本发明涉及电机,具体而言,涉及一种转子结构和单相感应电机。
背景技术:
1、目前,单相集中绕组异步电机被广泛应用于空调及家电等各领域,采用集中绕组可以有效地降低绕组的用铜量,从而降低电机的生产成本。但是,采用集中绕组的定子的槽数较少,定子齿的低次谐波较大且幅值较大,会导致电机出现低阶电磁力,容易产生振动噪声较大的问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种转子结构和单相感应电机,能够降低电机的气隙磁场谐波,降低电磁力的影响,减小电机的振动噪声。
2、为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种转子结构,包括转子铁芯,转子铁芯上设置有多个导体槽,导体槽靠近转子外圆的一端设置有延伸槽,延伸槽与导体槽连通,延伸槽从导体槽的一侧沿周向延伸,延伸槽的延伸方向与转子结构的转动方向相反。
3、进一步地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,延伸槽的周向两端的端点与转子铁芯的中心轴线的连线所形成的夹角为θ1,沿着周向方向,延伸槽远离导体槽一端的端点与转子铁芯的中心轴线之间形成第一连线,导体槽远离延伸槽一端的端点与转子铁芯的中心轴线之间形成第二连线,第一连线与第二连线之间的夹角为θ2,0.15*θ2≤θ1≤0.3*θ2。
4、进一步地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,延伸槽沿周向方向的最大宽度为l3,导体槽沿周向方向的最大宽度为l4,0.15*l4≤l3≤0.35*l4。
5、进一步地,相邻的导体槽之间形成转子齿部,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,延伸槽沿周向方向的最大宽度为l3,转子齿部的最大宽度为l5,0.25*l5≤l3≤0.5*l5。
6、进一步地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,导体槽包括径向外侧边和径向内侧边,径向外侧边的中点和径向内侧边的中点的连线形成第三连线,径向外侧边的中点和转子铁芯的中心轴线的连线形成第四连线,沿着径向由内而外的方向,第三连线相对于第四连线偏移角度θ3,偏移方向为转子结构的转动方向,0°<θ3≤5°。
7、进一步地,导体槽与转子外圆之间的距离为l6,l6>σ,σ为定子结构和转子结构之间气隙的宽度。
8、进一步地,导体槽的径向最大长度为l7,转子外圆的半径r满足0.45*r≤l7≤0.6*r。
9、根据本发明的另一方面,提供了一种单相感应电机,单相感应电机采用集中绕组,单相感应电机包括定子结构和转子结构,定子结构套设在转子结构外,定子结构包括定子铁芯,转子结构为上述的转子结构。
10、进一步地,定子结构包括定子齿靴,定子齿靴靠近定子铁芯的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段和位于两端的切边,齿靴圆弧段的两端与定子铁芯的中心轴线的连线之间的夹角为α2,定子齿靴的周向两端的端点与定子铁芯的中心轴线的连线所形成的夹角为α1,0.7*α1≤α2≤0.95*α1。
11、进一步地,定子结构包括定子齿靴,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿靴靠近定子铁芯的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段和位于两端的切边,齿靴圆弧段的两端之间的距离为h2,定子齿靴的周向两端的端点之间的最大距离为h1,0.6*h1≤h2<h1。
12、进一步地,定子结构包括定子齿靴,相邻的定子齿靴之间形成定子槽口,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿靴靠近定子铁芯的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段和位于两端的切边,切边沿定子铁芯的径向方向的最大深度为l2,定子槽口沿定子铁芯的径向方向的总深度为l1,0.3*l1≤l2≤0.6*l1。
13、进一步地,定子结构包括定子齿靴和定子齿部,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿靴远离定子铁芯的中心轴线的一侧的斜边与相邻的定子齿部的侧边之间所形成的夹角为α3,100°≤α3≤130°。
14、进一步地,110°≤α3≤120°。
15、进一步地,定子结构包括定子齿靴,相邻的定子齿靴之间形成定子槽口,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿靴靠近定子铁芯的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段和位于两端的切边,定子槽口的最大宽度为h3,相邻两个定子齿靴的相邻切边在远离定子槽口一端的端点之间的距离为h4,1.5*h3≤h4≤3*h3。
16、进一步地,2*h3≤h4≤2.5*h3。
17、进一步地,定子结构包括定子齿靴和定子齿部,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿靴的周向两端的端点之间的最大距离为h1,定子齿部的宽度为h5,0.4*h1≤h5≤0.7*h1。
18、进一步地,定子结构包括定子齿部和轭部,在垂直于定子铁芯的中心轴线的截面内,定子齿部的宽度为h5,轭部的宽度为h6,h6≤h5≤1.5*h6。
19、进一步地,定子结构包括定子齿部,定子齿部上分别绕制有主相绕组和副相绕组,主相绕组和副相绕组依次交替绕制,主相绕组和副相绕组的绕向不同,主相绕组的匝数n1与副相绕组的匝数n2之间的关系满足0.85*n1≤n2≤0.95*n1。
20、进一步地,定子铁芯包括定子冲片,定子冲片包括定子齿部和轭部,定子冲片包括由8个定子齿部组成的链式结构,链式结构通过轭部首尾相接形成八边形的外轮廓,定子铁芯包括由定子齿部和轭部围成的定子齿槽,形成定子齿槽的定子齿部的侧边与轭部的侧边垂直。
21、应用本发明的技术方案,转子结构包括转子铁芯,转子铁芯上设置有多个导体槽,导体槽靠近转子外圆的一端设置有延伸槽,延伸槽与导体槽连通,延伸槽从导体槽的一侧沿周向延伸,延伸槽的延伸方向与转子结构的转动方向相反。该转子结构在导体槽的一侧设置延伸槽,并使得延伸槽与导体槽连通,可以使得导体槽和延伸槽的结构进行结合,使得转子齿部形成非对称结构,延伸槽的设计改变了转子磁路与定子齿槽的位置关系,能够削弱齿谐波的影响,减少转子的漏磁情况,降低气隙磁场谐波含量,减小电动机的转矩脉动,延伸槽的延伸方向与转子结构的转动方向相反,能够进一步降低电动机的转矩脉动,进而减弱电动机的振动噪声,提升电动机的输出能力。
1.一种转子结构,其特征在于,包括转子铁芯(2),所述转子铁芯(2)上设置有多个导体槽(6),所述导体槽(6)靠近转子外圆的一端设置有延伸槽(8),所述延伸槽(8)与所述导体槽(6)连通,所述延伸槽(8)从所述导体槽(6)的一侧沿周向延伸,所述延伸槽(8)的延伸方向与所述转子结构的转动方向相反。
2.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,在垂直于所述转子铁芯(2)的中心轴线的截面内,所述延伸槽(8)的周向两端的端点与所述转子铁芯(2)的中心轴线的连线所形成的夹角为θ1,沿着周向方向,所述延伸槽(8)远离所述导体槽(6)一端的端点与所述转子铁芯(2)的中心轴线之间形成第一连线,所述导体槽(6)远离所述延伸槽(8)一端的端点与所述转子铁芯(2)的中心轴线之间形成第二连线,所述第一连线与所述第二连线之间的夹角为θ2,0.15*θ2≤θ1≤0.3*θ2。
3.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,在垂直于所述转子铁芯(2)的中心轴线的截面内,所述延伸槽(8)沿周向方向的最大宽度为l3,所述导体槽(6)沿周向方向的最大宽度为l4,0.15*l4≤l3≤0.35*l4。
4.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,相邻的所述导体槽(6)之间形成转子齿部(21),在垂直于所述转子铁芯(2)的中心轴线的截面内,所述延伸槽(8)沿周向方向的最大宽度为l3,所述转子齿部(21)的最大宽度为l5,0.25*l5≤l3≤0.5*l5。
5.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,在垂直于所述转子铁芯(2)的中心轴线的截面内,所述导体槽(6)包括径向外侧边(61)和径向内侧边(62),所述径向外侧边(61)的中点和所述径向内侧边(62)的中点的连线形成第三连线,所述径向外侧边(61)的中点和所述转子铁芯(2)的中心轴线的连线形成第四连线,沿着径向由内而外的方向,所述第三连线相对于所述第四连线偏移角度θ3,偏移方向为所述转子结构的转动方向,0°<θ3≤5°。
6.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,所述导体槽(6)与转子外圆之间的距离为l6,l6>σ,σ为定子结构和转子结构之间气隙的宽度。
7.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,所述导体槽(6)的径向最大长度为l7,转子外圆的半径r满足0.45*r≤l7≤0.6*r。
8.一种单相感应电机,其特征在于,所述单相感应电机采用集中绕组,所述单相感应电机包括定子结构和转子结构,所述定子结构套设在所述转子结构外,所述定子结构包括定子铁芯(1),所述转子结构为权利要求1至7中任一项所述的转子结构。
9.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7),所述定子齿靴(7)靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段(73)和位于两端的切边(72),所述齿靴圆弧段(73)的两端与所述定子铁芯(1)的中心轴线的连线之间的夹角为α2,所述定子齿靴(7)的周向两端的端点与所述定子铁芯(1)的中心轴线的连线所形成的夹角为α1,0.7*α1≤α2≤0.95*α1。
10.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿靴(7)靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段(73)和位于两端的切边(72),所述齿靴圆弧段(73)的两端之间的距离为h2,所述定子齿靴(7)的周向两端的端点之间的最大距离为h1,0.6*h1≤h2<h1。
11.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7),相邻的所述定子齿靴(7)之间形成定子槽口(12),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿靴(7)靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段(73)和位于两端的切边(72),所述切边(72)沿所述定子铁芯(1)的径向方向的最大深度为l2,所述定子槽口(12)沿所述定子铁芯(1)的径向方向的总深度为l1,0.3*l1≤l2≤0.6*l1。
12.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7)和定子齿部(4),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿靴(7)远离所述定子铁芯(1)的中心轴线的一侧的斜边(71)与相邻的所述定子齿部(4)的侧边之间所形成的夹角为α3,100°≤α3≤130°。
13.根据权利要求12所述的单相感应电机,其特征在于,110°≤α3≤120°。
14.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7),相邻的所述定子齿靴(7)之间形成定子槽口(12),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿靴(7)靠近所述定子铁芯(1)的中心轴线的一侧包括位于中间的齿靴圆弧段(73)和位于两端的切边(72),所述定子槽口(12)的最大宽度为h3,相邻两个所述定子齿靴(7)的相邻切边(72)在远离所述定子槽口(12)一端的端点之间的距离为h4,1.5*h3≤h4≤3*h3。
15.根据权利要求14所述的单相感应电机,其特征在于,2*h3≤h4≤2.5*h3。
16.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿靴(7)和定子齿部(4),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿靴(7)的周向两端的端点之间的最大距离为h1,所述定子齿部(4)的宽度为h5,0.4*h1≤h5≤0.7*h1。
17.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿部(4)和轭部(11),在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述定子齿部(4)的宽度为h5,所述轭部(11)的宽度为h6,h6≤h5≤1.5*h6。
18.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子结构包括定子齿部(4),所述定子齿部(4)上分别绕制有主相绕组和副相绕组,所述主相绕组和所述副相绕组依次交替绕制,所述主相绕组和所述副相绕组的绕向不同,所述主相绕组的匝数n1与所述副相绕组的匝数n2之间的关系满足0.85*n1≤n2≤0.95*n1。
19.根据权利要求8所述的单相感应电机,其特征在于,所述定子铁芯(1)包括定子冲片(3),所述定子冲片(3)包括定子齿部(4)和轭部(11),所述定子冲片(3)包括由8个定子齿部(4)组成的链式结构,所述链式结构通过轭部(11)首尾相接形成八边形的外轮廓,所述定子铁芯(1)包括由所述定子齿部(4)和所述轭部(11)围成的定子齿槽(13),形成所述定子齿槽(13)的所述定子齿部(4)的侧边与所述轭部(11)的侧边垂直。