电机和电器设备的制作方法

本技术涉及电机，具体而言，涉及一种电机和电器设备。

背景技术：

1、永磁无刷直流电机等多采用表贴式转子(即，具有转子铁芯的转子)，在表贴式的转子中的电磁气隙较大，气隙磁密相对较低，电机的输出能力难以进一步提升。

2、相关技术中，采用内置式转子来提高基波气隙磁场强度，进而提高电机效率。但是，在这种结构中要进一步提升基波磁场强度，这样，会增加电机的成本或者恶化电机的振动噪音，从而影响电机的可靠性。另外，基波磁场强度提升程度有限，电机的性能提升空间也较小。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本技术的第一方面提出了一种电机。

3、本技术的第二方面提出了一种电器设备。

4、有鉴于此，本技术的第一方面提出了一种电机，包括：定子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯包括：定子轭；多个定子齿，多个定子齿围绕定子的轴线间隔布置，每个定子齿包括：主齿，主齿与定子轭的周侧壁连接，主齿包括齿靴，绕组绕设于主齿；至少两个副齿，设于齿靴上；转子，转子能够相对于定子转动，转子包括支架和多个永磁体，支架设有多个磁体槽，多个磁体槽围绕转子的轴线间隔布置，每个磁体槽内设置有一个永磁体；其中，支架为非导磁件。

5、本技术提供的一种电机包括定子和转子。

6、定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯包括定子轭和多个定子齿，每个定子齿包括主齿和至少两个副齿，主齿包括齿靴。

7、转子包括支架和多个永磁体。

8、电机运行时，转子能够与定子配合并输出转矩。

9、其中，主齿设置在定子轭上，并且主齿的齿根与定子轭的周侧壁连接，主齿沿定子的径向延伸，主齿的齿顶设置有齿靴。此外，绕组绕设于主齿上，齿靴可以对绕组起到一定的限位作用，使得绕组能够稳固设于主齿上，避免绕组脱离定子齿。

10、至少两个副齿设于齿靴上，齿靴作为至少两个副齿的安装载体，具有安装和固定至少两个副齿的作用。副齿除了具有导磁性能，还具有调制的作用，具有磁场调制的作用。其中，副齿的数量为多个，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。这样，使得电机的性能得到了明显的提升。并且，该电机的结构简单，便于加工制造，并不会明显提升电机的成本，电机也不会出现较大的振动和噪声。

11、进一步地，本技术的转子包括支架和多个永磁体，支架设有多个磁体槽，每个磁体槽内设置有一个永磁体，多个磁体槽地设置能够限定多个永磁体的配合尺寸，进而能够保证多个永磁体和定子的配合结构。也就是说，支架作为多个永磁体的安装载体，具有安装和固定多个永磁体的作用。由于支架为非导磁件，即，支架不具有导磁的能力或性质，故而，本技术相比于相关技术中在转子中设置转子铁芯，利用转子铁芯安装和固定多个永磁体而言，本技术的转子为无铁芯结构，气隙磁密中出现的新的谐波磁场无法在转子上产生铁耗，也就是说，该设置在保证转子和定子的装配尺寸的同时，还能够避免气隙磁密中提供转矩的工作谐波在转子铁芯中产生铁耗，使得电机性能得到提升，如，有利于提升电机的效率。且该设置使得对于相关技术中的相同性能下的电机而言，还能够降低电机的生产成本。

12、可以理解的是，支架设有磁体槽，磁体槽的槽壁具有限位永磁体的作用，这样，能够保证多个永磁体的配合尺寸，还能够保证永磁体和定子的配合尺寸。

13、根据本技术上述的电机，还可以具有以下附加技术特征：

14、在一些实施例中，可选地，多个永磁体的数量记作n，n个永磁体共有pr对永磁磁极，每个永磁体的永磁磁极数记作pn，其中，n＝(2×pr)/pn，pn＝1或者pn＝2k，k为正整数，n为正整数。

15、在该实施例中，进一步限定永磁体的结构，使得多个永磁体的数量记作n，n个永磁体共有pr对永磁磁极，每个永磁体的永磁磁极数记作pn，并限定n、pr和pn的关系，使之满足：n＝(2×pr)/pn，pn＝1或者pn＝2k，k为正整数，n为正整数。也就是说，每个永磁体的永磁磁极数pn为1或者pn为正的偶整数(如，2、4、6和8等等，在此不一一列举)。如，单个永磁体可以冲一个磁极；如，单个永磁体可以冲两个磁极；如，单个永磁体可以冲四个磁极等等，在此不一一列举。

16、当永磁体冲偶数个磁极时，也即，单个永磁体多级充磁，这样，在保证电机的使用性能的同时，有利于减少永磁体的用量，进而有利于降低电机的生产成本。且当单个永磁体多级充磁时，能够简化永磁体与支架的装配难度，有利于提升电机的拆装效率，进而有利于降低电机的装配成本。

17、在一些实施例中，可选地，绕组的极对数记作ps，主齿的数量记作a，每个主齿上的副齿的数量记作x，其中，ps＝│a×x±pr│。

18、在该实施例中，进一步限定绕组和定子铁芯的配合结构，使得绕组的极对数记作ps，主齿的数量记作a，每个主齿上的副齿的数量记作x，其中，ps、a、x和pr满足：ps＝│a×x±pr│。气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

19、也就是说，本技术合理设置电机的结构，使得主齿的齿靴上设置有至少两个副齿，进而通过副齿作为调制部件，实现磁场调制的作用，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，使得电机的性能得到了明显的提升。并且，ps、a、x和pr满足：ps＝│a×x±pr│，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

20、在一些实施例中，可选地，支架与定子相对设置的部分设有多个开口，多个开口围绕转子的轴线间隔布置，每个开口与一个磁体槽连通。

21、在该实施例中，进一步限定转子的结构，使得转子设有多个开口，多个开口与定子相对设置，多个开口围绕转子的轴线间隔布置，多个开口中的任一开口与一个磁体槽连通。也就是说，永磁体置于磁体槽内后，永磁体的一部分通过开口外露出支架，能够保证永磁体和和定子的配合尺寸，为保证定子与转子的有效配合提供了结构支撑。

22、可以理解的是，多个开口的布置位置和多个磁体槽的布置位置配合设置，多个开口围绕转子的轴线间隔布置，多个磁体槽围绕转子的轴线间隔布置，且每个开口与一个磁体槽连通。能够保证多个永磁体和定子的配合尺寸，为转子有效转动提供了有效且可靠的结构支撑。

23、在一些实施例中，可选地，支架还包括：环形部；多个分隔部，多个分隔部围绕转子的轴线间隔布置，每个分隔部连接于环形部的周侧壁，相邻两个分隔部和环形部之间合围出磁体槽，相邻两个分隔部之间合围出开口。

24、在该实施例中，支架包括环形部和多个分隔部。多个分隔部围绕转子的轴线间隔布置，多个分隔部中的任一分隔部与环形部的周侧壁连接。

25、沿转子的径向，分隔部的周侧壁包括内周壁和外周壁，内周壁和外周壁相对且间隔布置。当定子位于转子的内部中时，多个分隔部中的任一分隔部与环形部的内周壁连接。当转子位于定子的内部中时，多个分隔部中的任一分隔部与环形部的外周壁连接。

26、相邻两个分隔部和环形部之间合围出磁体槽，相邻两个分隔部之间合围出开口，开口与磁体槽连通。

27、每个分隔部具有分隔位于分隔部相对两侧的永磁体的作用。能够保证多个永磁体的配合尺寸。

28、在一些实施例中，可选地，每个分隔部包括：主体段，与环形部的周侧壁连接；第一连接段；第二连接段，沿转子的周向，主体段连接于第一连接段和第二连接段之间，第一连接段和第二连接段均靠近定子设置。

29、在该实施例中，进一步限定分隔部的结构，使得分隔部包括主体段、第一连接段和第二连接段。主体段在转子的周向上具有相对设置的第一侧面和第二侧面，第一连接段与第一侧面连接，第二连接段与第二侧面连接，也即，沿转子的周向，主体段连接于第一连接段和第二连接段之间。另外，第一连接段和第二连接段中的任一者靠近定子设置，也即，第一连接段和第二连接段中的任一者相比于环形部更靠近定子。

30、第一连接段和第二连接段具有限制永磁体相对于磁体槽的位移的作用，如，沿转子的周向，第一连接段和第二连接段的间距小于相邻两个主体段的间距。具体地，第一连接段和第二连接段配合以沿转子的径向限位永磁体，避免永磁体通过开口脱离磁体槽的情况发生，能够保证永磁体和定子的配合尺寸。为转子能够相对于定子转动提供了有效且可靠的结构支撑。

31、可以理解的是，通过合理设置分隔部的结构，使得分隔部包括主体段、第一连接段和第二连接段，能够沿转子的径向、轴向和周向限位永磁体，为支架有效限位永磁体提供有效且可靠的结构支撑。

32、可以理解的是，永磁体的形状与分隔部的形状适配，也即，永磁体与第一连接段和第二连接段相对设置的部分形成有倒角。该设置能够保证气隙的正弦度，具有降噪的效果。

33、在一些实施例中，可选地，支架设有第一安装槽，定子设于第一安装槽，支架至定子的轴线的距离大于等于永磁体至定子的轴线的距离。

34、在该实施例中，进一步限定转子和定子的配合结构，使得支架设有第一安装槽，定子设于第一安装槽，也即，电机为外转子和内定子的结构。

35、并限定支架、永磁体和定子的轴线的位置关系，具体地，支架至定子的轴线的距离大于等于永磁体至定子的轴线的距离。可以理解的是，支架上的任一点至定子的轴线的最大距离，大于等于永磁体中的任一点至定子的轴线的最大距离。也即，沿转子的径向，永磁体相比于支架更靠近定子的轴线，或者永磁体和支架至定子的轴线的距离相等。这样，支架不会外突出永磁体，能够保证定子和转子的有效配合尺寸。若沿转子的径向，支架的一部分凸出永磁体，这样，无法保证定子和转子的径向间距，转子转动过程中易出现支架与定子干涉的情况，无法保证电机的有效运行，且无法保证定子和转子的间距的均衡性，会降低电机的使用性能。

36、在一些实施例中，可选地，多个定子齿围合出第二安装槽，转子设于第二安装槽，支架至定子的外周壁的距离大于等于永磁体至定子的外周壁的距离。

37、在该实施例中，进一步限定转子和定子的配合结构，使得多个定子齿围合出第二安装槽，转子设于第二安装槽，也即，电机为外定子和内转子的结构。

38、并限定支架、永磁体和定子的轴线的位置关系，具体地，支架至定子的外周壁的距离大于等于永磁体至定子的外周壁的距离。可以理解的是，支架上的任一点至定子的外周壁的最大距离，大于等于永磁体中的任一点至定子的外周壁的最大距离。也即，沿转子的径向，永磁体相比于支架更靠近定子的外周壁，或者永磁体和支架至定子的外周壁的距离相等。这样，支架不会外突出永磁体，能够保证定子和转子的有效配合尺寸。若沿转子的径向，支架的一部分凸出永磁体，也即，支架至定子的外周壁的距离小于永磁体至定子的外周壁的距离，这样，无法保证定子和转子的径向间距，转子转动过程中易出现支架与定子干涉的情况，无法保证电机的有效运行，且无法保证定子和转子的间距的均衡性，会降低电机的使用性能。

39、在一些实施例中，可选地，支架包括团状模塑料件和/或聚对苯二甲酸丁二酯件。

40、在该实施例中，进一步限定支架的种类，支架包括团状模塑料件和/或聚对苯二甲酸丁二酯件，也即，支架包括团状模塑料件，或者支架包括聚对苯二甲酸丁二酯件，或者包括团状模塑料件和聚对苯二甲酸丁二酯件。

41、该设置能够保证支架的不导磁性。

42、在一些实施例中，可选地，绕组包括多个线圈，每个线圈缠绕于一个主齿上。

43、在该实施例中，进一步限定绕组和定子铁芯的配合结构，使得绕组包括多个线圈，每个线圈缠绕于一个主齿上，即，采用单齿绕的集中绕组结构，此时电机的绕组端部较小，有利于减小铜耗，并且便于实现模块化，提高生产制造效率。

44、在一些实施例中，可选地，每个定子齿的至少两个副齿沿定子的周向间隔布置，相邻两个副齿和齿靴之间围合出凹槽。

45、在该实施例中，进一步限定定子铁芯的结构，使得每个定子齿的至少两个副齿沿定子的周向间隔布置，且齿靴和相邻两个副齿之间围合出凹槽，使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，这样当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时，气隙磁密中会出现新的谐波成分。本技术在气隙磁密中出现新的谐波成分的基础上，进一步对绕组的极对数ps进行优化，进而使得气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。

46、在一些实施例中，可选地，相邻两个主齿和定子轭围合出定子槽，相邻两个齿靴围合出槽口，槽口与定子槽连通；槽口的周向宽度与凹槽的周向宽度不同；和/或凹槽为多边形槽或弧形槽。

47、在该实施例中，进一步限定定子铁芯的结构，其中，相邻两个主齿和定子轭围合出定子槽，相邻两个齿靴围合出槽口。也即，相邻两个定子齿的主齿和定子轭围合出定子槽，相邻两个定子齿的齿靴围合出槽口，槽口与定子槽连通。

48、并限定槽口和凹槽的配合结构，使得槽口的周向宽度与凹槽的周向宽度不同，也即，沿定子的周向，槽口的宽度与凹槽的宽度不相等。如，沿定子的周向，凹槽的宽度记作d1，槽口的宽度记作d2，其中，d1大于d2。

49、这样，会改变副齿在定子的周向上的分布的均匀程度，即，减小了气隙磁导的周期数，而气隙磁密各工作谐波为极对数为：|pr±i×zf|，i为自然数(i＝0，1，2……)，zf为气隙磁导周期数。当气隙磁导周期数减小后，调制生成的磁密谐波分量将增加，即会产生更多的工作谐波，使得电机的输出转矩会进一步提升。

50、另外，该设置能够明显削弱谐波，并且使得电机的齿槽转矩减小，改善电机的性能。

51、进一步地，凹槽为多边形槽或弧形槽，凹槽的形状可根据实际情况进行设计。具体地，凹槽可以设计为多边形槽、弧形槽等。更具体地，可将凹槽设计为方形槽、梯形槽、三角形槽、或其他多边形槽。

52、在一些实施例中，可选地，在相邻两个主齿中，一个主齿的副齿和另一个主齿的副齿围合出槽口。

53、在该实施例中，至少存在两个副齿位于齿靴的端部。并且，在相邻两个主齿中，一个主齿的副齿和另一个主齿的副齿围合出槽口。

54、在槽口处，相邻两个主齿的角平分线到相邻两个副齿的距离相等。这样，槽口位于相邻两个副齿的中部位置。如此设计，可简化主齿的整体结构，并且便于主齿的加工制造，进而提升定子以及整个电机的加工效率。

55、在一些实施例中，可选地，永磁体为弧形永磁体，相邻两个永磁体的永磁磁极的极性相异；永磁体采用聚磁充磁。

56、在该实施例中，进一步限定永磁体的形状，使得永磁体为弧形永磁体，多个永磁体合围出环形结构，并且相邻两个弧形永磁体的极性相异。具体地，每个弧形永磁体的磁极数量为1或者2或者4，且相邻磁极极性交替相异。

57、另外，永磁体采用聚磁充磁，可以更好的聚焦磁场，提升电机的性能。

58、本发明的第二方面提出了一种电器设备，包括：如第一方面中的电机。

59、本发明提供的电器设备，因包括如第一方面中的电机，因此，具有上述电机的全部有益效果，在此不做一一陈述。

60、本技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本技术的实践了解到。