【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，具体而言，涉及一种定子结构和单相永磁电机。
技术介绍
1、随着永磁电机技术的飞速发展，永磁电机越来越受到人们的重视，与传统电励磁电机等其他电机相比，永磁电机具有出力密度高、效率高、维护方便、结构简单等优点。
2、其中，单相永磁电机为单相绕组，驱动主电路所需的开关器件较少，控制系统硬件成本低，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的特点，已广泛应用于风机、水泵、光盘驱动等对动态性能要求不高的小功率家用电器。
3、但是单相永磁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。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种定子结构和单相永磁电机，能够在转子结构静止时使得转子中心线偏移定子中心线的角度在合理范围，满足不同负载工况下对单相永磁电机起动力矩的需求。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供了一种定子结构，包括定子铁芯，定子铁芯包括多个定子芯体，定子芯体具有定子齿，在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内，定子齿的内圆包括第一圆弧段和第二圆弧段，第一圆弧段为定子铁芯的外圆的同心结构，第二圆弧段为定子铁芯的外圆的偏心结构。
3、进一步地，第一圆弧段相对于定子铁芯的外圆圆心所形成的圆心角与第二圆弧段相对于定子铁芯的外圆圆心所形成的圆心角不同。>
4、进一步地，第二圆弧段的圆心位于以定子铁芯的外圆为圆心，以r6为半径的圆上，其中r6＞0。
5、进一步地，与定子齿的齿中心线之间的夹角为e且以定子铁芯的外圆为圆心的径线为第一径线，第二圆弧段的圆心位于第一径线与半径为r6的圆的交点处，其中e为半个定子芯体的夹角，e＝180°/z1，z1为定子铁芯齿数。
6、进一步地，第一圆弧段的半径为r4，圆弧角度为f，第二圆弧段的半径为r5，圆弧角度为g+h，h为第二圆弧段在定子齿的齿中心线的一侧的圆心角，g为第二圆弧段在定子齿的齿中心线的另一侧的圆心角，其中r4、r5和r6满足：
7、cos(g+e)＝(r4*r4+r6*r6-r5*r5)/(2*r4*r6)。
8、进一步地，第一圆弧段的半径为r4，圆弧角度为f，f为第一圆弧段在定子齿的齿中心线的第一侧的圆心角，第二圆弧段的半径为r5，圆弧角度为g+h，h为第二圆弧段在定子齿的齿中心线的第二侧的圆心角，g为第二圆弧段在定子齿的齿中心线的第一侧的圆心角，f+g≥h。
9、进一步地，第一圆弧段的半径为r4，圆弧角度为f+g，f为第一圆弧段在定子齿的齿中心线的第一侧的圆心角，第二圆弧段的半径为r5，圆弧角度为h，h为第二圆弧段在定子齿的齿中心线第二侧的圆心角，g为第一圆弧段在齿中心线的第二侧的圆心角，f≥h+g。
10、进一步地，相邻定子齿的齿靴之间形成槽口，槽口沿定子铁芯的周向方向的宽度为l5，l5＝π*r4*(2e-f-g-h)/(6*e)，r4为第一圆弧段的半径，f为第一圆弧段在定子齿的齿中心线的第一侧的圆心角，g为第二圆弧段在定子齿的齿中心线的第一侧的圆心角或第一圆弧段在齿中心线的第二侧的圆心角，h为第二圆弧段在定子齿的齿中心线第二侧的圆心角。
11、进一步地，0.05*r4≥l5≥0.01*r4。
12、进一步地，定子铁芯由直条状链式铁芯围成。
13、进一步地，链式铁芯在冲制时按照两列对插排样。
14、进一步地，链式铁芯为直条状时，相邻的定子齿的内圆之间的间距l4＝2*r3*sin(e)，其中r3为定子铁芯的外圆半径，z1为定子铁芯的齿数，e为半个定子芯体的圆心角，e＝180°/z1。
15、根据本专利技术的另一方面，提供了一种定子结构，包括定子铁芯，定子铁芯包括多个定子芯体，定子芯体具有定子齿，在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内，定子齿的内圆包括圆弧段和开口槽，开口槽位于定子齿的齿中心线的一侧，开口槽的槽中心线与齿中心线之间的夹角为g，半个定子芯体的夹角为e，e＞g＞0。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了一种单相永磁电机，包括定子结构和转子结构，该定子结构为上述的定子结构，转子结构位于定子结构的内周侧，转子结构与定子结构之间形成气隙。
17、进一步地，转子结构包括转子铁芯和永磁体，永磁体以辐射状均布插设在转子铁芯内，永磁体切向充磁。
18、进一步地，定子铁芯的定子齿的数量与永磁体的数量相同，且均为偶数。
19、进一步地，转子结构还包括转子轴，定子铁芯的轴向长度为l1，永磁体的轴向长度为l2，转子铁芯的轴向长度为l3，1.5*l1≥l3≥l1，1.5*l3≥l2≥l3。
20、进一步地，1.5*l1≥l3＞l1，1.5*l3≥l2＞l3。
21、进一步地，转子铁芯的外圆包括多个沿周向依次排布的偏心弧，偏心弧的半径为r1，偏心弧的圆心分布直径为d2，转子铁芯的外圆直径为d1，d1＝d2+2*r1。
22、进一步地，转子铁芯的外圆的偏心弧包括中间偏心弧和边侧偏心弧，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，转子铁芯的外径为d1，中间偏心弧的半径为r1，中间偏心弧的圆心分布在直径为d2且与转子铁芯的中心轴线同心的圆上，边侧偏心弧的半径为r2，边侧偏心弧的圆心分布在直径为d3的圆上，同一偏心弧的边侧偏心弧的圆心所在圆的圆心与中间偏心弧的圆心重合。
23、进一步地，d1＝d2+2*r1，r1＝0.5*d3+r2。
24、进一步地，转子铁芯的外圆的偏心弧包括中间偏心弧和边侧偏心弧，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，边侧偏心弧远离中间偏心弧的一侧具有切边，单侧的边侧偏心弧的圆心角为c，切边与经过切边与边侧偏心弧的径线之间的夹角为d，d≤90°。
25、应用本专利技术的技术方案，定子结构包括定子铁芯，定子铁芯包括多个定子芯体，定子芯体具有定子齿，在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内，定子齿的内圆包括第一圆弧段和第二圆弧段，第一圆弧段为定子铁芯的外圆的同心结构，第二圆弧段为定子铁芯的外圆的偏心结构。该定子结构对定子齿的内圆进行了优化，通过对内圆的圆弧进行处理，使得定子的内圆形成非对称结构，从而能够使得转子结构静止时转子中心线偏移定子中心线的角度在合理范围，满足不同负载工况下对单相永磁电机起动力矩的需求。
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1.一种定子结构，其特征在于，包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括多个定子芯体(2)，所述定子芯体(2)具有定子齿(3)，在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内，所述定子齿(3)的内圆包括第一圆弧段(4)和第二圆弧段(5)，所述第一圆弧段(4)为所述定子铁芯(1)的外圆的同心结构，所述第二圆弧段(5)为所述定子铁芯(1)的外圆的偏心结构。
2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)相对于所述定子铁芯(1)的外圆圆心所形成的圆心角与所述第二圆弧段(5)相对于所述定子铁芯(1)的外圆圆心所形成的圆心角不同。
3.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述第二圆弧段(5)的圆心位于以所述定子铁芯(1)的外圆为圆心，以R6为半径的圆上，其中R6＞0。
4.根据权利要求3所述的定子结构，其特征在于，与所述定子齿(3)的齿中心线之间的夹角为e且以所述定子铁芯(1)的外圆为圆心的径线为第一径线，所述第二圆弧段(5)的圆心位于所述第一径线与半径为R6的圆的交点处，其中e为半个定子芯体(2)的夹角，e＝180°/Z1，Z1
5.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为R4，圆弧角度为f，所述第二圆弧段(5)的半径为R5，圆弧角度为g+h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的一侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的另一侧的圆心角，其中R4、R5和R6满足：
6.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为R4，圆弧角度为f，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，所述第二圆弧段(5)的半径为R5，圆弧角度为g+h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第二侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，f+g≥h。
7.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为R4，圆弧角度为f+g，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，所述第二圆弧段(5)的半径为R5，圆弧角度为h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线第二侧的圆心角，g为所述第一圆弧段(4)在所述齿中心线的第二侧的圆心角，f≥h+g。
8.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，相邻所述定子齿(3)的齿靴之间形成槽口(13)，所述槽口(13)沿所述定子铁芯(1)的周向方向的宽度为L5，L5＝π*R4*(2e-f-g-h)/(6*e)，R4为所述第一圆弧段(4)的半径，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角或所述第一圆弧段(4)在所述齿中心线的第二侧的圆心角，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线第二侧的圆心角。
9.根据权利要求8所述的定子结构，其特征在于，0.05*R4≥L5≥0.01*R4。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的定子结构，其特征在于，所述定子铁芯(1)由直条状链式铁芯围成。
11.根据权利要求10所述的定子结构，其特征在于，所述链式铁芯在冲制时按照两列对插排样。
12.根据权利要求10所述的定子结构，其特征在于，所述链式铁芯为直条状时，相邻的所述定子齿(3)的内圆之间的间距L4＝2*R3*sin(e)，其中R3为所述定子铁芯(1)的外圆半径，Z1为所述定子铁芯(1)的齿数，e为半个定子芯体(2)的圆心角，e＝180°/Z1。
13.一种定子结构，其特征在于，包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括多个定子芯体(2)，所述定子芯体(2)具有定子齿(3)，在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内，所述定子齿(3)的内圆包括圆弧段和开口槽(6)，所述开口槽(6)位于所述定子齿(3)的齿中心线的一侧，所述开口槽(6)的槽中心线与所述齿中心线之间的夹角为g，半个所述定子芯体(2)的夹角为e，e＞g＞0。
14.一种单相永磁电机，包括定子结构和转子结构，其特征在于，所述定子结构为权利要求1至13中任一项所述的定子结构，所述转子结构位于所述定子结构的内周侧，所述转子结构与所述定子结构之间形成气隙。
15.根据权利要求14所述的单相永磁电机，其特征在于，所述转子结构包括转子铁芯(7)和永磁体(8)，所述永磁体(8)以辐射状均布插设在所述转子铁芯(7)内，所述永磁体(8)切向充磁。...
【技术特征摘要】
1.一种定子结构，其特征在于，包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括多个定子芯体(2)，所述定子芯体(2)具有定子齿(3)，在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内，所述定子齿(3)的内圆包括第一圆弧段(4)和第二圆弧段(5)，所述第一圆弧段(4)为所述定子铁芯(1)的外圆的同心结构，所述第二圆弧段(5)为所述定子铁芯(1)的外圆的偏心结构。
2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)相对于所述定子铁芯(1)的外圆圆心所形成的圆心角与所述第二圆弧段(5)相对于所述定子铁芯(1)的外圆圆心所形成的圆心角不同。
3.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述第二圆弧段(5)的圆心位于以所述定子铁芯(1)的外圆为圆心，以r6为半径的圆上，其中r6＞0。
4.根据权利要求3所述的定子结构，其特征在于，与所述定子齿(3)的齿中心线之间的夹角为e且以所述定子铁芯(1)的外圆为圆心的径线为第一径线，所述第二圆弧段(5)的圆心位于所述第一径线与半径为r6的圆的交点处，其中e为半个定子芯体(2)的夹角，e＝180°/z1，z1为定子铁芯(1)齿数。
5.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为r4，圆弧角度为f，所述第二圆弧段(5)的半径为r5，圆弧角度为g+h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的一侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的另一侧的圆心角，其中r4、r5和r6满足：
6.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为r4，圆弧角度为f，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，所述第二圆弧段(5)的半径为r5，圆弧角度为g+h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第二侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，f+g≥h。
7.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第一圆弧段(4)的半径为r4，圆弧角度为f+g，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，所述第二圆弧段(5)的半径为r5，圆弧角度为h，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线第二侧的圆心角，g为所述第一圆弧段(4)在所述齿中心线的第二侧的圆心角，f≥h+g。
8.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，相邻所述定子齿(3)的齿靴之间形成槽口(13)，所述槽口(13)沿所述定子铁芯(1)的周向方向的宽度为l5，l5＝π*r4*(2e-f-g-h)/(6*e)，r4为所述第一圆弧段(4)的半径，f为所述第一圆弧段(4)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角，g为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线的第一侧的圆心角或所述第一圆弧段(4)在所述齿中心线的第二侧的圆心角，h为所述第二圆弧段(5)在所述定子齿(3)的齿中心线第二侧的圆心角。
9.根据权利要求8所述的定子结构，其特征在于，0.05*r4≥l5≥0.01*r4。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的定子结构，其特征在于，所述定子铁芯(1)由直条状链式铁芯围成。
11.根据权利要求10所述的定子结构，其特征在于，所述链式铁芯在冲制时...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，郭伟林，肖胜宇，蔡易霖，张家旺，陈晓森，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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