单相永磁电机及其定子磁芯的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种单相永磁电机及其定子磁芯，其中所述单相永磁电机包括定子磁芯、缠绕于定子磁芯上的绕组、以及可相对定子旋转的永磁转子，所述定子磁芯包括端部以及由端部伸出的极臂，所述极臂至少包括在轴向上叠置的第一极臂和第二极臂，所述第一极臂和第二极臂的形状或结构不同。
【专利说明】
单相永磁电机及其定子磁芯
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及单相电机，尤其涉及单相永磁电机的定子磁芯。
【背景技术】
[0002]单相永磁电机通常由定子磁芯、定子绕组、以及永磁转子构成。其中，定子磁芯大致呈U形，包括两间隔设置的极臂，每一极臂的末端形成一极爪，每一极爪的内壁内凹形成极弧面，所述绕组即缠绕于极臂上，所述转子则设置于两极爪之间，与极弧面相对。该种电机的定子磁芯的极臂分离设置，两极爪之间形成有较大的缺口，所述缺口使得定子和转子之间形成较大的齿槽转矩，导致电机的运行不平稳，产生噪音。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种单相永磁电机及其定子磁芯，能有效提升电机运转的稳定性，减小噪音的产生。
[0004]—方面，本实用新型提供一种定子磁芯，包括端部以及由端部伸出的极臂，所述极臂至少包括在轴向上叠置的第一极臂和第二极臂，其特征在于，所述第一极臂和第二极臂的形状或结构不同。
[0005]较佳地，所述第一极臂包括两间隔的第一连接臂以及分别形成于第一连接臂的末端的第一极爪，所述两第一连接臂的极爪相互间隔，所述第二极臂包括两间隔的第二连接臂以及分别形成于第二连接臂的末端的第二极爪，所述两第二极爪相互连接。
[0006]较佳地，所述两第一极爪之间间隔的距离与所述两第一连接臂之间间隔的距离相当。
[0007]较佳地，所述两第二极爪的之间的连接处形成磁桥。
[0008]较佳地，包括一所述第一极臂及两个所述第二极臂，所述第一极臂夹置于两第二极臂之间。
[0009]较佳地，包括两个所述第一极臂为两个及一个所述第二极臂，第二极臂夹置于两第一极臂之间。
[0010]较佳地，所述第一极臂、第二极臂均为多个，第一极臂与第二极臂沿轴向交替相置。
[0011]较佳地，所述端部、第一极臂、第二极臂分别由若干薄片堆叠而成并机械相连。
[0012]较佳地，所述第一极臂与端部其中之一形成有卡槽，其中之另一形成有卡块;所述第二极臂与端部其中之一形成有卡槽，其中之另一形成有卡块;所述卡块分别卡设于相应的卡槽内将第一极臂、第二极臂、以及端部连接。
[0013]较佳地，所述第一极爪和第二极爪至少其中之一的内表面内凹形成两启动槽，所述启动槽偏离极爪的中心轴。
[0014]另一方面，本实用新型提供一种单相永磁电机，包括定子磁芯、缠绕于定子磁芯上的绕组、以及可相对定子旋转的永磁转子。
[0015]相较于现有技术，本实用新型电机的定子磁芯的极弧面部分在周向上连续并且部分在周向上断开，使电机的效率和噪音两项重要性能指标得以权衡，提升电机的整体性能。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型单相永磁电机一实施例的结构示意图。
[0017]图2为图1所示电机的爆炸图。
[0018]图3为图1所示电机的俯视图。
[0019]图4为图1所示电机的仰视图。
[0020]图5为本实用新型单相永磁电机的磁芯的另一实施例的不意图。
[0021 ]图6为本实用新型单相永磁电机的磁芯的再一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，通过对本实用新型的【具体实施方式】详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。
[0023]图1-2所示为根据本实用新型一实施例的单相永磁电机的结构示意图，所述电机包括定子磁芯10、缠绕于磁芯10上的绕组(图未示)、以及可转动地设置于磁芯10内的永磁转子12。图示中，为清楚显示本实用新型电机的定子磁芯10的结构及特点，电机的部分元件，如绕组、控制绕组电流的电路、电机的外壳等并未示出，其可以是现有单相永磁电机中的相应结构。所述永磁转子12内可固定穿设一转轴，用于与负载连接，绕组通电时磁芯10被极化，与永磁转子12的磁场作用推动永磁转子12转动，进而带动负载工作。
[0024]所述磁芯10由软磁材料制成，比如铁等。较佳地，本实施例中，所述磁芯10为U型磁芯，包括端部14、以及由所述端部14垂直向外伸出的极臂16。本实施例中，所述极臂16至少由第一极臂18、以及第二极臂20构成。其中，所述第一极臂18、第二极臂20在转子12的轴向上相叠，并且连接于端部14的同一侧。本实施例中，所述端部14、第一极臂18、第二极臂20分别成型后通过机械连接的方式相连，如此第一极臂18、第二极臂20可以在绕组绕设完成后再与端部14连接，使得绕组的缠绕更为方便、快捷。
[0025]较佳地，所述端部14、第一极臂18、第二极臂20分别由若干薄片，如矽钢片等堆叠而成。图示中仅示意性示出端部14、第一极臂18、第二极臂20堆叠成型后的整体外形，并未显示多层堆叠的具体结构。为方便薄片的组装，可在每一薄片上均对应地形成装配孔22，本实施例中所述装配孔22为下凹的盲孔，薄片在堆叠时相邻的盲孔之间凹凸配合并卡扣连接，分别形成所述端部14、第一极臂18、以及第二极臂20。
[0026]本实施例中，所述端部14在靠近其两侧端的位置分别形成有卡槽24，所述卡槽24在轴向上贯穿所述端部14。所述极臂16，包括第一极臂18与第二极臂20，形成有对应所述卡槽24的卡块26。所述卡块26沿轴向卡入卡槽24内将极臂16与端部14相连，S卩形成所述磁芯
10。较佳地，所述卡槽24与卡块26形成燕尾型卡扣连接，避免连接后脱开。在其它实施例中，所述卡槽24也可以形成于第一极臂18、第二极臂20上，相应地所述卡块26形成于端部14上，同样地通过卡扣方式将三者连接形成所述磁芯10。
[0027]所述第一极臂18包括两独立的臂部28，所述两臂部28结构基本相同，相互平行且间隔设置。每一臂部28均呈长条状，包括第一连接臂30及形成于第一连接臂30的一末端的第一极爪32，所述第一极爪32远离端部14。所述第一连接臂30朝向端部14的另一末端的端面向外凸出形成所述卡块26，与端部14的卡槽24连接。所述两臂部28的第一极爪32相对且间隔设置，并共同界定一用于收容转子12的收容空间。所述两第一极爪32相向的内壁面凹陷形成第一极弧面34，与转子12的外表面相对应并相间隔，形成气隙。
[0028]由于第一极臂18的两第一极爪32分离设置，第一极弧面34在周向上呈断开设置，所断开的宽度与第一连接臂30之间的间隔的宽度相当。由于第一极弧面34在周向上断开且断开的宽度较大，一方面在断开位置处形成较大的磁阻，减少漏磁，从而保证电机的效率；但是另一方面在断开位置处形成较大的齿槽转矩，影响转子12的转动，导致噪音的产生。
[0029]较佳地，所述第一极弧面34上设内凹的启动槽36，所述启动槽36偏离第一极爪32的中心轴X(如图3所示)一定角度。本实施例中，所述启动槽36为两个，在周向上相差180度，关于转子12的中心轴呈对称分布，分别由每一第一极爪32的末端，即远离第一连接臂30的一端，沿周向向内延伸，且深度逐渐增加。由于设置启动槽36，第一极弧面34与转子12之间形成不均匀气隙，如此使得电机在断电停止运转时，转子12的极轴偏离第一极爪32的中心轴X—定角度，即避开死点位置，确保电机在再次通电时能够顺利启动。
[0030]所述第二极臂20大致呈U形，包括两第二连接臂38以及分别形成于两第二连接臂38的末端的两第二极爪40。所述两第二连接臂38平行间隔设置，每一第二连接臂38的端面向外凸出形成一所述卡块26，与端部14的卡槽24卡扣连接。所述两第二极爪40远离端部14，相互连接为一体，并于其中央形成圆孔42，用于容置所述转子12，所述圆孔42的孔径略大于转子12的外径。本实施例中，所述圆孔42沿轴向贯穿第二极爪40，圆孔42的周围则呈封闭状。所述第二极爪40环绕圆孔42形成面向转子12的第二极弧面44，所述第二极弧面44在周向上为连续的弧面。较佳地，所述两第二极爪40形成的第二极弧面44共同构成一大致标准的圆柱面，与转子12同轴设置并在两者之间形成连续且基本均匀的气隙。
[0031]相较于第一极臂18的第一极爪32，第二极臂20的第二极爪40相互连接为一体，在两第二连接臂38之间形成横梁46。所述横梁46、第二连接臂38、以及端部14形成不经过转子12的磁路，会在一定程度上形成漏磁，降低电机的功率密度。较佳地，两第二极爪40的连接处，即横梁46的中央，形成磁桥48，所述磁桥48相较于极爪40的其余部分具有最小的厚度，以增大磁阻，减小漏磁。更佳地，所述磁桥48在其外壁面上形成有凹槽49，所述凹槽49可以是单个或多个，沿轴向延伸并在轴向上贯穿磁桥48。
[0032]相较于第一极臂18的第一极爪32，第二极臂20的第二极爪40相互连接为一体，在与转子12装配后，所述第二极臂20的第二极弧面44与转子12的外壁面之间形成连续气隙，有效降低齿槽转矩，从而转子12的运转更为平稳，电机工作时噪音降低。本实施例中，由于第二极弧面44为圆柱面，其与转子12的外壁面之间的径向距离恒定，两者之间形成均匀的气隙，最大程度上降低齿槽转矩，减小噪音的产生。
[0033]请同时参阅图3及图4，在转子12的轴向上，所述第一极臂18与第二极臂20相叠置，其中每一第一连接臂30与一第二连接臂38相叠，共同构成极臂16的一连接臂。本实施例中，极臂16的两连接臂平行间隔设置，两者之间形成绕线空间。所述绕组缠绕于所述两连接臂上，通常两绕组相串联。所述两第一极爪32分别与一第二极爪40相叠，共同形成极臂16的极爪，用于与转子12作用。所述第一极弧面34与第二极弧面44基本上呈共轴设置，且直径相当，共同构成极臂16的极弧面。
[0034]对于本实用新型的电机，其磁芯10的极臂16由第一极臂18与第二极臂20相叠置而成，形成的极弧面在周向上部分连续且部分断开，连续的部分即第二极弧面44，断开的部分即第一极弧面34。如此第一极臂18与第二极臂20共同作用，使电机的效率和噪音两项重要性能指标得以权衡，提升电机的整体性能。。
[0035]另外，所述极弧面在启动槽36位置处与转子12形成非均匀气隙，在非启动槽36位置处与转子12形成基本均匀气隙，保证转子12能顺利启动。上述实施例中启动槽36仅形成于第一极爪32的第一极弧面34上，在一些实施例中，也可以将启动槽36形成于第二极爪40的第二极弧面44上，或同时在第一、第二极弧面34、44上形成启动槽36。可以理解地，根据对电机的启动方向的不同要求，可以配合设计相应的驱动电路。另外，所述启动槽36的设置可以根据需要在长度、深度上做相应的变化，并不以本实施例所示具体结构为限。
[0036]上述实施例中，采用单个第一极臂18与单个第二极臂20相配合构成磁芯10，在其它实施例中，两者还可以有其它配合方式:如图5所示，可以是单个第一极臂18与两个第二极臂20相配合，将第一极臂18夹置于两第二极臂20之间；或者如图6所示，也可以是单个第二极臂20与两个第一极臂18相配合，将第二极臂20夹置于两第一极臂18之间；再或者，还可以是多个第一极臂18与多个第二极臂20交替相叠等。
[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种定子磁芯，包括端部以及由端部伸出的极臂，所述极臂至少包括在轴向上叠置的第一极臂和第二极臂，其特征在于，所述第一极臂和第二极臂的形状或结构不同。2.如权利要求1所述的定子磁芯，其特征在于，所述第一极臂包括两间隔的第一连接臂以及分别形成于第一连接臂的末端的第一极爪，所述两第一连接臂的极爪相互间隔，所述第二极臂包括两间隔的第二连接臂以及分别形成于第二连接臂的末端的第二极爪，所述两第二极爪相互连接。3.如权利要求2所述的定子磁芯，其特征在于，所述两第一极爪相对的周向末端之间间隔的距离与所述两第一连接臂之间间隔的距离相当。4.如权利要求2所述的定子磁芯，其特征在于，所述两第二极爪的之间的连接处形成磁桥。5.如权利要求1或2所述的定子磁芯，其特征在于，包括一所述第一极臂及两个所述第二极臂，所述第一极臂夹置于两第二极臂之间。6.如权利要求1或2所述的定子磁芯，其特征在于，包括两个所述第一极臂及一个所述第二极臂，第二极臂夹置于两第一极臂之间。7.如权利要求1或2所述的定子磁芯，其特征在于，所述第一极臂、第二极臂均为多个，第一极臂与第二极臂沿轴向交替相叠。8.如权利要求1或2所述的定子磁芯，其特征在于，所述端部、第一极臂、第二极臂分别由若干薄片堆叠而成并机械相连。9.如权利要求1所述的定子磁芯，其特征在于，所述第一极臂与端部其中之一形成有卡槽，其中之另一形成有卡块;所述第二极臂与端部其中之一形成有卡槽，其中之另一形成有卡块;所述卡块分别卡设于相应的卡槽内将第一极臂、第二极臂、以及端部连接。10.如权利要求2所述的定子磁芯，其特征在于，所述第一极爪和第二极爪至少其中之一的内表面内凹形成两启动槽，所述启动槽偏离极爪的中心轴。11.一种单相永磁电机，包括定子磁芯、缠绕于定子磁芯上的绕组、以及可相对定子旋转的永磁转子，其特征在于，所述定子磁芯为权利要求1-10任一项所述的定子磁芯。
【文档编号】H02K1/12GK205647051SQ201620032389
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年9月1日
【发明人】李越, 周垂有, 王勇, 李勇
【申请人】德昌电机(深圳)有限公司