單相無刷電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種單相無刷電機(jī)，包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括若干永久磁極，所述定子包括磁芯和繞設(shè)于磁芯上的繞組，所述定子磁芯包括外環(huán)部、內(nèi)環(huán)部和若干連接于所述內(nèi)、外環(huán)部之間的繞線部，所述繞組繞設(shè)于繞線部上，所述轉(zhuǎn)子收容于所述內(nèi)環(huán)部內(nèi)，所述定子內(nèi)環(huán)部與轉(zhuǎn)子間形成均勻氣隙，所述內(nèi)環(huán)部位于相鄰繞線部之間的部分的內(nèi)表面設(shè)凹陷，所述凹陷的中心偏離所述相鄰繞線部的對(duì)稱中心。本發(fā)明的單相無刷電機(jī)，定轉(zhuǎn)子之間采用均勻氣隙，起動(dòng)時(shí)所需起動(dòng)角度和定位力矩可按設(shè)計(jì)需要方便調(diào)整，從而起動(dòng)可靠。
【專利說明】單相無刷電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單相無刷電機(jī)，尤其涉及一種均勻氣隙的單相無刷電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]圖8所示為一種現(xiàn)有技術(shù)的單相無刷電機(jī)，電機(jī)定子鐵芯采用整體式結(jié)構(gòu)，即定子鐵芯的外環(huán)部和齒部同時(shí)成型為一體式結(jié)構(gòu)，相鄰齒部的極靴之間設(shè)槽口，極靴與轉(zhuǎn)子相對(duì)的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子磁鐵之間形成不均勻氣隙。此種結(jié)構(gòu)的單相無刷電機(jī)，由于槽口的存在會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生較大的定位力矩，從而產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲。而且，由不均勻氣隙產(chǎn)生的定位作用受槽口的制約，定位起動(dòng)角度小，起動(dòng)可靠性差。定子鐵芯為一體式結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)中往往只能采用往復(fù)穿梭式繞線機(jī)，繞線生產(chǎn)效率低，費(fèi)時(shí)費(fèi)料。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種新型的可提高起動(dòng)可靠性的單相無刷電機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種單相無刷電機(jī)，包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括若干永久磁極，所述定子包括磁芯和繞設(shè)于磁芯上的繞組，所述定子磁芯包括外環(huán)部、內(nèi)環(huán)部和若干連接于所述內(nèi)、外環(huán)部之間的繞線部，所述繞組繞設(shè)于相應(yīng)的繞線部上，所述轉(zhuǎn)子收容于所述內(nèi)環(huán)部內(nèi)，所述定子內(nèi)環(huán)部和轉(zhuǎn)子之間形成基本均勻的氣隙，所述內(nèi)環(huán)部位于相鄰繞線部之間的部分的朝向轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上設(shè)凹陷，所述凹陷的中心偏離所述相鄰繞線部的對(duì)稱中心。
[0005]優(yōu)選地,所述內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面位于以轉(zhuǎn)子中心為圓心的同心圓上。
[0006]優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)部的位于相鄰繞線部之間的部分設(shè)磁橋。
[0007]優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)部的外表面對(duì)應(yīng)磁橋處設(shè)凹槽。
[0008]可選地，所述內(nèi)環(huán)部的對(duì)應(yīng)磁橋處設(shè)孔洞。
[0009]優(yōu)選地，所述凹陷的個(gè)數(shù)與繞線部的個(gè)數(shù)及轉(zhuǎn)子磁極的極數(shù)皆相等。
[0010]優(yōu)選地，所述繞線部與內(nèi)環(huán)部和外環(huán)部其中之一或全部分離成型。
[0011]優(yōu)選地，所述凹陷沿電機(jī)軸向貫穿所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面。
[0012]可選地，所述凹陷沿電機(jī)軸向間隔設(shè)置于所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面。
[0013]優(yōu)選地，所述凹陷的中心偏離其中一相鄰繞線部的對(duì)稱中心45度至135度電角度。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例所舉的單相無刷電機(jī)，定轉(zhuǎn)子間采用均勻氣隙，起動(dòng)時(shí)所需起動(dòng)角度和定位力矩可根據(jù)設(shè)計(jì)需要方便調(diào)整，從而起動(dòng)可靠；內(nèi)環(huán)部的位于相鄰繞線部之間的部分采用磁橋連接，避免了現(xiàn)有技術(shù)中相鄰定子極部之間設(shè)置槽口而引起磁阻突變，從而可降低電機(jī)的定位力矩；定子磁芯采用分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，使得在繞線部與外環(huán)部/內(nèi)環(huán)部組裝之前可以采用雙飛叉繞線機(jī)進(jìn)行繞線，繞線生產(chǎn)效率高。
[0015]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的單相無刷電機(jī)的立體示意圖。
[0017]圖2是圖1的單相無刷電機(jī)的定子立體示意圖。
[0018]圖3是圖1的單相無刷電機(jī)的沿電機(jī)軸向的端面示意圖。
[0019]圖4和圖5分別示出不同實(shí)施方式的定子磁芯。
[0020]圖6是本發(fā)明另一實(shí)施方式的單相無刷電機(jī)的端面示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明再一實(shí)施方式的單相無刷電機(jī)的端面示意圖。
[0022]圖8所示為現(xiàn)有技術(shù)的單相無刷電機(jī)的沿電機(jī)軸向的端面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為了便于清晰描述，而并不限定比例關(guān)系。
[0024]請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的單相無刷電機(jī)10包括定子30和相對(duì)定子30旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子70。
[0025]所述定子30包括磁芯40和繞設(shè)于磁芯40上的繞組50。所述定子磁芯40由導(dǎo)磁材料制成如由導(dǎo)磁芯片(業(yè)界常用硅鋼片)沿電機(jī)軸向?qū)盈B而成，包括外環(huán)部42、內(nèi)環(huán)部44和若干連接于內(nèi)、外環(huán)部44、42之間的繞線部46。本發(fā)明所稱的環(huán)部是指沿周向連續(xù)延伸而成的封閉結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述繞線部46沿電機(jī)周向均勻間隔分布，每一繞線部46基本沿電機(jī)徑向從內(nèi)環(huán)部44延伸至外環(huán)部42。本實(shí)施例中，所述繞線部46與內(nèi)環(huán)部44 一體成型成一整體，繞線部46與外環(huán)部42之間為分體式結(jié)構(gòu)，即外環(huán)部42與繞線部46分離成形，然后再組裝在一起。所述繞組50繞設(shè)于相應(yīng)的繞線部46上，所述轉(zhuǎn)子70收容于所述內(nèi)環(huán)部44內(nèi)。所述內(nèi)環(huán)部44位于相鄰繞線部46之間的部分的朝向轉(zhuǎn)子70的內(nèi)表面上設(shè)凹陷442，所述凹陷442的中心偏離所述相鄰繞線部46的對(duì)稱中心，即:通過凹槽442中心與轉(zhuǎn)子中心的直線LI與相鄰繞線部46的對(duì)稱中心L2之間存在夾角。
[0026]優(yōu)選地，所述凹陷448沿電機(jī)軸向貫穿所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部44的內(nèi)表面。
[0027]可以理解地，所述凹陷448也可以沿電機(jī)軸向間隔設(shè)置于所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部44的內(nèi)表面，如所述定子磁芯40由兩種定子芯片/芯片組沿電機(jī)軸向交替層疊而成，所述凹陷設(shè)置于其中一種芯片/芯片組上。
[0028]優(yōu)選地,所述內(nèi)環(huán)部44的內(nèi)表面位于以轉(zhuǎn)子70中心為圓心的同心圓上,這樣,定轉(zhuǎn)子之間(內(nèi)環(huán)部44內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子70外表面之間)的氣隙基本為均勻氣隙。內(nèi)環(huán)部44的外表面形狀不限。
[0029]優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)部44的位于相鄰繞線部46之間的部分設(shè)磁橋444，磁橋444的徑向?qū)挾刃∮趦?nèi)環(huán)部44其他部位的徑向?qū)挾取?br> [0030]優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)部44的外表面對(duì)應(yīng)磁橋442處設(shè)凹槽446。在本實(shí)施例中，所述凹槽446的個(gè)數(shù)為2個(gè)。當(dāng)然，根據(jù)設(shè)計(jì)需要也可以是I個(gè)，如圖4所示；3個(gè)如圖5所示，或其他數(shù)量。凹槽446的形狀可以是圓弧形、方形等其他任何形狀。
[0031]可以理解地，還可以通過在內(nèi)環(huán)部44的對(duì)應(yīng)磁橋444位置處設(shè)置孔洞448以形成磁橋，如圖6所示。
[0032]可以理解地，每一繞線部46可通過焊接或各種機(jī)械連接方式(如設(shè)燕尾槽的卡扣方式)固定連接至外環(huán)部42。
[0033]可以理解地，所述繞線部46也可以與外環(huán)部42 —體成型，而與內(nèi)環(huán)部44分離成型，在繞組50繞完后再將繞線部46與內(nèi)環(huán)部44固定連接，如圖6所示。
[0034]可以理解地，所述繞線部46也可以與外環(huán)部42及內(nèi)環(huán)部44皆分離成型，在繞組50繞完后再將繞線部46與外環(huán)部42及內(nèi)環(huán)部44固定連接，如圖7所示。
[0035]所述繞組50包括若干線圈，分別繞設(shè)于繞線部46上，每一線圈只繞設(shè)于一個(gè)繞線部46上，這樣，線圈的個(gè)數(shù)等于繞線部46的個(gè)數(shù)。所述線圈連接成一相，具體連接方式不限，如可以直接串聯(lián)、或兩兩先串聯(lián)然后再并聯(lián)、或直接并聯(lián)等。
[0036]所述轉(zhuǎn)子70包括轉(zhuǎn)子磁芯72和設(shè)于轉(zhuǎn)子磁芯72外表面的永久磁鐵74，所述永久磁鐵74形成若干沿周向間隔分布的永久磁極，相鄰磁極的極性相反。優(yōu)選地，所述永久磁鐵74形成的永久磁極的極數(shù)與定子繞線部46的個(gè)數(shù)及設(shè)于內(nèi)環(huán)部44內(nèi)表面上的凹陷442的個(gè)數(shù)相等，在本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子形成4個(gè)永久磁極。當(dāng)然，所述轉(zhuǎn)子也可以形成2個(gè)、6個(gè)、8個(gè)等其他數(shù)量的永久磁極。
[0037]當(dāng)電機(jī)處于未通電狀態(tài)時(shí)，相鄰磁極74間的中性區(qū)分別正對(duì)定子內(nèi)環(huán)部44的凹陷442，也即轉(zhuǎn)子磁極的中心線L3分別與相應(yīng)的相鄰凹陷442對(duì)稱中心線重合，從而使得轉(zhuǎn)子磁極的中心線L3偏離與之相鄰的定子繞線部46 (也稱為定子極部)的中心線L4，L3偏離L4的角度稱為起動(dòng)角Q，起動(dòng)角Q的數(shù)值與直線LI與L2之間的夾角數(shù)值相等。在本實(shí)施例中，所述起動(dòng)角Q大于45度電角度且小于135度電角度，當(dāng)電機(jī)定子繞組50通以一方向的電流時(shí)，轉(zhuǎn)子70可以從一方向起動(dòng)；當(dāng)電機(jī)定子繞組50通以相反方向的電流時(shí)，轉(zhuǎn)子70可以從相反方向進(jìn)行起動(dòng)?？梢岳斫獾兀谄饎?dòng)角Q等于90度電角度(也即轉(zhuǎn)子磁極的中心與相鄰繞線部46的對(duì)稱中心重合)時(shí)，轉(zhuǎn)子70朝兩個(gè)方向起動(dòng)都比較容易，也即最容易實(shí)現(xiàn)雙方向起動(dòng)。當(dāng)起動(dòng)角Q偏離90度電角度時(shí)，轉(zhuǎn)子朝其中一方向起動(dòng)會(huì)比朝另一方向起動(dòng)較容易。本申請(qǐng)發(fā)明人經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)起動(dòng)角Q處于45度電角度至135度電角度范圍時(shí)，轉(zhuǎn)子朝兩個(gè)方向起動(dòng)的可靠性都比較好。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例所舉的單相無刷電機(jī)，定轉(zhuǎn)子之間采用基本均勻氣隙(除對(duì)應(yīng)凹陷處及相鄰磁極之間的中性區(qū)氣隙以外)，起動(dòng)時(shí)所需起動(dòng)角度和定位力矩可按設(shè)計(jì)需要方便調(diào)整，從而起動(dòng)可靠，如通過調(diào)整內(nèi)環(huán)部凹陷的位置可方便調(diào)整電機(jī)起動(dòng)角度，當(dāng)起動(dòng)角Q大于45度電角度且小于135度電角度時(shí)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子可實(shí)現(xiàn)雙方向起動(dòng)，通過調(diào)整內(nèi)環(huán)部凹陷的形狀、大小、深度可調(diào)整電機(jī)起動(dòng)前的定位力矩的大??；定子磁芯內(nèi)環(huán)部采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)部位于相鄰繞線部之間的部分采用磁橋連接，避免了現(xiàn)有技術(shù)中相鄰定子齒極部之間設(shè)置槽口而引起磁阻突變，從而可降低電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩；定子磁芯采用分體式結(jié)構(gòu)，從而使得在繞線部與外環(huán)部組裝之前可以采用雙飛叉繞線機(jī)進(jìn)行繞線，繞線生產(chǎn)效率高。
[0039]可以理解地，如果不介意繞線生產(chǎn)效率，定子磁芯亦可采用整體式結(jié)構(gòu)，即繞線部與內(nèi)、外環(huán)部一體成型成整體式結(jié)構(gòu)。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單相無刷電機(jī)，包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括若干永久磁極，所述定子包括磁芯和繞設(shè)于磁芯上的繞組，所述定子磁芯包括外環(huán)部、內(nèi)環(huán)部和若干連接于所述內(nèi)、外環(huán)部之間的繞線部，所述繞組繞設(shè)于相應(yīng)的繞線部上，所述轉(zhuǎn)子收容于所述內(nèi)環(huán)部內(nèi)，其特征在于:所述定子內(nèi)環(huán)部和轉(zhuǎn)子之間形成基本均勻的氣隙，所述內(nèi)環(huán)部位于相鄰繞線部之間的部分的朝向轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上設(shè)凹陷，所述凹陷的中心偏離所述相鄰繞線部的對(duì)稱中心。
2.如權(quán)利要求1所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面位于以轉(zhuǎn)子中心為圓心的同心圓上。
3.如權(quán)利要求1所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)部位于相鄰繞線部之間的部分設(shè)磁橋。
4.如權(quán)利要求3所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)部的外表面對(duì)應(yīng)磁橋處設(shè)凹槽。
5.如權(quán)利要求3所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)部的對(duì)應(yīng)磁橋處設(shè)孔洞。
6.如權(quán)利要求1所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述凹陷的個(gè)數(shù)與繞線部的個(gè)數(shù)及轉(zhuǎn)子磁極的極數(shù)相等。
7.如權(quán)利要求1所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述繞線部與內(nèi)環(huán)部和外環(huán)部其中之一或全部分離成型。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述凹陷沿電機(jī)軸向貫穿所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面。
9.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述凹陷沿電機(jī)軸向間隔設(shè)置于所述定子磁芯內(nèi)環(huán)部的內(nèi)表面。
10.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的單相無刷電機(jī)，其特征在于，所述凹陷的中心偏離其中一相鄰繞線部的對(duì)稱中心45度至135度電角度。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK104348271SQ201310348173
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李越, 劉寶廷, 周垂有, 王勇, 陳明 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司