接。然而，提供铰链特征减少了叠片的背铁区中的材料量，因此造成转矩常数在比马达的常规圆形叠片版本更低的转矩需求下滚降。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可卷曲的马达叠片，其相对于可比较的圆形马达叠片不会损害转矩常数的线性度。

在本发明的实施例中，马达叠片限定沿纵向轴线间隔的多个指状区段，以及分别在相邻成对的指状区段之间的多个铰链区段。每个指状区段具有参考中心、背铁区和指状部，该指状部沿着垂直于叠片的纵向轴线延伸的指状部轴线从背铁区突出。背铁区包括成对的侧边和成对的内边，每个侧边在相应的相对于指状区段参考中心的径向方向上延伸，每个内边从指状部延伸至侧边中相关联的一个。每个内边在形状上是非弓形的。例如，内边可以具有垂直于相关联的侧边的径向方向延伸的第一直边部分。当叠片卷曲成圆形形式时，每个第一直边部分与相邻指状区段的另一个第一直边部分对齐，使得卷起的叠片具有多个非弓形内边，其界定用于马达绕组的槽区域。所得到的内边构造在叠片中提供额外的背铁材料，从而补偿为限定铰链区段而省略的背铁材料，并保持期望的转矩常数线性度。

本发明还通过一种电动马达定子来实施，该定子包括叠片堆，该叠片堆限定了环状背铁和由多个成角度地间隔的槽区域分开的多个成角度地间隔的指状部，其中每个指状部从背铁朝向堆的中心轴线沿相应的径向指状部轴线径向向内延伸，并且每个槽区域具有各自的径向槽轴线。背铁具有多个内边，每个内边在成角度地相邻成对的指状部之间延伸并界定槽区域中相关的一个。根据本发明，每个内边包括至少一个非弓形边部分。内边可以具有多个直边部分。例如，每个内边可以具有通过桥接部分连接的成对的直过渡部分。桥接部分也可以是直的，并且可以垂直于相关联的槽区域的径向槽轴线延伸。通过以这种方式构造内边，提供了额外的背铁材料以减轻转矩常数的滚降。

附图说明

现在将在以下结合附图的本发明的详细描述中更全面地描述本发明操作的性质和模式，其中：