本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種單相電機(jī)的轉(zhuǎn)子及應(yīng)用所述轉(zhuǎn)子的電機(jī)。
背景技術(shù)：
：近些年單相無刷直流電機(jī)得到較快發(fā)展，其結(jié)構(gòu)一般為在定子鐵芯上纏繞定子繞組，將定子繞組通電后，產(chǎn)生變化的磁場，從而驅(qū)動(dòng)鑲嵌有永磁體的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。由于定子鐵芯需要繞設(shè)定子繞組，因此，通常會(huì)在定子鐵芯上開設(shè)槽口以便進(jìn)行自動(dòng)繞線的工序。然而，槽口的存在使得所述定子鐵芯設(shè)置槽口的部位與轉(zhuǎn)子永磁體之間的磁阻增大，所述定子鐵芯存在起動(dòng)死點(diǎn)。即當(dāng)電機(jī)處于未通電狀態(tài)或者沒有顯著轉(zhuǎn)動(dòng)阻滯時(shí)，所述轉(zhuǎn)子的磁極軸線會(huì)向磁阻小的方向自動(dòng)偏轉(zhuǎn)，即所述轉(zhuǎn)子的磁極軸線會(huì)偏離所述槽口的軸線方向。此時(shí)，轉(zhuǎn)子所受力矩為零，造成電機(jī)的起動(dòng)不穩(wěn)定。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種新型的可提高起動(dòng)可靠性的單相電機(jī)轉(zhuǎn)子及使用該轉(zhuǎn)子的電機(jī)。一種單相電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子磁芯和若干嵌設(shè)于所述轉(zhuǎn)子磁芯內(nèi)部的永磁體，所述永磁體沿所述轉(zhuǎn)子磁芯的圓周方向均勻分布，所述永磁體為條形非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其橫截面兩端部的面積不相等。作為一種優(yōu)選方案，所述永磁體的橫截面的外形為將矩形的一角切掉的形狀，所述永磁體在切掉部分形成缺口。作為一種優(yōu)選方案，每一永磁體上的所述缺口均位于所述永磁體磁極軸線的同一側(cè)。作為一種優(yōu)選方案，所述缺口為矩形、三角形、直角梯形或扇形。作為一種優(yōu)選方案，所述永磁體的橫截面面積為m1，所述缺口的面積為m2，其中，2*m2<m1<5*m2。一種電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子磁芯和繞組，所述定子磁芯包括外軛部和若干定子齒，每一定子齒包括繞線部和連接于所述繞線部一端的極靴，所述繞組繞設(shè)于對(duì)應(yīng)的繞線部上，所述電機(jī)還包括上述任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子。作為一種優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)子磁芯的周壁與所述極靴之間形成一氣隙，所述轉(zhuǎn)子的軸心與所述定子的軸心重合，所述氣隙為均勻氣隙。作為一種優(yōu)選方案，相鄰兩個(gè)極靴之間形成槽口，所述槽口的周向最短距離為a，所述氣隙的寬度為b，其中，b<a<3b。作為一種優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)為c，其中100°<c<150°。作為一種優(yōu)選方案，所述電機(jī)的起動(dòng)角為60°到90°電角度之間。作為一種優(yōu)選方案，所述定子齒與外軛部一體成型或所述定子齒可拆分地連接于所述外軛部。作為一種優(yōu)選方案，所述定子還包括位于所述定子磁芯兩端的端蓋和套設(shè)于所述定子磁芯外周的外殼。本發(fā)明的電機(jī)，通過在所述永磁體的一端開設(shè)缺口使得永磁體呈現(xiàn)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，永磁體兩端與定子極之間的磁阻不相等，以使得所述轉(zhuǎn)子的初始位置能避開所述電機(jī)的啟動(dòng)死點(diǎn)，使得所述電機(jī)的啟動(dòng)更加穩(wěn)定，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)可靠性好。附圖說明圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的立體示意圖。圖2是圖1所示定子和轉(zhuǎn)子的俯視圖。圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的定子和轉(zhuǎn)子的俯視圖。圖4是為現(xiàn)有定子和轉(zhuǎn)子在未通電的條件下，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁力線分布圖。圖5是為本發(fā)明實(shí)施例和轉(zhuǎn)子在未通電的條件下，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁力線分布圖。圖6是圖4所述定子和轉(zhuǎn)子的齒槽轉(zhuǎn)矩曲線圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例定子和轉(zhuǎn)子的齒槽轉(zhuǎn)矩曲線圖。主要元件符號(hào)說明電機(jī)100定子20定子磁芯21外軛部211定子齒213繞線部2131極靴2133極弧面21331槽口215轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)子磁芯31永磁體33缺口332氣隙50如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說明的是，當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個(gè)組件，它可以是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)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。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。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。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一實(shí)施方式提供的電機(jī)100，包括定子20和可相對(duì)所述定子20旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子30。所述定子20包括定子磁芯21、位于定子磁芯21兩端的端蓋及筒狀外殼(圖未示)，所述定子磁芯21安裝于所述外殼的內(nèi)壁上。所述兩端蓋安裝于所述外殼兩端。所述轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)動(dòng)地容置于所述定子20內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子30的轉(zhuǎn) 軸(圖未示)兩端通過軸承(圖未示)安裝至所述端蓋。優(yōu)選地，所述電機(jī)100為單相直流無刷電機(jī)。所述定子20還包括絕緣線架和定子繞組(圖未示)，所述絕緣線架安裝于所述定子磁芯21上，所述定子繞組繞設(shè)于所述對(duì)應(yīng)的絕緣線架，所述定子磁芯21與所述定子繞組之間通過所述絕緣線架隔離，以使所述定子磁芯21與所述對(duì)應(yīng)的定子繞組絕緣。請(qǐng)參閱圖2，所述定子磁芯21包括外軛部211和定子齒213。本實(shí)施方式中，所述定子磁芯為4極4槽結(jié)構(gòu)，即所述外軛部211的內(nèi)側(cè)安裝4個(gè)定子齒213，所述4個(gè)定子齒213之間形成4個(gè)繞線槽。所述外軛部211為閉合的環(huán)形，所以稱為定子20的外環(huán)部。所述每一定子齒213包括一體成型的繞線部2131和極靴2133。本實(shí)施方式中，每一定子齒213可為從外軛部211沿徑向向內(nèi)延伸形成。所述繞線部2131沿定子磁芯21軸線方向的投影大體呈方形。在本發(fā)明其他實(shí)施方式中，如圖3所示，所述電機(jī)100的定子磁芯21可以采用分體式芯片，即定子齒213與外軛部211為可拆分式連接，采用可拆分式連接有利于定子繞組的繞設(shè)。所述繞線部2131背離所述對(duì)應(yīng)極靴2133的一端通過例如燕尾槽嵌合的形式連接于所述外軛部211內(nèi)側(cè)。請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D2，所述極靴2133設(shè)置于所述繞線部2131一端，所述每一極靴2133為從繞線部2131一端沿轉(zhuǎn)子周向延伸的圓弧形結(jié)構(gòu)，每一繞線部2131背離所述外軛部211的一端連接于對(duì)應(yīng)的極靴2133的外圓弧中心。本實(shí)施方式中，4個(gè)所述定子齒213均勻間隔的安裝于所述外軛部211內(nèi)側(cè)，所述4個(gè)極靴2133大致圍成一個(gè)與所述外軛部211同心的圓。其中，相鄰兩個(gè)極靴2133之間形成槽口215，所述槽口215用于容許形成定子繞組的導(dǎo)線穿過，以便進(jìn)行定子繞組的繞制。所述槽口215的寬度大于所述導(dǎo)線的寬 度。本實(shí)施方式中，所述極靴2133包括極弧面21331，所述極弧面21331為所述極靴2133的內(nèi)圓弧。所述極弧面21331的弧長接近所述極弧面21331所在圓周的四分之一。所述若干極弧面21331圍成一轉(zhuǎn)動(dòng)地容置所述轉(zhuǎn)子30的容置空間。所述轉(zhuǎn)子30為嵌入式永磁轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子磁芯31和若干由永磁體制成的永磁極33。本實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子磁芯31大體為中空?qǐng)A柱體，其中心被一轉(zhuǎn)軸(圖未示)穿過并與所述轉(zhuǎn)軸固定在一起。所述永磁體33為條形永磁體，其沿所述轉(zhuǎn)子磁芯31的軸向嵌設(shè)于所述轉(zhuǎn)子磁芯31內(nèi)部。本實(shí)施方式中，所述永磁極33的數(shù)量與所述定子齒213的數(shù)量相同，亦即所述定子20的磁極數(shù)與所述轉(zhuǎn)子30的磁極數(shù)相同。本實(shí)施方式中，所述永磁極33沿轉(zhuǎn)子徑向極化，永磁極的數(shù)量為四個(gè)，所述四個(gè)永磁極33沿所述轉(zhuǎn)子磁芯31的圓周方向均勻分布于所述轉(zhuǎn)子磁芯31內(nèi)，每一永磁極33由一塊永磁體形成，當(dāng)然每一永磁極33也可以由多塊永磁體形成。所述轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)動(dòng)地容置于所述定子20的容置空間內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子磁芯31的周壁與所述極靴2133之間形成一氣隙50，以便所述轉(zhuǎn)子30可相對(duì)所述定子20旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子30的軸心與所述定子20的軸心重合，所述氣隙50為均勻氣隙，即，所有極弧面21331位于同一圓柱面上，所述圓柱面與轉(zhuǎn)子同心，所述任意極靴2133的極弧面21331到所述轉(zhuǎn)子磁芯31外周壁的距離均相等。每一永磁極33的一端沿所述轉(zhuǎn)子磁芯31的軸向開設(shè)缺口332(圖中虛線部分)。本實(shí)施方式中，所述缺口332開設(shè)于所述對(duì)應(yīng)永磁體33靠近所述轉(zhuǎn)子磁芯31外周壁的一側(cè)。從所述轉(zhuǎn)子30的軸線方向看，所述永磁體33的橫截面與所述缺口332的橫截面組 成矩形形狀。所述永磁體33的橫截面的外形為將該矩形的一角切掉后的形狀，所述缺口332形成于所述切掉的部分的位置。所述永磁體33的投影面積為m1，所述缺口332的面積為m2，在本實(shí)施方式中，所述永磁體33的投影面積大于兩倍的所述缺口332的面積，小于五倍的所述缺口332的面積。即，2*m2<m1<5*m2。本實(shí)施方式中，從所述轉(zhuǎn)子軸線方向看，所述缺口332為矩形，在本發(fā)明其它實(shí)施方式中，所述缺口332的形狀還可以為三角形、直角梯形和扇形等形狀，使所述永磁體為條形非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其橫截面兩端部的面積不相等。本實(shí)施方式中，每一缺口332位于所述對(duì)應(yīng)永磁體33磁極軸線(圖中虛線b)的同一側(cè)。每一缺口332所在的位置未設(shè)置轉(zhuǎn)子磁芯，即缺口332所在的位置為空氣或其他非導(dǎo)磁介質(zhì)。在電機(jī)領(lǐng)域，所謂死點(diǎn)位置是指定子繞組通電時(shí)轉(zhuǎn)子所受力矩為零的位置。請(qǐng)參閱圖4，圖4為現(xiàn)有技術(shù)中永磁體33沿所述轉(zhuǎn)子30軸線方向的投影為長方形時(shí)，電機(jī)在未通電情況下的磁力線分布圖。當(dāng)電機(jī)處于未通電狀態(tài)時(shí)，相鄰兩個(gè)所述永磁體33的中性區(qū)的中心線(圖中虛線a)與其中一槽口215的中心線重合，即為所述電機(jī)100位于起動(dòng)死點(diǎn)位置。由于槽口215的存在，導(dǎo)致所述槽口215與所述永磁體33周壁之間的磁阻增大，而定子20的極弧面21331的中部與所述永磁體33之間的磁阻最小，因此，所述每一永磁體33會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到其磁極軸線(圖中虛線b)與所述其中一極弧面21331的中心線重合的位置。即相鄰兩個(gè)所述永磁體33的中性區(qū)中心線與所述其中一槽口215的中心線重合，所述電機(jī)100的轉(zhuǎn)子30位于起動(dòng)死點(diǎn)位置。請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施方式的電機(jī)100在未通電情況 下的磁力線分布圖。由于缺口332(缺口處為空氣或其他非導(dǎo)磁介質(zhì))的存在，使得永磁體33的磁極缺口位置與定子極靴之間的磁阻增加。因此，轉(zhuǎn)子會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到使得每一永磁體33其磁極軸線與所述其中一槽口215的中心線重合的位置，即所述永磁體33的磁極軸線偏離所述臨近的繞線部2131的中心線一定的角度，所述電機(jī)100的轉(zhuǎn)子30避開啟動(dòng)死點(diǎn)位置。所述永磁體33的磁極軸線偏離與之相鄰的繞線部2131的中心線角度稱為起動(dòng)角?？梢岳斫猓鶕?jù)設(shè)置所述缺口332的尺寸大小，所述起動(dòng)角的大小會(huì)隨之變化，即所述永磁體33的磁極軸線偏離與之相鄰的繞線部2131的中心線的角度隨之變化。請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D2，為方便說明，定義所述槽口215的周向最短距離為a，所述氣隙50的寬度為b。其中，b<a<3b，即，槽口215的寬度a大于所述轉(zhuǎn)子磁芯31的周壁到所述極弧面21331的最短距離b，小于三倍的所述轉(zhuǎn)子磁芯31的周壁到所述極弧面21331的最短距離b。本實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)為c，其中100°<c<150°，所述起動(dòng)角為60°到90°電角度之間。請(qǐng)一并參閱圖6及圖7，圖6為所述永磁體33沒有開設(shè)所述若干缺口332時(shí)即圖4所示的電機(jī)，所述電機(jī)100的齒槽轉(zhuǎn)矩曲線圖。圖6中縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子30所受轉(zhuǎn)矩，橫坐標(biāo)為所述相鄰兩永磁體33的中性區(qū)偏離所述鄰近的槽口215的角度?？梢钥闯觯?dāng)所述永磁體33沒有開設(shè)缺口332時(shí)，所述相鄰兩永磁體33的中性區(qū)的中心線與所述鄰近的槽口215的中心線重合時(shí)為穩(wěn)定點(diǎn)。圖7為所述永磁體33開設(shè)所述若干缺口332時(shí)即圖5所示的電機(jī)，所述電機(jī)100的齒槽轉(zhuǎn)矩曲線圖。圖7中縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子30所受轉(zhuǎn)矩，橫坐標(biāo)為所述相鄰兩永磁體33的中性區(qū)偏離所述鄰近的繞線部2131軸線的角度?？梢缘弥?，當(dāng)所述永磁體33開設(shè)缺口 332時(shí)，所述相鄰兩永磁體33的中性區(qū)的中心線與所述鄰近的繞線部2131的中心線重合時(shí)為穩(wěn)定點(diǎn)。本實(shí)施方式中，所述定子磁芯21由多個(gè)導(dǎo)磁芯片(未標(biāo)號(hào))沿所述電機(jī)100的軸向?qū)盈B而成，所述導(dǎo)磁芯片由具導(dǎo)磁性能的軟磁性材料制成(業(yè)界常用硅鋼片)，其可以為硅鋼片、矽鋼片等。本發(fā)明的電機(jī)100，通過在所述永磁體33上開設(shè)缺口332，并使得每一缺口332在所述轉(zhuǎn)子磁芯31軸線方向的投影面積m2與所述永磁體橫截面面積m1存在2*m2<m1<5*m2的關(guān)系，使得所述轉(zhuǎn)子30避開了所述電機(jī)100的啟動(dòng)死點(diǎn)，使得所述電機(jī)100的啟動(dòng)更加穩(wěn)定，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)可靠性好。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非是對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限定。如定子磁芯除了采用前面描述的疊片形式，還可以采用粉末冶金的方式一體成型定子軛部和定子齒部，另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12