【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種通風(fēng)裝置，具體地，涉及一種風(fēng)機。

背景技術(shù)：

風(fēng)機是常用的氣體輸送機械，通常是以電機作為驅(qū)動，帶動與之連接的葉輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動空氣流動，形成強制氣流。電機一般包括定子及繞定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子與葉輪連接從而驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動氣流。為降低成本，業(yè)界開始考慮使用單相電機作為風(fēng)機的驅(qū)動電機，然而，單相電機最大的缺點就是電機的轉(zhuǎn)子容易停在死點位置，導(dǎo)致電機啟動失效。為了使轉(zhuǎn)子的初始位置避開死點位置，現(xiàn)有技術(shù)通常將定子的齒的外表面通常采用非對稱結(jié)構(gòu)，然而，該種電機的齒槽轉(zhuǎn)矩大，導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)矩波動，從而產(chǎn)生振動和噪音等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，提供一種電機的齒槽轉(zhuǎn)矩小、噪音小的風(fēng)機。

本發(fā)明提供一種風(fēng)機，包括殼體、以及收容于殼體內(nèi)的葉輪和電機，所述殼體具有進風(fēng)口及出風(fēng)口，所述電機驅(qū)動所述葉輪旋動從而使氣流自進風(fēng)口進入殼體，并由出風(fēng)口排出，所述電機包括定子及轉(zhuǎn)子，所述定子包括磁芯及繞設(shè)于磁芯上的繞組，所述磁芯包括軛以及由軛沿徑向向外延伸的若干齒，每個齒的末端形成一齒冠，相鄰的齒冠之間形成槽口，所述轉(zhuǎn)子包括形成若干磁極的永磁體，所述定子和轉(zhuǎn)子之間形成氣隙，所述槽口的周向?qū)挾鹊扔诨蛐∮谒鰵庀兜?倍。

較佳地，所述氣隙為均勻氣隙，所述永磁體的內(nèi)壁面與齒冠的外壁面同軸設(shè)置。

較佳地，所述永磁體呈一體的環(huán)形，永磁體的內(nèi)壁面為在周向上連續(xù)的圓柱面。

較佳地，所述永磁體呈分塊式，所述永磁體在周向上相互間隔，且各塊永 磁體的內(nèi)壁面位于共同的圓柱面上。

較佳地，所述齒冠的外壁面位于共同的圓柱面上。

較佳地，所述齒包括第一齒與第二齒，第一齒與軛一體成型，第二齒單獨成型后裝配到軛上，所述第一齒、第二齒沿周向交替設(shè)置。

較佳地，所述齒還包括與軛相連的繞線臂，所述齒冠形成于繞線臂的末端，所述齒冠的周向兩端相對繞線臂向外伸出形成翼部，位于每一槽口的兩側(cè)的兩翼部至少其中之一在繞設(shè)繞組之前向外張開，在繞組繞設(shè)完成之后張開的翼部向內(nèi)彎曲整形。

較佳地，所述張開的翼部在其與齒的連接處形成有切縫，張開的翼部向內(nèi)彎曲使齒冠呈圓弧形時切縫變小或消失。

較佳地，所述切縫形成于張開翼部的內(nèi)壁面的中央，翼部位于切縫之外的部分向外張開。

較佳地，所述切縫形成于翼部與繞線臂的連接拐角處，翼部整個向外張開。

較佳地，所述齒包括由軛一體延伸的第一齒與第二齒，所述第一齒、第二齒沿周向交替設(shè)置，每一第一齒的兩翼部在繞設(shè)繞組之前均向外張開，在繞組繞設(shè)完成之后第一齒張開的翼部向內(nèi)彎曲整形，所述第二齒的翼部始終為圓弧形。

較佳地，所述每一齒的單個翼部在繞設(shè)繞組之前均向外張開，所有齒的張開的翼部位于齒的同一側(cè)，在繞組繞設(shè)完成之后張開的翼部向內(nèi)彎曲使齒冠呈圓弧形。

較佳地，所述電機為單相電機。

較佳地，所述電機為外轉(zhuǎn)子電機。

本發(fā)明的風(fēng)機中，磁芯的齒的相鄰齒冠之間形成槽口，槽口在周向上的寬度小于等于所述氣隙寬度的2倍，如此通過漏磁場可對轉(zhuǎn)子的初始位置進行定位并使其初始位置偏離死點位置，且齒槽轉(zhuǎn)矩可以得到有效抑制。

【附圖說明】

圖1所示為本發(fā)明一實施例的風(fēng)機的示意圖。

圖2為圖1所示風(fēng)機的分解圖。

圖3是圖2所示風(fēng)機的電機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3所示電機的定子的示意圖。

圖5是圖4所示定子的磁芯的示意圖。

圖6是圖5所示磁芯的部分分解圖。

圖7是圖3所示電機的轉(zhuǎn)子的另一角度示意圖。

圖8是圖7所示轉(zhuǎn)子的永磁體成型前的示意圖。

圖9是轉(zhuǎn)子的另一實施例的示意圖。

圖10是圖3所示電機的軸向側(cè)視圖。

圖11是圖10中虛線框的放大示意圖。

圖12是磁芯的第二實施例的示意圖。

圖13是圖12所示磁芯在繞線前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是磁芯的第三實施例的示意圖。

圖15是圖14所示磁芯在繞線前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是磁芯的第四實施例的示意圖。

圖17是圖16所示磁芯在繞線前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18是磁芯的第五實施例的示意圖。

圖19是圖18所示磁芯在繞線前的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】

圖1和圖2所示為本發(fā)明一實施例的風(fēng)機100的示意圖，所述風(fēng)機100包括殼體101、收容于殼體101內(nèi)的葉輪102以及驅(qū)動所述葉輪102的電機1。所述殼體101具有一進風(fēng)口103以及一出風(fēng)口104。所述殼體101包括上殼105和下蓋106，所述上殼105的底部形成開口，下蓋106蓋設(shè)于上殼105的底部共同形成收容腔。所述葉輪102和電機1收容于收容腔內(nèi)。電機1驅(qū)動葉輪102旋轉(zhuǎn)，葉輪102從進風(fēng)口103吸入氣流，并將氣流從出風(fēng)口104排出。本發(fā)明的風(fēng)機100尤其適合用作浴室排氣扇。

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的單相外轉(zhuǎn)子電機1包括定子10和圍繞 所述定子10的轉(zhuǎn)子30。

請同時參考圖4-6，所述定子10包括基座11(圖2)、固定于基座11上的磁芯12、包覆于磁芯12上的繞線架14、以及繞設(shè)于所述絕緣架14上的繞組16。所述磁芯12由導(dǎo)磁材料，如矽鋼片等堆疊而成。磁芯12包括環(huán)形的軛18、以及由軛18的外緣沿徑向向外延伸的若干齒20。所述軛18內(nèi)形成空間19，用于與基座配合組裝固定，將定子10固定。所述齒20沿軛18的周向均勻間隔設(shè)置，每一齒20包括與軛18連接的繞線臂22以及形成于繞線臂22的末端的齒冠24。所述繞組16繞設(shè)于繞線臂22上并位于齒冠24的內(nèi)側(cè)。繞組16與繞線臂22、以及齒冠24之間由絕緣架14隔開。所述絕緣架14為絕緣塑料，避免繞組16短路。電機1啟動時，繞組16通電使磁芯12極化，每一齒20的齒冠24構(gòu)成定子10的一磁極。

所述繞線臂22呈直線狀，相鄰的繞線臂22之間形成繞線槽23。所述齒冠24整體呈弧形，關(guān)于電機1的通過該齒20的繞線臂22中心的半徑對稱。所述齒冠24在周向上的寬度大于繞線臂22，其周向的兩側(cè)伸出至繞線臂22之外，分別形成一翼部26。較佳地，所述齒冠24的翼部26相對繞線臂22伸出的寬度接近繞線槽23在繞線臂22的徑向外端處的寬度的一半。相鄰的兩齒冠24的對應(yīng)的翼部26的末端彼此靠近但相間隔，形成窄小的槽口27。每一齒冠24的外壁面面向轉(zhuǎn)子30，作為定子10的磁極的極弧面28。本實施例中，所述極弧面28為圓弧面，所有齒冠24的極弧面28位于一共同的圓柱面上，所述圓柱面與定子10同軸設(shè)置。

請同時參閱圖7-8，所述轉(zhuǎn)子30包括轉(zhuǎn)軸32，與轉(zhuǎn)軸32固定連接的轉(zhuǎn)子軛部34，以及設(shè)置在軛部34的永磁體36。所述軛部34為一端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，罩設(shè)在定子10上，包括端板38以及由端板38延伸而出的圓環(huán)形側(cè)壁40。所述轉(zhuǎn)軸32固定連接于端板36的中央。較佳地，所述端板38上設(shè)有若干開口42，供外部氣流進入電機1內(nèi)，對電機1本身，特別是罩設(shè)于轉(zhuǎn)子30內(nèi)的定子10進行冷卻。所述永磁體36貼設(shè)于軛部34的側(cè)壁40內(nèi)，兩者之間可以通過膠粘等方式相固定。

本實施例中，所述永磁體36為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，可由如圖8所示的長條狀的永 磁體彎曲而成。所述永磁體36沿轉(zhuǎn)子30的周向分為多段，每一段作為轉(zhuǎn)子30的一磁極，相鄰的各磁極具有相反的極性。所述永磁體36的內(nèi)表面作為轉(zhuǎn)子30的極弧面44，所述極弧面44為與轉(zhuǎn)子10同軸設(shè)置的圓柱面，且在周向上連續(xù)。在其它實施例中，永磁體36也可以是分塊式結(jié)構(gòu)，如圖9所示，每塊永磁體36作為一磁極，相鄰的各塊永磁體36具有不同的極性，相鄰的兩永磁體36之間形成間隙46。當永磁體36為分塊式結(jié)構(gòu)式，極弧面44在對應(yīng)間隙46的位置處斷開。

組裝時，定子10和轉(zhuǎn)子30同軸設(shè)置，所述轉(zhuǎn)子30的永磁體36環(huán)繞定子10，轉(zhuǎn)軸32可轉(zhuǎn)動地插接于定子10內(nèi)。通常，在定子10的基座11內(nèi)設(shè)置有軸承等支撐轉(zhuǎn)軸32的轉(zhuǎn)動。所述軛部34的端板38位于定子10的軸向的側(cè)端。較佳地，所述轉(zhuǎn)子30與定子10的磁極數(shù)相同，如本實施例中，定子10包括8個齒20并形成8個槽口27，對應(yīng)地轉(zhuǎn)子30的永磁體36分為8段，定子10與轉(zhuǎn)子30共同形成8極8槽電機。優(yōu)選地，所述定子10的繞組16電連接并被單相無刷直流電機驅(qū)動器供以單相交變直流電，形成單相直流無刷電機。

請同時參閱圖10及圖11，在將轉(zhuǎn)子30與定子10裝配后，轉(zhuǎn)子30的永磁體36的極弧面44與定子10的齒冠24的極弧面28相對并在徑向上相間隔，兩者之間形成氣隙50。由于轉(zhuǎn)子30的極弧面44為圓柱面，定子10的極弧面28位于共同的圓柱面上，定子10與轉(zhuǎn)子30同軸設(shè)置，定轉(zhuǎn)子之間的氣隙50的徑向?qū)挾妊刂芟蚝愣ú蛔?，定轉(zhuǎn)子之間形成均勻氣隙。較佳地，所述定子10的槽口27的寬度d不大于氣隙50的徑向?qū)挾萭的2倍，即d≤2g。本實施例中，槽口27的寬度d小于氣隙50的徑向?qū)挾萭，即d<g。

由于槽口27的寬度小于或等于2倍氣隙寬度，當電機1停止轉(zhuǎn)動時，可通過漏磁場定位，使轉(zhuǎn)子30停止在其相鄰磁極之間的中心線大致正對定子10的齒冠24的中心的位置，轉(zhuǎn)子30的磁極的中心大致正對齒冠24之間的槽口27，如此轉(zhuǎn)子30在停止時偏離死點位置(即轉(zhuǎn)子30的磁極的中心正對定子10的齒冠24的中心)，再次開啟電機1時轉(zhuǎn)子30可以順利啟動。具有以上設(shè)置的單相永磁無刷電機其齒槽轉(zhuǎn)矩可以得到有效地抑制，使電機具有更高的效率和更好的性能。實驗結(jié)果驗證表明，一種根據(jù)上述思路設(shè)計的單相外轉(zhuǎn)子無刷直流電機 (額定轉(zhuǎn)矩1nm，額定轉(zhuǎn)速1000rpm，磁芯堆疊厚度30mm)，其齒槽轉(zhuǎn)矩的峰值小于80mnm。另外，本發(fā)明的電機根據(jù)需要可設(shè)計成雙方向啟動，如通過配合兩個位置傳感器如霍爾傳感器和相應(yīng)的控制器可實現(xiàn)雙方向旋轉(zhuǎn)；當然也可設(shè)計成單方向啟動，這時一個位置傳感器即可。

為避免窄小的槽口27影響繞組16的纏繞，本實施例中，如圖5-6所示，所述磁芯12的齒20包括與軛18一體成形的第一齒121和單獨成型的第二齒122。所述第二齒122卡扣連接于軛18上，在周向上與第一齒121交替排列。較佳地，所述軛18上設(shè)有插槽181，所述插槽181優(yōu)選地為燕尾槽；所述第二齒122的徑向內(nèi)端具有與插槽181形狀相匹配的插接頭123；所述插接頭123插設(shè)于插槽181內(nèi)將第二齒122與軛18相連構(gòu)成磁芯12。

在繞組16繞設(shè)之前，第二齒122為分離狀態(tài)，在缺少第二齒122的情況下第一齒121之間形成寬大的空間，繞組16可以快速、方便地分別纏繞與第一齒121、第二齒122上。在繞線完成后，再將第二齒122連接至軛18上，第二齒122與第一齒121對應(yīng)的齒冠24之間形成窄小的槽口27，保證槽口27的寬度d足夠小。上述磁芯12通過單獨成型的第二齒122使第一齒121之間形成足夠大的繞線空間，方便定子10的組裝成型，同時保證定子10成型后的齒槽轉(zhuǎn)矩小。圖12-19示出磁芯12的其它幾個具體實施例，以不同的方式實現(xiàn)相似的功能，具體如下：

圖12-13所示為磁芯12的第二實施例，其不同之處在于：所述齒20均由軛18一體向外延伸，每一齒20在其齒冠24的兩翼部26上分別形成有切縫29。所述切縫29由翼部26的內(nèi)壁面的中央向外切入，其深度大致為齒冠24在切縫29的位置處的厚度的一半，以保證對磁路不造成大的影響。如圖13所示，磁芯12成型之前，齒冠24的翼部26位于切縫29外側(cè)的部分相對向外張開，相鄰的齒冠24之間的間隔加大，如此方便將繞組16纏繞于繞線臂22上。在繞組16繞設(shè)完成之后，對齒冠24的外壁面施力將齒冠24整形向內(nèi)彎曲，形成圓弧形的極弧面28。在此過程中，齒冠24之間的間隔減小形成窄小的槽口27，切縫29變小呈細縫狀甚至完全消失。

在一些實施例中，所述切縫29也可以形成于齒冠24與繞線臂22的連接拐 角處，可以使磁芯12的齒冠24在彎折成型時不會出現(xiàn)折皺，如圖14所示。另外本實施例的磁芯12的齒20僅形成單個切縫29，以圖示方向，切縫29均形成于繞線臂22與其逆時針一側(cè)的翼部26的連接拐角處。請同時參閱圖15，在繞線之前，形成有切縫29的一側(cè)的翼部26向外張開。對于相鄰的兩個齒20，對應(yīng)的兩翼部26中，一個為正常的圓弧狀，另一則相對向外張開，同樣能增大兩翼部26之間的間隔，方便繞線。在繞線后，張開的翼部26內(nèi)彎變形呈圓弧狀，相鄰的翼部26之間的間隔減小形成窄小的槽口27，降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

圖16-19為磁芯12的另外兩實施例，所述齒20均由軛18一體向外延伸，包括在周向上交替設(shè)置的第一齒121與第二齒122，其中第一齒121在其兩側(cè)分別形成有切縫29，第二齒122則沒有切縫29。圖16所示實施例中，切縫29形成于每一翼部26與繞線臂22的連接拐角處；圖18所示實施例中，切縫29形成于翼部26的中央。在繞線之前，如圖17、19所示，第一齒121的翼部26均向外張開。對于相鄰的第一齒121與第二齒122對應(yīng)的兩翼部26，一個為正常的圓弧狀，另一則相對向外張開，同樣能增大兩翼部26之間的間隔，方便繞線。在繞線后，張開的翼部26內(nèi)彎變形呈圓弧狀，相鄰的翼部26之間的間隔減小形成窄小的槽口27，降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

以上磁芯12均形成窄小的槽口27，在與轉(zhuǎn)子30配合構(gòu)成電機時，槽口27的寬度可以滿足不大于兩倍氣隙寬度的要求，電機齒槽轉(zhuǎn)矩小，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，噪音小。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，電機的槽極數(shù)根據(jù)實際需要可以調(diào)整為2極2槽至n極n槽等，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。