CN111384791A - 电机和家用电器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机和家用电器。该电机包括：转子铁芯；定子铁芯，套设于转子铁芯的外周；其中，转子铁芯和所述定子铁芯之间构成不均匀气隙，不均匀气隙沿转子铁芯外周呈周期性变化。通过将转子铁芯和定子铁芯之间的气隙设置成不均匀气隙，并限定该不均匀气隙沿转子铁芯外周呈周期性变化，进而对电机进行优化，以使得电机的切向电磁力波的谐波成分较低，进而可降低电机的振动噪音，同时提高电机的功率密度和效率。

Description

电机和家用电器

技术领域

本申请涉及电机技术领域，特别是涉及一种电机和家用电器。

背景技术

直流无刷电机因其结构简单，运行可靠，越来越多地使用在各种家用电器中。

但现有电机的功率密度较低且振动噪音较大，已不符合当前家用电器的需求，需要寻求一种功率密度较高且振动噪音较小的电机。通过对大批量的电机振动噪音进行测试发现，电机的噪音问题主要是转矩脉动，而改善电机噪音的同时也需考虑电机的效率与成本，因而需寻求振动噪音、效率、成本的平衡。

发明内容

本申请主要提供一种电机和家用电器，以解决功率密度低、振动噪音大的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电机。该电机包括：转子铁芯；定子铁芯，套设于转子铁芯的外周；其中，转子铁芯和所述定子铁芯之间构成不均匀气隙，不均匀气隙沿转子铁芯外周呈周期性变化。

在一些实施例中，所述转子铁芯包括轴环部和围绕所述轴环部间隔设置的多个扇形部；所述定子铁芯包括围合呈环状的多个定子单元；其中，所述扇形部和所述定子单元之间构成不均匀气隙。

在一些实施例中，所述轴环部具有轴孔，所述扇形部的外边缘包括与所述轴孔同心的第一圆弧段和分别连接于所述第一圆弧段的两端的两第二圆弧段，其中所述第二圆弧段与所述第一圆弧段非同心。

在一些实施例中，所述扇形部的外边缘还包括分别连接于所述两第二圆弧段的两直线段。

在一些实施例中，所述第一圆弧段与所述定子单元之间的径向气隙构成所述不均匀气隙的最小气隙，所述最小气隙与所述扇形部数量的乘积除以所对应的所述转子铁芯圆周周长所得的商值大于等于0.01且小于等于0.05。

在一些实施例中，所述不均匀气隙的最小气隙与最大气隙的比值大于等于0.5且小于等于0.8。

在一些实施例中，所述不均匀气隙的最小气隙为0.2mm～0.5mm。

在一些实施例中，所述扇形部上背离所述轴环部的一侧设有碎屑吸附槽。

在一些实施例中，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘沿周向伸出形成止挡部，两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述止挡部背离所述轴环部的一侧设有所述碎屑吸附槽。

在一些实施例中，两相邻所述扇形部之间构成容纳槽，每一所述容纳槽中设置有一磁铁，所述磁铁的一侧面自所述转子铁芯的侧面露出且其上设有碎屑吸附槽。

在一些实施例中，，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘朝向所述容纳槽伸出形成止挡部，所述磁铁抵靠于所述止挡部；两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述碎屑吸附槽自所述间隙露出。

在一些实施例中，所述电机还包括包塑件和多个磁铁，所述磁铁分别嵌设于一所述容纳槽内；

所述包塑件包覆所述磁铁，并形成于所述转子铁芯的端面及侧面；其中，所述包塑件中形成于所述转子铁芯侧面的部分设置有碎屑吸附槽。

在一些实施例中，所述包塑件包括：端面覆盖部，覆盖所述转子铁芯端面的所述磁铁，露出所述转子铁芯端面的所述扇形部；侧面填充部，连接所述端面覆盖部，覆盖于所述转子铁芯侧面的磁铁，露出所述转子铁芯侧面的所述扇形部；所述碎屑吸附槽形成于所述侧面填充部。

在一些实施例中，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘朝向所述容纳槽伸出形成止挡部，所述磁铁抵靠于所述止挡部；两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述侧面填充部填充于所述间隙中。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种家用电器。该家用电器包括如上述的电机。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种电机和家用电器。通过将转子铁芯和定子铁芯之间的气隙设置成不均匀气隙，并限定该不均匀气隙沿转子铁芯外周呈周期性变化，进而对电机进行优化，以使得电机的切向电磁力波的谐波成分较低，进而可降低电机的振动噪音，同时提高电机的功率密度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的电机一实施例的结构示意图；

图2是图1电机的尺寸符号标注示意图；

图3是图1转子铁芯中扇形部的结构示意图。

图4是图1电机的气隙和转子铁芯的外径对电机效率的趋势变化示意图；

图5是图1电机的最大气隙对电机的效率和电机的磁场畸变率的趋势变化示意图；

图6是图1电机中转子的结构示意图；

图7是图6转子的截面结构示意图；

图8是图6转子沿轴向的第一种截面结构示意图；

图9是图8转子的端面结构示意图；

图10是图6转子沿轴向的第二种截面结构示意图；

图11是图6转子沿轴向的第三种截面结构示意图；

图12是图11中A区域的放大结构示意图；

图13是图10或图11转子的端面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的电机一实施例的结构示意图。

该电机100包括转子铁芯10和定子铁芯20，转子铁芯10和定子铁芯20嵌套设置。具体地，定子铁芯20套设于转子铁芯10的外周，转子铁芯10可相对定子铁芯20转动。

其中，转子铁芯10与定子铁芯20之间构成不均匀气隙，即转子铁芯10的外周侧与定子铁芯20的内周侧之间的径向间距是不均匀的，且该不均匀气隙沿转子铁芯10的外周呈周期性变化。本申请不限定转子铁芯10和定子铁芯20的具体结构，转子铁芯10和定子铁芯20符合上述特征即可。

本实施例中，如图1、图2所示，转子铁芯10包括轴环部12和围绕轴环部12间隔设置的多个扇形部14。定子铁芯20包括围合呈环状的多个定子单元22，其中扇形部14和定子单元22之间构成不均匀气隙。

具体地，每一扇形部14与定子单元22之间均构成不均匀气隙，因而定子铁芯20与转子铁芯10之间的不均匀气隙沿转子铁芯10外周呈周期性变化。

定子单元22上任一处与扇形部14之间的气隙大小可随转子铁芯10 的转动重复先增大而后减小，或者也可随转子铁芯10的转动重复先减小而后增大。

如图2、图3所示，本实施例中，轴环部12具有轴孔120，扇形部 14的外边缘均包括与轴孔120同心的第一圆弧段141和分别连接于第一圆弧段141两端的两第二圆弧段143，其中第二圆弧段143与第一圆弧段141非同心。即第二圆弧段143不与轴孔120同心，而相对轴孔120 偏心，通常将转子与定子同心设置，因而能够使得两侧的第二圆弧段143 与定子单元22之间形成不均匀气隙，第二圆弧段143与定子单元22之间的气隙逐渐增大或逐渐较小，从而可起到降低电机100反电势谐波率，和提高电机效率的作用。

其中，第一圆弧段141与定子单元22之间的径向气隙构成该不均匀气隙的最小气隙δ₁。

扇形部14的外边缘还包括分别连接于两第二圆弧段143的两直线段145。直线段145位于扇形部14外边缘轮廓的外端，因而在将转子铁芯10塑封时，容纳槽16处的部分塑料能够通过直线段145流动至转子铁芯10外轮廓的弧面上，从而能够更好地防止溢料，即防止塑料凸出第二圆弧段143，进而避免转子和定子之间的摩擦。

可选地，定子铁芯20的内周面轮廓为规则的圆形内表面，则转子铁芯10的外周面轮廓为非规则的圆形外表面，从而转子铁芯10与定子铁芯20之间构成不均匀气隙。

可选地，定子铁芯20的内周面轮廓为规则的圆形内表面，则转子铁芯10的外周面轮廓为非规则的圆形外表面，或者定子铁芯20的内周面轮廓和转子铁芯10的外周面轮廓均为非规则的圆形表面，转子铁芯 10与定子铁芯20之间也可构成不均匀气隙。

下面分别从不均匀气隙的最小气隙、最小气隙与最大气隙的比值两个指标对该不均匀气隙进行优化，以使得该不均匀气隙能够达到提高电机100的效率及降低电机100的振动噪音的目的。

根据电机的电磁原理，气隙δ沿径向的尺寸大小及转子的侧面积决定转子与定子间的磁场分布和磁通转换效率。气隙δ的径向尺寸越小、转子铁芯10的外径D越大，则对应的气隙磁阻越小。气隙δ的径向尺寸越大、外径D越小，则对应的气隙磁阻越大。过大的气隙磁阻将导致气隙δ内的磁场减弱，进而导致参与机电能量转换的磁通降低和电机效率降低，而过小的气隙磁阻则导致转子和定子极易磁饱和，进而导致铁损上升，电机效率也将降低。因此合理的气隙δ与转子铁芯10的外径D 的比值是提高电机效率的关键因素。

参阅图4，图4为电机效率随电机的气隙及转子外径变化的示意图。此处气隙δ与外径D一一对应，本申请以不均匀气隙的最小气隙δ₁与对应的转子铁芯10的外径D_r为例说明。

如图4所示，气隙δ为0.3mm时，电机效率随外径D增大而减小；气隙δ为0.35mm时，电机效率随外径D增大呈现先增大后减小的变化趋势；气隙δ为0.4mm、0.45mm及0.5mm时，电机效率随外径D增大而增大。当外径D为45mm时，电机效率随气隙δ增大而减小；当外径 D为47mm、49mm、51mm、53mm及55mm时，电机效率随气隙δ增大呈现先增大后减小的变化趋势。

具体分析如下，以当气隙δ增大时，电机效率呈现先增大后减小趋势的情况为例，电机效率先增大的原因是在转子铁芯10的外径D较大的情况下，转子功率密度高，随气隙增大时气隙磁阻增加，对应转子上的磁通下降，并导致铁耗下降。从电机设计角度而言，在电机效率增大的区间内，电机上的磁负荷高于电负荷，并在气隙δ增大过程中，磁负荷逐渐减小，而电负荷逐渐增加，直至二者达到平衡点，对应电机的效率达到最大，此后磁负荷小于电负荷，电机效率逐渐下降。

同理，气隙δ为0.35mm时，在转子铁芯10的外径D减小过程中，电机效率呈现先增大后减小的变化趋势。其中，在电机效率的增大区间内，转子的侧面积减小，气隙磁阻增大，此区间段内电机上的磁负荷高于电负荷，并在转子外径缩小过程中，磁负荷逐渐减小，而电负荷逐渐增加，直至二者达到平衡，对应待电机效率达到最大，此后磁负荷小于电负荷，电机效率逐渐下降。

因此，通过大量的试验测试分析，在本实施例中，气隙δ的大小与转子外径D设置成满足以下条件：不均匀气隙的最小气隙δ₁与扇形部 14的数量2p的乘积除以所对应的转子铁芯10圆周周长所得到的商值大于等于0.01且小于等于0.05。在此条件下，电机效率可以得到优化。

具体地，0.01≤2p8₁/(πDr)≤0.05，其中πD_r为最小气隙δ₁所对应的转子铁芯10圆周周长，D_r为与最小气隙δ₁对应转子铁芯10的外径。

例如，选取气隙宽度0.30mm，转子铁芯10外径为50mm，则气隙长径比为0.019。

以上设计方式通过限定气隙长径比的范围，达到提高电机100的效率及功率密度的目的。接下来进一步对不均匀气隙的最小气隙和最大气隙的比值进行优化，以降低电机100的振动噪音。

进一步地，若电机100的磁场正弦度较差，则其谐波成分含量较高，电机100在运行过程中定子与转子的谐波磁场相互作用易产生纹波转矩及径向力波，进而产生转矩波动与径向振动，给电机100运转带来噪音问题。而合理地对定子铁芯20和转子铁芯10之间的气隙进行优化设计，使气隙磁阻呈周期性分布，可以改善谐波磁场，从而避免或减弱电机100 的振动噪音。

因此，为减小电机100的振动噪音，以及对气隙空间内的磁场进行优化，从而保证磁场正弦度，应尽量使得气隙磁阻呈正弦分布，使得所含谐波成分含量尽可能地降低，还需要对转子铁芯10的外轮廓进行优化设计。本申请进一步在前述气隙长径比的优化前提下，对不均匀气隙进行优化设计，以使得电机磁场的谐波含量最小化。

如图2所示，定子铁芯20和转子铁芯10之间的最小气隙为δ₁，最大气隙为δ₂。在对转子铁芯10的外轮廓优化过程中，即对最大气隙δ₂和最小气隙δ₁及其过渡过程进行优化设计。设计过程应满足电机效率和磁场畸变率的平衡，对电机的磁场畸变率和性能进行择优分析，得到电机效率、畸变率随最大气隙和最小气隙的比值k的变化趋势如图5所示。

如图5所述，电机100在畸变率和性能的实验验证分析中，随着比值k的增加，电机效率下降明显，其主要原因是最大气隙δ₂增大导致对应的转子部分内缩，进而可提供的磁通面积减小，进而降低了转子的功率密度，同时气隙的卡特系数增加，整体趋势上电机100的性能下降，效率降低。尺寸过于狭小的最大气隙δ₂，电机效率较高，这是因为磁铁 30沿径向的尺寸长度较大，能提供的磁能积更大，同时气隙的卡特系数较小，电机效率上升，但由于最大气隙δ₂和最小气隙δ₁差距较小，气隙磁阻的正弦波动对整体磁路影响较小，因此磁场畸变率较高，无法实现优化气隙磁场的目标。

在本实施例中，通过在畸变率和效率之间寻求平衡范围，确定不均匀气隙的最小气隙δ₁与最大气隙δ₂的比值k大于等于0.5且小于等于0.8 时，可保证电机效率较高的同时，其磁场畸变率较低。

进一步分析发现最小气隙δ₁进一步满足大于等于0.2mm且小于等于0.5mm时，能够更准确地确保电机效率较高且磁场畸变率较低。

例如，最小气隙δ₁设计为0.30mm，确定最大气隙δ₂设计为 0.37mm～0.6mm之间比较合理，本实施例中选取气隙比值系数k为0.65，则确定最大气隙δ₂为0.46mm。

此外，在转子铁芯10与定子铁芯20之间的气隙较小的情况下，一旦有微小的金属碎屑吸引在转子铁芯外表面上，更容易使定转子之间产生摩擦而损坏，进而降低电机100的效率、产生异响等状况发生，本申请还从转子的角度出发，提供一种对转子的优化方式，以降低铁屑等异物气隙内而对电机性能、噪音及可靠性造成的影响。

具体地，参阅图1、图6和图7，电机100还包括包塑件40，两相邻扇形部14之间构成容纳槽16，每一容纳槽16中设置有一磁铁30，即多个磁铁30与多个扇形部14沿轴环部12周向交替排列，包塑件40 包覆于转子铁芯10上，以使得转子铁芯10和多个磁铁30相结合。

其中，磁铁30嵌于容纳槽16内，且磁铁30的N极和S极分别与两相邻扇形部14上的侧面贴合，相邻磁铁30上相对的面的极性相同，即同为S极或N极，进而被相邻的两个磁铁30所夹持的扇形部14对应表现为S或N磁极性，相邻两个扇形部14对外表现出相反的磁极性。

可知，转子铁芯10包括偶数个扇形部14，该偶数个扇形部14沿周向依次重复表现出S极和N极磁极性，并形成封闭的磁回路。另外，为使得磁回路均匀分布，多个容纳槽16沿轴环部12周向均匀分布。

可选地，磁铁30例如为铁氧体类的烧结磁铁或钕磁铁等。磁铁30 例如长方体、梯形体等结构，设置于容纳槽16内且沿转子铁芯10的轴向贯穿转子铁芯10。

参阅图7，磁铁30凸出于转子铁芯10的端面，即磁铁30沿转子铁芯10的轴向长度大于转子铁芯10的轴向长度。磁铁30可以自转子铁芯10的一个端面凸出，或者磁铁30的两端分别自转子铁芯10的相对的两个端面凸出，以利于利用磁铁30凸出的端部漏磁，提升转子100 的磁通量。

本实施例中，磁铁30的两端分别自转子铁芯10相对的两个端面凸出，且磁铁30分别自转子铁芯10的两个端面凸出的长度不同，其中磁铁30自转子铁芯10的端面凸出长度较长的一端用于安装传感器，以便于对转子100的运行状态进行监测。

包塑件40为树脂类材质，通过注塑的方式形成于转子铁芯10、磁铁30上，包塑件40还进一步填充于磁铁30与转子铁芯10之间的空隙内。

包塑件40覆盖转子铁芯10的整个端面，或者包塑件覆盖转子铁芯 10的局部端面，包塑件40还可以覆盖转子铁芯10的局部侧面。或者包塑件40不覆盖转子铁芯10的侧面，包塑件40能够使得多个磁铁30和转子铁芯10相对固定即可。

由于采用内置式磁铁结构，即磁铁30嵌入转子铁芯10的容纳槽16 内，将使得转子铁芯10与定子铁芯20配合时沿周向的气隙长度大幅减少，进而减少了转子铁芯10与定子铁芯20之间气隙的导磁损耗，有利于大幅提高定子铁芯20中的磁通量；且磁铁30嵌入容纳槽16内并与扇形部14交替配置，能够提高转子铁芯10对磁铁30的容积率，并且扇形部14能够有效利用各磁铁30的一对磁极所产生的磁通，有利于提高转子铁芯10的功率密度，进而提升电机100的效率。

在第一种实施例中，包塑件40上设有碎屑吸附槽41。

参阅图6至图9，包塑件40包覆磁铁30并形成于转子铁芯10的两个端面及侧面，包塑件40中形成于转子铁芯20侧面的部分设置有碎屑吸附槽41，碎屑吸附槽41用于吸纳转子运转过程中所吸附的微小异物，降低因金属碎屑等异物吸附于转子表面而使得转子与定子之间转动时产生摩擦的风险，有利于改善电机的性能。

包塑件40包括端面覆盖部42和侧面填充部44。端面覆盖部42覆盖转子铁芯10端面的磁铁30，露出转子铁芯10端面的轴环部12及扇形部14，即端面覆盖部42至少将转子铁芯10端面的磁铁30所覆盖，并露出转子铁芯10端面的至少部分轴环部12及部分扇形部14。

端面覆盖部42将磁铁30自转子铁芯10的端面凸出的部分覆盖包裹，对磁铁30起到轴向固定的作用。进一步，可以在磁铁30的两相对侧面上还设置定位孔，以用于定位磁铁30凸出转子铁芯10的端面的轴向长度。

在本实施例中，端面覆盖部42上对应每一磁铁30形成有至少一个定位孔424。例如，端面覆盖部42上对应每一磁铁30形成有两个定位孔424。定位孔424用于定位磁铁30的位置，以及可以减少端面覆盖部 42的用料，进一步地还可向该定位孔424内填料以对转子进行动平衡校正。

该端面覆盖部42包括轴环覆盖子部420和多个磁铁覆盖子部422，多个磁铁覆盖子部422呈放射状连接于轴环覆盖子部420，轴环覆盖子部420至少覆盖部分轴环部12，每一磁铁覆盖子部422对应覆盖一磁铁 30，磁铁覆盖子部422之间形成有空间并露出扇形部14。

进一步，可以在扇形部14自端面覆盖部42露出的部分上设置平衡孔146，该平衡孔贯穿扇形部14。设置该平衡孔146既能够减少转子铁芯10的重量，又能够对转子铁芯10进行散热，还可以通过向该平衡孔 146填充材质增重以对转子100进行动平衡校正。

在本实施例中，每一扇形部14上均设置有平衡孔146。在其他实施例中，也可以仅在部分扇形部14上设置平衡孔146。

进一步地，两相邻磁铁覆盖子部422之间还可以设置有挡圈426，挡圈位于扇形部14的外周缘，因而平衡孔146位于挡圈426、磁铁覆盖子部422和轴环覆盖子部420所围设的区域内，进而挡圈426可以防止对平衡孔146填料时填料溢出至转子铁芯10的侧面，还可增加填料固定于转子铁芯10上的可靠性，并防止转子高速旋转时离心力导致该填料甩脱，同时也便于人员快速操作填料而减小产生品质问题的风险。

侧面填充部44连接端面覆盖部42，覆盖于转子铁芯10侧面的磁铁 30，并露出转子铁芯10侧面的扇形部14；碎屑吸附槽41形成于侧面填充部44。

可选地，碎屑吸附槽41沿着转子铁芯10的轴向延伸形成于侧面填充部44。或者，碎屑吸附槽41相对轴向偏斜一定角度设置于侧面填充部44。

可选地，多个碎屑吸附槽41设置于侧面填充部44，侧面填充部44 上对应于每一磁铁30形成有一碎屑吸附槽41。或者，侧面填充部44上对应于每两个磁铁30形成有一碎屑吸附槽41。或者，侧面填充部44上对应于每一磁铁30形成有多个碎屑吸附槽41，多个碎屑吸附槽41沿轴向分布。

需要说明的是，侧面填充部44与转子铁芯10的侧面对齐连接，即连接处平滑过渡，以减少转子转动时所承受的风阻。

具体地，扇形部14远离轴环部12的外边缘朝向容纳槽16伸出形成止挡部140，磁铁30抵靠于止挡部140；两相邻扇形部14之间相对的两止挡部140形成间隙142，该间隙142的存在有利于大幅减少转子铁芯10的漏磁。侧面填充部44填充于间隙142中，且侧面填充部44与转子铁芯10的侧面对齐连接，以及侧面填充部44与转子铁芯10的两端面上的磁铁覆盖子部422连接。

在第二种实施例中，磁铁30上设有碎屑吸附槽32。

参阅图10，相比于上述实施例，不同点主要在于，磁铁30的一侧面自转子铁芯10的侧面露出且其上设有碎屑吸附槽32，进而多个碎屑吸附槽32自转子铁芯10的侧面露出。

具体而言，碎屑吸附槽32自自两止挡部140形成的间隙142露出，铁屑等异物可从间隙142进入碎屑吸附槽32并被碎屑吸附槽32磁吸收纳，以避免铁屑等异物对电机性能、噪音及可靠性造成影响。

可选地，包塑件40还填充于部分间隙142中，从而包塑件40还可形成于转子铁芯10的侧面，碎屑吸附槽32自未被包塑件40填充的间隙142露出。

在一些实施例中，碎屑吸附槽32沿着转子铁芯22的轴向延伸形成于磁铁30上，即磁铁30上沿轴向形成有一个碎屑吸附槽32。

在另一些实施例中，一个磁铁30的侧面沿轴向分布有多个碎屑吸附槽32。或者，每相邻的两个、三个等磁铁30数目中的一个上形成有碎屑吸附槽32。

在磁铁30上设有碎屑吸附槽32，相当于减小了磁铁30的体积，为尽量减弱磁铁30体积减小对转子性能的影响，对磁铁30的磁场进行分析，以确定在合理位置开设碎屑吸附槽32。

经仿真分析可知，磁铁30暴露在间隙142中的磁铁部分磁感强度最低，在邻近该磁感强度最低处的两侧，即止挡部140覆盖下的磁铁部分磁感强度最高。为尽量降低在磁铁30上开槽对转子100性能的影响，同时利用磁铁30上的高磁场对铁屑等异物的吸引，在磁铁30的低磁场处开设碎屑吸附槽32，且碎屑吸附槽32自间隙142露出于转子铁芯10 的侧面，以吸引铁屑等异物进入其中，进而避免铁屑对电机性能、噪音及可靠性造成影响。

在第三种实施例中，转子铁芯10上设有碎屑吸附槽144。

参阅图11至图13，相比于上述实施例，不同点主要在于，扇形部14上背离轴环部12的一侧设有碎屑吸附槽144。碎屑吸附槽144可设置于扇形部14背离轴环部12的侧壁上的任意位置。

本实施例中，止挡部140背离轴环部12的一侧设有碎屑吸附槽144。

由于止挡部140的横截面相对扇形部14其他位置上的横截面急剧缩小，因而自止挡部140上通过的磁通量极大地多于自扇形部14上相同大小的横截面积中通过的磁通量，甚至于止挡部140处于磁饱和状态，即止挡部140处的磁感强度较高，同时对转子铁芯10进行电磁仿真分析，也表明止挡部140连接处的磁感强度均较高，因而为吸纳转子铁芯 10外部的铁屑等微小异物，而选择在止挡部140上开设碎屑吸附槽144。

因而，本申请充分有效地利用转子铁芯10上的磁场分布状况，在止挡部140上开设碎屑吸附槽144吸纳铁屑等杂质的同时，对转子铁芯 10的性能未造成不良影响，以及由于碎屑吸附槽144所在位置处的磁场强度相对于转子铁芯10侧面的其他位置处的磁场强度较强，因而碎屑吸附槽144可对铁屑等微小异物进行有效吸附。

在一些实施例中，如图12中具有间隙142的两止挡部140还可以连接成一体，即相邻扇形部14的外周缘彼此连接，从而包塑件40仅包括端面覆盖部42，同样碎屑吸附槽144可设置于扇形部14背离轴环部 12的侧壁上的任意位置。

需要说明的是，上述碎屑吸附槽(41、32、144)可同时存在、存在三者中的一种或存在三者中的两种，均可有效避免铁屑等异物对电机性能、噪音及可靠性造成影响。

参阅图6、图7，电机100还可以包括转子轴50，轴孔120与转子轴50配合，从而转子100在电机中转动时，通过转子轴50输出动力。

进一步地，轴孔120的孔径尺寸大于转子轴50的轴径尺寸，包塑件40进一步填充于转子轴50与轴孔120的内侧面之间。包塑件40例如具有绝缘性质，进而将转子轴50与转子铁芯10隔离绝缘，以改变转子100的静电容量，进而达到降低轴电压的作用。或者，包塑件40为弹性材质，从而可以吸收、缓冲转子铁芯10与转子轴50在旋转过程中的切向力矩波动，以减少通过转子轴50传递出去的异常震动，并减小震动噪音。当然，包塑件40可同时具有上述性质，因而可同时具有上述有益效果。

进一步地，本申请还提供一种家用电器，该家用电器包括如上述的电机100。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种电机和家用电器。通过将转子铁芯和定子铁芯之间的气隙设置成不均匀气隙，并限定该不均匀气隙沿转子铁芯外周呈周期性变化，进而对电机进行优化，以使得电机的切向电磁力波的谐波成分较低，进而可降低电机的振动噪音，同时提高电机的功率密度和效率。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

转子铁芯；

定子铁芯，套设于所述转子铁芯的外周；

其中，所述转子铁芯和所述定子铁芯之间构成不均匀气隙，所述不均匀气隙沿所述转子铁芯外周呈周期性变化。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述转子铁芯包括轴环部和围绕所述轴环部间隔设置的多个扇形部；

所述定子铁芯包括围合呈环状的多个定子单元；

其中，所述扇形部和所述定子单元之间构成不均匀气隙。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述轴环部具有轴孔，所述扇形部的外边缘包括与所述轴孔同心的第一圆弧段和分别连接于所述第一圆弧段的两端的两第二圆弧段，其中所述第二圆弧段与所述第一圆弧段非同心。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述扇形部的外边缘还包括分别连接于所述两第二圆弧段的两直线段。

5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第一圆弧段与所述定子单元之间的径向气隙构成所述不均匀气隙的最小气隙，所述最小气隙与所述扇形部数量的乘积除以所对应的所述转子铁芯圆周周长所得的商值大于等于0.01且小于等于0.05。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述不均匀气隙的最小气隙与最大气隙的比值大于等于0.5且小于等于0.8。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电机，其特征在于，所述不均匀气隙的最小气隙为0.2mm～0.5mm。

8.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述扇形部上背离所述轴环部的一侧设有碎屑吸附槽。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘沿周向伸出形成止挡部，两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述止挡部背离所述轴环部的一侧设有所述碎屑吸附槽。

10.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，两相邻所述扇形部之间构成容纳槽，每一所述容纳槽中设置有一磁铁，所述磁铁的一侧面自所述转子铁芯的侧面露出且其上设有碎屑吸附槽。

11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘朝向所述容纳槽伸出形成止挡部，所述磁铁抵靠于所述止挡部；两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述碎屑吸附槽自所述间隙露出。

12.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述电机还包括包塑件和多个磁铁，所述磁铁分别嵌设于一所述容纳槽内；

所述包塑件包覆所述磁铁，并形成于所述转子铁芯的端面及侧面；其中，所述包塑件中形成于所述转子铁芯侧面的部分设置有碎屑吸附槽。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述包塑件包括：

端面覆盖部，覆盖所述转子铁芯端面的所述磁铁，露出所述转子铁芯端面的所述扇形部；

侧面填充部，连接所述端面覆盖部，覆盖于所述转子铁芯侧面的磁铁，露出所述转子铁芯侧面的所述扇形部；所述碎屑吸附槽形成于所述侧面填充部。

14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述扇形部远离所述轴环部的外边缘朝向所述容纳槽伸出形成止挡部，所述磁铁抵靠于所述止挡部；两相邻所述扇形部之间相对的两所述止挡部形成间隙，所述侧面填充部填充于所述间隙中。

15.一种家用电器，其特征在于，所述家用电器包括权利要求1-9中任一项所述的电机。

Images