CN216356127U - 定子组件、电机和电器设备 - Google Patents

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CN216356127U CN202123185140.5U CN202123185140U CN216356127U CN 216356127 U CN216356127 U CN 216356127U CN 202123185140 U CN202123185140 U CN 202123185140U CN 216356127 U CN216356127 U CN 216356127U
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冯艳丽
葛梦
李文瑞
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Midea Welling Motor Technology Shanghai Co Ltd
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Abstract

本实用新型提出了一种定子组件、电机和电器设备,其中,定子组件包括:定子轭部;定子主齿,定子主齿包括齿身和齿靴,齿身的一端与定子轭部相连接,齿靴与齿身的另一端相连接,齿靴远离齿身的端部设置有至少两个副齿,任一副齿的端部设置有样条面;其中,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,样条面的至少一部分到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。本实用新型提供的定子组件,在实现了改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使气隙磁导周期数减小,从而产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。

Description

定子组件、电机和电器设备
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种定子组件、电机和电器设备。
背景技术
相关技术中,电机运行过程中,定子组件与转子组件之间生成的工作谐波较少,电机的输出转矩提升有限。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本实用新型第一方面提供了一种定子组件。
本实用新型的第二方面提供了一种电机。
本实用新型的第三方面提供了一种电器设备。
本实用新型的第一方面提供了一种定子组件,包括:定子轭部;定子主齿,定子主齿包括齿身和齿靴,齿身的一端与定子轭部相连接,齿靴与齿身的另一端相连接,齿靴远离齿身的端部设置有至少两个副齿,任一副齿的端部设置有样条面;其中,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,样条面的至少一部分到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。
本实用新型所提出的定子组件,包括定子轭部以及设置于定子轭部上的定子主齿,其中,定子主齿包括齿身和齿靴,齿身的一端与定子轭部相连接,齿靴与齿身的另一端相连接,从而实现定子主齿与定子轭部之间的连接,进而可以在定子主齿上设置绕组,以实现在通电时与永磁体的磁场相配合,进而实现电机转子的转动。
进一步的,齿靴远离齿身的端部设置有至少两个副齿,通过至少两个副齿的设置,一方面,至少两个副齿可以作为导磁部件进行导磁,一方面,至少两个副齿还可作为调制部件,实现磁场调制的作用。使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,这样,使得电机的性能得到了明显的提升。
进一步的,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,样条面的至少一部分到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。从而可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。
本实用新型提供的定子组件,通过在定子主齿的齿靴上设置至少两个副齿,并且从齿靴的第一端到齿靴的第二端,将样条面的至少一部分到定子轭部的中心之间的距离设置为逐渐增大或减小。在实现了定子组件与转子之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。
根据本实用新型提供的定子组件,还可以具有以下附加技术特征:
在上述技术方案中,进一步的,样条面包括:主样条面,设置于齿身的一端;副样条面,连接于主样条面,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,副样条面到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。
在该技术方案中,样条面可以包括主样条面和副样条面,其中,主样条面设置于齿身的一端,副样条面连接于主样条面,并且,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,副样条面到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。从而实现了副齿端部的样条面的至少一部分到定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小,进而改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。
在上述任一技术方案中,进一步的,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,主样条面到定子轭部的中心之间的距离不变。
在该技术方案中,通过将主样条面设置为到定子轭部中心之间的距离保持不变,从而配合副样条面的设置,使得定子组件在与转子组件配合连接时,定子组件的副齿与转子组件之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案中,进一步的,副样条面至少包括样条平面;和/或副样条面至少包括第一样条曲面;和/或主样条面包括第二样条曲面。
在该技术方案中,副样条面可以包括样条平面,也即副齿端部的样条面至少包括一段样条平面,通过将副样条面设置为样条平面,可以保证从齿靴的第一端到齿靴的第二端,副样条面到定子轭部的中心之间的距离能够逐渐增大或减小。进而改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。进而配合主样条面的设置,使得定子组件在于转子组件配合连接时,定子组件的副齿与转子组件之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,副样条面还可以包括第一样条曲面,也即,副齿端部的样条面至少包括一段第一样条曲面。通过设置第一样条曲面的延伸方向,同样可以实现,副样条面到定子轭部的中心之间的距离能够逐渐增大或减小,以达到提升电机输出转矩的效果。并且配合主样条面的设置,以实现降低电机的齿槽转矩和转矩波动的目的。
进一步地,主样条面可以包括第二样条曲面,具体地,沿定子组件的轴向方向观察,第二样条曲面的延伸方向可以位于定子轭部同心圆上,从而保证第二样条曲面到定子轭部的中心之间的距离不变,也即主样条面到定子轭部的中心之间的距离不变。进而配合副样条面的设置,使得定子组件在于转子组件配合连接时,定子组件的副齿与转子组件之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,主样条面包括第二样条曲面,同时,副样条面既包括样条平面,也包括第一样条曲面,其中,第二样条曲面设置于齿身的一端,第一样条曲面连接于第二样条曲面,样条平面连接于第一样条曲面。或者,样条平面连接于第二样条曲面,第一样条曲面连接于样条平面。
在上述任一技术方案中,进一步的,副齿包括第一副齿和第二副齿;样条面包括第一样条面和第二样条面,第一样条面位于第一副齿上,第二样条面位于第二副齿上;其中,第一样条面和第二样条面关于齿身的齿身平分线不对称。
在该技术方案中,至少两个副齿包括第一副齿和第二副齿。其中,在定子组件的圆周方向上,第一副齿和第二副齿位于齿靴相对的两端。此外,第一副齿和第二副齿均可作为磁场调制部件,以提升应用该定子组件的电机的性能。
进一步地,样条面包括第一样条面和第二样条面,其中,第一样条面位于第一副齿上,第二样条面位于第二副齿上,并且,第一样条面和第二样条面关于定子主齿的齿身的中心线不对称。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一技术方案中,进一步的,定子主齿的数量为多个,多个定子主齿沿定子轭部的周向分布;相邻两个齿身之间具有绕线槽,相邻两个齿靴之间具有槽口,槽口与绕线槽相连通。
在该技术方案中,定子主齿的数量可以设置为多个,并且,多个定子主齿沿定子轭部的周向分布,从而保证定子组件中缠绕于定子主齿上的绕组的数量,进而保证电机运行过程中永磁体所产生的磁场能够与绕组形成有效地配合,保证电机的运行效率。
具体地,相邻两个定子主齿的齿身之间具有绕线槽,从而使得绕组缠绕于定子主齿的齿身上时,能够容纳于绕线槽内,保证绕线槽放置位置的合理性,从而保证绕组的数量,进而保证电机的运行效率。
进一步地,相邻两个齿靴之间还具有槽口,并且槽口与绕线槽相连通。通过槽口的设置,可以使得电机的启动转矩降低,改善气隙磁场波形,减少附加的损耗。并且有利于调节气隙磁场谐波幅值以及转子电涡流密度,从而保证电机运行过程中的稳定性以及降低涡流损耗。具体地,可以通过设置槽口的宽度调节气隙磁场谐波幅值以及转子电涡流密度,以满足电机不同的运行需求。
在上述任一技术方案中,进一步的,同一定子主齿上相临两个副齿之间具有凹槽;在定子组件的圆周方向上,凹槽的尺寸与槽口的尺寸不等。
在该技术方案中,在同一个定子主齿上,相邻两个副齿之间具有凹槽,从而将相邻两个副齿间隔开,也保证了定子主齿与转子组件之间气隙的不均匀性,进而实现改善气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形的目的,以实现降低电机的齿槽转矩和转矩波动,保证电机运行过程中的稳定性。
进一步地,在定子组件的圆周方向上,相邻两个副齿之间的凹槽的尺寸与相邻两个定子主齿的齿靴之间的槽口的尺寸可以设置为不相等。具体地,在定子组件的圆周方向上,可以将凹槽的宽度设置为与槽口的宽度设置为不相等。
通过将凹槽与槽口的尺寸设置为不等,可以改变所有定子主齿上的副齿在圆周上分布的均匀程度,减小了气隙磁导的周期数,通过将气隙磁导周期数减小,调制生成的磁密谐波分量将增加,因此会产生更多的工作谐波,使得电机输出转矩进一步提升。
在上述任一技术方案中,进一步的,在相邻两个定子主齿中,一个定子主齿的副齿和另一个定子主齿的副齿之间具有槽口;在槽口处,相邻两个定子主齿的角平分线到相邻两个副齿的距离相等或不等。
在该技术方案中,定子主齿靴上的副齿除了作为导磁部件外,还可作为调制部件,实现磁场调制的作用。具体地,相邻两个定子主齿的角平分线到第一副齿和第二副齿的距离可以设置为相等,从而可以保证气隙磁场分布的均匀性,有利于电机运行的稳定性。
进一步地,在保证电机运行的稳定性的基础上,相邻两个定子主齿的角平分线到第一副齿和第二副齿的距离还可以设置为不相等,也就是说,齿靴或槽口向相邻两个定子主齿的一侧偏移,可改变气隙磁场的分布,削弱气隙磁场中的部分谐波,从而减小电机运行过程中的转矩脉动,改善电机振动噪音性能。
在上述任一技术方案中,进一步的,定子组件包括至少两个堆叠体,任一堆叠体包括轭部区段和定子主齿,定子主齿设置于轭部区段上,相邻两个堆叠体的轭部区段相连接,定子轭部包括多个轭部区段。
在该技术方案中,定子组件包括至少两个堆叠体,并通过至少两个堆叠体堆叠的方式来制造定子组件。这样,在定子组件的加工制造过程中,工作人员可先在单个堆叠体上进行绕线等操作。相较于相关技术中需要在整体铁芯上进行绕线操作,本实用新型所提出的堆叠体的操作空间更加大,有利于降低绕线难度,进而提高绕线的工作效率,降低材料成本。
此外,本实用新型可以首先在单个堆叠体上进行绕线等操作,可有效提升绕组的缠绕数量,并提升绕组的槽满率,提高应用该定子组件的电机输出性能。并且,本实用新型在降低绕线难度的基础上,可降低绕线过程中废品率,进而减少废料并提升定子组件的成本率。此外,单独堆叠体对材料的要求较低,可提升铁芯材料的利用率,进而降低定子组件的材料成本。
在上述任一技术方案中,进一步的,相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接;定子组件还包括固定件,相邻两个堆叠体通过固定件固定。
在该技术方案中,相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接,进而保证相邻两个堆叠体的拆装。
具体地,定子组件可以包括第一连接部和第二连接部。其中,第一连接部设置在轭部区段的第一端,第一连接部设置在轭部区段的第二端,第一端和第二段在轭部区段上相对设置。并且,第一连接部和第二连接部的结构相匹配,第一连接部和第二连接部配合能够实现自锁。因此,在拼接堆叠体的过程中,本实用新型可以通过第一连接部和第二连接部来连接相邻两个堆叠体,包括相邻两个堆叠体的可拆卸连接。
进一步地,第一连接部与第二连接部中的一者为凸部,另一者为凹部。此外,凸部的形状与凹部的形状相适配,并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接,并具有自锁功能。具体地,凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽;凸部的形状与凹部的形状相匹配。
进一步地,定子组件还包括固定件,相邻两个堆叠体通过固定件固定。
具体地,在相邻两个堆叠体拼接完成后,进一步通过固定件来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。具体地,固定件可采用绝缘框架,进而使得绝缘框架在保证绝缘的基础上,还可对堆叠体进行固定,实现了绝缘框架的多用途。
具体地,相邻两个堆叠体焊接连接。其中。在相邻两个堆叠体拼接完成后,本实用新型进一步通过焊接的方式来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
具体地,相邻两个堆叠体一体注塑。也即,在在相邻两个堆叠体拼接完成后,本实用新型进一步通过一体注塑的方式来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
在上述任一技术方案中,进一步的,在相邻两个副齿中,一个副齿的齿身平分线与另一个副齿的齿身平分线之间形成夹角β,且满足1≤β/(2π/(a×x))<1.4,其中,a表示定子主齿的数量,x表示每一个定子主齿上副齿的数量。
在该技术方案中,在相邻两个副齿中,一个副齿的齿身平分线与另一个副齿的齿身平分线之间的形成夹角β,并且满足1≤β/(2π/(ax))<1.4;其中,a表示定子主齿的数量,x表示每一个定子主齿上副齿的数量。这样,本实用新型进一步对副齿的结构以及分布进行优化,使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大,转矩较高,以进一步提升电机的工作效率。
在上述任一技术方案中,进一步的,齿靴与齿身可拆卸式连接;和/或齿身与定子轭部可拆卸式连接。
在该技术方案中,定子主齿的齿身与齿靴之间可以设置为可拆卸式连接,同时,定子主齿的齿身与定子轭部之间也可以设置为可拆卸式连接,也即,定子主齿的齿身与定子轭部和齿靴之间可以设置为可分离的套设组装结构。通过齿身、齿靴以及定子轭部之间的可分离套设组装结构的设置,再进行定子组件的组装过程中,可以先在定子主齿的齿身上绕制线圈,然后在将齿身的一端与定子轭部相连接,最后将齿靴安装至齿身的另一端。从而实现了定子组件组装过程中的简化绕线工艺,降低绕线的难度,提高绕组的槽满率,从定子制备的角度提升电机输出性能,同时能够减少废料,减少物料的浪费。
具体地,定子主齿的齿身与定子轭部之间可以通过凹凸结构进行连接,也即,在定子主齿齿身的一端设置凹槽或者凸起,相应地,在定子轭部的相应位置上设置于凹槽或凸起相配合的凸起或凹槽,从而可以通过凹槽和凸起的配合实现定子主齿齿身与定子轭部之间的连接。
相应地,齿身与齿靴之间同样可以通过凹凸结构进行连接,也即在齿靴和齿身之间通过相互配合的凸起和凹槽进行连接,以实现绕线工艺的简化。
在上述任一技术方案中,进一步的,定子组件还包括绕组,绕组包括多个线圈,每个线圈缠绕于一个定子主齿上。
在该技术方案中,定子组件还包括绕组,绕组包括多个线圈。具体地,线圈缠绕在定子主齿上,以保证应用该定子组件的电机运行时输出力矩。
进一步的,每个线圈仅缠绕于一个定子主齿上,即采用单齿绕的集中绕组结构,此时电机绕组端部较小,有利于减小铜耗,并且便于实现模块化,提高生产制造效率。根据本实用新型的第二方面,提出了一种电机,包括:转子组件;如上述技术方案中任一项的定子组件,定子组件的至少一部分位于转子组件内。
本实用新型提供的电机,定子组件的至少一部分位于转子组件内,具体地,定子组件与转子组件同心设置,以保证转子组件能够相对于定子组件转动,以实现电机的动力输出。其中,定子组件的一部分位于转子组件内,也可将定子组件轴向上的整体设置于转子组件内,以实现转子组件的永磁体与定子组件的绕组之间的不同配合方式。
进一步地,本实用新型提供的电机,因包括了如本实用新型第一方面的定子组件。因此,即有上述定子组件的全部有益效果,在此不再详细论述。
在上述技术方案中,进一步地,副齿与转子组件之间具有第一气隙;从齿靴的第一端到齿靴的第二端,第一气隙的至少一部分的径向尺寸逐渐增大或减小。
在该技术方案中,通过将从齿靴的第一端到齿靴的第二端,将第一气隙的至少一部分的径向尺寸设置为逐渐增大或减小。在实现了定子组件与转子之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。
可以理解的是,气隙的径向尺寸即为在定子组件的径向方向上,定子组件到转子组件之间的间隙的距离。
在上述任一技术方案中,进一步地,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,位于副样条面与转子组件之间的部分第一气隙的径向尺寸逐渐增大或减小;和/或从齿靴的第一端到齿靴的第二端,位于主样条面与转子组件之间的部分第一气隙的径向尺寸不变。
在该技术方案中,副齿端部的样条面至少可以包括副样条面,并且,位于副样条面与转子组件之间的部分第一气隙的径向尺寸逐渐增大或减小,从而实现了将第一气隙的至少一部分的径向尺寸设置为逐渐增大或减小。在实现了定子组件与转子之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。
进一步地,副齿端部的样条面还可以包括主样条面,并且,从齿靴的第一端到齿靴的第二端,位于主样条面与转子组件之间的部分第一气隙的径向尺寸不变。使得定子组件在与转子组件配合连接时,定子组件的副齿与转子组件之间能够形成的第一气隙为不均匀气隙,进而改善了第一气隙磁场的波形,使得永磁体在第一气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,副齿端部的样条面可以同时包括主样条面和副样条面,从而既能够进一步地提升电机输出的转矩,还能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案中,进一步地,第一气隙包括:第一子气隙,位于第一副齿与转子组件之间;第二子气隙,位于第二副齿与转子组件之间;其中,第一子气隙和第二子气隙关于齿身的齿身平分线不对称。
在该技术方案中,至少两个副齿包括第一副齿和第二副齿。也即,第一气隙包括第一子气隙和第二子气隙,其中,第一子气隙位于第一副齿与转子组件之间,第二子气隙位于第二副齿与转子组件之间。进一步地,第一子气隙和第二子气隙关于齿身的齿身平分线不对称。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一技术方案中,进一步地,转子组件包括:转子铁芯;永磁体,设置于转子铁芯上,永磁体形成多个永磁磁极。
在该技术方案中,转子结构还包括转子铁芯和永磁体。其中,永磁体设置在转子铁芯上,并且通过永磁体形成多个永磁磁极。
具体地,转子结构的至少一部分位于定子组件的内部时,永磁体可放置于转子铁芯的外表面,或者放置于转子铁芯的内部,如V型、spoke型等。
具体地,当定子组件的至少一部分位于转子结构的内部时,永磁体保持在转子铁芯的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体组成,也可以是一体形成的磁环。可选地,永磁体材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。
进一步地,永磁体包括多个弧形永磁体,多个弧形永磁体呈圆环状分布,且相邻两个弧形永磁体的极性相异。
具体地,永磁体包括多个弧形永磁体。其中,多个弧形永磁体呈圆环状分布是,并且相邻两个弧形永磁体的极性相异。具体地,每个弧形永磁体的磁极数量为1或者2或者4,且相邻磁极极性交替相异。
进一步地,永磁体包括一体式的环形永磁体。此时,该环形永磁体具有多个磁极时,可以减小永磁体的块数,减小永磁体安装的工序时间,提高制造装配效率。并且,当磁极宽度较小时,采用一块环形永磁体充多极的方式,可以增加环形永磁体的宽度,降低环形永磁体的加工难度。
根据本实用新型的第三方面,提出了一种电器设备,包括上述技术方案中任一项的电机。
本实用新型提供的电器设备,因包含了上述技术方案中任一项的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不做赘述。
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示出了本实用新型一个实施例提供的定子组件的结构示意图;
图2示出了图1中A处的局部放大图;
图3示出了本实用新型另一个实施例提供的定子组件的结构示意图;
图4示出了本实用新型又一个实施例提供的定子组件的结构示意图;
图5示出了本实用新型又一个实施例提供的定子组件的结构示意图;
图6示出了本实用新型一个实施例提供的电机的结构示意图;
图7示出了图6电机中转子组件的结构示意图。
其中,图1至图7中的附图标记与部件之间的对应关系为:
100定子组件,102定子轭部,104齿身,106齿靴,108定子主齿,110副齿,112样条平面,114第一样条曲面,116样条面,118副样条面,120第一样条面,122第二样条面,124第一副齿,126第二副齿,128槽口,130凹槽,134第一气隙,136第一子气隙,138第二子气隙,140绕线槽,200电机,202转子组件,204转子铁芯,206永磁体,208主样条面。
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,本申请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他不同于在此描述的方式来实施,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7来描述根据本实用新型一些实施例提供的定子组件和电机。
本实用新型提出了第一方面提出了一种定子组件100,如图1所示,定子轭部102;定子主齿108,定子主齿108包括齿身104和齿靴106,齿身104的一端与定子轭部102相连接,齿靴106与齿身104的另一端相连接,齿靴106远离齿身104的端部设置有至少两个副齿110,任一副齿110的端部设置有样条面116;其中,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,样条面116的至少一部分到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小。
本实用新型所提出的定子组件100,包括定子轭部102以及设置于定子轭部102上的定子主齿108,其中,定子主齿108包括齿身104和齿靴106,齿身104的一端与定子轭部102相连接,齿靴106与齿身104的另一端相连接,从而实现定子主齿108与定子轭部102之间的连接,进而可以在定子主齿108上设置绕组,以实现在通电时与转子组件202的永磁体206的磁场相配合,进而实现电机转子的转动。
进一步的,齿靴106远离齿身104的端部设置有至少两个副齿110,通过至少两个的设置,一方面,至少两个副齿110可以作为导磁部件进行导磁,一方面,至少两个副齿110还可作为调制部件,实现磁场调制的作用。使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,这样,使得电机的性能得到了明显的提升。
进一步的,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,样条面116的至少一部分到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小。从而可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。
本实用新型提供的定子组件100,通过在定子主齿108的齿靴106上设置至少两个副齿110,并且从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,样条面116的至少一部分到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小。在实现了定子组件100与转子之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。
在上述实施例中,进一步的,如图2所示,样条面116包括:主样条面208,设置于齿身104的一端;副样条面118,连接于主样条面208,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,副样条面118到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小。
在该实施例中,样条面116可以包括主样条面208和副样条面118,其中,主样条面208设置于齿身104的一端,副样条面118连接于主样条面208,并且,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,副样条面118到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小。从而实现了副齿110端部的样条面116的至少一部分到定子轭部102的中心之间的距离逐渐增大或减小,进而改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。
进一步的,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,主样条面208到定子轭部102的中心之间的距离不变。
具体地,通过将主样条面208设置为到定子轭部102中心之间的距离保持不变,从而配合副样条面118的设置,使得定子组件100在与转子组件202配合连接时,定子组件100的副齿110与转子组件202之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体206在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
在上述任一实施例中,进一步的,副样条面118至少包括样条平面112;和/或副样条面118至少包括第一样条曲面114;和/或主样条面208包括第二样条曲面。
在该实施例中,副样条面118可以包括样条平面112,也即副齿110端部的样条面116至少包括一段样条平面112,通过将副样条面118设置为样条平面112,可以保证从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,副样条面118到定子轭部102的中心之间的距离能够逐渐增大或减小。进而改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,电机输出转矩会进一步提升。进而配合主样条面208的设置,使得定子组件在于转子组件配合连接时,定子组件的副齿与转子组件之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,副样条面118还可以包括第一样条曲面114,也即,副齿110端部的样条面116至少包括一段第一样条曲面114。通过设置第一样条曲面114的延伸方向,同样可以实现副样条面118到定子轭部102的中心之间的距离能够逐渐增大或减小,以达到提升电机输出转矩的效果。并且配合主样条面208的设置,以实现降低电机的齿槽转矩和转矩波动的目的。
进一步地,主样条面208可以包括第二样条曲面,具体地,沿定子组件的轴向方向观察,第二样条曲面的延伸方向可以位于定子轭部102同心圆上,从而保证第二样条曲面到定子轭部102的中心之间的距离不变,也即主样条面208到定子轭部102的中心之间的距离不变。进而配合副样条面118的设置,使得定子组件100在于转子组件202配合连接时,定子组件100的副齿110与转子组件202之间能够形成不均匀气隙,进而改善了气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,主样条面208包括第二样条曲面,同时,副样条面118既包括样条平面112,也包括第一样条曲面114,其中,第二样条曲面设置于齿身104的一端,第一样条曲面114连接于第二样条曲面,样条平面112连接于第一样条曲面114。或者,样条平面112连接于第二样条曲面,第一样条曲面114连接于样条平面112。
在上述任一实施例中,进一步的,副齿110包括第一副齿124和第二副齿126;样条面116包括第一样条面120和第二样条面122,第一样条面120位于第一副齿124上,第二样条面122位于第二副齿126上;其中,第一样条面120和第二样条面122关于齿身104的齿身平分线不对称。
在该实施例中,至少两个副齿110包括第一副齿124和第二副齿126。其中,在定子组件100的圆周方向上,第一副齿124和第二副齿126位于齿靴106相对的两端,相邻的第一副齿124与第二副齿126之间形成槽口128。此外,上述第一副齿124和第二副齿126均可作为磁场调制部件,以提升应用该定子组件100的电机的性能。
进一步地,样条面116包括第一样条面120和第二样条面122,其中,第一样条面120位于第一副齿124上,第二样条面122位于第二副齿126上,并且,第一样条面120和第二样条面122关于定子主齿108的齿身104的平分线不对称。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿110使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一实施例中,进一步的,如图1、图2和图3所示,定子主齿108的数量为多个,多个定子主齿108沿定子轭部102的周向分布;相邻两个齿身104之间具有绕线槽140,相邻两个齿靴106之间具有槽口128,槽口128与绕线槽140相连通。
在该实施例中,定子主齿108的数量可以设置为多个,并且,多个定子主齿108沿定子轭部102的周向分布,从而保证定子组件100中缠绕于定子主齿108上的绕组的数量,进而保证电机运行过程中永磁体所产生的磁场能够与绕组形成有效地配合,保证电机的运行效率。
具体地,相邻两个定子主齿108的齿身104之间具有绕线槽140,从而使得绕组缠绕于定子主齿108的齿身104上时,能够容纳于绕线槽140内,保证绕线槽140放置位置的合理性,从而保证绕组的数量,进而保证电机的运行效率。
进一步地,相邻两个齿靴106之间还具有槽口128,并且槽口128与绕线槽140相连通。通过槽口128的设置,可以使得电机的启动转矩降低,改善气隙磁场波形,减少附加的损耗。并且有利于调节气隙磁场谐波幅值以及转子电涡流密度,从而保证电机运行过程中的稳定性以及降低涡流损耗。具体地,可以通过设置槽口128的宽度调节气隙磁场谐波幅值以及转子电涡流密度,以满足电机不同的运行需求。
进一步地,同一定子主齿108上相临两个副齿110之间具有凹槽130;在定子组件100的圆周方向上,凹槽130的尺寸与槽口128的尺寸不等。
具体地,在同一个定子主齿108上,相邻两个副齿110之间具有凹槽130,从而将相邻两个副齿110间隔开,也保证了定子主齿108与转子组件202之间气隙的不均匀性,进而实现改善气隙磁场的波形,使得永磁体在气隙中所形成的磁场更加接近正弦形的目的,以实现降低电机的齿槽转矩和转矩波动,保证电机运行过程中的稳定性。
进一步地,在定子组件100的圆周方向上,相邻两个副齿110之间的凹槽130的尺寸与相邻两个定子主齿108的齿靴106之间的槽口128的尺寸可以设置为不相等。具体地,在定子组件100的圆周方向上,可以将凹槽130的宽度设置为与槽口128的宽度设置为不相等。
通过将凹槽130与槽口128的尺寸设置为不等,可以改变所有定子主齿108上的副齿110在圆周上分布的均匀程度,减小了气隙磁导的周期数,通过将气隙磁导周期数减小,调制生成的磁密谐波分量将增加,因此会产生更多的工作谐波,使得电机输出转矩进一步提升。
具体地,在定子组件100的圆周方向上,凹槽130的尺寸大于槽口128的尺寸。具体地,在定子组件100的圆周方向上,相邻两个副齿110之间的凹槽130为d1,槽口128的尺寸为d2,并且满足d1>d2。
这样,会改变副齿110在圆周上分布的均匀程度,即减小了气隙磁导的周期数,而气隙磁密各工作谐波为极对数为:|Pr±i×Zf|(i=0,1,2……),Zf为气隙磁导周期数;当气隙磁导周期数减小后,调制生成的磁密谐波分量将增加,即会产生更多的工作谐波,使得电机的输出转矩会进一步提升。
通过将凹槽130与槽口128的尺寸设置为不等,可以改变所有定子主齿108上的副齿110在圆周上分布的均匀程度,减小了气隙磁导的周期数,通过将气隙磁导周期数减小,调制生成的磁密谐波分量将增加,因此会产生更多的工作谐波,使得电机输出转矩进一步提升。
在上述任一实施例中,进一步的,如图1所示,在相邻两个定子主齿108中,一个定子主齿108的副齿110和另一个定子主齿108的副齿110之间具有槽口128;在槽口128处,相邻两个定子主齿108之间的夹角的角平分线到相邻两个副齿110的距离相等或不等。
在该实施例中,定子主齿108的齿靴106上的副齿110除了作为导磁部件外,还可作为调制部件,实现磁场调制的作用。具体地,相邻两个定子主齿108的角平分线到第一副齿124和第二副齿126的距离可以设置为相等,从而可以保证气隙磁场分布的均匀性,有利于电机运行的稳定性。
进一步地,在保证电机运行的稳定性的基础上,相邻两个定子主齿108的角平分线到第一副齿124和第二副齿126的距离还可以设置为不相等,也就是说,齿靴106或槽口128向相邻两个定子主齿108的一侧偏移,可改变气隙磁场的分布,削弱气隙磁场中的部分谐波,从而减小电机运行过程中的转矩脉动,改善电机振动噪音性能。
进一步地,定子主齿108的齿身平分线到凹槽130的两侧壁的距离相等。这样,在定子组件100的圆周方向上,凹槽130位于齿靴106的中部。如此设计,可简化定子主齿108的整体结构,并且便于定子主齿108的加工制造,进而提升定子组件100以及整个电机的加工效率。具体地,在定子组件100的圆周方向上,定子主齿108的齿身平分线到凹槽130的两侧壁的距离分别为d3和d4,并且满足d3等于d4。
进一步地,定子主齿108的齿身平分线到凹槽130的两侧壁的距离也可以不等。这样,在定子组件100的圆周方向上,凹槽130朝向齿靴106的一端偏移设置。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个副齿110使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一实施例中,进一步的,定子组件100包括至少两个堆叠体,任一堆叠体包括轭部区段和定子主齿108,定子主齿108设置于轭部区段上,相邻两个堆叠体的轭部区段相连接,定子轭部102包括多个轭部区段。
在该实施例中,定子组件100包括至少两个堆叠体,并通过至少两个堆叠体堆叠的方式来制造定子组件100。这样,在定子组件100的加工制造过程中,工作人员可先在单个堆叠体上进行绕线等操作。相较于相关技术中需要在整体铁芯上进行绕线操作,本实用新型所提出的堆叠体的操作空间更加大,有利于降低绕线难度,进而提高绕线的工作效率,降低材料成本。
此外,本实用新型可以首先在单个堆叠体上进行绕线等操作,可有效提升绕组的缠绕数量,并提升绕组的槽满率,提高应用该定子组件100的电机输出性能。并且,本实用新型在降低绕线难度的基础上,可降低绕线过程中废品率,进而减少废料并提升定子组件100的成本率。此外,单独堆叠体对材料的要求较低,可提升铁芯材料的利用率,进而降低定子组件100的材料成本。
进一步地,相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接;定子组件100还包括固定件,相邻两个堆叠体通过固定件固定。
具体地,相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接,进而保证相邻两个堆叠体的拆装。
具体地,定子组件100可以包括第一连接部和第二连接部。其中,第一连接部设置在轭部区段的第一端,第一连接部设置在轭部区段的第二端,第一端和第二段在轭部区段上相对设置。并且,第一连接部和第二连接部的结构相匹配,第一连接部和第二连接部配合能够实现自锁。因此,在拼接堆叠体的过程中,本实用新型可以通过第一连接部和第二连接部来连接相邻两个堆叠体,包括相邻两个堆叠体的可拆卸连接。
进一步地,第一连接部与第二连接部中的一者为凸部,另一者为凹部。此外,凸部的形状与凹部的形状相适配,并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接,并具有自锁功能。具体地,凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽;凸部的形状与凹部的形状相匹配。
进一步地,定子组件100还包括固定件,相邻两个堆叠体通过固定件固定。
具体地,在相邻两个堆叠体拼接完成后,进一步通过固定件来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。具体地,固定件可采用绝缘框架,进而使得绝缘框架在保证绝缘的基础上,还可对堆叠体进行固定,实现了绝缘框架的多用途。
具体地,相邻两个堆叠体焊接连接。其中。在相邻两个堆叠体拼接完成后,本实用新型进一步通过焊接的方式来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
具体地,相邻两个堆叠体一体注塑。也即,在在相邻两个堆叠体拼接完成后,本实用新型进一步通过一体注塑的方式来对整体结构进行固定,进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
在上述任一实施例中,进一步的,如图1所示,在相邻两个副齿110中,一个副齿110的齿身平分线与另一个副齿110的齿身平分线之间形成夹角β,且满足1≤β/(2π/(a×x))<1.4,其中,a表示定子主齿108的数量,x表示每一个定子主齿108上副齿110的数量。
在该实施例中,在相邻两个副齿110中,一个副齿110的齿身平分线与另一个副齿110的齿身平分线之间的形成夹角β,并且满足1≤β/(2π/(ax))<1.4;其中,a表示定子主齿108的数量,x表示每一个定子主齿108上副齿110的数量。这样,本实用新型进一步对副齿110的结构以及分布进行优化,使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大,转矩较高,以进一步提升电机的工作效率。
具体地,副齿110可以仅包括设置于齿靴106两端的第一副齿124和第二副齿126,也即,副齿110的数量为两个,并且定子主齿108的数量为6个,相应地,第一副齿124的齿身平分线与第二副齿126的齿身平分线之间的夹角β满足1≤β/(2π/(6×2))<1.4。以使得应用该定子组件100的电机调制生成的谐波幅值较大,转矩较高,以进一步提升电机的工作效率。
在上述任一实施例中,进一步的,如图4和图5所示,齿靴106与齿身104可拆卸式连接;和/或齿身104与定子轭部102可拆卸式连接。
在该实施例中,定子主齿108的齿身104与齿靴106之间可以设置为可拆卸式连接,同时,定子主齿108的齿身104与定子轭部102之间也可以设置为可拆卸式连接,也即,定子主齿108的齿身104与定子轭部102和齿靴106之间可以设置为可分离的套设组装结构。通过齿身104、齿靴106以及定子轭部102之间的可分离套设组装结构的设置,再进行定子组件100的组装过程中,可以先在定子主齿108的齿身104上绕制线圈,然后在将齿身104的一端与定子轭部102相连接,最后将齿靴106安装至齿身104的另一端。从而实现了定子组件100组装过程中的简化绕线工艺,降低绕线的难度,提高绕组的槽满率,从定子制备的角度提升电机输出性能,同时能够减少废料,减少物料的浪费。
具体地,定子主齿108的齿身104与定子轭部102之间可以通过凹凸结构进行连接,也即,在定子主齿108齿身104的一端设置凹槽130或者凸起,相应地,在定子轭部102的相应位置上设置于凹槽130或凸起相配合的凸起或凹槽130,从而可以通过凹槽130和凸起的配合实现定子主齿108齿身104与定子轭部102之间的连接。
相应地,齿身104与齿靴106之间同样可以通过凹凸结构进行连接,也即在齿靴106和齿身104之间通过相互配合的凸起和凹槽130进行连接,以实现绕线工艺的简化。
进一步的,定子组件100还包括绕组,绕组包括多个线圈,每个线圈设置于一个定子主齿108上。
具体地,定子组件100还包括绕组,绕组包括多个线圈。具体地,线圈缠绕在定子主齿108上,以保证应用该定子组件100的电机运行时输出力矩。
进一步的,每个线圈仅缠绕于一个定子主齿108上,即采用单齿绕的集中绕组结构,此时电机绕组端部较小,有利于减小铜耗,并且便于实现模块化,提高生产制造效率。
根据本实用新型的第二方面,如图6和图7所示,提出了一种电机200,包括:转子组件202;如上述实施例中任一项的定子组件100,定子组件100的至少一部分位于转子组件202内。
本实用新型提供的电机200,定子组件100的至少一部分位于转子组件202内,具体地,定子组件100与转子组件202同心设置,以保证转子组件202能够相对于定子组件100转动,以实现电机200的动力输出。其中,定子组件100的一部分位于转子组件202内,也可将定子组件100轴向上的整体设置于转子组件202内,以实现转子组件202的永磁体与定子组件100的绕组之间的不同配合方式。
进一步地,本实用新型提供的电机200,因包括了如本实用新型第一方面的定子组件100。因此,即有上述定子组件100的全部有益效果,在此不再详细论述。
在上述任一实施例中,进一步的,副齿110与转子组件202之间具有第一气隙134;从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,第一气隙134的至少一部分的径向尺寸逐渐增大或减小。
在该实施例中,通过将从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,将第一气隙134的至少一部分的径向尺寸设置为逐渐增大或减小。在实现了定子组件与转子之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机输出的转矩。
可以理解的是,第一气隙134的径向尺寸即为在定子组件100的径向方向上,定子组件100到转子组件202之间的间隙的距离。
在上述任一实施例中,进一步地,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,位于副样条面118与转子组件之间的部分第一气隙134的径向尺寸逐渐增大或减小;和/或从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,位于主样条面208与转子组件之间的部分第一气隙134的径向尺寸不变。
在该实施例中,副齿110端部的样条面116至少可以包括副样条面118,并且,位于副样条面118与转子组件之间的部分第一气隙134的径向尺寸逐渐增大或减小,从而实现了将第一气隙134的至少一部分的径向尺寸设置为逐渐增大或减小。在实现了定子组件100与转子组件202之间能够形成不均匀的气隙以改善气隙磁场的波形、降低电机200的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机200的可靠性的基础上,还可以改变气隙磁导分布情况,使得气隙磁导周期数减小,从而调制生成的磁密谐波分量将增加,产生更多的工作谐波,进一步地提升电机200输出的转矩。
进一步地,副齿110端部的样条面116还可以包括主样条面208,并且,从齿靴106的第一端到齿靴106的第二端,位于主样条面208与转子组件202之间的部分第一气隙134的径向尺寸不变。使得定子组件100在与转子组件202配合连接时,定子组件100的副齿110与转子组件202之间形成的第一气隙134为不均匀气隙,进而改善了第一气隙134磁场的波形,使得永磁体在第一气隙134中所形成的磁场更加接近正弦形,能够降低电机200的齿槽转矩和转矩波动。
进一步地,副齿110端部的样条面116可以同时包括主样条面208和副样条面118,从而既能够进一步地提升电机200输出的转矩,还能够降低电机200的齿槽转矩和转矩波动。
在上述任一实施例中,进一步地,第一气隙134包括:第一子气隙136,位于第一副齿124与转子组件200之间;第二子气隙138,位于第二副齿126与转子组件202之间;其中,第一子气隙136和第二子气隙138关于齿身104的齿身平分线不对称。
在该实施例中,至少两个副齿110包括第一副齿124和第二副齿126。也即,第一气隙134包括第一子气隙136和第二子气隙138,其中,第一子气隙136位于第一副齿124与转子组件之间,第二子气隙138位于第二副齿126与转子组件之间。进一步地,第一子气隙136和第二子气隙138关于齿身104的齿身平分线不对称。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机200振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿110使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机200的性能得到了明显的提升。
在上述任一实施例中,进一步的,转子组件202包括:转子铁芯204;永磁体206,设置于转子铁芯204上,永磁体206形成多个永磁磁极。
在该实施例中,转子结构还包括转子铁芯204和永磁体206。其中,永磁体206设置在转子铁芯204上,并且通过永磁体206形成多个永磁磁极。
进一步地,定子的绕组的极对数Ps满足:Ps=│ax±Pr│。其中,a表示定子主齿108的数量,x表示每个定子主齿108上副齿110的数量,Pr表示多个永磁体206的极对数。气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机200的工作谐波,为电机200提供输出转矩,从而有效提升了电机200的转矩密度。
具体地,转子结构的至少一部分位于定子组件100的内部时,永磁体206可放置于转子铁芯204的外表面,或者放置于转子铁芯204的内部,如V型、轮辐型磁铁排布方式等。
具体地,当定子组件100的至少一部分位于转子结构的内部时,永磁体206保持在转子铁芯204的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体206组成,也可以是一体形成的磁环。可选地,永磁体206材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。
进一步地,永磁体206包括多个弧形永磁体,多个弧形永磁体呈圆环状分布,且相邻两个弧形永磁体的极性相异。
进一步地,如图7所示,永磁体206的数量可以为多个,多个永磁体206分布于转子铁芯204上,并且多个永磁体206的极性相反设置。并且,定子轭部102的中心到永磁体206的两端的连线之间形成有夹角γ,夹角的存在可以使得气隙磁导过程进一步变化,磁场调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,进而使得采用次转子组件202的电机200转矩进一步地得到提升,由此也避免了传统永磁电机200中采用交替极后磁极数量减小,磁场基波幅值下降,导致转矩下降的问题。
进一步地,并满足0.9<γ/(π/(Pr))<1.7,其中,Pr为永磁体206的数量,当夹角γ满足上述条件时,转子组件202的工作性能良好。
具体地,永磁体206包括多个弧形永磁体。其中,多个弧形永磁体呈圆环状分布是,并且相邻两个弧形永磁体的极性相异。具体地,每个弧形永磁体的磁极数量为1或者2或者4,且相邻磁极极性交替相异。
进一步地,永磁体206包括一体式的环形永磁体。此时,该环形永磁体具有多个磁极时,可以减小永磁体206的块数,减小永磁体206安装的工序时间,提高制造装配效率。并且,当磁极宽度较小时,采用一块环形永磁体充多极的方式,可以增加环形永磁体的宽度,降低环形永磁体的加工难度。
具体地,永磁体206可采用海尔贝克阵列(Halbach Array)方式排布。
进一步地,转子组件可以包括多个凸极,多个凸极凸出于转子铁芯204的内周壁,并且多个凸极在转子铁芯204的圆周方向上间隔分布。多个永磁体206分别设置于相邻两个凸极之间,并且多个永磁体206的极性相同。这样,在转子铁芯204的圆周方向上,多个凸极和多个永磁体206交替分布。
通过将多个极性相同的永磁体206分别设置于相邻两个凸极之间,转子铁芯的转子铁芯204上产生了交替极的磁性结构,使得转子铁芯为凸极结构。这样,既降低了永磁体206的使用数量,且降低了交替级转子的制造难度,又使得磁场调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,使得电机产生了更好的输出性能。并且,本实用新型中多个凸极和多个永磁体206交替分布设置在转子铁芯的转子铁芯204上,也避免了相关技术中采用交替极后磁极数量减小,磁场基波幅值下降,导致转矩下降的问题。
根据本实用新型的第三方面,提出了一种电器设备,包括上述实施例中任一项的电机200。
本实用新型提供的电器设备,包含了上述实施例中任一项的电机200,其中,电机200的定子组件100与转子组件202之间能够形成不均匀的气隙,能够改善气隙磁场的波形、降低电机200的齿槽转矩和转矩波动,提高了电机200的可靠性的基础上,还保证了电机200在运行过程中磁场分布的均匀性,保证了电机200运行过程中的稳定性。进而保证电器设备在运行过程中的稳定性。
具体地,电器设备可以包括空调器、洗衣机或吸尘器等。
在本实用新型的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”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元件必须具有特定的方位、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;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,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;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。
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 (19)

1.一种定子组件,其特征在于,包括:
定子轭部;
定子主齿,所述定子主齿包括齿身和齿靴,所述齿身的一端与所述定子轭部相连接,所述齿靴与所述齿身的另一端相连接,
所述齿靴远离所述齿身的端部设置有至少两个副齿,任一所述副齿的端部设置有样条面;
其中,从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,所述样条面的至少一部分到定子轭部的中心的距离逐渐增大或减小。
2.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,所述样条面包括:
主样条面,设置于所述齿身的一端;
副样条面,连接于所述主样条面,从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,所述副样条面到所述定子轭部的中心之间的距离逐渐增大或减小。
3.根据权利要求2所述的定子组件,其特征在于,
从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,所述主样条面到所述定子轭部的中心之间的距离不变。
4.根据权利要求2所述的定子组件,其特征在于,
所述副样条面至少包括样条平面;和/或
所述副样条面至少包括第一样条曲面;和/或
所述主样条面包括第二样条曲面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述至少两个副齿包括第一副齿和第二副齿;
所述样条面包括第一样条面和第二样条面,所述第一样条面位于所述第一副齿上,所述第二样条面位于所述第二副齿上;
其中,所述第一样条面和所述第二样条面关于所述齿身的齿身平分线不对称。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述定子主齿的数量为多个,多个所述定子主齿沿所述定子轭部的周向分布;
相邻两个所述齿身之间具有绕线槽,相邻两个所述齿靴之间具有槽口,所述槽口与所述绕线槽相连通。
7.根据权利要求6所述的定子组件,其特征在于,
同一所述定子主齿上相临两个所述副齿之间具有凹槽;
在所述定子组件的圆周方向上,所述凹槽的尺寸与所述槽口的尺寸不等。
8.根据权利要求7所述的定子组件,其特征在于,
在相邻两个所述定子主齿中,一个所述定子主齿的所述副齿和另一个所述定子主齿的所述副齿之间具有所述槽口;
在所述槽口处,相邻两个所述定子主齿的角平分线到相邻两个所述副齿的距离相等或不等。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述定子组件包括至少两个堆叠体,任一所述堆叠体包括轭部区段和所述定子主齿,所述定子主齿设置于所述轭部区段上,相邻两个所述堆叠体的所述轭部区段相连接,所述定子轭部包括多个所述轭部区段。
10.根据权利要求9所述的定子组件,其特征在于,
相邻两个所述堆叠体的所述轭部区段可拆卸连接;
所述定子组件还包括固定件,相邻两个所述堆叠体通过所述固定件固定。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,
在相邻两个所述副齿中,一个所述副齿的齿身平分线与另一个所述副齿的齿身平分线之间形成夹角β,且满足1≤β/(2π/(a×x))<1.4,其中,a表示所述定子主齿的数量,x表示每一个所述定子主齿上副齿的数量。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述齿靴与所述齿身可拆卸式连接;和/或
所述齿身与所述定子轭部可拆卸式连接。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件,其特征在于,还包括:
绕组,所述绕组包括多个线圈,每个所述线圈缠绕于一个所述定子主齿上。
14.一种电机,其特征在于,包括:
转子组件;
如权利要求1至11中任一项所述的定子组件,所述定子组件的至少一部分位于所述转子组件内。
15.根据权利要求14所述的电机,其特征在于,
所述副齿与所述转子组件之间具有第一气隙;
从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,所述第一气隙的至少一部分的径向尺寸逐渐增大或减小。
16.根据权利要求15所述的电机,其特征在于,
从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,位于副样条面与所述转子组件之间的部分所述第一气隙的径向尺寸逐渐增大或减小;和/或
从所述齿靴的第一端到所述齿靴的第二端,位于主样条面与所述转子组件之间的部分所述第一气隙的径向尺寸不变。
17.根据权利要求16所述的电机,其特征在于,所述第一气隙包括:
第一子气隙,位于第一副齿与所述转子组件之间;
第二子气隙,位于第二副齿与所述转子组件之间;
其中,所述第一子气隙和所述第二子气隙关于所述齿身的齿身平分线不对称。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的电机,其特征在于,所述转子组件包括:
转子铁芯;
永磁体,设置于所述转子铁芯上,所述永磁体形成多个磁极。
19.一种电器设备,其特征在于,包括:
如权利要求14至18中任一项所述的电机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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