CN211239460U - 三相永磁同步电机及具有其的吸尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三相永磁同步电机及具有其的吸尘器。三相永磁同步电机包括第一定子铁芯，第一定子铁芯具有第一定子齿；第二定子铁芯，第二定子铁芯具有第二定子齿，第二定子铁芯与第一定子铁芯分体设置；其中，第一定子齿为多个，第二定子齿的个数与第一定子齿的个数相同，第一定子齿与第二定子齿围设成用于容纳转子部的工作腔，第一定子齿的个数为n，n＝3t，t为正整数。本申请提供了一种新的三相永磁同步电机结构，将该电机的铁芯部分设置成分体的方式，能够降低绕线的难度，提高了该电机结构的生产效率。同时，该电机通过定子分块设置能够降低定子铁芯体积、重量，有效地降低了电机制造成本。

Description

三相永磁同步电机及具有其的吸尘器

技术领域

本实用新型涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种三相永磁同步电机及具有其的吸尘器。

背景技术

现有技术中，常用的小型高速三相永磁电机，电机定子均为一体式结构，电机为一个整体。但是小型高速三相永磁电机，由于电机体积小，因此电机定子内径小，导致定子绕线困难，使得电机制造时工艺性较差，降低了电机效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种三相永磁同步电机及具有其的吸尘器，以解决现有技术中电机绕线困难的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种三相永磁同步电机，包括：第一定子铁芯，第一定子铁芯具有第一定子齿；第二定子铁芯，第二定子铁芯具有第二定子齿，第二定子铁芯与第一定子铁芯分体设置；其中，第一定子齿为多个，第二定子齿的个数与第一定子齿的个数相同，第一定子齿与第二定子齿围设成用于容纳转子部的工作腔，第一定子齿的个数为n，n＝3t，t为正整数。

进一步地，第一定子铁芯的第一定子齿上的三相绕组的匝数相同，和/或，第二定子铁芯的第二定子齿上的三相绕组的匝数相同。

进一步地，第一定子铁芯为轴对称结构，且第一定子铁芯和第二定子铁芯在空间上也为轴对称分布。

进一步地，t＝1，多个第一定子齿的第一齿身沿转子部的径向方向的几何中心线的交点远离转子部的几何中心设置，和/或，多个第二定子齿的第二齿身沿转子部的径向方向的几何中心线的交点远离转子部的几何中心设置。

进一步地，多个第一齿身的几何中心线的交点位于转子部的远离第一定子齿的一侧，且多个第一齿身的几何中心线的交点与转子部的几何中心的距离为a，其中，e＜a＜3e，e为第一齿身的厚度。

进一步地，2e＜a＜2.5e。

进一步地，多个第一定子齿的最外侧的第一齿身的几何中心线之间形成的夹角为θ，其中，0.4π/m＜θ＜0.8π/m，m为电机定子铁芯的分体个数。

进一步地，第一定子齿与转子部之间形成均匀的气隙结构，第二定子齿与转子部之间形成均匀的气隙结构。

进一步地，第一定子齿和第二定子齿中的至少一个的齿顶部包括：第一直段，第一直段的朝向转子部的一侧的端面为平面；圆弧段，圆弧段的第一端与第一直段相连接；第二直段，第二直段的第一端与圆弧段的第二端相连接，第二直段的朝向转子部的一侧的端面为平面。

进一步地，圆弧段的圆心与转子部的几何中心相重合地设置。

进一步地，第一直段和第二直段中的至少一个与转子部的几何中心的最小距离为L，其中， 1.05r＜L＜1.25r，r为转子部的转子的半径。

进一步地，第一定子铁芯和第二定子铁芯中的至少一个的远离转子部的一端设置有凸起结构，凸起结构的中部开设有通孔。

进一步地，第一定子铁芯和第二定子铁芯中的至少一个的远离转子部的一端设置有定位凹槽。

进一步地，第一定子铁芯和第二定子铁芯中的至少一个的远离转子部的一端还设置有弧形凹槽，弧形凹槽与定位凹槽间隔地设置。

进一步地，定位凹槽的沿转子部的径向方向的深度为d，其中，0.3b＜d＜0.5b，b为第一定子齿的第一齿身或第二定子齿的第二齿身的厚度。

进一步地，定位凹槽具有槽底和侧壁，槽底与侧壁的夹角为Φ，其中，45deg＜Φ＜75deg。

进一步地，槽底的宽度为c，其中，0.6M＜c＜0.85M，M为第一定子齿的齿靴的宽度，和/或，M为第二定子齿的齿靴的宽度。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种吸尘器，包括三相永磁同步电机，所述三相永磁同步电机为上述所述的三相永磁同步电机。

应用本实用新型的技术方案，本申请提供了一种新的三相永磁同步电机结构，将该电机的铁芯部分设置成分体的方式，能够降低绕线的难度，提高了该电机结构的生产效率。同时，该电机通过定子分块设置能够降低定子铁芯体积、重量，有效地降低了电机制造成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的三相永磁同步电机结构的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的三相永磁同步电机结构的第二实施例的结构示意图；

图3示出了图2中的A处放大结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的三相永磁同步电机结构的第四实施例的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的三相永磁同步电机结构的第五实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一定子铁芯；11、第一定子齿；112、齿靴；

20、第二定子铁芯；21、第二定子齿；212、齿靴；

30、转子部；

41、第一直段；42、圆弧段；43、第二直段；

50、凸起结构；51、通孔；

60、定位凹槽；61、槽底；62、侧壁；

70、弧形凹槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图5所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种三相永磁同步电机。

具体地，如图1所示，该三相永磁同步电机(以下简称电机)包括第一定子铁芯10和第二定子铁芯20。第一定子铁芯10具有第一定子齿11；第二定子铁芯20具有第二定子齿21，第二定子铁芯20与第一定子铁芯10分体设置；其中，第一定子齿11为多个，第二定子齿21的个数与第一定子齿11的个数相同，第一定子齿11与第二定子齿21围设成用于容纳转子部30的工作腔，第一定子齿11的个数为n，n＝3t，t为正整数。

在本实施例中，该三相永磁同步电机包括至少两个完全分离且大小结构一样的定子铁芯。提供了一种新的三相永磁同步电机结构，将该电机的铁芯部分设置成分体的方式，能够降低绕线的难度，提高了该电机结构的生产效率。同时，该电机通过定子分块设置能够降低定子铁芯体积、重量，有效地降低了电机制造成本。

为了地提高该电机的性能，在本实施例中，将第一定子铁芯10的第一定子齿11上的三相绕组设置成相同匝数的方式。将第二定子铁芯20的第二定子齿21上的三相绕组匝数也设置成相同。如图1所示，第一定子铁芯10为轴对称结构，且第一定子铁芯10和第二定子铁芯 20在空间上也为轴对称分布。即第一定子铁芯10和第二定子铁芯20为轴对称结构，其中，轴对称线沿转子部30的径向方向设置。具体地，第一定子齿11和第二定子齿21的绕组均采用集中卷绕线方式，且第一定子铁芯10的第一定子齿11上的绕组匝数与第二定子铁芯20的第二定子齿21上的绕组匝数相同。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，t＝1，多个第一定子齿11的第一齿身沿转子部 30的径向方向的几何中心线的交点远离转子部30的几何中心设置，多个第二定子齿21的第二齿身沿转子部30的径向方向的几何中心线的交点远离转子部30的几何中心设置。这样设置能够有效地提高电机性能。

具体地，如图2所示，多个第一齿身的几何中心线的交点位于转子部30的远离第一定子齿11的一侧，且多个第一齿身的几何中心线的交点与转子部30的几何中心的距离为a，其中， e＜a＜3e，e为第一齿身的厚度。当然，也可以将第二定子齿的第二齿身的结构设置成与第一齿身的结构相同。优选地，2e＜a＜2.5e。

在本实施例中，多个第一定子齿11的最外侧的第一齿身的几何中心线之间形成的夹角为θ，其中，0.4π/m＜θ＜0.8π/m，m为电机定子铁芯的分体个数。第一定子齿11与转子部30之间形成均匀的气隙结构，第二定子齿21与转子部30之间形成均匀的气隙结构。

如图3所示，第一定子齿11和第二定子齿21中的至少一个的齿顶部包括第一直段41、圆弧段42和第二直段43。第一直段41的朝向转子部30的一侧的端面为平面。圆弧段42的第一端与第一直段41相连接。第二直段43的第一端与圆弧段42的第二端相连接，第二直段43的朝向转子部30的一侧的端面为平面。这样设置能够同样进一步地提高电机的性能。优选地，圆弧段42的圆心与转子部30的几何中心相重合地设置。第一直段41和第二直段43中的至少一个与转子部30的几何中心的最小距离为L，其中，1.05r＜L＜1.25r，r为转子部30的转子的半径。

如图5所示，为了降低电机装配难度，在第一定子铁芯10和第二定子铁芯20中的至少一个的远离转子部30的一端设置有凸起结构50。凸起结构50的中部开设有通孔51。第一定子铁芯10和第二定子铁芯20中的至少一个的远离转子部30的一端设置有定位凹槽60。定位凹槽60的沿转子部30的径向方向的深度为d，其中，0.3b＜d＜0.5b，b为第一定子齿11的第一齿身或第二定子齿21的第二齿身的厚度。定位凹槽60具有槽底61和侧壁62，槽底61与侧壁62的夹角为Φ，其中，45deg＜Φ＜75deg。槽底61的宽度为c，其中，0.6M＜c＜0.85M， M为第一定子齿11的齿靴112的宽度，和/或，M为第二定子齿21的齿靴212的宽度。这样设置能够方便对电机进行装配，提高了电机生产效率。

如图2所示，第一定子铁芯10和第二定子铁芯20中的至少一个的远离转子部30的一端还设置有弧形凹槽70，弧形凹槽70与定位凹槽60间隔地设置。这样设置能够方便对电机进行固定。

具体地，采用本申请的电机结构，解决了现有技术中由于电机定子内径小，存在绕线困难的问题。采用本申请的电机结构，减小了电机体积、重量，以及节省成本。通过将定子分块设置，使得绕线简单，工艺性好。

具体地，该电机为集中卷结构，电机定子铁芯依据一定的规律划分为至少两个完全分离的部分。定子分块，其中每个定子铁芯上包括n个具有电枢绕组的定子齿，其中n＝3*t，t为正整数。在这n个定子齿上，三相绕组的数量相同。单个分块的定子铁芯为对称结构，定子铁芯上有三个定子齿。电机三个定子齿的齿身中心线之间的交点与电机转子的转轴的轴心不在同一个点上。电机定子齿的齿身中心线的交点与转轴的轴心的交点的距离为a，其中e＜a ＜3e。进一步地，距离a可以缩小范围，即2e＜a＜2.5e，其中，e为电机定子齿的齿身的厚度。定子铁芯上单个定子齿对应气隙部分轮廓线分为3段，其中，中间一段为圆心在转子轴心上的圆弧，另外两侧的两段轮廓线为直线，该两直线段轮廓线由切边形成。

电机定子冲片轭部设置凸起型结构，凸起结构表面上设置弧形凹槽，并在凸起中间设置梯形通孔，凸起结构主要是为了用于电机安装，其中梯形通孔用于固定铁芯位置，弧形凹槽用于多片定子铁芯的焊接固定。

目前常用的小型高速三相永磁电机，电机定子均为一体式结构，电机为一个整体。但是小型高速三相永磁电机，由于电机体积小，因此电机定子内径小，导致定子绕线困难，电机制造时工艺性较差。

本申请提供的三相永磁同步电机，将电机定子设置为分块结构，能有效降低定子绕线难度。具体地，电机可以设置为6槽4极结构。如图1所示，电机包括两个分块定子，以及转子部。其中，电机转子部包括多个表贴于转轴的永磁体，电机永磁体N、S极交替布置。每个定子铁芯分包含3个定子齿。由于3个定子齿上，分别包括一组A、B、C三相绕组，同时由于三相绕组的电流和为零，因此三相绕组在定子铁芯上产生的总的磁通量为零，三相绕组在定子铁芯上产生的磁场都能构成回路，因此采用此种分块方式对电机的输出转矩影响很小。如果单块定子铁芯上的磁场和不为零，则铁芯上会产生很大的磁场损失，电机的输出转矩会大幅度下降，同时减小电机转矩脉动。

进一步地，为了减小电机定子铁芯的体积、重量，电机单个定子铁芯外侧的两个齿的轭部向中间的齿靠拢，即电机三个定子齿的齿身中心线之间的交点与电机转子轴心不在同一个点上。由于电机齿顶部必须均匀分布，其位置是固定不能改变的，因此要减小电机重量、体积，只能在齿顶部不动的情况下，以靴部为中心将外侧的齿轭部向中间齿部靠拢。电机定子冲片轭部外围设置凸起形结构，凸起结构表面上设置弧形凹槽，在弧形凹槽处利用激光焊接可将多片铁芯焊接一起。同时在凸起中间设置梯形通孔。凸起结构主要是为了用于电机安装。梯形通孔用于固定铁芯位置，还可以阻止磁场进入凸起结构中，减小电机铁损。

在本申请的另一个实施例中，各个定子齿的气隙结构均为均匀气隙结构，即单个定子齿对应气隙轮廓均为圆心在转子轴心上的圆弧，如图4中的B、C处所示。

在本申请的另一个实施例中，电机定子冲片轭部外围不设置凸起形结构，而在定子齿的齿身外围中心轴处设置了定位凹槽结构，电机壳体的内侧设置有与其配合的凸起部分，定位凹槽结构用于定子铁芯的安装与固定，同时设置了弧形凹槽用于定子铁芯焊接固定,如图5所示。

进一步地，定位凹槽深度为d，且定位凹槽结构尺寸约束如下：0.3*b＜d＜0.5*b，b为定子齿的齿身的宽度。定位凹槽两侧边夹角为Φ，其中45deg＜Φ＜75deg。定子齿部凹槽底的宽度为c，其中0.6M＜c＜0.85M，其中M为定子齿的齿靴的两端顶点的长度。这样设置能够进一步减小电机的内径尺寸，从而可以缩小电机的整体尺寸，同时不设置凸起结构也能够减少一部分的铁芯重量，整体上能够进一步改进电机的小型化和轻量化。

上述实施例中的三相永磁同步电机还可以用于吸尘器设备技术领域，即根据本实用新型的另一方面，提供了一种吸尘器，包括三相永磁同步电机，三相永磁同步电机为上述实施例中的三相永磁同步电机。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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

Claims (18)

1.一种三相永磁同步电机，其特征在于，包括：

第一定子铁芯(10)，所述第一定子铁芯(10)具有第一定子齿(11)；

第二定子铁芯(20)，所述第二定子铁芯(20)具有第二定子齿(21)，所述第二定子铁芯(20)与所述第一定子铁芯(10)分体设置；

其中，所述第一定子齿(11)为多个，所述第二定子齿(21)的个数与所述第一定子齿(11)的个数相同，所述第一定子齿(11)与所述第二定子齿(21)围设成用于容纳转子部(30)的工作腔，所述第一定子齿(11)的个数为n，n＝3t，t为正整数。

2.根据权利要求1所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子铁芯(10)的所述第一定子齿(11)上的三相绕组的匝数相同，和/或，所述第二定子铁芯(20)的所述第二定子齿(21)上的三相绕组的匝数相同。

3.根据权利要求2所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子铁芯(10)为轴对称结构，且所述第一定子铁芯(10)和所述第二定子铁芯(20)在空间上也为轴对称分布。

4.根据权利要求1所述的三相永磁同步电机，其特征在于，t＝1，多个所述第一定子齿(11)的第一齿身沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线的交点远离所述转子部(30)的几何中心设置，和/或，多个所述第二定子齿(21)的第二齿身沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线的交点远离所述转子部(30)的几何中心设置。

5.根据权利要求4所述的三相永磁同步电机，其特征在于，多个所述第一齿身的几何中心线的交点位于所述转子部(30)的远离所述第一定子齿(11)的一侧，且所述多个所述第一齿身的几何中心线的交点与所述转子部(30)的几何中心的距离为a，其中，e＜a＜3e，e为所述第一齿身的厚度。

6.根据权利要求5所述的三相永磁同步电机，其特征在于，2e＜a＜2.5e。

7.根据权利要求4所述的三相永磁同步电机，其特征在于，多个所述第一定子齿(11)的最外侧的所述第一齿身的几何中心线之间形成的夹角为θ，其中，0.4π/m＜θ＜0.8π/m，m为电机定子铁芯的分体个数。

8.根据权利要求4所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子齿(11)与所述转子部(30)之间形成均匀的气隙结构，所述第二定子齿(21)与所述转子部(30)之间形成均匀的气隙结构。

9.根据权利要求1所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子齿(11)和所述第二定子齿(21)中的至少一个的齿顶部包括：

第一直段(41)，所述第一直段(41)的朝向所述转子部(30)的一侧的端面为平面；

圆弧段(42)，所述圆弧段(42)的第一端与所述第一直段(41)相连接；

第二直段(43)，所述第二直段(43)的第一端与所述圆弧段(42)的第二端相连接，所述第二直段(43)的朝向所述转子部(30)的一侧的端面为平面。

10.根据权利要求9所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述圆弧段(42)的圆心与所述转子部(30)的几何中心相重合地设置。

11.根据权利要求9所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一直段(41)和所述第二直段(43)中的至少一个与所述转子部(30)的几何中心的最小距离为L，其中，1.05r＜L＜1.25r，r为所述转子部(30)的转子的半径。

12.根据权利要求1所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子铁芯(10)和所述第二定子铁芯(20)中的至少一个的远离所述转子部(30)的一端设置有凸起结构(50)，所述凸起结构(50)的中部开设有通孔(51)。

13.根据权利要求1所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子铁芯(10)和所述第二定子铁芯(20)中的至少一个的远离所述转子部(30)的一端设置有定位凹槽(60)。

14.根据权利要求13所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述第一定子铁芯(10)和所述第二定子铁芯(20)中的至少一个的远离所述转子部(30)的一端还设置有弧形凹槽(70)，所述弧形凹槽(70)与所述定位凹槽(60)间隔地设置。

15.根据权利要求13所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述定位凹槽(60)的沿所述转子部(30)的径向方向的深度为d，其中，0.3b＜d＜0.5b，b为所述第一定子齿(11)的第一齿身或所述第二定子齿(21)的第二齿身的厚度。

16.根据权利要求13所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述定位凹槽(60)具有槽底(61)和侧壁(62)，所述槽底(61)与所述侧壁(62)的夹角为Φ，其中，45deg＜Φ＜75deg。

17.根据权利要求16所述的三相永磁同步电机，其特征在于，所述槽底(61)的宽度为c，其中，0.6M＜c＜0.85M，M为所述第一定子齿(11)的齿靴(112)的宽度，和/或，M为所述第二定子齿(21)的齿靴(212)的宽度。

18.一种吸尘器，包括三相永磁同步电机，其特征在于，所述三相永磁同步电机为权利要求1至17中任一项所述的三相永磁同步电机。

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