本發(fā)明涉及單相電機，特別是涉及單相外轉(zhuǎn)子電機。

背景技術：

單相電機常用于洗衣機、洗碗機、冰箱、空調(diào)等啟動負載小的家用電器中。根據(jù)定子與轉(zhuǎn)子的位置不同，通常分為內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子兩種。顧名思義，單相外轉(zhuǎn)子電機即定子在內(nèi)、轉(zhuǎn)子環(huán)繞于定子之外，負載件可直接嵌在轉(zhuǎn)子上。對于單相外轉(zhuǎn)子電機，由于定子在轉(zhuǎn)子在內(nèi)，定子的尺寸受到限制，為方便繞線，定子的齒之間形成比較寬的槽口，使得電機的齒槽轉(zhuǎn)矩較大，影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定，產(chǎn)生噪音。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，提供一種外轉(zhuǎn)子電機及其定子，能有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

一方面，本發(fā)明提供一種單相外轉(zhuǎn)子電機的定子，包括有磁芯，所述磁芯包括軛以及由軛的外緣沿徑向向外延伸的若干齒，每一齒包括與軛連接的繞線臂以及形成于繞線臂的末端的齒冠，相鄰的繞線臂之間形成繞線槽，相鄰的齒冠之間形成槽口，所述齒冠的周向?qū)挾却笥诶@線臂，從而沿周向突出于繞線臂之外，至少部分齒冠在其面向繞線臂的內(nèi)壁面上形成有切縫，在所述磁芯成型前，所述齒冠位于切縫外側(cè)的部分向外翹起，成型時，齒冠向外翹起的部分向內(nèi)彎曲變形而成型所述磁芯，成型后所述齒冠的外壁面為圓弧面。

較佳地，所述齒冠位于切縫外側(cè)的部分的變形角度為15°-60°。更優(yōu)地，所述齒冠位于切縫外側(cè)的部分的變形角度為20°-45°。

較佳地，所述切縫形成于齒冠與繞線臂的連接處。

可選地，所述切縫靠近繞線臂并與繞線臂相間隔。

較佳地，所述每一齒冠上均形成有切縫。

可選地，所述齒冠上的切縫為單個，齒冠在受力彎曲變形成型磁芯之前單邊向外翹起。

可選地，所述若干齒的一半齒的齒冠上形成有切縫，所述若干齒的另一半齒的齒冠上沒有切縫，所述形成有切縫的齒冠與沒有切縫的齒冠沿周向間隔交替設置。

較佳地，所述齒冠上的切縫為2個，分別位于繞線臂的相對兩側(cè)，齒冠在受力向內(nèi)彎曲變形成型磁芯之前雙邊向外翹起。

較佳地，其還包括繞設于磁芯上的繞組，在繞組繞設于磁芯之前，齒冠位于切縫外側(cè)的部分向外翹起；在繞組繞設于磁芯上之后，齒冠向外翹起的部分向內(nèi)彎曲變形成型所述磁芯。

本發(fā)明還提供一種單相外轉(zhuǎn)子電機的定子，包括有磁芯以及繞設于磁芯上的繞組，所述磁芯包括軛以及由軛的外緣沿徑向向外延伸的若干齒，每一齒包括與軛連接的繞線臂以及形成于繞線臂的末端的齒冠，所述繞組繞設于繞線臂上，所述齒冠的寬度大于繞線臂，齒冠的周向兩側(cè)伸出至繞線臂之外分別形成兩翼部，相鄰的兩齒冠的相向的翼部之間形成一槽口，每一槽口的相鄰兩翼部至少其中之一在繞設繞組之前向外翹起，在繞組繞設之后翹起的翼部向內(nèi)彎曲變形而成型所述磁芯。

較佳地，所述若干齒的一半齒的齒冠的兩翼部均向外翹起，另一半齒的齒冠的兩翼部均不向外翹起，所述翼部翹起的齒冠與翼部不翹起的齒冠沿周向交替分布。較佳地，所述每一齒冠的一個翼部向外翹起、另一個翼部不向外翹起，所有向外翹起的翼部位于對應的繞線臂的同一側(cè)。

較佳地，所述向外翹起的翼部上形成有切縫，繞組繞設之后翹起的翼部向內(nèi)彎曲變形使所述切縫減小或消失。

另一方面，本發(fā)明提供一種外轉(zhuǎn)子電機，其具有上述定子以及環(huán)繞所述定子的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括殼體以及設置于殼體內(nèi)的永磁體，所述永磁體的內(nèi)壁面與齒冠的外表面相對并在徑向上相間隔，形成氣隙，所述氣隙為非均勻氣隙、所述槽口在周向上的寬度小于或等于所述氣隙的最小寬度的5倍。

較佳地，所述齒槽在周向上的寬度小于或等于所述氣隙的最小寬度的3倍。

較佳地，所述氣隙的最大寬度與最小寬度的比值大于2。

較佳地，所述永磁體為多個，沿周向均勻間隔設置，每一永磁極永磁體的極弧系數(shù)大于0.7。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明電機的定子齒冠在成型前向外翹起，使齒冠之間的間隔增大，方便繞線；在繞線后齒冠內(nèi)彎變形，相鄰的齒冠件形成窄小的槽口，有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩，由此電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子電機的定子的一實施例的示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1所示定子的磁芯的示意圖。

圖4為圖3的俯視圖。

圖5為圖3所示磁芯成型前的示意圖。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為定子的磁芯的第二實施例的示意圖。

圖8為圖7所示磁芯成型前的示意圖。

圖9為定子的磁芯的第三實施例的示意圖。

圖10為圖9所示磁芯成型前的示意圖。

圖11為定子的磁芯的第四實施例的示意圖。

圖12為圖11所示磁芯成型前的示意圖。

圖13為定子的磁芯的第五實施例的示意圖。

圖14為圖13所示磁芯成型前的示意圖。

圖15為定子的磁芯的第六實施例的示意圖。

圖16為定子的磁芯的第七實施例的示意圖。

圖17為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子電機的轉(zhuǎn)子的一實施例的示意圖。

圖18為轉(zhuǎn)子的第二實施例的示意圖。

圖19為轉(zhuǎn)子的第三實施例的示意圖。

圖20為轉(zhuǎn)子的第四實施例的示意圖。

圖21為轉(zhuǎn)子的第五實施例的示意圖。

圖22為圖1-4所述定子搭配圖18所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

圖23為圖22中方框X的放大圖，為清楚地顯示其他結構，圖中去除了磁力線。

圖24為圖22所示電機位于死點時的位置關系示意圖。

圖25為圖1-4所述定子搭配圖19所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

圖26為圖9-10所示定子搭配圖20所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

圖27為圖9-10所示定子搭配圖21所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

圖28為圖16所示定子搭配圖17所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

圖29為圖15所示定子搭配圖18所示轉(zhuǎn)子構成的電機的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其他有益效果顯而易見。

本發(fā)明單相外轉(zhuǎn)子電機包括定子、以及環(huán)繞所述定子的轉(zhuǎn)子。所述定子、轉(zhuǎn)子可以有多種不同的結構，不同的定子、轉(zhuǎn)子可以根據(jù)需要適當搭配，形成各種不同特性的電機。本發(fā)明附圖1-16示出了定子的多個具體實施例，附圖17-21示出了轉(zhuǎn)子的多個具體實施例，圖22-28示例性地展示了幾種上述定子與轉(zhuǎn)子搭配構成的電機?？梢岳斫?，附圖僅提供參考與說明用，本發(fā)明定子、轉(zhuǎn)子并不限于圖示的實施例，其搭配構成的電機亦不限于圖示的實施例。

圖1-4所示為定子10的第一實施例，本實施例中，所述定子10包括磁芯12、包覆于磁 芯12上的絕緣架14、以及繞設于所述絕緣架14上的繞組16。

所述磁芯12由導磁材料，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的外緣沿徑向向外一體延伸的若干齒20。所述齒20沿軛18的周向均勻間隔設置，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。所述繞線臂22呈直線延伸，相鄰的繞線臂22之間形成繞線槽26。所述繞線槽26大致呈扇形，寬度由軛18沿徑向向外逐漸增大。所述齒冠24整體呈弧形，其大致沿周向延伸，并相對于繞線臂22大致呈對稱設置。優(yōu)選地，每個齒冠24關于電機的通過該齒20的繞線臂22中心的半徑對稱。在周向上，所述齒冠24的寬度大于繞線臂22，齒冠24的周向兩側(cè)伸出至繞線臂22之外，分別形成一翼部28。本實施例中，相鄰的齒冠24的對應的翼部28之間形成窄小的槽口30。

每一齒冠24具有面向繞線臂22的內(nèi)壁面32、以及面向轉(zhuǎn)子50的外壁面34。所述外壁面34為圓弧面，所有齒冠24的外壁面34作為定子10的外表面，大致位于一共同的圓柱面上，所述圓柱面與定子10同軸設置。所述齒冠24的內(nèi)壁面32上形成有切縫36，本實施例中，所述切縫36為2個，對稱地分布于兩翼部28上，靠近繞線臂22并與繞線臂22相間隔。每一切縫36沿徑向，即齒冠24的厚度方向，由齒冠24的內(nèi)壁面32切入，其深度大致為齒冠24在切縫36的位置處的厚度的一半，以保證對磁路不造成大的影響。

所述繞組16繞設于繞線臂22上并位于齒冠24內(nèi)側(cè)。繞組16與繞線臂22、以及齒冠24的內(nèi)壁面32之間由絕緣架14隔開。所述絕緣架14通常為絕緣塑料，避免繞組16短路。如圖5-6所示，磁芯12成型之前時，齒冠24位于切縫36外側(cè)的部分相對向外翹起，相鄰的齒冠24之間的間隔較大，如此繞組16可以方便地纏繞于繞線臂22上。在繞組16繞設完成之后，對齒冠24的外壁面34施加力使其發(fā)生變形向內(nèi)朝向繞線臂22彎曲，形成圓弧形的外壁面34。在此過程中，齒冠24間的間隔減小形成窄小的槽口30，切縫36變小甚至呈細縫狀。較佳地，所述齒冠24位于切縫36外側(cè)的部分變形前與變形后之間的夾角，即變形角，為15°-60°。最優(yōu)地，所述齒冠24位于切縫36外側(cè)的部分的變形角為20°-45°。

對于同樣尺寸的定子10來說，上述定子10的磁芯12的齒冠24在成型前向外翹起，方便繞線；繞線之后齒冠24內(nèi)彎變形，相較于現(xiàn)有經(jīng)一次沖壓成型而成的矽鋼片堆疊構成的磁芯結構在周向上具有更大的寬度，齒冠24之間的槽口30的寬度相對地大幅減小，較佳地約為現(xiàn)有磁芯結構的槽口30的寬度的一半或更小，有效減小齒槽轉(zhuǎn)矩?？梢岳斫獾?，所述切縫36的設置是為方便齒冠24變形內(nèi)彎，在一些實施例中，齒冠24材料本身具有一定的可變形能力，所述切縫36也可以省略。

圖7所示為定子10的磁芯12的第二實施例，其不同之處主要在于，本實施例中每一齒冠24僅在其一個翼部28上形成有切縫36，以圖示方向為例，切縫36均形成于繞線臂22的 逆時針一側(cè)的翼部28上。在磁芯12成型前，如圖8所示，所述齒冠24位于繞線臂22的逆時針一側(cè)的翼部28單邊翹起。由于每一齒冠24同一側(cè)的翼部28均翹起，每一翹起的翼部28與相鄰的齒冠24未翹起的翼部28錯開，如此相鄰的翼部28之間仍然能形成較大的間隔，方便繞線。在繞線后，翹起的翼部28內(nèi)彎整形，使相鄰的翼部28之間的間隔減小形成窄小的槽口30，降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

圖9所示為定子10的磁芯12的第三實施例，相對于前一實施例，其不同之處在于，所述切縫36形成于翼部28與繞線臂22的連接處，翼部28在繞線之前單邊翹起，如圖10所示。如此，切縫36切入的深度可以更大，齒冠24翹起的角度相應地更大，齒冠24在成型前具有更大的間隔，更加方便繞線。另外，可以理解地，也可在每一翼部28與繞線臂22的連接處形成所述切縫36，翼部28在繞線之前雙邊翹起。

圖11-14示出定子10的磁芯12的另外兩實施例，其不同之處在于，部分齒冠24上形成有切縫36而部分齒冠24上沒有切縫36，有切縫36的齒冠24與沒有切縫36的齒冠24沿周向交替設置。較佳地，形成有切縫36的齒冠24在其兩翼部28上分別形成有切縫36，成型前兩翼部28均向上翹起，使得其與兩邊相鄰的沒有切縫36的齒冠24分別形成較大的間隔，方便繞線。所述切縫36可以分別形成于兩翼部28與繞線部的連接處，如圖11-12所示，也可以形成于兩翼部28的中央，與繞線臂22相間隔，如圖13-14所示。

上述實施例中，磁芯12的齒冠24的翼部28在成型前向外翹起，在成型后向內(nèi)彎曲變形，如此在成型前方便繞設繞組16，在成型后可以在周向上具有更大的寬度，形成更小的槽口30，降低齒槽轉(zhuǎn)矩。實際上，只要每一槽口30兩側(cè)的兩個翼部28其中之一能向外翹起，同一磁芯12的各個齒冠24，可以有單邊翹起、雙邊翹起、以及雙邊不翹起，只要搭配適當即可實現(xiàn)上述目的，并不以圖示的實施例為限。以上所示各實施例中，磁芯12的齒冠24在周向上斷開，形成有窄小的槽口30。在另外一些實施例中，所述齒冠24周向上還可以連接為一體，如此最大限度地降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

如圖15a和圖15b所示為磁芯12的其他兩個實施例，在所述兩實施例中，相鄰的齒冠24之間形成有磁橋38，所述磁橋38將齒冠24一體連接，共同形成封閉的環(huán)緣。較佳地，所述封閉的環(huán)緣在磁橋38位置處具有最小的徑向厚度。更佳地，所述磁橋38的內(nèi)壁上形成有凹槽40，所述凹槽40沿軸向延伸，可以是單個或多個。圖示中，每一磁橋38上形成有多個凹槽40，所述多個凹槽40沿周向均勻排布。為了實現(xiàn)繞線，可以在繞線臂22與齒冠的連接處斷開(如圖15a所示)，如此，齒冠24共同形成的環(huán)緣在繞線完成后再沿軸向套設于繞線臂22的外圍，組裝成磁芯12。在圖15b所示的實施例中，繞線臂22與軛部18的連接處斷開，從而軛部18在繞線完成后再裝配到繞線臂22中央，組裝成磁芯12。

圖16a和圖16b所示為磁芯12的另外兩個實施例，其在結構上分別與圖15a和圖15b實施例大致相同，不同之處在于齒冠24在其外壁面34上形成有定位槽42，所述定位槽42位于翼部28上，偏離齒冠24的中心，使得齒冠24相對于電機的通過該齒20的繞線臂22中心的半徑呈非對稱結構。

圖17-21為本發(fā)明轉(zhuǎn)子50的具體實施例。所述轉(zhuǎn)子50為外轉(zhuǎn)子，包括殼體52以及貼設于殼體52內(nèi)的永磁體54。所述永磁體54的外壁面與殼體52相貼合，可以通過膠粘相固定，也可以通過注塑一體連接。所述永磁體54的內(nèi)壁面56界定出空間用于安裝定子10，所述空間略大于定子10的尺寸，從而使定子10和轉(zhuǎn)子50之間形成氣隙。

圖17所示為轉(zhuǎn)子50的第一實施例，本實施例中，所述永磁體54為分塊式結構，沿殼體52的周向均勻間隔排布，相鄰的永磁體54之間形成有間隙。每一永磁體54作為轉(zhuǎn)子50的一磁極，相鄰的永磁體54具有相反的極性。本實施例中，每一永磁體54為圓環(huán)的一部分，其面向定子10的內(nèi)壁面56為圓弧面，所有永磁體54的內(nèi)壁面56作為轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面，位于一共同的圓柱面上，所述圓柱面與轉(zhuǎn)子50共軸設置。如將上述任一定子10裝入該轉(zhuǎn)子50中，定子10的齒冠24的外壁面34與轉(zhuǎn)子50的永磁體54的內(nèi)壁面56之間的徑向間隔沿周向不變，定轉(zhuǎn)子10、50之間將形成基本均勻的氣隙。

較佳地，所述每一塊永磁體54的極弧系數(shù)，即永磁體54對應的圓心角的度數(shù)α與360度除以轉(zhuǎn)子極數(shù)N的商的比值，即α:360/N大于0.7，如此可改善電機的轉(zhuǎn)矩特性和提高電機的效率。本發(fā)明電機的定子10與轉(zhuǎn)子50的各實施例中，永磁體54的數(shù)量與齒20的數(shù)量相同，即定子10與轉(zhuǎn)子50的磁極數(shù)相同。圖示中，永磁體54與齒20均為8個，八個永磁體54構成轉(zhuǎn)子50的八個磁極，八個齒20之間形成8個繞線槽26，共同構成8極8槽電機。在其它實施例中，定子10的齒20與轉(zhuǎn)子50的永磁體54的數(shù)量還可以成倍數(shù)關系，如齒20的數(shù)量是永磁體54的2倍、3倍等。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，從而形成單相直流無刷電機。在其他實施例中，本發(fā)明的設計也可以用在單相永磁同步電機中。

圖18-21所示轉(zhuǎn)子50的其它幾個實施例中，永磁體54的內(nèi)壁面56并不是圓柱圓弧面，在裝入定子10后將在定轉(zhuǎn)子10、50之間形成非均勻氣隙。具體地：

圖18所示為轉(zhuǎn)子50的第二實施例，其中永磁體54呈軸對稱結構，永磁體54的厚度由周向的中央向兩側(cè)逐漸減小。每一永磁體54面向定子10的內(nèi)壁面56為平面，所述平面沿平行于定子徑向外表面的切向方向延伸。在如圖18所示的軸向截面中，所述永磁體54的內(nèi)表面分別位于一正多邊形的的邊上。如此，永磁體54與定子10的外表面之間形成對稱非均勻氣隙，所述氣隙在對應永磁體54的周向中心處具有最小值，并自該最小值處向周向兩側(cè)逐漸 增大。所述對稱非均勻氣隙的設置有利于在電機斷電時對轉(zhuǎn)子50定位，使轉(zhuǎn)子50所停止的位置避開死點位置，從而在電機通電時轉(zhuǎn)子50能夠順利啟動。

圖19所示為轉(zhuǎn)子50的第三實施例，其與圖18所示實施例的主要區(qū)別在于永磁體54為一體結構，在周向上為封閉的環(huán)狀。所述環(huán)狀永磁體54沿周向分為多段，每一段作為轉(zhuǎn)子50的一磁極，相鄰的各段具有不同的極性。類似于圖18所示轉(zhuǎn)子50的各塊永磁體54，本實施例中每一段永磁體54的厚度由周向的中央向兩側(cè)逐漸減小，面向定子10的內(nèi)壁面56為平面，在圖19所示的軸向截面圖中，所述永磁體54的各段共同圍成正多邊形的轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面。與圖18所示實施例相似，本實施例中的永磁體54的各磁極與定子10的外表面形成對稱非均勻氣隙。

圖20所示為轉(zhuǎn)子50的第四實施例，其與圖18所示實施例結構相似，轉(zhuǎn)子50沿周向間隔排布多個永磁體54，每一永磁體54具有一平面狀的內(nèi)壁面56。不同的是，本實施例中，所述永磁體54為非對稱結構，其厚度沿由周向的一側(cè)向另一側(cè)逐漸增加，在靠近另一端的位置處又逐漸減小，永磁體54的最大厚度的位置偏離永磁體54周向上的中心，且永磁體54周向兩側(cè)的厚度不同。永磁體54的內(nèi)壁面56的兩側(cè)與轉(zhuǎn)子50的軸心的連線呈非等腰三角形狀。如此，在與定子10裝配后，定轉(zhuǎn)子10、50之間形成非均勻、非對稱的氣隙。所述非對稱非均勻氣隙的設置有利于在電機斷電時對轉(zhuǎn)子50定位，使轉(zhuǎn)子50所停止的位置避開死點位置，從而在電機通電時轉(zhuǎn)子50能夠順利啟動。

圖21為轉(zhuǎn)子50的第五實施例的示意圖。本實施例中，所述轉(zhuǎn)子50包括殼體52、貼設于殼體52內(nèi)的若干永磁體54以及磁性體58，所述磁性體58可以是硬磁材料制成，比如磁鐵等，其也可以由軟磁材料制成，比如鐵等。沿周向方向，所述永磁體54與磁性體58間隔交替設置，每相鄰的兩永磁體54之間插設有一磁性體58。本實施例中，所述永磁體54呈柱狀，其橫截面大致呈正方形，相鄰的永磁體54之間形成較大的空間，所述空間在周向上的寬度遠大于永磁體54，如此磁性體58相對于永磁體54具有更大的周向?qū)挾?，可以是永磁體54的幾倍。

所述磁性體58為軸對稱結構，其厚度由周向的中央向兩側(cè)逐漸減小，磁性體58的最小厚度，即在其周向兩端的厚度與永磁體54的厚度相當。磁性體58面向定子10的內(nèi)壁面60為平面，沿平行于定子10外表面的切向方向延伸。如此，所述永磁體54的內(nèi)壁面56與磁性體58的內(nèi)壁面60共同形成轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面，所述內(nèi)表面在轉(zhuǎn)子50的軸向截面中為對稱的多邊形，在轉(zhuǎn)入定子10后，定轉(zhuǎn)子10、50之間形成對稱的非均勻氣隙。較佳地，所述永磁體54沿周向充磁，即永磁體54的周向側(cè)壁面被極化而具有相應極性。相鄰的兩永磁體54的極化方向相反。也即是說，相鄰的兩永磁體54相向的表面的極性相同。如此，相鄰的永磁體 54之間的磁性體58被極化成相應磁極，相鄰的兩磁性體58具有不同極性。

將上述定子10與轉(zhuǎn)子50進行不同的排列組合可以形成不同特性的電機，以下列舉幾種進行示意性說明。

如圖22所示為圖1-4所示第一實施例的定子10搭配圖18所示轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上間隔形成槽口30，齒冠24的外壁面34位于共同的圓柱面上，使得定子10的整個外表面呈圓形；轉(zhuǎn)子50的永磁體54在周向上相間隔，永磁體54面向定子10的內(nèi)壁面56為平面，使得轉(zhuǎn)子50的整個內(nèi)表面大致呈正多邊形。定轉(zhuǎn)子10、50的外壁面34與內(nèi)壁面56在徑向上相間隔，形成氣隙62。所述氣隙62的徑向?qū)挾妊赜来朋w54的周向變化，為對稱非均勻氣隙62。所述氣隙62的徑向?qū)挾扔捎来朋w54的內(nèi)壁面56的周向中內(nèi)位置處朝著周向兩端逐漸變大。

請同時參閱圖23，永磁體54的內(nèi)壁面56的周向中點與齒冠24的外壁面34之間的徑向間隔寬度即為氣隙62的最小寬度Gmin；永磁體54的內(nèi)壁面56的周向端點與齒冠24的外壁面34之間的徑向間隔寬度即為氣隙6262的最大寬度Gmax。優(yōu)選地，所述氣隙62的最大寬度Gmax與最小寬度Gmin的比值大于1.5，即，Gmax:Gmin>1.5。更佳地，Gmax:Gmin>2。所述槽口30的寬度D以不大于氣隙62的最小寬度Gmin的5倍為宜，即D≤5Gmin。優(yōu)選地，槽口30的寬度D大于等于氣隙62的最小寬度Gmin，且小于等于氣隙62的最小寬度Gmin的3倍，即Gmin≤D≤3Gmin。

如圖22、24所示，當電機未通電時，轉(zhuǎn)子50的永磁體54對定子10的齒20產(chǎn)生吸引力，圖22和圖24示出了轉(zhuǎn)子50在不同位置時的示意圖。具體地，圖24顯示了轉(zhuǎn)子50位于死點位置(即轉(zhuǎn)子50的磁極中心正對定子10齒冠24的中心位置)。圖22顯示了轉(zhuǎn)子50位于初始位置(即電機未通電或斷電的狀態(tài)下轉(zhuǎn)子50停止的位置)。如圖22和圖24所示，轉(zhuǎn)子50位于死點位置時，轉(zhuǎn)子50的磁極產(chǎn)生的磁場穿過定子10的磁通為Φ1，轉(zhuǎn)子50位于初始位置時，轉(zhuǎn)子50的磁極產(chǎn)生的磁場穿過定子10的磁通為Φ2，由于Φ2>Φ1，從而使得轉(zhuǎn)子50在電機未通電的狀態(tài)下能夠定位于如圖22所示的初始位置，避開圖24所示的死點位置，進而避免電機通電時轉(zhuǎn)子50不能起動的問題。

如圖22所示，在初始位置，定子10的齒20的繞線臂22的中心線正對轉(zhuǎn)子50的相鄰的兩永磁體54之間的中心線，該位置偏離死點位置最遠，有效避免電機通電時轉(zhuǎn)子不能起動的問題。由于實際情況下存在摩擦等其它因素，繞線臂22的中心線可能會偏離兩永磁體54之間的中心線一定角度，如偏離正負0～30度不等，但依然遠離死點位置。本發(fā)明的上述實施例中，通過轉(zhuǎn)子50的永磁體54自身產(chǎn)生磁場即可對轉(zhuǎn)子50的初始位置進行定位并使其初始位置偏離死點位置。具有該種設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，從而 使電機具有更高的效率和更好的性能。實驗結果驗證表明，一種根據(jù)上述思路設計的單相外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(額定轉(zhuǎn)矩1Nm，額定轉(zhuǎn)速1000rpm，定子磁芯堆疊厚度30mm)，其齒槽轉(zhuǎn)矩的峰值小于80mNm。

圖25為圖1-4所示第一實施例的定子10搭配圖19所示第三實施例的轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上間隔形成槽口30，齒冠24的外壁面34位于共同的圓柱面上；轉(zhuǎn)子50的永磁體54為周向上連接為一體的多段結構，每一段永磁體54作為轉(zhuǎn)子50的一個磁極，所述磁極的內(nèi)壁面56為平面，使得整個轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面呈正多邊形。定子10和轉(zhuǎn)子50之間形成對稱的非均勻氣隙62，氣隙62的寬度由轉(zhuǎn)子50的每一磁極的周向兩側(cè)向中央逐漸增大，在磁極的周向中點具有最大寬度Gmax，周向兩側(cè)具有最小寬度Gmin。轉(zhuǎn)子50在靜止時，每一齒冠24的中央正對轉(zhuǎn)子50的永磁體54的兩段的連接處，避開死點位置，便于轉(zhuǎn)子50的再次啟動。

圖26為圖9-10所示第三實施例的定子10搭配圖20所示第四實施例的轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上間隔形成槽口30，齒冠24的外壁面34位于共同的圓柱面上；轉(zhuǎn)子50的永磁體54為非對稱結構，厚度在周向上呈非均勻；轉(zhuǎn)子50的永磁體54的內(nèi)壁面56相對齒冠24的外壁面34的切向傾斜一定角度，永磁體54的內(nèi)壁面56與齒冠24的外壁面34之間形成非均勻、非對稱的氣隙62。所述氣隙62的寬度由永磁體54的周向一側(cè)向另一側(cè)先逐漸減小，然后逐漸增大。以圖式方向為例，在永磁體54的順時針方向的一側(cè)氣隙62具有最大寬度Gmax，氣隙62的最小寬度Gmin所在位置靠近但偏離永磁體54的逆時針方向的一側(cè)。

圖27為圖9-10所示第三實施例的定子10搭配圖21所示第五實施例的轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上間隔形成槽口30，齒冠24的外壁面34位于共同的圓柱面上；轉(zhuǎn)子50在周向上包括間隔設置的永磁體54以及磁性體58，永磁體54與磁性體58的內(nèi)壁面56、60共同圍成多邊形的轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面。定轉(zhuǎn)子10、50之間的氣隙62呈對稱非均勻，由磁性體58的周向中點相周向兩側(cè)逐漸減小，在對應永磁體54的位置氣隙具有最大寬度Gmax。轉(zhuǎn)子50在靜止時其永磁體54的中央在徑向上正對齒冠24的中央永磁體54對定子10形成周向上的作用力，便于轉(zhuǎn)子50啟動。

如圖28所示為圖16a所示的定子10搭配圖17所示轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上連接為一體，定子10的整個外表面，即齒冠24的外壁面34為圓柱面；轉(zhuǎn)子50的內(nèi)表面，即永磁體54的內(nèi)壁面56位于與定子10的外壁面34同軸的圓柱面上；定子10的外壁面34與轉(zhuǎn)子50的內(nèi)壁面56之間形成均勻的氣隙62。齒冠24的外壁面34上形成有定位槽42使得齒冠24呈非對稱結構，如此保證轉(zhuǎn)子50在靜止時其兩永磁體54之間的 中心線相對于定子10的齒20的繞線臂22的中心線偏轉(zhuǎn)一定角度。較佳地，轉(zhuǎn)子50在靜止時，定子10上的定位槽42正對轉(zhuǎn)子50的相鄰的兩永磁體54之間的中心線，允許電機在每次通電時轉(zhuǎn)子50可以順利啟動。

圖29為圖15a所示第六實施例的定子10搭配圖18所示第二實施例的轉(zhuǎn)子50構成的電機，其中：定子10的齒冠24在周向上連接為一體，定子10的整個外表面為圓柱面；轉(zhuǎn)子50的永磁體54的內(nèi)壁面56為平面，沿平行于定子10外表面的切線方向延伸；永磁體54的內(nèi)壁面56與齒冠24的外壁面34之間形成對稱的非均勻的氣隙62，氣隙62的寬度由永磁體54的周向兩側(cè)向中央逐漸減小，在永磁體54的周向中點位置處具有最小寬度Gmin，在周向兩側(cè)則具有最大寬度Gmax。

可以理解地，圖1-14所示的定子10在結構與特性上基本相同，均形成窄小的槽口甚至沒有槽口，其與轉(zhuǎn)子50搭配時可以相互替換，均能實現(xiàn)相同的功能。另外，根據(jù)定轉(zhuǎn)子之間形成的氣隙的不同，根據(jù)定轉(zhuǎn)子50結構的對稱性與非對稱性，可以設計相應的電路，使電機在通電時轉(zhuǎn)子50可以順利啟動。可以理解地，所述定子10與轉(zhuǎn)子50的搭配并不上述示例性的幾種方式，根據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)造精神，本領域技術人員做出的其他變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。