[发明专利]单相永磁同步电机及具有其的吸尘器

说明书

本发明提供了一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器。单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括第一类定子齿；第二类定子齿，第一类定子齿与第二类定子齿围设成用于容纳转子部的环形工作腔；其中，第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与第二类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。与普通单相永磁电机相比，本申请提供的电机的齿槽转矩大幅减小、转矩脉动大幅下降，而且电机的输出转矩也有明显提升。采用本申请的单相永磁同步电机具有体积小、重量轻，结构简单、便于大规模制造且制造成本低。

技术领域

本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器。

背景技术

单相电机为单相绕组，驱动主电路所需的开关器件较少，控制系统硬件成本低。但是单相电机内磁场为脉振磁场，电机的电磁转矩存在0点位置。如果不采用特定的结构，电机停靠位置(齿槽转矩为0的点)与电磁转矩为0的点是重合的，此时无论通入任何电流，电机都无法启动，因此存在起动死点的问题。

通常单相永磁电机会采用不等气隙(即同一个定子齿下气隙厚度变化)解决起动死点的问题，如渐变气隙结构。现有技术中，单相电机均采用了均匀气隙与渐变气隙结构(不等气隙)，该结构在解决电机起动死点问题的同时会增大电机的齿槽转矩，导致电机输出转矩脉动增大，加剧电机噪声的产生。同时由于不等气隙结构会使电机的平均气隙长度增加，使电机的输出转矩密度下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种单相永磁同步电机及具有其的吸尘器，以解决现有技术中电机启动存在起动死点的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种单相永磁同步电机，单相永磁同步电机包括多种类型的定子齿，多种类型的定子齿至少包括：第一类定子齿；第二类定子齿，第一类定子齿与第二类定子齿围设成用于容纳转子部的环形工作腔；其中，第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第一轮廓线对应的圆心角的角度，与第二类定子齿的朝向转子部一侧的端面的第二轮廓线对应的圆心角的角度不同。

进一步地，相邻的第一类定子齿和第二类定子齿中，第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线，与第二轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线相交并形成夹角γ，其中，γ≠2π/s，s为第一类定子齿和第二类定子齿的总个数。

进一步地，s＝2n，第一类定子齿个数为n，第一类定子齿和第二类定子齿的个数为n，n为大于等于1的整数。

进一步地，第一类定子齿为多个，第二类定子齿为多个，多个第一类定子齿与第二类定子齿沿转子部的周向交替地设置。

进一步地，沿转子部的转动方向，第一轮廓线对应的圆心角的角度，大于第二轮廓线对应的圆心角的角度，其中，以第二类定子齿为参考起点，沿转子部的转动方向，与第二类定子齿相邻的第一类定子齿的朝向转子部一侧的端面的轮廓线的几何中心线之间所夹的圆心角小于2π/s。

进一步地，以第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线为基准线，沿转子部的转动方向至2π/s角度时为第一类定子齿的偏移基线，第一轮廓线的沿转子部的径向方向的几何中心线与偏移基线之间形成偏移角θ，其中，θ＝a-b，0＜θ＜π/2-α，α为第一轮廓线的两端与转子部的几何中心处连线形成的圆心角，b为偏移基线、第一轮廓线的前端部与转子部的几何中心处连线形成的圆心角，a为第一类定子齿的偏移基线、第一轮廓线的后端部与转子部的几何中心处连线形成的圆心角。

进一步地，第二类定子齿与转子部之间形成均匀的气隙厚度g2，第一类定子齿与转子部之间形成均匀的气隙厚度g1，其中，g1＝g2。

进一步地，g1＜g2。

进一步地，第二类定子齿与转子部之间形成的气隙厚度，沿转子部的周向逐渐增加或者逐渐减小地设置，和/或，第一类定子齿与转子部之间形成的气隙厚度，沿转子部的周向逐渐增加或者逐渐减小地设置。