用於風扇的單相直流電機的定子、單相直流電機和風扇的製作方法

2023-09-17 00:57:55

本實用新型涉及電機技術領域，尤其是涉及一種用於風扇的單相直流電機的定子和具有該定子的單相直流電機，以及一種具有該單相直流電機的風扇。

背景技術：

相關技術中，單項直流電機的定子繞線通常受限於定子鐵芯的結構，從而造成繞線方式複雜，效率低下。此外，相關技術中，單相直流電機用於風扇的話會導致風扇不容易啟動的問題，正因為上述問題的存在，因此需要對現有的單相直流電機進行改進。

技術實現要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種用於風扇的單相直流電機的定子，該定子的結構分塊進行設計，從而可以方便繞線，提高效率。

本實用新型還提出一種具有該定子的單相直流電機。

本實用新型進一步還提出一種具有該單向直流電機的風扇。

根據本實用新型第一方面實施例的用於風扇的單相直流電機的定子包括：多個齒部分塊，每個齒部分塊包括齒塊和連接在齒塊的徑向內端的極靴部，多個齒部分塊在周向方向上依次排列以組合成環形；多個軛部分塊，多個軛部分塊在周向方向上可首尾依次連接形成為環形，其中多個軛部分塊包括與多個齒部分塊分別對應相連的多個第一軛部分塊和連接在相鄰的兩個第一軛部分塊之間的第二軛部分塊；單相繞組，單相繞組分別繞制在多個齒塊上且單相繞組具有適於與外部電源相連的第一接線端和第二接線端。

在本實用新型的一個優選示例中，第一軛部分塊與齒塊中的一個上設有第一定位槽且另一個上設有第一定位凸起，第一定位槽與第一定位凸起配合以使第一軛部分塊與齒塊進行定位。

在本實用新型的一個優選示例中，第一軛部分塊與第二軛部分塊中的一個上設有第二定位槽且另一個上設有第二定位凸起，第二定位槽與第二定位凸起配合以使第一軛部分塊與第二軛部分塊進行定位。

在本實用新型的一個優選示例中，第一軛部分塊與第二軛部分塊通過階梯結構進行定位。

在本實用新型的一個優選示例中，每個所述第一軛部分塊與相應的所述齒部分塊形成為一體結構。

在本實用新型的一個優選示例中，多個所述第一軛部分塊與多個所述第二軛部分塊依次首尾相連且構成一體的環形結構。

在本實用新型的一個優選示例中，所述單相繞組沿周向方向依次繞制在多個所述齒塊上。

在本實用新型的一個優選示例中，所述單相繞組分別繞制在多個所述齒塊上，相鄰兩個所述齒塊上的單相繞組通過連接線相連。

在本實用新型的一個優選示例中，在所述齒部分塊中，所述極靴部的位於所述齒塊的徑向中心線兩側的周向長度相等，且所述極靴部的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。

在本實用新型的一個優選示例中，在所述齒部分塊中，所述極靴部的位於所述齒塊的徑向中心線兩側的周向長度不相等，且所述極靴部的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。

在本實用新型的一個優選示例中，所述極靴部的徑向內端設有向外凹入的凹槽。

在本實用新型的一個優選示例中，所述凹槽為多個且在所述極靴部的周向方向上間隔開設置。

根據本實用新型第二方面實施例的單相直流電機，包括：根據第一方面實施例所述的用於風扇的單相直流電機的定子；轉子，所述轉子設在所述多個齒部分塊組合成的環形的內部。

由於根據本實用新型上述實施例的定子具有上述優點，因此通過設置該定子，從而可以使根據本實用新型實施例的單相直流電機具有相應的優點，即根據本實用新型實施例的單相直流電機結構簡單，組裝方便。

根據本實用新型第三方面實施例的風扇，包括：底座；

扇頭，所述扇頭設在所述底座上，所述扇頭包括單相直流電機和與所述單相直流電機相連的扇葉，其中所述單相直流電機為根據第二方面實施例單相直流電機。

由於根據本實用新型的單向直流電機具有上述優點，因此通過應用該單向直流電機的風扇，組裝快速，而且改善了現有技術中風扇應用單向直流電機不易啟動的問題。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本實用新型一個實施例的定子的結構示意圖，其示出了各個分塊的結構；

圖2是根據本實用新型另一個實施例的定子的結構示意圖，其示出了各個分塊的結構；

圖3是圖2所示的定子的繞線圖；

圖4是圖2所示的定子的一種繞線方式圖；

圖5是圖2所示的定子的另一種繞線方式圖；

圖6是根據本實用新型第三個實施例的定子的結構示意圖；

圖7是根據本實用新型第四個實施例的定子的結構示意圖；

圖8是根據本實用新型第五個實施例的定子的結構示意圖；

圖9是圖8所示的示例中的一個齒部分塊和第一軛部分塊的結構示意圖。

附圖標記：

用於風扇的單相直流電機的定子100；

齒部分塊1；齒塊11；第一定位凸起111；極靴部12；凹槽121；

軛部分塊2；第一軛部分塊21；第一定位槽211；第二軛部分塊22；階梯槽23；

單相繞組3；第一接線端31；第二接線端32；過渡線33；連接線34。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置關係的術語，例如：徑向、周向、內、外等為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面參考圖1-圖5描述根據本實用新型實施例的用於風扇的單相直流電機的定子100。根據本實用新型實施例的定子100包括：多個齒部分塊1、多個軛部分塊2和單相繞組3。

每個齒部分塊1包括齒塊11和連接在齒塊11的徑向內端的極靴部12，多個齒部分塊1可以在周向方向上依次排列以組合成環形。可選地，多個齒部分塊1可以通過繞線架連接在一起。

多個軛部分塊2在周向方向上可首尾依次連接形成為環形，其中多個軛部分塊2包括與多個齒部分塊1分別對應相連的多個第一軛部分塊21和連接在相鄰的兩個第一軛部分塊21之間的第二軛部分塊22，第一軛部分塊21連接在對應的齒塊11的徑向外端。也就是說，如圖所示，多個第一軛部分塊21分別於多個齒部分塊1對應且相連，每相鄰的兩個第一軛部分塊21之間通過第二軛部分塊22連接在一起以形成為環形的軛部。多個齒部分塊1設在環形的軛部之內，由此構成定子鐵芯的整體結構。

其中需要說明的是，本實用新型所述的「徑向」、「周向」是相對於環形的定子100結構而言，沿環形的定子100的半徑的方向為「徑向」，沿環形的定子100的圓周的方向為「周向」。對於本實用新型所述的「徑向內端」和「徑向外端」是相對於定子100的中心而言，在徑向方向上鄰近該中心的即為內，在徑向方向上遠離該中心的即為外。

單相繞組3分別繞制在多個齒塊11上且單相繞組3具有適於與外部電源相連的第一接線端31和第二接線端32，也就是說，該單相繞組3的兩端分別構成第一接線端31和第二接線端32，第一接線端31和第二接線端32用於與外部電源相連。需要說明的是，單相繞組3可以是由單根線繞制而成，也可以由多根首尾相連的線組成，但最終與電源相連的是兩個接線端。

根據本實用新型實施例的定子100，由於整個定子100為分塊結構，因此在對齒塊11進行繞線時，可以將多個軛部分塊2放置在一旁，這樣在繞線的過程中，軛部的結構不會影響齒塊11部分的繞線，進而可以方便繞線，加快繞線效率。

下面將參考圖1-圖5詳細描述根據本實用新型實施例的定子100。首先需要說明的是，根據本實用新型實施例的單相直流電機的技術可以是任意的，即可以是二級電機、四級電機、六級電機、八級電機等等。為了描述方便，下面將以單相直流四級電機為例進行詳細說明。

如圖1所示，該實施例中，該定子100包括四個齒部分塊1，每個齒部分塊1中的齒塊11和極靴部12形成為一體結構，由此可以使齒部分塊1的成型更加容易，加快組裝進度。具體而言，由於定子是由上下疊置的多個衝片構成，因此每個齒部分塊1也可以是由上下疊置的多個衝片構成，每個衝片包括齒塊部分和極靴部部分，疊置後形成為齒部分塊1。

當然在本實用新型的實施例中，每個齒部分塊1中的齒塊11和極靴部12可以是分體結構。這樣不僅在繞線時可以避免極靴部12對齒塊11的幹涉，而且通過將齒塊11和極靴部12構造成分體結構，可以使不同的齒塊11與不同規格、尺寸的極靴部12進行配合後，從而得到不同尺寸結構的齒部分塊1，由此可以提高零部件的通用性。

如圖1所示，每個齒部分塊1由於齒塊11的外端沒有任何的部件，因此在進行繞線時可以靈活控制繞線機，方便繞線，不會與其他結構發生幹涉、避讓等問題，效率得到了極大的提高。

進一步地，如圖1所示，圖中包括四個第一軛部分塊21和四個第二軛部分塊22，四個第一軛部分塊21分別於四個齒部分塊1的外端相連，每個第二軛部分塊22連接在相鄰的兩個第一軛部分塊21之間，由此可以通過四個第一軛部分塊21和四個第二軛部分塊22構成一個完整的環形軛部。

可選地，在本實用新型的一個示例中，第一軛部分塊21與齒塊11中的一個上設有第一定位槽211且另一個上設有第一定位凸起111，第一定位槽211與第一定位凸起111配合以使第一軛部分塊21與齒塊11進行定位。也就是說，每個第一軛部分塊21與相對應的齒塊11可以通過第一定位槽211和第一定位凸起111的結構進行定位，由此可以加快第一軛部分塊21與相對應的齒塊11連接速度，而且可以保證定位的準確。可選地，第一定位槽211可以是圓形、長圓形、多邊形，相對應的第一定位凸起111可以與第一定位槽211的形狀是對應的，由此可以使二者定位更加精確。

如圖1所示的示例中，可選地，第一軛部分塊21上設有第一定位槽211，齒塊11的徑向外端設有第一定位凸起111，其中第一定位槽211呈梯形，第一定位凸起111與第一定位槽211的形狀相同且也形成為梯形。其中第一定位槽211的徑向內端的開口尺寸大於其徑向外端的邊長，由此當第一定位凸起111配合在第一定位槽211內後，第一定位凸起111不易從第一定位槽211內脫出，定位更加穩定。

可選地，第一軛部分塊21與第二軛部分塊22中的一個上設有第二定位槽且另一個上設有第二定位凸起，第二定位槽與第二定位凸起配合以使第一軛部分塊21與第二軛部分塊22進行定位。也就是說，相鄰的第一軛部分塊21與第二軛部分塊22也可以通過第二定位槽和第二定位凸起的結構進行定位，由此可以加快第一軛部分塊21與相對應的第二軛部分塊22連接速度，而且可以保證定位的準確。可選地，第二定位槽可以是圓形、長圓形、多邊形，相對應的第二定位凸起可以與第二定位槽的形狀是對應的，由此可以使二者定位更加精確。

當然，如圖1所示，在本實用新型的另一個示例中，第一軛部分塊21與第二軛部分塊22通過階梯結構進行定位。具體地，如圖1所示，第一軛部分塊21的周向的兩端分別設有第一階梯槽23，第二軛部分塊22的周向的兩端分別設有第二階梯槽23，其中第一階梯槽23和第二階梯槽23的槽口朝向相對，這樣當第一階梯槽23和第二階梯槽23配合時可以將第一軛部分塊21與第二軛部分塊22連接成一個整體。由此也同樣可以提高第一軛部分塊21與第二軛部分的定位速度和準確度。

此外，在本實用新型的一些實施例中，為了提高多個齒部分塊1的連接效率，可以將多個齒部分塊1構造成一體結構，由此可以減少組裝步驟，提高效率。

可選地，每相鄰兩個齒部分塊1可以通過位於最上端和最下端的定子衝片連接形成為一體結構，其中位於最上端和最下端的定子衝片之間的定子衝片可以仍然是分體結構，由此可以減少漏磁。

在本實用新型的另一個可選實施例中，多個第一軛部分塊21與多個第二軛部分塊22依次首尾相連且構成一體的環形結構。也就是說，多個第一軛部分塊21與多個第二軛部分塊22之間連接為一體結構，由此可以減少第一軛部分塊21與第二軛部分塊22之間的連接工序，不僅可以提高產品的結構強度，而且可以減少組裝工序，提高效率。

如圖2所示，與圖1所示的示例不同的是，每個第一軛部分塊21與相應的齒部分塊1形成為一體結構。由此不僅可以提高產品的結構強度，而且可以減少組裝步驟，提高組裝效率。

如圖2至圖4，示出了根據本實用新型實施例的定子100的組裝過程，具體地，如圖2所示，將多個第二軛部分塊22放置在一旁，如圖3所示，在每個齒部分塊1的齒塊11上依次繞制單相繞組3，直至所有的齒塊11均繞制完畢，如圖4所示，再將每個第二軛部分塊22安裝到位，從而將定子100組裝完畢。

綜上，根據本實用新型上述的組裝過程，相較於現有技術中的單相電機定子的組裝過程，繞線簡單，效率高，容易實現批量生產。

下面參考圖4和圖5，描述根據本實用新型實施例的單相電機定子的繞線結構。

如圖4所示的示例中，單相繞組3沿環形的方向依次繞制在多個齒塊11上，也就是說，單相繞組3由一根繞線構成，該繞線按照順時針或逆時針的方向依次在各個齒塊11上進行繞線，最終該單相繞組3的第一接線端31和第二接線端32分別位於相鄰的兩個齒部分塊1上，其餘相鄰的兩個齒部分塊1上的繞組通過過渡線33相連。

如圖5所示的示例中，單相繞組3分別繞制在多個齒塊11上，相鄰兩個齒塊11上的單相繞組3通過連接線34相連。也就是說，單相繞組3可以由四根繞線構成，每根繞線分別繞制在每個齒塊11上，相鄰兩個齒塊11上的繞線再通過連接線34進行連接，以構成一個完整的單相繞組3。

在本實用新型的另一些實施例中，單相繞組3還可以以其他的方式進行繞制，例如對於單相四級電機的定子而言，單相繞組3可以由兩個繞線構成，其中一根繞線可以依次繞制相鄰的兩個齒塊11，另一根繞線可以繞制在另外兩個相鄰的齒塊11上，最後兩根繞線再通過連接線34相連。

再例如，對於單相四級電機的定子而言，單相繞組3可以由兩個繞線構成，其中一根繞線可以繞制在其中一個齒塊11上，另一根繞線可以依次繞制在另外三個齒塊11上，最後兩根繞線再通過連接線34相連。

綜上，無論通過哪些繞線方式，根據本實用新型實施例的定子100的繞線均簡便，效率高。

下面參考圖6-圖7描述根據本實用新型的另一些實施例的定子100。

如圖6所示，在齒部分塊1中，極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線兩側的周向長度相等，且極靴部12的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。

也就是說，極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線一側的周向長度，與該極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線另一側的周向長度相等。例如圖6中位於最上方的齒部分塊1和第一軛部分塊21，圖中的中心線L即為該齒部分塊1中的齒塊11的徑向中心線，該齒部分塊1中的極靴部12位於該中心線L左側的部分的長度等於該極靴部12位於該中心線L右側的部分的長度。

此外，對於該極靴部12的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。也就是說，該極靴部12在徑向方向上的厚度在從左至右沿其周向方向上逐漸增大或縮小，由此當轉子安裝到定子100中後，該極靴部12的內端面與轉子的外端面之間會產生均勻漸變的氣隙。由此不僅可以克服電機起動死點的問題，而且可以降低轉矩波動，使單相直流電機能夠平穩、低噪音的運行。

如圖7所示，在齒部分塊1中，極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線兩側的周向長度不相等，且極靴部12的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。

也就是說，極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線一側的周向長度，與該極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線另一側的周向長度不相等。例如圖7中位於最上方的齒部分塊1和第一軛部分塊21，圖中的中心線N即為該齒部分塊1中的齒塊11的徑向中心線，該齒部分塊1中的極靴部12位於該中心線N左側的部分的長度短於該極靴部12位於該中心線N右側的部分的長度。

此外，對於該極靴部12的徑向尺寸在其周向方向上均勻增大或縮小。也就是說，該極靴部12在徑向方向上的厚度在從左至右沿其周向方向上逐漸增大或縮小，由此當轉子安裝到定子100中後，該極靴部12的內端面與轉子的外端面之間會產生均勻漸變的氣隙。由此不僅可以克服電機起動死點的問題，而且可以進一步降低轉矩波動，使單相直流電機能夠平穩、低噪音的運行，效果更好。

再如圖8和圖9，與圖7所示的示例不同的是，極靴部12的徑向內端設有向外凹入的凹槽121，該凹槽121為多個且在極靴部12的周向方向上間隔開設置，該凹槽121也可以是一個。由此可以進一步提高降低轉矩波動的效果。

需要說明的是，對於同一個定子100，組成其的四個齒部分塊1的結構可以是相同的，也可以是不同的。例如在同一個定子100中，四個齒部分塊1中可以有極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線兩側的周向長度相等的齒部分塊1，也可以有極靴部12的位於齒塊11的徑向中心線兩側的周向長度不相等的齒部分塊1。

下面將描述根據本實用新型第二方面實施例的單相直流電機，包括根據本實用新型上述實施例的定子100和轉子，轉子設在多個齒部分塊1組合成的環形的內部。

由於根據本實用新型上述實施例的定子100具有上述優點，因此通過設置該定子100，從而可以使根據本實用新型實施例的單相直流電機具有相應的優點，即根據本實用新型實施例的單相直流電機結構簡單，組裝方便。

下面將描述根據本實用新型第三方面實施例的風扇，包括底座和扇頭，扇頭設在底座上，扇頭包括單相直流電機和與該單相直流電機相連的扇葉，其中單相直流電機為根據第二方面實施例所述的單相直流電機。

由於根據本實用新型的單向直流電機具有上述優點，因此通過應用該單向直流電機的風扇，組裝快速，而且改善了現有技術中風扇應用單向直流電機不易啟動的問題。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。