四极单相永磁同步电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种四极单相永磁同步电机。


背景技术：

2.许多产品倾向于使用单相永磁交流电机，因为这种电机的电磁结构和驱动系统都较简单、无单边磁拉力的产生以及拥有良好的通风道等优点。当转子的磁极数为四时，这种电机会衍生出许多不同的定子结构，其中包括分离式的定子铁芯结构。传统上，参见图1，单相永磁交流电机的定子铁芯使用气隙6'不均匀的“大小边”结构；这种“大小边”的存在，使得电机定子铁芯和转子磁钢之间的距离(即气隙6'宽度)在不同的位置上是变化的。这种不均匀的气隙6'，这会造成电机的效率降低，并且使得电磁转矩中含有丰富的谐波，而这些转矩谐波会使得电机产生较大的噪音。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的提供一种四极单相永磁同步电机，旨在解决现有技术中由于电机中气隙不均匀，造成电机效率低和电磁转矩中含有丰富的谐波的问题，而这些谐波会使得电机产生较大的噪音。
4.四极单相永磁同步电机包括：
5.定子总成，包括第一铁芯、第二铁芯、以及分别设于所述第一铁芯和所述第二铁芯上第一电枢绕组和第二电枢绕组；所述第一铁芯包括依次连接的第一长齿部、第一磁轭和第一短齿部；所述第二铁芯包括依次连接的第二长齿部、第二磁轭和第二短齿部；所述第一长齿部远离所述第一磁轭的一端与所述第二短齿部远离所述第二磁轭的一端相间隔设置，所述第一短齿部远离所述第一磁轭的一端与所述第二长齿部远离所述第二磁轭的一端相间隔设置；所述第一长齿部、所述第一磁轭、所述第一短齿部、所述第二长齿部、所述第二磁轭和所述第二短齿部合围形成定子内孔；
6.转子总成，包括四个磁极；所述转子总成可转动的设置于所述定子内孔中。所述转子总成与所述第一长齿部、所述第一短齿部、第二长齿部、第二短齿部之间都具有均匀的气隙。
7.优选地，沿所述第一磁轭到所述第二磁轭为长度方向，所述第一长齿部沿长度方向的长度大于所述第一短齿部沿长度方向的长度，所述第二长齿部沿长度方向的长度大于所述第二短齿部沿长度方向的长度。
8.优选地，所述第一长齿部远离所述第一磁轭的一端与所述第二短齿部远离所述第二磁轭的一端之间的间隙为第一间隙，与所述第一短齿部远离所述第一磁轭的一端与所述第二长齿部远离所述第二磁轭的一端之间的间隙为第二间隙，沿所述第一磁轭到所述第二磁轭为长度方向，所述第一间隙和所述第二间隙的间隙距离相等。
9.优选地，所述第一间隙和所述第二间隙沿所述转子总成的转动轴线方向的投影关于所述转动轴线的投影点中心对称。
10.优选地，所述第一电枢绕组和所述第二电枢绕组串联或并联，以使当第一电枢绕组和第二电枢绕组在通有电流时，所述第一电枢绕组和第二电枢绕组产生的磁场互相增强。
11.优选地，所述第一电枢绕组包括围绕在所述第一短齿部的第一分绕组和围绕在所述第一长齿部的第二分绕组，所述第一分绕组与所述第二分绕组串联。
12.优选地，所述第二电枢绕组包括围绕在所述第二长齿部的第三分绕组和围绕在所述第二短齿部的第四分绕组，所述第三分绕组和所述第四分绕组串联。
13.优选地，所述第一长齿部、所述第一短齿部和所述第一磁轭为一体成型结构，所述第二长齿部、所述第二短齿部和所述第二磁轭为一体成型结构。
14.优选地，所述转子总成包括转子轴和套设于所述转子轴上的转子磁轭，所述转子磁轭与所述转子轴连为一体。
15.优选地，所述转子磁轭的外壁安装有包括两个n极磁极两个s极磁极的永磁体。
16.本实用新型公开的四极单相永磁同步电机，其包括定子总成和转子总成，定子总成包括第一铁芯和第二铁芯；所述第一铁芯包括第一长齿部、第一短齿部和连接所述第一长齿部和所述第一短齿部的第一磁轭；所述第二铁芯包括第二长齿部、第二短齿部和连接所述第一长齿部和第二短齿部的第二磁轭；所述第一长齿部、所述第一短齿部、所述第一磁轭、所述第二长齿部、所述第二短齿部和所述第二磁轭合围形成定子内孔；所述转子总成可转动的设置与所述定子内孔中，且所述转子总成与所述第一长齿部、所述第一短齿部、第二长齿部、第二短齿部之间都具有均匀的气隙，避免因电机中的气隙不均匀，而造成电机效率较低和电磁转矩中含有导致噪音的丰富的谐波。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为背景技术中传统四极单相永磁同步电机的结构示意图；
19.图2为本实用新型中四极单相永磁同步电机的结构示意图；
20.图3为本实用新型中定子总成的结构示意图；
21.图4为本实用新型中转子总成的结构示意图；
22.图5为本实用新型中第一电枢绕组与所述第二电枢绕组串联的电路图；
23.图6为本实用新型中第一电枢绕组与所述第二电枢绕组并联的电路图。
24.附图标号说明：
[0025][0026][0027]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0031]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0033]
本实用新型提出四极单相永磁同步电机，旨在解决现有技术中由于电机中气隙不
均匀，造成电机效率较低和电磁转矩中含有丰富的谐波而导致的较大的噪音的问题。
[0034]
请参照图2
‑
图6。
[0035]
四极单相永磁同步电机，参见图2，其包括定子总成1和转子总成2，在所述定子总成1中设置有定子内孔3，所述转子总成2设置于所述定子内孔3中，当电机通电时，定子总成1中产生磁场，并促使所述转子总成2转动。
[0036]
在本实施例中，参见图3，所述定子总成1包括第一铁芯11、第二铁芯12以及分别安装在第一铁芯11和第二铁芯12上第一电枢绕组13和第二电枢绕组14；所述第一铁芯11包括第一长齿部111、第一短齿部112以及连接所述第一长齿部111、所述第一短齿部112的第一磁轭113；所述第二铁芯12包括第二长齿部121、第二短齿部122以及连接所述第一长齿部111、第二短齿部122的第二磁轭123；所述第一长齿部111与所述第二短齿部122正对设置，所述第一短齿部112与所述第二长齿部121正对设置；所述第一长齿部111远离所述第一磁轭113的一端与所述第二短齿部122远离所述第二磁轭123的一端相间隔设置，所述第一短齿部112远离所述第一磁轭113的一端与所述第二长齿部121远离所述第二磁轭123的一端相间隔设置；所述第一长齿部111、所述第一短齿部112、所述第一磁轭113、所述第二长齿部121、所述第二短齿部122和所述第二磁轭123合围形成定子内孔3。
[0037]
具体的，所述第一铁芯11和所述第二铁芯12的结构完全相同，所述第一铁芯11和所述第二铁芯12沿所述转子总成2的转动轴线方向的投影关于所述转动轴线的投影点中心对称。其中，沿所述第一磁轭113到所述第二磁轭123为长度方向，所述第一长齿部111沿长度方向的长度大于所述第一短齿部112沿长度方向的长度，所述第二长齿部121沿长度方向的长度大于所述第二短齿部122沿长度方向的长度。
[0038]
参见图4，所述转子总成2包括四个磁极；所述转子总成2可转动的设置于所述定子内孔3中，所述转子总成2与所述第一长齿部111、所述第一短齿部112、第二长齿部121、第二短齿部122之间都具有均匀的气隙6。
[0039]
所述转子总成2处于所述定子内孔3的中心，所述转子总成2的整体结构大致呈圆柱形，其中，所述第一长齿部111与所述转子总成2靠近的端面为弧形面，所述第一短齿部112所述转子总成2靠近的端面为弧形面，所述第二长齿部121与所述转子总成2靠近的端面为弧形面，所述第二短齿部122与所述转子总成2靠近的端面为弧形面；所述的弧形面适配所述转子总成2的形状。所述转子总成2离第一长齿部111、所述第一短齿部112、所述第二长齿部121、所述第二短齿部122之间的间距均相等。
[0040]
在本实施例中，所述转子总成2与所述第一长齿部111、所述第一短齿部112、第二长齿部121、第二短齿部122的气隙6是均匀的，气隙6磁场的谐波相对于现有技术减少，从而可以一定程度上降低电机噪音。同时，气隙6磁场的等效宽度降低，从而可以提高永磁体所产生磁场的利用率，进而提高单相永磁交流电机的工作效率。
[0041]
所述转子总成2包括由四个磁极所组成的永磁体，四个所述磁极包括两个n极磁极21和两个s极磁极22；任意两个相邻的磁极均分别为n极磁极21和s极磁极22。该永磁体为钕铁硼磁钢，或者其他高性能材料所组成的永磁体。所述磁极沿转子总成2的轴线方向的投影均为圆心角的90度的间隔。
[0042]
所述第一长齿部111与所述第二短齿部122之间具有第一间隙4，第一短齿部112与所述第二长齿部121之间具有第二间隙5，所述第一间隙4的间距与所述第二间隙5的间距相
等。
[0043]
在本实施例中，在所述第一长齿部111与所述第二短齿部122之间具有第一间隙4，且第一短齿部112与所述第二长齿部121之间具有第二间隙5；所述定子总成1设置成不对称的结构，使得所述转子总成2在停止转动后，最终会停留在特定位置，具体的，当定子总成1断电后，转子总成2不再受到定子电流所产生的磁场力的驱动，并最终会自然停止下来，并且所述定子总成1会自然停止在特定的位置，而这些特定的位置在定子绕组13和14通电后，电流产生的磁场能够驱动转子总成2旋转。在本实施例中，所述磁极具有四个，所述转子总成2存在四个这样的特定位置。
[0044]
所述第一间隙4和所述第二间隙5沿所述转子总成2的转动轴线方向的投影关于所述转动轴线的投影点中心对称。
[0045]
所述第一电枢绕组13和所述第二电枢绕组14串联或并联，以使当第一电枢绕组13和第二电枢绕组14在通有电流时，所述第一电枢绕组13和第二电枢绕组14产生的磁场互相增强。
[0046]
参见图5和图6，所述第一电枢绕组13包括围绕在所述第一短齿部112的第一分绕组131和围绕在所述第一长齿部111的第二分绕组132，所述第一分绕组131与所述第二分绕组132串联。
[0047]
所述第二电枢绕组14包括围绕在所述第二长齿部121的第三分绕组141和围绕在所述第二短齿部122的第四分绕组142，所述第三分绕组141和第四分绕组142串联。
[0048]
所述第一分绕组131和所述第二分绕组132在通电时，第一分绕组131和所述第二分绕组132的电流产生的磁场方向相同；
[0049]
所述第三分绕组141和所述第四分绕组142在通电时，第三分绕组141和所述第四分绕组142的电流产生的磁场方向相同；
[0050]
其中，所述第一电枢绕组13和第二电枢绕组14，在通电时，这些绕组所产生的磁场在电机的第一铁芯11和第二铁芯12里是互相增强的。
[0051]
所述第一长齿部111、所述第一短齿部112和所述第一磁轭113为一体成型结构，所述第二长齿部121、所述第二短齿部122和所述第二磁轭123为一体成型结构。
[0052]
所述第一铁芯11和所述第二铁芯12均呈j型。
[0053]
所述转子总成2还包括转子轴23和转子磁轭24，所述转子磁轭24固定套于所述转子轴23上，所述s极磁极22和所述n极磁极21固定安装在所述转子磁轭24的外壁。所述转子磁轭24和所述转子轴23可以制作成一体。
[0054]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。