电机及应用所述电机的风扇组合的制作方法

本发明涉及一种电机，更具体地，涉及一种转子主体与转轴可存在转速差的电机。

背景技术：

同步电机在负载的转动惯性过大的情况下，会出现启动失败或者失速的情况。现有的一种解决方案就是提高同步电机的性能，但是，提高同步电机的性能又往往会显著增加成本，并且会导致电机的体积明显增大、重量明显增加。

技术实现要素：

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

本发明的目的是降低电机启动失败或失速。为此，本发明提供一种电机，包括定子和转子，所述转子可转动地安装到所述定子，所述转子包括转轴，套设到所述转轴的转子主体，转子主体与定子磁芯及绕组相对,定子绕组通电后产生电磁场,所述转子主体在电磁场的作用下可发生转动，所述转子主体与所述转轴之间松配以使得两者之间可存在转速差；延时同步机构，所述延时同步机构设置于转轴与转子主体之间，用于延时地消除所述转子主体与所述转轴之间的转速差。

作为本发明的一种改进方案，所述延时同步机构还包括一连接件，所述缓冲件的一端通过所述连接件连接到所述转轴并可与所述转轴同步转动。

作为本发明的一种改进方案，所述连接件为环状并套设到所述转轴，沿电机周向所述连接件相对转轴固定，所述缓冲件活动套设到所述转轴并沿电机轴向位于所述连接件与转子主体之间。

作为本发明的一种改进方案，所述缓冲件活动套设到所述转轴。

作为本发明的一种改进方案，所述缓冲件是具有形状复位特性的弹性件。

作为本发明的一种改进方案，所述缓冲件为活动套设到所述转轴的橡胶套或弹簧。

作为本发明的一种改进方案，所述延时同步机构的数量为两个，分别安装于所述转子主体的两端。

作为本发明的一种改进方案，所述转轴由两个轴承支撑以能够相对于所述定子转动，所述转子主体及所述延时同步机构位于所述两个轴承之间或两个轴承的外部的一侧。

作为本发明的一种改进方案，所述转子主体包括活动套设到所述转轴的支撑件、安装到所述支撑件的永磁体。

作为本发明的一种改进方案，所述支撑件为由软磁材料制成的转子磁芯。

作为本发明的一种改进方案，所述电机为单相电机，如单相同步电机。

作为本发明的一种改进方案，所述定子包括上支撑架和下支撑架；所述转轴被所述上支撑架和下支撑架支撑从而能够相对于所述定子转动，所述转子主体及所述延时同步机构位于所述上支撑架和下支撑之间。

作为本发明的一种改进方案，所述定子包括定子磁芯和安装到定子磁芯的定子绕组，所述定子磁芯具有至少两个极部，每个极部均具有极靴，所述转子主体位于所述至少两个极部的极靴围成的空间内；所述上支撑架和下支撑架分别安装到定子磁芯两轴向侧。

作为本发明的一种改进方案，所述缓冲件为螺旋弹簧，所述转子主体具有凹槽或开槽以连接所述螺旋弹簧的第一端，所述固定件具有相应的凹槽或开槽以连接所述螺旋弹簧的第二端。

作为本发明的一种改进方案，所述缓冲件至少部分地收容在所述转子主体内。

作为本发明的一种改进方案，沿电机径向所述缓冲件位于转子主体与转轴之间。

本发明还提供一种风扇组合，所述风扇组合包括电机和受电机驱动的风扇。

实施本发明，电机的转子主体与转轴松配从而使得两者在电机启动瞬间可存在转速差，转轴与转子主体之间连接有延时同步机构用于延时地同步两者的转速，可有效地消除或降低电机启动失败、失速的情况。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明第一实施例提供的一种电机的示意图；

图2是图1所示电机的分解示意图；

图3是图1所示电机的定子示意图；

图4图1所示电机使用的转子的示意图；

图5是图4所示转子的剖视图；

图6为本发明第二实施例提供的一种电机的示意图；

图7是图6所示电机的爆炸示意图；

图8是图6所示电机使用的固定座的示意图；

图9是应用了本发明的电机的风扇组件的示意图；

图10是图9所示风扇组件的风扇和图1所示的电机组装后的示意图；

图11是图9所示风扇组件的风扇和图5所示的电机组装后的示意图。

具体实施方式

第一实施例

参考图1和图2，本发明提供的电机200包括定子20和转子80，转子可转动地安装到定子20从而能够相对于定子20转动。

转子80包括转轴82、转子主体84以及延时同步机构92。转子主体84套设到转轴82，转子主体84可在定子20的电磁作用力作用下发生转动。转子主体84与转轴82滑配从而在启动或停止过程中与转轴82存在转速差。

延时同步机构92也套设到转轴82，延时同步机构92一端与转轴82固定从而与转轴82进行同步转动，另一端与转子主体84固定从而与转子主体84进行同步转动。即，延时同步机构92用于延时地消除转子主体84与转轴82之间的转速差。

定子20具有上支撑架42和下支撑架52，上支撑架42和下支撑架52用于支撑转轴82从而使转子80能够相对于定子20转动。转子主体84和延时同步机构92优选地都位于上支撑架42和下支撑架52之间。即，延时同步机构92没有暴露在定子20之外，因此，本发明的电机200与负载或减速机构连接时，与传统的电机没有什么差异。

本实施例中，电机200为单相同步电机，定子20包括定子磁芯22、安装到定子磁芯22的定子绕组32以及上述的上支撑架42和下支撑架52。上支撑架42和下支撑架52分别安装到定子磁芯22的两个轴向侧。上支撑架42和下支撑架52通过轴向的固定件49固定连接在一起，具体地，上支撑架42设有轴向的连接孔48供固定件49穿过，下支撑架52也设有相应的轴向的连接孔供固定件49穿过。上支撑架42和下支撑架52分别设有轴承座44、54，轴承座44、54内分别安装有轴承46、56(见图3)以支撑转子80的转轴82，转子主体84和延时同步机构92位于两个轴承46、56之间。

请参考图3，定子磁芯22包括u形的轭部24、位于u形开口端的两个极部26，该两个极部26方向相对，每个极部26具有向两侧伸出的极靴28，极靴28的内侧表面为弧形极面，每个极部26的极面设定位凹槽27，在定位凹槽27处定子与转子之间的磁阻大于其它位置，定位凹槽27的设置可使得转子能停止在偏离死点的位置，所谓死点位置即指转子磁极中心正对定子极部中心时转子所处的位置。转子主体84收容于该两个极部26的极靴28围成的空间内，以便于转子主体84在与极靴28相互作用下以转轴82为转动中心发生转动。

参考图4和图5，本实施例中，转子主体84包括支撑件86以及安装到支撑件86的永磁体88。支撑件86套设到转轴82并与转轴82滑配，用于安装永磁体88。本实施例中，支撑件86由塑料制成，优选地，所述支撑件86通过嵌件成型的方式直接成型在永磁体88上，从而使得永磁体88和支撑件86一起可相对于转轴82滑动。

延时同步机构92包括一缓冲件94以及一连接件96，连接件96为固定套设到转轴82的环体，缓冲件94第一端连接到连接件96以使得缓冲件94第一端能够与转轴82进行同步转动，可以理解地，本处连接可以是固定连接也可以是活动连接。缓冲件94第二端连接到转子主体84并可随其同步转动，本实施例中，缓冲件94第二端固定连接到支撑件86(如支撑件86可通过嵌件成型的方式直接成型在缓冲件94的第二端)从而可与转子主体84进行同步转动。延时同步机构92的延时同步功能主要由缓冲件94实现，即，缓冲件94能够延时地消除转子主体84与转轴82之间的转速差。具体地，当电机200刚开始启动时，转子主体84在定子20的电磁作用下，会发生转动。因为转轴82连接有负载从而具有较大的惯性，并且转轴82与转子主体84之间为滑配，所以，此时转子主体84的转速会大于转轴82的转速，两者之间存在相对转动，导致缓冲件94被转子主体84与转轴82扭转变形并逐渐同步转子主体84与转轴82的转速。当电机200从运行状态停止时，转轴82及其负载因为具有较大转动惯性，从而具有比转子主体84更大的转速，导致缓冲件94被转子主体84与转轴82扭转变形并逐渐同步转子主体84与转轴82的转速。

本实施例中，缓冲件94为橡胶套。可以理解地，本发明不局限于使用橡胶套作为缓冲件94，实际上，具有形状复位特性的各种弹性件都可以作为缓冲件94用于延时地同步转子主体84与转轴82之间的转速。

可以理解地，连接件96不是必须的；在另一个替换方案中，缓冲件94的一端可直接连接到转轴82并可与其同步旋转。可以理解地，连接件96也可以是其他形状。

可以理解地，延时同步机构92的数量可以为两个，分别安装于转子主体84的两端。在延时同步机构92的作用下，电机200启动时，转子主体84的转速延时同步到转轴82，避免了电机200启动失败，从而降低了电机输出转矩的要求。该种设计尤其是适用于单相同步电机。

第二实施例

参照图6和图7所示，本实施例与第一实施例的一个区别是转子的支撑结构不同。上一个实施例中，定子20通过上支撑架42、52支撑转子80的转轴82，本实施例中，定子20仅通过一个支撑架62支撑转子80，该支撑架62固定到定子磁芯22的一侧。支撑架62包括中空的筒状部63、位于筒状部63开口端的安装板65，安装板65中部具有通孔66供转轴82及转子主体84的一部分穿过，通孔66与该筒状部63的中空部分连通。安装板65具有四个安装孔67供固定件49穿过，并通过固定件49固定到定子磁芯22的一侧。

筒状部63设有两个轴承座以分别安装轴承46和56，转子的转轴82被轴承46和56支撑从而使转子能够相对于定子20转动。轴承46和56隔开预设的距离，转子主体84及延时同步机构92位于该两个轴承46和56之外。

本实施例与第一实施例的另一个区别是延时同步机构92的结构不同。本实施例中，延时同步机构92包括固定座96以及缓冲件94，固定座96固定套设到转轴82，缓冲件94为螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端94a连接到转子主体84的支撑件86，另一端94b连接到固定座96。

参考图7和图8，转子主体84的支撑件86具有开孔或开槽以连接螺旋弹簧的一个端部94a，固定座96也设有凹位108用于连接螺旋弹簧的另一个端部94b。缓冲件94用于延时地消除转子主体84与转轴82之间的转速差。当电机200刚开始启动时，转子主体84在定子20的电磁力作用下，会发生转动。因为转轴82连接有负载从而具有较大的惯性，并且转轴82与转子主体84之间为滑配，所以，此时转子主体84的转速会大于转轴82的转速，两者之间存在相对转动，导致缓冲件94被转子主体84转动牵拉而内径逐渐缩小，从而逐渐紧箍到转轴82，并最终逐渐同步转子主体84与转轴82的转速。当电机200从运行状态停止时，缓冲件94的变化刚好相反，缓冲件94被旋松从而具有更大的内径。

优选地，支撑件86具有一段筒状部以收容缓冲件94，并约束缓冲件94(也就是螺旋弹簧)的最大外径，以避免螺旋弹簧损坏。

本实施例中，连接件96包括中心部101、从中心部101延伸出来的连接部105、从连接部105延伸出来的侧壁107。连接部105的表面具有两个凸块以形成定位槽106用于收容螺旋弹簧的末端，且侧壁107在靠近定位槽106的位置设有上述凹位108用于收容螺旋弹簧的末端94b。中心部101设有通孔103以套设到转轴82。中心部101的一个轴向端还设有若干轴向延伸的限位柱102，该若干限位柱102环绕在通孔103外周，以加强连接件96与转轴82的固定。

本实施例中，缓冲件94为弹簧。可以理解地，本发明不局限于使用弹簧作为缓冲件94，实际上，具有形状复位特性的各种弹性件都可以作为缓冲件94用于延时地同步转子主体84与转轴82之间的转速。

图9所述为应用了本发明的电机的风扇组件300的示意图。参考图9和图10、图9和图11，风扇组件300包括支架210、安装到支架210的电机200、安装到电机200的转轴82的风扇220，支架210安装到壳体230，壳体230形成有风道，风道的出风口235形成在壳体230。

本实施例中，风扇220的外径显著大于电机200的外形尺寸，优选地,风扇220在垂直于电机轴向的平面内的投影面积大于电机在该平面内的投影面积的2倍,甚至3倍或4倍。因为电机200内安装有延时同步机构92，从而使得小电机驱动大附载成为可能。

可以理解地，本发明尤其适用于单相同步电机，当然也可以用于其他小输出扭矩电机拖动大转动惯量的场合。

本发明的转子主体84优选地包含有永磁体。可以理解地，本发明也适用于非永磁电机，即转子主体84不含永磁体而是使用若干由软磁材料制成的导体，定子绕组通电时产生电磁场，导体因此被磁化并在电磁场的作用下被驱动旋转。

上述实施例公开了外定子式电机，可以理解地，本发明也可以适用于内定子式电机。

上述实施例中，缓冲件位于转子主体的轴向端部外侧。可以理解地，在其它实施方式中，缓冲件也可以位于转子主体的内侧，即沿电机径向缓冲件位于转轴与转子主体之间，优选地，缓冲件外还可以包裹一圈减震层用于缓冲缓冲件对转子主体的冲击，起到减震、降噪的作用。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。