CN215934543U - 定子冲片、电机、风机及制冷设备 - Google Patents

定子冲片、电机、风机及制冷设备 Download PDF

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CN215934543U CN202121630310.3U CN202121630310U CN215934543U CN 215934543 U CN215934543 U CN 215934543U CN 202121630310 U CN202121630310 U CN 202121630310U CN 215934543 U CN215934543 U CN 215934543U
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葛梦
李文瑞
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Abstract

本实用新型公开了一种定子冲片、电机、风机及制冷设备,其中,定子冲片包括定子轭部、多个第一定子齿和多个第二定子齿,定子轭部呈环状设置;多个第一定子齿自定子轭部向其径向内侧凸出设置,第一定子齿具有非对称设置的第一极靴和第二极靴,以使第一转子与定子内侧之间形成不均匀气隙;多个第二定子齿自定子轭部向其径向外侧凸出设置,并与多个第一定子齿背对设置,第二定子齿具有非对称设置的第三极靴和第四极靴,以使第二转子与定子外侧之间形成不均匀气隙;其中,第一极靴与第三极靴相对设置,第二极靴与第四极靴相对设置。本实用新型改进了电机的定子冲片结构,提高了电机的输出功率,并减小了齿槽转矩和转矩脉动,降低了振动噪音。

Description

定子冲片、电机、风机及制冷设备
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,尤其涉及一种定子冲片、电机、风机及制冷设备。
背景技术
应用于空调风机的永磁无刷直流电机等多采用表贴式转子结构,其性能良好且结构简单,但在表贴式转子结构中,电磁气隙较大,气隙磁密相对较低,其输出能力难以进一步提升。
现有技术的电机采用内置式转子结构来提高气隙磁场强度,进而提高电机输出功率。但是,这种结构中齿槽转矩和转矩脉动较大,存在振动、噪音大的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种定子冲片、电机、风机及制冷设备,旨在减小齿槽转矩和转矩脉动,以降低电机的振动噪音。
为实现上述目的,本实用新型提出一种定子冲片,所述定子冲片包括:
定子轭部,呈环状设置;
多个第一定子齿,自所述定子轭部向其径向内侧凸出设置,所述第一定子齿具有非对称设置的第一极靴和第二极靴;
多个第二定子齿,自所述定子轭部向其径向外侧凸出设置,并与多个所述第一定子齿背对设置,所述第二定子齿具有非对称设置的第三极靴和第四极靴;
其中,所述第一极靴与所述第三极靴相对设置,所述第二极靴与所述第四极靴相对设置。
在一实施例中,所所述第一极靴的端部厚度大于所述第二极靴的端部厚度,且所述第三极靴的端部厚度小于所述第四极靴的端部厚度;或者
所述第一极靴的端部厚度小于所述第二极靴的端部厚度,且所述第三极靴的端部厚度大于所述第四极靴的端部厚度。
在一实施例中,所述第一极靴的端面和所述第四极靴的端面均设置有凹槽;或者
所述第二极靴的端面和所述第三极靴的端面均设置有凹槽。
在一实施例中,多个所述第一定子齿、多个所述第二定子齿分别与所述定子轭部围设形成多个内侧槽、外侧槽,以用于供线圈缠绕设置于所述内侧槽和所述外侧槽之间的所述定子轭部上。
为了实现上述目的,本实用新型还提出一种电机,所述电机包括:
定子,包括定子铁芯,所述定子铁芯由多个如上所述的定子冲片堆叠冲压而成;
第一转子,设于所述定子的内侧且与所述定子之间具有气隙;以及
第二转子,环绕设置于所述定子的外侧且与所述定子之间具有气隙;
其中,所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙大于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙小于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙;或者
所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙小于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙大于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙。
在一实施例中,各所述第一定子齿与所述第一转子之间的气隙自各自的第一极靴至第二极靴方向逐渐增大,各所述第二定子齿与所述第二转子之间的气隙自各自的第三极靴至第四极靴方向逐渐减小;或者
各所述第一定子齿与所述第一转子之间的气隙自各自的第一极靴至第二极靴方向逐渐减小,各所述第二定子齿与所述第二转子之间的气隙自各自的第三极靴至第四极靴方向逐渐增大。
在一实施例中,所述第一转子和所述第二转子同轴设置且以相同速度同向旋转。
在一实施例中,所述第一转子包括第一转子铁芯和多个第一永磁体,多个所述第一永磁体置于所述第一转子铁芯的表面或者埋设于所述第一转子铁芯的内部;
所述第二转子包括第二转子铁芯和多个第二永磁体,多个所述第二永磁体置于所述第二转子铁芯的表面或者埋设于所述第二转子铁芯的内部。
在一实施例中,每一所述第二永磁体和与其相对的所述第一永磁体的极性相反。
在一实施例中,每一所述第二永磁体和与其相对的所述第一永磁体的极性相同。
在一实施例中,多个所述第一永磁体间隔均匀地设置于所述第一转子铁芯,多个所述第二永磁体间隔均匀地设置于所述第二转子铁芯。
为了实现上述目的,本实用新型还提出一种风机,所述风机包括如上所述的电机,所述电机包括:
定子,包括定子铁芯,所述定子铁芯由多个如上所述的定子冲片堆叠冲压而成;
第一转子,设于所述定子的内侧且与所述定子之间具有气隙;以及
第二转子,环绕设置于所述定子的外侧且与所述定子之间具有气隙;
其中,所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙大于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙小于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙;或者
所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙小于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙大于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙。
为了实现上述目的,本实用新型还提出一种制冷设备,所述制冷设备包括如上所述的风机。
在本实用新型的技术方案中,该定子冲片包括定子轭部、多个第一定子齿和多个第二定子齿,定子轭部呈环状设置;多个第一定子齿自定子轭部向其径向内侧凸出设置,第一定子齿具有非对称设置的第一极靴和第二极靴,以使第一转子与定子内侧之间形成不均匀气隙;多个第二定子齿自定子轭部向其径向外侧凸出设置,并与多个第一定子齿背对设置,第二定子齿具有非对称设置的第三极靴和第四极靴,以使第二转子与定子外侧之间形成不均匀气隙;其中,第一极靴与第三极靴相对设置,第二极靴与第四极靴相对设置。本实用新型中,应用该定子冲片的电机的内外侧定子齿的左右两侧到内外转子之间的气隙不相等,两者齿槽转矩相位会发生一定偏移,并且由于内外侧气隙偏移方向相反,因此,两者齿槽转矩相位偏移的方向也相反,合成的齿槽转矩最大值小于内外侧电机齿槽转矩最大值之和,可以有效地降低齿槽转矩,并减小转矩脉动,有利于降低电机振动噪音。
需要说明的是,当本实用新型的双转子电机的外侧转子和内侧转子同轴设置且以相同速度同向旋转时,双转子电机输出转矩等于外侧转子和内侧转子输出转矩之和。相较于常规的单转子电机,本实用新型的电机具有更高的输出转矩,从而能够实现更高的输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型电机一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型电机第一实施例中定子冲片的结构示意图;
图3为本实用新型电机第一实施例中定子冲片与转子冲片配合处的结构示意图;
图4为本实用新型电机第二实施例中定子冲片的结构示意图;
图5为本实用新型电机第二实施例中定子冲片与转子冲片配合处的结构示意图;
图6为现有技术的内侧电机、外侧电机和两者叠加后的齿槽转矩波形图;
图7为本实用新型的内侧电机、外侧电机和两者叠加后的齿槽转矩波形图。
附图标号说明:
Figure DEST_PATH_GDA0003457266240000041
Figure DEST_PATH_GDA0003457266240000051
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
电机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,电机包括定子和转子,通过磁通量变化产生感应电动势,从而使转子相对定子发生转动。
应用于空调风机的永磁无刷直流电机等多采用表贴式转子结构,其性能良好且结构简单,但在表贴式转子结构中,电磁气隙较大,气隙磁密相对较低,其输出能力难以进一步提升。
在一些示例性技术中,电机采用内置式转子结构来提高气隙磁场强度,进而提高电机输出功率。但是,这种结构中齿槽转矩和转矩脉动较大,存在振动、噪音大的问题。
为了减小电机的齿槽转矩和转矩脉动,以降低电机的振动噪音,本实用新型提出一种定子冲片,可适用于各种电机,尤其是双转子电机,此处不限。
参照图1至图3,图1为本实用新型电机一实施例的结构示意图,图2为本实用新型电机第一实施例中定子冲片的结构示意图,图3为本实用新型电机第一实施例中定子冲片与转子冲片配合处的结构示意图。在本实用新型一实施例中,主要参考图2和图3,该定子冲片100包括定子轭部110、多个第一定子齿120和多个第二定子齿130,定子轭部110呈环状设置;多个第一定子齿120自定子轭部110向其径向内侧凸出设置,第一定子齿120具有非对称设置的第一极靴122和第二极靴123,以使第一转子20与定子10内侧之间形成不均匀气隙;多个第二定子齿130自定子轭部110向其径向外侧凸出设置,并与多个第一定子齿120背对设置,第二定子齿130具有非对称设置的第三极靴132和第四极靴133,以使第二转子30与定子10外侧之间形成不均匀气隙;其中,第一极靴122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133相对设置。
在本实用新型中,定子冲片100设有转子孔10a,转子孔10a和定子轭部 110可具有同一个圆心,齿冠远离定子轭部110的一侧形成有与转子孔10a边缘重合的圆弧。当然,在一些其他实施例中,也可对齿冠进行加工,以使齿冠仅有部分和转子孔10a的圆周重合,如此设置,可降低电机转矩脉动、减少损耗。
需要说明,本实施例中,如图2所示,第一定子齿120包括自定子轭部 110向内侧延伸的第一齿身121,第一极靴122和第二极靴123由第一齿身121 末端向周向两侧延伸形成,多个第一极靴122与多个第二极靴123围设形成转子孔10a。第二定子齿130包括自定子轭部110向外侧延伸的第二齿身131,第三极靴132和第四极靴133由第二齿身131末端向周向两侧延伸形成。
在本实用新型的技术方案中,该定子冲片100包括定子轭部110、多个第一定子齿120和多个第二定子齿130,定子轭部110呈环状设置;多个第一定子齿120自定子轭部110向其径向内侧凸出设置,第一定子齿120具有非对称设置的第一极靴122和第二极靴123,以使第一转子20与定子10内侧之间形成不均匀气隙;多个第二定子齿130自定子轭部110向其径向外侧侧凸出设置,并与多个第一定子齿120背对设置,第二定子齿130具有非对称设置的第三极靴132和第四极靴133,以使第二转子30与定子10外侧之间形成不均匀气隙;其中,第一极靴122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133相对设置。本实用新型中,应用该定子冲片100的电机的内外侧定子齿的左右两侧到内外转子之间的气隙不相等,两者齿槽转矩相位会发生一定偏移,并且由于内外侧气隙偏移方向相反,因此,两者齿槽转矩相位偏移的方向也相反,合成的齿槽转矩最大值小于内外侧电机齿槽转矩最大值之和,可以有效地降低齿槽转矩,并减小转矩脉动,有利于降低电机振动噪音。
如图3所示,在一实施例中,第一极靴122的端部厚度可大于第二极靴 123的端部厚度设置,且第三极靴132的端部厚度可小于第四极靴133的端部厚度设置,以使第一转子20、第二转子30与定子10之间分别形成不均匀气隙。当然,在一些其他实施例中,第一极靴122的端部厚度可小于第二极靴 123的端部厚度设置,且第三极靴132的端部厚度可大于第四极靴133的端部厚度设置,以使第一转子20、第二转子30与定子10之间分别形成不均匀气隙。
在一些实施例中,第一定子齿120上的第一极靴122的端面和第二定子齿130上的第四极靴133的端面均设置有凹槽。如此,可使得第一极靴122 的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133 的端面与第二转子30之间的气隙,实现了不均匀气隙,提升了电机性能。
请参考图4和图5,图4为本实用新型电机第二实施例中定子冲片的结构示意图,图5为本实用新型电机第二实施例中定子冲片与转子冲片配合处的结构示意图。在另一些实施例中,第一定子齿120上的第二极靴123的端面和第二定子齿130上第三极靴132的端面均设置有凹槽122a。如此,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙,实现了不均匀气隙,提升了电机性能。
请结合图1和图2,在实用新型一实施例中,多个第一定子齿120、多个第二定子齿130分别与定子轭部110围设形成多个内侧槽10b、外侧槽10c,以用于供线圈40缠绕设置于内侧槽10b和外侧槽10c之间的定子轭部110上。如此,形成了供电机定子绕组容置的空间,还能够缩短电机定子绕组端部,减小电阻值,进而减小铜耗,提升电机效率。
本实施例中,多个内侧槽10b和多个外侧槽10c可分别以定子内孔的轴线为中心呈环形阵列排布,间隔均匀地分别于定子冲片100上。
为了减小电机的齿槽转矩和转矩脉动,以降低电机的振动噪音,本实用新型还提出一种电机,尤其是双转子电机,该双转子电机可适用于各种以电机作为驱动源的装置或设备,例如:风机、压缩机等,特别是空调器的风机,此处不做具体限定。
参照图1至图3,在本实用新型一实施例中,该电机包括定子10、第一转子20和第二转子30,定子10包括定子铁芯,定子铁芯由多个如上所述的定子冲片100堆叠冲压而成,定子冲片100具有环状的定子轭部110和自定子轭部110向其径向内侧和外侧分别凸出且背对设置的多个第一定子齿120 和多个第二定子齿130。第一定子齿120包括自定子轭部110向内侧延伸的第一齿身121和设于第一齿身121末端向周向两侧延伸形成的第一极靴122和第二极靴123,多个第一极靴122与多个第二极靴123围设形成转子孔10a。第二定子齿130包括自定子轭部110向外侧延伸的第二齿身131和设于第二齿身131末端向周向两侧延伸形成的第三极靴132和第四极靴133。第一极靴 122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133相对设置(如图 3所示,第一极靴122与第三极靴132位于第一定子齿120和第二定子齿130 的同一侧,第二极靴123与第四极靴133位于第一定子齿120和第二定子齿 130的另一侧)。第一转子20设于定子10内侧且与定子10之间具有气隙;第二转子30环绕设置于定子10的外侧且与定子10之间具有气隙。
其中,第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123 的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙;或者,如图3所示,第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙。
换言之,请参考图3和图5,定义第一极靴122的端面到第一转子20之间的气隙为D1,定义第二极靴123的端面到第一转子20之间的气隙为D2,定义第三极靴132的端面到第二转子30之间的气隙为D3,定义第四极靴133 的端面到第二转子30之间的气隙为D4,其可满足关系式:D1<D2,且D3>D4,或者D2<D1,且D4>D3。
需要说明,本实施例中,第一转子20和第二转子30为同轴设置,且以相同的转速和相同的方向旋转。
需要说明,当本实用新型的双转子电机的外侧转子和内侧转子同轴设置且以相同速度同向旋转时,双转子电机输出转矩等于外侧转子和内侧转子输出转矩之和。相较于常规的单转子电机,本实用新型的电机具有更高的输出转矩,从而能够实现更高的输出功率。
当电机的第一转子20和第二转子30绕第一周向旋转时,上述气隙之间的关系可满足:D1<D2,且D3>D4;当电机的第一转子20和第二转子30绕第二周向旋转时,上述气隙之间的关系可满足:D2<D1,且D4>D3。其中,第一周向可为顺时针方向或逆时针方向,第二周向与第一周向互为顺逆相反方向。
本实施例中,定子10可以包括定子铁芯和定子绕组,定子绕组缠绕在定子铁芯上。该定子铁芯可以由多个定子冲片100堆叠并冲压而成,其中,定子冲片100可以是硅钢片,硅钢片可以减小涡流损耗和磁滞损耗,进而降低铁芯发热,且多个硅钢片彼此绝缘,能够减小过流面积,进一步降低定子10 发热。
请参考图1和图2,在本实施例中,定子冲片100开设有定子内孔和多个定子槽,本实施例中,定子槽可包括内侧槽10b和外侧槽10c,每个定子冲片 100上的多个内侧槽10b和外侧槽10c可沿定子铁芯的轴向上贯通,从而使多个内侧槽10b和外侧槽10c形成供定子绕组穿设的定子槽。同样地,每个定子冲片100的定子内孔可沿定子铁芯的轴向上贯通,使得多个定子内孔形成供转子穿设的转子孔10a。多个定子槽可以定子内孔的轴线为中心呈环形阵列排布,多个内侧槽10b和外侧槽10c可以沿定子内周侧和外周侧分别间隔均匀设置。
请参考图1,在本实施例中,第一转子20可以包括转子铁芯和磁体,转子铁芯可包括多个转子冲片200,多个定子冲片100堆叠并冲压而成。该转子冲片200也可以是硅钢片,从而减小涡流损耗和磁滞损耗,降低铁芯发热。并且,由于多个硅钢片彼此绝缘,能够减小过流面积,进一步降低转子发热。
参考图1,转子冲片200的表面可开设有安装槽,当多个转子冲片200在冲压时,每个转子冲片200的安装槽沿转子铁芯的轴向贯通,从而使多个安装槽形成供磁体插入的转子槽。当然,也可将磁体安装于转子铁芯的内部,此处不做限定。可以理解的是,该磁体可以是永磁体,永磁体采用稀土类永磁材料制成,例如钕铁硼,钕铁硼的磁力较强,可以进一步提高电机的性能和电机运行功率。多个安装槽可以转子内孔的轴线为中心,在转子冲片200的周缘呈环形阵列排布,其中,多个安装槽可以是等距间隔设置。
在本实用新型的技术方案中,该电机包括定子10、第一转子20和第二转子30,定子10包括定子铁芯,由多个如上所述的定子冲片100堆叠冲压而成,定子冲片100具有环状的定子轭部110和自定子轭部110向其径向内侧和外侧分别凸出且背对设置的多个第一定子齿120和多个第二定子齿130;第一定子齿120包括自定子轭部110向内侧延伸的第一齿身121和设于第一齿身121 末端向周向两侧延伸形成的第一极靴122和第二极靴123,多个第一极靴122 与多个第二极靴123围设形成转子孔10a;第二定子齿130包括自定子轭部110向外侧延伸的第二齿身131和设于第二齿身131末端向周向两侧延伸形成的第三极靴132和第四极靴133;第一极靴122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133相对设置;第一转子20设于定子10内侧且与定子 10之间具有气隙;第二转子30环绕设置于定子10的外侧且与定子10之间具有气隙;第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙;或者,第一极靴122 的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133 的端面与第二转子30之间的气隙。在本实用新型中,内外侧定子齿的左右两侧到内外转子之间的气隙不相等,两者齿槽转矩相位会发生一定偏移,并且由于内外侧气隙偏移方向相反,因此,两者齿槽转矩相位偏移的方向也相反,合成的齿槽转矩最大值小于内外侧电机齿槽转矩最大值之和(如图7所示),可以有效地降低齿槽转矩,并减小转矩,有利于降低电机振动噪音。
为了实现不均匀气隙,以提升电机性能,在一些实施例中,请参考图2 和图3,各第一定子齿120与第一转子20之间的气隙自各自的第一极靴122 至第二极靴123方向逐渐增大,各第二定子齿130与第二转子30之间的气隙自各自的第三极靴132至第四极靴133方向逐渐减小。如此,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子 20之间的气隙(即D1<D2),第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙(即D3>D4)。
当然,在一些其他实施例中,各第一定子齿120与第一转子20之间的气隙自各自的第一极靴122至第二极靴123方向逐渐减小,各第二定子齿130 与第二转子30之间的气隙自各自的第三极靴132至第四极靴133方向逐渐增大。如此,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙(即D1>D2),第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙(即D3<D4)。
在实用新型的一些实施例中,第一极靴122和第二极靴123的厚度可沿着远离对应的第一齿身121的方向逐渐减小,第三极靴132和第四极靴133 的厚度可沿着远离对应的第二齿身131的方向逐渐减小。
其中,各第一定子齿120的第一极靴122外端的厚度可大于第二极靴123 外端的厚度设置,且各第二定子齿130的第三极靴132外端的厚度可小于第四极靴133外端的厚度设置,也就是说,通过上述这种结构的第一定子齿120 和第二定子齿130的齿冠设计,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙(即D1<D2),第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙(即D3>D4),实现了内侧电机和外侧电机不均匀的气隙,提升了电机的性能。
同样地,在另外一些实施例中,各第一定子齿120的第一极靴122外端的厚度可小于第二极靴123外端的厚度设置,且各第二定子齿130的第三极靴133外端的厚度可大于第四极靴134外端的厚度设置,通过采用这种结构的第一定子齿120和第二定子齿130的齿冠设计,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙(即D1>D2),第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙(即D3<D4),实现了内侧电机和外侧电机不均匀的气隙,提升了电机的性能。
如图6所示,图6为现有技术的内侧电机、外侧电机和两者叠加后的齿槽转矩波形图,可以看到,内外侧电机齿槽转矩相位相同,合成的齿槽转矩最大值为内外侧电机齿槽转矩最大值之和。
然而,在本实用新型中,内外侧齿的左右两侧到内外转子之间的气隙不相等,两者齿槽转矩相位会发生一定偏移,并且由于内外侧气隙偏移方向相反,因此,两者齿槽转矩相位偏移的方向也相反,如图7所示,图7为本实用新型的内侧电机、外侧电机和两者叠加后的齿槽转矩波形图,此时,合成的齿槽转矩最大值小于内外侧电机齿槽转矩最大值之和,因此,通过本实用新型上述设计,可以有效地降低齿槽转矩,并减小转矩,有利于降低电机振动噪音,提升了电机性能。
在本实用新型中,除了上述采用渐变式的结构来实现不均匀气隙之外,还可采用突变式的结构(或改变局部结构的方式)来实现不均匀气隙,以提升电机性能,下面将对这种结构进行详细阐述。
在一些实施例中,第一定子齿120上的第一极靴122的端面和第二定子齿130上的第四极靴133的端面均设置有凹槽122a;具体而言,第一极靴122 相对第一转子20的表面和第四极靴133相对第二转子30的表面均可设置有凹槽122a。如此,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙(即D1>D2),第三极靴132 的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙(即D3<D4)。
需要说明,本实施例中,第一定子齿120的齿冠与第一转子20之间的气隙除第一转子20设有凹槽122a的局部之外的部分可设置为相等,其气隙也可为自第一定子齿120的第一极靴122至第二极靴123的圆周方向逐渐变化。第二定子齿130的齿冠与第二转子30之间的气隙除第一转子20设有凹槽122a 的局部之外的部分也可设置为相等,其气隙也可为自第二定子齿130的第三极靴132至第四极靴133的圆周方向逐渐变化。
同理,在另一些实施例中,请参考图4和图5,第一定子齿120上的第二极靴123的端面和第二定子齿130上第三极靴132的端面均设置有凹槽122a;具体而言,第二极靴123相对第一转子20的表面和第三极靴132相对第二转子30的表面均可设置有凹槽122a。如此,可使得第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙(即 D1<D2),第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133 的端面与第二转子30之间的气隙(即D3>D2)。
需要说明,上述第一定子齿120上的凹槽122a与第二定子齿130的凹槽 122a可以为相同大小和形状的结构,也可为不同大小和形状的结构,此处不限。
请参考图1,在一些实施例中,第一转子20可包括第一转子铁芯21和多个第一永磁体22,多个第一永磁体22安装于第一转子铁芯21的表面。第二转子30可包括第二转子铁芯31和多个第二永磁体32,多个第二永磁体32安于第二转子铁芯31的表面。
当然,第一永磁体22也可埋设于第一转子铁芯21的内部,第二永磁体 32也可埋设于第一转子铁芯31的内部,此处不做限定。
需要说明的是,磁轭通常指本身不生产磁场、在磁路中只起磁力线传输的软磁材料、磁轭普遍采用导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金来制造,在某些特殊场合,磁轭也可采用铁氧体材料。磁轭是硅钢片垒叠制成的轭铁,它均匀对称地分面在感应圈的四周,它的作用是约束感应圈漏磁向外扩散,提高感应加热的效率;另外,其可作为磁屏蔽减少炉架等金属构件的发热,还可起到一定加固感应器的作用。
本实施例中,为了提高电机运行的稳定性,可将多个第一永磁体22间隔均匀地设置于第一转子铁芯21的表面或内部,并将多个第二永磁体32间隔均匀地设置于第二转子铁芯31的表面或内部。
在本实施例中,第一转子20和第二转子30的永磁体均可设置于其转子铁芯的表面,其中,第一永磁体22可以设置在第一转子铁芯21的内部,形成内置式永磁电机结构,第一永磁体22形状可以是辐条形、U形或V形等,此处不限。
同样地,第二永磁体32也可以设置在第二转子铁芯31的内部,形成内置式永磁电机结构,可以有效地利用磁阻转矩成分,提高电机输出性能。第二永磁体32形状也可以是辐条形、U形或V形等,此处不限。
为了提升电机性能,在一些实施例中,第一转子20上的多个第一永磁体 22与第二转子30上的多个第二永磁体32一一对应设置。
本实施例中,每一第一永磁体22和与其相对的第二永磁体32的极性相同。
可以理解的是,当第一转子20上的第一永磁体22和与之相对的第二转子30上的第二永磁体32的极性相同时,电机内外侧磁路为单一磁路,即从定子铁芯连接至内侧转子,再回到定子铁芯连接至外侧转子。此时,极少的磁力线经过定子轭部110,因此,定子轭部110的厚度可以减小,有利于减小电机体积,提升电机功率密度。
在另一实施例中,每一第一永磁体22和与其相对的第二永磁体32的极性相反。
需要说明,在本实施例中,如图1所示,定子10还可包括多个线圈40,多个第一定子齿120与定子轭部110围设形成多个供线圈40容置的内侧槽10b,多个第二定子齿130与定子轭部110围设形成多个供线圈40容置的外侧槽10c,线圈40缠绕于内侧槽10b和外侧槽10c之间的定子轭部110上。
其中,多个内侧槽10b和多个外侧槽10c可分别以定子内孔的轴线为中心呈环形阵列排布,间隔均匀地分别于定子冲片100上。
不难理解的是,当第一转子20上的第一永磁体22和与之相对的第二转子30上的第二永磁体32的极性相反时,电机内外侧磁路相互独立,包含两个磁回路,此时,可将定子绕组缠绕在定子轭部110,形成环形定子绕组,能够缩短电机定子绕组端部,减小电阻值,进而减小铜耗,提升电机效率。
还需说明的是,在本实用新型中,第一永磁体22的材料均可为稀土永磁或铁氧体永磁,第二永磁体32的材料也可为稀土永磁或铁氧体永磁,第一永磁体22与第二永磁体32的材料可以是相同的,也可以是不同的,此处不做限定。
本实用新型还提出一种风机,该风机包括电机,该电机的具体结构参照上述实施例,由于本实用新型提出的风机包括上述电机的所有实施例的所有方案,因此,至少具有与所述电机相同的技术效果,此处不一一阐述。
在本实用新型一实施例中,该风机的电机包括定子10、第一转子20和第二转子30,定子10包括定子铁芯,定子铁芯具有环状的定子轭部110和自定子轭部110向其径向内侧和外侧分别凸出且背对设置的多个第一定子齿120 和多个第二定子齿130;第一定子齿120包括自定子轭部110向内侧延伸的第一齿身121和设于第一齿身121末端向周向两侧延伸形成的第一极靴122和第二极靴123,多个第一极靴122与多个第二极靴123围设形成转子孔10a;第二定子齿130包括自定子轭部110向外侧延伸的第二齿身131和设于第二齿身131末端向周向两侧延伸形成的第三极靴132和第四极靴133;第一极靴 122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133相对设置;第一转子20设于转子孔10a且与定子10之间具有气隙;第二转子30环绕设置于定子10的外侧且与定子10之间具有气隙。
其中,第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123 的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙;或者,第一极靴 122的端面与第一转子20之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20 之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133 的端面与第二转子30之间的气隙。
可以理解的是,在本实用新型的技术方案中,该风机的电机包括定子10、第一转子20和第二转子30,定子10包括定子铁芯,定子铁芯具有环状的定子轭部110和自定子轭部110向其径向内侧和外侧分别凸出且背对设置的多个第一定子齿120和多个第二定子齿130;第一定子齿120包括自定子轭部 110向内侧延伸的第一齿身121和设于第一齿身121末端向周向两侧延伸形成的第一极靴122和第二极靴123,多个第一极靴122与多个第二极靴123围设形成转子孔10a;第二定子齿130包括自定子轭部110向外侧延伸的第二齿身 131和设于第二齿身131末端向周向两侧延伸形成的第三极靴132和第四极靴 133;第一极靴122与第三极靴132相对设置,第二极靴123与第四极靴133 相对设置;第一转子20设于转子孔10a且与定子10之间具有气隙;第二转子30环绕设置于定子10的外侧且与定子10之间具有气隙;第一极靴122的端面与第一转子20之间的气隙大于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132的端面与第二转子30之间的气隙小于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙;或者,第一极靴122的端面与第一转子20 之间的气隙小于第二极靴123的端面与第一转子20之间的气隙,第三极靴132 的端面与第二转子30之间的气隙大于第四极靴133的端面与第二转子30之间的气隙。在本实用新型中,内外侧定子齿的左右两侧到内外转子之间的气隙不相等,两者齿槽转矩相位会发生一定偏移,并且由于内外侧气隙偏移方向相反,因此,两者齿槽转矩相位偏移的方向也相反,合成的齿槽转矩最大值小于内外侧电机齿槽转矩最大值之和(如图7所示),可以有效地降低齿槽转矩,并减小转矩,有利于降低电机振动噪音,进而可有效地降低风机的振动噪音。
本实用新型还提出一种制冷设备,该制冷设备包括风机,该风机的具体结构参照上述实施例,由于本实用新型提出的制冷设备包括上述风机的所有实施例的所有方案,因此,至少具有与所述风机相同的技术效果,此处不一一阐述。
需要说明的是,本实用新型的制冷设备可以是空调器、冰箱等,此处不做具体限定。
以上所述仅为本实用新型的可选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的发明构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种定子冲片,其特征在于,包括:
定子轭部,呈环状设置;
多个第一定子齿,自所述定子轭部向其径向内侧凸出设置,所述第一定子齿具有非对称设置的第一极靴和第二极靴;
多个第二定子齿,自所述定子轭部向其径向外侧凸出设置,并与多个所述第一定子齿背对设置,所述第二定子齿具有非对称设置的第三极靴和第四极靴;
其中,所述第一极靴与所述第三极靴相对设置,所述第二极靴与所述第四极靴相对设置。
2.如权利要求1所述的定子冲片,其特征在于,所述第一极靴的端部厚度大于所述第二极靴的端部厚度,且所述第三极靴的端部厚度小于所述第四极靴的端部厚度;或者
所述第一极靴的端部厚度小于所述第二极靴的端部厚度,且所述第三极靴的端部厚度大于所述第四极靴的端部厚度。
3.如权利要求1所述的定子冲片,其特征在于,所述第一极靴的端面和所述第四极靴的端面均设置有凹槽;或者
所述第二极靴的端面和所述第三极靴的端面均设置有凹槽。
4.如权利要求1-3任一项所述的定子冲片,其特征在于,多个所述第一定子齿、多个所述第二定子齿分别与所述定子轭部围设形成多个内侧槽、外侧槽,以用于供线圈缠绕设置于所述内侧槽和所述外侧槽之间的所述定子轭部上。
5.一种电机,其特征在于,包括:
定子,包括定子铁芯,所述定子铁芯由多个如权利要求1-4任一项所述的定子冲片堆叠冲压而成;
第一转子,设于所述定子的内侧且与所述定子之间具有气隙;以及
第二转子,环绕设置于所述定子的外侧且与所述定子之间具有气隙;
其中,所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙大于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙小于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙;或者
所述第一极靴的端面与所述第一转子之间的气隙小于所述第二极靴的端面与所述第一转子之间的气隙,所述第三极靴的端面与所述第二转子之间的气隙大于所述第四极靴的端面与所述第二转子之间的气隙。
6.如权利要求5所述的电机,其特征在于,各所述第一定子齿与所述第一转子之间的气隙自各自的第一极靴至第二极靴方向逐渐增大,各所述第二定子齿与所述第二转子之间的气隙自各自的第三极靴至第四极靴方向逐渐减小;或者
各所述第一定子齿与所述第一转子之间的气隙自各自的第一极靴至第二极靴方向逐渐减小,各所述第二定子齿与所述第二转子之间的气隙自各自的第三极靴至第四极靴方向逐渐增大。
7.如权利要求5所述的电机,其特征在于,所述第一转子和所述第二转子同轴设置且以相同速度同向旋转。
8.如权利要求5所述的电机,其特征在于,所述第一转子包括第一转子铁芯和多个第一永磁体,多个所述第一永磁体置于所述第一转子铁芯的表面或者埋设于所述第一转子铁芯的内部;
所述第二转子包括第二转子铁芯和多个第二永磁体,多个所述第二永磁体置于所述第二转子铁芯的表面或者埋设于所述第二转子铁芯的内部。
9.如权利要求8所述的电机,其特征在于,每一所述第一永磁体和与其相对的所述第二永磁体的极性相反。
10.如权利要求8所述的电机,其特征在于,每一所述第一永磁体和与其相对的所述第二永磁体的极性相同。
11.如权利要求8所述的电机,其特征在于,多个所述第一永磁体间隔均匀地设置于所述第一转子铁芯,多个所述第二永磁体间隔均匀地设置于所述第二转子铁芯。
12.一种风机,其特征在于,包括如权利要求5-11任一项所述的电机。
13.一种制冷设备,其特征在于,包括如权利要求12所述的风机。
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