CN216451198U - 电机和电器设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种电机和电器设备,其中,电机包括:第一定子、转子和第二定子,转子位于第一定子和第二定子之间,第一定子位于转子的外侧,第一定子包括第一定子轭和第一定子齿,第一定子齿朝向转子的一侧,设置有第一凹槽。本实用新型提出的电机,第一定子包括第一定子轭和设置在第一定子轭上的多个第一定子齿,相邻的第一定子齿形成第一定子槽,第一定子齿朝向转子的一侧设置有第一凹槽,第一凹槽将第一定子齿分隔为多个第一副齿,进而利用第一凹槽调节第一定子齿和转子之间的气隙,调制磁场,提升电机的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,具体而言涉及一种电机和一种电器设备。
背景技术
相关技术中,硅钢、永磁等材料的限制,传统永磁电机的转矩很难得到大幅度提高。为进一步提升转矩密度,双定子游标永磁电机得到越来越多的关注。但是相关技术中的电机,其定子齿通常是统一完整的状态,进而其转矩较低。
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,本实用新型的第一方面提出了一种电机。
本实用新型的第二方面提出了一种电器设备。
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:第一定子,第一定子包括第一定子轭和第一定子齿,第一定子齿设置在第一定子轭上,第一定子齿的数量为多个,相邻的第一定子齿之间形成第一定子槽;转子,穿设在第一定子的内侧;第二定子,穿设在转子的内侧,其中,第一定子齿朝向转子的一侧设置有第一凹槽。
本实用新型提出的电机,包括:第一定子、转子和第二定子,沿着第一定子的轴向,转子穿设于第一定子内侧,沿着庄子的轴向,第二定子穿设于转子的内侧,转子位于第一定子和第二定子之间,进而可以将第一定子和转子看作一套电机系统,第二定子和转子看作一套电机系统,从而提升整个电机的转矩密度,提升电机效率。
并且,第一定子包括第一定子轭和设置在第一定子轭上的多个第一定子齿,相邻的第一定子齿形成第一定子槽,第一定子齿朝向转子的一侧设置有第一凹槽,第一凹槽将第一定子齿分隔为多个第一副齿,进而利用第一凹槽调节第一定子齿和转子之间的气隙,调制磁场,提升电机的效率。
具体地,第一凹槽的截面面积和第一定子槽的截面面积相同或不同,进而第一定子朝向转子的相邻的两个槽的截面面积不同,进而形成不同的气隙磁密,从而降低谐波磁场提升电机的稳定性,降低电机的振动。
另外,根据本实用新型提供的上述技术方案中的电机,还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案的基础上,进一步地,第二定子包括:第二定子轭;第二定子齿,设置在第二定子轭上,第二定子齿的数量为多个,相邻的第二定子齿之间形成第二定子槽,第二定子齿朝向转子一侧设置有第二凹槽。
在该技术方案中,第二定子包括第二定子轭和设置在第二定子轭上的多个第二定子齿,相邻的第二定子齿形成第二定子槽,第二定子齿朝向转子的一侧设置有第二凹槽,第二凹槽将第二定子齿分隔为多个第二副齿,进而利用第二凹槽调节第二定子齿和转子之间的气隙,调制磁场,提升电机的效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,全部第一定子槽的截面总面积和全部第一凹槽的截面总面积的比值的取值范围为:1到80。
在该技术方案中,全部的第一定子槽的截面面积的总和,也就是全部的第一定子槽的截面总面积,和全部的第一凹槽的截面面积的总和,也就是全部的第一凹槽的截面总面积的比值大于等于1,且小于等于80,进而通过限定第一定子槽和第一凹槽的面积,实现对气隙的调节,并且,第一凹槽的面积不大于第一定子槽的面积,进而保证第一定子槽的绕线量,避免第一定子槽过小而导致第一定子不稳定,从而平衡电机的效率和振动情况。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一定子槽的槽口朝向转子,第二定子槽的槽口朝向转子。
在该技术方案中,第一定子槽朝向转子,从而改善气隙,提升转子受到的转矩。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一定子和转子之间形成第一气隙,第二定子和转子之间形成第二气隙。
在该技术方案中,第一定子和转子之间相间隔,形成第一气隙,第二定子和转子之间相间隔,形成第二气隙,进而形成双气隙结构,从而可以提升电机的转矩。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一气隙的厚度和第二气隙的厚度的取值范围为:0.05mm到3mm。
在该技术方案中,第一气隙的厚度和第二气隙的厚度的取值范围为:0.05mm到3mm,第一气隙的厚度和第二气隙的厚度可相同或不同,通过上述厚度的气隙,调节整体的气隙磁密,从而平衡磁阻和谐波磁场,进而使得整个电机的磁阻和谐波磁场达到一个平衡。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第二气隙的平均直径和第一气隙的平均直径的比值的取值范围为:0.1到0.95。
在该技术方案中,第二气隙的平均直径和第一气隙的平均直径的比值,间接限定了转子的外径和内径,从而调节整个电机的结构,调节第一气隙和第二气隙之间的距离,进而调节磁场,提升单位体积的转矩。第二气隙的平均直径和第一气隙的平均直径的比值大于等于0.1,小于等于0.95时,上述效果达到最佳。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,相邻的第一定子槽的中心线和第二定子齿的中心线之间的夹角小于等于45°÷Ns2,Ns2表示第二定子槽的数量。
在该技术方案中,第二定子槽的数量为Ns2,相邻的第一定子槽的中心线和第二定子齿的中心线之间的夹角小于等于45°÷Ns2,进而形成第二定子齿对应第一定子槽、第一定子齿对应第二定子槽的形式,从而调节第一定子和第二定子形成的磁场,降低谐波磁场,减少脉动,降低转子的振动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,所述第一定子槽的数量和所述第二定子槽的数量相等,均为Na,所述第一气隙的平均直径为d1,所述第二气隙的平均直径之间为d2,所述第一定子齿的宽度为3.14×k1×d1÷Na,所述第二定子齿的宽度为k2×d2÷Na,其中,k1表示全部所述第一定子齿在圆周上的占比率,k2表示全部所述第二定子齿在圆周上的占比率,0.1<k1<0.8,0.1<k2<0.8。
在该技术方案中,第一定子槽的数量和第二定子槽的数量相等均为Na,进而使得电机的整个磁场更加规则,从而提升电机的转矩。
并且,第一定子和转子之间的第一气隙的平均直径为d1,从而第一定子齿的宽度为3.14×k1×d1÷Na,0.1<k1<0.8,进而使得第一定子中第一定子齿的数量、第一定子齿的宽度和第一气隙的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第一定子槽槽口的大小,从而调节第一定子轭和第一定子齿的磁场分布,降低电机的损耗,提升电机效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机的效率。
第二定子和转子之间的第二气隙的平均直径为d2,从而第二定子齿的宽度为k2×d2÷Na,0.1<k2<0.8,进而使得第二定子中第二定子齿的数量、第二定子齿的宽度和第二气隙的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第二定子槽槽口的大小,从而调节第二定子轭和第一定子齿的磁场分布,降低电机的损耗,提升电机效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机的效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,转子包括:多个导磁部;多个磁性件,导磁部和磁性件沿环状拼接成环状结构,磁性件设置在相邻的导磁部之间,磁性件的总体积和导磁部的总体积的比值的取值范围为:0.6到6。
在该技术方案中,转子包括导磁件和磁性件,磁性件设于导磁部,磁性件的总体积和导磁部的总体积的比值,大于等于0.6,小于等于6,从而保证磁性件整体提及,从而确保转子的磁场强度,提升电机的转矩,提升电机的效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一定子上设置第一绕组;和/或第二定子上设置第二绕组。
在该技术方案中,电机还包括绕设在第一定子轭或第一定子齿上的第一绕组,从而在第一绕组通电时形成磁场,以驱动转子转动。
电机还包括绕设在第二定子轭或第二定子齿上的第二绕组,从而在第二绕组通电时形成磁场,以驱动转子转动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,导磁部的数量为Zr,第一定子槽的数量为Ns1,第一定子上的第一绕组的极对数Pa1,Pa1=|Ns1±Zr÷2|;和/或导磁部的数量为Zr,第二定子槽的数量为Ns2,第二定子上的第二绕组的极对数Pa2,Pa2=|Ns2±Zr÷2|。
在该技术方案中,导磁部的数量为Zr,第一定子的定子槽的数量为Ns1,一绕组的极对数Pa1,Pa1=|Ns1±Zr÷2|,通过调节第一定子齿的数量、第一绕组的极对数和导磁部的数量,使得电机更加稳定,并且,提升电机的转矩。
导磁部的数量为Zr,第二定子的定子槽的数量为Ns2,二绕组的极对数Pa2,Pa2=|Ns2±Zr÷2|,通过调节第二定子齿的数量、第二绕组的极对数和导磁部的数量,使得电机更加稳定,并且,提升电机的转矩。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一定子的轴向长度和第一定子的外径的比值,小于等于1.6÷Pa1,Pa1为第一定子上第一绕组的极对数。
在该技术方案中,降低第一定子的轴向长度和外径的比值,而第一定子的极对数通常为大于1的整数,进而降低第一定子的轴向长度,减小第一定子的体积,使得电机紧凑,并且,有利于降低电机的体积。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第二定子轴向长度和第二定子的外径的比值,小于等于12÷Pa2÷(K2+1),第二定子上的第二绕组的极对数Pa2,K2为一个第二定子齿上的第二凹槽的数量。
在该技术方案中,降低第二定子结构的轴向长度和外径的比值,第二定子结构的极对数通常为大于1的整数,第二定子齿的数量通常也是大于2的整数,进而降低第二定子结构的轴向长度,减小第二定子的体积,使得电机紧凑,并且,有利于降低电机的体积。
根据本实用新型的第二方面,本实用新型提出了一种电器设备,包括:如上述技术方案中任一项提出的电机。
本实用新型提出的电器设备,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。
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部分结构示意图;
图2示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图3示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图4示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图5示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图6示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图7示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图8示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图9示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图10示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图11示出本实用新型一个实施例提供的电机的部分结构示意图;
图12示出本实用新型一个实施例提供的电机的局部示意图;
图13示出本实用新型一个实施例提供的电机中第一定子的部分结构示意图;
图14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,在第一定子的轴向长度和直径的比值不同的情况下转矩密度的对比图。
其中,图1至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100电机,110第一定子,112第一定子轭,114第一定子齿,116第一定子槽,118第一绕组,122第一凸极,124第一副齿,126第一凹槽,130转子,132磁性件,134导磁部,140第二定子,142第二定子轭,144第二定子齿,146第二定子槽,148第二绕组,152第二凸极,154第二副齿,156第二凹槽,160第一气隙,170第二气隙。
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14来描述根据本实用新型一些实施例提供的电机100和电器设备。
实施例1:
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示,本实用新型提供了一种电机100,包括:第一定子110、转子130和第二定子140,第一定子110上设置有第一安装孔,转子130上设置有第二安装孔,转子130穿设于第一安装孔,第二定子140穿设于第二安装孔。
第一定子110包括第一定子轭112和第一定子齿114,其中,第一定子轭112呈环状结构,第一定子齿114设置在第一定子轭112的内圈或外圈,且第一定子齿114的数量为多个,相邻的第一定子齿114之间形成第一定子槽116,并且,第一定子齿114朝向转子130的一侧设置有第一凹槽126,具体地,第一凹槽126的数量可以是一个或多个,例如:两个、三个或四个等。
本实用新型提供的电机100,包括:第一定子110、转子130和第二定子140,沿着第一定子110的轴向,转子130穿设于第一定子110内侧,沿着庄子的轴向,第二定子140穿设于转子130的内侧,转子130位于第一定子110和第二定子140之间,进而可以将第一定子110和转子130看作一套电机100系统,第二定子140和转子130看作一套电机100系统,从而提升整个电机100的转矩密度,提升电机100效率。
并且,第一定子110包括第一定子轭112和设置在第一定子轭112上的多个第一定子齿114,相邻的第一定子齿114形成第一定子槽116,第一定子齿114朝向转子130的一侧设置有第一凹槽126,第一凹槽126将第一定子齿114分隔为多个第一副齿124,进而利用第一凹槽126调节第一定子齿114和转子130之间的气隙,调制磁场,提升电机100的效率。
具体地,第一凹槽126的截面面积和第一定子槽116的截面面积相同或不同,进而第一定子110朝向转子130的相邻的两个槽的截面面积不同,进而形成不同的气隙磁密,从而降低谐波磁场提升电机100的稳定性,降低电机100的振动。
实施例2:
如图10所示,在实施例1的基础上,进一步地,第二定子140包括第二定子轭142和第二定子齿144,其中,第二定子轭142呈环状结构,第二定子齿144设置在第二定子轭142的内圈或外圈,且第二定子齿144的数量为多个,相邻的第二定子齿144之间形成第二定子槽146,并且,第二定子齿144朝向转子130的一侧设置有第二凹槽156,具体地,第二凹槽156的数量可以是一个或多个,例如:两个、三个或四个等。
在该实施例中,第二定子140包括第二定子轭142和设置在第二定子轭142上的多个第二定子齿144,相邻的第二定子齿144形成第二定子槽146,第二定子齿144朝向转子130的一侧设置有第二凹槽156,第二凹槽156将第二定子齿144分隔为多个第二副齿154,进而利用第二凹槽156调节第二定子齿144和转子130之间的气隙,调制磁场,提升电机100的效率。
具体地,第二凹槽156的截面面积和第二定子槽146的截面面积不同。
在该实施例中,第二凹槽156的截面面积和第二定子槽146的截面面积不同,进而第二定子140朝向转子130的相邻的两个槽的截面面积不同,进而形成不同的气隙磁密,从而降低谐波磁场提升电机100的稳定性,降低电机100的振动。
实施例3:
在实施例2的基础上,进一步地,全部第一定子槽116的截面总面积和全部第一凹槽126的截面总面积的比值Karea的取值范围为:大于等于1,且小于等于80。
在该实施例中,全部的第一定子槽116的截面面积的总和,也就是全部的第一定子槽116的截面总面积,和全部的第一凹槽126的截面面积的总和,也就是全部的第一凹槽126的截面总面积的比值Karea大于等于1,且小于等于80。
进而通过限定第一定子槽116和第一凹槽126的面积,实现对气隙的调节,并且,第一凹槽126的面积不大于第一定子槽116的面积,进而保证第一定子槽116的绕线量,避免第一定子槽116过小而导致第一定子110不稳定,从而平衡电机100的效率,提升电机的输出功率。
其中,在第一凹槽126的截面面积和第一定子槽116的截面面积不同时,进而第一定子110朝向转子130的相邻的两个槽的截面面积不同,进而形成不同的气隙磁密,从而降低谐波磁场提升电机100的稳定性,降低电机100的振动。
其中,如图13所示,在一个垂直于第一定子110的轴线的截面上,以第一定子110的轴线位置为圆心,以第一定子110的内直径为直径,作一辅助圆R1,进而辅助圆R1将第一定子槽116的槽口封闭,并将第一凹槽126的槽口封闭,从而得到第一定子槽116的封闭形状和第一凹槽126封闭形状,进而一个封闭的第一定子槽116的面积为S1,一个封闭的第一凹槽126的面积为S2,因此,若一个第一定子110上第一定子槽116的数量为Ns4,一个第一定子110上第一定子齿114的数量也为Ns4,一个第一定子齿114上的第一凹槽126的数量为k4,进而全部的第一定子槽116的截面总面积为Ns4×S1,全部的第一凹槽126的截面总面积为Ns4×k4×S2,因此,Ns4×S1和Ns4×k4×S2满足:1≤(Ns4×S1)÷(Ns4×k4×S2)≤80。
具体地,如下表1所示,其中示出了本实用新型提供的电机和相关技术中的转矩和输出功率。
表1
Karea | 0.5 | 17 | 100 |
体积(cm<sup>3</sup>) | 137 | 137 | 137 |
输入电流(A) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
转矩(Nm) | 0.28 | 0.45 | 0.2 |
转速(rpm) | 1000 | 1000 | 1000 |
输出功率(W) | 29.3 | 47.1 | 20.9 |
其中,除Karea外,其他的电机参数相同。
如表1所示,本实用新型提供的电机100,全部第一定子槽116的截面总面积和全部第一凹槽126的截面总面积的比值Karea为17,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.45Nm,转速为1000rpm,输出功率为47.1W。
相关技术中的电机,全部第一定子槽的截面总面积和全部第一凹槽的截面总面积的比值Karea为0.5,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.28Nm,转速为1000rpm,输出功率为29.3W。
相关技术中的电机,全部第一定子槽的截面总面积和全部第一凹槽的截面总面积的比值Karea为100,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.2Nm,转速为1000rpm,输出功率为20.9W。
对比而言,本实用新型提供的电机,转矩和输出功率明显高于相关技术中的电机。
实施例4:
如图1至图10所示,在实施例1至3中任一项的基础上,进一步地,第一定子槽116的槽口朝向转子130。
在该实施例中,第一定子槽116朝向转子130,从而改善气隙,提升转子130受到的转矩。
实施例5:
如图1至图10所示,在实施例1至3中任一项的基础上,进一步地,第二定子槽146的槽口朝向转子130。
在该实施例中,第二定子槽146朝向转子130,从而改善气隙,提升转子130受到的转矩。
实施例6:
如图1至图10所示,在实施例1至实施例3中任一者的基础上,进一步地,第一定子槽116的槽口朝向转子130,第二定子槽146的槽口朝向转子130。
在该实施例中,第一定子槽116朝向转子130,从而改善气隙,提升转子130受到的转矩,第二定子槽146朝向转子130,从而改善气隙,提升转子130受到的转矩。
实施例7:
如图12所示,在实施例1至实施例6中任一者的基础上,进一步地,第一定子110和转子130之间形成第一气隙160,第二定子140和转子130之间形成第二气隙170。
在该实施例中,第一定子110和转子130之间相间隔,形成第一气隙160,第二定子140和转子130之间相间隔,形成第二气隙170,进而形成双气隙结构,从而可以提升电机100的转矩。
实施例8:
如图12所示,在实施例7的基础上,进一步地,第二气隙170的平均直径d2和第一气隙160的平均直径d1的比值,大于等于0.1,小于等于0.95。也就是,0.1≤d2÷d1≤0.95。
在该实施例中,第二气隙170的平均直径和第一气隙160的平均直径的比值,间接限定了转子130的内径和外径,从而调节整个电机100的结构,调节第一气隙160和第二气隙170之间的距离,进而调节磁场,提升单位体积的转矩。第二气隙170的平均直径和第一气隙160的平均直径的比值大于等于0.1,小于等于0.95时,上述效果达到最佳。
具体地,第二气隙170的平均直径d2和第一气隙160的平均直径d1的比值等于大于等于0.3,小于等于0.95,也就是,0.3≤d2÷d1≤0.95。
具体地,如下表2所示,其中示出了本实用新型提供的电机d2与d1的比值,在0.1到0.95之间不同数值的转矩和输出功率。
表2
d2÷d1 | 0.3 | 0.75 | 0.9 |
体积(cm<sup>3</sup>) | 137 | 137 | 137 |
输入电流(A) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
转矩(Nm) | 0.23 | 0.45 | 0.3 |
转速(rpm) | 1000 | 1000 | 1000 |
输出功率(W) | 24.1 | 47.1 | 31.4 |
其中,除d2与d1的比值外,其他的电机参数相同。
如表2所示,本实用新型提供的电机100,第二气隙170的平均直径d2和第一气隙160的平均直径d1的比值0.3,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.23Nm,转速为1000rpm,输出功率为24.1W。
本实用新型提供的电机100,第二气隙170的平均直径d2和第一气隙160的平均直径d1的比值0.75,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.45Nm,转速为1000rpm,输出功率为47.1W。
本实用新型提供的电机100,第二气隙170的平均直径d2和第一气隙160的平均直径d1的比值0.9,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.3Nm,转速为1000rpm,输出功率为31.4W。
实施例9:
如图12所示,在实施例7或实施例8的基础上,进一步地,第一气隙160的厚度和第二气隙170的厚度的取值范围为0.05mm到3mm,第一气隙160的厚度和第二气隙170的厚度可相同或不同,通过上述厚度的气隙,调节整体的气隙磁密,从而平衡磁阻和谐波磁场,进而使得整个电机100的磁阻和谐波磁场达到一个平衡。
具体地,第一气隙160的厚度d3和第二气隙170的厚度d4可相等或不等。
具体地,如下表3所示,其中示出了本实用新型提供的电机和相关技术中的电机输出功率。
其中,第一气隙160和第二气隙170的厚度相等,为gap。
其中,除gap外,其他的电机参数相同。
表3
gap | 0.03mm | 0.4mm | 4mm |
体积(cm<sup>3</sup>) | 137 | 137 | 137 |
输入电流(A) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
转矩(Nm) | 0.6 | 0.45 | 0.15 |
转速(rpm) | 1000 | 1000 | 1000 |
输出功率(W) | 62.8 | 47.1 | 15.7 |
如表3所示,本实用新型提供的电机100,第一气隙160和第二气隙170的厚度gap为0.4mm,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.45Nm,转速为1000rpm,输出功率为47.1W。
相关技术中的电机,第一气隙和第二气隙的厚度gap为0.03mm,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.6Nm,转速为1000rpm,输出功率为62.8W。但是,该气隙对于电机的精度要求过高,进而导致电机的生产成本提升,并且,该状态下由于气隙过小容易导致转子130和第一定子或第二定子之间的碰撞,进而影响电机的稳定性。
相关技术中的电机,第一气隙和第二气隙的厚度gap为4mm,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.15Nm,转速为1000rpm,输出功率为15.7W。对比而言,本实用新型提供的电机,转矩和输出功率明显高于相关技术中的电机,并且,成本也较低。
实施例10:
如图11所示,在实施例1至实施例9中任一者的基础上,进一步地,第二定子槽146的数量为Ns2,相邻的第一定子槽116的中心线H1和第二定子齿144的中心线H2之间的夹角γ小于等于45°÷Ns2。
在该实施例中,第二定子槽146的数量为Ns2,相邻的第一定子槽116的中心线H1和第二定子齿144的中心线H2之间的夹角γ小于等于45°÷Ns2,进而形成第二定子齿144对应第一定子槽116、第一定子齿114对应第二定子槽146的形式,从而调节第一定子110和第二定子140形成的磁场,降低谐波磁场,减少脉动,降低转子130的振动,并且,提升电机的转矩、输出功率和效率。
具体地,如下表4所示,本实用新型提供的电机和相关技术中的γ取不同值时的转矩、输出功率和效率。其中,以Ns2等于12为例。
表4
γ | -4° | 0° | 4° |
铜耗(W) | 4.4 | 4.4 | 4.4 |
铁耗(W) | 4.95 | 4.14 | 2.84 |
转矩(Nm) | 0.36 | 0.41 | 0.37 |
输出功率(W) | 37.81 | 43.15 | 39.18 |
输入功率(W) | 47.2 | 51.7 | 46.4 |
效率 | 80.14% | 83.44% | 84.37% |
其中,除γ外,其他的电机参数相同。
如表4所示,本实用新型提供的电机100,第一定子槽116的中心线H1和第二定子齿144的中心线H2之间的夹角γ等于0°,电机100的铜耗为4.4W,铁耗为4.14W,转矩为0.41Nm,输出功率为43.15W,输入功率为51.7W,效率为83.44%。
相关技术中的电机,第一定子槽的中心线H1和第二定子齿的中心线H2之间的夹角γ等于-4°,电机的铜耗为4.4W,铁耗为4.95W,转矩为0.36Nm,输出功率为37.81W,输入功率为47.2W,效率为80.14%。
相关技术中的电机,第一定子槽的中心线H1和第二定子齿的中心线H2之间的夹角γ等于4°,电机的铜耗为4.4W,铁耗为2.84W,转矩为0.37Nm,输出功率为39.18W,输入功率为46.4W,效率为84.37%。
对比而言,本实用新型提供的电机,转矩和输出功率明显高于相关技术中的电机。
实施例11:
在实施例1至实施例10中任一者的基础上,进一步地,第一定子槽116的数量为Na,第一气隙160的平均直径为d1,第一定子齿114的宽度为3.14×k1×d1÷Na,其中,0.1<k1<0.8。
在该实施例中,第一定子槽116的数量为Na,第一定子110和转子130之间的第一气隙160的平均直径为d1,从而第一定子齿114的宽度为3.14×k1×d1÷Na,0.1<k1<0.8,进而使得第一定子110中第一定子齿114的数量、第一定子齿114的宽度和第一气隙160的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第一定子槽116槽口的大小,从而调节第一定子轭112和第一定子齿114的磁场分布,降低电机100的损耗,提升电机100效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机100的效率。
其中,k1表示全部所述第一定子齿在圆周上的占比率,0.1<k1<0.8。
实施例12:
在实施例1至实施例10中任一者的基础上,进一步地,第二定子槽146的数量为Na,第二气隙170的平均直径之间为d2,第二定子齿144的宽度为k2×d2÷Na,0.1<k2<0.8。
在该实施例中,第二定子槽146的数量为Na,第二定子140和转子130之间的第二气隙170的平均直径为d2,从而第二定子齿144的宽度为k2×d2÷Na,0.1<k2<0.8,进而使得第二定子140中第二定子齿144的数量、第二定子齿144的宽度和第二气隙170的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第二定子槽146槽口的大小,从而调节第二定子轭142和第一定子齿114的磁场分布,降低电机100的损耗,提升电机100效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机100的效率。
其中,k2表示全部所述第二定子齿在圆周上的占比率,0.1<k2<0.8。
实施例13:
在实施例1至实施例10中任一者的基础上,进一步地,第一定子槽116的数量为Na,第一气隙160的平均直径为d1,第一定子齿114的宽度为3.14×k1×d1÷Na,其中,0.1<k1<0.8,以及第二定子槽146的数量为Na,第二气隙170的平均直径之间为d2,第二定子齿144的宽度为k2×d2÷Na,0.1<k2<0.8。
在该实施例中,第一定子槽116的数量为Na,第一定子110和转子130之间的第一气隙160的平均直径为d1,从而第一定子齿114的宽度为3.14×k1×d1÷Na,0.1<k1<0.8,进而使得第一定子110中第一定子齿114的数量、第一定子齿114的宽度和第一气隙160的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第一定子槽116槽口的大小,从而调节第一定子轭112和第一定子齿114的磁场分布,降低电机100的损耗,提升电机100效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机100的效率。
第二定子槽146的数量为Na,第二定子140和转子130之间的第二气隙170的平均直径为d2,从而第二定子齿144的宽度为k2×d2÷Na,0.1<k2<0.8,进而使得第二定子140中第二定子齿144的数量、第二定子齿144的宽度和第二气隙170的平均直径满足一定的参数,进而可以限定第二定子槽146槽口的大小,从而调节第二定子轭142和第一定子齿114的磁场分布,降低电机100的损耗,提升电机100效率,并且,还能调节转矩脉动,提升电机100的效率。
实施例14:
如图1至图10所示,在实施例1至实施例13中任一者的基础上,进一步地,转子130包括:转子130包括:多个导磁件和多个磁性件132,导磁件和磁性件132交替设置,形成一环状结构。
其中,磁性件132的总体积和导磁部134的总体积的比值B的取值范围为:大于等于0.6,小于等于6。
在该实施例中,转子130包括导磁件和磁性件132,磁性件132设于导磁部134,磁性件132的总体积和导磁部134的总体积的比值B,大于等于0.6,小于等于6,从而保证磁性件132整体提及,从而确保转子130的磁场强度,提升电机100的转矩,提升电机100的效率。
具体地,磁性件132的总体积和导磁部134的总体积的比值为0.6到5。
当然在本实用新型的其他实施例中,磁性件132的总体积和导磁部134的总体积可以是1.15。
具体地,如下表5所示,其中示出了本实用新型提供的电机和相关技术中的电机输出功率。
表5
B | 0.3 | 1 | 7 |
体积(cm<sup>3</sup>) | 137 | 137 | 137 |
输入电流(A) | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
转矩(Nm) | 0.27 | 0.45 | 0.33 |
转速(rpm) | 1000 | 1000 | 1000 |
输出功率(W) | 28.3 | 47.1 | 34.5 |
其中,除B外,其他的电机参数相同。
如表5所示,本实用新型提供的电机100,磁性件132的总体积和导磁部134的总体积的比值B等于1,电机100的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.45Nm,转速为1000rpm,输出功率为47.1W。
相关技术中的电机,磁性件的总体积和导磁部的总体积的比值B等于0.3,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.27Nm,转速为1000rpm,输出功率为28.3W。
相关技术中的电机,磁性件的总体积和导磁部的总体积的比值B等于7,电机的有效体积为137cm3,输入电流为0.2A,转矩为0.33Nm,转速为1000rpm,输出功率为34.5W。
对比而言,本实用新型提供的电机,转矩和输出功率明显高于相关技术中的电机。
实施例15:
如图9、图10和图11所示,在实施例1至实施例14中任一者的基础上,进一步地,第一定子110上还绕设有第一绕组118,具体地,第一绕组118绕设在第一定子轭112上。具体地,第一绕组118采用集中式卷绕,第一绕组118的一部分位于第一定子槽116内,另一部分位于第一定子轭112的另一侧。
在该实施例中,第一定子110中的第一绕组118采用背绕式的结构绕设在第一定子轭112上,进而在双定子的基础上,进而缩短了第一绕组118的端部,从而有效地平衡了第一绕组118的端部过长和电机100的高绕组因数之间矛盾,并且,相较于在第一定子齿114上绕设第一绕组118而言,在第一定子轭112上绕设第一绕组118显然更简单,从而降低电机100的生产难度,提升生产效率。
并且,第一绕组118的分布方式为每个第一定子槽116对应于一个第一绕组118,从而相邻的第一绕组118之间的跨距为一个极距,其结构为集中式绕组,从而便于第一定子轭112上绕线,进一步提升电机100的生产效率。
实施例16:
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示,在实施例1至实施例14中任一者的基础上,进一步地,第一定子110上还绕设有第一绕组118,具体地,第一绕组118绕设在第一定子齿114上。具体地,第一绕组118采用集中式卷绕或分布式卷绕。
在该实施例中,第一绕组118通电时形成磁场,以实现对转子130的驱动。
实施例17:
如图2所示,在实施例1至实施例16中任一者的基础上,进一步地,第二定子140上绕设有第二绕组148,第二绕组148绕设于第二定子轭142。具体地,第二绕组148采用集中式卷绕,第二绕组148的一部分位于第二定子槽146内,另一部分位于第二定子轭142的另一侧。
在该实施例中,第二定子140中的第二绕组148采用背绕式的结构绕设在第二定子轭142上,进而在双定子的基础上,进而缩短了第二绕组148的端部,从而有效地平衡了第二绕组148的端部过长和电机100的高绕组因数之间矛盾,并且,相较于在第二定子齿144上绕设第二绕组148而言,在第二定子轭142上绕设第二绕组148显然更简单,从而降低电机100的生产难度,提升生产效率。
并且,第二绕组148的分布方式为每个第二定子槽146对应于一个第二绕组148,从而相邻的第二绕组148之间的跨距为一个极距,其结构为集中式绕组,从而便于第二定子轭142上绕线,进一步提升电机100的生产效率。
实施例18:
如图2、图5、图6和图10所示,在实施例1至实施例16中任一者的基础上,进一步地,第二定子140上还绕设有第二绕组148,具体地,第二绕组148绕设在第二定子齿144上。具体地,第二绕组148采用集中式卷绕或分布式卷绕。
在该实施例中,第二绕组148通电时形成磁场,以实现对转子130的驱动。
实施例19:
在实施例1至实施例18中任一者的基础上,进一步地,导磁部134的数量为Zr,第一定子槽116的数量为Ns1,第一绕组118的极对数Pa1,Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
在该实施例中,导磁部134的数量为Zr,第一定子110的定子槽的数量为Ns1,一绕组的极对数Pa1,Pa1=|Ns1±Zr÷2|,通过调节第一定子齿114的数量、第一绕组118的极对数和导磁部134的数量,使得电机100更加稳定,并且,提升电机100的转矩。
实施例20:
在实施例1至实施例19中任一者的基础上,进一步地,导磁部134的数量为Zr,第二定子槽146的数量为Ns2,第二绕组148的极对数Pa2,Pa2=|Ns2±Zr÷2|。
在该实施例中,导磁部134的数量为Zr,第二定子140的定子槽的数量为Ns2,第二绕组148的极对数Pa2,Pa2=|Ns2±Zr÷2|,通过调节第二定子齿144的数量、第二绕组148的极对数和导磁部134的数量,使得电机100更加稳定,并且,提升电机100的转矩。
实施例21:
在实施例15至实施例20中任一者的基础上,进一步地,第一定子110的轴向长度和第一定子110的外径的比值,小于等于1.6÷Pa1,Pa1为第一定子110上第一绕组118的极对数。
在该实施例中,降低第一定子110的轴向长度和外径的比值,而第一定子110的极对数通常为大于1的整数,进而降低第一定子110的轴向长度,减小第一定子110的体积,使得电机100紧凑,并且,有利于降低电机100的体积。具体地,第一定子110的轴向长度和第一定子110的外径的比值小于等于3。
如图14所示,本实用新型提供的电机100和相关技术中电机采用集中式绕组且齿绕绕组形式的电机100,当长径比不大于3时,本实用新型提供的电机100具有更高的转矩密度。本实用新型提供的电机100和相关技术中电机采用分布式绕组且齿绕绕组形式的电机100,本实用新型提供的电机100具有更高的转矩密度。
实施例22:
在实施例17至实施例21中任一者的基础上,进一步地,第二定子140轴向长度和第二定子140的外径的比值,小于等于12÷Pa2÷(K2+1),第二定子140上的第二绕组148的极对数Pa2,K2为一个第二定子齿144上的第二凹槽156的数量。
在该实施例中,降低第二定子140结构的轴向长度和外径的比值,第二定子140结构的极对数通常为大于1的整数,第二定子齿144的数量通常也是大于2的整数,进而降低第二定子140结构的轴向长度,减小第二定子140的体积,使得电机100紧凑,并且,有利于降低电机100的体积。
实施例23:
在实施例1至实施例22中任一者的基础上,进一步地,转子130和磁性件132的极对数和第一定子槽116的数量的比值为0.5到2.5。
在该实施例中,转子130和磁性件132形成整体结构的极对数,与第一定子槽116的数量的比值为大于等于0.5,且小于等于2.5,从而提升电机100的转矩。
例如:转子130和磁性件132形成整体结构的极对数2,第一定子槽116的数量为。转子130和磁性件132形成整体结构的极对数4,第一定子槽116的数量为20。
实施例24:
在实施例1至实施例23中任一者的基础上,进一步地,全部第一定子槽116的截面总面积和全部第二定子槽146的截面总面积的比值,大于等于1,且小于等于一百。
在该实施例中,全部的第一定子槽116的截面面积的总和,也就是全部的第一定子槽116的截面总面积,和全部的第二定子槽146的截面面积的总和,也就是全部的第二定子槽146的截面总面积的比值大于等于1,且小于等于一百,进而通过限定第一定子槽116容纳第一绕组118的数量,以及第二定子槽146容纳第二绕组148的数量,从而调节电机100的整个磁场,而第二定子140由于是位于转子130的内部,进而第二定子140的整体体积较小,因此降低第二定子槽146的截面面积,可以降低第二定子140产生的磁场形成干扰,使得第二定子140产生的磁场能够更加顺利地和第一定子110产生的磁场相配合,从而提升电机100运行的稳定性,提升电机100的效率。
具体地全部第一定子槽116的截面总面积和全部第二定子槽146的截面总面积的比值,大于等于20。
实施例25:
如图7所示,在实施例1至实施例24中任一者的基础上,进一步地,第一定子110包括第一定子轭112、第一定子齿114和第一凸极122,第一定子轭112呈环状结构,第一定子齿114设置在第一定子轭112的内圈,第一凸极122设置在第一定子轭112的外圈,其中,第一定子齿114和第一凸极122相对应的设置。
具体地,第一定子轭112的内圈设置有多个第一定子齿114,第一定子轭112的外圈设置有多个凸极,相邻的第一定子齿114之间形成第一定子槽116,相邻的第一凸极122之间形成第一绕线槽,其中,第一绕线槽和第一定子槽116相对应设置,在第一绕组118为背绕时,进而一个第一绕组118的部分位于第一定子槽116内,还有部分位于第一绕线槽内。
在该实施例中,第一定子110还包括多个第一凸极122,其中,第一定子轭112呈环状结构,第一定子齿114设置在第一定子轭112的内圈,第一凸极122设置在第一定子轭112的外圈,并且,一个第一凸极122对应于一个第一定子齿114,相邻的第一凸极122之间形成第一绕线槽,进而第一绕线槽和第一定子槽116相对应,即一个第一绕组118卷绕在一组对应的第一定子槽116和第一绕线槽中,进而对第一定子110背部的磁通进行调节,进而提升电机100的转矩,提升电机100效率。
实施例26:
如图8所示,在实施例1至实施例25中任一者的基础上,进一步地,第二定子140包括第二定子轭142、第二定子齿144和第二凸极152,第二定子轭142呈环状结构,第二定子齿144设置在第二定子轭142的外圈,第二凸极152设置在第二定子轭142的内圈,其中,第二定子齿144和第二凸极152相对应的设置。
具体地,第二定子轭142的内圈设置有多个第二定子齿144,第二定子轭142的外圈设置有多个凸极,相邻的第二定子齿144之间形成第二定子槽146,相邻的第二凸极152之间形成第二绕线槽,其中,第二绕线槽和第二定子槽146相对应设置,进而一个第二绕组148的部分位于第二定子槽146内,还有部分位于第二绕线槽内。
在该实施例中,第二定子140还包括多个第二凸极152,其中,第二定子轭142呈环状结构,第二定子齿144设置在第二定子轭142的内圈,第二凸极152设置在第二定子轭142的外圈,并且,一个第二凸极152对应于一个第二定子齿144,相邻的第二凸极152之间形成第二绕线槽,进而第二绕线槽和第二定子槽146相对应,即一个第二绕组148卷绕在一组对应的第二定子槽146和第二绕线槽中,进而对第二定子140背部的磁通进行调节,进而提升电机100的转矩,提升电机100效率。
实施例27:
在实施例1至实施例26中任一者的基础上,进一步地,第一气隙160的平均直径为d1,第一定子齿114的齿身最小宽度为A1×d1÷Ns1,第一定子齿114的齿冠最大宽度为A1’×d1÷Ns1,其中0.1<A1<A1’<0.9,Ns1为第一定子齿114的数量。
在该实施例中,限定第一定子齿114的齿身最小宽度和第一定子齿114的齿冠最大宽度,以提升第一定子槽116容纳第一绕组118的能力,提升电机100的效率。
实施例28:
在实施例1至实施例27中任一者的基础上,进一步地,第一定子110的第一凹槽126的数量为K×Ns1,其中K为整数,表示每个定子齿上的第一凹槽126的数量,第一定子110中第一凹槽126的最大宽度与第一定子齿114的齿冠最大宽度之比ks的取值范围为:0.1到0.9。
在该实施例中,限定第一凹槽126的宽度和第一定子齿114的齿冠最大宽度,以提升第一凹槽126对气隙的调整能力,提升电机100的效率,提升电机100的稳定性。
实施例29:
如图1所示,本实用新型提供的电机100,包括第一定子110、第二定子140和转子130。第一定子110和第二定子140外径不同且同心设置。仅在第一定子110中设置有第一绕组118。
转子130和第一定子110形成第一气隙160,转子130和第二定子140形成第二气隙170。
第一定子110上设置有第一绕组118,第一定子110设置有第一定子槽116和第一凹槽126,在同一截面内,第一定子槽116的面积总和与第一凹槽126的面积总和的比值为17。相邻的第一定子槽116之间形成第一定子齿114,相邻的第一定子齿114之间还具有第一凹槽126。
第一定子110未放置第二绕组148,设置有第二定子槽146,相邻的第二定子槽146之间形成第二定子齿144。
第一绕组118采用集中绕组仅跨越一个第一定子齿114。
第一绕组118仅放置在第一定子槽116中。
第二定子140和第一定子110的外径之比为0.4。
第一定子110的轴向长度与外径之比小于3。
第一定子槽116的中心线与第二定子齿144凸极中心线的夹角不大于3.75°。
第一定子110的轴向长度、第二定子140的轴向长度、磁性件132的轴向长度、导磁部134的轴向长度均相同。
其中,导磁部134通过导磁桥连接。
相邻的两个永磁体的极性相对,形成聚磁效应。
多个磁性件132设置为式轮辐型磁铁排布。
第一定子110上的第一绕组118的极对数Pa1为2,导磁部134的数量Zr为20,第一定子110总槽数Ns1为12。满足公式Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
第一绕组118为铝线。
磁性件132为铁氧体。
如图14所示,本实用新型提供的电机100和相关技术中电机采用集中式绕组且齿绕绕组形式的电机100,当长径比不大于3时,本实用新型提供的电机100具有更高的转矩密度。本实用新型提供的电机100和相关技术中电机采用分布式绕组且齿绕绕组形式的电机100,本实用新型提供的电机100具有更高的转矩密度。
实施例30:
如图5所示,本实用新型提供的电机100,包括第一定子110、第二定子140和转子130。第一定子110和第二定子140外径不同且同心设置。仅在第一定子110中设置有第一绕组118。
转子130和第一定子110形成第一气隙160,转子130和第二定子140形成第二气隙170。
第一定子110上设置有第一绕组118,第一定子110设置有第一定子槽116和第一凹槽126。
第二定子140上设置有第二绕组148,第二定子140开设有第二定子槽146,相邻的第二定子槽146之间形成有第二定子齿144。
第一绕组118采用集中绕组仅跨越一个第一定子齿114。
第一绕组118仅放置在第一定子槽116中。
第一定子110的第一定子槽116为6,第一凹槽126也为6,磁性件132极对数为10,导磁部134的数量为20,第一定子110上的第一绕组118的极对数为2。
第二定子140和第一定子110的外径之比为0.32。
转子130的极对数与第一定子110的第一定子槽116的数量之比为1.67。
转子130的极对数与第一定子110上的第一绕组118的极对数之比为5。
在同一截面内,第一定子槽116的面积总和与第一凹槽126的面积总和的比值为17。
磁性件132的总体积和导磁部134的总体积之比为1.15。
第一气隙160的平均直径为52.9mm、第二气隙170的平均直径为25.83mm,第一定子齿114的齿身为5.7mm,第一副齿124的宽度为5.2mm,第二定子齿144的齿宽为2.17mm,A1=0.21,k1=0.38,k2=0.32。
第一气隙160和第二气隙170的厚度为0.35mm。
第一定子110的轴向长度与外径之比小于3。
第一定子槽116的中心线与第二定子齿144凸极中心线的夹角不大于3.75°。
第一定子110的轴向长度、第二定子140的轴向长度、磁性件132的轴向长度、导磁部134的轴向长度均相同。
其中,导磁部134通过导磁桥连接。
相邻的两个永磁体的极性相对,形成聚磁效应。
多个磁性件132设置为式轮辐型磁铁排布。
第一定子110上的第一绕组118的极对数Pa1为2,导磁部134的数量Zr为20,第一定子110总槽数Ns1为12。满足公式Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
第一绕组118为铝线。
磁性件132为铁氧体。
实施例31:
如图4所示,本实用新型提供的电机100,包括第一定子110、第二定子140和转子130。第一定子110和第二定子140外径不同且同心设置。仅在第一定子110中设置有第一绕组118。
转子130和第一定子110形成第一气隙160,转子130和第二定子140形成第二气隙170。
第一定子110上设置有第一绕组118,第一定子110设置有第一定子槽116和第一凹槽126,在同一截面内,第一定子槽116的面积总和与第一凹槽126的面积总和的比值为17。相邻的第一定子槽116之间形成第一定子齿114,相邻的第一定子齿114之间还具有第一凹槽126。
第一绕组118为集中式绕组,第一绕组118采用集中绕组仅跨越一个第一定子齿114。
第一定子110未放置第二绕组148,设置有第二定子槽146,相邻的第二定子槽146之间形成第二定子齿144。
第一气隙160的平均直径与第二气隙170的平均直径之比为0.6。
第一定子槽116的中心线与第二定子齿144凸极中心线的夹角不大于3.75°。
第一定子110的轴向长度与外径之比小于3。
第一定子110的轴向长度、第二定子140的轴向长度、磁性件132的轴向长度、导磁部134的轴向长度均相同。
其中,导磁部134通过导磁桥连接。
相邻的两个永磁体的极性相对,形成聚磁效应。
多个磁性件132设置为式轮辐型磁铁排布。
第一定子110上的第一绕组118的极对数Pa1为2,导磁部134的数量Zr为20,第一定子110总槽数Ns1为12。满足公式Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
第一绕组118为铜线。
磁性件132为钕铁硼。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
实施例32:
如图2所示,本实用新型提供的电机100,应用于空调风机。包括第一定子110、第二定子140和转子130。第一定子110和第二定子140外径不同且同心设置。仅在第一定子110中设置有第一绕组118。
第一定子110上具有第一绕组118,第二定子140具有第二绕组148。
转子130和第一定子110形成第一气隙160,转子130和第二定子140形成第二气隙170。
第一定子槽116的数量为12个,第二定子槽146的数量为12个,转子130的极对数为10,第一定子110上的第一绕组118的极对数为2。
转子130包括磁性件132和导磁部134。
转子130的极对数与第一定子110的第一定子槽116的数量之比为0.83。
转子130的极对数与第一绕组118的极对数之比为5。
同一截面下,第一定子槽116的总面积和第二定子槽146的总面积之比为8。
磁性件132的总体积和导磁部134的总体积的比值为1。
第一气隙160的平均直径为49.4mm,第二气隙170的平均直径为28.3mm,k1取0.31,k2取0.243,第一定子齿114的齿宽为4mm,第二定子齿144的齿宽为1.8mm。
第一气隙160和第二气隙170的厚度均为0.35mm。
第一定子槽116的中心线与第二定子齿144凸极中心线的夹角为3°。
第一定子110的轴向长度、第二定子140的轴向长度、磁性件132的轴向长度、导磁部134的轴向长度均相同。
其中,导磁部134通过导磁桥连接。
相邻的两个永磁体的极性相对,形成聚磁效应。
多个磁性件132设置为式轮辐型磁铁排布。
第一定子110上的第一绕组118的极对数Pa1为2,导磁部134的数量Zr为20,第一定子110总槽数Ns1为12。满足公式Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
第一绕组118为铝线。
磁性件132为铁氧体。
实施例33:
如图2所示,本实用新型提供的电机100,包括第一定子110、第二定子140和转子130。第一定子110和第二定子140外径不同且同心设置。仅在第一定子110中设置有第一绕组118。转子130包括磁性件132和导磁部134。
第一定子110上设置有第一绕组118,第一定子110设置有第一定子槽116和第一凹槽126,在同一截面内,第一定子槽116的面积总和与第一凹槽126的面积总和的比值为17。相邻的第一定子槽116之间形成第一定子齿114,相邻的第一定子齿114之间还具有第一凹槽126。
第一绕组118为集中式绕组,第一绕组118采用集中绕组仅跨越一个第一定子齿114。
第二定子140朝向转子130设置有第二定子槽146,第二定子轭142上设置有第二绕组148,第二绕组148的一边放置在第二定子槽146中,另一边放置在第二定子轭142的背面。
在第二定子140上开设12个第二定子槽146,在第二定子140的第二定子轭142上缠绕第二绕组148。第二绕组148中每个第二绕组148有且仅有一边放置在第二定子140朝向转子130一侧的第二定子槽146中,为保证第二绕组148跨越第二定子140上的第二定子轭142的跨距最小,另一边放置在距离此第二定子槽146最近的远离转子130一侧的第二绕线槽中或者第二定子轭142的背面。
转子130的极对数为10,第二定子槽146的数量为12,转子130的极对数与第二定子槽146的数量为之比为0.833,转子130的极对数为10,第一定子槽116和第一凹槽126的总数量为12,转子130的极对数与第一定子槽116和第一凹槽126的总数量为之比为0.833,第二绕组148的极对数为2,转子130的极对数Pr与第二绕组148的极对数之比为5,磁性件132的总体积与导磁部134的总体积之比为0.55,第一气隙160与第二气隙170的厚度均为0.4mm。
第二定子140与转子130形成第二气隙170的平均直径为d2,第二定子齿144的宽度为k2×d2÷Na,其中k2=0.3。
第一定子110与转子130形成第一气隙160的平均直径为d1,第一定子110的第一定子齿114的齿身最小宽度为k1×d1÷Na,第一定子齿114的齿冠的最大宽度为k1’×d1÷Na,其中k1=0.2、k1’=0.8。
转子130位于第二定子140和第一定子110之间,由磁性件132和导磁部134组成。
转子130和第一定子110以及第二定子140形成两个直径不同的气隙,即转子130和第一定子110形成第一气隙160,转子130和第二定子140形成第二气隙170。第二气隙170的平均直径与第一气隙160的平均直径之比为0.6。
第一定子槽116的中心线与第二定子齿144中心线的夹角不大于3.75°。
第一定子110的轴向长度与外径之比小于3。
第一定子110的轴向长度、第二定子140的轴向长度、磁性件132的轴向长度、导磁部134的轴向长度均相同。
其中,导磁部134通过导磁桥连接。
相邻的两个永磁体的极性相对,形成聚磁效应。
多个磁性件132设置为式轮辐型磁铁排布。
第一定子110上的第一绕组118的极对数Pa1为2,导磁部134的数量Zr为20,第一定子槽116总槽数Ns1为12。满足公式Pa1=|Ns1±Zr÷2|。
第一定子110、第二定子140和导磁部134的主体部分均采用叠压硅钢片的方式构建。
第一绕组118和第二绕组148为铜线。
磁性件132为钕铁硼。
实施例34:
本实用新型提供了一种电器设备,包括:如上述任一实施例提供的电机100。
本实用新型提供的电器设备,因包括如上述任一实施例提供的电机100,因此,具有如上述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。
具体地,电器设备包括洗衣机、破壁机或压缩机等。
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 (16)
1.一种电机,其特征在于,包括:
第一定子,所述第一定子包括第一定子轭和第一定子齿,所述第一定子齿设置在所述第一定子轭上,所述第一定子齿的数量为多个,相邻的所述第一定子齿之间形成第一定子槽;
转子,穿设在所述第一定子的内侧;
第二定子,穿设在所述转子的内侧,
其中,所述第一定子齿朝向所述转子的一侧设置有第一凹槽。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述第二定子包括:
第二定子轭;
第二定子齿,设置在第二定子轭上,所述第二定子齿的数量为多个,相邻的所述第二定子齿之间形成第二定子槽,所述第二定子齿朝向所述转子一侧设置有第二凹槽。
3.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,
全部所述第一定子槽的截面总面积和全部所述第一凹槽的截面总面积的比值的取值范围为:1到80。
4.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,
所述第一定子槽的槽口朝向所述转子,所述第二定子槽的槽口朝向所述转子。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电机,其特征在于,
所述第一定子和所述转子之间形成第一气隙,所述第二定子和所述转子之间形成第二气隙。
6.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,
所述第一气隙的厚度和所述第二气隙的厚度的取值范围为:0.05mm到3mm。
7.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,
所述第二气隙的平均直径和所述第一气隙的平均直径的比值的取值范围为:0.1到0.95。
8.根据权利要求2所述的电机,其特征在于,
相邻的所述第一定子槽的中心线和所述第二定子齿的中心线之间的夹角小于等于45°÷Ns2,Ns2表示所述第二定子槽的数量。
9.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,
所述第一定子槽的数量和所述第二定子槽的数量相等,均为Na,所述第一气隙的平均直径为d1,所述第二气隙的平均直径之间为d2,所述第一定子齿的宽度为3.14×k1×d1÷Na,所述第二定子齿的宽度为k2×d2÷Na,其中,k1表示全部所述第一定子齿在圆周上的占比率,k2表示全部所述第二定子齿在圆周上的占比率,0.1<k1<0.8,0.1<k2<0.8。
10.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,所述转子包括:
多个导磁部;
多个磁性件,所述导磁部和所述磁性件沿环状拼接成环状结构,所述磁性件设置在相邻的所述导磁部之间,所述磁性件的总体积和所述导磁部的总体积的比值的取值范围为:0.6到6。
11.根据权利要求10所述的电机,其特征在于,
所述第一定子上设置第一绕组;和/或
所述第二定子上设置第二绕组。
12.根据权利要求11所述的电机,其特征在于,
所述导磁部的数量为Zr,所述第一定子槽的数量为Ns1,所述第一定子上的所述第一绕组的极对数Pa1,Pa1=|Ns1±Zr÷2|;和/或
所述导磁部的数量为Zr,所述第二定子槽的数量为Ns2,所述第二定子上的所述第二绕组的极对数Pa2,Pa2=|Ns2±Zr÷2|。
13.根据权利要求11所述的电机,其特征在于,
所述第一定子的轴向长度和所述第一定子的外径的比值,小于等于1.6÷Pa1,Pa1为所述第一定子上所述第一绕组的极对数。
14.根据权利要求11所述的电机,其特征在于,
所述第二定子轴向长度和所述第二定子的外径的比值,小于等于12÷Pa2÷(K2+1),所述第二定子上的所述第二绕组的极对数Pa2,K2为一个所述第二定子齿上的所述第二凹槽的数量。
15.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,
全部所述第一定子槽的截面总面积和全部所述第一凹槽的截面总面积的比值的取值范围为:1到80。
16.一种电器设备,其特征在于,包括:
如权利要求1至15中任一项所述的电机。
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