CN106487112A - 单相永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种单相永磁电机，包括定子磁芯以及可转动地设置于定子磁芯内的永磁转子，所述定子磁芯包括有端部以及由端部延伸的两臂部，每一臂部包括与端部相连的连接臂以及形成于连接臂的末端的极爪，所述永磁转子设置于两极爪之间，所述转子包括转子磁芯以及固定于铁芯外壁面的永磁体，所述转子磁芯由导磁材料制成。

Description

单相永磁电机
技术领域
本发明涉及单相电机，尤其涉及使用具有永磁体的转子的单相永磁电机。
背景技术
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，定子磁芯通常为U形铁芯，形成有一对极臂，极臂的末端形成一对磁极；定子绕组缠绕于极臂上；永磁转子则可转动地设置于铁芯的磁极之间。对应地，永磁转子包括转轴以及通过注入塑料并包覆成型的方式固定于转轴上的永磁体。本发明提供一种新型的单相永磁电机。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种单相永磁电机，包括定子磁芯以及可转动地设置于定子磁芯内的永磁转子，所述定子磁芯包括有端部以及由端部延伸的两臂部，每一臂部包括与端部相连的连接臂以及形成于连接臂的末端的极爪，所述永磁转子设置于两极爪之间，所述转子包括转子磁芯以及固定于转子磁芯外壁面的永磁体，所述转子磁芯由导磁材料制成。
相较于现有技术，本发明电机的转子的永磁体固定于磁芯的外壁面，磁芯的设置可以提高转子的磁场强度，提高电机的功率密度。
附图说明
图1为本发明单相永磁电机一实施例的结构示意图。
图2为图1所示电机的定子磁芯的分解图。
图3为图1所示电机的永磁转子的分解图。
图4为图1所示电机的永磁转子的俯视图。
图5为图1所示电机的俯视图。
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。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。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。
图1所示为根据本发明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。较佳地，本实施例中，所述磁芯10大致呈U型，所述转子12收容于磁芯10所形成的转子12收容空间内，磁芯10与转子12分别形成有一对磁极，相互作用推动转子12转动。图示中，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。
所述磁芯10由软磁材料，比如铁磁材料等制成。请同时参阅图2及图5，所述磁芯10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，所述端部14与极臂16分别成型后通过机械连接的方式相连，方便绕组的缠绕。所述端部14形成有卡槽18，对应地所述极臂16向外凸出形成有卡块20，所述卡块20沿轴向卡入相应的卡槽18内将极臂16与端部14相连形成磁芯10。较佳地，所述卡槽18与卡块20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18也可以形成于极臂16上，相应地所述卡块20形成于端部14上，同样地通过卡扣方式连接形成所述磁芯10。
较佳地，所述端部14与极臂16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、极臂16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，形成端部14与极臂16。
所述极臂16包括两独立的臂部24，所述两臂部24结构基本相同，相互平行且间隔设置。每一臂部24均呈长条状，包括连接臂26及形成于连接臂26的末端的极爪28。所述两连接臂26平行间隔设置，每一连接臂26朝向端部14的端面向外凸出形成一所述卡块20。所述端部14整体呈长方体状，在其侧向的两端分别形成所述卡槽18，与两连接臂26的卡块20卡扣连接。所述两极爪28远离端部14，作为定子磁芯10的一对磁极，在绕组通电后被极化，并具有相反的极性。两极爪28相对且间隔设置，共同界定收容转子12的空间30。所述两极爪28相向的内壁面凹陷形成极弧面32。所述极弧面32环绕空间30，与转子12的外表面相对应并相间隔，形成气隙。
本实施例中，每一极爪32大致呈C形，其周向的两侧相对连接臂26横向向外伸出形成有两个壁部34，所述壁部34相对于端部14大致平行，对应位于两连接臂26之间的间隔处。较佳地，所述壁部34伸出的长度小于两连接臂26之间的间隔的宽度的一半。如此臂部24在拼装后：两极爪32的同一侧的两壁部34相向设置，末端之间形成一小的槽口36。所述槽口36的位置正对两连接臂26的间隔的中央，宽度远小于连接臂26之间的间隔的宽度，使得极弧面32在周向上断开的宽度相对于现有磁极结构大幅减小，有效降低齿槽转矩，使转子12的运转更为平稳，噪音小。
较佳地，所述槽口36的宽度小于所述定子10和转子12之间的气隙的4倍。更优地，所述槽口36的宽度小于所述气隙的宽度的2倍。另外，所述两个槽口36可以具有不同的宽度，也就是说极弧面32在周向上的不同位置可以断开不同的宽度。此时，极弧面32断开的最大宽度小于极弧面32与转子12之间的气隙的宽度的3倍，在尽量降低齿槽转矩的同时尽量减小漏磁。
较佳地，所述极弧面32上设内凹的启动槽38，所述启动槽38偏离极爪28的中心轴X(如图5所示)一定角度。本实施例中，所述启动槽38为两个，分别位于两极爪28上，其中一启动槽38靠近其对应的极爪28的内侧的壁部34，另一启动槽38靠近其对应的极爪28的外侧的壁部34，两启动槽38在周向上相差180度。在启动槽34位置处，极弧面32与转子12之间的气隙增大，使得电机在断电停止运转时，转子12的极轴偏离极爪28的中心轴X一定角度，即避开死点位置，确保电机在再次通电时能够顺利启动。
请同时参阅图3-5，所述永磁转子12包括转轴62、固定于转轴62上的转子磁芯42、以及贴于转子磁芯42上的两个永磁体44。
所述转子磁芯42较佳地为铁芯等软磁体材料，其整体呈环形柱状。较佳地，所述转子磁芯42的中央形成有通孔48用于插设转轴62。所述两永磁体44贴设于铁芯42的外壁面，呈对称间隔设置。所述两永磁体44径向充磁，且极性相反。本实施例中，每一永磁体44大致呈半圆环状，在周向上覆盖铁芯42的近半个圆周，其具有径向外壁50、径向内壁52、以及连接外壁50与内壁52的两个共面的连接壁54。较佳地，所述外壁50、内壁52共轴设置，其中内壁52贴合于铁芯42的外壁面上；外壁50包括弧面56以及自弧面56的两周向端延伸至连接壁54的两平面58。所述弧面56作为永磁体44的极弧面，与转子12共轴设置；所述两平面58呈平行设置，并与连接壁54垂直相连，用于后续定位。
所述两永磁体44的连接壁54彼此相对且平行间隔设置；两永磁体44的两弧面56位于与转子12共轴的圆柱面上；两永磁体44在同一侧的两个平面58共面。
本发明的单相永磁电机的转子的永磁体44固定于导磁的转子磁芯42上，可以提高转子的磁场强度，提高电机的功率密度。
较佳地，所述转子还包括一包覆层46，其包括在永磁体44外围以增强永磁体44与转子磁芯42的连接强度。所述包覆层46可以通过注塑成型的方式形成，成型时将铁芯42以及永磁体44放置于模具内，向模具内注入塑料在铁芯42以及永磁体44外围形成包覆层46，将转子12预组装为一个整体，此种转子12的成型更为便捷。所述包覆层46包覆永磁体44的整个外壁50，并填充永磁体44以及铁芯42之间的空隙，包括有环绕永磁体44的外环60、以及填充于两永磁体44之间的两侧板64。所述外环60的外表面为大致标准的圆柱面，与铁芯42同轴设置。所述侧板46的外端与外环44一体连接，内端则一体连接于铁芯42的外壁面上，将两永磁体44间隔开。
根据本发明的上述实施例，定子磁芯10的两极爪26向外伸出形成壁部34，壁部34之间形成窄小的槽口36，在尽量减小齿槽转矩同时有效减小漏磁的；永磁转子12包括转子磁芯42，永磁体44固定于转子磁芯42的外表面，有利于提高转子的磁场强度，增大电机的功率密度。另外转子12的转子磁芯42与永磁体44通过包覆层46一体连接，可以将转子12预先组装成为一个整体，便于转子12的装配和运输。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 (12)

1.一种单相永磁电机，包括定子磁芯以及可转动地设置于定子磁芯内的永磁转子，所述定子磁芯包括有端部以及由端部延伸的两臂部，每一臂部包括与端部相连的连接臂以及形成于连接臂的末端的极爪，所述永磁转子设置于两极爪之间，其特征在于，所述转子包括转子磁芯以及固定于转子磁芯外壁面的永磁体，所述转子磁芯由导磁材料制成。
2.如权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，所述转子还包括一体包覆在永磁体外围的包覆层。
3.如权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述包覆层通注塑成型的方式一体成型。
4.如权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，所述两极爪呈分离设置并在两者之间形成槽口，所述槽口的宽度小于所述定子和转子之间形成的气隙的4倍。
5.如权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，所述两极爪呈分离设置并在两者之间形成槽口，所述槽口的宽度小于所述定子和转子之间形成的最小气隙的2倍。
6.如权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，每一极爪相对连接臂朝向另一极爪横向向外伸出有壁部，所述壁部相向延伸并在其末端相间隔形成槽口。
7.如权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，所述两极爪形成有环绕转子的极弧面，所述极爪的极弧面内凹形成两启动槽，所述两启动槽偏离极爪的中心轴，两启动槽在周向上间隔180度。
8.如权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述转子的磁芯呈环形柱状，中央形成有通孔，用于容置一转轴。
9.如权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述永磁体为两个，所述包覆层形成有包覆永磁体的外壁的外环以及填充于两永磁体之间的侧板，所述侧板与外环一体连接。
10.如权利要求9所述的单相永磁电机，其特征在于，所述永磁体的内壁与磁芯相贴、外壁包括弧面以及形成于弧面两端的两平面，所述外壁的弧面与内壁同轴设置，内壁与外壁的两平面之间还形成有两连接壁，所述两连接壁共面。
11.如权利要求10所述的单相永磁电机，其特征在于，所述连接壁与所述平面相垂直，两永磁体位于同一侧的所述平面共面。
12.如权利要求1-11任一项所述的单相永磁电机，其特征在于，所述端部与臂部分别由若干薄片堆叠而成并机械相连，所述臂部与端部其中之一形成有卡槽，其中之另一形成有卡块，所述卡块卡设于卡槽内将臂部与端部连接。
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