CN106130216A - 单相外转子电机及其转子 - Google Patents

Abstract

一种单相外转子电机，包括定子以及环绕所述定子的转子，所述定子包括有磁芯以及缠绕于磁芯上的绕组，所述磁芯包括轭以及由轭的外缘沿径向向外一体延伸的若干齿，每一齿的末端形成齿冠，相邻的齿冠之间形成槽口，所述转子包括有壳体以及贴设于壳体内的永磁体，所述永磁体在周向形成封闭的环状，沿周向所述永磁体形成多个磁极，所述定子的外表面与永磁体的内表面之间形成对称非均匀气隙，所述槽口在周向上的宽度小于所述气隙的最小宽度的5倍。

Description

单相外转子电机及其转子

技术领域

本发明涉及单相电机，特别是涉及单相外转子电机。

背景技术

单相电机常用于洗衣机、洗碗机、冰箱、空调等小功率电器中。根据定子与转子的位置不同，通常分为内转子与外转子两种，顾名思义，单相外转子电机即定子在内、转子环绕于定子之外，负载件可直接嵌在转子上。对于单相电机而言，如何降低电机的齿槽转矩及使转子停止时避开死点位置是业界一直以来力求解决的问题。

发明内容

有鉴于此，提供一种外转子电机及其转子，能有效避免转子停在死点位置。

一方面，本发明提供一种单相外转子电机的转子，包括有壳体以及贴设于壳体内的永磁体，所述永磁体在周向上为封闭的环，沿周向所述永磁体分为多段，每一段形成转子的一磁极，永磁体的相邻的各段具有不同的极性，永磁体的每一段为轴对称结构，永磁体的每一段的内壁面与转子的轴心之间的距离由周向两侧向中央逐渐变化。

较佳地，所述永磁体的每一段的内壁面与转子的轴心之间的距离由周向两侧向中央逐渐减小。

较佳地，所述永磁体的每一段的内壁面为平面。

较佳地，所有永磁体的内壁面共同构成正多边形。

另一方面，本发明提供一种单相外转子电机的定子，包括定子以及环绕所述定子的上述转子，所述转子的永磁体的内壁面与定子之间形成对称非均匀的气隙。

较佳地，所述定子包括有磁芯以及缠绕于磁芯上的绕组，所述磁芯包括有圆环形的轭以及由轭的外缘沿径向向外延伸的若干齿，每一齿包括与轭连接的绕线臂以及形成于绕线臂的末端的齿冠，相邻的绕线臂之间形成绕线槽，所述绕组绕设于绕线臂上，相邻的齿冠之间形成槽口，所述槽口的周向宽度小于或等于所述定子与转子之间的最小气隙的5倍。

较佳地，所述槽口的周向宽度小于或等于所述定子与转子之间的最小气隙的3倍。

较佳地，所述齿冠的宽度大于绕线臂，齿冠的周向两侧伸出至绕线臂之外分别形成两翼部，相邻的两齿冠的相向的翼部之间形成一所述槽口，每一槽口的相邻两翼部至少其中之一在绕设绕组之前向外翘起，在绕组绕设之后翘起的翼部向内弯曲变形而成型所述磁芯。

较佳地，所述向外翘起的翼部上形成有切缝，绕组绕设之后翘起的翼部向内弯曲变形使所述切缝减小或消失。

本发明还提供一种单相外转子电机，包括定子以及环绕所述定子的转子，所述定子包括有磁芯以及缠绕于磁芯上的绕组，所述磁芯包括轭以及由轭的外缘沿径向向外一体延伸的若干齿，每一齿的末端形成齿冠，相邻的齿冠之间形成槽口，所述转子包括有壳体以及贴设于壳体内的永磁体，所述永磁体在周向形成封闭的环状，沿周向所述永磁体形成多个磁极，所述定子的外表面与永磁体的内表面之间形成对称非均匀气隙，所述槽口在周向上的宽度小于或等于所述气隙的最小宽度的5倍。

较佳地，所述槽口在周向上的宽度小于或等于所述气隙的最小宽度的3倍。

较佳地，所述气隙的最大宽度与最小宽度的比值大于2。

相较于现有技术，本发明电机的定子的齿冠的外壁面与转子的永磁体的内壁面之间形成非均匀气隙，避免转子停在死点位置，保证电机通电时转子顺利启动。另外，定子齿冠的槽口的周向宽度小于或等于气隙的最小宽度的5倍，可以有效降低齿槽转矩。

附图说明

图1为本发明外转子电机的定子的一实施例的示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1所示定子的磁芯的示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3所示磁芯成型前的示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为定子的磁芯的第二实施例的示意图。

图8为图7所示磁芯成型前的示意图。

图9为定子的磁芯的第三实施例的示意图。

图10为图9所示磁芯成型前的示意图。

图11为定子的磁芯的第四实施例的示意图。

图12为图11所示磁芯成型前的示意图。

图13为定子的磁芯的第五实施例的示意图。

图14为图13所示磁芯成型前的示意图。

图15为定子的磁芯的第六实施例的示意图。

图16为定子的磁芯的第七实施例的示意图。

图17为本发明外转子电机的转子的一实施例的示意图。

图18为转子的第二实施例的示意图。

图19为转子的第三实施例的示意图。

图20为转子的第四实施例的示意图。

图21为转子的第五实施例的示意图。

图22为图1-4所述定子搭配图18所示转子构成的电机的示意图。

图23为图22中方框X的放大图，为清楚地显示其他结构，图中去除了磁力线。

图24为图22所示电机位于死点时的位置关系示意图。

图25为图1-4所述定子搭配图19所示转子构成的电机的示意图。

图26为图9-10所示定子搭配图20所示转子构成的电机的示意图。

图27为图9-10所示定子搭配图21所示转子构成的电机的示意图。

图28为图16所示定子搭配图17所示转子构成的电机的示意图。

图29为图15所示定子搭配图18所示转子构成的电机的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

本发明单相外转子电机包括定子、以及环绕所述定子的转子。所述定子、转子可以有多种不同的结构，不同的定子、转子可以根据需要适当搭配，形成各种不同特性的电机。本发明附图1-16示出了定子的多个具体实施例，附图17-21示出了转子的多个具体实施例，图22-28示例性地展示了几种上述定子与转子搭配构成的电机。可以理解，附图仅提供参考与说明用，本发明定子、转子并不限于图示的实施例，其搭配构成的电机亦不限于图示的实施例。

图1-4所示为定子10的第一实施例，本实施例中，所述定子10包括磁芯12、包覆于磁芯12上的绝缘架14、以及绕设于所述绝缘架14上的绕组16。

所述磁芯12由导磁材料，如矽钢片等堆叠而成。磁芯12包括环形的轭18、以及由轭18的外缘沿径向向外一体延伸的若干齿20。所述齿20沿轭18的周向均匀间隔设置，每一齿20包括与轭18连接的绕线臂22以及形成于绕线臂22的末端的齿冠24。所述绕线臂22呈直线延伸，相邻的绕线臂22之间形成绕线槽26。所述绕线槽26大致呈扇形，宽度由轭18沿径向向外逐渐增大。所述齿冠24整体呈弧形，其大致沿周向延伸，并相对于绕线臂22大致呈对称设置。优选地，每个齿冠24关于电机的通过该齿20的绕线臂22中心的半径对称。在周向上，所述齿冠24的宽度大于绕线臂22，齿冠24的周向两侧伸出至绕线臂22之外，分别形成一翼部28。本实施例中，相邻的齿冠24的对应的翼部28之间形成窄小的槽口30。

每一齿冠24具有面向绕线臂22的内壁面32、以及面向转子50的外壁面34。所述外壁面34为圆弧面，所有齿冠24的外壁面34作为定子10的外表面，大致位于一共同的圆柱面上，所述圆柱面与定子10同轴设置。所述齿冠24的内壁面32上形成有切缝36，本实施例中，所述切缝36为2个，对称地分布于两翼部28上，靠近绕线臂22并与绕线臂22相间隔。每一切缝36沿径向，即齿冠24的厚度方向，由齿冠24的内壁面32切入，其深度大致为齿冠24在切缝36的位置处的厚度的一半，以保证对磁路不造成大的影响。

所述绕组16绕设于绕线臂22上并位于齿冠24内侧。绕组16与绕线臂22、以及齿冠24的内壁面32之间由绝缘架14隔开。所述绝缘架14通常为绝缘塑料，避免绕组16短路。如图5-6所示，磁芯12成型之前时，齿冠24位于切缝36外侧的部分相对向外翘起，相邻的齿冠24之间的间隔较大，如此绕组16可以方便地缠绕于绕线臂22上。在绕组16绕设完成之后，对齿冠24的外壁面34施加力使其发生变形向内朝向绕线臂22弯曲，形成圆弧形的外壁面34。在此过程中，齿冠24间的间隔减小形成窄小的槽口30，切缝36变小甚至呈细缝状。较佳地，所述齿冠24位于切缝36外侧的部分变形前与变形后之间的夹角，即变形角，为15°-60°。最优地，所述齿冠24位于切缝36外侧的部分的变形角为20°-45°。

对于同样尺寸的定子10来说，上述定子10的磁芯12的齿冠24在成型前向外翘起，方便绕线；绕线之后齿冠24内弯变形，相较于现有经一次冲压成型而成的矽钢片堆叠构成的磁芯结构在周向上具有更大的宽度，齿冠24之间的槽口30的宽度相对地大幅减小，较佳地约为现有磁芯结构的槽口30的宽度的一半或更小，有效减小齿槽转矩。可以理解地，所述切缝36的设置是为方便齿冠24变形内弯，在一些实施例中，齿冠24材料本身具有一定的可变形能力，所述切缝36也可以省略。

图7所示为定子10的磁芯12的第二实施例，其不同之处主要在于，本实施例中每一齿冠24仅在其一个翼部28上形成有切缝36，以图示方向为例，切缝36均形成于绕线臂22的逆时针一侧的翼部28上。在磁芯12成型前，如图8所示，所述齿冠24位于绕线臂22的逆时针一侧的翼部28单边翘起。由于每一齿冠24同一侧的翼部28均翘起，每一翘起的翼部28与相邻的齿冠24未翘起的翼部28错开，如此相邻的翼部28之间仍然能形成较大的间隔，方便绕线。在绕线后，翘起的翼部28内弯整形，使相邻的翼部28之间的间隔减小形成窄小的槽口30，降低齿槽转矩。

图9所示为定子10的磁芯12的第三实施例，相对于前一实施例，其不同之处在于，所述切缝36形成于翼部28与绕线臂22的连接处，翼部28在绕线之前单边翘起，如图10所示。如此，切缝36切入的深度可以更大，齿冠24翘起的角度相应地更大，齿冠24在成型前具有更大的间隔，更加方便绕线。另外，可以理解地，也可在每一翼部28与绕线臂22的连接处形成所述切缝36，翼部28在绕线之前双边翘起。

图11-14示出定子10的磁芯12的另外两实施例，其不同之处在于，部分齿冠24上形成有切缝36而部分齿冠24上没有切缝36，有切缝36的齿冠24与没有切缝36的齿冠24沿周向交替设置。较佳地，形成有切缝36的齿冠24在其两翼部28上分别形成有切缝36，成型前两翼部28均向上翘起，使得其与两边相邻的没有切缝36的齿冠24分别形成较大的间隔，方便绕线。所述切缝36可以分别形成于两翼部28与绕线部的连接处，如图11-12所示，也可以形成于两翼部28的中央，与绕线臂22相间隔，如图13-14所示。

上述实施例中，磁芯12的齿冠24的翼部28在成型前向外翘起，在成型后向内弯曲变形，如此在成型前方便绕设绕组16，在成型后可以在周向上具有更大的宽度，形成更小的槽口30，降低齿槽转矩。实际上，只要每一槽口30两侧的两个翼部28其中之一能向外翘起，同一磁芯12的各个齿冠24，可以有单边翘起、双边翘起、以及双边不翘起，只要搭配适当即可实现上述目的，并不以图示的实施例为限。以上所示各实施例中，磁芯12的齿冠24在周向上断开，形成有窄小的槽口30。在另外一些实施例中，所述齿冠24周向上还可以连接为一体，如此最大限度地降低齿槽转矩。

如图15a和图15b所示为磁芯12的其他两个实施例，在所述两实施例中，相邻的齿冠24之间形成有磁桥38，所述磁桥38将齿冠24一体连接，共同形成封闭的环缘。较佳地，所述封闭的环缘在磁桥38位置处具有最小的径向厚度。更佳地，所述磁桥38的内壁上形成有凹槽40，所述凹槽40沿轴向延伸，可以是单个或多个。图示中，每一磁桥38上形成有多个凹槽40，所述多个凹槽40沿周向均匀排布。为了实现绕线，可以在绕线臂22与齿冠的连接处断开(如图15a所示)，如此，齿冠24共同形成的环缘在绕线完成后再沿轴向套设于绕线臂22的外围，组装成磁芯12。在图15b所示的实施例中，绕线臂22与轭部18的连接处断开，从而轭部18在绕线完成后再装配到绕线臂22中央，组装成磁芯12。

图16a和图16b所示为磁芯12的另外两个实施例，其在结构上分别与图15a和图15b实施例大致相同，不同之处在于齿冠24在其外壁面34上形成有定位槽42，所述定位槽42位于翼部28上，偏离齿冠24的中心，使得齿冠24相对于电机的通过该齿20的绕线臂22中心的半径呈非对称结构。

图17-21为本发明转子50的具体实施例。所述转子50为外转子，包括壳体52以及贴设于壳体52内的永磁体54。所述永磁体54的外壁面与壳体52相贴合，可以通过胶粘相固定，也可以通过注塑一体连接。所述永磁体54的内壁面56界定出空间用于安装定子10，所述空间略大于定子10的尺寸，从而使定子10和转子50之间形成气隙。

图17所示为转子50的第一实施例，本实施例中，所述永磁体54为分块式结构，沿壳体52的周向均匀间隔排布，相邻的永磁体54之间形成有间隙。每一永磁体54作为转子50的一磁极，相邻的永磁体54具有相反的极性。本实施例中，每一永磁体54为圆环的一部分，其面向定子10的内壁面56为圆弧面，所有永磁体54的内壁面56作为转子50的内表面，位于一共同的圆柱面上，所述圆柱面与转子50共轴设置。如将上述任一定子10装入该转子50中，定子10的齿冠24的外壁面34与转子50的永磁体54的内壁面56之间的径向间隔沿周向不变，定转子10、50之间将形成基本均匀的气隙。

较佳地，所述每一块永磁体54的极弧系数，即永磁体54对应的圆心角的度数α与360度除以转子极数N的商的比值，即α:360/N大于0.7，如此可改善电机的转矩特性和提高电机的效率。本发明电机的定子10与转子50的各实施例中，永磁体54的数量与齿20的数量相同，即定子10与转子50的磁极数相同。图示中，永磁体54与齿20均为8个，八个永磁体54构成转子50的八个磁极，八个齿20之间形成8个绕线槽26，共同构成8极8槽电机。在其它实施例中，定子10的齿20与转子50的永磁体54的数量还可以成倍数关系，如齿20的数量是永磁体54的2倍、3倍等。优选地，所述定子10的绕组16电连接并被单相无刷直流电机驱动器供以单相交变直流电，从而形成单相直流无刷电机。在其他实施例中，本发明的设计也可以用在单相永磁同步电机中。

图18-21所示转子50的其它几个实施例中，永磁体54的内壁面56并不是圆柱圆弧面，在装入定子10后将在定转子10、50之间形成非均匀气隙。具体地：

图18所示为转子50的第二实施例，其中永磁体54呈轴对称结构，永磁体54的厚度由周向的中央向两侧逐渐减小。每一永磁体54面向定子10的内壁面56为平面，所述平面沿平行于定子径向外表面的切向方向延伸。在如图18所示的轴向截面中，所述永磁体54的内表面分别位于一正多边形的的边上。如此，永磁体54与定子10的外表面之间形成对称非均匀气隙，所述气隙在对应永磁体54的周向中心处具有最小值，并自该最小值处向周向两侧逐渐增大。所述对称非均匀气隙的设置有利于在电机断电时对转子50定位，使转子50所停止的位置避开死点位置，从而在电机通电时转子50能够顺利启动。

图19所示为转子50的第三实施例，其与图18所示实施例的主要区别在于永磁体54为一体结构，在周向上为封闭的环状。所述环状永磁体54沿周向分为多段，每一段作为转子50的一磁极，相邻的各段具有不同的极性。类似于图18所示转子50的各块永磁体54，本实施例中每一段永磁体54的厚度由周向的中央向两侧逐渐减小，面向定子10的内壁面56为平面，在图19所示的轴向截面图中，所述永磁体54的各段共同围成正多边形的转子50的内表面。与图18所示实施例相似，本实施例中的永磁体54的各磁极与定子10的外表面形成对称非均匀气隙。

图20所示为转子50的第四实施例，其与图18所示实施例结构相似，转子50沿周向间隔排布多个永磁体54，每一永磁体54具有一平面状的内壁面56。不同的是，本实施例中，所述永磁体54为非对称结构，其厚度沿由周向的一侧向另一侧逐渐增加，在靠近另一端的位置处又逐渐减小，永磁体54的最大厚度的位置偏离永磁体54周向上的中心，且永磁体54周向两侧的厚度不同。永磁体54的内壁面56的两侧与转子50的轴心的连线呈非等腰三角形状。如此，在与定子10装配后，定转子10、50之间形成非均匀、非对称的气隙。所述非对称非均匀气隙的设置有利于在电机断电时对转子50定位，使转子50所停止的位置避开死点位置，从而在电机通电时转子50能够顺利启动。

图21为转子50的第五实施例的示意图。本实施例中，所述转子50包括壳体52、贴设于壳体52内的若干永磁体54以及磁性体58，所述磁性体58可以是硬磁材料制成，比如磁铁等，其也可以由软磁材料制成，比如铁等。沿周向方向，所述永磁体54与磁性体58间隔交替设置，每相邻的两永磁体54之间插设有一磁性体58。本实施例中，所述永磁体54呈柱状，其横截面大致呈正方形，相邻的永磁体54之间形成较大的空间，所述空间在周向上的宽度远大于永磁体54，如此磁性体58相对于永磁体54具有更大的周向宽度，可以是永磁体54的几倍。

所述磁性体58为轴对称结构，其厚度由周向的中央向两侧逐渐减小，磁性体58的最小厚度，即在其周向两端的厚度与永磁体54的厚度相当。磁性体58面向定子10的内壁面60为平面，沿平行于定子10外表面的切向方向延伸。如此，所述永磁体54的内壁面56与磁性体58的内壁面60共同形成转子50的内表面，所述内表面在转子50的轴向截面中为对称的多边形，在转入定子10后，定转子10、50之间形成对称的非均匀气隙。较佳地，所述永磁体54沿周向充磁，即永磁体54的周向侧壁面被极化而具有相应极性。相邻的两永磁体54的极化方向相反。也即是说，相邻的两永磁体54相向的表面的极性相同。如此，相邻的永磁体54之间的磁性体58被极化成相应磁极，相邻的两磁性体58具有不同极性。

将上述定子10与转子50进行不同的排列组合可以形成不同特性的电机，以下列举几种进行示意性说明。

如图22所示为图1-4所示第一实施例的定子10搭配图18所示转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上间隔形成槽口30，齿冠24的外壁面34位于共同的圆柱面上，使得定子10的整个外表面呈圆形；转子50的永磁体54在周向上相间隔，永磁体54面向定子10的内壁面56为平面，使得转子50的整个内表面大致呈正多边形。定转子10、50的外壁面34与内壁面56在径向上相间隔，形成气隙62。所述气隙62的径向宽度沿永磁体54的周向变化，为对称非均匀气隙62。所述气隙62的径向宽度由永磁体54的内壁面56的周向中内位置处朝着周向两端逐渐变大。

请同时参阅图23，永磁体54的内壁面56的周向中点与齿冠24的外壁面34之间的径向间隔宽度即为气隙62的最小宽度Gmin；永磁体54的内壁面56的周向端点与齿冠24的外壁面34之间的径向间隔宽度即为气隙6262的最大宽度Gmax。优选地，所述气隙62的最大宽度Gmax与最小宽度Gmin的比值大于1.5，即，Gmax:Gmin>1.5。更佳地，Gmax:Gmin>2。所述槽口30的宽度D以不大于气隙62的最小宽度Gmin的5倍为宜，即D≤5Gmin。优选地，槽口30的宽度D大于等于气隙62的最小宽度Gmin，且小于等于气隙62的最小宽度Gmin的3倍，即Gmin≤D≤3Gmin。

如图22、24所示，当电机未通电时，转子50的永磁体54对定子10的齿20产生吸引力，图22和图24示出了转子50在不同位置时的示意图。具体地，图24显示了转子50位于死点位置(即转子50的磁极中心正对定子10齿冠24的中心位置)。图22显示了转子50位于初始位置(即电机未通电或断电的状态下转子50停止的位置)。如图22和图24所示，转子50位于死点位置时，转子50的磁极产生的磁场穿过定子10的磁通为Φ1，转子50位于初始位置时，转子50的磁极产生的磁场穿过定子10的磁通为Φ2，由于Φ2>Φ1，从而使得转子50在电机未通电的状态下能够定位于如图22所示的初始位置，避开图24所示的死点位置，进而避免电机通电时转子50不能起动的问题。

如图22所示，在初始位置，定子10的齿20的绕线臂22的中心线正对转子50的相邻的两永磁体54之间的中心线，该位置偏离死点位置最远，有效避免电机通电时转子不能起动的问题。由于实际情况下存在摩擦等其它因素，绕线臂22的中心线可能会偏离两永磁体54之间的中心线一定角度，如偏离正负0～30度不等，但依然远离死点位置。本发明的上述实施例中，通过转子50的永磁体54自身产生磁场即可对转子50的初始位置进行定位并使其初始位置偏离死点位置。具有该种设置的单相永磁无刷电机其齿槽转矩可以得到有效地抑制，从而使电机具有更高的效率和更好的性能。实验结果验证表明，一种根据上述思路设计的单相外转子无刷直流电机(额定转矩1Nm，额定转速1000rpm，定子磁芯堆叠厚度30mm)，其齿槽转矩的峰值小于80mNm。

图25为图1-4所示第一实施例的定子10搭配图19所示第三实施例的转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上间隔形成槽口30，齿冠24的外壁面34位于共同的圆柱面上；转子50的永磁体54为周向上连接为一体的多段结构，每一段永磁体54作为转子50的一个磁极，所述磁极的内壁面56为平面，使得整个转子50的内表面呈正多边形。定子10和转子50之间形成对称的非均匀气隙62，气隙62的宽度由转子50的每一磁极的周向两侧向中央逐渐增大，在磁极的周向中点具有最大宽度Gmax，周向两侧具有最小宽度Gmin。转子50在静止时，每一齿冠24的中央正对转子50的永磁体54的两段的连接处，避开死点位置，便于转子50的再次启动。

图26为图9-10所示第三实施例的定子10搭配图20所示第四实施例的转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上间隔形成槽口30，齿冠24的外壁面34位于共同的圆柱面上；转子50的永磁体54为非对称结构，厚度在周向上呈非均匀；转子50的永磁体54的内壁面56相对齿冠24的外壁面34的切向倾斜一定角度，永磁体54的内壁面56与齿冠24的外壁面34之间形成非均匀、非对称的气隙62。所述气隙62的宽度由永磁体54的周向一侧向另一侧先逐渐减小，然后逐渐增大。以图式方向为例，在永磁体54的顺时针方向的一侧气隙62具有最大宽度Gmax，气隙62的最小宽度Gmin所在位置靠近但偏离永磁体54的逆时针方向的一侧。

图27为图9-10所示第三实施例的定子10搭配图21所示第五实施例的转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上间隔形成槽口30，齿冠24的外壁面34位于共同的圆柱面上；转子50在周向上包括间隔设置的永磁体54以及磁性体58，永磁体54与磁性体58的内壁面56、60共同围成多边形的转子50的内表面。定转子10、50之间的气隙62呈对称非均匀，由磁性体58的周向中点相周向两侧逐渐减小，在对应永磁体54的位置气隙具有最大宽度Gmax。转子50在静止时其永磁体54的中央在径向上正对齿冠24的中央永磁体54对定子10形成周向上的作用力，便于转子50启动。

如图28所示为图16a所示的定子10搭配图17所示转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上连接为一体，定子10的整个外表面，即齿冠24的外壁面34为圆柱面；转子50的内表面，即永磁体54的内壁面56位于与定子10的外壁面34同轴的圆柱面上；定子10的外壁面34与转子50的内壁面56之间形成均匀的气隙62。齿冠24的外壁面34上形成有定位槽42使得齿冠24呈非对称结构，如此保证转子50在静止时其两永磁体54之间的中心线相对于定子10的齿20的绕线臂22的中心线偏转一定角度。较佳地，转子50在静止时，定子10上的定位槽42正对转子50的相邻的两永磁体54之间的中心线，允许电机在每次通电时转子50可以顺利启动。

图29为图15a所示第六实施例的定子10搭配图18所示第二实施例的转子50构成的电机，其中：定子10的齿冠24在周向上连接为一体，定子10的整个外表面为圆柱面；转子50的永磁体54的内壁面56为平面，沿平行于定子10外表面的切线方向延伸；永磁体54的内壁面56与齿冠24的外壁面34之间形成对称的非均匀的气隙62，气隙62的宽度由永磁体54的周向两侧向中央逐渐减小，在永磁体54的周向中点位置处具有最小宽度Gmin，在周向两侧则具有最大宽度Gmax。

可以理解地，图1-14所示的定子10在结构与特性上基本相同，均形成窄小的槽口甚至没有槽口，其与转子50搭配时可以相互替换，均能实现相同的功能。另外，根据定转子之间形成的气隙的不同，根据定转子50结构的对称性与非对称性，可以设计相应的电路，使电机在通电时转子50可以顺利启动。可以理解地，所述定子10与转子50的搭配并不上述示例性的几种方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员做出的其他变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种单相外转子电机的转子，包括有壳体以及贴设于壳体内的永磁体，其特征在于：所述永磁体在周向上为封闭的环，沿周向所述永磁体分为多段，每一段形成转子的一磁极，永磁体的相邻的各段具有不同的极性，永磁体的每一段为轴对称结构，永磁体的每一段的内壁面与转子的轴心之间的距离由周向两侧向中央逐渐变化。

2.如权利要求1所述的单相外转子电机的转子，其特征在于，所述永磁体的每一段的内壁面与转子的轴心之间的距离由周向两侧向中央逐渐减小。

3.如权利要求1所述的单相外转子电机的转子，其特征在于，所述永磁体的每一段的内壁面为平面。

4.如权利要求1所述的单相外转子电机的转子，其特征在于，所有永磁体的内壁面共同构成正多边形。

5.一种单相外转子电机，包括定子以及环绕所述定子的转子，其特征在于：所述转子为权利要求1-4任一项所述的转子，所述转子的永磁体的内壁面与定子之间形成对称非均匀的气隙。

6.如权利要求5所述的单相外转子电机，其特征在于，所述定子包括有磁芯以及缠绕于磁芯上的绕组，所述磁芯包括有圆环形的轭以及由轭的外缘沿径向向外延伸的若干齿，每一齿包括与轭连接的绕线臂以及形成于绕线臂的末端的齿冠，相邻的绕线臂之间形成绕线槽，所述绕组绕设于绕线臂上，相邻的齿冠之间形成槽口，所述槽口的周向宽度小于或等于所述定子与转子之间的最小气隙的5倍。

7.如权利要求6所述的单相外转子电机，其特征在于，所述槽口的周向宽度小于或等于所述定子与转子之间的最小气隙的3倍。

8.如权利要求6所述的单相外转子电机，其特征在于，所述齿冠的宽度大于绕线臂，齿冠的周向两侧伸出至绕线臂之外分别形成两翼部，相邻的两齿冠的相向的翼部之间形成一所述槽口，每一槽口的相邻两翼部至少其中之一在绕设绕组之前向外翘起，在绕组绕设之后翘起的翼部向内弯曲变形而成型所述磁芯。

9.如权利要求8所述的单相外转子电机，其特征在于，所述向外翘起的翼部上形成有切缝，绕组绕设之后翘起的翼部向内弯曲变形使所述切缝减小或消失。

10.一种单相外转子电机，包括定子以及环绕所述定子的转子，所述定子包括有磁芯以及缠绕于磁芯上的绕组，所述磁芯包括轭以及由轭的外缘沿径向向外一体延伸的若干齿，每一齿的末端形成齿冠，相邻的齿冠之间形成槽口，其特征在于：所述转子包括有壳体以及贴设于壳体内的永磁体，所述永磁体在周向形成封闭的环状，沿周向所述永磁体形成多个磁极，所述定子的外表面与永磁体的内表面之间形成对称非均匀气隙，所述槽口在周向上的宽度小于或等于所述气隙的最小宽度的5倍。

11.如权利要求10所述的单相外转子电机，其特征在于，所述定子的齿冠的外壁面位于一共同的圆柱面上，所述转子的永磁体的内壁面构成正多边形。

12.如权利要求10所述的单相外转子电机，其特征在于，所述槽口在周向上的宽度小于或等于所述气隙的最小宽度的3倍。

13.如权利要求10所述的单相外转子电机，其特征在于，所述气隙的最大宽度与最小宽度的比值大于2。