CN211830352U - 单相永磁电机及具有其的吸尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单相永磁电机及具有其的吸尘器。单相永磁电机包括定子齿，定子齿为多个，多个定子齿围设成用于容纳转子部的容纳腔，相邻的定子齿的齿靴部之间形成定子槽的槽口；其中，槽口为多个，多个槽口沿转子部的周向间隔地设置，多个槽口中至少一个槽口的结构特征与其余的槽口的结构特征不同。通过将定子槽的槽口设置成不同结构特征的方式，以此消除现有技术中电机启动存在死点的问题，并且能够提升电机启动转矩和输出转矩。与普通单相永磁电机相比，本申请的电机的齿槽转矩大幅减小，转矩脉动大幅下降，而且电机启动转矩和输出转矩得到明显提升。

Description

单相永磁电机及具有其的吸尘器

技术领域

本实用新型涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种单相永磁电机及具有其的吸尘器。

背景技术

单相电机为单相绕组，驱动主电路所需的开关器件较少，控制系统硬件成本低。但是单相电机内磁场为脉振磁场，电机的电磁转矩存在0点位置。如果不采用特定的结构，电机停靠位置与电磁转矩为0的点是重合的，此时无论通入任何电流，电机都无法启动，因此存在启动死点的问题。

通常单相永磁电机会采用不等气隙、不对称齿来解决启动死点的问题。例如：公布号为 CN106849601A专利中单相电机采用了均匀气隙和渐变气隙结构，该结构在解决电机启动死点问题的同时会增大电机的齿槽转矩，导致电机输出转矩脉动增大，加剧电机噪声的产生。公布号为CN2504817Y专利中单相电机均利用槽口结构设置来实现定子不对称齿的结构，该定子齿结构的气隙结构虽然为均匀气隙结构，但同样能解决启动问题，同时相对于不等气隙结构，具有较小的齿槽转矩，明显减少了电机的输出转矩脉动情况。但是该结构也存在缺陷：电机启动转矩小，使得电机启动时需要较大的启动电流。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种单相永磁电机及具有其的吸尘器，以解决现有技术中电机存在启动死点的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种单相永磁电机，包括：定子齿，定子齿为多个，多个定子齿围设成用于容纳转子部的容纳腔，相邻的定子齿的齿靴部之间形成定子槽的槽口；其中，槽口为多个，多个槽口沿转子部的周向间隔地设置，多个槽口中至少一个槽口的结构特征与其余的槽口的结构特征不同。

进一步地，多个槽口包括：第一类槽口，第一类槽口为多个，多个第一类槽口沿转子部的周向间隔地设置，多个第一类槽口的结构特征均相同。

进一步地，多个槽口还包括：第二类槽口，第二类槽口为多个，多个第二类槽口沿转子部的周向与多个第一类槽口交替地设置，多个第二类槽口的结构特征均相同，第二类槽口的结构特征与第一类槽口的结构特征不同，第一类槽口的个数与第二类槽口的个数相同。

进一步地，第一类槽口的侧壁相平行地设置，第二类槽口的两侧壁相平行地设置。

进一步地，转子部的几何中心至第一类槽口的几何中心线的距离为L，其中，L＞0，或者，L＝0。

进一步地，当L＝0时，相邻的定子齿的齿身对称地设置，第一类槽口的几何中心线与围成该第一类槽口的定子齿的齿身的对称轴重合地设置。

进一步地，任意相邻的槽口的几何中心线形成的夹角为2π/s，其中，s为定子槽的个数。

进一步地，转子部的几何中心至第二类槽口的几何中心线的距离为L，L＞0，转子部的几何中心至所述第一类槽口的几何中心线的距离为0。

进一步地，第一类槽口为两个，第二类槽口为两个，两个第一类槽口相对地设置，两个第一类槽口中的至少一个的几何中心线与相邻的定子齿的齿身的对称轴重合地设置，两个第二类槽口的几何中心线与转子部的几何中心具有距离地设置，且两个第二类槽口的几何中心线分别位于转子部的几何中心的两侧。

进一步地，两个第二类槽口中的至少一个的几何中心线至转子部的几何中心的最小距离为d，两个第一类槽口中的至少一个的宽度为D，其中，d＝0.5D。

进一步地，0＜D＜R，0.5D≤D1＜D，R为定子齿的端面至转子部的几何中心的距离，D1 为第二类槽口的宽度。

进一步地，各槽口的两个侧壁沿转子部的径向方向的延长线过转子部的几何中心。

进一步地，第一类槽口的两侧边形成的夹角为θ1，第二类槽口的两侧边形成的夹角为θ 2，其中，θ1≠θ2。

进一步地，第一类槽口和第二类槽口中的至少一个的两侧边形成的夹角的角平分线与围成该定子槽的定子齿的齿身的对称轴重合地设置。

进一步地，相邻的第一类槽口的几何中心线形成的夹角为θ3，其中，θ3≠2π/s，和/或，相邻的第二类槽口的几何中心线形成的夹角为θ4，其中，θ4≠2π/s，和/或，相邻的第一类槽口的几何中心线和第二类槽口的几何中心线形成的夹角为θ5，其中，θ5≠2π/s。

进一步地，0＜θ1+θ2＜(4π/s-2α)，α为定子齿的齿身对应的圆心角。

进一步地，各槽口的两侧边形成的夹角为θ，其中，0＜θ＜(2π/s-α)。

进一步地，多个槽口中至少包括一组相邻的槽口的几何中心线形成的夹角为θ6，其中，θ6≠2π/s。

进一步地，各槽口的几何中心与转子部的几何中心之间的连线形成中心线段，多个槽口中的至少一个中心线段与相邻的定子齿的齿身的对称轴重合地设置。

进一步地，单相永磁电机还包括第二类槽口，第二类槽口为多个，多个第二类槽口的结构特征均相同，第二类槽口的结构特征与第一类槽口的结构特征不同，第二类槽口的个数与第一类槽口的个数不同，相邻的第一类槽口之间设置有至少一个第二类槽口。

进一步地，单相永磁电机还包括第二类槽口，第二类槽口为多个，多个第二类槽口的结构特征均相同，第二类槽口的结构特征与第一类槽口的结构特征不同，多个第一类槽口相邻地设置，多个第二类槽口相邻地设置。

进一步地，单相永磁电机还包括第二类槽口，第二类槽口为多个，多个第二类槽口的结构特征均相同，第二类槽口的结构特征与第一类槽口的结构特征不同，多个第二类槽口中至少两个第二类槽口组成第一槽集，多个第一类槽口中的至少两个第一类槽口组成第二槽集，第一槽集与第二槽集交替地设置。

进一步地，多个槽口中的至少一个槽口的两侧边相平行地设置，且该槽口的几何中心线与相邻的定子齿的齿身的对称轴重合地设置。

进一步地，多个第一类槽口包括第一槽口和第二槽口，多个槽口还包括第二类槽口，第二类槽口为多个，多个第二类槽口的结构特征均相同，第二类槽口的结构特征与第一类槽口的结构特征不同，多个第二类槽口包括第三槽口和第四槽口，第一槽口、第二槽口、第三槽口和第四槽口沿转子部的周向依次设置，第一槽口的中心线段与第二槽口的中心线段形成的夹角为γ1，第二槽口的中心线段与第三槽口的中心线段的夹角为γ3，第三槽口的几何中心线与第四槽口的几何中心线形成的夹角为γ1，第四槽口的几何中心线与第一槽口的几何中心线形成的夹角为γ2，其中，γ1＝2π/s，γ2＜2π/s，γ3＞2π/s。

进一步地，多个定子齿与转子部之间形成的气隙厚度均相同。

进一步地，单相永磁电机还包括：定子轭部，多个定子齿与定子轭部相连接，定子轭部为闭合的环形结构、闭合的方形结构或者开口的方形结构。

进一步地，所述结构特征包括形状、尺寸和相对位置，各所述定子齿的齿身沿转子部的周向均匀分布设置，多个所述槽口沿着转子部呈现不均匀分布设置。

进一步地，多个所述槽口至少包括三种不同类型的槽口结构。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种吸尘器，包括单相永磁电机，单相永磁电机为上述的单相永磁电机。

应用本实用新型的技术方案，通过将定子槽的槽口设置成不同结构特征的方式，以此消除现有技术中电机启动存在死点的问题，并且能够提升电机启动转矩和输出转矩。与普通单相永磁电机相比，本申请的电机的齿槽转矩大幅减小，转矩脉动大幅下降，而且电机启动转矩和输出转矩得到明显提升。

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单相永磁电机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单相永磁电机的第二实施例的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第三实施例的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的单相永磁电机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单相永磁电机的第五实施例的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第六实施例的结构示意图；

图7示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第七实施例的结构示意图；

图8示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第八实施例的结构示意图；

图9示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第九实施例的结构示意图；

图10示出了根据本实用新型的单相永磁电机的第十实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、定子齿；11、齿靴部；12、齿身；

20、转子部；

30、槽口；31、第一类槽口；311、第一槽口；312、第二槽口；32、第二类槽口；321、第三槽口；322、第四槽口；

40、定子轭部。

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10所示，根据本实用新型的具体实施例，提供了一种单相永磁电机。

具体地，单相永磁电机包括定子齿10。定子齿10为多个，多个定子齿10围设成用于容纳转子部20的容纳腔，相邻的定子齿10的齿靴部11之间形成定子槽的槽口30。其中，槽口30为多个，多个槽口30沿转子部20的周向间隔地设置，多个槽口30中至少一个槽口30的宽度与其余的槽口30的结构特征不同。

在本实施例中，通过将定子槽的槽口设置成不同结构特征的方式，以此消除现有技术中电机启动存在死点的问题，并且能够提升电机启动转矩和输出转矩。与普通单相永磁电机相比，本申请的电机的齿槽转矩大幅减小，转矩脉动大幅下降，而且电机启动转矩和输出转矩得到明显提升。其中，槽口的结构特征不同包括槽口的宽度不同、尺寸不同，以及槽口的布置位置不同，以及槽口的形状不同。其中，在图1中，A为定子齿的齿身的对称轴、B为定子槽的槽口处的几何中心线、X为转子水平方向的几何中心线、Y为转子竖直方向的几何中心线。

在本实施例中，相邻的定子齿的齿靴部之间至少形成两类槽口结构，不同槽口结构具有不同的形状、尺寸和相对位置。且电机各个定子齿身沿转子部均匀分布，而各个槽口沿着转子部呈现不均匀分布。

如图1和图2所示，多个槽口30包括第一类槽口31和第二类槽口32。第一类槽口31为多个，多个第一类槽口31沿转子部20的周向间隔地设置，多个第一类槽口31的结构特征均相同。第二类槽口32为多个，多个第二类槽口32沿转子部20的周向与多个第一类槽口31交替地设置，多个第二类槽口32的结构特征均相同，第二类槽口32的结构特征与第一类槽口31的结构特征不同，第一类槽口31的个数与第二类槽口32的个数相同。其中，在本实施例中，第一类槽口31的侧壁相平行地设置，第二类槽口32的两侧壁相平行地设置。此时，各个槽口的两侧边的中心线为槽口的几何中心线。这样设置能够解决单相电机启动死点的问题，有效地降低电机的转矩脉动，提升电机的输出转矩。

在本申请的实施例中，转子部20的几何中心至第一类槽口31的几何中心线的距离为L，其中，L＞0，或者，L＝0。这样设置同样能够起到消除现有技术中电机启动存在死点的问题。即不同类槽口结构特征以槽口宽度D和槽口相对位置L以区分，两类槽口满足槽口宽度D和槽口相对位置L中一个参数的不同即为不同类槽口。槽口宽度D为槽口两侧边的距离，D＞0。槽口相对位置L是指所述转子部的几何中心至所述槽口的几何中心线的距离。

其中，当L＝0时，相邻的定子齿10的齿身12对称地设置，第一类槽口31的几何中心线与围成该第一类槽口31的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置。齿身的对称轴如图1中的A所示。转子部20的几何中心至第二类槽口32的几何中心线的距离为L，L＞0，转子部20的几何中心至第一类槽口31的几何中心线的距离为0，其中，第二类槽口32的几何中心线如图1中的B所示。

其中，所述结构特征包括形状、尺寸和相对位置，各所述定子齿的齿身沿转子部的周向均匀分布设置，多个所述槽口沿着转子部呈现不均匀分布设置。通过设置槽口成不均匀分布且电机定子齿的气隙为均匀气隙，多个所述槽口至少包括三种不同类型的槽口结构。

根据本申请的另一个实施例，当第一类槽口的L＝0时，相邻的定子齿10的齿身12对称地设置，第一类槽口31的几何中心线与围成该第一类槽口31的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置。任意相邻的槽口30的几何中心线形成的夹角为2π/s，其中，s为定子槽的个数。这样设置能够有效地提高电机的性能。

如图2所示，第一类槽口31为两个，第二类槽口32为两个。两个第一类槽口31相对地设置，两个第一类槽口31中的至少一个的几何中心线与相邻的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置，两个第二类槽口32的几何中心线与转子部20的几何中心具有距离地设置，且两个第二类槽口32的几何中心线分别位于转子部20的几何中心的两侧。两个第二类槽口32 的几何中心线至转子部20的几何中心的最小距离为d，两个第一类槽口31的宽度为D，其中， d＝0.5D。0＜D＜R，0.5D≤D1＜D，R为定子齿10的端面至转子部20的几何中心的距离，D1为第二类槽口32的宽度。这样设置能够有效地降低电机的脉动，提高电机输出扭矩。

多个所述槽口30包括至少两类槽口，且同类槽口沿转子部20均匀分布，而不同类的槽口沿转子部20交替地设置。同时不同类槽口的槽口个数相等，均为n个，其中n为大于等于 1的整数，特别地，当多个所述槽口30只包括两类槽口时，包括：第一类槽口31，第二类槽口(32)。第一类槽口31和第二类槽口32的槽口个数相同，且沿转子部20交替地设置。

其中，各槽口30的两个侧壁沿转子部20的径向方向的延长线过转子部20的几何中心。这样设置能够进一步地有效地降低电机的脉动，提高电机输出扭矩。

进一步地，第一类槽口31的两侧边形成的夹角为θ1，第二类槽口32的两侧边形成的夹角为θ2，其中，θ1≠θ2。这样设置能够起到消除现有技术中电机启动存在死点的问题。其中，0＜θ1+θ2＜，α为定子齿10的齿身12对应的圆心角。

第一类槽口31和第二类槽口32中的至少一个的两侧边形成的夹角的角平分线与围成该定子槽的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置。这样设置同样能够起到消除现有技术中电机启动存在死点的问题。

相邻的第一类槽口31的几何中心线形成的夹角为θ3，其中，θ3≠2π/s，相邻的第二类槽口32的几何中心线形成的夹角为θ4，其中，θ4≠2π/s，相邻的第一类槽口31的几何中心线和第二类槽口32的几何中心线形成的夹角为θ5，其中，θ5≠2π/s。这样设置能够提高电机的性能。

根据本申请的另一个实施例，如图7所示，电机所有槽口的两侧边夹角θ相同，且0＜θ＜，α为定子齿的齿身所跨圆心角。电机的所有相邻的两个槽口中，至少存在一组相邻槽口的角中心线的夹角不等于2π/s。此时电机所有槽口均为同种槽口，但在圆周分布上呈现非均匀分布，因此仍能够消除单相电机的启动存在死点的问题。其中，角中心线即为槽口的沿径向方向的几何中心线。

具体地，各槽口30的几何中心与转子部20的几何中心之间的连线形成中心线段，多个槽口30中的至少一个中心线段与相邻的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置。这样设置能够消除单相电机的启动存在死点的问题。

进一步地，单相永磁电机还包括第二类槽口32，第二类槽口32为多个。多个第二类槽口 32的结构特征均相同。第二类槽口32的结构特征与第一类槽口31的结构特征不同，第二类槽口32的个数与第一类槽口31的个数不同，相邻的第一类槽口31之间设置有至少一个第二类槽口32。这样设置能够消除单相电机的启动存在死点的问题，有效地提高电机的输出转矩。

根据本申请的另一个实施例，单相永磁电机还包括第二类槽口32，第二类槽口32为多个。多个第二类槽口32的结构特征均相同，第二类槽口32的结构特征与第一类槽口31的结构特征不同，多个第一类槽口31相邻地设置，多个第二类槽口32相邻地设置。或者，可以将第一类槽口31和第二类槽口32设置成：第二类槽口32为多个，多个第二类槽口32的结构特征均相同，第二类槽口32的结构特征与第一类槽口31的结构特征不同，多个第二类槽口32 中至少两个第二类槽口32组成第一槽集，多个第一类槽口31中的至少两个第一类槽口31组成第二槽集，第一槽集与第二槽集交替地设置。这样设置同样能够消除单相电机的启动存在死点的问题，有效地提高电机的输出转矩。

其中，多个槽口30中的至少一个槽口30的两侧边相平行地设置，且该槽口30的几何中心线与相邻的定子齿10的齿身12的对称轴重合地设置。

具体地，如图8所示，多个第一类槽口31包括第一槽口311和第二槽口312，多个槽口 30还包括第二类槽口32，第二类槽口32为多个，多个第二类槽口32的结构特征均相同，第二类槽口32的结构特征与第一类槽口31的结构特征不同，多个第二类槽口32包括第三槽口 321和第四槽口322，第一槽口311、第二槽口312、第三槽口321和第四槽口322沿转子部20的周向依次设置，第一槽口311的中心线段与第二槽口312的中心线段形成的夹角为γ1，第二槽口312的中心线段与第三槽口321的中心线段的夹角为γ3，第三槽口321的几何中心线与第四槽口322的几何中心线形成的夹角为γ1，第四槽口322的几何中心线与第一槽口311 的几何中心线形成的夹角为γ2，其中，γ1＝2π/s，γ2＜2π/s，γ3＞2π/s。这样设置同样能够消除单相电机的启动存在死点的问题，有效地提高电机的输出转矩。

在本实施例中，多个定子齿10与转子部20之间形成的气隙厚度均相同。等气隙厚度结构特征，使得电机转矩脉动降低，输出转矩提升，降低制造难度，提高制造精度。

进一步地，单相永磁电机还包括定子轭部40。多个定子齿10与定子轭部40相连接，定子轭部40为闭合的环形结构特征、闭合的方形结构特征或者开口的方形结构特征。这样设置能够降低电机装配难度，提高了电机的生产效率。

上述实施例中的单相永磁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，包括单相永磁电机，单相永磁电机为上述实施例中的单相永磁电机。

具体地，在本申请中，通过将电机定子齿形设置成至少两种槽口结构特征，不同槽口结构特征具有不同的形状、尺寸和相对位置。在圆周分布上，电机各个定子齿身均匀分布，而电机定子齿形成的各个槽口呈现不均匀分布。所有槽口不均匀分布包括槽口数目、同一类槽口分布情况和槽口形状三个方面的相互配合，通过相互配合可以得到一系列槽口不均匀分布结构。其中，槽口数目可以分为不同种类型的槽口的槽数均相等和不同种槽口的槽数不相等的情况：对于同一类型槽口分布情况，可以分为同一槽口均匀分布和同一类型槽口不均匀分布。槽口形状包括三种槽口形状结构，分别为：1、电机所有槽口的两侧边(2个定子齿的齿靴边)平行；2、电机所有槽口的两侧边(2个定子齿的齿靴边)的延长线均交于转子中心点； 3、槽口具有不规则形状或规则形状的槽口，确定槽口的形心点(或者几何中心点)，并连接形心点和转子几何中心成线段，定义为中心线段。针对不同形状槽口，进一步地限定槽口位置关系，可以实现槽口的不均匀分布，具体为：对于槽口两侧边平行的槽口或者存在对称轴 (中心线)的槽口，电机所含各个槽口的相对位置有：至少存在一种槽口的中心线与相邻两个定子齿的齿身的对称轴重合，同时电机所有相邻两个槽口的几何中心线的夹角均为2π/s。

对于槽口两侧边交于转子几何中心点的槽口或者不规则的槽口结构，电机所含各个槽口的相对位置有：a、至少存在一种槽口的角中心线或者中心线段与相邻两个定子齿身的对称轴重合；b、相邻两个相同结构槽口的角中心线或者中心线段所夹圆心角为2*π/s；c、相邻两个不同结构槽口的角中心线或者中心线段所夹圆心角不等于2π/s，同时设所夹圆心角小于2π /s、以及所夹圆心角大于2π/s。

通过设置均匀气隙、不均匀分布的槽口结构来解决单相永磁电机启动死点的问题，同时相对于不等气隙和不对称齿结构能够增加单相永磁电机的启动转矩的同时不增大齿槽转矩脉动，令电机增大输出转矩，减小转矩脉动。单相永磁电机由于电枢电流只有一相，电枢绕组产生的磁场为脉振磁场，电机电磁转矩存在0点。单相永磁电机不采用特定的结构，电机停靠位置(齿槽转矩为0的点)与电磁转矩为0的点是重合的。无论电机定子绕组通入任何形式的电流，单相电机都无法产生切向转矩，此时单相电机无法启动，因此单相电机存在启动死点的问题。通常是解决办法是设置不对称的齿部结构，使电机的齿槽转矩和电磁转矩发生偏移，使两种转矩的0点位置错开。电机停止时是停留在齿槽转矩为0的点，只要此时电机电磁转矩不为0，电机就能够正常启动。

如图1所示，通过设置不均匀分布的槽口结构，使电机的齿槽转矩0点与电磁转矩0点错开，进而消除启动死点问题。具体如下：电机定子齿形成至少两种槽口结构，不同槽口结构具有不同的形状、尺寸和相对位置。在圆周分布上，电机各个定子齿身均匀分布，而电机定子齿形成的各个槽口呈现不均匀分布。

所有槽口不均匀分布可以分为：相同槽口均匀分布和相同槽口不均匀分布，两种情况均可以实现所有槽口不均匀分布，进而错开0齿槽转矩和0电磁转矩的位置，消除启动死点。所有槽口不均匀分布可以分为：不同槽口的槽数均相同和不同槽口的槽数不相同，两种情况也均可以实现所有槽口不均匀分布。

在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现均匀分布，并且不同槽口结构1对1 间隔分布。同时电机不同槽口的槽数个数相等，均为n个，其中n为大于等于1的整数。

电机槽口结构为：电机所有槽口的两侧边(2个定子齿的齿靴边)平行，此时两侧边的几何中心线即为槽口中心线(对称轴)。利用槽口宽度D、槽口相对位置L区分槽口结构，两种槽口结构满足其中一个参数(D或L)不同即为不同槽口结构。对于槽口宽度，设定为电机槽口两平行侧边的宽度D，宽度D大于0。对于槽口相对位置，设定转子中心点到槽口的中心线的距离大小为L，且距离L大于等于0。对于同一种槽口，转子中心点到该槽口的中心线的距离L相等，且槽口宽度D相同。

进一步地，至少存在一种电机槽口结构，转子的几何中心点到该槽口的中心线的距离等于0，槽口的中心线穿过转子中心点。同时电机还至少存在一种槽口结构，转子中心点到该槽口的中心线的距离不等于0，即槽口的中心线不穿过转子中心点。

对于槽口相对位置L为0的槽口，其槽口中心线与相邻两个定子齿的齿身对称轴重合。同时，电机所有相邻两个槽口中心线的夹角均为2*π/s。电机只存在两种不同槽口结构，电机的槽口数目为2n个，n为大于等于1的整数，其中两种槽口槽数各为n个。

优选地，电机共有4个槽口2种槽口结构，如图2所示布置，第一类槽口的中心线与相邻两定子齿身的对称轴重合，同时也与转子水平中心线重合。而此时第二类槽口的中心线与转子竖直中心线平行。设定第二类槽口的一侧边到转子竖直中心线的距离d等于第一类槽口宽度D的一半，即d＝0.5*D。第二类槽口的侧边包括左右侧边，不同侧边会导致电机槽口的相对位置也发生改变。如图2、图3所示。其中，对于左侧边设置d＝0.5*D的槽口结构，电机更容易顺时针启动，同理可得，右侧边设置的槽口结构，电机更容易逆时针启动。不同侧边的设置均具有消除死点的能力。

根据本申请的另一个实施例，如图4所示，在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现不均匀分布，电机的两种不同槽口排列方式为：两种槽口不相互穿插排列，电机槽口整体上包括两大槽口集，即每个槽口集中只包含同一种槽口(1...1122...2结构，1和2表示两种不同的槽口)。进一步地，电机所含各个槽口的相对位置有：电机所有相邻两个槽口中心线的夹角均为2π/s。

根据本申请的另一个实施例，如图5所示，对于相同槽口分布情况和槽口数目，存在另外一种分布描述和槽口数目特征，具体为：1、电机的两种不同槽口排列方式为：两种槽口存在穿插排列同时也存在槽口集，每个槽口集中只包含同一种槽口，且槽口集中的槽口的数量大于等于2。2、电机的槽口数目为2n个，n为大于等于1的整数，而不同槽口的槽数不相等。进一步地，电机所含各个槽口的相对位置有：电机所有相邻两个槽口中心线的夹角均为2π/s。

根据本申请的另一个实施例，如图6所示，电机所有槽口的两侧边(2个定子齿的齿靴边) 的延长线均交于转子中心点。在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现均匀分布，并且不同槽口结构1对1间隔分布。同时电机不同槽口的槽数个数相等，均为n个，其中n 为大于等于1的整数。

进一步地，设定槽口角中心线为槽口两侧边的角平分线，利用槽口两侧边夹角的不同来区分槽口结构，即不同槽口结构具有不同的两侧边夹角。设定槽口位置，具体为：至少存在一种槽口的角中心线与相邻两个定子齿身的对称轴重合。电机的所有相邻的两个槽口中，至少存在一组相邻槽口的角中心线的夹角不等于2π/s。

进一步地，对于电机只有两种不同槽口结构，两者的两侧边夹角分别为θ1，θ2，且θ1 ≠θ2，如图6所示，其中，第一类槽口的几何中心线与两定子齿身的对称轴重合。

进一步地，对于第二类槽口的两侧边夹角关系和取值范围设定如下：0＜θ1+θ2＜4*π /s-2α，θ1≠θ2。

根据本申请的另一个实施例，如图7所示，对于槽口结构，存在一种特殊的槽口结构，具体为：电机所有槽口的两侧边夹角θ相同，且0＜θ＜0.5π-α。电机的所有相邻的两个槽口中，至少存在一组相邻槽口的角中心线的夹角不等于2π/s。此时电机所有槽口均为同种槽口，但在圆周分布上呈现非均匀分布，因此仍能够消除单相电机的启动存在死点的问题。

根据本申请的另一个实施例，如图8所示，对于槽口分布方式(在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现均匀分布，并且不同槽口结构1对1间隔分布)，还存在另外一种分布结构，具体为：

在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现不均匀分布，电机的两种不同槽口排列方式为：两种槽口不相互穿插排列，电机槽口整体上包括两大槽口集，即每个槽口集中只包含同一种槽口。

进一步地，对于上述槽口分布设置，相应的槽口位置设计为：a、至少存在一种槽口的角中心线与相邻两个定子齿身的对称轴重合；b.相邻两个相同结构槽口的角中心线所夹圆心角γ 1＝2π/s；c、相邻两个不同结构槽口的角中心线所夹圆心角不等于2π/s，同时设所夹圆心角小于2π/s的角为γ2，所夹圆心角大于2π/s的角为γ3。

根据本申请的另一个实施例，如图9所示，对于槽口分布方式具体为：

1、电机的两种不同槽口排列方式为：两种槽口存在穿插排列同时也存在槽口集，每个槽口集中只包含同一种槽口，且槽口集中的槽口的数量大于等于2。2、电机的槽口数目为2n个， n为大于等于1的整数，而不同槽口的槽数不相等。

进一步地，对于上述槽口分布设置，相应的槽口位置设计为：a、至少存在一种槽口的角中心线与相邻两个定子齿身的对称轴重合；b.相邻两个相同结构槽口的角中心线所夹圆心角γ 1＝2π/s；c、相邻两个不同结构槽口的角中心线所夹圆心角不等于2π/s，同时设所夹圆心角小于2π/s的角为γ2，所夹圆心角大于2π/s的角为γ3。

根据本申请的另一个实施例，如图10所示，对于电机槽口形状，还存在第3种不同的结构特征描述，具体为：槽口具有不规则形状或规则形状的槽口，确定槽口的形心点(或者结合中心点，如图10中M所示，其中，C为定子齿对此轴)，并连接形心点和转子中心成线段，定义为中心线段。同样地，电机不同槽口排布方式还可以为:在圆周分布上，电机定子齿形成的各个相同槽口呈现均匀分布，并且不同槽口结构1对1间隔分布。进一步地，至少存在一种槽口的中心线段与相邻两个定子齿身的对称轴重合。电机的所有相邻的两个槽口中，至少存在一组相邻槽口的中心线段的夹角不等于2π/s。

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 (29)

1.一种单相永磁电机，其特征在于，包括：

定子齿(10)，所述定子齿(10)为多个，多个所述定子齿(10)围设成用于容纳转子部(20)的容纳腔，相邻的所述定子齿(10)的齿靴部(11)之间形成定子槽的槽口(30)；

其中，所述槽口(30)为多个，多个所述槽口(30)沿所述转子部(20)的周向间隔地设置，多个所述槽口(30)中至少一个所述槽口(30)的结构特征与其余的所述槽口(30)的结构特征不同。

2.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述槽口(30)包括：

第一类槽口(31)，所述第一类槽口(31)为多个，多个所述第一类槽口(31)沿所述转子部(20)的周向间隔地设置，多个所述第一类槽口(31)的结构特征均相同。

3.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述槽口(30)还包括：

第二类槽口(32)，所述第二类槽口(32)为多个，多个所述第二类槽口(32)沿所述转子部(20)的周向与多个所述第一类槽口(31)交替地设置，多个所述第二类槽口(32)的结构均相同，所述第二类槽口(32)的结构与所述第一类槽口(31)的结构不同，所述第一类槽口(31)的个数与所述第二类槽口(32)的个数相同。

4.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，所述第一类槽口(31)的侧壁相平行地设置，所述第二类槽口(32)的两侧壁相平行地设置。

5.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述转子部(20)的几何中心至所述第一类槽口(31)的几何中心线的距离为L，其中，L＞0，或者，L＝0。

6.根据权利要求5所述的单相永磁电机，其特征在于，当第一类槽口的L＝0时，相邻的所述定子齿(10)的齿身(12)对称地设置，所述第一类槽口(31)的几何中心线与围成该所述第一类槽口(31)的所述定子齿(10)的齿身(12)的对称轴重合地设置。

7.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，任意相邻的所述槽口(30)的几何中心线夹角为2π/s，其中，s为定子槽的个数。

8.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，所述转子部(20)的几何中心至所述第二类槽口(32)的几何中心线的距离为L，L＞0，所述转子部(20)的几何中心至所述第一类槽口(31)的几何中心线的距离为0。

9.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，所述第一类槽口(31)为两个，所述第二类槽口(32)为两个，两个所述第一类槽口(31)相对地设置，两个所述第一类槽口(31)中的至少一个的几何中心线与相邻的所述定子齿(10)的齿身(12)的对称轴重合地设置，两个所述第二类槽口(32)的几何中心线与所述转子部(20)的几何中心具有距离地设置，且两个所述第二类槽口(32)的几何中心线分别位于所述转子部(20)的几何中心的两侧。

10.根据权利要求9所述的单相永磁电机，其特征在于，两个所述第二类槽口(32)中的至少一个的几何中心线至所述转子部(20)的几何中心的最小距离为d，两个所述第一类槽口(31)中的至少一个的宽度为D，其中，d＝0.5D。

11.根据权利要求9所述的单相永磁电机，其特征在于，0＜D＜R，0.5D≤D1＜D，R为所述定子齿(10)的端面至所述转子部(20)的几何中心的距离，D1为所述第二类槽口(32)的宽度。

12.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，各所述槽口(30)的两个侧壁沿所述转子部(20)的径向方向的延长线过所述转子部(20)的几何中心。

13.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，所述第一类槽口(31)的两侧边形成的夹角为θ1，所述第二类槽口(32)的两侧边形成的夹角为θ2，其中，θ1≠θ2。

14.根据权利要求13所述的单相永磁电机，其特征在于，所述第一类槽口(31)和所述第二类槽口(32)中的至少一个的两侧边形成的夹角的角平分线与围成该定子槽的所述定子齿(10)的齿身(12)的对称轴重合地设置。

15.根据权利要求14所述的单相永磁电机，其特征在于，

相邻的所述第一类槽口(31)的几何中心线形成的夹角为θ3，其中，θ3≠2π/s，和/或，

相邻的所述第二类槽口(32)的几何中心线形成的夹角为θ4，其中，θ4≠2π/s，和/或，

相邻的所述第一类槽口(31)的几何中心线和所述第二类槽口(32)的几何中心线形成的夹角为θ5，其中，θ5≠2π/s。

16.根据权利要求13所述的单相永磁电机，其特征在于，0＜θ1+θ2＜(4π/s-2α)，α为所述定子齿(10)的齿身(12)对应的圆心角。

17.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，各所述槽口(30)的两侧边形成的夹角为θ，其中，0＜θ＜(2π/s-α)。

18.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述槽口(30)中至少包括一组相邻的所述槽口(30)的几何中心线形成的夹角为θ6，其中，θ6≠2π/s。

19.根据权利要求1或18所述的单相永磁电机，其特征在于，各所述槽口(30)的几何中心与所述转子部(20)的几何中心之间的连线形成中心线段，多个所述槽口(30)中的至少一个所述中心线段与相邻的所述定子齿(10)的齿身(12)的对称轴重合地设置。

20.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述单相永磁电机还包括第二类槽口(32)，所述第二类槽口(32)为多个，多个所述第二类槽口(32)的结构特征均相同，所述第二类槽口(32)的结构特征与所述第一类槽口(31)的结构特征不同，所述第二类槽口(32)的个数与所述第一类槽口(31)的个数不同，相邻的所述第一类槽口(31)之间设置有至少一个所述第二类槽口(32)。

21.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述单相永磁电机还包括第二类槽口(32)，所述第二类槽口(32)为多个，多个所述第二类槽口(32)的结构特征均相同，所述第二类槽口(32)的结构特征与所述第一类槽口(31)的结构特征不同，多个所述第一类槽口(31)相邻地设置，多个所述第二类槽口(32)相邻地设置。

22.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，所述单相永磁电机还包括第二类槽口(32)，所述第二类槽口(32)为多个，多个所述第二类槽口(32)的结构特征均相同，所述第二类槽口(32)的结构特征与所述第一类槽口(31)的结构特征不同，多个所述第二类槽口(32)中至少两个所述第二类槽口(32)组成第一槽集，多个所述第一类槽口(31)中的至少两个所述第一类槽口(31)组成第二槽集，所述第一槽集与所述第二槽集交替地设置。

23.根据权利要求7所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述槽口(30)中的至少一个所述槽口(30)的两侧边相平行地设置，且该所述槽口(30)的几何中心线与相邻的所述定子齿(10)的齿身(12)的对称轴重合地设置。

24.根据权利要求2所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述第一类槽口(31)包括第一槽口(311)和第二槽口(312)，多个所述槽口(30)还包括第二类槽口(32)，所述第二类槽口(32)为多个，多个所述第二类槽口(32)的结构特征均相同，所述第二类槽口(32)的结构特征与所述第一类槽口(31)的结构特征不同，多个所述第二类槽口(32)包括第三槽口(321)和第四槽口(322)，所述第一槽口(311)、所述第二槽口(312)、所述第三槽口(321)和所述第四槽口(322)沿所述转子部(20)的周向依次设置，所述第一槽口(311)的中心线段与所述第二槽口(312)的中心线段形成的夹角为γ1，所述第二槽口(312)的中心线段与所述第三槽口(321)的中心线段的夹角为γ3，所述第三槽口(321)的几何中心线与所述第四槽口(322)的几何中心线形成的夹角为γ1，所述第四槽口(322)的几何中心线与所述第一槽口(311)的几何中心线形成的夹角为γ2，其中，γ1＝2π/s，γ2＜2π/s，γ3＞2π/s。

25.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述定子齿(10)与所述转子部(20)之间形成的气隙厚度均相同。

26.根据权利要求1所述的单相永磁电机，其特征在于，所述单相永磁电机还包括：

定子轭部(40)，多个所述定子齿(10)与所述定子轭部(40)相连接，所述定子轭部(40)为闭合的环形结构、闭合的方形结构或者开口的方形结构。

27.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，所述结构特征包括形状、尺寸和相对位置，各所述定子齿的齿身沿转子部的周向均匀分布设置，多个所述槽口沿着转子部呈现不均匀分布设置。

28.根据权利要求3所述的单相永磁电机，其特征在于，多个所述槽口至少包括三种不同类型的槽口结构。

29.一种吸尘器，包括单相永磁电机，其特征在于，所述单相永磁电机为权利要求1至28中任一项所述的单相永磁电机。

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