CN101764440A - 电机及电机定子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机及电机定子。所述电机包括定子与转子，定子包括定子铁心，定子铁心包括沿其周向交替设置的n个主凸极轭部和n个辅助极轭部、分别从主凸极轭部和辅助极轭部向内延伸的n个主凸极和n个辅助极，主凸极上分别缠有励磁绕组，通电后可于所述n个主凸极处分别形成n个极性相同的主磁极，于所述n个辅助极处分别形成n个与主磁极极性相反的辅助磁极，n为大于1的正整数，主磁极轭部宽度小于辅助极轭部宽度，转子外径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。本发明的电机，相邻主磁极与辅助磁极间形成磁回路，相较于传统的通用电机，磁路得到改善，在获得相同输出功率的情况下，本发明的电机可以减小励磁绕组和铁心的材料消耗，从而可极大地节约成本。
Description
技术领域
本发明属于电机领域，尤其涉及一种通用电机的定子结构。
背景技术
单相串励电机也称通用电机，是带换向器的电枢绕组经电刷与定子励磁绕组串联的单相电机，是交流换向器电机中最常用的类型。此种电机由于转速高、体积小、重量轻、启动转矩大、调速方便，具有串励特性，常用于医疗器械、电动工具、日用电器等需要高速、体积小、重量轻的小功率器械的驱动，如：食物搅拌机、吸尘器、家用缝纫机、电钻、电磨及其他手提式电动工具。
如图1A与图1B所示，现有的业界常用的双边单相串励电机通常采用两个励磁绕组分别缠绕于两个凸极上，每一励磁绕组在相应凸极处形成主磁极，且两主磁极的极性相反，两主磁极通过定子铁心两边的轭部、两主磁极与转子间的气隙、转子电枢构成磁回路。这样，两个励磁绕组共形成两个主磁极，且磁路贯穿整个定子铁心的截面，磁路较长。
因此，亟需开发一种能优化磁路的新型通用电机。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电机，包括定子及装设于定子内的转子，所述定子包括定子铁心，所述定子铁心包括定子轭部、从定子轭部向内延伸的n个主凸极和n个辅助极，所述n个主凸极和n个辅助极沿转子周向交替分布，所述n个主凸极上分别缠有励磁绕组，通电后可于所述n个主凸极处分别形成n个极性相同的主磁极，于所述n个辅助极处分别形成n个与主磁极极性相反的辅助磁极，其中n为大于1的正整数。
本发明进一步的改进在于：所述转子外径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。
本发明进一步的改进在于：所述主磁极为励磁极，辅助磁极为感应磁极，所述主凸极轭部的宽度小于辅助极轭部的宽度。
本发明进一步的改进在于：所述辅助极轭部上设有安装孔以便安装电机端盖。
本发明进一步的改进在于：每一主凸极包括从轭部沿径向向内延伸的颈部，从颈部沿转子周向延伸的两极靴，两极靴与转子相对的面形成连续的极弧。
本发明还提供一种电机定子，包括定子铁心和励磁绕组，所述定子铁心包括沿其周向交替设置的主凸极轭部和辅助极轭部、分别从定子主凸极轭部和辅助极轭部沿径向向内延伸的主凸极和辅助极，所述励磁绕组分别缠绕于所述主凸极上，通电后可于所述主凸极处形成极性相同的主磁极，于所述辅助极处形成辅助磁极。
本发明进一步的改进在于：每一主凸极包括从定子轭部沿径向向内延伸的颈部，形成于颈部末端的两极靴，两极靴形成连续的极弧，所述极弧所在圆的直径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。
本发明进一步的改进在于：所述主磁极为励磁极，辅助磁极为感应磁极，所述主凸极轭部的宽度小于辅助极轭部的宽度。
本发明进一步的改进在于：所述辅助极为凸极，所述主凸极极靴的末端与主凸极轭部间的距离大于所述辅助极极靴的末端与辅助极轭部间的距离。
本发明所举实施例具有的有益效果是：相邻主磁极与辅助磁极间形成磁回路，相较于传统的通用电机，磁路得到改善，在获得相同输出力的情况下，本发明的电机可以减小励磁绕组和铁心的材料消耗，从而可极大地节约成本。
附图说明
图1A所示为一现有技术的电机沿垂直轴线方向的侧视图；
图1B所示为图1A的电机的磁场分布示意图；
图2A所示为本发明一实施例提供的电机沿垂直轴线方向的侧视图；
图2B所示为图2A的电机的磁场分布示意图；
图3所示为本发明另一实施例提供的电机沿垂直轴线方向的侧视图；
图4所示为本发明再一实施例提供的电机沿垂直轴线方向的侧视图。
具体实施方式
为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的电机，包括定子及装设于定子内的转子，所述定子包括定子铁心，所述定子铁心包括沿其周向交替设置的n个主凸极轭部和n个辅助极轭部、分别从定子主凸极轭部和辅助极轭部向内延伸的n个主凸极和n个辅助极，所述n个主凸极上分别缠有励磁绕组，通电后可于所述n个主凸极处分别形成n个极性相同的主磁极，于所述n个辅助极处分别形成n个与主磁极极性相反的辅助磁极，其中n为大于1的正整数。优选地，所述转子外径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。
具体地，请参阅图2A，本发明一实施例提供的单相4极串励电机包括定子10与转子50。所述定子10包括定子铁心20及励磁绕组30，所述定子铁心20由多数个叠片沿转子轴向堆叠而成，包括沿其周向交替设置的两个主凸极轭部22和两个辅助极轭部24、分别从主凸极轭部22和辅助极轭部24向内延伸的两个主凸极26和两个辅助凸极28，所述主凸极26与辅助凸极28沿转子50周向交替分布于转子50的铁心的外侧，所述励磁绕组30分别缠绕于所述主凸极26上，辅助凸极28上未缠励磁绕组。
所述转子50的外径为D，所述定子10外部的最小尺寸为Y，D与Y满足以下关系：D/Y＞7∶10。在本发明中，所述转子50的外径是指转子铁心的外径，所谓定子10外部的最小尺寸是指通过定子中心的连接定子外周边两点的连线中的距离最小者的尺寸。
请参阅图2B，所述励磁绕组30通电后可在主凸极26处形成励磁极，且两主凸极26处形成励磁极的极性相同(如沿径向励磁极的北极都朝外或都朝里)，磁力线在每一主磁极、定子轭部、相邻的两辅助磁极、相邻的两辅助磁极与转子间的气隙、转子、转子与主磁极间的气隙之间形成回路。这样，缠绕于所述两主凸极26上的励磁绕组30可于主凸极处形成两个极性相同的励磁极，于辅助凸极28处形成两个感应磁极，共形成4个磁极。
在本发明实施例中，所述定子铁心为双边结构，定子轭部为封闭框形结构。每一凸极26、28包括从定子轭部沿径向向内延伸的颈部，从颈部沿转子周向延伸的两极靴，两极靴远离轭部(与转子相对)的表面形成连续的极弧，围绕在转子50铁心外侧。所述主凸极轭部22的宽度小于辅助极轭部24的宽度，所述主凸极26极靴的末端26a与定子轭部间的距离大于所述辅助凸极28极靴的末端28a与定子轭部间的距离，这样，所述主凸极26极靴与主凸极轭部22间可形成较大收容空间，以容纳励磁绕组30。可以理解地，此处所称周向和径向为广义上的周向和径向，并非针对圆或圆柱形结构，如，本发明实施例中的定子轭部可以是方形或圆形。在本实施例中，所述转子50的外径D略小于定子凸极26、28的极弧所在圆的直径，因此，定子凸极26、28的极弧所在圆的直径与定子10外部的最小尺寸比亦大于7∶10。可以理解地，主凸极26与转子铁心间的间隙可以等于或不等于辅助凸极28与转子铁心间的间隙，当前述两间隙不相等时，定子凸极26、28的极弧所在圆是指直径较小的圆的直径。
所述转子50包括转子铁心和缠绕于铁心上的电枢绕组(图未示)，所述电枢绕组通过换向器(图未示)和电刷(图未示)与定子10上的励磁绕组30电连接，通电后，励磁绕组30产生磁场，磁场穿过转子50，通电的转子电枢绕组在励磁绕组30产生的磁场作用下驱动转子50旋转。
可以理解地，本发明中的辅助极，除了可以为凸极外，还可以为隐极，为凸极时，其上亦可以绕少量的励磁绕组，匝数少于主凸极上的励磁绕组的匝数，通电后主凸极上的励磁绕组与辅助凸极上的励磁绕组产生极性相反的磁场。所述辅助极轭部上可设安装孔(如图2所示)以便安装电机端盖。
本发明的电机，相邻主磁极与辅助磁极间形成磁回路，相较于传统的通用电机，磁路得到改善，在获得相同输出力的情况下，本发明的电机可以减小励磁绕组和铁心的材料消耗，从而可极大地节约成本。所述转子的外径与所述定子外部的最小尺寸大于7∶10，在定子外径一定的情况下，可以使得转子做到尽可能大从而增加马达的输出力。
请参阅图3至图4，可以理解地，本发明的电机可以采用3个励磁绕组形成6个磁极、4个励磁绕组形成8个磁极、n个励磁绕组形成2n个磁极，其中n为大于1的正整数。可以理解地，所述电机的定子轭部的外形可以是圆形，方形等不同形状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电机，包括定子及装设于定子内的转子，所述定子包括定子铁心，其特征在于：所述定子铁心包括沿其周向交替设置的n个主凸极轭部和n个辅助极轭部、分别设于主凸极轭部和辅助极轭部的n个主凸极和n个辅助极，所述n个主凸极上分别缠有励磁绕组，通电后可于所述n个主凸极处分别形成n个极性相同的主磁极，于所述n个辅助极处分别形成n个与主磁极极性相反的辅助磁极，其中n为大于1的正整数。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述转子外径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。
3.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于：所述主磁极为励磁极，辅助磁极为感应磁极，所述主凸极轭部的宽度小于辅助极轭部的宽度。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于：所述辅助极轭部上设有安装孔以便安装电机端盖。
5.如权利要求1所述的电机，其特征在于：每一主凸极包括从主凸极轭部沿径向向内延伸的颈部，从颈部沿转子周向延伸的两极靴，两极靴与转子相对的面形成连续的极弧。
6.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于：所述辅助极为凸极。
7.如权利要求6所述的电机，其特征在于：所述辅助极上绕有励磁绕组，其匝数少于主凸极上励磁绕组的匝数。
8.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于：n等于2、3或4。
9.一种电机定子，包括定子铁心和励磁绕组，其特征在于：所述定子铁心包括沿其周向交替设置的主凸极轭部和辅助极轭部、分别设于主凸极轭部和辅助极轭部的n个主凸极和n个辅助极，所述励磁绕组分别缠绕于所述主凸极上，通电后可于所述主凸极处形成极性相同的主磁极，于所述辅助极处形成辅助磁极。
10.如权利要求9所述的电机定子，其特征在于：每一主凸极包括从定子轭部沿径向向内延伸的颈部，形成于颈部末端的两极靴，两极靴形成连续的极弧，所述极弧所在圆的直径与定子铁心外部最小尺寸的比值大于7∶10。
11.如权利要求9或10所述的电机定子，其特征在于：所述主磁极为励磁极，辅助磁极为感应磁极，所述主凸极轭部的宽度小于辅助极轭部的宽度。
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