CN220358889U - 一种电机电磁结构及单相无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机电磁结构，包括：定子，设置有沿第一方向延伸的转子槽；转子，位于转子槽内；定子绕组，设置于定子上，沿第一方向，定子绕组与转子间隔设置；其中，转子的轴向与第一方向相平行。本实用新型能够使电机实现径向的尺寸收缩，结构更加紧凑，提高了电机布置的灵活性。本实用新型实施例还公开了一种单相无刷电机，包括上述电机电磁结构。

Description

一种电机电磁结构及单相无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种电机电磁结构及单相无刷电机。

背景技术

目前电机广泛应用在各种电器及汽车零部件中，其中无刷直流电机应用最为广泛，当前无刷电机除了具有定子、转子两部分外，通常还有传感器。按照无刷电机定子绕组相数进行划分可分为多相无刷直流电机和单相无刷直流电机。多相电机虽然运行可靠，噪音低，效率高，但电机生产制造成本较高，且体积较单相电机较大。单相无刷直流电机生产成本较低体积更紧凑，被广泛的应用在各种工业设备上。

现有一般的单相永磁无刷电机存在电机体积较大等问题，布置的有效空间降低。不能满足单相无刷电机小型化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前单相无刷电机体积较大，布置的有效空间降低的问题。本实用新型提供了一种电机电磁结构，能够使电机实现径向尺寸最小化，提高电机布置的灵活性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种电机电磁结构，包括：

定子，设置有沿第一方向延伸的转子槽；

转子，位于转子槽内；

定子绕组，设置于定子上，沿第一方向，定子绕组与转子间隔设置；

其中，转子的轴向与第一方向相平行。

采用上述技术方案，该电机电磁结构采用定子绕组与转子沿轴向布置的方式，能够实现电机径向的尺寸收缩，提高电机布置的灵活性。

作为一具体实施方式，定子包括：

定子齿部，转子槽设置于定子齿部上；

定子轭部，与定子齿部可拆卸连接，定子绕组设置于定子轭部上。

作为一具体实施方式，定子齿部包括相对设置的第一齿部和第二齿部，第一齿部与第二齿部相对的端面分别设置有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽围合形成转子槽。

作为一具体实施方式，第一凹槽内侧壁上凹设有第一圆弧槽口，第二凹槽内侧壁上凹设有第二圆弧槽口，第一圆弧槽口与第二圆弧槽口沿转子槽的径向对称。

作为一具体实施方式，第一圆弧槽口与转子之间的气隙宽度和第二圆弧槽口与转子之间的气隙宽度均等于1.5至3倍的正常气隙，正常气隙为第一凹槽除第一圆弧槽口外的其它弧面与转子间的气隙，或第二凹槽除第二圆弧槽口外的其它弧面与转子间的气隙。

作为一具体实施方式，定子轭部包括：

第一轭部，在第一方向上与定子齿部间隔设置，定子绕组缠绕于第一轭部上；

第二轭部，沿第一方向延伸，其一端与第一轭部一端相连接，第二轭部的另一端与第一齿部可拆卸连接；

第三轭部，沿第一方向延伸，其一端与第一轭部另一端相连接，第三轭部的另一端与第二齿部可拆卸连接。

作为一具体实施方式，第一齿部上设置有第一插接槽，第二齿部上设置有第二插接槽；第二轭部上设置有与第一插接槽相匹配的第一插接部，第三轭部上设置有与第二插接槽相匹配的第二插接部。

作为一具体实施方式，还包括绕线骨架，绕线骨架设置于第一轭部上，定子绕组缠绕于绕线骨架上。

作为一具体实施方式，转子包括极性呈N、S交替排布的多个磁极。

本申请实施例还公开了一种单相无刷电机，包括上述电机电磁结构。

附图说明

图1示出本实用新型实施例电机电磁结构的整体结构示意图；

图2示出本实用新型实施例电机电磁结构的俯视图；

图3示出本实用新型实施例电机电磁结构的侧视图；

图4示出图3的剖视图；

图5示出本实用新型实施例定子的结构示意图；

图6示出本实用新型实施例定子齿部的结构示意图；

图中：1-定子、11-定子齿部、111-第一齿部、1111-第一插接槽、1112-第一凹槽正常弧段、1113-第一圆弧槽口、112-第二齿部、1121-第二插接槽、1122-第二凹槽正常弧段、1123-第二圆弧槽口、113-断口、12-定子轭部、121-第一轭部、122-第二轭部、1221-第一插接部、123-第三轭部、1231-第二插接部、2-转子、21-转轴、22-转子铁芯、3-绕线骨架、4-定子绕组。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

一种电机电磁结构，参照图1-图4，包括转子2、定子1以及设置于定子1上的定子绕组4。定子1上设置有沿第一方向(如图1和图3中X向所示)延伸的转子槽，转子2设置于转子槽内，转子2的轴向与第一方向相平行。定子绕组4缠绕于定子1上，沿第一方向，定子绕组4与转子2间隔设置。采用定子绕组4和转子2沿轴向布置的方式，可实现电机径向尺寸的最小化，提高了电机布置的灵活性。

参照图1、图3至图5，定子1包括定子齿部11和定子轭部12，定子齿部11与定子轭部12可拆卸连接。沿第一方向(如图1、图3至图5中X向所示)，定子齿部11设置于定子轭部12的上方。

进一步地，定子齿部11大致为长方体，其长度方向沿第二方向(如图1、图2和图5中Y向所示)延伸。定子齿部11包括第一齿部111和第二齿部112，第一齿部111与第二齿部112相对的端面上分别设置有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽围合形成沿第一方向延伸的转子槽，转子2位于该转子槽内。

参照图6，第一凹槽内至少部分区域设置有第一圆弧槽口1113，第一圆弧槽口1113与第一凹槽正常弧段1112圆滑过渡，第一凹槽正常弧段1112为第一凹槽除第一圆弧槽口1113之外的其它部分圆弧。第二凹槽内至少部分区域设置有第二圆弧槽口1123，第二圆弧槽口1123与第二凹槽正常弧段1122圆滑过渡，第二凹槽正常弧段1122为第一凹槽除第二圆弧槽口1123之外的其它部分圆弧。第一圆弧槽口1113与第二圆弧槽口1123沿径向对称。示例性地，第一圆弧槽口1113和第二圆弧槽口1123均可以包括一段圆弧或多段圆弧。进一步地，第一圆弧槽口1113与转子2之间的气隙宽度和第二圆弧槽口1123与转子2之间的气隙宽度均等于1.5-3倍的正常气隙，正常气隙即第一凹槽正常弧段1112或第二凹槽正常弧段1122与转子2之间的间隙。

如此设置，转子2位于转子槽内时，第一圆弧槽口1113和第二圆弧槽口1123与转子2之间的磁阻大于第一凹槽正常弧段1112和第二凹槽正常弧段1122与转子2之间的气隙，使得第一凹槽和第二凹槽的内侧面与转子2之间形成渐变气隙。通过该渐变气隙可实现电机停机后，转子2会稳定在一个偏角，可以得到需要的定向启动转矩，有效防止电机死点，便于电机自启动。具体地，第一齿部111和第二齿部112均通过若干硅钢片通过自铆叠压的方式构成，第一凹槽和第二凹槽侧面的相邻单片之间不同心，以使第一凹槽和第二凹槽围合形成的转子槽内表面与转子2之间形成渐变气隙。

进一步地，第一齿部111与第二齿部112相对端面之间的磁阻大于转子槽与转子2之间的磁阻。示例性地，第一齿部111与第二齿部112在第二方向上间隔设置，也就是说第一齿部111与第二齿部112之间具有断口113(如图6所示)。在另一具体实施方式中，还可采用第一齿部111与第二齿部112端面之间部分连接的方式增加第一齿部111与第二齿部112相对端面之间的磁阻。

参照图1、图5及图6，定子轭部12大致为U型，包括沿的第一轭部121，以及分别连接于第一轭部121两端的第二轭部122和第三轭部123。参照图5，第一轭部121沿第二方向延伸，与定子齿部11的长度方向相平行。沿第一方向，第一轭部121位于定子齿部11的下方，也即，沿转子2的轴向，第一轭部121位于转子2的下方。第二轭部122和第三轭部123均沿第一方向延伸，第二轭部122和第三轭部123分别用于与定子齿部11的两端可拆卸连接。由于在第一方向上第一轭部121与定子齿部11间隔设置，使得第一轭部121与定子齿部11之间具有一定的容置空间。定子绕组4缠绕于定子轭部12的第一轭部121上，第一轭部121与定子齿部11之间的容置空间可用于定子绕组4的绕制，如此设置，使定子绕组4设置于沿转子2轴向的下方，在沿转子2径向的空间，可做到电机尺寸的极限最小，提高电机布置的径向有效空间。

定子轭部12通过第二轭部122和第三轭部123与定子齿部11可拆卸连接。参照图5和图6，第一齿部111的端部设置有第一插接槽1111，第二齿部112的端部设置有第二插接槽1121。示例性地，第一插接槽1111与第二插接槽1121均沿第一方向贯通。第二轭部122上设置有与第一插接槽1111相匹配的第一插接部1221，第三轭部123上设置有与第二插接槽1121相匹配的第二插接部1231。第一插接部1221和第二插接部1231分别为第二轭部122和第三轭部123上端面沿第一方向的凸起。

本实施例中，由于定子轭部12与定子齿部11可拆卸连接，由此无刷电机电磁结构装配时，可先将定子绕组4缠绕于定子轭部12后，再将定子轭部12与定子齿部11装配成定子1总装。由于定子轭部12装配前绕线骨架3的周向均为开放状态，因此可以自由绕制定子绕组4至最大槽满率，以最大化实现转矩输出。具体地，定子绕组4缠绕于定子轭部12后，第一插接槽1111与第一插接部1221及第二插接槽1121与第二插接部1231分别压装插接，使得定子轭部12与定子齿部11过盈连接。

进一步地，参照图1至图3，本实施例还包括绕线骨架3，绕线骨架3设置于第一轭部121上，定子绕组4缠绕于绕线骨架3上。示例性地，绕线骨架3可通过包覆成型包覆于第一轭部121上，以使绕线骨架3与第一轭部121形成一个一体件。具体地，骨架包括绕线筒体和设置于绕线筒体的两端的法兰端面，绕线筒体包覆于第一轭部121上，两端的法兰端面分别贴紧第二轭部122和第三轭部123的内侧壁。绕线骨架3可对定子绕组4形成有效保护。

进一步地，参照图1和图2，转子2包括转轴21和套设在转轴21上的转子铁芯22，转子铁芯22上设有极性呈N、S交替排布的多个磁极，多个磁极按照极性呈N、S交替排布。示例性地，本实施例中，转子2包括一组相对设置的N极和S极。

本申请实施例还公开了一种单相无刷电机，包括上述电机电磁结构，还包括壳体、轴承等部件，转轴21可通过轴承与壳体相连接，以使转子铁芯22位于定子齿部11的转子槽内。该无刷电机结构简单成本较低，同时能使径向尺寸做到最小化，可提高电机布置的径向有效空间。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电机电磁结构，其特征在于，包括：

定子，设置有沿第一方向延伸的转子槽；

转子，位于所述转子槽内；

定子绕组，设置于所述定子上，沿所述第一方向，所述定子绕组与所述转子间隔设置；

其中，所述转子的轴向与所述第一方向相平行。

2.如权利要求1所述的电机电磁结构，其特征在于，所述定子包括：

定子齿部，所述转子槽设置于所述定子齿部上；

定子轭部，与所述定子齿部可拆卸连接，所述定子绕组设置于所述定子轭部上。

3.如权利要求2所述的电机电磁结构，其特征在于，所述定子齿部包括相对设置的第一齿部和第二齿部，所述第一齿部与所述第二齿部相对的端面分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽围合形成所述转子槽。

4.如权利要求3所述的电机电磁结构，其特征在于，所述第一凹槽内侧壁上凹设有第一圆弧槽口，所述第二凹槽内侧壁上凹设有第二圆弧槽口，所述第一圆弧槽口与所述第二圆弧槽口沿所述转子槽的径向对称。

5.如权利要求4所述的电机电磁结构，其特征在于，所述第一圆弧槽口与所述转子之间的气隙宽度和所述第二圆弧槽口与所述转子之间的气隙宽度均等于1.5至3倍的正常气隙，所述正常气隙为所述第一凹槽除所述第一圆弧槽口外的其它弧面与所述转子间的气隙，或所述第二凹槽除所述第二圆弧槽口外的其它弧面与所述转子间的气隙。

6.如权利要求3-5任一项所述的电机电磁结构，其特征在于，所述定子轭部包括：

第一轭部，在第一方向上与所述定子齿部间隔设置，所述定子绕组缠绕于所述第一轭部上；

第二轭部，沿所述第一方向延伸，其一端与所述第一轭部一端相连接，所述第二轭部的另一端与所述第一齿部可拆卸连接；

第三轭部，沿所述第一方向延伸，其一端与所述第一轭部另一端相连接，所述第三轭部的另一端与所述第二齿部可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的电机电磁结构，其特征在于，所述第一齿部上设置有第一插接槽，所述第二齿部上设置有第二插接槽；所述第二轭部上设置有与所述第一插接槽相匹配的第一插接部，所述第三轭部上设置有与所述第二插接槽相匹配的第二插接部。

8.如权利要求6所述的电机电磁结构，其特征在于，还包括绕线骨架，所述绕线骨架设置于所述第一轭部上，所述定子绕组缠绕于所述绕线骨架上。

9.如权利要求1所述的电机电磁结构，其特征在于，所述转子包括极性呈N、S交替排布的多个磁极。

10.一种单相无刷电机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电机电磁结构。