CN116032088A - 电机及具有其的电器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机及具有其的电器设备,电机包括:定子和转子,转子套设于定子的外周侧,转子包括导磁环和永磁体,永磁体设有多个,多个永磁体沿转子的周向均匀间隔排布于导磁环的内周侧,永磁体在转子轴向上的两端分别凸出定子在转子轴向上两侧的端面,在由永磁体的中心位置至永磁体在转子轴向上的两端的方向上,永磁体的截面积缩小。根据本发明的电机,使得转子可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,减少永磁体凸出定子部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体凸出定子的部分的磁场对定子齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机的齿槽转矩以及反电势谐波含量以避免运转噪声,利于提升电机运行的静谧性,同时降低电机投入成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,尤其是涉及一种电机及具有其的电器设备。
背景技术
目前对于空调风机,主要采用内转子电机,但内转子形式由于空间的局限性,使得磁瓦的用量较少,磁能积较低,因此输出转矩较大时需增加用铜量或体积,成本相对较高。此外,虽然相关技术中的空调使用外转子电机驱动气体流动,但是相关技术中的外转子电机在输出大转矩时产生的噪音大,直接影响用户的使用体验,且成本高,不利于外转子电机的广泛使用。
发明内容
本发明提出了一种电机,所述电机具有静谧性高、成本投入低的优点。
本发明还提出了一种具有上述电机的电器设备。
根据本发明实施例的电机,包括:定子;转子,所述转子套设于所述定子的外周侧,所述转子包括导磁环和永磁体,所述永磁体设有多个,多个永磁体沿所述转子的周向均匀间隔排布于所述导磁环的内周侧,所述永磁体在所述转子轴向上的两端分别凸出所述定子在所述转子轴向上两侧的端面,在由所述永磁体的中心位置至所述永磁体在所述转子轴向上的两端的方向上,所述永磁体的截面积缩小。
根据本发明实施例的电机,永磁体在转子轴向上的两端分别凸出定子在转子轴向上两侧的端面,在由永磁体的中心位置至永磁体在转子轴向上的两端的方向上,永磁体的截面积缩小,使得转子可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,减少永磁体凸出定子部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体凸出定子的部分的磁场对定子齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机的齿槽转矩以及反电势谐波含量,以避免因电机的齿槽转矩以及反电势谐波含量过高导致的噪声,利于提升电机运行的静谧性,同时降低电机的投入成本。
根据本发明的一些实施例,所述永磁体包括主体部和凸出部,所述主体部在所述转子轴向上的两端均设有所述凸出部,位于所述主体部两侧的所述凸出部分别凸出所述定子在所述转子轴向上两侧的端面,所述凸出部的截面积小于所述主体部的截面积,在所述转子的径向方向上,所述凸出部与所述定子之间的间隔大于所述主体部与所述定子之间的间隔。
根据本发明的一些实施例,在由所述永磁体的中心位置至所述永磁体在所述转子轴向上两端的方向上,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面朝向互相靠近的方向倾斜延伸。
根据本发明的一些实施例,所述主体部与所述凸出部之间形成台阶面。
根据本发明的一些实施例,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面均沿所述转子的轴线延伸。
根据本发明的一些实施例,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面与所述凸出部在所述转子周向上两侧的表面之间平滑过渡。
根据本发明的一些实施例,在所述转子的轴向方向上,所述永磁体凸出所述定子的高度H0满足:3.5≤H0≤5.5mm。
根据本发明的一些实施例,所述导磁环的厚度T0与所述永磁体的厚度T1满足:2/5T1≤T0≤3/5T1。
根据本发明的一些实施例,所述导磁环的外径R0满足:101≤R0≤105mm;和/或,所述永磁体的厚度T1满足:4.5≤T1≤5.5mm。
根据本发明的一些实施例,所述永磁体朝向所述定子的一侧形成沿所述转子周向排布的第一弧形凸起和第二弧形凸起,所述第一弧形凸起与所述第二弧形凸起之间形成朝向远离所述定子方向凹入的弧形凹槽。
根据本发明的一些实施例,所述导磁环的外径R0、所述导磁环的厚度T0、所述第一弧形凸起的半径R1、所述第二弧形凸起的半径R2、所述永磁体的厚度T1满足:1/5(R0-2*T1-2*T0)≤R1,R2≤1/3(R0-2*T1-2*T0)。
根据本发明的一些实施例,多个所述齿靴间隔排布于所述轭部的外周边缘,所述齿靴包括齿部和极靴,所述齿部的两端分别与所述轭部和所述极靴相连,所述极靴与所述永磁体间隔设置。
根据本发明的一些实施例,所述齿部的宽度W1和所述导磁环的外径R0满足:1/20R0≤W1≤1/15R0。
根据本发明的一些实施例,其特征在于,所述极靴的厚度H1与所述齿部的宽度W1满足:1/2W1≤H1≤2/3W1。
根据本发明的一些实施例,所述极靴朝向所述永磁体的一侧形成沿所述转子周向依次相连的第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段,所述第一圆弧段和所述第三圆弧段与所述第二圆弧段为相切偏心圆弧。
根据本发明的一些实施例,所述第二圆弧段的半径与所述定子的半径相同,所述第二圆弧段跨过的角度A1与所述定子的槽数Z满足:1/6(360°/Z)≤A1≤1/4(360°/Z);和/或,所述导磁环的外径R0、所述导磁环的厚度T0、所述永磁体的厚度T1、所述第一圆弧段的半径R3和所述第三圆弧段的半径R4满足:1/6(R0-2*T1-2*T0)≤R3,R4≤1/4(R0-2*T1-2*T0)。
根据本发明的一些实施例,任意相邻的两个所述齿靴之间形成槽口,所述槽口的宽度W2满足:2≤W2≤3mm;和/或,所述轭部为环形,所述轭部的内径R5满足:26≤R5≤33mm。
根据本发明的一些实施例,所述定子还包括绝缘骨架,所述绝缘骨架注塑包裹于所述芯体。
根据本发明的一些实施例,在所述转子的轴向方向上,所述导磁环的高度与所述芯体的高度相同。
根据本发明实施例的电器设备,包括:上述电机。
根据本发明实施例的电器设备,永磁体在转子轴向上的两端分别凸出定子在转子轴向上两侧的端面,在由永磁体的中心位置至永磁体在转子轴向上的两端的方向上,永磁体的截面积缩小,使得转子可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,减少永磁体凸出定子部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体凸出定子的部分的磁场对定子齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机的齿槽转矩以及反电势谐波含量,以避免因电机的齿槽转矩以及反电势谐波含量过高导致的噪声,利于提升电机运行的静谧性,同时降低电机的投入成本。
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
图1是根据本发明实施例的电机的示意图;
图2是根据本发明实施例的电机的俯视图;
图3是根据本发明的具体实施例一的电机的永磁体的示意图;
图4是根据本发明的具体实施例二的电机的永磁体的示意图;
图5是根据本发明的具体实施例三的电机的永磁体的示意图;
图6是根据本发明实施例的电机的永磁体在转子轴向上的截面图;
图7是根据本发明实施例的电机的齿靴的局部示意图。
附图标记:
电机100;
定子1;芯体11;轭部111;齿靴112;齿部1121;极靴1122;第一圆弧段1123;第二圆弧段1124;第三圆弧段1125;槽口113;绝缘骨架12;
转子2;导磁环21;永磁体22;主体部221;凸出部222;第一弧形凸起223;第二弧形凸起224;弧形凹槽225;台阶面226。
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,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面参考附图描述根据本发明实施例的电机100。
如图1-3所示,根据本发明实施例的电机100,包括:定子1和转子2,转子2套设于定子1的外周侧,如转子2呈环形以在转子2内形成容纳腔,定子1设于容纳腔内且位置相对固定,其中,定子1上设有绕组线圈,因此,在绕组线圈通电后,所产生的磁场驱动转子2围绕定子1转动,即电机100为外转子2电机100,使得电机100的结构紧凑且输出转矩高,此外,位于外侧转子2可以直接与被驱动部件连接,从而可以在节省电机100与被驱动部件之间的安装空间的同时减少因间接驱动产生的能量损耗,利于降低电机100的使用成本。
进一步地,转子2包括导磁环21和永磁体22,永磁体22设有多个,多个永磁体22沿转子2的周向均匀间隔排布于导磁环21的内周侧,也就是说,在转子2的径向方向上,永磁体22位于导磁环21与定子1之间,定子1与永磁体22之间具有气隙,即定子1与永磁体22间隔设置,定子1上设有绕组线圈,从而在绕组线圈通电产生的磁场作用下驱动转子2围绕定子1转动。其中,永磁体22在转子2轴向上的两端分别凸出定子1在转子2轴向上两侧的端面,即,在转子2的轴向方向上,永磁体22的高度大于定子1的高度且定子1与永磁体22在转子2轴向上的中心位置相对设置,可以理解的是,通过将永磁体22的两端凸出定子1设置,可以较好地提升永磁体22在转子2轴向上的高度,从而可以较好地缩短永磁体22与位于转子2轴向方向上一侧的控制板之间的距离,使得永磁体22可以满足控制板上的霍尔传感器的感应距离需求,因此,电机100可以通过控制板上的霍尔传感器感应永磁体22的位置检测转子2的转动方位,并通过定子1根据转子2的转动方位准确地适配磁场,以保证电机100输出的精确性和可靠性。换言之,使得电机100可以使用霍尔传感器进行转子2位置的检测,从而可以较好地节省电机100的成本投入。
进一步地,在由永磁体22的中心位置至永磁体22在转子2轴向上的两端的方向上,永磁体22的截面积缩小。因此,使得在转子2的轴向方向上,永磁体22两端的截面积小于永磁体22中心位置的截面积,从而可以较好地减少永磁体22在转子2轴向上两端的体积,即缩小永磁体22凸出定子1部分的体积。可以理解的是,永磁体22凸出定子1的部分的体积越小,则凸出的部分的磁能积越小,由此,可以较好地减少永磁体22凸出定子1部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体22凸出定子1的部分的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,换言之,保证转子2可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,避免因电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量过高导致的噪声,利于提升电机100运行的静谧性,同时降低电机100的投入成本。此外,通过缩小永磁体22的体积,可以较好地节省永磁体22的材料投入成本,利于降低电机100成本投入同时控制电机100的整体重量。
根据本发明实施例的电机100,永磁体22在转子2轴向上的两端分别凸出定子1在转子2轴向上两侧的端面,在由永磁体22的中心位置至永磁体22在转子2轴向上的两端的方向上,永磁体22的截面积缩小,使得转子2可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,减少永磁体22凸出定子1部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体22凸出定子1的部分的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,以避免因电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量过高导致的噪声,利于提升电机100运行的静谧性,同时降低电机100的投入成本。
其中,导磁环21可以由带状钢板卷绕成环状,还可以由现成钢筒直接切割而成,还可以由为硅钢片叠压或卷绕而成,这里不做具体限制。
根据本发明的一些实施例,永磁体22包括主体部221和凸出部222,主体部221在转子2轴向上的两端均设有凸出部222,位于主体部221两侧的凸出部222分别凸出定子1在转子2轴向上两侧的端面,即凸出部222位于定子1的轴向外侧,凸出部222的截面积小于主体部221的截面积,可以较好地缩小凸出部222的体积,从而可以较好地减弱凸出部222的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量以降低电机100运行的噪声。进一步地,在转子2的径向方向上,凸出部222与定子1之间的间隔大于主体部221与定子1之间的间隔。由此,通过增大凸出部222与定子1在转子2径向方向上的间隔,可以进一步地降低凸出部222的磁场对定子1齿饱和程度的影响,从而可以较好地较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,利于降低电机100的运转噪声。在一个具体示例中,在转子2的轴向方向上,主体部221与定子1的高度相同。
根据本发明的一些实施例,如图3所示,在由永磁体22的中心位置至永磁体22在转子2轴向上两端的方向上,凸出部222在转子2径向上两侧的表面朝向互相靠近的方向倾斜延伸。也就是说,在由凸出部222的固定端至自由端的方向上,凸出部222在转子2径向方向上外侧的侧面,即凸出部222朝向导磁环21一侧的侧面朝向靠近定子1的方向倾斜延伸,凸出部222在转子2径向方向上内侧的侧面,即凸出部222朝向定子1一侧的侧面朝向靠近导磁环21的方向倾斜延伸,其中,凸出部222的固定端指的是凸出部222与主体部221连接的一端,凸出部222的自由端指的是凸出部222沿转子2转子2轴向朝向背离主体部221方向延伸的末端,因此,使得在由凸出部222的固定端至自由端的方向上,凸出部222的截面积逐渐减小,由此,可以较好地缩小凸出部222的体积,以降低凸出部222的磁能积,从而可以较好地减弱凸出部222的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,利于降低电机100的运转噪声。在一个具体示例中,凸出部222周向上任意相邻两个侧壁之间均形成直角倒角,使得凸出部222形成为棱台形状。
根据本发明的一些实施例,如图4所示,主体部221与凸出部222之间形成台阶面226。也就是说,凸出部222与主体部221之间形成台阶状结构,凸出部222的固定端的截面积与台阶面226的面积之和等于主体部221与凸出部222连接的一端的截面积。由此,可以进一步缩小凸出部222与主体部221连接一端的截面积,从而可以通过进一步地缩小凸出部222的体积降低凸出部222的磁能积,由此,可以较好地减弱凸出部222的磁场对定子1齿饱和程度的影响,从而可以较好地较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,利于降低电机100的运转噪声。
进一步地,凸出部222在转子2径向上两侧的表面均沿所述转子2的轴向延伸。也就是说,凸出部222朝向导磁环21一侧的侧面以及凸出部222朝向定子1一侧的侧面均沿转子2的轴向延伸,由此,使得凸出部222在转子2轴向上的形状规整,从而可以较好地降低凸出部222的加工成型难度。
根据本发明的一些实施例,如图5所示,凸出部222在转子2径向上两侧的表面与凸出部222在转子2周向上两侧的表面之间平滑过渡。也就是说,凸出部222在周向方向上的任意相邻两个侧面之间均形成平滑过渡,从而可以较好地减少永磁体22上的棱角结构,进而可以进一步缩小凸出部222的体积以减少凸出部222的磁能积。
根据本发明的一些实施例,在永磁体22的轴向方向上,永磁体22凸出定子1的高度H0满足:3.5≤H0≤5.5mm。其中,如图1所示,这里的高度H0指的是在转子2的轴向方向上,永磁体22单侧凸出定子1的高度。即,将永磁体22凸出定子1的高度控制在3.5至5.5mm的范围内,例如,永磁体22凸出定子1的高度可以为3.5mm、或3.7mm、或4.1mm、或4.8mm、或5.5mm等等,这里不做具体限制。可以理解的是,永磁体22凸出定子1的高度越大,凸出的部分的磁能积越大,但与控制板之间的距离越近,反之,永磁体22凸出定子1的高度越小,凸出的部分的磁能积越小,永磁体22与控制板之间的距离越远。由此,将永磁体22凸出定子1的高度控制在3.5至5.5mm的范围内,可以在保证转子2满足控制板的霍尔感应距离的同时减弱永磁体22凸出定子1的部分对定子1齿饱和程度的影响,以降低电机100的运转噪声。
根据本发明的一些实施例,导磁环21的厚度T0与永磁体22的厚度T1满足:2/5T1≤T0≤3/5T1。其中,如图2和图6所示,导磁环21的厚度指的是导磁环21在转子2径向方向上的厚度尺寸,永磁体22的厚度指的是永磁体22在转子2径向方向上的厚度尺寸,即,将导磁环21与永磁体22的厚度比值控制在2/5到3/5的范围内,例如,导磁环21与永磁体22的厚度比值可以为2/5、或9/20、或1/2、或11/20、或3/5等等,这里不做具体限制。可以理解的是,导磁环21的厚度越大,导磁环21的磁阻越小,磁通量越大,但成型难度以及生产成本越高,反之,导磁环21的厚度越小,导磁环21的磁阻越大,磁通量越小,但成型难度以及生产成本越低。由此,将导磁环21与永磁体22的厚度比值控制在2/5到3/5的范围内,可以在保证导磁环21的饱和程度上限的同时降低导磁环21的成型难度以及生产成本。
根据本发明的一些可选实施例,导磁环21的外径R0满足:101≤R0≤105mm。其中,如图2所示,这里的导磁环21的外径指的是导磁环21在外周边缘所在圆的直径,即,将导磁环21的外径控制在101至105mm的范围内,例如,导磁环21的外径可以为101mm、或102mm、或103mm、或104mm、或105mm等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免导磁环21的外径过大导致电机100的直径过大,同时可以较好地避免因导磁环21的外径过小导致电机100的输出转矩过小,即,将导磁环21的外径控制在101至105mm的范围内,可以在保证电机100的输出转矩的同时保持电机100的整体尺寸,从而可以提升电机100的输出性能同时节省电机100占用的安装空间。
根据本发明的一些可选实施例,永磁体22的厚度T1满足:4.5≤T1≤5.5mm。其中,如图6所示,这里的永磁体22的厚度指的是永磁体22在转子2径向方向上的厚度尺寸。即,将永磁体22的厚度控制在4.5至5.5mm的范围内,例如,永磁体22的厚度可以为4.5mm、或4.7mm、或5mm、或5.2mm、或5.5mm等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免因永磁体22的厚度过小影响永磁体22的磁能积和抗退磁能力,同时可以较好地避免因永磁体22的厚度过大导致永磁体22占用的安装空间过大,即,永磁体22的厚度控制在4.5至5.5mm的范围内,可以在保证永磁体22的磁能积和抗退磁能力的同时控制永磁体22占用的安装空间,从而可以为定子1的绕组线圈预留更大的安装空间,利于保证电机100的输出能力。
根据本发明的一些实施例,永磁体22朝向定子1的一侧形成沿转子2周向排布的第一弧形凸起223和第二弧形凸起224,第一弧形凸起223与第二弧形凸起224之间形成朝向永磁体22外周侧弯曲的弧形凹槽225。也就是说,永磁体22朝向定子1的侧面可以由多个弧形段组成,第一弧形凸起223和第二弧形凸起224均朝向靠近定子1的方向延伸,弧形凹槽225朝向背离定子1的方向凹入,从而可以通过控制第一弧形凸起223和第二弧形凸起224的凸出高度以及弧形凹槽225的深度,调整永磁体22在转子2周向方向上的不同位置与定子1的外周面之间的间隔,从而可以使得永磁体22与定子1的外周面之间形成不均匀的气隙,以降低电机100的齿槽转矩和反电势谐波畸变率,进而可以提高反电势有效值和电机100性能。此外,可以使得永磁体22朝向定子1的侧面较为光滑,利于提升电机100的稳定性。
进一步地,导磁环21的外径R0、导磁环21的厚度T0、第一弧形凸起223的半径R1、第二弧形凸起224的半径R2、永磁体22的厚度T1满足:1/5(R0-2*T1-2*T0)≤R1,R2≤1/3(R0-2*T1-2*T0)。其中,这里的第一弧形凸起223的半径指的是第一弧形凸起223所述圆的半径,第二弧形凸起224的半径指的是第二弧形凸起224所在圆的半径,(R0-2*T1-2*T0)指的是转子2即导磁环21和永磁体22共同限定出的容纳腔的内径,即,将第一弧形凸起223的半径以及第二弧形凸起224的半径与容纳腔的内径的比值控制在1/5到1/3的范围内,例如,第一弧形凸起223的半径以及第二弧形凸起224的半径与容纳腔的内径的比值可以为:1/5、或1/4、或4/15、或3/10、或1/3等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免第一弧形凸起223的半径以及第二弧形凸起224与容纳腔的内径比值过大,第一弧形凸起223和第二弧形凸起224与定子1之间的间隙过大导致的磁压降增大,同时可以较好地避免第一弧形凸起223的半径以及第二弧形凸起224与容纳腔的内径比值过小导致的第一弧形凸起223和第二弧形凸起224过于凸出,即,可以降低第一弧形凸起223和第二弧形凸起224与定子1之间的磁压降提升电机100性能的同时,使得第一弧形凸起223和第二弧形凸起224处的磁场可以与永磁体22其他部分之间的磁场之前平滑过渡,以降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量。
根据本发明的一些实施例,如图2和图7所示,定子1包括:芯体11,芯体11包括:轭部111和齿靴112,齿靴112设有多个,多个齿靴112间隔排布于轭部111的外周边缘,齿靴112包括齿部1121和极靴1122,齿部1121的两端分别与轭部111和极靴1122相连,极靴1122与永磁体22间隔设置。也就是说,多个齿靴112通过与轭部111连接形成整体结构,多个齿靴112沿转子2的周向均匀间隔排布,从而可以使得任意相邻两个齿靴112之间均可以形成相同大小的槽口113,齿部1121在转子2径向上的外端与极靴1122连接,齿部1121在转子2径向上的内端与轭部111的外边缘连接,其中,在转子2的周向方向上,极靴1122的宽度大于齿部1121的宽度,极靴1122朝向转子2的外侧面与永磁体22的内侧面之间间隔设置形成气隙,以保证电机100的稳定运转。在一个具体示例中,永磁体22设有十个,齿靴112设有十二个。
根据本发明的一些实施例,齿部1121的宽度W1和导磁环21的外径R0满足:1/20R0≤W1≤1/15R0。这里的齿部1121的宽度指的是齿部1121在转子2周向上的宽度尺寸。即,将齿部1121的宽度与导磁环21的外径的比值控制在1/20到1/15的范围内,例如,齿部1121的宽度与导磁环21的外径的比值可以为1/20、或1/19、或1/18、或1/16、或1/15等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免齿部1121与导磁环21的外径比值过大导致齿部1121过宽,可以理解的是,齿部1121的宽度越大,则缠绕在其上的绕组线圈的长度越长,因此,可以较好地节省绕组线圈的成本投入,同时,可以较好地避免齿部1121与导磁环21的外径的比值过小导致齿部1121过窄,从而可以较好地避免因齿部1121的体积过小导致的定子1齿饱和程度过低,即,将齿部1121的宽度与导磁环21的外径的比值控制在1/20到1/15的范围内,可以在保证定子1齿饱和程度的同时控制绕组线圈的投入成本。
根据本发明的一些实施例,极靴1122的厚度H1与齿部1121的宽度W1满足:1/2W1≤H1≤2/3W1。其中,这里的极靴1122的厚度指的是极靴1122在转子2径向上的厚度尺寸。即,将极靴1122的厚度与齿部1121的宽度的比值控制在1/2到2/3的范围内,例如,极靴1122的厚度与齿部1121的宽度的比值可以为1/2、或13/24、或7/12、或11/18、或2/3等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免极靴1122的厚度与齿部1121的宽度比值过小,极靴1122的体积过小导致的定子1齿饱和程度上限过低,同时,可以较好地避免极靴1122的厚度与齿部1121的宽度比值过大,极靴1122的厚度、体积过大导致占用的安装空间过大,从而可以为绕组线圈预留更大的安装空间,以提升电机100性能。
根据本发明的一些实施例,极靴1122朝向永磁体22的一侧形成沿永磁体22周向依次相连的第一圆弧段1123、第二圆弧段1124和第三圆弧段1125,第一圆弧段1123和第三圆弧段1125与第二圆弧段1124为相切偏心圆弧。由此,可以通过控制第一圆弧段1123、第二圆弧段1124和第三圆弧段1125的形状,调整极靴1122在转子2周向方向上的不同位置与永磁体22之间的间隔,从而可以使得永磁体22与定子1的外周面之间形成不均匀的气隙,以降低电机100的齿槽转矩和反电势谐波畸变率,进而可以提高反电势有效值和电机100性能。此外,可以使得永磁体22朝向定子1的侧面较为光滑,利于提升电机100的稳定性。
进一步可选地,第二圆弧段1124的半径与定子1的半径相同,第二圆弧段1124跨过的角度A1与定子1的槽数Z满足:1/6(360°/Z)≤A1≤1/4(360°/Z)。其中,(360°/Z)指的是每个槽口113所跨过的角度,即,将第二圆弧段1124跨过的角度与每个槽口113的所跨过的角度的比值控制在1/6到1/4之间,例如,第二圆弧段1124跨过的角度与每个槽口113的所跨过的角度的比值可以为1/6、或2/11、或1/5、或2/9、或1/4等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地降低反电势谐波畸变率,进而可以提高反电势有效值和电机100性能。
进一步地可选地,导磁环21的外径R0、导磁环21的厚度T0、永磁体22的厚度T1、第一圆弧段1123的半径R3和第三圆弧段1125的半径R4满足:1/6(R0-2*T1-2*T0)≤R3,R4≤1/4(R0-2*T1-2*T0)。其中,这里的第一圆弧段1123的半径指的是第一圆弧段1123所在圆的半径,这里的第三圆弧段1125的半径指的是第三圆弧段1125所在圆的半径,(R0-2*T1-2*T0)指的是转子2即导磁环21和永磁体22共同限定出的容纳腔的内径,即,将第一圆弧段1123的半径以及第三圆弧段1125的半径与容纳腔的内径的比值控制在1/6到1/4之间,例如,第一圆弧段1123的半径以及第三圆弧段1125的半径与容纳腔的内径的比值可以为1/6、或2/11、或1/5、或2/9、或1/4等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免第一圆弧段1123的半径以及第三圆弧段1125与容纳腔的内径比值过大,第一圆弧段1123和第三圆弧段1125与永磁体22之间的间隙过大导致的磁压降增大,同时可以较好地避免第一圆弧段1123的半径以及第三圆弧段1125与容纳腔的内径比值过小导致的第一圆弧段1123和第三圆弧段1125过于凸出,即,可以降低第一圆弧段1123和第三圆弧段1125与永磁体22之间的磁压降提升电机100性能的同时,使得第一圆弧段1123和第三圆弧段1125处的磁场可以与第二圆弧段1124的磁场平滑过渡,以降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量。
根据本发明的一些可选实施例,任意相邻的两个齿靴112之间形成槽口113,槽口113的宽度W2满足:2≤W2≤3mm。其中,这里的槽口113的宽度指的是相邻的两个齿靴112在转子2周向上的间隔。即,将槽口113的宽度控制在2至3mm的范围内,例如槽口113的宽度可以为2mm、或2.1mm、或2.3mm、或2.6mm、或3mm等等,这里不做具体限制。由此,可以较好地避免槽口113的宽度过大导致电机100的齿槽转矩增大,同时可以较好地避免槽口113的宽度过小导致的漏磁以及妨碍绕组线圈的安装,即,可以在保证定子1齿饱和程度的同时降低绕组线圈的装配难度。
根据本发明的一些可选实施例,轭部111为环形,轭部111的内径R5满足:26≤R5≤33mm。如图2所示,将轭部111的内径控制在26至33mm的范围内,例如,轭部111的内径可以为26mm、或28mm、或29mm、或31mm、或33mm等等,这里不做具体限制。可以理解的是,在轭部111外径不变的情况下,轭部111的内径越大,则轭部111在转子2径向上的厚度越小,生产成本低但同时导致定子1齿饱和程度上限较低,反之,轭部111的内径越小,定子1齿饱和程度上限越高,但生产成本高、重量重;在保证轭部111在转子2径向上的厚度的情况下,轭部111的内径越大,轭部111的外径越大,轭部111占用的安装空间越大,进而影响绕组线圈的安装空间。由此,通过将轭部111的内径控制在26至33mm的范围内,可以在保证定子1齿饱和程度的同时,节省轭部111的生产成本,同时可以为绕组线圈预留更大的安装空间,以提升电机100性能。
根据本发明的一些实施例,定子1还包括绝缘骨架12,绝缘骨架12注塑包裹于芯体11。由此,通过绝缘骨架12可以较好地实现芯体11的电气隔离,从而可以使得芯体11与绕组线圈绝缘,以保证电机100的稳定运转。此外,绝缘骨架12通过注塑的方式固定在芯体11上,使得绝缘骨架12可以根据芯体11的形状完整地包裹在芯体11上,利于降低绝缘骨架12与芯体11的适配难度,同时可以较好地提升绝缘骨架12与芯体11的连接强度,利于提升定子1的稳定性和可靠性。
根据本发明的一些实施例,在永磁体22的轴向方向上,导磁环21的高度与芯体11的高度相同。其中这里的高度指的是在转子2轴向上的高度尺寸。也就是说,在转子2的轴向方向上,永磁体22的高度大于导磁环21的高度,永磁体22的两端分别凸出导磁环21两侧的端面,导磁环21与永磁体22在转子2轴向上的中间位置相对设置。由此,可以较好地避免导磁环21与永磁体22在转子2轴向上的两端的距离过近导致永磁体22凸出定子1部分的磁强增强,从而可以较好地减弱永磁体22凸出定子1的部分的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,同时,可以较好地保证永磁体22与导磁环21相对部分的磁场,以保证电机100性能。
下面参考附图描述根据本发明实施例的电器设备。
根据本发明实施例的电器设备,包括:电机100。由此,通过使用噪声以及成本低的电机100,可以较好地降低电器设备使用过程中的噪声和投入成本。在一个具体示例中,电器设备为空调器,由此,通过电机100驱动气体流动,可以较好地降低空调器使用过程中的噪声,利于提升用户体验,同时可以较好地降低空调器的投入成本,利于空调器的推广。
根据本发明实施例的电器设备,永磁体22在转子2轴向上的两端分别凸出定子1在转子2轴向上两侧的端面,在由永磁体22的中心位置至永磁体22在转子2轴向上的两端的方向上,永磁体22的截面积缩小,使得转子2可以在满足控制板的霍尔感应距离的同时,减少永磁体22凸出定子1部分的磁能积,从而可以较好地减弱永磁体22凸出定子1的部分的磁场对定子1齿饱和程度的影响,进而可以较好地降低电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量,以避免因电机100的齿槽转矩以及反电势谐波含量过高导致的噪声,利于提升电机100运行的静谧性,同时降低电机100的投入成本。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (20)
1.一种电机,其特征在于,包括:
定子;
转子,所述转子套设于所述定子的外周侧,所述转子包括导磁环和永磁体,所述永磁体设有多个,多个永磁体沿所述转子的周向均匀间隔排布于所述导磁环的内周侧,所述永磁体在所述转子轴向上的两端分别凸出所述定子在所述转子轴向上两侧的端面,在由所述永磁体的中心位置至所述永磁体在所述转子轴向上的两端的方向上,所述永磁体的截面积缩小。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述永磁体包括主体部和凸出部,所述主体部在所述转子轴向上的两端均设有所述凸出部,位于所述主体部两侧的所述凸出部分别凸出所述定子在所述转子轴向上两侧的端面,所述凸出部的截面积小于所述主体部的截面积,在所述转子的径向方向上,所述凸出部与所述定子之间的间隔大于所述主体部与所述定子之间的间隔。
3.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,在由所述永磁体的中心位置至所述永磁体在所述转子轴向上两端的方向上,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面朝向互相靠近的方向倾斜延伸。
4.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,所述主体部与所述凸出部之间形成台阶面。
5.根据权利要求4所述的电机,其特征在于,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面均沿所述转子的轴线延伸。
6.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,所述凸出部在所述转子径向上两侧的表面与所述凸出部在所述转子周向上两侧的表面之间平滑过渡。
7.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,在所述转子的轴向方向上,所述永磁体凸出所述定子的高度H0满足:3.5≤H0≤5.5mm。
8.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述导磁环的厚度T0与所述永磁体的厚度T1满足:2/5T1≤T0≤3/5T1。
9.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述导磁环的外径R0满足:101≤R0≤105mm;和/或,所述永磁体的厚度T1满足:4.5≤T1≤5.5mm。
10.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述永磁体朝向所述定子的一侧形成沿所述转子周向排布的第一弧形凸起和第二弧形凸起,所述第一弧形凸起与所述第二弧形凸起之间形成朝向远离所述定子方向凹入的弧形凹槽。
11.根据权利要求10所述的电机,其特征在于,所述导磁环的外径R0、所述导磁环的厚度T0、所述第一弧形凸起的半径R1、所述第二弧形凸起的半径R2、所述永磁体的厚度T1满足:1/5(R0-2*T1-2*T0)≤R1,R2≤1/3(R0-2*T1-2*T0)。
12.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述定子包括:
芯体,所述芯体包括:轭部和齿靴,所述齿靴设有多个,多个所述齿靴间隔排布于所述轭部的外周边缘,所述齿靴包括齿部和极靴,所述齿部的两端分别与所述轭部和所述极靴相连,所述极靴与所述永磁体间隔设置。
13.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,所述齿部的宽度W1和所述导磁环的外径R0满足:1/20R0≤W1≤1/15R0。
14.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,所述极靴的厚度H1与所述齿部的宽度W1满足:1/2W1≤H1≤2/3W1。
15.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,所述极靴朝向所述永磁体的一侧形成沿所述转子周向依次相连的第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段,所述第一圆弧段和所述第三圆弧段与所述第二圆弧段为相切偏心圆弧。
16.根据权利要求15所述的电机,其特征在于,所述第二圆弧段的半径与所述定子的半径相同,所述第二圆弧段跨过的角度A1与所述定子的槽数Z满足:1/6(360°/Z)≤A1≤1/4(360°/Z);和/或,所述导磁环的外径R0、所述导磁环的厚度T0、所述永磁体的厚度T1、所述第一圆弧段的半径R3和所述第三圆弧段的半径R4满足:1/6(R0-2*T1-2*T0)≤R3,R4≤1/4(R0-2*T1-2*T0)。
17.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,任意相邻的两个所述齿靴之间形成槽口,所述槽口的宽度W2满足:2≤W2≤3mm;和/或,所述轭部为环形,所述轭部的内径R5满足:26≤R5≤33mm。
18.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,所述定子还包括绝缘骨架,所述绝缘骨架注塑包裹于所述芯体。
19.根据权利要求12所述的电机,其特征在于,在所述转子的轴向方向上,所述导磁环的高度与所述芯体的高度相同。
20.一种电器设备,其特征在于,包括:根据权利要求1-19中任一项所述的电机。
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