本技术涉及电动机设备,具体而言,涉及一种转子冲片、转子结构及电动机。
背景技术:
1、目前,采用单相集中绕组的单相感应电动机的绕组利用率高,齿槽少,绕线时长短,可以有效降低绕组用铜量,并且工艺成本低,因此被广泛应用于空调及家电等各个领域;但是集中绕组的定子槽数较少,定子齿谐波次数低且谐波幅值大,低次谐波会使得电动机出现低阶电磁力,易导致电动机出现振动噪声问题;并且集中绕组式单相感应电动机(单向异步电动机)会具有多种复杂的谐波分量,使得其往往具有明显的异步附加转矩,进而导致电动机的起动曲线有明显的下凹,使得电动机的起动特性变差,极大地降低了电动机的效率和输出能力。
技术实现思路
1、本实用新型提供一种转子冲片、转子结构及电动机,以解决现有技术中的电动机启动较为困难且噪声较大的问题。
2、为了解决上述问题,根据本实用新型的一个方面,提供了一种转子冲片,多个转子冲片用于沿轴向堆叠形成转子铁芯;转子冲片内部具有多个转子槽,多个转子槽沿转子冲片的周向间隔设置;相邻两个转子槽之间形成一个转子齿;其中,多个转子槽相对于转子冲片的圆心非对称设置,且多个转子齿相对于转子冲片的圆心非对称设置。
3、进一步地,转子冲片为圆形冲片;将转子冲片沿轴向进行平面投影,转子槽的投影具有中轴线,转子槽的投影沿中轴线对称设置;其中,中轴线与转子冲片外周的投影交点为定位点,定位点与转子冲片圆心的投影连线为半径线,半径线按照最小角度转动至中轴线位置的转动方向为第一偏置方向,第一偏置方向与转子铁芯工作时的转动方向一致。
4、进一步地,转子槽包括第一连接槽段及对应间隔设置的第一外圆弧槽段和第一内圆弧槽段;第一外圆弧槽段靠近转子冲片的外周,且第一外圆弧槽段向转子冲片的外周凸出;第一内圆弧槽段靠近转子冲片的圆心,且第一内圆弧槽段向转子冲片的圆心凸出;第一连接槽段的两端分别与第一外圆弧槽段、第一内圆弧槽段连接;其中,中轴线依次穿过第一外圆弧槽段轴向上投影的圆心、第一内圆弧槽段轴向上投影的圆心。
5、进一步地,第一外圆弧槽段轴向上投影的半径为r2,第一内圆弧槽段轴向上投影的半径为r1,其中,2.7*r1≤r2≤3.2*r1。
6、进一步地,转子槽远离转子冲片圆心的一端具有开口,将转子冲片沿轴向进行平面投影,转子槽的投影具有中轴线,转子槽的投影和开口的投影均沿转子槽的中轴线对称设置。
7、进一步地,一个转子槽在沿转子铁芯的转动方向一侧具有一个转子齿,该转子槽与该转子齿形成一个齿槽组;其中,在同一个齿槽组内,转子槽的投影的中轴线与转子冲片外周的投影交点为定位点,定位点与转子冲片圆心的投影连线为半径线,转子齿的中轴线与半径线的交点为第一交点,第一交点和转子冲片圆心的投影的连线长度为l,不同齿槽组的l均相同。
8、进一步地,转子冲片外周的投影的半径为r,其中,0.1≤l/r≤0.5。
9、根据本实用新型的另一方面,提供了一种转子结构,转子结构包括转子铁芯,转子铁芯由上述的转子冲片沿轴向堆叠形成。
10、进一步地,多个沿轴向依次堆叠的转子冲片在轴向上两端的转子冲片分别为首位冲片和末位冲片;首位冲片中的多个转子槽和末位冲片中的多个转子槽一一对应地连通,设定首位冲片上的一个转子槽为第一定位槽,末位冲片上与第一定位槽对应连通的转子槽为第二定位槽;其中,第一定位槽在轴向上的投影的中轴线与转子冲片外周的投影交点为定位第一点,第二定位槽在轴向上的投影的中轴线与转子冲片外周的投影交点为定位第二点,定位第一点与转子冲片圆心的投影连线为半径第一线,定位第二点与转子冲片圆心的投影连线为半径第二线,半径第一线与半径第二线具有夹角。
11、进一步地,半径第一线与半径第二线的夹角为β,相邻两个转子槽的转子槽距为τ2,一个转子冲片上的多个转子槽的数量为n,其中,τ2=360°/n,0.8≤β/τ2≤1.8。
12、进一步地,转子结构在轴向上具有依次贯穿多个转子冲片圆心的基准轴线,相邻两个转子冲片相对于基准轴线按照分隔角度转动;转子槽远离转子冲片圆心的一端具有开口,多个转子冲片的开口沿轴向依次连通,形成空间斜槽。
13、进一步地,半径第一线按照最小角度转动至半径第二线位置的转动方向为斜槽偏置方向,斜槽偏置方向与转子铁芯工作时的转动方向相反。
14、进一步地,分隔角度为a,半径第一线与半径第二线的夹角为β,多个转子冲片的数量为n,a=β/(n-1)。
15、根据本实用新型的另一方面,提供了一种电动机,包括定子结构和上述的转子结构,定子结构包围在转子结构的外部,与转子结构配合工作;定子结构包括定子铁芯和定子绕组,定子铁芯由多个定子冲片沿轴向堆叠形成;定子冲片内部具有多个定子槽,多个定子槽沿定子冲片的周向间隔设置;相邻两个定子槽之间具有一个定子齿,定子绕组缠绕在定子齿上。
16、进一步地,设定电动机的极对数为p,则电动机的电机极数为2p;转子冲片上的多个转子槽的数量为n,n为偶数,且多个转子槽的数量不能被电机极数整除,即n/2p=分数。
17、进一步地,转子槽远离转子冲片圆心的一端具有开口,将转子冲片沿轴向进行平面投影,转子槽的投影具有中轴线,转子槽的投影和开口的投影均沿转子槽的中轴线对称设置,开口在转子槽的中轴线的延伸方向上的尺寸为开口深度m3;定子槽远离定子冲片圆心的一端具有定子槽口,将定子冲片沿轴向进行平面投影,定子槽的投影具有中轴线,定子槽口在定子槽的中轴线的延伸方向上的尺寸为定子槽口深度m1;其中,1.8*m3≤m1≤2.0*m3。
18、进一步地,开口在转子冲片周向上的两端的距离为开口宽度k3,定子槽口在定子冲片周向上的两端的距离为定子槽口宽度k1,其中,0.4*k1≤k3≤0.5*k1。
19、应用本实用新型的技术方案,本实用新型提供了一种转子冲片,多个转子冲片用于沿轴向堆叠形成转子铁芯;转子冲片内部具有多个转子槽,多个转子槽沿转子冲片的周向间隔设置;相邻两个转子槽之间形成一个转子齿;其中,多个转子槽相对于转子冲片的圆心非对称设置,且多个转子齿相对于转子冲片的圆心非对称设置。本实用新型通过设置多个转子槽相对转子冲片的圆心非对称设置,且多个转子齿相对于转子冲片的圆心非对称设置,使得多个转子槽共同形成的形心可以不在转子冲片转动时的中轴线上,有效降低了电动机的转矩脉动,使得电动机在运行性时齿谐波次数增加,幅值减小,进而改善了电动机起动转矩下凹的问题,提升了电动机的起动能力;同时,应用本实用新型提出的转子冲片的电动机,齿谐波幅值和转矩脉动有效降低,进而降低了电动机的振动噪声;本实用新型解决了电动机启动较为困难且电动机噪声较大的问题,尤其是针对现有的单相异步电动机,应用本实用新型结构的单相异步电动机,起动性能好且振动噪声小,适合大面积推广使用。
1.一种转子冲片,其特征在于,多个所述转子冲片用于沿轴向堆叠形成转子铁芯;所述转子冲片内部具有多个转子槽(10),多个所述转子槽(10)沿所述转子冲片的周向间隔设置;相邻两个所述转子槽(10)之间形成一个转子齿(20);其中,多个所述转子槽(10)相对于所述转子冲片的圆心非对称设置,且多个所述转子齿(20)相对于所述转子冲片的圆心非对称设置。
2.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,所述转子冲片为圆形冲片;将所述转子冲片沿轴向进行平面投影,所述转子槽(10)的投影具有中轴线,所述转子槽(10)的投影沿所述中轴线对称设置;其中,所述中轴线与所述转子冲片外周的投影交点为定位点(30),所述定位点(30)与所述转子冲片圆心的投影连线为半径线(40),所述半径线(40)按照最小角度转动至所述中轴线位置的转动方向为第一偏置方向,所述第一偏置方向与所述转子铁芯工作时的转动方向一致。
3.根据权利要求2所述的转子冲片,其特征在于,所述转子槽(10)包括第一连接槽段(11)及对应间隔设置的第一外圆弧槽段(12)和第一内圆弧槽段(13);所述第一外圆弧槽段(12)靠近所述转子冲片的外周,且所述第一外圆弧槽段(12)向所述转子冲片的外周凸出;所述第一内圆弧槽段(13)靠近所述转子冲片的圆心,且所述第一内圆弧槽段(13)向所述转子冲片的圆心凸出;所述第一连接槽段(11)的两端分别与所述第一外圆弧槽段(12)、所述第一内圆弧槽段(13)连接;其中,所述中轴线依次穿过所述第一外圆弧槽段(12)轴向上投影的圆心、所述第一内圆弧槽段(13)轴向上投影的圆心。
4.根据权利要求3所述的转子冲片,其特征在于,所述第一外圆弧槽段(12)轴向上投影的半径为r2,所述第一内圆弧槽段(13)轴向上投影的半径为r1,其中,2.7*r1≤r2≤3.2*r1。
5.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,所述转子槽(10)远离所述转子冲片圆心的一端具有开口(50),将所述转子冲片沿轴向进行平面投影,所述转子槽(10)的投影具有中轴线,所述转子槽(10)的投影和所述开口(50)的投影均沿所述转子槽(10)的中轴线对称设置。
6.根据权利要求5所述的转子冲片,其特征在于,一个所述转子槽(10)在沿所述转子铁芯的转动方向一侧具有一个转子齿(20),该所述转子槽(10)与该所述转子齿(20)形成一个齿槽组(60);其中,在同一个所述齿槽组(60)内,所述转子槽(10)的投影的所述中轴线与所述转子冲片外周的投影交点为定位点(30),所述定位点(30)与所述转子冲片圆心的投影连线为半径线(40),所述转子齿(20)的中轴线与所述半径线(40)的交点为第一交点(70),所述第一交点(70)和所述转子冲片圆心的投影的连线长度为l,不同所述齿槽组(60)的l均相同。
7.根据权利要求6所述的转子冲片,其特征在于,所述转子冲片外周的投影的半径为r,其中,0.1≤l/r≤0.5。
8.一种转子结构,其特征在于,所述转子结构包括转子铁芯,所述转子铁芯由权利要求1至7任一项所述的转子冲片沿轴向堆叠形成。
9.根据权利要求8所述的转子结构,其特征在于,多个沿轴向依次堆叠的所述转子冲片在轴向上两端的转子冲片分别为首位冲片(80)和末位冲片(90);所述首位冲片(80)中的多个所述转子槽(10)和所述末位冲片(90)中的多个所述转子槽(10)一一对应地连通,设定所述首位冲片(80)上的一个所述转子槽(10)为第一定位槽(81),所述末位冲片(90)上与所述第一定位槽(81)对应连通的所述转子槽(10)为第二定位槽(91);其中,所述第一定位槽(81)在轴向上的投影的中轴线与所述转子冲片外周的投影交点为定位第一点(82),所述第二定位槽(91)在轴向上的投影的中轴线与所述转子冲片外周的投影交点为定位第二点(92),所述定位第一点(82)与所述转子冲片圆心的投影连线为半径第一线(83),所述定位第二点(92)与所述转子冲片圆心的投影连线为半径第二线(93),所述半径第一线(83)与所述半径第二线(93)具有夹角。
10.根据权利要求9所述的转子结构,其特征在于,所述半径第一线(83)与所述半径第二线(93)的夹角为β,相邻两个所述转子槽(10)的转子槽距为τ2,一个所述转子冲片上的多个所述转子槽(10)的数量为n,其中,τ2=360°/n,0.8≤β/τ2≤1.8。
11.根据权利要求9所述的转子结构,其特征在于,所述转子结构在轴向上具有依次贯穿多个所述转子冲片圆心的基准轴线,相邻两个所述转子冲片相对于所述基准轴线按照分隔角度转动;所述转子槽(10)远离所述转子冲片圆心的一端具有开口(50),多个所述转子冲片的所述开口(50)沿轴向依次连通,形成空间斜槽。
12.根据权利要求11所述的转子结构,其特征在于,所述半径第一线(83)按照最小角度转动至所述半径第二线(93)位置的转动方向为斜槽偏置方向,所述斜槽偏置方向与所述转子铁芯工作时的转动方向相反。
13.根据权利要求11所述的转子结构,其特征在于,所述分隔角度为a,所述半径第一线(83)与所述半径第二线(93)的夹角为β,多个所述转子冲片的数量为n,a=β/(n-1)。
14.一种电动机,其特征在于,包括定子结构和权利要求8至13任一项所述的转子结构,所述定子结构包围在所述转子结构的外部,与所述转子结构配合工作;所述定子结构包括定子铁芯和定子绕组,所述定子铁芯由多个定子冲片(100)沿轴向堆叠形成;所述定子冲片(100)内部具有多个定子槽(101),多个所述定子槽(101)沿所述定子冲片(100)的周向间隔设置;相邻两个所述定子槽(101)之间具有一个定子齿(102),所述定子绕组缠绕在所述定子齿(102)上。
15.根据权利要求14所述的电动机,其特征在于,设定所述电动机的极对数为p,则所述电动机的电机极数为2p;所述转子冲片上的多个所述转子槽(10)的数量为n,n为偶数,且多个所述转子槽(10)的数量不能被所述电机极数整除,即n/2p=分数。
16.根据权利要求14所述的电动机,其特征在于,所述转子槽(10)远离所述转子冲片圆心的一端具有开口(50),将所述转子冲片沿轴向进行平面投影,所述转子槽(10)的投影具有中轴线,所述转子槽(10)的投影和所述开口(50)的投影均沿所述转子槽(10)的中轴线对称设置,所述开口(50)在所述转子槽(10)的中轴线的延伸方向上的尺寸为开口(50)深度m3;
17.根据权利要求16所述的电动机,其特征在于,所述开口(50)在所述转子冲片周向上的两端的距离为开口宽度k3,所述定子槽口(103)在所述定子冲片(100)周向上的两端的距离为定子槽口宽度k1,其中,0.4*k1≤k3≤0.5*k1。
