電機用永久磁極及包括其的電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，尤其涉及一種電機用永久磁極，所述永久磁極與定子芯片構(gòu)成不均勻氣隙。
【背景技術(shù)】
[0002]電機為一種依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的電磁裝置。其主要包括定子和可相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子包括一外殼，在外殼的內(nèi)壁設(shè)有若干永久磁極，所述定子包括一定子磁芯和繞設(shè)于所述定子磁芯上的定子繞組。
[0003]在此種形式的電機中，通常采用的永久磁極為圓弧形的或傾斜式的磁化的磁鐵，所述磁鐵與定子磁芯的齒之間形成均勻間隙。這種結(jié)構(gòu)的電機，磁鐵制造成本高，齒槽轉(zhuǎn)矩高，電機的效率相對低。
[0004]另外，如圖13所示，傳統(tǒng)的構(gòu)成定子磁芯的導(dǎo)磁芯片100包括一環(huán)部130，從該環(huán)部130向外呈放射狀延伸的多個齒部150、及位于每一齒部150頂端的齒冠170。所述每一齒部150呈細長形，其高度即從齒根(齒部150與環(huán)部130相接處)至齒冠170的距離較大，造成磁路較長、磁阻較大，磁通在由該導(dǎo)磁芯片100構(gòu)成的定子磁芯上通過時的發(fā)熱量較大，從而導(dǎo)致電機的鐵耗較大，效率較低。
[0005]因此，基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在發(fā)明一種齒槽轉(zhuǎn)矩較低，效率更高的電機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種電機用永久磁極,其特點在于,所述永久磁極的外表面為一中間外凸的圓弧形表面，所述永久磁極的內(nèi)表面為中間內(nèi)凹的曲面，所述曲面包括一段圓弧面和兩段平面，所述圓弧面連接于所述兩段平面之間形成一個整體，所述圓弧形表面的極弧角α為0.7-0.96，所述圓弧面的圓弧角β與所述圓弧形表面的極弧角α的比值為
0.15-0.35。
[0007]較佳地，每一所述平面與鄰接的所述圓弧面之間的夾角Θ為85-95度。
[0008]較佳地，所述永久磁極的兩端部的外表面和內(nèi)表面之間分別通過一弧形過渡面連接。
[0009]較佳地，所述永久磁極的兩端部的高度相等。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電機，包括定子和相對所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括一外殼和若干固定于所述外殼內(nèi)壁的永久磁極，所述定子包括一定子磁芯和繞設(shè)于定子磁芯上的定子繞組及用于絕緣定子磁芯與定子繞組的絕緣線架，所述永久磁極環(huán)繞于所述定子磁芯及定子繞組外側(cè)，其特點在于，所述永久磁極如上所述，所述永久磁極的任一極與所述定子磁芯的齒之間最大間隙與最小間隙比值為3-7。
[0011]較佳地，所述永久磁極的任一極與定子磁芯的齒之間最大間隙與最小間隙比值為50
[0012]較佳地，所述絕緣線架通過包覆成型的方式形成于定子磁芯外表面。
[0013]較佳地，所述轉(zhuǎn)子的外殼的端壁開設(shè)有若干通風(fēng)孔，所述定子磁芯的相鄰連接臂之間形成通風(fēng)槽，所述通風(fēng)槽與通風(fēng)孔相通。
[0014]較佳地,所述永久磁極的內(nèi)表面圓弧與外表面圓弧為同心圓。
[0015]較佳地，所述定子磁芯包括外環(huán)部、內(nèi)環(huán)部、從所述外環(huán)部向外呈放射狀延伸的多個齒部、連接所述外環(huán)部與所述內(nèi)環(huán)部的若干連接臂及位于每一齒部頂端的齒冠，所述連接臂的周向?qū)挾刃∮谒鳊X部的周向?qū)挾取?br>[0016]較佳地，所述外環(huán)部的外表面包括若干段平面，所述齒部的側(cè)壁與外環(huán)部的外表面基本垂直。
[0017]較佳地，所述轉(zhuǎn)子外殼的端壁開設(shè)有若干通風(fēng)孔，所述定子磁芯的相鄰連接臂之間形成通風(fēng)槽，所述通風(fēng)槽與通風(fēng)孔相通。
[0018]較佳地，將所述每一齒部的齒寬定義為T3、每一齒部的高度定義為L1、每相鄰兩齒部齒根之間的周向間距定義為L3，L1與L3的比值為1.0-1.3，T3與L3的比值為0.8-1.0。
[0019]較佳地，將所述外環(huán)部的徑向?qū)挾榷x為Tl，Τ1與L3的比值為0.5-0.6。
[0020]較佳地，將所述磁芯的外徑定義為D，Τ3與D的比值為0.07-0.1。
[0021]較佳地，所述定子磁芯由多片導(dǎo)磁芯片疊壓而成，所述導(dǎo)磁芯片由硅鋼片或鐵鎳軟磁合金薄板沖制而成。
[0022]本發(fā)明所舉實施例具有以下有益效果:本發(fā)明的一種電機用永久磁極，通過對內(nèi)外表面形狀的改進，使得永久磁極與定子磁芯的磁極之間形成不均勻氣隙，能夠有效地減小齒槽轉(zhuǎn)矩，提高電機效率，并且降低電機噪音。另外，本發(fā)明還通過將定子磁芯設(shè)置為具有內(nèi)環(huán)部、連接臂、外環(huán)部、齒部及齒冠的結(jié)構(gòu)對定子磁芯進行了改進，有效地降低了定子磁芯的磁阻，使得電機的鐵耗降低，電機效率得以提高。
[0023]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0024]附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明電機較佳實施例的立體示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明電機較佳實施例中移除外殼后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明電機較佳實施例中垂直于其軸向的橫向剖視圖；
[0028]圖4為圖2所示電機中永久磁極與定子磁芯的配合示意圖；
[0029]圖5為圖4中Α部分的放大圖；
[0030]圖6為圖4中永久磁極的立體示意圖；
[0031 ] 圖7為圖6所示永久磁極的俯視圖；
[0032]圖8為本發(fā)明電機一實施例的定子磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明電機另一實施例的定子磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明電機中構(gòu)成定子磁芯的導(dǎo)磁芯片的尺寸比值表；
[0035]圖11為本發(fā)明電機中構(gòu)成定子磁芯的導(dǎo)磁芯片與傳統(tǒng)導(dǎo)磁芯片的尺寸比值對照表;
[0036]圖12為使用本發(fā)明電機與使用傳統(tǒng)定子磁芯的電機的效率對照表。
[0037]圖13為傳統(tǒng)定子磁芯示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。
[0039]如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種電機1，其包括一定子和相對所述定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子包括一外殼11和若干永久磁極3,永久磁極3固定在外殼11的內(nèi)壁上。所述定子包括一定子磁芯121和繞設(shè)在定子磁芯121上的定子繞組122及用于絕緣定子磁芯121與定子繞組122的絕緣線架123。絕緣線架123通過包覆成型的方式形成于定子磁芯121外表面，但暴露定子磁芯121的齒冠1216與所述轉(zhuǎn)子的永久磁級3相對的表面。
[0040]永久磁極3環(huán)繞在定子磁芯121及定子繞組122的外側(cè)。
[0041]當(dāng)然，所述轉(zhuǎn)子的外殼11的端壁可以開設(shè)若干通風(fēng)孔111，相應(yīng)地，在定子磁芯121的相鄰連接臂之間形成通風(fēng)槽1211，通風(fēng)槽1211與通風(fēng)孔111相通，這種結(jié)構(gòu)有助于電機內(nèi)部散熱。
[0042]如圖4和圖5所不，永久磁極3的任一極的內(nèi)表面與定子磁芯121的齒124的齒冠125外表面之間最大間隙δ max與最小間隙δπ?η比值為3_7。特別優(yōu)選地，所述永久磁極的任一極與定子磁芯121的齒124的齒冠125之間最大間隙與最小間隙比值為5。這樣永久磁極3與定子磁芯121的各個齒124之間形成不均勻的氣隙，從而減小齒槽轉(zhuǎn)矩且降低電機運行時的噪音。
[0043]進一步具體地說，如圖6和圖7所示，永久磁極3的外表面為一中間外凸的圓弧形外表面31，永久磁極3的內(nèi)表面為中間內(nèi)凹的曲面，所述曲面包括一段圓弧面32和兩段平面33。圓弧面32連接在兩段平面33之間從而形成一個整體的曲面。圓弧形外表面31的極弧角α為0.7-0.96，而圓弧面32的圓弧角β與圓弧形外表面31的極弧角α之間的比值為0.15-0.35。這種結(jié)構(gòu)的永久磁極3可以提高有效氣隙的利用率，從而進一步提高電機效率。
[0044]進一步地，永久磁極3的內(nèi)表面圓弧(即圓弧面32)與外表面圓弧(圓弧形外表面31)為同心圓。每一平面33與鄰接的圓弧面32末端的半徑之間形成夾角Θ為85-95度。另外，永久磁極3的兩端部的外表面(即圓弧形外表面31)和內(nèi)表面(即一段圓弧面32和兩段平面33形成的一個曲面)之間分別通過一弧形過渡面34連接。更進一步地，所述永久磁極的厚度從中間向兩端部逐漸減小，兩端部的厚度相等，有助于電機運轉(zhuǎn)的