CN213213296U - 电机、压缩机和家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电机、压缩机和家用电器，其中，电机的定子和转子之间形成有气隙，并且，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，定子齿朝向转子的端部的轮廓线，包括第一圆弧段和位于第一圆弧段两侧的第一段和第二段。本实用新型提出的电机，通过将定子齿朝向转子一侧的轮廓设置为依次连接的第一段、第一弧线段和第二段，即改变了气隙的宽度，使得整个气隙的宽度是变化的，进而改变了气隙磁密。气隙磁场中主要产生径向电磁力的谐波磁密，通过自耦合及相互耦合起到削弱作用，进而避免了产生径向电磁力的主要谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低电机定子和转子所受的径向电磁力，进而降低电机的径向电磁噪音。

Description

电机、压缩机和家用电器

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体而言涉及一种电机、一种压缩机和一种家用电器。

背景技术

相关技术中，对于内置式无刷直流电机，因其结构简单、可靠性高，加之配合切向式转子磁极结构，电机功率密度较高，因而被广泛应用在家用电器用电机中。然而，由于其转子功率密度较高，定、转子磁场耦合程度增强，使得电机气隙磁场中谐波含量较高，导致电机径向电磁力较大，尤其空间低阶电磁力更为突出，因此，如何在不过多牺牲电机性能的前提下，采用适当的方法降低谐波磁场激发的4倍频电磁力显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有或改善技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型第一方面提出了一种电机。

本实用新型第二方面提出了一种压缩机。

本实用新型第三方面提出了一种家用电器。

有鉴于此，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种电机，包括：定子，定子包括通孔和多个定子齿；转子，设于通孔内，转子包括多个扇形部，定子齿与扇形部相对设置，其中，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，定子齿朝向转子的端部的轮廓线，包括第一圆弧段和位于第一圆弧段两侧的第一段和第二段。

本实用新型提出的电机，包括定子和转子，定子的内侧具有多个定子齿，转子的外侧具有多个扇形部，多个定子齿和多个扇形部相对。进而在定子上设置绕组，在扇形部设置磁性件后，两者可产生旋转磁场，以驱动转子转动。

并且，定子齿轮廓和正对着的转子扇形部的轮廓会在定子和转子之间形成的气隙中引起的基波磁密和其它高次谐波磁密(统称谐波磁密)，通过自耦合及相互耦合作用，进而产生对定子和转子的径向电磁力。

进而本实用新型以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，将定子齿朝向转子一侧的轮廓设置为依次连接的第一段、第一弧线段和第二段，即改变了气隙的宽度，整个气隙的宽度是变化的，进而改变了气隙磁密。在转子转动时，气隙磁场中主要产生径向电磁力的谐波磁密，通过自耦合及相互耦合起到削弱作用，进而避免了产生径向电磁力的主要谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低电机定子和转子所受的径向电磁力，进而降低电机的径向电磁噪音。

另外，根据本实用新型提出的上述技术方案中的电机，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，第一段与第一圆弧段相连接的一端相较于第一段的另一端靠近转子，第二段与第一圆弧段相连接的一端相较于第二段的另一端靠近转子。

在该技术方案中，在转子旋转时，进入定子齿时的气隙较大，而气隙的增大会增大气隙侧的磁路压降，进而降低该处的磁饱和，降低谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低电机定子和转子所受的径向电磁力，进而降低电机的径向电磁噪音。

在上述任一技术方案中，进一步地，以垂直于转子的轴线的方向对转子进行截面，在截面上，扇形部朝向定子的端部的轮廓线，包括：第二圆弧段和位于第二圆弧段两侧的第一曲线段和第二曲线段。

在该技术方案中，以垂直于定子的轴线的方向对转子进行截面，在截面上，将转子的扇形部朝向定子一侧的轮廓设置为依次连接的第一曲线段、第二圆弧和第二曲线段，进一步改变气隙的宽度。进而在转子转动时，由于定子齿上包括第一段和第二段，而扇形部上具有三个曲线段。因此，整气隙的变化更加的大，对主要产生径向电磁力的谐波磁密削弱更加明显，进而避免了产生径向电磁力的主要谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低定子和转子所受的径向电磁力，进而降低电机的径向电磁噪音。

在上述任一技术方案中，进一步地，定子齿上的第一段和第二段以第一圆弧段的中心线为对称轴对称设置；扇形部上的第一曲线段和第二曲线段以第二圆弧段的中心线为对称轴对称设置。

在该技术方案中，将同一定子齿上的第一段和第二段以第一圆弧段的中心线为对称轴对称设置，将同一扇形部上的第一曲线段和第二曲线段以第二圆弧段的中心线为对称轴对称设置，进而使得转子的正时针转动和逆时针转动可取得同样的效果，使得电机可成为双向转动的电机。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一段包括至少一段直线和/或至少一段曲线；和/或第二段包括至少一段直线和/或至少一段曲线。

在该技术方案中，第一段可以包括以下任一情况：一段直线、一段曲线、一段直线和一段曲线、一段直线和多段曲线、多段直线和一段曲线，多段直线和多段曲线。

第二段可以包括以下任一情况：一段直线、一段曲线、一段直线和一段曲线、一段直线和多段曲线、多段直线和一段曲线，多段直线和多段曲线。

在上述任一技术方案中，进一步地，基于第一段包括一段直线，和第二段包括一段直线的情况，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，第一段和第一圆弧段的中心线之间形成的锐角的余角大于等于0°，小于等于定子的圆心角度与极槽配合因子的商，其中，极槽配合因子为定子齿的数量与扇形部的数量的乘积的四分之一。

在该技术方案中，通过上述限定第一段和第二段的相对角度，可使电机的反电势畸变处于一个较低的水平，从而达到降低电机切向电磁振动、改善电磁噪音、提高电机功率密度的目的。

在上述任一技术方案中，进一步地，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，第二圆弧段的圆心角度大于等于定子的圆心角度与极槽配合因子的商，小于等于2倍的定子的圆心角度与极槽配合因子的商。

在该技术方案中，通过限定第二圆弧段的圆心角度，间接的限定了第一曲线段和第二曲线段的设置位置，进而限定了气隙的变化程度，进而将对径向电磁力的削弱限定在一个较优的范围。

在上述任一技术方案中，进一步地，相邻两个定子齿之间形成定子槽，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，定子槽的槽口宽度为h，定子槽的槽口高度为b，第一段的长度L，其中，L大于等于

和h两者中的最小值，小于等于

和2h两者中的最大值。

在该技术方案中，通过上述限定第一段和第二段的长度，可降低电机的切向转矩脉动及铁心损耗，从而达到降低电机切向电磁振动、改善电磁噪音、提高电机功率密度的目的。

在上述任一技术方案中，进一步地，定子和转子之间形成气隙，以垂直于定子的轴线的方向对定子进行截面，在截面上，气隙的最大值和气隙的最小值的比值，大于等于1.62，且小于等于3.5。

在该技术方案中，通过限定最小气隙和最大气隙的比值，以将卡氏系数合理化，提高电机的功率密度，提升电机的性能。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：绕组，设于定子；磁性件，设于转子。

在该技术方案中，在定子上设置绕组，在转子上设置磁性件。两者可产生旋转磁场，以驱动转子转动。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提出了一种压缩机，包括：如上述技术方案中任一项提出的电机。

本实用新型提出的压缩机，因包括如上述技术方案中任一项提出的电机，因此，具有如上述技术方案中任一项提出的电机的全部有益效果，在此不再一一陈述。

根据本实用新型的第三方面，本实用新型提出了一种家用电器，包括：如上述技术方案中任一项提出的电机；或如上述技术方案中任一项提出的压缩机。

本实用新型提出的家用电器，因包括如上述技术方案中任一项提出的电机；或如上述技术方案中任一项提出的压缩机，因此，具有如上述技术方案中任一项提出的电机；或如上述技术方案中任一项提出的压缩机的全部有益效果，在此不再一一陈述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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示出本实用新型一个实施例提供的电机的结构示意图；

图2示出本实用新型一个实施例提供的电机中定子齿的结构示意图；

图3示出本实用新型一个实施例提供的电机中扇形部和磁性件的结构示意图；

图4示出本实用新型一个实施例提供的电机中槽口的结构示意图；

图5示出本实用新型一个实施例提供的电机中定子齿的结构示意图；

图6示出本实用新型一个实施例提供的电机的第一段和第一圆弧段的中心线之间形成的锐角的余角α1和齿槽转矩峰值的对应关系图；

图7示出本实用新型一个实施例提供的电机中第一段的长度和齿槽转矩峰值的对应关系图；

图8示出本实用新型一个实施例提供的电机中第二圆弧段的圆心角度和4倍频电磁力的对应关系图；

图9示出本实用新型一个实施例提供的电机和相关技术中的电机在相同气隙下电磁力和磁密的对应关系图；

图10示出本实用新型一个实施例提供的电机中气隙的最大值δmax和气隙的最小值δmin的比值和电机损耗的对应关系图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100电机，110定子，112定子齿，114第一段，116第一圆弧段，118第二段，120转子，122扇形部，124第二圆弧段，126第一曲线段，128第二曲线段，140绕组，150磁性件，160槽口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型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10来描述根据本实用新型一些实施例提供的电机100和压缩机。

实施例1

如图1、图2和图5所示，本实用新型提供了一种电机100，包括：定子110和转子120。

其中，定子110上设置有通孔，转子120设置在通孔内，定子110设置有朝向转子120的多个定子齿112，转子120设置有朝向定子110的多个扇形部122。

以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，多个定子齿112的轮廓相同，定子齿112朝向转子120的一侧包括依次连接的第一段114、第一圆弧段116和第二段118。

本实用新型提供的电机100，定子110和转子120之间形成有气隙，可在定子110相邻的两个定子齿112之间设置绕组140，可在转子120相邻的两个扇形部122之间设置磁性件150，磁性件150在气隙中生成磁密，进而和绕组140通电时，生成的磁密进行相互作用驱动转子120转动。而转子120和定子110之间一定要有空隙，即气隙，以保证转子120的正常转动。

并且，定子齿112轮廓和正对着的转子120扇形部122的轮廓会在气隙中引起的基波磁密和其它高次谐波磁密(统称谐波磁密)，通过自耦合及相互耦合作用，进而产生对定子110和转子120的径向电磁力。

进而本实用新型以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，将定子110定子齿112朝向转子120一侧的轮廓设置为依次连接的第一段114、第一弧线段和第二段118，即改变了气隙的宽度，整个气隙的宽度是变化的，进而改变了气隙磁密。在转子120转动时，各个位置的气隙磁密是动态的，在转子120转动时，主要产生径向电磁力的谐波磁密通过自耦合及相互耦合起到削弱作用，进而避免了产生径向电磁力的主要谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低定子110和转子120所受的径向电磁力，进而降低电机100的噪音。

具体地，第一段可以包括以下任一情况：一段直线、一段曲线、一段直线和一段曲线、一段直线和多段曲线、多段直线和一段曲线，多段直线和多段曲线。

第二段可以包括以下任一情况：一段直线、一段曲线、一段直线和一段曲线、一段直线和多段曲线、多段直线和一段曲线，多段直线和多段曲线。

其中，第一段和第二段均为一段直线的情况，可以使得气隙的变化是一个渐变的情况，使得气隙磁密的变化更加的合理，避免跳动式的变化，进一步保证对径向力的削减。

进一步具体地，曲线为圆弧线。

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，进一步地，第一段114背离第一圆弧段116的一端相较于与第一圆弧段116相连接的一端远离转子120，第二段118背离第一圆弧段116的一端相较于与第一圆弧段116相连接的一端远离转子120。

在该实施例中，定子齿112朝向转子120的一侧形成切边的结构，进而在转子120转动时，进入定子齿112时的气隙较大，而气隙的增大会增大气隙侧的磁路压降，进而降低该处的磁饱和，进一步降低谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低电机100定子110和转子120所受的径向电磁力，进而降低电机100的径向电磁噪音。

实施例3：

如图3所示，在实施例1或实施例2的基础上，进一步地，以垂直于转子120的轴线的方向对转子120进行截面，在截面上，扇形部122朝向定子110一侧轮廓依次包括第一曲线段126、第二圆弧段124和第二曲线段128。

并且，第二圆弧段124的圆心O位于转子120的轴线上。

在该实施例中，以垂直于定子110的轴线的方向对转子120进行截面，在截面上，将转子120的扇形部122朝向定子110一侧的轮廓设置为依次连接的第一曲线段126、第二圆弧和第二曲线段128，进一步改变气隙的宽度。进而在转子120转动时，由于定子齿112上包括第一段114和第二段118，而扇形部122上具有三个曲线段。因此，整气隙的变化更加的大，对主要产生径向电磁力的谐波磁密削弱更加明显，进而避免了产生径向电磁力的主要谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低定子110和转子120所受的径向电磁力，进而降低电机100的径向电磁噪音。

实施例4：

如图1至图5所示，在实施例1至实施例3中任一者的基础上，进一步地，定子齿112上的第一段114和第二段118以第一圆弧段116的中心线为对称轴对称设置。

在该实施例中，将同一定子齿112上的第一段114和第二段118以第一圆弧段116的中心线为对称轴对称设置，进而使得转子120的正时针转动和逆时针转动可取得同样的效果，使得电机100为双向转动的电机100。

实施例5：

如图1至图5所示，在实施例1至实施例4中任一者的基础上，进一步地，扇形部122上的第一曲线段126和第二曲线段128以第二圆弧段124的中心线为对称轴对称设置。

在该实施例中，将同一扇形部122上的第一曲线段126和第二曲线段128以第二圆弧段124的中心线为对称轴对称设置，进而使得转子120的正时针转动和逆时针转动可取得同样的效果，使得电机100适用于双向转动电机100。

实施例6：

如图2所示，在实施例1至实施例6中任一者的基础上，进一步地，以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，第一段114和第一圆弧段116的中心线之间形成的锐角的余角α1大于等于0°，小于等于定子110的圆心角度(360°)与极槽配合因子的商，其中，极槽配合因子为定子齿112的数量Z与扇形部122的数量2p的乘积的四分之一。

即0°≤α1≤360°÷(p×Z÷2)。

在该实施例中，如图6所示，以定子齿112的数量为12个，而扇形部122的数量为8个，即Z＝12，2p＝8，为例进行说明，那么α1的取值范围就是0°≤α1≤15°，并且，随着第一段114和第一圆弧段116的中心线之间的角度的余角α1的逐渐增大，反电势畸变率先减小后增大，并且当α1满足0≤α1≤360°÷(p×Z÷2)时，反电势畸变率处于时相对较低水平，从而达到降低电机100切向电磁振动、改善电磁噪音、提高电机100功率密度的目的。

具体地，由于第一段114和第二段118是以第一圆弧段116的中心线对称设置的，那么第二段118和第一圆弧段116的中心线之间形成的锐角的余角也是α1，也符合0°≤α1≤360°÷(p×Z÷2)，在此不再赘述。

并且，根据电机100内基本电磁关系，反电势中谐波与电流的基波及谐波的相互作用是形成电机100纹波转矩的根源，结合齿槽转矩计算公式，气隙内磁场能量的变化是形成电机100齿槽转矩的原因，齿槽转矩及纹波转矩的共同作用形成电机100的切向转矩脉动，因此，通过限定第一段114与第一圆弧段116的中心线(第二段118与第一圆弧段116的中心线)形成的角度，通过改变槽口磁导能够使得磁场能量在槽口位置发生较大变化，同时避免气隙磁场发生较为严重的畸变，进而避免反电势产生较大的畸变。

实施例7：

如图3所示，在实施例1至实施例6中任一者的基础上，进一步地，以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，第二圆弧段124的圆心角度α2大于等于定子110的圆心角度(360°)与极槽配合因子的商，小于等于2倍的定子110的圆心角度与极槽配合因子的商，其中，极槽配合因子为定子齿112的数量Z与扇形部122的数量2p的乘积的四分之一。

即360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)。

在该实施例中，如图8所示，以定子齿112的数量为12个，而扇形部122的数量为8个为例进行说明，那么α2的取值范围就是15°≤α2≤30°，并且，随着α2逐渐增大，4倍频电磁力呈先增大后减小趋势，并且，在360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)，4倍频电磁力处于一个较低的水平，从而进一步降低谐波磁密在同方向上进行叠加作用，降低电机100定子110和转子120所受的径向电磁力，进而降低电机100的径向电磁噪音。

具体地，根据电机100内电磁场基本原理，气隙磁密内各次谐波自耦及相互耦合是形成径向电磁力的根本原因。根据电磁分析结果，产生4倍频电磁力与时间上次数之差为4的谐波磁密息息相关。为减小时间上次数之差为4(频率为4)的谐波磁密幅值。

本实施例通过限定第二圆弧段124对应的圆心角度，大于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商，小于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商的2倍，即360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)，进而将4倍频电磁力处于相对较低的水平。

如图8所示，以定子齿112的数量为12个，而扇形部122的数量为8个为例，即，即Z＝12，2p＝10，360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)就是，12°≤α2≤24°。

本实施例计算的其中一个实施例的4倍频径向力随着第二圆弧段124对应的圆心角度α2逐渐增大，4阶电磁力呈先增大后减小趋势。

经实验和仿真分析计算不同转子120扇形部122外轮廓形状对4倍频电磁力的影响，经计算后表明。

在12°≤α2≤24°的情况下，电机100的4倍频电磁力相对较低，进而可以保证电机100的振动水平较低，降低电机100的噪音。

实施例8：

如图4所示，在实施例1至实施例7中任一者的基础上，进一步地，相邻两个定子齿112之间形成定子槽，以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，定子槽的槽口160宽度h、定子槽的槽口160高度b和第一段114的长度L满足，L大于等于

和h两者中的最小值，小于等于

和2h两者中的最大值。

即

具体地，

为

和h两者中的最小值，

为

和2h两者中的最大值。

例如：b＝1mm，h＝1mm，那么

L的取值在0.25mm到2mm。

b＝2mm，h＝0.5mm，那么

L的取值在0.5mm到2mm。

在该实施例中，如图7所示，电机100中的齿槽转矩随着第一段114和第二段118的长度L的逐渐增大，齿槽转矩先减小后增大，并且当L处于一个范围内时，齿槽转矩处于相对较低水平。

具体地，L的取值范围，可以是1.5mm到2.5mm，进一步地，为2.2mm。

此外，第一段114和第二段118的长度L的变化，使得气隙磁导及定子槽口区域磁场能量发生改变，从而能够改善电机反电势畸变率及齿槽转矩。

实施例9：

如图5所示，在实施例1至实施例7中任一者的基础上，进一步地，定子110和转子120之间形成气隙，以垂直于定子110的轴线的方向对定子110进行截面，在截面上，气隙的最大值δmax和气隙的最小值δmin的比值，大于等于1.62，且小于等于3.5。

即由于定子齿112朝向扇形部122的一侧具有第一段114、第一圆弧段116和第二段118，扇形部122朝向定子齿112的一侧具有第一曲线段126、第二圆弧段124和第二曲线段128。因此，在定子110和转子120的间的气隙是变化的。

其中，1.62≤δmax÷δmin≤3.5。

在该实施例中，通过限定最小气隙和最大气隙的比值，以将卡氏系数合理化，提高电机100的功率密度，提升电机100的性能。

具体地，电机效率与损耗息息相关，对于本实用新型提供的电机100，电机100的本体损耗主要包括电机100的铜耗与铁心损耗，本实用新型通过改变气隙的最大值δmax和最小值δmin的比值，能够改变的电机100的不同运行工况的铜耗与铁耗的比例分配，从而导致电机100运行在不同工况时铜耗与铁耗的比例最佳，达到提高电机100运行效率的目的。

具体地，如图10所示，本实用新型中，铁芯损耗随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin的比值的变化。随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin的比值的逐渐增大，铁芯损耗逐渐减小，随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin的比值的逐渐增大，反电势逐渐减小，但是，绕组140损耗却逐渐增大，进而导致电机100总损耗呈先减小后增大的趋势，而电机100的效率则随着损耗的降低而增大。

在该实施例中，电机100转速较高，定子110铁心损耗占电机100损耗的主要成分，降低电机100的铁心损耗对提高电机100的效率是更为有效的手段，因此，将气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin的比值，限定在1.62到3.5之间，进而将铁芯损耗和绕组140损耗均控制在一个较低的范围，进而将电机100的总损耗控制在低水平，将电机100的效率提升控制在较高的水平。

进一步地，如图9所示，本申请中的气隙参数为以气隙的最大值δmax。

具体地，当保持4倍频电磁力均为1700N/m²时，传统方法基波磁密为0.45T，而本实用新型减小4倍频电磁力方法基波磁密为0.50T，基波磁密提升11.1％，相应地，空载反电势提升11.1％。进而提升电机100的效率。

实施例10：

如图1和图5所示，在实施例1至实施例9中任一者的基础上，进一步地，还包括：绕组140，设于定子110；磁性件150，设于转子120。

在该实施例中，在定子110上设置绕组140，在转子120上设置磁性件150。两者可产生旋转磁场，以驱动转子120转动。

具体地，绕组140包括导线，导线在定子齿112上缠绕形成绕组140。磁性件150为永磁体。

实施例11：

本实用新型提供的实施例解决了内置式永磁电机100主磁场引起的4倍频径向振动噪音的问题。

具体地，如图1至图5所示，本实用新型提供一种电机100，包括定子110和转子120，定子110包含定子110轭部、沿圆周方向分布的Z个定子齿112，以及相连两个定子齿112之间的形成的定子槽。转子120包含沿圆周方向分布的2p个扇形部122，以及相连两个扇形部122之间的形成的永磁体的安装槽、2p个与扇形部122相连的连接桥以及与连接桥相连接的圆环部。

定子齿112朝向转子120的一侧，包含与圆环部同心的第一圆弧段116，即圆心位于转子120的旋转轴线的第一圆弧段116，以及与第一圆弧段116相连接的第一智选段和第二段118。

转子120包含扇形部122，扇形部122朝向定子110的一侧包含第二圆弧段124和与第二圆弧段124两侧相接的第一曲线段126和第二曲线段128，第一圆弧段116与第二圆弧段124同心，第一圆弧段116和第二圆弧段124关于第二圆弧段124的中心线呈轴线对称。进而可在保证电机100气隙基波磁场基本不变的前提下，降低谐波磁场引起的较大的4倍频径向振动噪音以及铁芯损耗。

定子110包含定子齿112，定子齿112包含与圆环部同心的第一圆弧段116，以及与第一圆弧段116相连接的第一段114和第二段118，其中，第一段114与第一圆弧段116的中心线所形成的锐角的余角角度大于等于0°小于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商，第二段118与第一圆弧段116的中心线所形成的锐角的余角角度大于等于0°小于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商，即0°≤α1≤360°÷(p×Z÷2)，并且，第一段114或者第二段118的长度L与定子槽口160高度h、定子槽口160宽度b，满足：

通过限定第一段114或者第二段118的角度及长度，可降低电机100的切向转矩脉动及铁芯损耗，从而达到降低电机100切向电磁振动、改善电磁噪音、提高电机100功率密度的目的。

转子120包含扇形部122，扇形部122朝向定子110一侧的外轮廓包含第二圆弧段124和与第二圆弧段124的两侧相接的第一曲线段126和第二曲线段128，第二圆弧段124和第一圆弧段116同心，第一曲线段126和第二曲线段128关于第二圆弧段124的中心线呈轴对称结构，第二圆弧段124所对应的圆心角度，大于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商，且小于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商的2倍，即360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)，通过限定第二圆弧段124的角度，可降低电机100的气隙磁场谐波，降低电机100的4倍频径向电磁力，降低电机100的4倍频电磁振动，达到降低电机100的4倍频电磁噪音的目的。

第一圆弧段116的中间点和第二圆弧段124的中间点的距离形成气隙的最小值δmin，第一段114或者第二段118与第一曲线段126或者第二曲线段128沿定子110的径向的最大距离形成气隙的最大值δmax，气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin之商应满足1.62≤δmax÷δmin≤3.5，通过限定气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin之商，可实现卡氏系数合理化，提高电机100的功率密度。

在该实施例中，如图1、图2、图3、图4和图5所示。图1是本实用新型提供的电机100一个实施例的结构示意图。具体为截面的示意图，转子120嵌套在定子110内，定子110包含定子110轭部、沿周向分布的Z个定子齿112以及沿周向与定子齿112相邻的定子槽，定子槽部嵌放绕组140。转子120包含沿周向分布的扇形部122，扇形部122与扇形部122之间构成永磁体的安装槽，用于嵌放永磁体，扇形部122与圆环部的轴套用连接桥连接。

图2是本实用新型提供的电机100中定子齿112参数示意图。定子齿112包含与圆环部的轴套同心的第一圆弧段116，第一段114和第二段118，第一段114和第二段118关于第一圆弧段116的中心线为对称轴对称，第一段114和第二段118分别与第一圆弧段116的中心线形成锐角的余角为α1，第一段114和第二段118的长度均为L。

并且，根据电机100内基本电磁关系，反电势中谐波与电流的基波及谐波的相互作用是形成电机100纹波转矩的根源，结合齿槽转矩计算公式，气隙内磁场能量的变化是形成电机100齿槽转矩的原因，齿槽转矩及纹波转矩的共同作用形成电机100的切向转矩脉动，因此，通过限定第一段114与第一圆弧段116的中心线(第二段118与第一圆弧段116的中心线)形成的角度，通过改变槽口磁导能够使得磁场能量在槽口位置发生较大变化，同时避免气隙磁场发生较为严重的畸变，进而避免反电势产生较大的畸变。此外，第一段114和第二段118的长度L的变化，使得气隙磁导及定子槽口区域磁场能量发生改变，从而能够改善电机反电势畸变率及齿槽转矩。

如图6所示，图6为本实用新型提供的电机100中，第一段114和第一圆弧段116的中心线之间形成的锐角的余角α1和齿槽转矩峰值的对应关系图，其中反映了，反电势畸变率随着第一段114和第二段118的角度α1的变化趋势，随着第一段114和第二段118的角度α1的逐渐增大，反电势畸变率先减小后增大，并且当α1处于一定的范围内，反电势畸变率处于相对较低水平。

即0°≤α1≤360°÷(p×Z÷2)。

进一步地，如图7所示，图7为本实用新型提供的电机100中第一段114的长度和齿槽转矩峰值的对应关系图，其中反映了，齿槽转矩随着第一段114和第二段118的长度L的变化，随着第一段114和第二段118的长度L的逐渐增大，齿槽转矩先减小后增大，并且当L处于一定的范围内，齿槽转矩处于相对较低水平。

即

具体地，定子槽数Z为12，转子120极数为8，第一段114和第二段118的角度α1为12°，长度L为2.2mm。

图3是本实用新型提供的电机100的扇形部122示意图。转子120包含扇形部122，扇形部122朝向定子110的轮廓包含第二圆弧段124和与第二圆弧段124两侧相接的第一曲线段126和第二曲线段128，第二圆弧段124和第一圆弧段116同心，第一曲线段126和第二曲线段128关于第二圆弧段124的中心线为对称轴对称。第二圆弧段124对应的圆心角度为α2。

根据电机100内电磁场基本原理，气隙磁密内各次谐波自耦及相互耦合是形成径向电磁力的根本原因。根据电磁分析结果，产生4倍频电磁力与时间上次数之差为4的谐波磁密息息相关。为减小时间上次数之差为4的谐波磁密幅值，本实用新型通过大量优化分析计算不同转子120的扇形部122外轮廓形状对4倍频电磁力的影响，第二圆弧段124对应的圆心角度，大于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商小于等于定子110内径圆心角度与极槽配合因子之商的2倍，即360°÷(p×Z÷2)≤α2≤2×360°÷(p×Z÷2)，4倍频电磁力处于相对较低的水平。

如图8所示，图8为本申请优化计算的其中一个实施例的4倍频径向力随着第二圆弧段124的圆心角度的变化示意图。如图8所示，随着第二圆弧段124的圆心角度α2逐渐增大，4阶电磁力呈先增大后减小趋势。

如图9所示，图9中相关技术中的电机100以增大气隙方法降低4倍频电磁力。具体地，采用增大气隙的方法使得永磁磁场与电枢磁场耦合程度降低，进一步导致产生4倍频电磁力的各次谐波幅值降低。由图8可以看出，当保持4倍频电磁力均为1700N/m²时，相关技术中的电机100基波磁密为0.45T，而本实用新型4倍频电磁力方法基波磁密为0.50T，基波磁密提升11.1％，相应地，空载反电势提升11.1％。

图4是本实用新型提供的电机100中槽口160的示意图。槽口160的长度为h和槽口160的高度为b。

图5是本实用新型提供的电机100的结构示意图，具体为，气隙的最小值δmin和气隙的最大值δmax的示意图。第一圆弧段116的直径构成定子110的内径，第二圆弧段124的直径构成转子120外径。第一圆弧段116与第二圆弧段124的径向距离构成气隙的最小值δmin。第一曲线段126或第二曲线段128，与第一段114和第二段118的径向距离构成气隙的最大值δmax。

根据电机100内基本电磁关系，反电势中谐波与电流的基波及谐波的相互作用是形成电机100纹波转矩的根源，结合齿槽转矩计算公式，气隙内磁场能量的变化是形成电机100齿槽转矩的原因，齿槽转矩及纹波转矩的共同作用形成电机100的切向转矩脉动。

如图10所示，图10为本实用新型提供的电机100中，铁芯损耗随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin商的变化。由图10可以看出，随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin商的逐渐增大，铁芯损耗逐渐减小，但随着气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin商的逐渐增大，反电势逐渐减小，绕组140损耗逐渐增大，进一步导致电机100总损耗呈先减小后增大的趋势，效率亦呈先减小后增大的趋势。

本实施例中，电机100转速较高，定子110铁心损耗占电机100损耗的主要成分，降低电机100的铁心损耗对提高电机100的效率是更为有效的手段，因此，本实施例中将气隙的最大值δmax与气隙的最小值δmin商限定在1.62和3.5之间，总损耗处于较低水平，相应地，效率处于较高水平。

实施例12：

根据本实用新型的第二方面实施例，本实用新型提供了一种压缩机，包括：如上任一实施例提供的电机100。

本实用新型提供的压缩机实施例，因包括如上任一实施例提供的电机100，因此，具有如上任一实施例提供的电机100的全部有益效果，在此不再一一陈述。

实施例13：

根据本实用新型的第三方面实施例，本实用新型提供了一种家用电器，包括：如上任一实施例提供的电机100；或如上任一实施例提供的压缩机。

本实用新型提供的家用电器，因包括如上任一实施例提供的电机100；或如上任一实施例提供的压缩机，因此，具有如上任一实施例提供的电机100；或如上任一实施例提供的压缩机的全部有益效果，在此不再一一陈述。

具体地，家用电器为空调器、冰箱、洗衣机或风扇等。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”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实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

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实用新型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 (12)

1.一种电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子包括通孔和多个定子齿；

转子，设于所述通孔内，所述转子包括多个扇形部，所述定子齿与所述扇形部相对设置，

其中，以垂直于所述定子的轴线的方向对所述定子进行截面，在截面上，所述定子齿朝向所述转子的端部的轮廓线，包括第一圆弧段和位于所述第一圆弧段两侧的第一段和第二段。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述第一段与所述第一圆弧段相连接的一端相较于所述第一段的另一端靠近所述转子，所述第二段与所述第一圆弧段相连接的一端相较于所述第二段的另一端靠近所述转子。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，

以垂直于所述转子的轴线的方向对所述转子进行截面，在截面上，所述扇形部朝向所述定子的端部的轮廓线，包括：第二圆弧段和位于所述第二圆弧段两侧的第一曲线段和第二曲线段。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，

所述定子齿上的所述第一段和所述第二段以所述第一圆弧段的中心线为对称轴对称设置；

所述扇形部上的所述第一曲线段和所述第二曲线段以所述第二圆弧段的中心线为对称轴对称设置。

5.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述第一段包括至少一段直线和/或至少一段曲线；和/或

所述第二段包括至少一段直线和/或至少一段曲线。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，基于所述第一段包括一段直线，和所述第二段包括一段直线的情况，

以垂直于所述定子的轴线的方向对所述定子进行截面，在截面上，所述第一段和所述第一圆弧段的中心线之间形成的锐角的余角大于等于0°，小于等于所述定子的圆心角度与极槽配合因子的商，

其中，所述极槽配合因子为所述定子齿的数量与所述扇形部的数量的乘积的四分之一。

7.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，

以垂直于所述定子的轴线的方向对所述定子进行截面，在截面上，所述第二圆弧段的圆心角度大于等于所述定子的圆心角度与极槽配合因子的商，小于等于2倍的所述定子的圆心角度与所述极槽配合因子的商。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电机，其特征在于，

相邻两个所述定子齿之间形成定子槽，以垂直于所述定子的轴线的方向对所述定子进行截面，在截面上，所述定子槽的槽口宽度为h，所述定子槽的槽口高度为b，所述第一段的长度L，

其中，L大于等于4bh和h两者中的最小值，小于等于bh和2h两者中的最大值。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的电机，其特征在于，

所述定子和所述转子之间形成气隙，以垂直于所述定子的轴线的方向对所述定子进行截面，在截面上，所述气隙的最大值和所述气隙的最小值的比值，大于等于1.62，且小于等于3.5。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的电机，其特征在于，还包括：

绕组，设于所述定子；

磁性件，设于所述转子。

11.一种压缩机，其特征在于，包括：

如权利要求1至10中任一项所述的电机。

12.一种家用电器，其特征在于，包括：

如权利要求1至10中任一项所述的电机；或

如权利要求11所述的压缩机。

Images