CN111371206B - 单相外转子爪极电机及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单相外转子爪极电机及压缩机。单相外转子爪极电机包括定子，定子包括定子安装柱和多个定子齿，定子安装柱具有多个第一安装部，每个定子齿具有第二安装部，第二安装部适于与第一安装部相适配，每个定子齿由多个定子叠片层叠压制而成。根据本发明的单相外转子爪极电机，利用多个定子叠片叠压以构造形成定子齿，并利用第一安装部与第二安装部将定子齿固定在定子安装柱，从而可以简化定子的加工成型工艺，可以避免相关技术中采用粉末合金构造定子所造成的制造困难、生产成本高的问题，不仅可以降低单相外转子爪极电机的生产成本、提高单相外转子爪极电机的生产效率，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种单相外转子爪极电机及压缩机。
背景技术
相关技术中，单相外转子爪极电机包括定子和转子。定子包括绕组、爪齿和背部铁芯。转子包括永磁体和导磁材料。爪极轴向长度等于爪齿和绕组的轴向长度之和。绕组为平面环状构型。永磁体的数目与爪齿数目相等，爪齿交错均匀分布在绕组两边，且与背部铁芯形成一个整体，这样的结构通常要求采用粉末合金加工形成，大大地增加了单相外转子爪极电机的生产成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种单相外转子爪极电机，所述单相外转子爪极电机具有生产工艺简单、生产成本低的优点。
本发明还提出一种具有上述单相外转子爪极电机的压缩机。
根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，包括：定子，所述定子包括定子安装柱和多个定子齿，所述定子安装柱具有多个第一安装部，每个定子齿具有第二安装部，所述第二安装部适于与所述第一安装部相适配，每个定子齿由多个定子叠片层叠压制而成。
根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，利用多个定子叠片叠压以构造形成定子齿，并利用第一安装部与第二安装部将定子齿固定在定子安装柱，从而可以简化定子的加工成型工艺，可以避免相关技术中采用粉末合金构造定子所造成的制造困难、生产成本高的问题，不仅可以降低单相外转子爪极电机的生产成本、提高单相外转子爪极电机的生产效率，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
根据本发明的一些实施例，所述第一安装部和所述第二安装部中的一个为凸起，另一个为凹槽。
在本发明的一些实施例中，所述第二安装部为凹槽，所述凹槽在所述定子齿的宽度方向上贯通所述定子齿，所述凸起沿所述定子安装柱的周向方向延伸。
根据本发明的一些实施例，所述第一安装部位于所述定子安装柱的中部。
根据本发明的一些实施例，多个所述第一安装部与多个所述定子齿一一对应。
根据本发明的一些实施例，所述定子安装柱的横截面为正多边形。
根据本发明的一些实施例，所述第一安装部和所述第二安装部通过铆钉连接。
根据本发明的一些实施例，所述定子齿包括：第一支脚；连接部，所述连接部的一端与所述第一支脚连接；和第二支脚，所述第二支脚与所述连接部的另一端连接，所述第二支脚和所述第一支脚位于所述连接部的同一侧，所述第二安装部设于所述第二支脚，所述第一支脚、所述连接部和所述第二支脚限定出容纳槽，所述第二安装部位于所述容纳槽外。
在本发明的一些实施例中，所述第一支脚的长度大于所述第二支脚的长度。
在本发明的一些实施例中，所述第一支脚的长度为所述第二支脚的长度的两倍。
在本发明的一些实施例中，所述第一支脚的厚度为所述第一支脚在所述定子安装柱的径向方向上的厚度，在所述第一支脚的连接端到自由端的方向上，所述第一支脚的厚度逐渐减小。
在本发明的一些实施例中，在所述定子安装柱的径向方向上，所述第二支脚的厚度为定值。
根据本发明实施例的压缩机，包括如上所述的单相外转子爪极电机。
根据本发明实施例的压缩机，利用多个定子叠片叠压以构造形成定子齿，并利用第一安装部与第二安装部将定子齿固定在定子安装柱，从而可以简化定子的加工成型工艺，可以避免相关技术中采用粉末合金构造定子所造成的制造困难、生产成本高的问题，不仅可以降低单相外转子爪极电机的生产成本、提高单相外转子爪极电机的生产效率，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的单相外转子爪极电机的定子的局部结构示意图；
图2是根据本发明实施例的单相外转子爪极电机的定子的局部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的单相外转子爪极电机的定子安装柱的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的单相外转子爪极电机的定子齿的定子叠片的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的单相外转子爪极电机的定子的局部结构示意图。
附图标记：
定子10，
定子安装柱100，第一安装部110，
定子齿200，第二安装部210，第一支脚201，连接部202，第二支脚203，容纳槽220，
定子叠片230，第一段231，第二段232，第三段233，缺口234。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图3所示，根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，包括定子10，定子10包括定子安装柱100和多个定子齿200，定子安装柱100具有多个第一安装部110，每个定子齿200具有第二安装部210，第二安装部210适于与第一安装部110相适配。需要说明的是，这里所提到的“多个”均为两个及两个以上的含义。每个定子齿200可以由多个定子叠片230层叠压制而成。可以理解的是，每个定子齿200均包括多个定子叠片230，多个定子叠片230层叠排布，任意相邻的两个定子叠片230连接。
根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，利用多个定子叠片230叠压以构造形成定子齿200，并利用第一安装部110与第二安装部210将定子齿200固定在定子安装柱100，从而可以简化定子10的加工成型工艺，可以避免相关技术中采用粉末合金构造定子所造成的制造困难、生产成本高的问题，不仅可以降低单相外转子爪极电机的生产成本、提高单相外转子爪极电机的生产效率，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
如图1-图3所示，根据本发明的一些实施例，第一安装部110和第二安装部210中的一个为凸起，另一个为凹槽。可以理解的是，在本发明的一些示例中，定子安装柱100可以设有凸起，定子齿200可以设有凹槽，凸起可以与凹槽配合连接。在本发明的又一些实施例中，定子安装柱100可以设有凹槽，定子齿200可以设有凸起，凸起可以与凹槽配合连接。由此，通过凸起与凹槽的配合，不仅可以实现定子齿200与定子安装柱100的可拆卸连接，还可以简化定子齿200与定子安装柱100的装配流程，从而可以提高定子齿200与定子安装柱100的装配效率。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，第二安装部210可以为凹槽，凹槽在定子齿200的宽度方向上贯通定子齿200。需要说明的是，这里所提到的“定子齿200的宽度方向”可以理解为多个定子叠片230的层叠方向，即任意一个定子叠片230至另一个定子叠片230的方向。由此，凸起可以从凹槽的一端(即定子齿200的宽度方向的一端)插入凹槽并装配至凹槽内，从而可以便于实现凸起与凹槽的装配。例如，多个定子叠片230的构造可以相同，每个定子叠片230均具有缺口234，缺口234可以为定子叠片230的部分边缘朝向定子叠片230内凹陷构造形成的。多个定子叠片230叠制层叠排布后，多个缺口234可以构造形成凹槽。
凸起沿定子安装柱100的周向方向延伸。例如，定子安装柱100可以形成为多棱柱，这里的“多棱柱”可以为三棱柱、长方体、五棱柱、六棱柱、八棱柱等，多棱柱包括多个棱面，每个棱面上可以设有一个凸起，凸起的两端可以朝向与其相邻的凸起延伸。由此，可以延长凸起尺寸，从而可以扩大凸起与凹槽的接触面积，进而可以提高凸起与凹槽的装配稳定性。
如图3所示，根据本发明的一些实施例，第一安装部110位于定子安装柱100的中部。可以理解的是，第一安装部110可以位于定子安装柱100的轴线方向的中间位置。定子安装柱100起到装配多个定子齿200的作用，将第一安装部110设于定子安装柱100的中部，可以减小定子安装柱100的轴向长度，从而可以减小定子10的体积及重量。
如图3所示，根据本发明的一些实施例，定子安装柱100可以为中空件。可以理解的是，定子安装柱100具有沿着其轴线方向贯通其的贯通通道。由此，可以减小定子安装柱100的质量。根据本发明的一些实施例，定子叠片230可以为硅钢片。硅钢片具有结构强度高、最大磁导率高的优点，利用硅钢片构造定子叠片230可以降低单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗和磁时效。
在本发明的一些实施例中，定子安装柱100可以为金属件。例如，定子安装柱100可以为铁件。由此，可以提高定子10的电磁场，提高定子10的结构强度。在本发明的又一些实施例中，定子安装柱100可以为非金属件。例如，定子安装柱100可以塑料件。由此，可以减小定子安装柱100的质量，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
如图2所示，根据本发明的一些实施例，多个第一安装部110与多个定子齿200一一对应。例如，定子安装柱100可以设有六个第一安装部110，定子齿200的个数与第一安装部110的个数相等，每个定子齿200可以设有一个第二安装部210，六个定子齿200的六个第二安装部210与六个第一安装部110一一对应，每个第二安装部210可以与其对应的第一安装部110配合连接，以将六个定子齿200安装在定子安装柱100上。
如图3所示，根据本发明的一些实施例，定子安装柱100的横截面为正多边形。进一步地，单相外转子爪极电机的极数为P，定子安装柱100为正(360°/P)面体。例如，单相外转子爪极电机的极数为6，定子安装柱100为正六面体。
根据本发明的一些实施例，第一安装部110和第二安装部210可以通过铆钉连接。例如，第一安装部110与第二安装部210中的一个可以为安装孔，另一个可以为安装槽，铆钉的一端可以穿过安装孔后伸入安装槽内，并利用自身形变或是过盈连接与安装槽配合连接。由此，利用铆钉连接定子齿200与定子安装柱100不仅具有较好的连接稳定性，还便于生产流程人员的操作。
如图1及图2所示，根据本发明的一些实施例，定子齿200可以包括第一支脚201、连接部202和第二支脚203。连接部202的一端与第一支脚201连接，第二支脚203与连接部202的另一端连接，第二支脚203和第一支脚201位于连接部202的同一侧。第二安装部210设于第二支脚203。第一支脚201、连接部202和第二支脚203限定出容纳槽220，第二安装部210位于容纳槽220外。由此，可以便于第二安装部210与第一安装部110的装配，且容纳槽220可以用于容纳单相外转子爪极电机的绕组。
如图5所示，根据本发明的一些实施例，定子安装柱100可以为两个，每个定子安装柱100均对应与多个定子齿200连接，两个定子安装柱100层叠排布，两个定子安装柱100所对应的两组多个定子齿200相互交叉排布。为了方便理解，定义其中一个定子安装柱100为第一定子安装柱，另一个定子安装柱100为第二定子安装柱，第一定子安装柱所对应的多个定子齿200为第一定子齿，第二定子安装柱所对应的多个定子齿200为第二定子齿，将第一定子安装柱与第二定子安装柱层叠后，任意一个第一定子齿可以插入相邻的两个第二定子齿内，相应地，任意一个第二定子齿可以插入相邻的两个第一定子齿内。由此，可以提高单相外转子爪极电机的工作性能。
如图1及图2所示，在本发明的一些实施例中，第一支脚201的长度大于第二支脚203的长度。由此，将两个定子安装柱100装配在一起时，两个定子安装柱100层叠，分别与两个定子安装柱100连接的两组第一支脚201层叠，两组第二支脚203可以交错开。通过设置将第二支脚203的长度大于第一支脚201的长度，不仅可以充分利用单相外转子爪极电机的内部空间，还可以扩大定子齿200的面积，提高定子10的作用效果。例如，在本发明的一些实施例中，第一支脚201的长度为第二支脚203的长度的两倍，换言之，第一支脚201的长度为L1，第二支脚203的长度为L2，其中L1＝2L2。
如图1及图2所示，在本发明的一些实施例中，第一支脚201的厚度为第一支脚201在定子安装柱100的径向方向上的厚度，在第一支脚201的连接端到自由端的方向上，第一支脚201的厚度逐渐减小。可以理解的是，在定子安装柱100的径向方向上，第一支脚201的厚度为H1，在第一支脚201的连接端到自由端的方向上，H1逐渐减小。由此，可以为绕组的安装提供足够空间，也便于定子1的组装。在本发明的一些实施例中，在定子安装柱100的径向方向上，第二支脚203的厚度为定值。由此，可以提高定子安装柱100与定子齿200的连接稳定性。
根据本发明实施例的压缩机，包括如上所述的单相外转子爪极电机。
根据本发明实施例的压缩机，利用多个定子叠片230叠压以构造形成定子齿200，并利用第一安装部110与第二安装部210将定子齿200固定在定子安装柱100，从而可以简化定子10的加工成型工艺，可以避免相关技术中采用粉末合金构造定子所造成的制造困难、生产成本高的问题，不仅可以降低单相外转子爪极电机的生产成本、提高单相外转子爪极电机的生产效率，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的单相外转子爪极电机。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。
根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，包括定子10和转子。转子呈圆筒状，定子10位于转子内且相对于转子可转动。转子可以为永磁铁。
定子10包括两个定子安装柱100和十二个定子齿200。两个定子安装柱100的构造相同且均呈正六棱柱。十二个定子齿200的构造也相同。每个定子安装柱100对应有六个定子齿200以构造形成一个单元件，两个单元件拼接形成定子10。
下面以其中一个单元件为例进行详细说明。
如图3所示，定子安装柱100包括六个棱面，每个棱面上设有一个长方体形的凸起。每个凸起均在其对应的棱面上居中排布。每个凸起的长度方向的两端均朝向与其相邻的凸起延伸。对于定子安装柱100的材料不作限定，定子安装柱100可以为金属件，也可以为非金属件。
如图4所示，每个定子齿200可以由多个定子叠片230层叠压制而成。每个定子叠片230包括第一段231、第二段232和第三段233，其中，第一段231与第二段232均呈长方形，第三段233呈直角梯形。第二段232的一端与第一段231的一端垂直连接，第二段232的另一端与第三段233的上底边垂直连接。第三段233与第一段231位于第二段232的同一侧。第一段231设有长方形的缺口234，缺口234位于第一段231远离第三段233的一侧。缺口234具有敞开口。第一段231、第二段232和第三段233为一体成型件。
如图1及图2所示，通过将多个定子叠片230叠压后，多个定子叠片230的第一段231可以构造形成第一支脚201，多个定子叠片230的第二段232构造形成连接部202，多个定子叠片230的第三段233构造形成第二支脚203，多个第一段231上的缺口234可以构造形成一个凹槽，凹槽在定子齿200的宽度方向贯通定子齿200。需要说明的是，这里所提到的“宽度方向”可以理解为多个定子叠片230的层叠方向。定子齿200上形成的凹槽可以对应插接在定子10定位柱的凸起上，凸起可以与凹槽的壁面过盈连接。每个定子齿200与定子10定位柱的插接方向均相同。定子叠片230可以为硅钢片。
如图2及图5所示，定子安装柱100的轴线方向上的长度可以与第一段231的长度相等。六个定子齿200均插接在定子安装柱100后，任意相邻的两个定子齿200之间可以形成间距，六个定子齿200可以形成六个间距。将另一个定子安装柱100与该定子安装柱100层叠后，将两个定子安装柱100旋转60度后，另一个定子安装柱100上的六个定子齿200恰好可以对应插入六个间距内，每个间距内具有一个定子齿200。另一个定子安装柱100所对应的定子齿200的第二支脚203朝向该定子安装柱100延伸。两个单元件拼接后可以构造形成圆柱形。
相关技术中，单相外转子爪极电机包括定子和转子。定子包括绕组、爪齿和背部铁芯。转子包括永磁体和导磁材料。爪极轴向长度等于爪齿和绕组的轴向长度之和。绕组为平面环状构型。永磁体的数目与爪齿数目相等，爪齿交错均匀分布在绕组两边，且与背部铁芯形成一个整体，这样的结构通常要求采用粉末合金加工形成，大大地增加了单相外转子爪极电机的生产成本。
根据本发明实施例的单相外转子爪极电机，定子齿200通过多个定子叠片230叠压形成，可以省去相关技术中的背部铁芯，从而可以降低单相外转子爪极电机的成本，简化单相外转子爪极电机的加工工艺，且可操作性较强，还可以减小单相外转子爪极电机运行过程中的铁耗。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种单相外转子爪极电机，其特征在于，包括：
定子，所述定子包括定子安装柱和多个定子齿，所述定子安装柱具有多个第一安装部，每个定子齿具有第二安装部，所述第二安装部适于与所述第一安装部相适配，所述定子齿包括第一支脚、连接部和第二支脚，所述连接部的一端与所述第一支脚连接，所述第二支脚与所述连接部的另一端连接，所述第二支脚和所述第一支脚位于所述连接部的同一侧，所述第二安装部设于所述第二支脚，所述第一支脚、所述连接部和所述第二支脚限定出容纳槽，所述第二安装部位于所述容纳槽外，每个定子齿由多个定子叠片层叠压制而成；所述定子安装柱为两个，每个所述定子安装柱均对应与多个所述定子齿连接，两个所述定子安装柱层叠排布，两个所述定子安装柱分别对应的多个所述定子齿相互交叉排布。
2.根据权利要求1所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一安装部和所述第二安装部中的一个为凸起，另一个为凹槽。
3.根据权利要求2所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第二安装部为凹槽，所述凹槽在所述定子齿的宽度方向上贯通所述定子齿，
所述凸起沿所述定子安装柱的周向方向延伸。
4.根据权利要求1所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一安装部位于所述定子安装柱的中部。
5.根据权利要求1所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，多个所述第一安装部与多个所述定子齿一一对应。
6.根据权利要求1所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述定子安装柱的横截面为正多边形。
7.根据权利要求1所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一安装部和所述第二安装部通过铆钉连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一支脚的长度大于所述第二支脚的长度。
9.根据权利要求8所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一支脚的长度为所述第二支脚的长度的两倍。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，所述第一支脚的厚度为所述第一支脚在所述定子安装柱的径向方向上的厚度，在所述第一支脚的连接端到自由端的方向上，所述第一支脚的厚度逐渐减小。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的单相外转子爪极电机，其特征在于，在所述定子安装柱的径向方向上，所述第二支脚的厚度为定值。
12.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的单相外转子爪极电机。
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