CN209562267U - 单相电机转子以及具有该转子的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，提供了一种单相电机转子和具有该转子的电机，所述单相电机转子包括永磁体、设置于所述永磁体内侧的转子磁芯、以及设置在所述转子磁芯中心的转轴，所述永磁体包括多个磁极部，每一磁极部的磁力强度分布关于其中心线呈非对称，所述每一磁极部包括第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区，所述第二磁力区的磁力大于所述第一磁力区和第三磁力区的磁力。本实用新型提供的单相电机转子以及具有该转子的电机，改善了单相电机的启动转矩，能够成功避开死点。

Description

单相电机转子以及具有该转子的电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种单相电机转子以及具有该转子的电机。

背景技术

电机通常包括转子和定子两大部分，其中转子可相对定子转动。转子通常包括转子铁芯、永磁体和转轴，定子通常包括定子铁芯、线架以及绕组，负载件安装在转子上。现有的单相电机转子通常包括多个相互间隔的永磁体，每一永磁体形成一磁极。当转子静止时，脉动磁场在死点位置处在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得电机难以启动。为此，为满足用户日益发展的需求，如何改善单相电机的启动转矩，避开死点已成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在一定程度上减轻或避免上述问题的单相电机转子以及具有该转子的电机。

本实用新型提供了一种单相电机转子，包括永磁体、设置于所述永磁体内侧的转子磁芯、以及设置在所述转子磁芯中心的转轴，所述永磁体包括多个磁极部，每一磁极部的磁力强度分布关于其中心线呈非对称，所述每一磁极部包括第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区，所述第二磁力区的磁力大于所述第一磁力区和第三磁力区的磁力。

在一些实施例中，所述永磁体为均匀的环形构造。

在一些实施例中，所述永磁体沿其周向包括四个磁极部，相邻的磁极部的极性相反。

在一些实施例中，所述非对称充磁后的永磁体为波形非对称充磁后的永磁体，所述波形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈波形非对称。

在一些实施例中，所述非对称充磁后的永磁体为台阶梯形非对称充磁后的永磁体，所述台阶梯形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈台阶梯形非对称。

在一些实施例中，所述非对称充磁后的永磁体为斜坡梯形非对称充磁后的永磁体，所述斜坡梯形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈斜坡梯形非对称。

在一些实施例中，所述永磁体的高度大于所述转子磁芯的高度。

在一些实施例中，所述永磁体的一端与所述转子磁芯的一端平齐，所述永磁体的另一端与所述转子磁芯的另一端之间形成一预留空间，所述预留空间中设置有一用于供所述转轴穿过的轴套。

本实用新型还提供了一种单相电机，包括壳体和设置在壳体内的定子，还包括上述的单相电机转子。

在一些实施例中，所述定子包括定子磁芯，所述定子磁芯包括多个齿部，所述齿部与所述转子之间形成均匀的气隙。

本实用新型提供的单相电机转子以及具有该转子的电机，改善了单相电机的启动转矩，使电机能够成功避开死点，大大改善电机的启动问题，且配合定转子之间的均匀气隙能够充分改善转动后的永磁磁极的表面磁场的分布，降低电枢反应带来的不利影响，减小转矩脉动，降低电机损耗，提高电机的转矩控制精度，实现电机的平滑运转。

附图说明

图1是本实用新型提供的电机的一实施例的立体图。

图2是图1所示的电机的剖视图。

图3是图1所示的电机的分解图。

图4是图1所示电机的剖视图，其中省略了部分元件。

图5是图4所示电机的转子的永磁体的一磁力分布图。

图6是图4所示的定转子的一静磁场仿真结果示意图。

图7是图4所示的电机的转子的永磁体的另一磁力分布图。

图8是图4所示的电机的定转子的另一静磁场仿真结果示意图。

图9是图4所示的电机的转子的永磁体的又一磁力分布图。

图10是图4所示的电机的定转子的又一静磁场仿真结果示意图。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本实用新型进行详细说明，以使得本实用新型的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

参考图1至图3，根据本实用新型一实施例单相的电机100包括壳体10、设置在壳体10 内的定子30和可相对所述定子30转动的转子20。所述壳体10包括第一盖体12和第二盖体 11，第一盖体12和第二盖体11均大致呈一端开口的中空圆柱体状。第一盖体12和第二盖体11的外侧均向外突伸形成有安装柱13，通过安装柱13可固定连接第一盖体12和第二盖体11。本实施例中，所述第一盖体12的开口端和所述第二盖体11的开口端相对设置，进而在第一盖体12和第二盖体11之间围合出一腔体，以容纳所述定子30和转子20。本实施例中，所述定子30大致呈环状，其中心形成有一通孔31，用于容纳所述转子20。所述第一盖体12和第二盖体11的开口端分别形成有一环形台阶15，所述环形台阶15自第一盖体12 或第二盖体11的内侧沿径向向外凹陷形成。定子30外侧的顶端和底端分别与第一盖体12、第二盖体11上的环形台阶15相抵，进而在轴向上相对壳体10固定定子30。定子30外侧还形成有一条状的凹口32，所述凹口32自定子30的外侧沿径向向内凹陷形成。所述第一盖体 12和第二盖体11对应所述凹口32分别形成有一凸柱17，所述凸柱17自第一盖体12或第二盖体11的内侧向内突伸而成，其中第一盖体12上的凸柱(未示出)与凹口32的上部配合，第二盖体11上的凸柱17与凹口32的下部配合，进而在周向上相对壳体10固定定子30。本实施例中，所述第一盖体12和第二盖体11的端部分别形成有多个均匀分布的散热孔14。第一盖体12和第二盖体11的端部中心还可分别向内突伸形成一环形的安装座16，用于安装轴承21，以减小转子20的转动摩擦。

同时参照图3和图4，转子20包括转轴24、固定于转轴24上的转子磁芯23，以及设置于转子磁芯外周的永磁体22。转轴24的一端与第二盖体11上的轴承21连接，另一端依次贯穿转子磁芯23、第一盖体12上的轴承21并突伸出第一盖体12的端部。转轴24突出于第一盖体12的部分作为输出端而可以与叶片等转动件连接。永磁体22包括多个磁极部221或 222，每一磁极部的磁力强度分布关于其中心线呈非对称，其中中心线是电机中心与磁极部 221或222的周向中心的连线。本实施例中，永磁体22呈均匀的环形，其套置于转子磁芯 23的外围。永磁体22的高度大于转子磁芯23的高度。永磁体22的一端与转子磁芯23的一端齐平，永磁体22的另一端与转子磁芯23的另一端之间形成一预留空间25(图2中可见)。所述转轴24上还环设有一位于所述预留空间25内的轴套27，所述轴套27的两端分别与所述第二盖体11上的轴承21的内环和所述转子磁芯23相抵，以控制转子的轴向位移。优选地，所述转子20还包括一位于所述永磁体22、转子磁芯23齐平的端部上的平衡块26，便于提高转轴24的转动稳定性。所述永磁体沿周向包括四个磁极部221或222，相邻磁极部的极性相反。

定子30包括定子磁芯33。优选地，定子磁芯33由多个叠片堆叠而成。定子磁芯33包括环形的轭部36和连接在轭部36内侧的多个齿部34，多个齿部34沿周向均匀分布。每一齿部34包括与轭部36连接的齿身341、以及与齿身341的端部连接的齿冠342。所述齿身 341大致呈长方体状。所述齿冠342大致呈弧形，并朝向轭部36的中心。本实施例中，齿部 34数量为四个，换言之，本实施例中的电机为四极四槽电机。在其他实施例中，齿部34数量可以为两个、六个、八个等其他的2的整数倍个。永磁体22与齿冠342之间形成均匀的气隙，以及改善转动后的永磁磁极的表面磁场的分布，降低电枢反应带来的不利影响，进而减小转矩脉动，降低电机损耗，提高电机的转矩控制精度，实现电机的平滑运转，避免不平衡引起的振动，相应地，还能降低电机噪音，提高电机转速。本实施例中的电机特别有利于应用到吹风机、排气扇、空调扇、风扇等需要产生风力的用电设备中。

图5示出了所述转子的永磁体的一磁力分布图。图6示出了所述定子和转子的静磁场仿真结果。具体地，波形不对称充磁的转子的永磁体的磁力分布分为第一磁力区1、第二磁力区2和第三磁力区3。第二磁力区2的磁场强度大于第一磁力区1和第三磁力区3的磁场强度。如图所示，波形不对称充磁的定转子的静磁场的磁场分布不对称，且分别在转子的N极部221和S极部222上的磁力分布不对称。

此外，图7示出了转子的永磁体的另一磁力分布图，图8示出了定转子的另一静磁场仿真结果。台阶梯形不对称充磁的转子的磁力分布分为第一磁力区1、第二磁力区2和第三磁力区3。第二磁力区2的磁场强度大于第一磁力区1和第三磁力区3的磁场强度。如图所示，与波形不对称充磁的转子的永磁体的实施例类似，台阶梯形不对称充磁的定转子的静磁场的磁场分布不对称，且分别在转子的N极部221和S极部222上的磁力分布不对称。

除此之外，本实用新型还提供了采用斜坡梯形不对称充磁的转子的永磁体。图9示出了采用斜坡梯形不对称充磁后的转子的磁力分布图，图10示出了采用斜坡梯形不对称充磁之后的定转子的静磁场仿真结果。斜坡梯形不对称充磁的转子的磁力分布分为第一磁力区1、第二磁力区2和第三磁力区3。第二磁力区2的磁场强度大于第一磁力区1和第三磁力区3 的磁场强度。如图所示，与波形不对称充磁和台阶梯形对称充磁的转子的永磁体的实施例类似，斜坡梯形不对称充磁的定转子的静磁场的磁场分布不对称，且分别在转子的N极部221 和S极部222上的磁力分布不对称。

本实用新型中，永磁体的各个磁极部的磁力分布不对称，这使得单相电机的启动转矩不对称，使电机能够成功避开死点，大大改善电机的启动问题。而且通过改善转动后的永磁磁极的表面磁场的分布与均匀的气隙的配合，降低电枢反应带来的不利影响，进而减小转矩脉动，降低电机损耗，提高电机的转矩控制精度，实现电机的平滑运转。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的内容不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的技术范畴。

Claims (10)

1.一种单相电机转子，包括永磁体、设置于所述永磁体内侧的转子磁芯、以及设置在所述转子磁芯中心的转轴，其特征在于，所述永磁体包括多个磁极部，每一磁极部的磁力强度分布关于其中心线呈非对称，所述每一磁极部包括第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区，所述第二磁力区的磁力大于所述第一磁力区和第三磁力区的磁力。

2.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述永磁体为均匀的环形构造。

3.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述永磁体沿其周向包括四个所述磁极部，相邻的所述磁极部的极性相反。

4.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述非对称充磁后的永磁体为波形非对称充磁后的永磁体，所述波形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈波形非对称。

5.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述非对称充磁后的永磁体为台阶梯形非对称充磁后的永磁体，所述台阶梯形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈台阶梯形非对称。

6.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述非对称充磁后的永磁体为斜坡梯形非对称充磁后的永磁体，所述斜坡梯形非对称充磁后的永磁体的所述每一磁极部的所述第一磁力区、第二磁力区和第三磁力区的磁力分布呈斜坡梯形非对称。

7.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述永磁体的高度大于所述转子磁芯的高度。

8.根据权利要求1所述的单相电机转子，其特征在于，所述永磁体的一端与所述转子磁芯的一端平齐，所述永磁体的另一端与所述转子磁芯的另一端之间形成一预留空间，所述预留空间中设置有一用于供所述转轴穿过的轴套。

9.一种单相电机，包括壳体和设置在壳体内的定子，其特征在于，还包括根据权利要求1-8中的任意一项所述的单相电机转子。

10.根据权利要求9所述的单相电机，其特征在于，所述定子包括定子磁芯，所述定子磁芯包括多个齿部，所述齿部与所述转子之间形成均匀的气隙。