定子冲片、电机及家用电器的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机，及应用所述电机的定子冲片和家用电器。


背景技术：

2.谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。电机运行过程中，定子和转子之间谐波含量丰富，较易引起共振，从而产生较大噪音，影响用户体验。即现有技术中的定子冲片及应用所述定子冲片的电机、家用电器存在噪音较大的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提出了一种定子冲片及应用所述定子冲片的电机及家用电器，旨在解决现有技术中的定子冲片及装设有所述定子冲片的电机及家用电器噪音较大的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提出了一种定子冲片，具体的，所述定子冲片包括轭部和多个定子齿，所述轭部呈环形设置，所述多个定子齿沿所述轭部的外周间隔设置，所述定子齿包括齿身和齿冠，所述齿身的两端分别连接所述轭部和所述齿冠，所述齿身沿所述轭部的径向设置，所述齿冠包括弧形部，所述弧形部外侧的圆弧和所述轭部的同心圆重合，所述齿冠还包括延伸部，所述延伸部设置于所述弧形部周向的两端，所述延伸部朝远离所述弧形部的方向向内延伸。
5.在一实施例中，所述弧形部外表面沿周向的两端之间的距离为d1，其中，d1不小于7.5mm，并且d1不大于8.5mm。
6.在一实施例中，所述d1不小于8.1mm，且所述d1不大于8.2mm。
7.在一实施例中，所述延伸部外表面和所述弧形部所在的同心圆之间沿所述轭部的径向的最大距离为d2，其中，d2不小于0.35mm，且d2不大于0.55mm。
8.在一实施例中，所述d2不小于0.45mm,且d2不大于0.55mm。
9.在一实施例中，所述延伸部外侧边缘的形状为直线型、弧形或者样条曲线形。
10.在一实施例中，所述弧形部外侧的圆弧的弧度为a，a不小于22.5
°
，且a不大于25
°
。
11.在一实施例中，相邻两个所述齿冠的最小间距为d3，其中，d3不小于2mm，且d3不大于3mm。
12.本实用新型还提出了一种电机，所述电机包括所述定子冲片。
13.本实用新型还提出了一种家用电器，所述家用电器包括所述电机。
14.本实用新型通过提出一种定子冲片及应用所述电子冲片的电机及家用电器，具体的，所述定子冲片的齿冠上设置有弧形部，所述弧形部周向的两端设置有延伸部，所述延伸部朝远离所述弧形部的方向向内延伸，如此设置，减小了谐波，降低了振动噪音。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本实用新型定子冲片一个实施例的结构示意图；
17.图2为图1中a处的放大图；
18.图3为图1中b处的放大图；
19.图4为本实用新型电机的一个实施例的结构示意图；
20.图5为现有技术中的定子冲片的结构示意图；
21.图6为现有技术中和本实用新型中的定子冲片齿槽转矩的对比图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称10定子冲片11轭部12定子齿121齿身122齿冠122a弧形部122b延伸部20转子100电机
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24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
28.谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。电机运行过程中，定子和转子之间谐波含量丰富，较易引起共振，从而产生较大噪音，影响用户体验。即现有技术中的定子冲片及应用所述定子
冲片的电机、家用电器存在噪音较大的问题。
29.请参阅图1、图3、图5，为解决上述问题，本实用新型提出了一种定子冲片，具体的，所述定子冲片包括轭部11和多个定子齿12，所述轭部11呈环形设置，所述多个定子齿12沿所述轭部11的外周间隔设置，所述定子齿12包括齿身121和齿冠122，所述齿身121的两端分别连接所述轭部11和所述齿冠122，所述齿身121沿所述轭部11的径向设置，所述齿冠122包括弧形部122a，所述弧形部122a外侧的圆弧和所述轭部11的同心圆重合，所述齿冠122还包括延伸部122b，所述延伸部122b设置于所述弧形部122a周向的两端，所述延伸部122b朝远离所述弧形部122a的方向向内延伸。如此设置的目的是为了减小谐波，降低震动噪音。
30.具体的，图5为现有的定子冲片的一个实施例，即现有技术中的定子冲片的齿冠122是仅包括弧形部122a的，即现有技术中的定子冲片，齿冠122外侧圆弧和所述轭部11的同心圆是完全重合的。本实用新型的技术方案对现有技术中的定子冲片的齿冠122形状进行改变，减小定子齿12的切向转矩脉动，进而改变气隙磁导，使气隙磁密更加正弦，从而减小谐波，降低震动噪音。具体的，气隙是电机100电转子20之间的空隙。而由于定子冲片是开设有槽、齿的，因而此处气隙是沿定子齿12的齿形构造的，而不是光滑、均匀的。铁和空气两者导磁能力有很大差别。因此当空气隙是齿形构造时，转子20和定子之间对着齿的部分，其导磁能力比对着槽的部分要强得多。如果定子没有槽和齿，即具有理想的主磁场波形，即为正弦形。实际上由于齿和槽两者导磁能力的差别，实际主磁场波形发生改变，为非正弦形波。进一步的，实际主磁场波形是由理想的正弦主磁场波形和另一正弦波形合成的。另一正弦波可分解为两个等幅的正弦波，即为一对谐波磁场。其谐波次数相对较高，但却是高次谐波中最严重的谐波，因此必须予以特别注意。而本实用新型的技术方案即通过改变定子齿12的齿形，从而改变气隙磁导，以使气隙磁场的主磁场波形更趋于理想的正弦波形，从而达到减小齿谐波的效果，进而降低震动噪音。进一步的，高次谐波可以看作一个旋转力波，而旋转力波具有径向力波以及切向力波，径向力波与切向力波产生径向分力和切向分力，径向分力和切向分力使得定子周期性产生径向和切向的周期振动而导致电磁噪声。当高次谐波的振动频率和定子本身振动频率接近时，易产生共振现象，如此进一步加大了电磁噪声。
31.请参阅图6，其中，实线l1是本实用新型技术方案中所提出的定子冲片的齿槽转矩，虚线l2是现有技术中的定子冲片的齿槽转矩。将l1与l2进行对比，可以看出，本实用新型所提出的定子冲片齿槽转矩变化幅度较小，更加趋于理想的正弦波形。从而证明本实用新型所提出的定子冲片确实能够实现减小齿谐波，减小噪音的效果。
32.进一步的，本实用新型技术方案中的定子冲片，可由现有的定子冲片经过切削加工形成。具体的，可对现有技术中的定子冲片的齿冠122进行切削，未切削的部分形成所述弧形部122a，被切削加工的部分形成延伸部122b。可选地，每个所述定子齿12包括两个所述延伸部122b，并且所述两个延伸部122b分别设置于所述弧形部122a沿周向的两端。如此设置，能够达到简化制造步骤，降低制造成本的效果。在另一实施例中，所述定子冲片也可直接制造。如此可对所述定子冲片的各项参数作出进一步的调整，以达到降低谐波，减小振动噪音的效果。
33.请参阅图1，在一实施例中，所述弧形部122a外表面沿周向的两端之间的距离为d1，其中，d1不小于7.5mm，并且d1不大于8.5mm。此处d1是指弧形部122a轴向的两个端点之间的直线距离。在确定好距离d1后，在定子冲片进行加工时，可以大致确定延伸部122b的加
工位置。以得到更加精确的加工效果。进一步的，d1范围在7.5mm到8.5mm之间，可以在不影响定子冲片及包括所述定子冲片的电机100的工作效率的情况下，调节气隙，减小谐波，达到较好的降噪效果。
34.在一实施例中，所述d1不小于8.1mm，且所述d1不大于8.2mm。经过多次实现，在d1范围处于8.1mm至8.2mm之间时，能够得到较好的调节效果。在一实施例中，d1为8.15mm。
35.请参阅图3，在一实施例中，所述延伸部122b外侧和所述弧形部122a所在的同心圆之间沿所述轭部11的径向的最大距离为d2，其中，d2不小于0.35mm，且d2不大于0.55mm。此处的d2是指所述延伸部122b外侧沿同心圆径向所延伸的最大距离。所述d2的大小即可表示该延伸部122b朝背离所述弧形部122a向内偏离的程度。即可表示对气隙的调节程度。因此，需要确定一个d2的适当范围以进行加工。
36.在一实施例中，所述d2不小于0.45mm,且d2不大于0.55mm。经过多次试验，当所述d2的范围处于0.45mm至0.55mm之间时，能够得到较好的调节气隙的效果。
37.在一实施例中，所述延伸部122b外侧边缘的形状为直线型、弧形或者样条曲线形。具体的，原有的齿冠122经过切削，形成延伸部122b。所述延伸部122b外侧边缘的曲线形状即为切削路径。在一实施例中，可以根据实际需要，采用不同的切削路径，如直线、弧线或者样条曲线。所谓样条曲线(spline curves)是指给定一组控制点而得到一条曲线，曲线的大致形状由这些点予以控制。在一实施例中，我们通过车床切削的方式对所述定子冲片进行加工，以得到合适的延伸部122b的形状。可以通过算法控制车床对定子冲片进行切削加工，并且根据实际需要，加工得到具有直线型、弧形或者样条曲线形边缘的延伸部122b。同时，也可通过多种其他方案以得到所述延伸部122b外侧边缘的形状。值得注意的是，无论所述延伸部122b外侧边缘形状变为直线型、弧形或者样条曲线形，其改变之后的形状都是不与所述轭部11的同心圆，即所述弧形部122a所在的同心圆的曲线重合的。如此设置，通过改变所述延伸部122b外侧边缘的曲线，以改变气隙减小齿槽转矩和转矩脉动，降低震动噪音。
38.请参阅图1，在一实施例中，所述弧形部122a外侧的圆弧的弧度为a，a不小于22.5
°
，且a不大于25
°
。此时，在应用该定子冲片的电机100运行时，该电机100的定子组件和转子20转动配合，且此时定转子20之间的气隙经过调整，使其波形更加接近正弦，谐波减小。经过试验，圆弧弧度a为24.5
°
时能够得到较好的降噪效果。
39.请参阅图2，在一实施例中，相邻两个所述齿冠122的最小间距为d3，其中，d3不小于2mm，且d3不大于3mm。从图2可以看出，d3是指两个相邻的齿冠122之间的两个延伸部122b，沿轴向最接近的两端之间的距离。且相邻的两个齿冠122之间形成槽口，调节d3的大小即为调节槽口的宽度。由于谐波受到槽和齿二者导磁能力差别的影响。调节所述槽口宽度，能够调整气隙，从而降低谐波，以实现减小震动所产生噪音的效果。进一步的，经过多次试验，在一实施例中，d3为2.2mm，此时能够实现较为理想的调节效果。
40.经过大量的实验，最终得到一种定子冲片，该定子冲片包括环形轭部11，以及沿所述环形轭部11周向间隔设置的多个定子齿12。在一实施例中，所述定子齿12的数量在10到15个之间。可选地，定子冲片包括12个沿所述环形轭部11间隔设置的定子齿12。可选地，该定子齿12的每个所述定子齿12的弧形部122a外侧圆弧a的弧度为24.5
°
，且相邻的两个齿冠122之间的最小间距d3为2.2mm，所述延伸部122b外表面和所述弧形部122a所在的同心圆之间沿所述轭部11的径向的最大距离为d2为0.5mm，所述弧形部122a外表面沿周向的两端之
间的距离d1为8.15mm时，其磁场谐波含量较低，齿槽转矩和转矩脉动较小，定子振动最大限度地减少，从而减少电磁噪声。
41.请参阅图4，本实用新型还提出了一种电机100，所述电机100包括所述定子冲片。具体的，该电机100为无刷直流电机100。进一步的，该电机100为外转子20无刷直流电机100。所述电机100包括定子组件和转子20，定子组件包括多个定子冲片沿轴向叠压形成定子铁芯，且定子铁芯上还绕设有三相绕组，所述定子组件还包括使所述定子铁芯和所述绕组实现绝缘的绝缘结构。进一步的，所述定子组件设置于所述转子20内部，并且所述转子20绕所述定子组件旋转。在一实施例中，所述转子20包括由导磁材料制成的套筒状壳体以及沿所述壳体内壁设置的磁铁。进一步的，采用了本实用新型所提出的定子冲片的电机100，具有较低的磁场谐波含量，定子齿12的齿槽转矩和转矩脉动较小，以使定子振动最大限度地减少，从而达到减少电磁噪声的效果。
42.本实用新型还提出了一种家用电器，所述家用电器包括所述电机。所述家用电器可以是冰箱、洗衣机、空调、空气净化器、吸尘器等，在用户生活中，需要减小产生的噪音的家用电器，用户在使用过程中受到这些家用电器所产生的噪音影响较多，往往会对这些家用电器在降噪方面提出更高要求。进一步的，将本实用新型所提出的电机根据需要，应用于家用电器时，产生的噪音较小。从而能够满足用户对于低噪音的需求。
43.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。