单相永磁同步电机及具有其的吸尘器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器。单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括第一类定子齿；第二类定子齿，第一类定子齿与第二类定子齿围设成用于容纳转子部的环形工作腔；其中，第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与第二类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。与普通单相永磁电机相比，本申请提供的电机的齿槽转矩大幅减小、转矩脉动大幅下降，而且电机的输出转矩也有明显提升。采用本申请的单相永磁同步电机具有体积小、重量轻，结构简单、便于大规模制造且制造成本低。

【技术实现步骤摘要】
单相永磁同步电机及具有其的吸尘器
本技术涉及电机设备
，具体而言，涉及一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器。
技术介绍
单相电机为单相绕组，驱动主电路所需的开关器件较少，控制系统硬件成本低。但是单相电机内磁场为脉振磁场，电机的电磁转矩存在0点位置。如果不采用特定的结构，电机停靠位置(齿槽转矩为0的点)与电磁转矩为0的点是重合的，此时无论通入任何电流，电机都无法启动，因此存在起动死点的问题。通常单相永磁电机会采用不等气隙(即同一个定子齿下气隙厚度变化)解决起动死点的问题，如渐变气隙结构。现有技术中，单相电机均采用了均匀气隙与渐变气隙结构(不等气隙)，该结构在解决电机起动死点问题的同时会增大电机的齿槽转矩，导致电机输出转矩脉动增大，加剧电机噪声的产生。同时由于不等气隙结构会使电机的平均气隙长度增加，使电机的输出转矩密度下降。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器，以解决现有技术中电机启动存在起动死点的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种单相永磁同步电机，单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括：第一类定子齿；第二类定子齿，第一类定子齿与第二类定子齿围设成用于容纳转子部的环形工作腔；其中，第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与第二类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。进一步地，相邻的第一类定子齿和第二类定子齿中，第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线，与第二轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线相交并形成夹角γ，其中，γ≠2π/s，s为第一类定子齿和第二类定子齿的总个数。进一步地，s＝2n，第一类定子齿个数为n，第一类定子齿和第二类定子齿的个数为n，n为大于等于1的整数。进一步地，第一类定子齿为多个，第二类定子齿为多个，多个第一类定子齿与第二类定子齿沿转子部的周向交替地设置。进一步地，沿转子部的转动方向，第一轮廓线对应的圆心角的角度，大于第二轮廓线对应的圆心角的角度，其中，以第二类定子齿为参考起点，沿转子部的转动方向，与第二类定子齿相邻的第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的轮廓线的几何中心线之间所夹的圆心角小于2π/s。进一步地，以第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线为基准线，沿转子部的转动方向至2π/s角度时为第一类定子齿的偏移基线，第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线与偏移基线之间形成偏移角θ，其中，θ＝a-b，0＜θ＜π/2-α，α为第一轮廓线的两端与转子部的几何中心处连线形成的圆心角，b为偏移基线、第一轮廓线的前端部与转子部的几何中心处连线形成的圆心角，a为第一类定子齿的偏移基线、第一轮廓线的后端部与转子部的几何中心处连线形成的圆心角。进一步地，第二类定子齿与转子部之间形成均匀的气隙厚度g2，第一类定子齿与转子部之间形成均匀的气隙厚度g1，其中，g1＝g2。进一步地，g1＜g2。进一步地，第二类定子齿与转子部之间形成的气隙厚度，沿转子部的周向逐渐增加或者逐渐减小地设置，和/或，第一类定子齿与转子部之间形成的气隙厚度，沿转子部的周向逐渐增加或者逐渐减小地设置。进一步地，第一类定子齿为多个，第二类定子齿为多个，多个第一类定子齿与多个第二类定子齿围设成环形工作腔，多个第一类定子齿中至少包括两个第一类定子齿相邻地设置，和/或，多个第二类定子齿中至少包括两个第一类定子齿相邻地设置。进一步地，单相永磁同步电机包括：第一定子本体，多个第一类定子齿与第一定子本体相连接；第二定子本体，第二定子本体与第一定子本体相对地设置，多个第二类定子齿与第二定子本体相连接。进一步地，相邻第一类定子齿形成的第一轮廓线的几何中心与转子部的几何中心的连线形成的圆心角为γ1，其中，γ1＝2π/s，和/或，相邻第二定子本体形成的第二轮廓线的几何中心与转子部的几何中心的连线形成的圆心角也为γ1。进一步地，以第一类定子齿为参考起点，沿转子部的转动方向相邻的第二类定子齿，第一轮廓线的几何中心、第二轮廓中心与转子部的几何中心的连线形成的圆心角为γ3，其中，γ3＞2π/s。进一步地，第一类定子齿为多个，第二类定子齿为多个，第一类定子齿的个数与第二类定子齿的个数不同。进一步地，多个第一类定子齿中至少一个第一类定子齿的结构与其余的第一类定子齿和第二类定子齿的结构不同。进一步地，第一定子本体与第二定子本体一体成型，第一定子本体与第二定子本体的横截面呈环形或者方形。进一步地，第一定子本体与第二定子本体具有距离地设置，第一定子本体与第二定子本体相邻的表面上设置有凹陷部。进一步地，以第二类定子齿为参考起点，沿转子部的转动方向相邻的第一类定子齿所具有的第一轮廓线和第二轮廓的几何中心分别与转子部的几何中心的连线形成的圆心角为γ2，其中，γ2＜2π/s。根据本技术的另一方面，提供了一种吸尘器，包括单相永磁同步电机，单相永磁同步电机为上述的单相永磁同步电机。应用本技术的技术方案，通过将电机的定子齿设置成多种类型的齿结构，并将不同齿结构的轮廓线对应的圆心角设置成不同的方式，即通过对电机一部分定子齿进行偏移设计，以此消除电机起动死点，并且能够提升电机输出转矩。与普通单相永磁电机相比，本申请提供的电机的齿槽转矩大幅减小、转矩脉动大幅下降，而且电机的输出转矩也有明显提升。采用本申请的单相永磁同步电机具有体积小、重量轻，结构简单、便于大规模制造且制造成本低。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第一实施例的结构示意图；图2示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第二实施例的结构示意图；图3示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第三实施例的结构示意图；图4示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第四实施例的结构示意图；图5示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第五实施例的结构示意图；图6示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第六实施例的结构示意图；图7示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第七实施例的结构示意图；图8示出了根据本技术的单相永磁同步电机的第八实施例的结构示意图；图9示出了根据本技术的单相永磁同步电机的0s时刻转子位置示意图；图10示出了根据本技术的单相永磁同步电机的0齿槽转矩时转子位置示意图；图11示出了根据本技术的单相永磁同步电机的不同转子位置对应的齿槽转矩示意图；图12示出了根据本技术的单相永磁同步电机的相同电流下不同转子位置的起动转矩示意图；图13示出了根据本技术的单相永磁同步电机的平均气隙厚度相同条件下不同定子齿结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相永磁同步电机，其特征在于，所述单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括：/n第一类定子齿(10)；/n第二类定子齿(20)，所述第一类定子齿(10)与所述第二类定子齿(20)围设成用于容纳转子部(30)的环形工作腔；/n其中，所述第一类定子齿(10)的朝向所述转子部(30)一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与所述第二类定子齿(20)的朝向所述转子部(30)一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种单相永磁同步电机，其特征在于，所述单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括：
第一类定子齿(10)；
第二类定子齿(20)，所述第一类定子齿(10)与所述第二类定子齿(20)围设成用于容纳转子部(30)的环形工作腔；
其中，所述第一类定子齿(10)的朝向所述转子部(30)一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与所述第二类定子齿(20)的朝向所述转子部(30)一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。


2.根据权利要求1所述的单相永磁同步电机，其特征在于，相邻的所述第一类定子齿(10)和所述第二类定子齿(20)中，所述第一轮廓线的沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线，与所述第二轮廓线的沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线相交并形成夹角γ，其中，γ≠2π/s，s为所述第一类定子齿(10)和所述第二类定子齿(20)的总个数。


3.根据权利要求2所述的单相永磁同步电机，其特征在于，s＝2n，所述第一类定子齿(10)个数为n，所述第一类定子齿(10)和所述第二类定子齿(20)的个数为n，n为大于等于1的整数。


4.根据权利要求3所述的单相永磁同步电机，其特征在于，所述第一类定子齿(10)为多个，所述第二类定子齿(20)为多个，多个所述第一类定子齿(10)与所述第二类定子齿(20)沿所述转子部(30)的周向交替地设置。


5.根据权利要求2所述的单相永磁同步电机，其特征在于，沿所述转子部(30)的转动方向，所述第一轮廓线对应的圆心角的角度，大于所述第二轮廓线对应的圆心角的角度，其中，以所述第二类定子齿(20)为参考起点，沿所述转子部(30)的转动方向，与所述第二类定子齿(20)相邻的所述第一类定子齿(10)的朝向转子部一侧的端面的轮廓线的几何中心线之间所夹的圆心角小于2π/s。


6.根据权利要求5所述的单相永磁同步电机，其特征在于，以所述第二轮廓线的沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线为基准线，沿所述转子部(30)的转动方向至2π/s角度时为所述第一类定子齿(10)的偏移基线，所述第一轮廓线的沿所述转子部(30)的径向方向的几何中心线与所述偏移基线之间形成偏移角θ，其中，θ＝a-b，0＜θ＜π/2-α，α为所述第二轮廓线的两端与所述转子部(30)的几何中心处连线形成的圆心角，b为所述偏移基线、所述第一轮廓线的前端部与所述转子部(30)的几何中心处连线形成的圆心角，a为所述第一类定子齿(10)的偏移基线、所述第一轮廓线的后端部与转子部(30)的几何中心处连线形成的圆心角。


7.根据权利要求1所述的单相永磁同步电机，其特征在于，所述第二类定子齿(20)与所述转子部(30)之间形成均匀的气隙厚度g2，所述第一类定子齿(10)与所述转子部(30)之间形成均匀的气隙厚度g1，其中，g1＝g2。


8.根据权利要求1所述的单相永磁同步电机，其特征在于，g1＜g2。


9.根据权利要求1所述的单相永磁同步电机，其特征在于，所述第二类定子齿(20)与所述转子部(30)之间形成的气隙厚度，沿所述转子部(30)的周向逐渐增加或者逐渐减小地设置，和/或，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，陈彬，肖勇，张志东，史进飞，肖胜宇，李霞，唐林，朱绍轩，桂鹏千，孙辉，丁佳婷，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44