單相永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單相永磁電機(jī)，尤其涉及一種具有分體結(jié)構(gòu)的定子磁芯的單相永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的單相永磁電機(jī)的電機(jī)定子鐵芯通常采用整體式結(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)置大槽口，以方便將繞組繞設(shè)在齒部，此種結(jié)構(gòu)的單相永磁電機(jī)，繞組的繞設(shè)很難快速進(jìn)行，且由于大槽口的存在會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生較大的定位力矩，從而產(chǎn)生較大的震動(dòng)和噪聲。而且，受槽口的制約，電機(jī)的定位啟動(dòng)角度小，啟動(dòng)可靠性差。
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提供一種新型的方便繞線且可提高啟動(dòng)可靠性的單相永磁電機(jī)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種單相永磁電機(jī)，包括定子和可相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；所述定子包括定子磁芯和繞設(shè)于所述定子磁芯上的繞組，所述定子磁芯由若干磁芯組件沿定子周向拼接而成，每個(gè)所述磁芯組件具有一段弧形軛部、從所述弧形軛部的其中一個(gè)端部伸出的繞線部、從所述繞線部的徑向末端向周向兩側(cè)伸出的極靴；所述轉(zhuǎn)子收容于所有所述磁芯組件的繞線部的極靴圍成的空間內(nèi)，所述極靴和轉(zhuǎn)子之間形成氣隙以便于轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，相鄰兩個(gè)所述弧形軛部的接合處設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，相鄰兩個(gè)所述弧形軛部的接合處為平面。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述定子磁芯相鄰的所述極靴之間形成槽開口，所述槽開口的寬度大于0，且小于或等于所述氣隙最小厚度的4倍。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述極靴的徑向厚度從所述繞線部到所述槽開口的方向逐漸減小。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，相鄰所述繞線部之間的極靴設(shè)有定位孔槽，所述定位孔槽沿著電機(jī)的軸向連續(xù)形成或間隔形成，且每個(gè)所述定位孔槽到相鄰兩個(gè)所述繞線部的距離不相同。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述定位孔槽的數(shù)量與所述永磁極的極數(shù)相等。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述定位孔槽位于所述極靴的外周表面與內(nèi)周表面之間。
[0012]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述定位孔槽暴露在所述極靴的內(nèi)周表面。
[0013]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁芯和沿所述轉(zhuǎn)子磁芯周向設(shè)置的若干永磁極，所述若干永磁極的外周表面與所述極靴的內(nèi)周表面分別位于兩同心圓柱面上。
[0014]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述若干永磁極由一塊環(huán)形永磁體形成或每一永磁極由一塊或多塊弧形永磁體形成。
[0015]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子磁芯和沿所述轉(zhuǎn)子磁芯周向設(shè)置的若干永磁極，每一永磁極的外周表面到轉(zhuǎn)子中心的距離從其周向中心往兩端逐漸減小。
[0016]本實(shí)用新型的單相永磁電機(jī)，采用若干形狀相同的磁芯組件拼接成定子磁芯，從而使繞線部能相互分離，更快地完成繞組的繞設(shè)；定子磁芯相鄰的極靴之間形成較小的槽開口，可降低槽開口導(dǎo)致的磁阻突變，從而平滑電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩，提高定位準(zhǔn)確度，使電機(jī)的啟動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)更為可靠平滑。
[0017]為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的單相永磁電機(jī)的示意圖；
[0019]圖2是圖1所示單相永磁電機(jī)去掉外殼后的示意圖；
[0020]圖3是圖1所示單相永磁電機(jī)去掉外殼、定子繞組、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸等之后的簡化示意圖。
[0021]圖4是圖1所示的單相永磁電機(jī)的定子磁芯的示意圖。
[0022]圖5是圖1所示的單相永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁芯及其永磁體的示意圖。
[0023]圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的單相永磁電機(jī)的定子磁芯的示意圖。
[0024]圖7是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁芯及其永磁體的示意圖。
[0025]圖8是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁芯及其永磁體的示意圖。
[0026]圖9是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁芯及其永磁體的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，通過對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本實(shí)用新型的技術(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，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。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。
[0028]第一實(shí)施例
[0029]請參閱圖1至圖5，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施方式的單相永磁電機(jī)10包括定子20和相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子50。
[0030]該定子20包括一端開口的筒狀外殼21、安裝到外殼21開口端的端蓋23、安裝到外殼21內(nèi)的定子磁芯30、安裝到定子磁芯30的絕緣線架40和繞設(shè)于定子磁芯30上并被絕緣線架40支撐的繞組39。其中，該定子磁芯30由若干形狀相同的磁芯組件300(見圖4)沿定子周向拼接而成，每個(gè)磁芯組件300具有一段弧形軛部301、從弧形軛部301的其中一個(gè)端部(包括末端和近末端)伸出的繞線部33、從繞線部33的徑向末端向周向兩側(cè)伸出的極靴35 ;所有磁芯組件的弧形軛部301首尾拼接形成所述定子磁芯的外環(huán)部31。本實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)磁芯組件的接合面為平面。所述磁芯組件的弧形軛部301和繞線部33共同形成L形結(jié)構(gòu)。
[0031]在本實(shí)施例中，每個(gè)磁芯組件300僅具有一個(gè)繞線部33，因此，磁芯組件的個(gè)數(shù)與繞組的個(gè)數(shù)相同，例如是4個(gè)。每個(gè)磁芯組件的繞組完成之后，將該若干磁芯組件300的弧形軛部301首尾拼接起來，從而得到具有定子繞組的定子磁芯30，可以理解地，每個(gè)磁芯組件300也可具有多個(gè)繞線部33。
[0032]在本實(shí)施例中，磁芯組件300的弧形軛部301之間還可以直接焊接或通過其他方式組配在一起，此時(shí)，如圖4所示，為了更好地使相鄰弧形軛部的首尾相接觸，可以在相鄰磁芯組件的弧形軛部的端部設(shè)有相互配合的平面，具體來說，可以在每個(gè)磁芯組件300的弧形軛部301的兩端分別設(shè)置第一平面32以及第二平面34，相鄰弧形軛部301的第一平面32與第二平面34可以緊密貼合。
[0033]轉(zhuǎn)子50收容于若干繞線部的極靴35圍成的空間內(nèi)，如圖5所示，轉(zhuǎn)子50包括沿該轉(zhuǎn)子周向設(shè)置的若干個(gè)永磁極55，每個(gè)永磁極的外側(cè)表面為弧面，每個(gè)永磁極的周向中間比其兩端更靠近極靴35，使該永磁極55與極靴的內(nèi)周表面形成對稱非均勻氣隙41。優(yōu)選地，對稱非均勻氣隙最大厚度是其最小厚度的1.5倍以上。
[0034]在本實(shí)施例中，每個(gè)永磁極55由一塊永磁體56如鐵氧體、稀土永磁材料等形成，轉(zhuǎn)子50還包括轉(zhuǎn)子磁芯53，該永磁體56安裝到轉(zhuǎn)子磁芯53的外周表面；轉(zhuǎn)子磁芯的外周表面設(shè)有若干軸向延伸的凹槽54，每個(gè)凹槽54位于兩個(gè)永磁極55的分界處，以減少磁泄漏。為使該永磁體56的外周表面與極靴的內(nèi)周表面之間形成對稱非均勻氣隙，所述永磁體56的外周表面到轉(zhuǎn)子中心的距離從周向中心往兩端逐漸減小。具體地，轉(zhuǎn)子磁芯73的外周表面與第一內(nèi)環(huán)部的內(nèi)周表面是同心圓，而永磁體56的厚度從周向中心向兩端逐漸減??；或者，永磁體56的厚度為均勻厚度，轉(zhuǎn)子磁芯53的外周表面從周向中心向兩端逐漸減小從而最終導(dǎo)致永磁體的外周表面到轉(zhuǎn)子中心的距離從周向中心往兩端逐漸減小?？梢岳斫獾?，每個(gè)永磁極55也可以由多塊永磁體56形成，或所有永磁極55由一塊環(huán)形永磁體形成。
[0035]轉(zhuǎn)子50還包括轉(zhuǎn)軸51，轉(zhuǎn)軸51穿過轉(zhuǎn)子磁芯53并與其固定在一起。轉(zhuǎn)軸51的一端通過軸承24安裝到定子的端蓋，另一端通過另一個(gè)軸承安裝到定子的筒狀外殼21的底部，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子可相對于定子轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所稱的環(huán)部是指沿周向連續(xù)延伸而成的封閉結(jié)構(gòu)，包括圓環(huán)形、方形、多邊形等。
[0036]該定子磁芯30由具有導(dǎo)磁性能的軟磁性材料制成，例如由導(dǎo)磁芯片(業(yè)界常用硅鋼片)沿電機(jī)軸向?qū)盈B而成，優(yōu)選地，該定子磁芯30中繞線部33沿電機(jī)周向均勻間隔分布，每一繞線部33基本沿電機(jī)徑向從弧形軛部301朝向轉(zhuǎn)子伸出，極靴35從每個(gè)繞線部33的徑向內(nèi)端向定子的兩周側(cè)伸出。
[0037]優(yōu)選地，極靴35的徑向厚度從繞線部33到槽開口 37的方向逐漸減小，使極靴35的磁阻從繞線部向槽開口 37的方向逐漸增加，形成磁阻逐漸增大的磁橋，從而平滑電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩，提高定位準(zhǔn)確度，使電機(jī)的啟動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)更為可靠平滑。
[0038]在本實(shí)施例中，相鄰所述繞線部之間的極靴35設(shè)有定位孔槽38，定位孔槽38的個(gè)數(shù)與定子的極數(shù)、環(huán)形永磁極的極數(shù)相等或?yàn)檗D(zhuǎn)子極數(shù)的整數(shù)倍，在本實(shí)施例中為4個(gè)。本實(shí)施例中，定子繞組采用集中式繞組，因此，繞線部數(shù)量等于定子的極數(shù)。在替換方案中，定子繞組的每個(gè)元件跨繞兩個(gè)或多