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，转子铁芯包括多个沿周向依次排布的铁芯块，相邻的铁芯块之间形成安装槽，永磁体设置于安装槽内，铁芯块具有转子中心线，铁芯块具有相对于转子铁芯的外圆偏心设置的外圆弧，至少部分外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等。

3、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，位于转子中心线前侧的弧段的弧长小于位于转子中心线后侧的弧段的弧长。

4、进一步地，各外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长均不等。

5、进一步地，一部分外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等，另一部分外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长相等。

6、进一步地，位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧，其所在的铁芯块的两侧分别设置有侧向凸块，两个侧向凸块的侧向伸出长度不同，相邻的两个铁芯块的相邻两个侧向凸块在安装槽的外周侧形成止挡结构，止挡结构对永磁体形成止挡限位。

7、进一步地，位于转子中心线第一侧的侧向凸块的侧向伸出长度为l1，位于转子中心线第二侧的侧向凸块的侧向伸出长度为l2，l1≥1.1*l2。

8、进一步地，安装槽沿转子铁芯的周向方向的宽度为l3，l1+l2＜l3。

9、进一步地，外圆弧为单圆弧结构。

10、进一步地，位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧，其所在的铁芯块的一侧设置有侧向凸块，侧向凸块在安装槽的外周侧形成单侧的止挡结构，止挡结构对永磁体形成止挡限位。

11、进一步地，位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧为第一外圆弧，位于转子中心线两侧的弧段的弧长相等的外圆弧为第二外圆弧，第一外圆弧和第二外圆弧沿转子铁芯的周向一一交替排布。

12、进一步地，位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧为第一外圆弧，位于转子中心线两侧的弧段的弧长相等的外圆弧为第二外圆弧，两个第一外圆弧和一个第一外圆弧沿转子铁芯的周向依次交替排布；或，三个第一外圆弧和一个第一外圆弧沿转子铁芯的周向依次交替排布。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、进一步地，1.5*l1≥l3＞l1，1.5*l3≥l2＞l3。

18、应用本发明的技术方案，转子结构包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯包括多个沿周向依次排布的铁芯块，相邻的铁芯块之间形成安装槽，永磁体设置于安装槽内，铁芯块具有转子中心线，铁芯块具有相对于转子铁芯的外圆偏心设置的外圆弧，至少部分外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等。该转子结构的至少部分铁芯块的外圆弧位于转子中心线两侧的弧段的弧长不等，能够使得利用转子中心线两侧的弧段的弧长不等的结构特性使得转子结构的至少一个铁芯块的外圆弧形成非对称结构，利用该非对称结构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)包括多个沿周向依次排布的铁芯块(4)，相邻的所述铁芯块(4)之间形成安装槽(5)，所述永磁体(3)设置于所述安装槽(5)内，所述铁芯块(4)具有转子中心线，所述铁芯块(4)具有相对于所述转子铁芯(1)的外圆偏心设置的外圆弧(2)，至少部分所述外圆弧(2)位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等。

2.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，位于所述转子中心线前侧的弧段的弧长小于位于所述转子中心线后侧的弧段的弧长。

3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述外圆弧(2)位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长均不等。

4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，一部分所述外圆弧(2)位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等，另一部分所述外圆弧(2)位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长相等。

5.根据权利要求3或4所述的转子结构，其特征在于，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧(2)，其所在的所述铁芯块(4)的两侧分别设置有侧向凸块(6)，两个侧向凸块(6)的侧向伸出长度不同，相邻的两个所述铁芯块(4)的相邻两个侧向凸块(6)在所述安装槽(5)的外周侧形成止挡结构，所述止挡结构对所述永磁体(3)形成止挡限位。

6.根据权利要求5所述的转子结构，其特征在于，位于所述转子中心线第一侧的所述侧向凸块(6)的侧向伸出长度为l1，位于所述转子中心线第二侧的所述侧向凸块(6)的侧向伸出长度为l2，l1≥1.1*l2。

7.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述安装槽(5)沿所述转子铁芯(1)的周向方向的宽度为l3，l1+l2＜l3。

8.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述外圆弧(2)为单圆弧结构。

9.根据权利要求3或4所述的转子结构，其特征在于，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧(2)，其所在的所述铁芯块(4)的一侧设置有侧向凸块(6)，所述侧向凸块(6)在所述安装槽(5)的外周侧形成单侧的止挡结构，所述止挡结构对所述永磁体(3)形成止挡限位。

10.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧(2)为第一外圆弧(2a)，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长相等的外圆弧(2)为第二外圆弧(2b)，所述第一外圆弧(2a)和所述第二外圆弧(2b)沿所述转子铁芯(1)的周向一一交替排布。

11.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等的外圆弧(2)为第一外圆弧(2a)，位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长相等的外圆弧(2)为第二外圆弧(2b)，两个所述第一外圆弧(2a)和一个所述第一外圆弧(2a)沿所述转子铁芯(1)的周向依次交替排布；或，三个所述第一外圆弧(2a)和一个所述第一外圆弧(2a)沿所述转子铁芯(1)的周向依次交替排布。

12.根据权利要求1至4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。

13.一种单相永磁电机，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12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。

14.根据权利要求13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。

15.根据权利要求13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。

16.根据权利要求15所述的单相永磁电机，其特征在于，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)，所述转子铁芯(1)包括多个沿周向依次排布的铁芯块(4)，相邻的所述铁芯块(4)之间形成安装槽(5)，所述永磁体(3)设置于所述安装槽(5)内，所述铁芯块(4)具有转子中心线，所述铁芯块(4)具有相对于所述转子铁芯(1)的外圆偏心设置的外圆弧(2)，至少部分所述外圆弧(2)位于所述转子中心线两侧的弧段的弧长不等。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：肖胜宇,蔡易霖,张家旺,陈晓森,顾西平,吴昊
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