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，转子铁芯的外圆包括多个沿着转子铁芯的周向依次排布的偏心弧，偏心弧相对于转子铁芯的外圆偏心设置，同一极下，偏心弧相对于偏心弧的圆心与转子铁芯的外圆圆心的连线呈非对称结构。

3、进一步地，偏心弧为单圆弧结构，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，从偏心弧的转动前侧至转动后侧，偏心弧与转子铁芯的外圆的圆心之间的距离逐渐增大。

4、进一步地，偏心弧的半径为r1，偏心弧的圆心分布在直径为d2且与转子铁芯的中心轴线同心的圆上，转子铁芯的外圆的直径为d1，d1＝d2+2*r1。

5、进一步地，偏心弧的圆心与转子铁芯的外圆圆心的连线相对于该偏心弧所在处的转子中心线之间的夹角为e，360/z2≥e＞0；偏心弧的圆心分布的圆直径d2，0.5*d1≥d2＞0，其中z2为永磁体的个数。

6、进一步地，偏心弧包括第一弧段和第二弧段，沿着转子铁芯的转动方向，第一弧段位于第二弧段的后侧，第一弧段的直径大于第二弧段的直径。

7、进一步地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，转子铁芯的外径为d1，第一弧段的半径为r1，第一弧段的圆心分布在直径为d2且与转子铁芯的中心轴线同心的圆上，第二弧段的半径为r2，第二弧段的圆心分布在直径为d3的圆上，同一偏心弧的第二弧段的圆心所在圆的圆心与第一弧段的圆心重合。

8、进一步地，d1＝d2+2*r1，r1＝0.5*d3+r2。

9、进一步地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，第二弧段远离第一弧段的一侧具有切边，第二弧段的圆心角为c，切边与经过切边与第二弧段的径线之间的夹角为d，d≤90°。

10、进一步地，第二弧段的圆心与第一弧段的圆心的连线相对于该偏心弧所在处的转子中心线之间的夹角为b，90/z2≥b＞0，其中z2为永磁体的个数。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、进一步地，1.5*l1≥l3＞l1，1.5*l3≥l2＞l3。

16、应用本发明的技术方案，转子结构包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯的外圆包括多个沿着转子铁芯的周向依次排布的偏心弧，偏心弧相对于转子铁芯的外圆偏心设置，同一极下，偏心弧相对于偏心弧的圆心与转子铁芯的外圆圆心的连线呈非对称结构。该转子结构采用非对称偏心弧结构，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)的外圆包括多个沿着所述转子铁芯(1)的周向依次排布的偏心弧(2)，所述偏心弧(2)相对于所述转子铁芯(1)的外圆偏心设置，同一极下，所述偏心弧(2)相对于所述偏心弧(2)的圆心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线呈非对称结构。

2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述偏心弧(2)为单圆弧结构，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，从所述偏心弧(2)的转动前侧至转动后侧，所述偏心弧(2)与所述转子铁芯(1)的外圆的圆心之间的距离逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述偏心弧(2)的半径为r1，所述偏心弧(2)的圆心分布在直径为d2且与所述转子铁芯(1)的中心轴线同心的圆上，所述转子铁芯(1)的外圆的直径为d1，d1＝d2+2*r1。

4.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述偏心弧(2)的圆心与所述转子铁芯(1)的外圆圆心的连线相对于该偏心弧(2)所在处的转子中心线之间的夹角为e，360/z2≥e＞0；所述偏心弧(2)的圆心分布的圆直径d2，0.5*d1≥d2＞0，其中z2为永磁体(3)的个数。

5.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述偏心弧(2)包括第一弧段(4)和第二弧段(5)，沿着所述转子铁芯(1)的转动方向，所述第一弧段(4)位于所述第二弧段(5)的后侧，所述第一弧段(4)的直径大于所述第二弧段(5)的直径。

6.根据权利要求5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，所述转子铁芯(1)的外径为d1，所述第一弧段(4)的半径为r1，所述第一弧段(4)的圆心分布在直径为d2且与所述转子铁芯(1)的中心轴线同心的圆上，所述第二弧段(5)的半径为r2，所述第二弧段(5)的圆心分布在直径为d3的圆上，同一偏心弧(2)的所述第二弧段(5)的圆心所在圆的圆心与所述第一弧段(4)的圆心重合。

7.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，d1＝d2+2*r1，r1＝0.5*d3+r2。

8.根据权利要求5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，所述第二弧段(5)远离所述第一弧段(4)的一侧具有切边(6)，所述第二弧段(5)的圆心角为c，所述切边(6)与经过所述切边(6)与所述第二弧段(5)的径线之间的夹角为d，d≤90°。

9.根据权利要求5所述的转子结构，其特征在于，所述第二弧段(5)的圆心与所述第一弧段(4)的圆心的连线相对于该偏心弧(2)所在处的转子中心线之间的夹角为b，90/z2≥b＞0，其中z2为永磁体(3)的个数。

10.根据权利要求1至9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。

11.一种单相永磁电机，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10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。

12.根据权利要求11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。

13.根据权利要求11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。

14.根据权利要求13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)，转子铁芯(1)的外圆包括多个沿着转子铁芯(1)的周向依次排布的偏心弧(2)，偏心弧(2)相对于转子铁芯(1)的外圆偏心设置，同一极下，偏心弧(2)相对于偏心弧(2)的圆心与转子铁芯(1)的外圆圆心的连线呈非对称结构。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：郭伟林,肖胜宇,蔡易霖,陈晓森,张家旺,顾西平
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