CN114172284A - 定子组件、电机和电器设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种定子组件、电机和电器设备，定子组件包括：定子铁芯，定子铁芯包括轭部和定子主齿，定子主齿包括：齿身，齿身的齿根与轭部相连接；齿靴，设置于齿身的齿顶，齿靴上设置有第一副齿和第二副齿，第一副齿和第二副齿之间具有凹槽；绕组，设置于定子主齿上；其中，齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置。本发明中第一副齿和第二副齿作为调制部件，实现磁场调制的作用；此外，齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置，改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

Description

定子组件、电机和电器设备

技术领域

本发明涉及电机技术电器领域，具体而言，涉及一种定子组件、电机和电器设备。

背景技术

相关技术中，电机采用内置式转子结构来提高基波气隙磁场强度，以提高电机效率。但这种结构中要进一步提升基波磁场强度，往往会增加电机成本或者恶化电机振动噪音性能，从而影响电机可靠性；并且，其基波磁场强度提升程度有限，电机性能提升空间也较小。

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，本发明第一方面提供了一种定子组件。

本发明第二方面提供了一种电机。

本发明第三方面提供了一种电器设备。

本发明第一方面提供了一种定子组件，包括：定子铁芯，定子铁芯包括轭部和定子主齿，定子主齿包括：齿身，齿身的齿根与轭部相连接；齿靴，设置于齿身的齿顶，齿靴上设置有第一副齿和第二副齿，第一副齿和第二副齿之间具有凹槽；绕组，设置于定子主齿上；其中，齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置。

本发明提出的定子组件包括定子铁芯和绕组。其中，定子铁芯包括轭部以及设置在轭部上的定子主齿。定子主齿包括齿身和齿靴；齿身的齿根与轭部相连接，齿身的齿顶设置有齿靴。此外，绕组设置于定子主齿上，齿靴可以对绕组起到一定的限位作用，以保证绕组稳定处于定子主齿上。

进一步地，本发明提出的定子组件中，齿靴上设置有第一副齿和第二副齿，第一副齿和第二副齿在齿靴上间隔分布，且第一副齿和第二副齿之间具有凹槽。这样，第一副齿和第二副齿除了作为导磁部件外，还可作为调制部件，实现磁场调制的作用。此时，不同于相关技术中所采用的常规永磁电机(槽开口较小，气隙磁导接近于常数)。在本发明提出的定子组件中，定子主齿至少分裂有第一副齿和第二副齿，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。这样，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。

更进一步地，本发明提出的定子组件中，齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置，使得齿靴或凹槽朝向齿身的齿身平分线的一侧偏移。这样，可改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

因此，本发明提出的定子组件中，定子主齿的齿靴上至少设置有第一副齿和第二副齿，进而通过第一副齿和第二副齿作为调制部件，实现磁场调制的作用，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。并且，齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置，使得齿靴或凹槽朝向齿身的齿身平分线的一侧偏移，进而改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

在一些可能的设计中，在定子组件的圆周方向上，凹槽的两侧壁到齿身的齿身平分线的距离不等。

在该设计中，在定子组件的圆周方向上，凹槽的两侧壁到齿身的齿身平分线的距离不等。也即，本发明提出的电机中凹槽朝向齿身的齿身平分线的一侧偏移，以实现齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置。这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

在一些可能的设计中，在定子组件的圆周方向上，齿靴的两端到齿身的齿身平分线的距离不等。

在该设计中，在定子组件的圆周方向上，齿靴的两端到齿身的齿身平分线的距离不等。也即，本发明提出的电机中齿靴朝向齿身的齿身平分线的一侧偏移，以实现齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置。这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

在一些可能的设计中，定子主齿的数量为至少两个，相邻的第一副齿和第二副齿之间具有槽口，在槽口处，相邻两个齿身的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿和第二副齿的距离不等。

在该设计中，定子主齿的数量为至少两个。其中，在相邻两个定子主齿中，一个定子组件的第一副齿和另一个定子主齿的第二副齿之间具有槽口，槽口可用于工作人员将绕组缠绕到定子主齿的齿身上。此外，在槽口处，相邻两个齿身的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿和第二副齿的距离不等。

也即，在本发明提出的电机中，槽口相较于相邻两个齿身的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线偏移设置，以实现齿靴关于齿身的齿身平分线不对称设置。这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

在一些可能的设计中，在定子组件的圆周方向上，槽口的尺寸与凹槽的尺寸不等。

在该设计中，在定子组件的圆周方向上，槽口的尺寸与凹槽的尺寸不等。这样，会改变定子副齿(定子副齿至少包括第一副齿和第二副齿)在圆周上分布的均匀程度，即减小了气隙磁导的周期数，而气隙磁密各工作谐波为极对数为：|Pr±i×Zf|(i＝0，1，2……)，Zf为气隙磁导周期数；当气隙磁导周期数减小后，调制生成的磁密谐波分量将增加，即会产生更多的工作谐波，使得电机的输出转矩会进一步提升。

在一些可能的设计中，在定子组件的圆周方向上，槽口的尺寸小于凹槽的尺寸。

在该设计中，在定子组件的圆周方向上，槽口的尺寸小于凹槽的尺寸。这样，本发明进一步对第一副齿和第二副齿在圆周上的分布进行优化，进一步减小气隙磁导的周期数，从而使得产生的工作谐波更多，使得电机的输出转矩会进一步提升。

在一些可能的设计中，轭部为环状，定子主齿的齿根连接于轭部的外周壁。

在该设计中，轭部为环状。此外，定子主齿的齿根连接于轭部的外周壁。这样，本发明提出的定子组件中为内定子，并可与外转子配合使用以输出力矩。

在一些可能的设计中，所第一副齿的齿身平分线与第二副齿的齿身平分线形成夹角β满足：1≤β/(2π/(ax))＜1.4，其中，a表示定子主齿的数量，x表示每一个定子主齿上定子副齿的数量，定子副齿包括第一副齿和第二副齿。

在该设计中，所第一副齿的齿身平分线与第二副齿的齿身平分线形成夹角β满足：1≤β/(2π/(ax))＜1.4，其中，a表示定子主齿的数量，x表示每一个定子主齿上定子副齿的数量，定子副齿包括第一副齿和第二副齿。这样，本发明进一步对定子副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该定子组件的电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。

在一些可能的设计中，定子铁芯包括至少两个堆叠体，任一堆叠体包括轭部区段和定子主齿，定子主齿设置于轭部区段上，相邻两个堆叠体的轭部区段相连接，轭部包括多个轭部区段。

在该设计中，定子铁芯包括至少两个堆叠体，并通过至少两个堆叠体堆叠的方式来制造定子铁芯。这样，在定子铁芯的加工制造过程中，工作人员可先在单个堆叠体上进行绕线等操作。相较于相技术中需要在整体铁芯上进行绕线操作，本发明所提出的堆叠体的操作空间更加，有利于降低绕线难度，进而提高绕线的工作效率，降低材料成本。

此外，本发明可以首先在单个堆叠体上进行绕线等操作，可有效提升绕组的缠绕数量，并提升绕组的槽满率，提高应用电机输出性能。并且，本发明在降低绕线难度的基础上，可降低绕线过程中废品率，进而减少废料并提升定子铁芯的成本率。此外，单独堆叠体对材料的要求较低，可提升铁芯材料的利用率，进而降低定子铁芯的材料成本。

在一些可能的设计中，相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接。

在该设计中，相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接，进而保证相邻两个堆叠体的拆装。

具体地，定子铁芯还包括第一连接部和第二连接部。其中，第一连接部设置在轭部区段的第一端，第一连接部设置在轭部区段的第二端，第一端和第二段在轭部区段上相对设置。并且，第一连接部和第二连接部的结构相匹配，第一连接部和第二连接部配合能够实现自锁。因此，在拼接堆叠体的过程中，本发明可以通过第一连接部和第二连接部来连接相邻两个堆叠体，包括相邻两个堆叠体的可拆卸连接。

在该设计中，第一连接部与第二连接部中的一者为凸部，另一者为凹部。此外，凸部的形状与凹部的形状相适配，并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接，并具有自锁功能。具体地，凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽；凸部的形状与凹部的形状相匹配。

在一些可能的设计中，定子组件还包括固定件，相邻两个堆叠体通过固定件固定。

在该设计中，定子组件还包括固定件。其中。在相邻两个堆叠体拼接完成后，本发明进一步通过固定件来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。具体地，固定件可采用绝缘框架，进而使得绝缘框架在保证绝缘的基础上，还可对堆叠体进行固定，实现了绝缘框架的多用途。

在一些可能的设计中，相邻两个堆叠体焊接连接。

在该设计中，相邻两个堆叠体焊接连接。其中。在相邻两个堆叠体拼接完成后，本发明进一步通过焊接的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。

在一些可能的设计中，相邻两个堆叠体一体注塑。

在该设计中，相邻两个堆叠体一体注塑。也即，在在相邻两个堆叠体拼接完成后，本发明进一步通过一体注塑的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。

在一些可能的设计中，齿身的齿根与轭部可拆卸式连接。

在该设计中，定子主齿的齿身与轭部可拆卸式连接。这样，在定子铁芯的加工制造过程中，可在含有定子主齿的单个堆叠体上先绕线，然后再安装到轭部，一方面便于绕线，提高电机槽满率，另一方面，可以增加齿靴周向宽度，减小槽口宽度，从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。

在一些可能的设计中，齿身的齿顶与齿靴可拆卸式连接。

在该设计中，齿靴与定子主齿的齿身可拆卸式连接。这样，在定子铁芯的加工制造过程中，可在含有定子主齿的单个堆叠体上先绕线，然后再安装齿靴，一方面便于绕线，提高电机槽满率，另一方面，可以增加齿靴周向宽度，减小槽口宽度，从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。

本发明第二方面提出了一种电机，包括：如本发明第一方面的定子组件；转子组件，转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，多个永磁体设置于转子铁芯上，并在转子铁芯的圆周方向上间隔分布，相邻两个永磁体的磁极相异。

本发明提出的电机包括如本发明第一方面的定子组件。因此，具有上述定子组件的全部有益效果，在此不再详细论述。

此外，电机还包括转子组件。其中，转子组件包括转子铁芯和多个永磁体；多个永磁体设置于转子铁芯上，并在转子铁芯的圆周方向上间隔分布，此外，相邻永磁体的极性相异。在电机运行过程在，转子组件能够与定子组件配合并输出转矩。

在一些可能的设计中，定子组件的至少一部分位于转子组件的内部。

在该设计中，定子组件的至少一部分位于转子组件的内部。此时，定子组件作为内定子使用，转子组件作为外转子使用。此外，在定子组件的至少一部分位于转子组件的内部的情况下，永磁体保持在转子铁芯的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体组成，也可以是一体形成的磁环。可选地，永磁体材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。

在一些可能的设计中，转子组件的至少一部分位于定子组件的内部。

在该设计中，转子组件的至少一部分位于定子组件的内部。此时，转子组件作为转定子使用，定子组件作为外定子使用。此外，在转子组件的至少一部分位于定子组件的内部的情况下，形成永磁磁极的永磁体放置于转子铁芯的外表面或者内部、或者放置于铁芯内部，如V型、spoke型等。

在一些可能的设计中，绕组的极对数Ps满足：Ps＝│ax±Pr│，a表示定子主齿的数量，x表示每个定子主齿上定子副齿的数量，Pr表示多个永磁体的极对数，其中，定子副齿包括第一副齿和第二副齿。

在该设计中，绕组的极对数Ps满足：Ps＝│ax±Pr│，a表示定子主齿的数量，x表示每个定子主齿上定子副齿的数量，Pr表示多个永磁体的极对数，其中，定子副齿包括第一副齿和第二副齿。在该限定下，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

本发明第三方面提出了一种电器设备，包括：如本发明第二方面的电机。

本发明提出的电器设备，包括如本发明第二方面的电机。因此，具有上述电机的全部有益效果，在此不再详细论述。

具体地，本发明提出的电器设备可以为冰箱、洗衣机、空调器等产品。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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是本发明一个实施例的定子组件中定子铁芯的结构示意图之一；

图2是本发明一个实施例的定子组件中定子铁芯的结构示意图之二；

图3是本发明一个实施例的定子组件中定子铁芯的结构示意图之三；

图4是图3所示定子铁芯中单个堆叠体的结构示意图；

图5是本发明又一个实施例的定子组件中定子铁芯的单个堆叠体的结构示意图

图6是本发明一个实施例的定子组件中定子铁芯的结构示意图之四；

图7是本发明一个实施例的定子组件中定子铁芯的结构示意图之五；

图8是本发明一个实施例的电机的结构示意图；

图9是图8所示电机中转子组件的结构示意图；

图10是本发明一个实施例的电机中L1与L2的尺寸对电机性能影响的示意图；

图11是本发明一个实施例的电机中L3与L4的尺寸对电机性能影响的示意图；

图12是本发明一个实施例的电机中d1与d2的尺寸对电机性能影响的示意图；

图13是本发明一个实施例的电机中d3与d4的尺寸对电机性能影响的示意图之一；

图14是本发明一个实施例的电机中d3与d4的尺寸对电机性能影响的示意图之二；

图15是本发明一个实施例的电机中夹角β对电机性能影响的示意图。

其中，图1至图15中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102定子铁芯，104轭部，106定子主齿，108齿身，110齿靴，112第一副齿，114第二副齿，116凹槽，118槽口，120定子槽，122堆叠体，124轭部区段，126第一连接部，128第二连接部，200转子组件，202转子铁芯，204永磁体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图15来描述根据本发明一些实施例提供的定子组件、电机和电器设备。

如图1和图2所示，本发明第一个实施例提出了一种定子组件，包括定子铁芯102和绕组。其中，定子铁芯102包括轭部104以及设置在轭部104上的定子主齿106。定子主齿106包括齿身108和齿靴110；齿身108的齿根与轭部104相连接，齿身108的齿顶设置有齿靴110。此外，绕组设置于定子主齿106上，齿靴110可以对绕组起到一定的限位作用，以保证绕组稳定处于定子主齿106上。

进一步地，如图1和图2所示，本发明提出的定子组件中，齿靴110上设置有第一副齿112和第二副齿114，第一副齿112和第二副齿114在齿靴110上间隔分布，且第一副齿112和第二副齿114之间具有凹槽116。这样，第一副齿112和第二副齿114除了作为导磁部件外，还可作为调制部件，实现磁场调制的作用。

此时，不同于相关技术中所采用的常规永磁电机(槽开口较小，气隙磁导接近于常数)。在本发明提出的定子组件中，定子主齿106至少分裂有第一副齿112和第二副齿114，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。这样，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。

更进一步地，如图1和图2所示，本发明提出的定子组件中，齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置，使得齿靴110或凹槽116朝向齿身108的齿身平分线的一侧偏移。这样，可改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

因此，如图1和图2所示，本发明提出的定子组件中，定子主齿106的齿靴110上至少设置有第一副齿112和第二副齿114，进而通过第一副齿112和第二副齿114作为调制部件，实现磁场调制的作用，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。并且，齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置，使得齿靴110或凹槽116朝向齿身108的齿身平分线的一侧偏移，进而改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

本发明第二个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例的基础上，进一步地：

如图2所示，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离不等。也即，本发明提出的电机中凹槽116朝向齿身108的齿身平分线的一侧偏移，以实现齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。

这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

此外需要说明的是，在该实施例中，在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离可以相等也可以不等。这样，均可保证齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。

具体地，如图1所示，凹槽116的第一侧壁到齿身108的齿身平分线的距离为L1，凹槽116的第二侧壁到齿身108的齿身平分线的距离为L2，并且L1≠L2。其中，第一侧壁即为凹槽116靠近第一副齿112的一侧壁，第二侧壁即为凹槽116靠近第二副齿114的一侧壁。

具体地，如图10所示，本发明提出的定子组件中，凹槽116的第一侧壁到齿身108的齿身平分线的距离为L1，凹槽116的第二侧壁到齿身108的齿身平分线的距离为L2，并且L1≠L2，能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。其中，在图10中，横坐标表示电机的电角度，纵坐标表示电机的齿槽转矩(Nm)，Q1表示L1＝L2时的相关参数，Q2表示L1≠L2时的相关参数。

本发明第三个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例和第二个实施例的基础上，进一步地：

在定子组件的圆周方向上，齿靴110的两端到齿身108的齿身平分线的距离不等。也即，本发明提出的电机中齿靴110朝向齿身108的齿身平分线的一侧偏移，以实现齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。

这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

此外需要说明的是，在该实施例中，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离可以相等也可以不等。这样，均可保证齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。

具体地，如图1所示，齿靴110的第一端到齿身108的齿身平分线的距离为L3，齿靴110的第二端到齿身108的齿身平分线的距离为L4，并且L3≠L4。

具体地，如图11所示，本发明提出的定子组件中，齿靴110的第一端到齿身108的齿身平分线的距离为L3，齿靴110的第二端到齿身108的齿身平分线的距离为L4，并且L3≠L4，能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。其中，在图11中，横坐标表示电机的电角度，纵坐标表示电机的齿槽转矩(Nm)，Q3表示L3＝L4时的相关参数，Q4表示L3≠L4时的相关参数。

本发明第四个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例和第三个实施例的基础上，进一步地：

如图1所示，定子主齿106的数量为至少两个。其中，在相邻两个定子主齿106中，一个定子组件的第一副齿112和另一个定子主齿106的第二副齿114之间具有槽口118，槽口118可用于工作人员将绕组缠绕到定子主齿106的齿身108上。此外，在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离不等。

也即，在本实施例提出的电机中，槽口118相较于相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线偏移设置，以实现齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。这样，应用该定子组件的电机即可实现磁场调制效应，产生并用更多工作谐波，从而提升电机输出转矩。并且，可减小转矩脉动，以提升应用该定子组件的电机运行的稳定性，降低电机运行的振动和噪声。

此外需要说明的是，在该实施例中，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离可以相等也可以不等。这样，均可保证齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置。

具体地，如图1所示，两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线到第一副齿112的距离为d1，两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线到第二副齿114的距离为d2，并且d1≠d2。

具体地，如图12所示，两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线到第一副齿112的距离为d1，两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线到第二副齿114的距离为d2，并且d1≠d2，能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。其中，在图12中，横坐标表示电机的电角度，纵坐标表示电机的齿槽转矩(Nm)，Q5表示d1＝d2时的相关参数，Q6表示d1≠d2时的相关参数。

本发明第五个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例和第四个实施例的基础上，进一步地：

如图1和图2所示，在定子组件的圆周方向上，槽口118的尺寸与凹槽116的尺寸不等。这样，会改变定子副齿(定子副齿至少包括第一副齿112和第二副齿114)在圆周上分布的均匀程度，即减小了气隙磁导的周期数，而气隙磁密各工作谐波为极对数为：|Pr±i×Zf|(i＝0，1，2……)，Zf为气隙磁导周期数；当气隙磁导周期数减小后，调制生成的磁密谐波分量将增加，即会产生更多的工作谐波，使得电机的输出转矩会进一步提升。

在该实施例中，进一步地，如图1和图2所示，在定子组件的圆周方向上，槽口118的尺寸小于凹槽116的尺寸。这样，本发明进一步对第一副齿112和第二副齿114在圆周上的分布进行优化，进一步减小气隙磁导的周期数，从而使得产生的工作谐波更多，使得电机的输出转矩会进一步提升。

具体地，如图1和图2所示，在定子组件的圆周方向上，槽口118的尺寸为d3，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的尺寸为d4；并且满足d3＜d4。

具体地，如图13所示，本发明提出的定子组件中，在定子组件的圆周方向上，槽口118的尺寸为d3，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的尺寸为d4，并且满足d3＜d4，能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。具体地，在图13中，横坐标表示次数，纵坐标表示空载气隙磁密斜波-T，填充的条形表示d3≠d4时的相关参数，空白的条形表示d3＝d4时的相关参数。如图13所示，d3≠d4后，减小了气隙磁导的周期数，而气隙磁密各工作谐波为极对数为：|Pr±i×Zf|(i＝0，1，2……)，Zf为气隙磁导周期数；当气隙磁导周期数减小后，调制生成的磁密谐波分量将增加。如4/8/16次谐波。

具体地，如图14所示，在定子组件的圆周方向上，槽口118的尺寸为d3，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的尺寸为d4，并且满足d3＜d4，能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。图14中，横坐标表示电机的电角度，纵坐标表示空载反电势-V，Q7表示d3＝d4时的相关参数，Q8表示d3≠d4时的相关参数；如图14所示，本发明中电机的输出反电势会进一步提升，进而转矩提升。

本发明第六个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例、第四个实施例和第五个实施例的基础上，进一步地：

如图1和图2所示，第一副齿112的齿身平分线与第二副齿114的齿身平分线形成夹角β满足：1≤β/(2π/(ax))＜1.4，其中，a表示定子主齿106的数量，x表示每一个定子主齿106上定子副齿的数量，定子副齿包括第一副齿112和第二副齿114。

这样，本发明进一步对定子副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该定子组件的电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。

具体地，如图15所示，本发明提出的定子组件中，第一副齿112的齿身平分线与第二副齿114的齿身平分线形成夹角β满足：1≤β/(2π/(ax))＜1.4，能够明显提升电机的效率，使得电机的效率优势更加明显。其中，图15中横坐标表示β/(2π/(ax))的取值，纵坐标表示电机效率，曲线Q9表示电机效率的相关参数。

本发明第七个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例、第四个实施例、第五个实施例和第六个实施例的基础上，进一步地：

如图3、图4和图5所示，定子铁芯102包括至少两个堆叠体122，并通过至少两个堆叠体122堆叠的方式来制造定子铁芯102。这样，在定子铁芯102的加工制造过程中，工作人员可先在单个堆叠体122上进行绕线等操作。相较于相技术中需要在整体铁芯上进行绕线操作，本发明所提出的堆叠体122的操作空间更加，有利于降低绕线难度，进而提高绕线的工作效率，降低材料成本。

此外，本发明可以首先在单个堆叠体122上进行绕线等操作，可有效提升绕组的缠绕数量，并提升绕组的槽满率，提高应用电机输出性能。并且，本发明在降低绕线难度的基础上，可降低绕线过程中废品率，进而减少废料并提升定子铁芯102的成本率。此外，单独堆叠体122对材料的要求较低，可提升铁芯材料的利用率，进而降低定子铁芯102的材料成本。

在该实施例中，进一步地，如图3、图4和图5所示，相邻两个堆叠体122的轭部区段124可拆卸连接，进而保证相邻两个堆叠体122的拆装。具体地，定子铁芯102还包括第一连接部126和第二连接部128。其中，第一连接部126设置在轭部区段124的第一端，第一连接部126设置在轭部区段124的第二端，第一端和第二段在轭部区段124上相对设置。并且，第一连接部126和第二连接部128的结构相匹配，第一连接部126和第二连接部128配合能够实现自锁。因此，在拼接堆叠体122的过程中，本发明可以通过第一连接部126和第二连接部128来连接相邻两个堆叠体122，包括相邻两个堆叠体122的可拆卸连接。

在该实施例中，进一步地，如图3、图4和图5所示，第一连接部126与第二连接部128中的一者为凸部，另一者为凹部。此外，凸部的形状与凹部的形状相适配，并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接，并具有自锁功能。具体地，凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽；凸部的形状与凹部的形状相匹配。

此外，如图4和图5所示，单个堆叠体122可以包括一个定子主齿106，也可以包括两个或两个以上的定子主齿106。

本发明第八个实施例提出了一种定子组件，在第七个实施例的基础上，进一步地：

定子组件还包括固定件(图中未示出)。其中。在相邻两个堆叠体122拼接完成后，本发明进一步通过固定件来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体122的结构稳定性。具体地，固定件可采用绝缘框架，进而使得绝缘框架在保证绝缘的基础上，还可对堆叠体122进行固定，实现了绝缘框架的多用途。

此外，相邻两个堆叠体122也可以焊接连接。其中。在相邻两个堆叠体122拼接完成后，本发明进一步通过焊接的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体122的结构稳定性。

此外，相邻两个堆叠体122也可以一体注塑。也即，在在相邻两个堆叠体122拼接完成后，本发明进一步通过一体注塑的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体122的结构稳定性。

本发明第九个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例、第四个实施例、第五个实施例、第六个实施例、第七个实施例和第八个实施例的基础上，进一步地：

如图6所示，定子主齿106的齿身108与轭部104可拆卸式连接。这样，在定子铁芯102的加工制造过程中，可在含有定子主齿106的单个堆叠体122上先绕线，然后再安装到轭部104，一方面便于绕线，提高电机槽满率，另一方面，可以增加齿靴110周向宽度，减小槽口118宽度，从而避免槽口118过大对电机性能造成的影响。

本发明第十个实施例提出了一种定子组件，在第一个实施例、第二个实施例、第三个实施例、第四个实施例、第五个实施例、第六个实施例、第七个实施例、第八个实施例和第九个实施例的基础上，进一步地：

如图7所示，齿靴110与定子主齿106的齿身108可拆卸式连接。这样，在定子铁芯102的加工制造过程中，可在含有定子主齿106的单个堆叠体122上先绕线，然后再安装齿靴110，一方面便于绕线，提高电机槽满率，另一方面，可以增加齿靴110周向宽度，减小槽口118宽度，从而避免槽口118过大对电机性能造成的影响。

在上述任一实施例的基础上，进一步地，如图1和图2所示，轭部104为环状。此外，定子主齿106的齿根连接于轭部104的外周壁。这样，本发明提出的定子组件中为内定子，并可与外转子配合使用以输出力矩。

在上述实施例的基础上，需要说明的是，如果在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离不等，那么在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离可以相等也可以不等。

在上述实施例的基础上，需要说明的是，如果在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离不等，那么在定子组件的圆周方向上，齿靴110的两端到齿身108的齿身平分线的距离不等。

因此，在本发明提出的定子组件中，只需要保证d1≠d2和L1≠L2中至少一者存在即可。

如图8所示，本发明第十一个实施例提出了一种电机，包括如上述任一实施例的定子组件、以及转子组件200。

因此，本实施例提出的电机，具有上述定子组件的全部有益效果，在此不再详细论述。

此外，如图8和图9所示，电机还包括转子组件。其中，转子组件200包括转子铁芯202和多个永磁体204；多个永磁体204设置于转子铁芯202上，并在转子铁芯202的圆周方向上间隔分布，此外，相邻永磁体204的极性相异。在电机运行过程在，转子组件200能够与定子组件配合并输出转矩。

在该实施例中，可以是定子组件的至少一部分位于转子组件200的内部。此时，定子组件作为内定子使用，转子组件200作为外转子使用。

此外，如图8和图9所示，在定子组件的至少一部分位于转子组件200的内部的情况下，永磁体204保持在转子铁芯202的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体204组成，也可以是一体形成的磁环。可选地，永磁体204材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。

在该实施例中，可以是转子组件200的至少一部分位于定子组件的内部。此时，转子组件200作为转定子使用，定子组件作为外定子使用。

此外，在转子组件200的至少一部分位于定子组件的内部的情况下，形成永磁磁极的永磁体204放置于转子铁芯202的外表面或者内部、或者放置于铁芯内部，如V型、spoke型等。

本发明第十二个实施例提出了一种电机，在第十一个实施例的基础上，进一步地：

绕组的极对数Ps满足：Ps＝│ax±Pr│，a表示定子主齿106的数量，x表示每个定子主齿106上定子副齿的数量，Pr表示多个永磁体204的极对数，其中，定子副齿包括第一副齿112和第二副齿114。在该限定下，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

本发明第十三个实施例提出了一种定子组件，通过磁场调制原理，产生新的工作谐波并利用其来产生转矩，并且通过齿靴110或槽口118偏移设计，减小转矩脉动，改善振动噪音性能。

在该实施例中，如图1和图2所示，定子组件包括定子铁芯102和缠绕于定子铁芯102上的绕组；定子铁芯102包括轭部104和由轭部104沿径向延伸的多个定子主齿106，相邻两个定子主齿106之间形成定子槽120；绕组包含多个放置于定子槽120内的线圈，且每个线圈只缠绕在一个定子主齿106上。每个定子主齿106的一端形成有齿靴110，相邻两个齿靴110之间形成槽口118。齿靴110周向两侧分布有第一副齿112和第二副齿114，第一副齿112和第二副齿114之间形成有凹槽116。并且，齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称。

进一步地，如图1和图2所示，关于齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称，包括但不限于以下几种情况：

情况1、如图2所示，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离不等(也即L1≠L2)。并且，在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离相等(也即d1＝d2)。

情况2、在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离不等(也即L1≠L2)。并且，在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离不等(也即d1≠d1)。

情况3、如图1所示，在定子组件的圆周方向上，凹槽116的两侧壁到齿身108的齿身平分线的距离相等(也即L1＝L2)。并且，在槽口118处，相邻两个齿身108的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到第一副齿112和第二副齿114的距离不等(也即d1≠d1)。

通过上述设置，第一副齿112和第二副齿114除了作为导磁部件外，还可作为调制部件，实现磁场调制的作用。此时，在本发明的定子组件中，定子主齿106至少分裂有第一副齿112和第二副，且第一副齿112和第二副之间形成有较大的凹槽116，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时，气隙磁密中会出现新的谐波成分。再根据此谐波成分设计绕组，就可将气隙磁密中出现的新的谐波成分作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

此时，不同于相关技术中所采用的常规永磁电机(槽开口较小，气隙磁导接近于常数)。在本发明提出的定子组件中，定子主齿106至少分裂有第一副齿112和第二副齿114，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。这样，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。

进一步地，在本发明提出的定子组件中，绕组的每个线圈仅绕设于一个定子主齿106上，即采用单齿绕的集中绕组结构，此时电机绕组端部较小，有利于减小铜耗，并且便于实现模块化，提高生产制造效率。

进一步地，在本发明提出的定子组件中，齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置，具体地，齿靴110或者槽口118向齿身平分线的一侧偏移。通过上述设计，可改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善电机振动噪音性能。

因此，本发明提出的定子组件中，定子主齿106的齿靴110上至少设置有第一副齿112和第二副齿114，进而通过第一副齿112和第二副齿114作为调制部件，实现磁场调制的作用，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，使得应用该定子组件的电机的性能得到了明显的提升。并且，齿靴110关于齿身108的齿身平分线不对称设置，使得齿靴110或凹槽116朝向齿身108的齿身平分线的一侧偏移，进而改变气隙磁导分布，削弱部分谐波，从而减小转矩脉动，改善应用该定子组件的电机振动噪音性能。

并且，槽口118的尺寸与凹槽116的尺寸不等，会改变定子副齿(定子副齿至少包括第一副齿112和第二副齿114)在圆周上分布的均匀程度，即减小了气隙磁导的周期数，而气隙磁密各工作谐波为极对数为：|Pr±i×Zf|(i＝0，1，2……)，Zf为气隙磁导周期数；当气隙磁导周期数减小后，调制生成的磁密谐波分量将增加，即会产生更多的工作谐波，使得电机的输出转矩会进一步提升。

如图8和图9所示，本发明第十四个实施例提出了一种电机，包括如本发明第十三个实施例提出的定子组件。此外，电机还包括转子组件200，转子组件与定子组件同心设置。

在该实施例中，进一步地，如图9所示，转子组件200包括转子铁芯202和多个永磁体204；多个永磁体204设置于转子铁芯202上，并在转子铁芯202的圆周方向上间隔分布，此外，相邻永磁体204的极性相异。在电机运行过程在，转子组件200能够与定子组件配合并输出转矩。

此外，绕组的极对数Ps满足：Ps＝│ax±Pr│，a表示定子主齿106的数量，x表示每个定子主齿106上定子副齿的数量，Pr表示多个永磁体204的极对数，其中，定子副齿包括第一副齿112和第二副齿114。在该设计下，定子的Ps对极磁场经调制块，即定子副齿作用后，产生了Pr对极的磁场，其与转子磁场极对数相同，从而能够实现磁场调制，利用谐波产生转矩，并提高电机性能。

在该实施例中，可以是定子组件的至少一部分位于转子组件200的内部。也可以是转子组件200的至少一部分位于定子组件的内部

在定子组件的至少一部分位于转子组件200的内部的情况下，永磁体204保持在转子铁芯202的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体204组成，也可以是一体形成的磁环。可选地，永磁体204材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。

在转子组件200的至少一部分位于定子组件的内部的情况下，形成永磁磁极的永磁体204放置于转子铁芯202的外表面或者内部、或者放置于铁芯内部，如V型、spoke型等。

本发明第十五个实施例提出了一种电器设备(图中未示出)，包括如上述实施例的电机。

本实施例提出的电器设备，包括如上述实施例的电机。因此，具有上述电机的全部有益效果，在此不再详细论述。

具体地，本实施例提出的电器设备可以为冰箱、洗衣机、空调器等产品。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种定子组件，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯包括轭部和定子主齿，所述定子主齿包括：

齿身，所述齿身的齿根与所述轭部相连接；

齿靴，设置于所述齿身的齿顶，所述齿靴上设置有第一副齿和第二副齿，所述第一副齿和所述第二副齿之间具有凹槽；

绕组，设置于所述定子主齿上；

其中，所述齿靴关于所述齿身的齿身平分线不对称设置。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，

在所述定子组件的圆周方向上，所述凹槽的两侧壁到所述齿身的齿身平分线的距离不等。

3.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，

在所述定子组件的圆周方向上，所述齿靴的两端到所述齿身的齿身平分线的距离不等。

4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，

所述定子主齿的数量为至少两个，相邻的所述第一副齿和所述第二副齿之间具有槽口，在所述槽口处，相邻两个所述齿身的齿身平分线之间形成的夹角的角平分线，到所述第一副齿和所述第二副齿的距离不等。

5.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，

在所述定子组件的圆周方向上，所述槽口的尺寸与所述凹槽的尺寸不等。

6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于，

在所述定子组件的圆周方向上，所述槽口的尺寸小于所述凹槽的尺寸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述轭部为环状，所述定子主齿的齿根连接于所述轭部的外周壁。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所第一副齿的齿身平分线与所述第二副齿的齿身平分线形成夹角β满足：1≤β/(2π/(ax))＜1.4，其中，a表示所述定子主齿的数量，x表示每一个所述定子主齿上定子副齿的数量，所述定子副齿包括所述第一副齿和所述第二副齿。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述定子铁芯包括至少两个堆叠体，任一所述堆叠体包括轭部区段和所述定子主齿，所述定子主齿设置于所述轭部区段上，相邻两个所述堆叠体的所述轭部区段相连接，所述轭部包括多个所述轭部区段。

10.根据权利要求9所述的定子组件，其特征在于，

相邻两个所述堆叠体的所述轭部区段可拆卸连接；

所述定子组件还包括固定件，相邻两个所述堆叠体通过所述固定件固定；和/或

相邻两个所述堆叠体焊接连接；和/或

相邻两个所述堆叠体一体注塑。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述齿身的齿根与所述轭部可拆卸式连接；和/或

所述齿身的齿顶与齿靴可拆卸式连接。

12.一种电机，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的定子组件；

转子组件，所述转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，所述多个永磁体设置于所述转子铁芯上，并在所述转子铁芯的圆周方向上间隔分布，相邻两个所述永磁体的磁极相异。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，

所述定子组件的至少一部分位于所述转子组件的内部；或

所述转子组件的至少一部分位于所述定子组件的内部。

14.根据权利要求12或13所述的电机，其特征在于，

所述绕组的极对数Ps满足：Ps＝│ax±Pr│，a表示所述定子主齿的数量，x表示每个所述定子主齿上定子副齿的数量，Pr表示所述多个永磁体的极对数，其中，所述定子副齿包括所述第一副齿和所述第二副齿。

15.一种电器设备，其特征在于，包括：

如权利要求12至14中任一项所述的电机。

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