转子结构和单相永磁电机的制作方法

本发明涉及电机，具体而言，涉及一种转子结构和单相永磁电机。

背景技术：

1、随着永磁电机技术的飞速发展，永磁电机越来越受到人们的重视，与传统电励磁电机等其他电机相比，永磁电机具有出力密度高、效率高、维护方便、结构简单等优点。

2、其中，单相永磁电机为单相绕组，驱动主电路所需的开关器件较少，控制系统硬件成本低，具有体积小、重量轻，结构简单、便于大规模制造且制造成本低的特点，已广泛应用于风机、水泵、光盘驱动等对动态性能要求不高的小功率家用电器。

3、但是单相永磁电机内磁场为脉振磁场，电机的电磁转矩存在0点位置。如图1和图2所示，现有的转子铁芯1’一般采用偏心结构，该偏心结构为对称偏心结构，电机停靠位置(齿槽转矩为0的点)与电磁转矩为0的点是重合的，转子结构静止时，转子中心线仍会跟定子中心线重合，此时无论通入任何电流，电机都无法启动，因此存在起动死点的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种转子结构和单相永磁电机，能够在转子结构静止时使得转子中心线相对于定子中心线产生偏移，有效实现自起动。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种转子结构，包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯包括多个铁芯块，至少部分铁芯块上开设有局部饱和孔，局部饱和孔位于铁芯块的转子中心线的同一侧，且铁芯块通过局部饱和孔形成非对称磁路。

3、进一步地，局部饱和孔设置在铁芯块靠近转子铁芯的外圆的一侧。

4、进一步地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，沿着转子铁芯的转动方向，局部饱和孔开设在位于转子中心线的前侧的铁芯块上。

5、进一步地，局部饱和孔的形状为圆形、椭圆形或多边形。

6、进一步地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，局部饱和孔关于其自身中心与转子铁芯的外圆圆心的连线对称。

7、进一步地，各铁芯块上均设置有局部饱和孔；和/或，所述转子铁芯包括外圆弧，所述外圆弧相对于所述转子铁芯的外圆圆心偏心设置。

8、进一步地，一部分铁芯块上设置有局部饱和孔，另一部分铁芯块上不设置局部饱和孔，设置有局部饱和孔的铁芯块和不设置局部饱和孔的铁芯块沿转子铁芯的周向交替排布。

9、进一步地，局部饱和孔为单孔，局部饱和孔的中心分布圆直径为d3，转子铁芯的外圆直径为d1，d1＞d3＞0.5*d1。

10、进一步地，局部饱和孔的中心与转子铁芯的外圆圆心的连线和该局部饱和孔所在的铁芯块的转子中心线之间的夹角为b，π/z2＞b＞0，其中z2为永磁体的个数。

11、进一步地，局部饱和孔包括第一孔和第二孔，第一孔和第二孔位于铁芯块的转子中心线的同一侧。

12、进一步地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，第一孔位于第二孔的径向外侧，且第一孔的中心与转子中心线的距离大于第二孔与转子中心线的距离。

13、进一步地，第一孔的分布圆直径为d3，转子铁芯的外圆直径为d1，第二孔的分布圆直径为d4，d1＞d3＞d4＞0.5*d1。

14、进一步地，第一孔的中心与转子铁芯的外圆圆心的连线和该第一孔所在的铁芯块的转子中心线之间的夹角为b，第二孔的中心与转子铁芯的外圆圆心的连线和该第二孔所在的铁芯块的转子中心线之间的夹角为c，π/z2＞b＞c＞0，其中z2为永磁体的个数。

15、进一步地，永磁体以辐射状均布插设在转子铁芯内，永磁体切向充磁。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种单相永磁电机，包括定子结构和转子结构，该转子结构为上述的转子结构，转子结构位于定子结构的内周侧，转子结构与定子结构之间形成气隙。

17、进一步地，定子结构包括定子铁芯，定子铁芯的定子齿的数量与永磁体的数量相同，且均为偶数。

18、进一步地，定子结构包括定子铁芯，转子结构还包括转子轴，定子铁芯的轴向长度为l1，永磁体的轴向长度为l2，转子铁芯的轴向长度为l3，1.5*l1≥l3＞l1，1.5*l3≥l2＞l3。

19、应用本发明的技术方案，转子结构包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯包括多个铁芯块，至少部分铁芯块上开设有局部饱和孔，局部饱和孔位于铁芯块的转子中心线的同一侧，且铁芯块通过局部饱和孔形成非对称磁路。该转子结构的至少部分铁芯块上设置有位于铁芯块的转子中心线的同一侧的局部饱和孔，能够利用局部饱和孔调整转子中心线两侧的磁路结构，使得铁芯块形成非对称磁路，利用该非对称磁路使得转子结构的凸极不对称，气隙不均匀，可以在不改变定子铁芯极靴形状的前提下，使得齿槽转矩为0的点与电磁转矩为0的点产生偏移，能够在无电状态下转子结构静止时，使得转子中心线相对于定子中心线产生偏移，在通电后可以有效实现自起动。

技术特征：

1.一种转子结构，其特征在于，包括转子铁芯(1)和永磁体(3)，所述转子铁芯(1)包括多个铁芯块(4)，至少部分所述铁芯块(4)上开设有局部饱和孔(5)，所述局部饱和孔(5)位于所述铁芯块(4)的转子中心线的同一侧，且所述铁芯块(4)通过所述局部饱和孔(5)形成非对称磁路。

2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述局部饱和孔(5)设置在所述铁芯块(4)靠近所述转子铁芯(1)的外圆的一侧。

3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，在垂直于所述转子铁芯(1)的中心轴线的截面内，沿着所述转子铁芯(1)的转动方向，所述局部饱和孔(5)开设在位于所述转子中心线的前侧的所述铁芯块(4)上。

4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述局部饱和孔(5)的形状为圆形、椭圆形或多边形。

5.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于，在垂直于所述转子铁芯(1)的中心轴线的截面内，所述局部饱和孔(5)关于其自身中心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线对称。

6.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述铁芯块(4)上均设置有所述局部饱和孔(5)；和/或，所述转子铁芯(1)包括外圆弧(2)，所述外圆弧(2)相对于所述转子铁芯(1)的外圆圆心偏心设置。

7.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，一部分所述铁芯块(4)上设置有所述局部饱和孔(5)，另一部分所述铁芯块(4)上不设置所述局部饱和孔(5)，设置有所述局部饱和孔(5)的所述铁芯块(4)和不设置所述局部饱和孔(5)的所述铁芯块(4)沿所述转子铁芯(1)的周向交替排布。

8.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述局部饱和孔(5)为单孔，所述局部饱和孔(5)的中心分布圆直径为d3，所述转子铁芯(1)的外圆直径为d1，d1＞d3＞0.5*d1。

9.根据权利要求8所述的转子结构，其特征在于，所述局部饱和孔(5)的中心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线和该局部饱和孔(5)所在的所述铁芯块(4)的转子中心线之间的夹角为b，π/z2＞b＞0，其中z2为所述永磁体(3)的个数。

10.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述局部饱和孔(5)包括第一孔(6)和第二孔(10)，所述第一孔(6)和所述第二孔(10)位于所述铁芯块(4)的转子中心线的同一侧。

11.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，在垂直于所述转子铁芯(1)的中心轴线的截面内，所述第一孔(6)位于所述第二孔(10)的径向外侧，且所述第一孔(6)的中心与所述转子中心线的距离大于所述第二孔(10)与所述转子中心线的距离。

12.根据权利要求11所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔(6)的分布圆直径为d3，所述转子铁芯(1)的外圆直径为d1，所述第二孔(10)的分布圆直径为d4，d1＞d3＞d4＞0.5*d1。

13.根据权利要求11所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔(6)的中心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线和该第一孔(6)所在的所述铁芯块(4)的转子中心线之间的夹角为b，所述第二孔(10)的中心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线和该第二孔(10)所在的所述铁芯块(4)的转子中心线之间的夹角为c，π/z2＞b＞c＞0，其中z2为所述永磁体(3)的个数。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的转子结构，其特征在于，所述永磁体(3)以辐射状均布插设在所述转子铁芯(1)内，所述永磁体(3)切向充磁。

15.一种单相永磁电机，包括定子结构和转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至14中任一项所述的转子结构，所述转子结构位于所述定子结构的内周侧，所述转子结构与所述定子结构之间形成气隙。

16.根据权利要求15所述的单相永磁电机，其特征在于，所述定子结构包括定子铁芯(8)，所述定子铁芯(8)的定子齿(9)的数量与所述永磁体(3)的数量相同，且均为偶数。

17.根据权利要求15所述的单相永磁电机，其特征在于，所述定子结构包括定子铁芯(8)，所述转子结构还包括转子轴(7)，所述定子铁芯(8)的轴向长度为l1，所述永磁体(3)的轴向长度为l2，所述转子铁芯(1)的轴向长度为l3，1.5*l1≥l3＞l1，1.5*l3≥l2＞l3。

技术总结
本发明提供了一种转子结构和单相永磁电机。该转子结构包括转子铁芯(1)和永磁体(3)，转子铁芯(1)包括多个铁芯块(4)，至少部分铁芯块(4)上开设有局部饱和孔(5)，局部饱和孔(5)位于铁芯块(4)的转子中心线的同一侧，且铁芯块(4)通过局部饱和孔(5)形成非对称磁路。根据本发明的转子结构，能够在转子结构静止时使得转子中心线相对于定子中心线产生偏移，有效实现自起动。

技术研发人员：蔡易霖,肖胜宇,顾西平,吴昊,张家旺,陈晓森
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17