TWM543508U - 無刷電機 - Google Patents

Description

無刷電機

本新型涉及無刷電機技術領域，尤其是涉及一種無刷電機。

無刷電機因具有體積緊湊、可靠性高、使用壽命長，噪音小等優點而被廣泛使用。無刷電機的定子包括設有複數定子齒的鐵芯及複數分別繞設在這些定子齒上的繞組。通常，對於尺寸一定無刷電機而言，定子齒越多，相鄰的定子齒之間的磁路越短，相應的無刷電機運轉時鐵磁損耗越小，能量轉換效率高。但，定子齒越多，耗費的繞組材料越多且佔用的空間越多，在某些應用場合常常受到限制。

有鑑於此，無刷電機有必要提供一種體積相對較小的無刷電機。

本新型的目的在於克服上述技術的不足，提供一種體積小、能量轉換效率高的無刷電機。

一種無刷電機，包括定子和可相對於定子轉動的轉子；所述定子包括定子磁芯和繞組，所述定子磁芯包括軛部、從所述軛部向內伸出的複數凸極，每個所述凸極的徑向內端具有向其兩側延伸的極靴，所述轉子收容於所述複數凸極的極靴圍合的空間內，相鄰凸極的極靴連接在一起並在每一連接 處形成磁橋，所述磁橋沿轉子軸向的厚度小於定子磁芯的極靴沿轉子軸向的厚度。

與習知技術相比，本新型的有益效果是：本新型的無刷電機的輔助凸極被相鄰的主凸極感應成異性極，由於輔助凸極上無繞組，從而可以節省材料，同時，輔助凸極的長度較小，能夠節省空間。

500‧‧‧無刷電機

100‧‧‧定子

101‧‧‧定子磁芯

101a‧‧‧第一定子磁晶片

101b‧‧‧第二定子磁晶片

102‧‧‧繞組

103‧‧‧軛部

103a‧‧‧弧形側壁

103b‧‧‧直側壁

104‧‧‧主凸極

104a‧‧‧主極靴

104b‧‧‧主極靴

105‧‧‧輔助凸極

105a‧‧‧輔助極靴

105b‧‧‧輔助極靴

106‧‧‧槽口

106a‧‧‧極靴

106b‧‧‧極靴

107‧‧‧氣隙

108‧‧‧定位凹槽

109‧‧‧第一支撐架

109a‧‧‧轂部

109b‧‧‧軸承

110‧‧‧第二支撐架

110a‧‧‧轂部

110b‧‧‧軸承

111‧‧‧緊固件

112‧‧‧絕緣線架

113‧‧‧上絕緣線架

113a‧‧‧主體部

113b‧‧‧擋板

114‧‧‧下絕緣線架

114a‧‧‧主體部

114b‧‧‧擋板

116‧‧‧磁橋

117‧‧‧凹槽

118‧‧‧通孔

119‧‧‧內環部

121‧‧‧燕尾榫

122‧‧‧燕尾槽

123‧‧‧燕尾榫

124‧‧‧燕尾槽

200‧‧‧轉子

201‧‧‧轉軸

202‧‧‧轉子磁芯

203‧‧‧永磁體

204‧‧‧永磁體固定架

205‧‧‧主體部

206‧‧‧連接部

圖1是本新型實施例提供的一種無刷電機的結構示意圖；圖2是圖1所示無刷電機的定子磁芯、第一支撐架和第二支撐架的爆炸示意圖；圖3是圖1所示無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖4是圖1所示無刷電機的絕緣線架的爆炸示意圖；圖5是圖1所示無刷電機使用的轉子的爆炸示意圖；圖6是可適用於圖1所示無刷電機的另一種轉子的爆炸示意圖；圖7是本新型第二實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖8是可適用於圖7所示無刷電機的第一種方案的轉子的爆炸示意圖；圖9是可適用於圖7所示無刷電機的第二種方案的轉子的爆炸示意圖；圖10是本新型第三實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖； 圖11是本新型第四實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖12是本新型第五實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖13是圖12中的定子磁芯的立體示意圖；圖14是本新型第六實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖15是圖14中的定子磁芯的立體示意圖；圖16是本新型第七實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖17是本新型第八實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖18是本新型第九實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖19是圖18中的定子磁芯的立體示意圖；圖20是本新型第十實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖21是圖20中的定子磁芯的立體示意圖；圖22是圖20中的定子磁芯的另一種堆疊方式的立體示意圖；圖23是本新型第十一實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖；圖24是圖23中的定子磁芯的立體示意圖；圖25是本新型第十二實施例提供的無刷電機的定子磁芯與轉子的平面示意圖； 圖26是圖25中的定子磁芯的立體示意圖；圖27是圖20中的定子磁芯的另一種堆疊方式的立體示意圖。

下面結合附圖和實施例對本新型作進一步的描述。

請一併參閱圖1和圖2，本新型提供的一種無刷電機500，包括定子100和可相對於定子100轉動的轉子200。

定子100包括定子磁芯101、安裝到定子磁芯101的絕緣線架112、繞設於絕緣線架112的繞組102、安裝到定子磁芯101的第一支撐架109和第二支撐架110。定子磁芯101由導磁材料製成。第一支撐架109和第二支撐架110分別安裝到定子磁芯101的兩軸向側，用於支撐轉子200的轉軸201。具體的，定子磁芯101上具有供緊固件111穿過的通孔，第一支撐架109和第二支撐架110透過軸向的緊固件111連接，從而將定子磁芯101夾持並固定在兩者之間。優選地，第一支撐架109和第二支撐架110分別為一體成型件。第一支撐架109和第二支撐架110分別具有環形的轂部109a和轂部110a，用於安裝軸承109b和軸承110b，軸承109b和軸承110b用於支撐轉子200的轉軸201，以使轉軸201能相對於定子100轉動。

第一實施例。

請參閱圖3，本實施例中的無刷電機為單相無刷電機，定子磁芯101包括軛部103、兩個相對的主凸極104和兩個相對的輔助凸極105。軛部103為閉合的框形軛部，包括分別與兩個主凸極104連接的弧形側壁103a、與兩個輔助凸極105連接的直側壁103b。兩個弧形側壁103a與兩個直側壁103b為 一體成型，便於製造。當然，兩個弧形側壁103a和兩個直側壁103b也可以為離散成型。

本實施例中，主凸極104與弧形側壁103a為離散成型。主凸極104與弧形側壁103a連接處設有凹凸卡扣結構，該凹凸卡扣結構為設置在主凸極104徑向外端的燕尾榫121及設置在弧形側壁103a的燕尾槽122，燕尾榫121卡合在燕尾槽122中，從而將主凸極104與弧形側壁103a連接並鎖定起來。可以理解的，主凸極104也可以與弧形側壁103a為一體成型。輔助凸極105與直側壁103b為一體成型。或者，主凸極104與弧形側壁103a，以及輔助凸極105與直側壁103b均為離散成型。

請參閱圖4，每一絕緣線架112包括上絕緣線架113和下絕緣線架114。上絕緣線架113和下絕緣線架114分別安裝到兩個主凸極104的兩軸向端，並分別覆蓋到兩個主凸極104的兩軸向端面。上絕緣線架113和下絕緣線架114分別包括主體部113a和主體部114a，主體部113a和主體部114a的徑向外端具有向兩側延伸的L型擋板113b和擋板114b用於貼靠到定子軛部103的內側表面。繞組102繞設於主體部113a和主體部114a，繞組102與定子磁芯101之間被絕緣線架112隔開。

繞組102只繞設於兩個主凸極104，兩個輔助凸極105上沒有繞設繞組102。主凸極104、輔助凸極105沿軛部103周向交替排列，兩個主凸極104為相同極性，從而將該兩個主凸極104之間的輔助凸極105感應成相反的極性。因此，本實施例無刷電機500使用兩個繞組102就形成了四個定子極，能夠在提高無刷電機500效率的前提下節省成本。同時，由於輔助凸極105上沒有繞組，輔助凸極105的長度較小，能夠節省空間。

每個主凸極104具有分別沿其兩側延伸的主極靴104a和主極靴104b，每個輔助凸極105具有分別沿其兩側延伸的輔助極靴105a和輔助極靴105b。本說明書中，該兩側分別定義為第一側和第二側。主極靴104a和主極靴104b的徑向厚度沿遠離主凸極104的方向逐漸減小，輔助極靴105a和輔助極靴105b的徑向厚度沿遠離輔助凸極105的方向逐漸減小。相鄰的主極靴與輔助極靴之間相互分離，形成槽口106。槽口106可以減少漏磁，提高無刷電機500的功率密度，從而提高無刷電機500的工作效率。

由於為單相無刷電機，每個主凸極104、每個輔助凸極105分別形成有朝向轉子200的定位凹槽108。每個主凸極104的定位凹槽108的中心位於主極靴104a和主極靴104b之間，優選地位於該主凸極104的周向中心線上。每個輔助凸極105的定位凹槽108的中心位於輔助極靴105a和輔助極靴105b之間，優選地位於該輔助凸極105的周向中心線上。主凸極104的定位凹槽108和輔助凸極105的定位凹槽108的截面形狀為弧形。由於為單相無刷電機，定位凹槽108的設置能有效降低無刷電機500的啟動死點，避免無刷電機500停在死點位置，提高無刷電機500的啟動能力。主凸極104、輔助凸極105的定位凹槽108分別設置在主凸極104、輔助凸極105的中心，還能使無刷電機500具有雙向啟動能力。

轉子200收容在兩個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b之間、兩個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b之間圍合的空間內，轉子200的外周面在同一圓周上。從而每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成氣隙107，以允許轉子200能夠相對於定子100轉動。

本實施例中，定位凹槽108兩側的氣隙107厚度不是均勻的，也不是對稱分佈，因而無刷電機500的雙向啟動能力不同。具體的，每個主凸極104的第一側的主極靴104a的極面與第二側的主極靴104b的極面長度相同，第一側的主極靴104a的極面與轉子200的外周面同心，第二側的主極靴104b的極面與轉子200的外周面不同心，即第二側的主極靴104b的極面所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心，且第一側的主極靴104a的徑向厚度大於第二側的主極靴104b的徑向厚度。每個輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面與第二側的輔助極靴105b的極面長度相同，第一側的輔助極靴105a與轉子200的外周面同心，第二側的輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面不同心，即第二側的輔助極靴105b的極面所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心，且第一側的輔助極靴105a的徑向厚度大於第二側的輔助極靴105b的徑向厚度。從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的非均勻厚度的氣隙107。採用非對稱的非均勻厚度的氣隙107，可以改變齒槽轉矩(cogging)曲線，從而優化無刷電機500的性能。

在一種替換方案中，每個主凸極104的第一側的主極靴104a的極面與第二側的主極靴104b的極面在同一圓周面，兩者的極面長度相同，其所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心。每個輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面與第二側的輔助極靴105b的極面在同一圓周面，兩者的極面長度相同，其所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心。從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的非均勻厚度的氣隙107。

在另一種替換方案中，每個主凸極104的第一側的主極靴104a的極面與第二側的主極靴104b的極面在同一圓周面，兩者的極面長度不相同，其所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心。每個輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面與第二側的輔助極靴105b的極面在同一圓周面，兩者的極面長度不相同，其所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心。從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a的兩個輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的非均勻厚度的氣隙107。

槽口106的寬度不大於氣隙107最小徑向厚度的4倍，從而使得無刷電機500的運轉平穩、可靠，啟動能力強。優選地，槽口106的寬度大於氣隙107最小徑向厚度，且不大於氣隙107最小徑向厚度的3倍。

請參閱圖5，本實施例中，轉子200包括轉軸201、固定到轉軸201的轉子磁芯202、固定到轉子磁芯202外周表面的複數永磁體203、以及永磁體固定架204。永磁體固定架204套設到轉子磁芯202並緊箍複數永磁體203，從而將複數永磁體203固定住，防止鬆動。本實施例中，永磁體203的數量為4個。優選的，永磁體203為弧形永磁體，弧形永磁體的外周面在同一圓周上，且弧形永磁體的厚度是均勻的。

參照圖6，圖6顯示了一種替換方案的轉子200結構。與上述第一種方案不同的是，永磁體固定架204包括筒狀的主體部205、分別連接到主體部205兩軸端的兩個連接部206，主體部205緊箍複數永磁體203，兩個連接部206連接到轉軸201。優選地，永磁體固定架204為一體成型件，例如注塑成型件。

第二實施例。

請參閱圖7，本實施例與第一實施例的主要區別是，每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成對稱的均勻厚度的氣隙107。

具體的，每個主凸極104的第一側的主極靴104a的極面與第二側的主極靴104b的極面相互對稱，且第一側的主極靴104a的極面、第二側的主極靴104b的極面與轉子200的外周面同心，即第一側的主極靴104a的極面、第二側的主極靴104b的極面所對應的圓心與轉子200的轉動中心重合。從而使每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b與轉子200之間對應的氣隙107厚度對稱。每個輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面與第二側的輔助極靴105b的極面長度相同，第一側的輔助極靴105a的極面、第二側的輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面同心，即第一側的輔助極靴105a的極面、第二側的輔助極靴105b的極面所對應的圓心與轉子200的轉動中心重合。從而使每個輔助凸極105的兩個輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間對應的氣隙107厚度對稱。從而每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成對稱的均勻厚度的氣隙107。採用對稱的均勻厚度的氣隙107，齒槽轉矩(cogging)及啟動角可以按規格設計，且無刷電機500的雙方向啟動能力相同。

本實施例中，每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b與每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b的內側面在同一圓周上且與轉子200的轉動中心重合，使主極靴104a和主極靴104b與轉子200之間形成的氣隙 107的厚度與輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間形成的氣隙107的厚度相同。

請參閱圖8，本實施例中，轉子200包括轉軸201、固定到轉軸201的轉子磁芯202、嵌入到轉子磁芯202內的複數永磁體203，本實施例中，永磁體203的數量為4個。永磁體203為弧形永磁體，弧形永磁體的厚度是不均勻的，其厚度從周向中心向兩端逐漸減小。可以理解的，弧形永磁體的厚度也可以是均勻的，其厚度從周向中心到兩端是相同的。

請參閱圖9，圖9顯示了一種替換的轉子200的結構。該轉子200與圖8所示的轉子200的主要區別是，永磁體203為方形永磁體，方形永磁體的厚度是均勻的。

第三實施例。

請參閱圖10，本實施例與第二實施例的主要區別是，每個主凸極104中，其中第一側的主極靴104a與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105b之間形成的槽口106的中心沿遠離該主凸極104的方向偏向於輔助凸極105，第二側的主極靴104b與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105a之間形成的槽口106的中心沿靠近該主凸極104的方向偏向於主凸極104。

每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的均勻厚度的氣隙107。

具體的，每個主凸極104的第一側的主極靴104a的極面長度大於第二側的主極靴104b的極面長度，且第一側的主極靴104a的極面、第二側的主極靴104b的極面與轉子200的外周面同心，即第一側的主極靴104a的極面、第二側的主極靴104b的極面所對應的圓心與轉子200的轉動中心重合。每個 輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面長度大於第二側的輔助極靴105b的極面長度，第一側的輔助極靴105a的極面、第二側的輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面同心，即第一側的輔助極靴105a的極面、第二側的輔助極靴105b的極面所對應的圓心與轉子200的轉動中心重合。從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的均勻厚度的氣隙107。採用非對稱的均勻厚度的氣隙107能夠優化無刷電機500的齒槽效應(cogging)，且無刷電機500具有的定向啟動能力。

轉子200的結構與圖8所示的轉子200結構相似，不再贅述。可以理解地，該無刷電機500也可以使用如圖5、圖6所述的轉子200。

第四實施例。

請參閱圖11，與第二實施例不同的是，主凸極104的定位凹槽108、輔助凸極105的定位凹槽108的中心偏移主凸極104、輔助凸極105的周向中心，並分別位於主凸極104的第一側的主極靴104a、輔助凸極105的第一側的輔助極靴105a的極面上，從而使得主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間形成非對稱的均勻厚度的氣隙107。定位凹槽108的中心偏移主凸極104、輔助凸極105的周向中心，使無刷電機500具有定向的啟動能力。

第五實施例。

請一併參閱圖12和圖13，與第三實施例不同的是，定子磁芯101包括層疊的第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b。第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b的極靴長度不完全相同，因此，第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b在槽口106處出現錯位。例如，第一定子磁晶片101a 的極靴106a比第二定子磁晶片101b的極靴106b短，從而在槽口106處出現錯位。

優選地，第一定子磁晶片101a每個凸極(例如主凸極104、輔助凸極105)兩側的極靴長度不同，第二定子磁晶片101b每個凸極(例如主凸極104、輔助凸極105)兩側的極靴長度不同。更優選地，將第一定子磁晶片101a翻轉180度後就作為第二定子磁晶片101b，即，第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b的結構完全相同，以便於製造。在具體疊置時，先將第二定子磁晶片101b翻轉180度，再與第一定子磁晶片101a疊置，使第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的周向中心、每個輔助凸極105的周向中心與第二定子磁晶片101b的每個主凸極104的周向中心、每個輔助凸極105的周向中心沿無刷電機500軸向對齊，從而得到了具有錯位結構的槽口106。在保障了防漏磁的基礎上，降低了無刷電機500的齒槽效應。由於第一定子磁晶片101a和/或第二定子磁晶片101b每個凸極的兩側的極靴長度不同，可以理解地與轉子200之間形成非對稱氣隙107。同時，根據需要，所述氣隙107可以為均勻氣隙107，或者參見第一實施例，採用多種方式使得所述氣隙107為非均勻氣隙107。

本實施例中，定子磁芯101可以是一層第一定子磁晶片101a與一層第二定子磁晶片101b交替疊置。可以理解的，也可以採用複數層第一定子磁晶片101a、複數層第二定子磁晶片101b交替疊置。

第六實施例。

請一併參閱圖14和圖15，本實施例與圖12所示實施例的相同之處在於，定子磁芯101包括疊置的第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b。不同的是，第一定子磁晶片101a每個凸極兩側的極靴(例如主凸極104兩側的第一主極靴104a、第二主極靴104b、輔助凸極105兩側的第一輔助極靴 105a、第二輔助極靴105b)的內側面與轉子200的外周面距離不同，例如，第一定子磁晶片101a的第一主極靴104a比第二主極靴104b更靠近轉子200，第一定子磁晶片101a的第一輔助極靴105a比第二輔助極靴105b更靠近轉子200。而第二定子磁晶片101b更好相反，即，第二定子磁晶片101a的第一主極靴104a比第二主極靴104b更遠離轉子200，第二定子磁晶片101b的第一輔助極靴105a比第二輔助極靴105b更遠離轉子200。因此，主凸極104、輔助凸極105的極面不是平面，而是具有錯層結構。

優選地，將第一定子磁晶片101a翻轉180度後作為第二定子磁晶片101b，即，第一定子磁晶片101a與第二定子磁晶片101b的結構完全相同。具體疊置時，先將第二定子磁晶片101b翻轉180度，再與第一定子磁晶片101a疊置，使第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的周向中心、每個輔助凸極105的周向中心與第二定子磁晶片101b的每個主凸極的周向中心、每個輔助凸極105的周向中心沿無刷電機500軸向對齊，從而得到具有錯位或錯層結構的極面。由於第一定子磁晶片101a和/或第二定子磁晶片101b每個凸極的兩側的極靴與轉子200的距離不同，可以理解地與轉子200之間形成非對稱非均勻氣隙107。

本實施例中，定子磁芯101可以是一層第一定子磁晶片101a與一層第二定子磁晶片101b交替疊置。可以理解的，也可以採用複數層第一定子磁晶片101a、複數層第二定子磁晶片101b交替疊置。

第七實施例。

請參閱圖16，與第一實施例不同的是，本實施例中，輔助凸極105與直側壁103b也為離散成型。輔助凸極105與直側壁103b連接處設有凹凸卡扣結構，該凹凸卡扣結構為設置在輔助凸極105徑向外端的燕尾榫123及設置 在直側壁103b的燕尾槽124，燕尾榫123卡合在燕尾槽124中，從而將輔助凸極105與直側壁103b連接並鎖定起來。

每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b連接形成一個閉合的內環部119。該連接處形成磁阻較大的磁橋116。對比於採用槽口106的設計，主極靴104a和主極靴104b與輔助極靴105a和輔助極靴105b之間設計的磁橋116有利於減少震動和雜訊，同時避免或減少了啟動死點，提高了無刷電機500啟動的可靠性。此外，閉環的內環部119有利於保持主凸極104、輔助凸極105的相對位置，方便繞組102的裝配。

磁橋116的徑向外側面具有軸向的凹槽117。該凹槽117的數量為奇數個。在本實施例中，凹槽117的數量為3個，間隔排列在磁橋116的徑向外側面。凹槽117的截面形狀為U型，當然，凹槽117的截面形狀也可以為弧形等其它形狀。凹槽117的設計有利於增加磁橋116的磁阻。

轉子200收容在內環部119圍合的空間內。轉子200的外周面在同一圓周上，在第一種方案中，每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b相互對稱且兩者的極面與轉子200的外周面同心，每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b相互對稱且兩者的極面與轉子200的外周面同心，從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成對稱的均勻厚度的氣隙107。

在一種替換方案中，每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b相互對稱且兩者的極面與轉子200的外周面不同心，即主極靴104a和主極靴104b的極面所對應的圓心偏移轉子200的轉動中心，每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b相互對稱且兩者的極面與轉子200的外周面不同心，即輔助極靴105a和輔助極靴105b的極面所對應的圓心偏移轉子200的轉 動中心。從而使得每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b、每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間分別形成非對稱的非均勻厚度的氣隙107。

轉子200的結構除了第一實施例中提供的第一種方案和第二種方案的轉子200的結構外(如圖5所示、如圖6所示)，還有第三種替換方案。具體的，如圖8所示，轉子200包括轉軸201、固定到轉軸201的轉子磁芯202、嵌入到轉子磁芯202內的複數永磁體203。本實施例中，永磁體203的數量為4個。永磁體203為弧形永磁體，弧形永磁體的厚度從周向中心向兩端逐漸減小。可以理解的，如圖9所示，永磁體203也可以為方形永磁體，方形永磁體的厚度是均勻的。

第八實施例。

請參閱圖17，與第七實施例不同的是，磁橋116的徑向外側面具有軸向的通孔118，採用通孔118的設計，同樣可以增加磁阻。通孔118的數量為3個，沿磁橋116徑向外側面間隔分佈。其中，中間的通孔118的直徑大於兩側的通孔118的直徑，從而使得磁橋116的中心處具有最大的磁阻。

第九實施例。

請一併參閱圖18和圖19，本實施例與第一實施例的主要區別是，槽口106不是沿著無刷電機500軸向貫穿整個定子磁芯101，而是僅貫穿一部分，即，每個主極靴104a與相鄰輔助極靴105b透過一磁橋116相連。每個主極靴104b與相鄰輔助極靴105a透過另一磁橋116相連。所述磁橋116沿轉子軸向的厚度小於定子磁芯101其它部分，例如主極靴104a和主極靴104b以及輔助極靴105a和輔助極靴105b，沿轉子軸向的厚度。

具體地，定子磁芯101包括沿無刷電機500軸向層疊的第一定子磁晶片101a和第二定子磁晶片101b。第一定子磁晶片101a的主凸極104、輔助凸 極105的周向中心分別與第二定子磁晶片101b的主凸極104、輔助凸極105的周向中心重合。第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b分別與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b隔開從而形成槽口106，第二定子磁晶片101b的每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b分別與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b連接。轉子200收容在第一定子磁晶片101a、第二定子磁晶片101b的極靴之間圍合的空間內。

本實施例中，第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b中，第一側的主極靴104a的極面長度與第二側的主極靴104b的極面長度相同，第一側的主極靴104a的極面與轉子200的外周面同心，第二側的主極靴104b的極面與轉子200的外周面不同心，第一定子磁晶片101a的每個輔助凸極105的兩個輔助極靴105a和輔助極靴105b中，第一側的輔助極靴105a的極面長度與第二側的輔助極靴105b的極面長度相同，第一側的輔助極靴105a的極面且與轉子200的外周面同心，第二側的輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面不同心。因此，第一定子磁晶片101a與轉子200之間的氣隙107的徑向厚度不是均勻的，第一定子磁晶片101a每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b對應的氣隙107不是對稱的，每個輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b對應的氣隙107也不是對稱的。

第二定子磁晶片101b的每個主凸極104的主極靴104a和主極靴104b分別與相鄰的輔助凸極105的輔助極靴105a和輔助極靴105b的連接處形成磁橋116。所述第二定子磁晶片101b的每個主凸極104的極面與第一定子磁晶片101a的對應主凸極104的極面在同一個弧面，每個輔助凸極105的極面與第一定子磁晶片101a的對應輔助凸極105的極面在同一個弧面。

磁橋116的徑向外側面具有軸向的凹槽117，凹槽117設有有利於增加磁阻。該凹槽117的數量為奇數。本實施例中，凹槽117的數量為3個，沿磁橋116的徑向外側面間隔分佈，其中至少一個凹槽117或至少一個凹槽117的部分暴露在槽口106中。優選的，凹槽117的截面形狀為U型或其他形狀。

第一定子磁晶片101a的相鄰凸極連接處採用槽口106設計以及第二定子磁晶片101b的相鄰凸極連接處採用磁橋116的設計，能夠減少由於槽口106的存在而產生的震動和雜訊，使得無刷電機500運轉平穩，同時減少或避免了啟動死點，提高無刷電機500啟動的可靠性。

本實施例中，定子磁芯101可以是一層第一定子磁晶片101a與一層第二定子磁晶片101b交替疊置。可以理解的，也可以採用複數層第一定子磁晶片101a、複數層第二定子磁晶片101b交替疊置。本實施例的無刷電機500使用的轉子200結構如圖8所示，不再贅述。

第十實施例。

請一併參閱圖20和圖21，與第九實施例不同的是，第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的第一側、第二側的主極靴104a和主極靴104b的極面與轉子200的外周面同心，第一側的主極靴104a的極面長度大於第二側的主極靴104b的極面長度，第一定子磁晶片101a的每個輔助凸極105的第一側、第二側的輔助極靴105a和輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面同心，第一側的輔助極靴105a的極面長度大於第二側的輔助極靴105b的極面長度，從而第一定子磁晶片101a的主極靴104a和主極靴104b、輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間形成非對稱的均勻厚度的氣隙107。第二定子磁晶片101b的每個主凸極104的第一側、第二側的主極靴104a和主極靴104b的極面與轉子200的外周面同心，第一側的主極靴104a的極面長度大於第二側的主極靴104b的極面長度，第二定子磁晶片101b的每個輔助凸極105的第一側、 第二側的輔助極靴105a和輔助極靴105b的極面與轉子200的外周面同心，第一側的輔助極靴105a的極面長度大於第二側的輔助極靴105b的極面長度，從而第二定子磁晶片101b的主極靴104a和主極靴104b、輔助極靴105a和輔助極靴105b與轉子200之間形成非對稱的均勻厚度的氣隙107。

其中，第一定子磁晶片101a的每個主凸極104的極面與第二定子磁晶片101b對應的主凸極104的極面在同一個弧面，第一定子磁晶片101a的每個輔助凸極105的極面分別與第二定子磁晶片101b對應的輔助凸極105的極面在同一個弧面，從而使得第一定子磁晶片101a與轉子200之間的氣隙107厚度與第二定子磁晶片101b與轉子200之間的氣隙107厚度相同，減少了震動和雜訊，無刷電機500運轉平穩、可靠，提高了無刷電機500的工作效率。

如圖22所示，定子磁芯101可以是一層第一定子磁晶片101a與一層第二定子磁晶片101b交替疊置。可以理解地，也可以採用複數層第一定子磁晶片101a、複數層第二定子磁晶片101b交替疊置。

本實施例的無刷電機500使用的轉子200如圖5所示。可以理解地，圖6所示的轉子200可適用於本實施例的無刷電機500。

第十一實施例。

請一併參閱圖23和24，與第九實施例不同的是，磁橋116具有軸向的通孔118，通孔118的設有有利於增加磁阻。該通孔118的數量為奇數。本實施例中，通孔118的數量為3個，且中間通孔118的直徑大於兩側通孔118的直徑，通孔118沿磁橋116的周向間隔分佈，中間的通孔118暴露在槽口106中，其兩側的通孔118的部分被第一定子磁晶片101a所遮擋。

第十二實施例。

請一併參閱圖25和圖26，與第十實施例不同的是，磁橋116具有軸向的通孔118，通孔118的設有有利於增加磁阻。該通孔118的數量為奇數。本實施例中，通孔118的數量為3個，且中間通孔118的直徑大於兩側通孔118的直徑，通孔118沿磁橋116的周向間隔分佈，中間的通孔118暴露在槽口106中，其兩側的通孔118的部分被第一定子磁晶片101a所遮擋。

如圖27所示，定子磁芯101可以是一層第一定子磁晶片101a與一層第二定子磁晶片101b交替疊置。可以理解地，也可以採用複數層第一定子磁晶片101a、複數層第二定子磁晶片101b交替疊置。

以上實施例僅表達了本新型的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域習知技藝者來說，在不脫離本新型構思的前提下，還可以做出複數變形和改進，如對各個實施例中的不同特徵進行組合等，這些都屬於本新型的保護範圍。

500‧‧‧無刷電機

100‧‧‧定子

101‧‧‧定子磁芯

102‧‧‧繞組

112‧‧‧絕緣線架

200‧‧‧轉子

201‧‧‧轉軸

Claims (13)

1. 一種無刷電機，包括定子和可相對於定子轉動的轉子；所述定子包括定子磁芯和繞組，所述定子磁芯包括軛部、從所述軛部向內伸出的複數凸極，每個所述凸極的徑向內端具有向兩側延伸的極靴，所述轉子收容於所述複數凸極的極靴圍合的空間內；其改良在於：相鄰凸極的極靴連接在一起並在每一連接處形成磁橋，所述磁橋沿轉子軸向的厚度小於定子磁芯的極靴沿轉子軸向的厚度。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的無刷電機，其中：所述凸極包括數量相同的主凸極和輔助凸極，所述主凸極繞設有所述繞組，所述輔助凸極未繞設所述繞組，所述主凸極與所述輔助凸極沿所述軛部的周向交替排列，每個所述主凸極具有分別沿兩側延伸的兩個主極靴，每個輔助凸極具有分別沿兩側延伸的輔助極靴。
3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的無刷電機，其中：所述定子磁芯包括沿無刷電機軸向層疊的第一定子磁晶片和第二定子磁晶片；所述第一定子磁晶片的相鄰凸極的極靴之間相互間隔而形成槽口，所述磁橋形成在所述第二定子磁晶片的相鄰凸極的極靴之間。
4. 根據申請專利範圍第1或2項所述的無刷電機，其中：相鄰凸極的極靴在連接處具有兩個槽口，所述磁橋設置在所述兩槽口之間。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的無刷電機，其中：所述兩個槽口分別位於所述定子磁芯的軸向兩端。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的無刷電機，其中：每個磁橋的徑向外側設有凹槽。
7. 根據申請專利範圍第6項所述的無刷電機，其中：所述凹槽的截面形狀為U型。
8. 根據申請專利範圍第7項所述的無刷電機，其中：每個磁橋的所述凹槽數量為奇數。
9. 根據申請專利範圍第1項所述的無刷電機，其中：每個磁橋具有軸向的通孔。
10. 根據申請專利範圍第3項所述的無刷電機，其中：所述第一定子磁晶片形成的凸極的徑向內側面與所述第二定子磁晶片形成的凸極的徑向內側面重合。
11. 根據申請專利範圍第3項所述的無刷電機，其中：所述第一定子磁晶片形成的凸極的徑向內側面至少部分地比所述第二定子磁晶片形成的凸極的徑向內側面更靠近所述轉子。
12. 根據申請專利範圍第1至2項任一項所述的無刷電機，其中：所述轉子包括轉軸、固定到所述轉軸的轉子磁芯、安裝到所述轉子磁芯外周的複數永磁體、緊箍到所述複數永磁體外周的磁體安裝架。
13. 根據申請專利範圍第1至2項任一項所述的無刷電機，其中：所述轉子包括轉軸、固定到轉軸的轉子磁芯、嵌入到所述轉子磁芯的複數永磁體。