[发明专利]U形铁芯单相永磁同步电动机

说明书

U形铁芯单相永磁同步电动机，包括：永磁转子，为径向两极充磁的圆柱形，直径为10～70mm；定子，包括“U”字形的叠片铁芯和该铁芯所穿越的定子绕组；所述“U”字形二臂上部成形为靠往所述永磁转子圆柱面左、右侧的左、右极靴，所述极靴与转子间气隙的宽度于每一极下沿设定的旋转方向收窄，因而在自由状态下，转子磁极的轴线以定子的轴线为参照，沿设定的旋转方向偏转一锐角角度；所述永磁转子所述“U”字形外沿的宽度与永磁转子直径之比不小于1.7。该设计使电动机电磁材料综合成本明显降低，因而有更佳的性价比。

技术领域

本发明涉及U形铁芯单相永磁同步电动机的电磁结构，IPC分类可属于H02K 1/06。

背景技术

U形铁芯单相自起动永磁同步电动机(简称“U形电机”)，是上世纪八十年代末才完整提出的新结构微型永磁同步电动机。其具有永磁电机显著节能的优点，但结构非常简单和“U”字形冲片套材率很高，面世后即得到广泛注意和产业化应用，并首先在微型泵中取代传统感应电动机，取得显著的节能节材效果。

电动机电磁设计是涉及数十个相互存在约束的输入变量的复杂计算，U形电机由于结构特殊和过于微型，至今仍欠缺完整、深入、系统的研究，未建立电磁计算公式程序和专用电磁设计计算机软件，其电磁结构一直以仿造和实验调整为主，难以达到高效最优化，改进缓慢。

U形电机更详细的情况可见机械工业出版社2009年版《小功率永磁电机原理、设计及应用》。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种U形电机，可比传统设计有更佳的性价比，但设计简化。

本发明的技术方案是：U形铁芯单相永磁同步电动机，包括：

——永磁转子，为径向两极充磁的圆柱形，直径为10～70mm；

——定子，包括“U”字形的叠片铁芯和该铁芯所穿越的定子绕组；

——所述“U”字形二臂上部成形为靠往所述永磁转子圆柱面左、右侧的左、右极靴，所述极靴与转子间气隙的宽度于每一极下沿设定的旋转方向收窄，因而在自由状态下，转子磁极的轴线以定子的轴线为参照，沿设定的旋转方向偏转一锐角角度；

其特征在于：所述定子绕组以铜包铝漆包线或铝漆包线绕制，所述“U”字形外沿的宽度(A)与永磁转子直径(C)之比(A/C)不小于1.7。

对于所述“U”字形外沿的宽度与永磁转子直径之比A/C，传统设计小于1.7，如下表。

表1现有技术U形电机主要尺寸示例(尺寸单位：mm)

本技术方案A/C设计不小于1.7。分析和实验表明，与传统设计相比，相同性能的该技术方案定子铁芯材料有所增加，但绕组成本可减少更多，使电磁材料综合成本降低，有更佳的性价比。尤其当绕组使用电阻率较高而单价低的电磁线时，性价比的提高更为突出。该特征的提出，显著减少该电机的优化设计工作量。

本技术方案宜进一步设计所述“U”字形的高度为外沿宽度的1.8倍以内(传统设计大于1.8，见表1)，以充分利用“U”字形二臂之间的空间放置绕组，因而缩减电机的高度，有利于电机安装使用；且该高度方向减少的材料可抵偿外沿宽度增加的材料，有利于成本下降。

本技术方案最好设计所述“U”字形外沿的宽度与永磁转子直径之比为2.0以内，以避免“U”字形二臂之间过宽的开口使极弧长度过份减少而导致效率的下降。

附图说明

图1是本发明实施例U形电机电磁基本结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例U形电机是在一著名品牌家用电器用排水泵驱动电机的基础上改进而成。图1显示了该电机的电磁基本结构，包括：