本發(fā)明涉及電機(jī)，具體而言，涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子及應(yīng)用該電機(jī)轉(zhuǎn)子的電機(jī)。

背景技術(shù)：

在滾筒洗衣機(jī)的領(lǐng)域中廣泛地使用電機(jī)，特別是永磁同步電機(jī)，來驅(qū)動(dòng)滾筒的旋轉(zhuǎn)。決定該類電機(jī)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵點(diǎn)在于在洗衣機(jī)洗滌和脫水兩個(gè)工作過程中電機(jī)的效率和噪音。隨著洗衣機(jī)品質(zhì)的提高，在洗衣機(jī)脫水過程中要求電機(jī)達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速，該電機(jī)轉(zhuǎn)速至少達(dá)到10000r/min，特別地可能高達(dá)18000r/min，然而不希望帶來能耗和噪音的大幅提高。

用于滾筒洗衣機(jī)的傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要包括兩種類型，一種是表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，另一種是內(nèi)置式切向轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)。

在表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體粘貼于轉(zhuǎn)子表面，永磁體整體裸露在氣隙中，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)正對(duì)定子磁場(chǎng)，由于電機(jī)在高速弱磁時(shí)，定子線圈上產(chǎn)生的電流變大，會(huì)導(dǎo)致裸露在電機(jī)氣隙中的永磁體容易出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，降低電機(jī)的使用壽命。此外，為了避免電機(jī)高轉(zhuǎn)速下永磁體從轉(zhuǎn)子表面脫落，通常需要在永磁體表面使用鋼套、來保護(hù)轉(zhuǎn)子表面上的永磁體在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不從轉(zhuǎn)子鐵芯表面脫落，而這種保護(hù)鋼套的工藝復(fù)雜、成本較高，會(huì)帶來電機(jī)整體復(fù)雜度和成本的提高。

內(nèi)置式切向轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)解決了上述問題，但是其本身仍然存在很多缺陷。傳統(tǒng)的內(nèi)置式切向轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，齒槽轉(zhuǎn)矩較大，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，從而帶了不期望的振動(dòng)和噪音；電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生很大的反電動(dòng)勢(shì)諧波含量，使得電機(jī)在以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)帶來較大的振動(dòng)噪音。

在傳統(tǒng)的解決方案中，相鄰的轉(zhuǎn)子磁極之間是斷開的，并通過注塑等方式使得其它非導(dǎo)磁材料的填充物填充到相鄰轉(zhuǎn)子磁極之間的斷開處，用來固定每個(gè)單獨(dú)的永磁體。這種布置方式雖然能一定程度地減小轉(zhuǎn)子的漏磁現(xiàn)象，但是在電機(jī)的高速運(yùn)行過程中，填充在相鄰磁極斷開位置上的注塑體承受較高的轉(zhuǎn)矩，可能會(huì)斷裂或破碎，從而對(duì)電機(jī)內(nèi)部以及定子/轉(zhuǎn)子的其他部分造成損壞，因此將較低強(qiáng)度的注塑體填充在斷開的磁極之間的布置方式會(huì)給高速運(yùn)轉(zhuǎn)(例如：洗衣機(jī)的脫水過程)的電機(jī)帶來風(fēng)險(xiǎn)。

因此，需要一種高效、低噪音、適于長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子，其中電機(jī)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)槽，該多個(gè)槽沿電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向成輻射狀分布，并且用于將多個(gè)永磁鐵氧體接收于其內(nèi)，并且，電機(jī)轉(zhuǎn)子的外表面是由沿該電機(jī)轉(zhuǎn)子的周向分布且相間布置的多個(gè)樣條曲面和弧形連接段的外表面形成的非圓形面，使得當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝到內(nèi)表面為圓形的電機(jī)定子鐵芯內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子的外表面和該電機(jī)定子的定子鐵芯之間的間隙為非均勻氣隙。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，接收在相鄰的槽內(nèi)的相鄰的永磁鐵氧體的相互面向的表面具有相同的極性，使得在每對(duì)相鄰的鐵氧體之間形成磁極。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，磁極的外表面為樣條曲面，每?jī)蓚€(gè)相鄰的磁極通過弧形連接段而連接。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，樣條曲面關(guān)于其中心軸線呈軸對(duì)稱，并且在其中心軸線處與定子鐵芯之間的氣隙為最小氣隙δ_min，最小氣隙δ_min與樣條曲面和定子鐵芯之間的氣隙δ的比值是電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于樣條曲面的中心軸線轉(zhuǎn)過的電角度β的余弦函數(shù)，其中電角度β是電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于樣條曲面的中心軸線轉(zhuǎn)過的機(jī)械角度θ與電機(jī)的極對(duì)數(shù)P的乘積。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，樣條曲面的形狀滿足公式：δ_min/δ＝cos(β)。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，電機(jī)轉(zhuǎn)子具有沿周向方向均勻分布的八個(gè)槽，并且分別用于將八個(gè)永磁鐵氧體接收于其中，每條樣條曲面關(guān)于其中心軸線呈軸對(duì)稱，并且跨過的機(jī)械角度θ₀為31°。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，在弧形連接段和永磁鐵氧體之間形成有空槽，注塑體注入到空槽中，以將永磁鐵氧體進(jìn)一步固定在槽中。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，弧形連接段的厚度在0.4mm到0.6mm的范圍內(nèi)，其中弧形連接段的厚度為弧形連接段的外圓半徑R2和內(nèi)圓半徑R1之間的差值。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，弧形連接段的寬度b1小于永磁鐵氧體的寬度b2，其中弧形連接段的寬度b1為弧形連接段與相鄰的樣條曲面兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離。

在電機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)可選的實(shí)施例中，弧形連接段的高度H1不大于樣條曲面的頂點(diǎn)與電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸心的距離H2，且大于樣條曲面的最遠(yuǎn)離其頂點(diǎn)的最低點(diǎn)處與電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸心的距離H3，其中弧形連接段的高度H1為弧形連接段的頂點(diǎn)與電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸心的距離。

本發(fā)明還涉及一種電機(jī)，其包含在前述任意實(shí)施例中限定的電機(jī)轉(zhuǎn)子。

在電機(jī)的一個(gè)可選的實(shí)施例中，該電機(jī)還包括定子，定子的定子鐵芯的內(nèi)表面整體成圓形，并且定子鐵芯包括中心對(duì)稱、沿周向均勻布置的定子齒，每?jī)蓚€(gè)相鄰的定子齒之間形成凹槽，每個(gè)凹槽用于接收相應(yīng)的電樞繞組于其內(nèi)。

在電機(jī)的一個(gè)可選的實(shí)施例中，定子鐵芯的疊厚L2小于轉(zhuǎn)子的疊厚L1。

在電機(jī)的一個(gè)可選的實(shí)施例中，定子鐵芯的疊厚L2與轉(zhuǎn)子的疊厚L1的比值L2/L1在0.8到0.96的范圍內(nèi)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子的正視圖。

圖3中示出了半個(gè)光滑的樣條曲面的最小氣隙與周邊氣隙的比值隨電角度β變化的曲線。

圖4是電機(jī)轉(zhuǎn)子的正視圖的另一示圖，示出了樣條曲面和連接段相對(duì)于該電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸關(guān)系。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)的截面圖，其中轉(zhuǎn)子5和定子4已經(jīng)配合到一起。

圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩與現(xiàn)有技術(shù)中的具有傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線，其中虛線表示未優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的曲線，而實(shí)線則表示根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的曲線。

圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)的反電勢(shì)與現(xiàn)有技術(shù)中的具有傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的電機(jī)的反電勢(shì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線。其中虛線表示未優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)隨時(shí)間變化的曲線，而實(shí)線則表示根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)隨時(shí)間變化的曲線。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請(qǐng)說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個(gè)”或者“一”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，公開了一種永磁同步電機(jī)，特別地適用于洗衣機(jī)滾筒驅(qū)動(dòng)。具體而言，該電機(jī)包括：內(nèi)置切向磁路結(jié)構(gòu)的電機(jī)轉(zhuǎn)子和與其配合的定子結(jié)構(gòu)，該電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子與定子配合的結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電機(jī)性能，使得應(yīng)用該電機(jī)的洗衣機(jī)的洗滌效率和脫水效率都能保持較高的水平，減少損耗，降低噪音和振動(dòng)，提高洗衣機(jī)品質(zhì)。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)。具體而言，如圖1所示，該定子結(jié)構(gòu)的定子鐵芯4的內(nèi)徑6整體上呈圓形。該定子鐵芯4包括多個(gè)中心對(duì)稱排列的定子齒21，相鄰的兩個(gè)定子齒21之間形成一個(gè)凹槽22，定子齒21和凹槽22沿著定子鐵芯4的周向方向相間布置。在圖1所示的實(shí)施例中，該定子鐵芯4包括相間布置的12個(gè)定子齒21和12個(gè)凹槽22；但是在替代的實(shí)施例中，定子齒21和凹槽22的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活地選擇。凹槽22中填充有電樞繞組，電樞繞組的材料優(yōu)選地為鋁線，以保持較低的成本和良好的導(dǎo)電性；在替代的實(shí)施例中，電樞繞組的材料可以根據(jù)具體的應(yīng)用另外的選擇，例如鋁合金，銅，銅合金等。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子5的正視圖。在圖2中，永磁鐵氧體3嵌入到電機(jī)轉(zhuǎn)子5的一部分槽2中，以清楚地描述轉(zhuǎn)子5的結(jié)構(gòu)以及永磁鐵氧體3在轉(zhuǎn)子5中的布置方式。具體而言，圖2所示的轉(zhuǎn)子5具有整體上圓形、并且中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)子5的周向方向均勻分布有多個(gè)沿半徑方向成輻射狀的槽2，用于將永磁鐵氧體3嵌入其中，永磁鐵氧體3可以是與槽12的形狀相匹配的多個(gè)單塊塊狀永磁鐵氧體3。在圖2所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子5沿其周向方向包括8個(gè)均勻分布的槽2，用于容納8個(gè)單獨(dú)的永磁鐵氧體3(在圖2中僅有5個(gè)永磁鐵氧體2安裝到轉(zhuǎn)子5的槽2中，剩下的3個(gè)永磁鐵氧體未安裝到轉(zhuǎn)子5的剩余的槽2中，以用于清楚地示出槽2的結(jié)構(gòu))；然而在替代的實(shí)施例中，槽2的數(shù)量以及相應(yīng)地嵌入槽2中的永磁鐵氧體3的數(shù)量可以根據(jù)具體地應(yīng)用而靈活地選擇。此外，槽2和永磁鐵氧體3的形狀也不限于圖2所示出的方形條狀，而是也可以靈活地選擇其他形狀。

如圖2所示，嵌入到相鄰的槽2中的相鄰的永磁鐵氧體3的充磁方向相反，使得相鄰的永磁鐵氧體3的相互面向的表面具有相同的極性，從而利用轉(zhuǎn)子材料的導(dǎo)磁特性形成磁極1。具體地，如圖2所示，相鄰的永磁鐵氧體3的N極和N極相互面對(duì)，并且S極和S極相互面對(duì)。這種布置方式使得槽2中的永磁鐵氧體3發(fā)出的磁場(chǎng)形成電機(jī)主磁場(chǎng)的閉合回路，可以增強(qiáng)磁場(chǎng)。圖2這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)還可以使得永磁鐵氧體能夠承受更大的去磁電流，而不容易退磁。

在通過轉(zhuǎn)子材料形成的磁極1的每?jī)蓚€(gè)相鄰的磁極1之間，通過細(xì)長(zhǎng)的弧形連接段12(見圖4)相互連接，從而避免在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子中注塑體設(shè)置在斷開的相鄰磁極之間的布置方式，提高了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，并從而延長(zhǎng)了該轉(zhuǎn)子以及應(yīng)用該轉(zhuǎn)子的電機(jī)的使用壽命。關(guān)于該細(xì)長(zhǎng)的弧形連接段12的特征在下文中參考圖4詳細(xì)地描述。

現(xiàn)在返回圖2，并參照?qǐng)D2詳細(xì)地描述轉(zhuǎn)子5的外表面的形狀。具體地，磁極1形成在相鄰的永磁鐵氧體3之間，并且其數(shù)量對(duì)應(yīng)于永磁鐵氧體的數(shù)量。在根據(jù)圖2所示的實(shí)施例中，永磁鐵氧體3的數(shù)量為八個(gè)，因此，形成在其間的磁極1的數(shù)量也為八個(gè)；在替代的實(shí)施例中，磁極的數(shù)量可以根據(jù)具體地應(yīng)用靈活地選擇。

轉(zhuǎn)子5的外表面由多個(gè)相間布置的磁極1的外表面和細(xì)長(zhǎng)的弧形連接段12(見圖4)的外表面形成。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁極1的外表面在圖2的轉(zhuǎn)子的正視圖中示出為樣條曲線，并且該樣條曲線在空間中對(duì)應(yīng)為光滑的樣條曲面11。因此，轉(zhuǎn)子5的外表面包括多段樣條曲面11和將該多段樣條曲面11相互連接的弧形連接段12的外表面。在圖2的視圖中，每段樣條曲面11跨過的機(jī)械角度為θ₀，且該樣條曲面11關(guān)于其中心軸線(即θ＝0°處，圖2中僅在一個(gè)磁極上標(biāo)示了θ＝0°處，但是可以理解的是，其它每個(gè)磁極在θ＝0°處都有相應(yīng)的中心軸線，只是省略未標(biāo)示)呈軸對(duì)稱，其中θ₀是磁極1跨過的電角度β₀與電機(jī)的極對(duì)數(shù)P的比值。在圖2示出的實(shí)施例中，極對(duì)數(shù)P為4；在替代的實(shí)施例中，電機(jī)的極對(duì)數(shù)可以根據(jù)具體應(yīng)用靈活地選擇，但是一般不低于3對(duì)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，極對(duì)數(shù)P為4，每段樣條曲面11跨過的角度為31°。

為了使得本發(fā)明的電機(jī)的空載氣隙磁場(chǎng)更加接近于正弦分布，降低反電勢(shì)波形的諧波含量，并且提高永磁電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性以及減小振動(dòng)和噪音，得到具有優(yōu)異性能的電機(jī)，申請(qǐng)人對(duì)樣條曲面11的形狀進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而得到具有滿足上述要求的電機(jī)氣隙。特別地，通過對(duì)樣條曲面11的形狀進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，得到特定的非均勻氣隙，從而實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)異的電機(jī)性能。文中所述的非均勻氣隙是指轉(zhuǎn)子的磁極1的外表面到定子的內(nèi)徑(即定子的內(nèi)表面)6之間的氣隙長(zhǎng)度沿周向不是均勻分布。

在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，樣條曲面11的形狀設(shè)計(jì)為使得，轉(zhuǎn)子5外表面的形成為樣條曲面11的部分與定子的內(nèi)徑6之間的最小氣隙與周邊氣隙的比值是隨電角度β變化的余弦函數(shù)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面之間的非均勻氣隙體現(xiàn)為，在磁極1的中心軸線處的氣隙長(zhǎng)度最短，為δ_min，并且當(dāng)該樣條曲面11沿著磁極1的中心軸線向兩邊延伸時(shí)，氣隙δ以一定規(guī)律(δ_min/δ為電角度β的余弦函數(shù))逐漸增大，在最遠(yuǎn)離磁極1的中心軸線的位置處(即θ＝±1/2θ₀處)的氣隙δ長(zhǎng)度最大，為δ_max。

在圖3中示出了半個(gè)光滑的樣條曲面11(即θ為0到1/2θ₀的范圍，其中θ以磁極的中心軸線為起點(diǎn)計(jì)算，表示距離磁極1的中心軸線的機(jī)械角度值)的最小氣隙與周邊氣隙的比值(即δ_min/δ，表示在縱坐標(biāo)中)隨電角度β(表示在橫坐標(biāo)中)的變化的示圖。在圖3的曲線中，橫坐標(biāo)表示電角度β，縱坐標(biāo)表示δ_min/δ的比值。特別地，樣條曲面11與定子內(nèi)徑6之間的最小間隙δ_min在β＝0處達(dá)到，該最小間隙δ_min與周邊氣隙δ的比值是隨著電角度β(β＝P×θ，P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，在本發(fā)明的實(shí)施例中P＝4)變化的余弦函數(shù)，即δ_min/δ＝cos(β)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，氣隙δ的變化范圍大致在0.3mm到1.1mm的范圍內(nèi)。

圖4是電機(jī)轉(zhuǎn)子的正視圖的另一示圖，示出了樣條曲線和連接段12相對(duì)于該電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸關(guān)系。具體地，如圖4所示，在相鄰的樣條曲線之間通過一光滑的轉(zhuǎn)子鐵芯的連接段12而連接(也就是說相鄰樣條曲面11之間通過連接段12的外表面連接)，從而避免了相鄰磁極之間的斷開、并避免了其間用于固定永磁體的注塑體承受較大的轉(zhuǎn)矩，從而注塑體不易斷裂，使得電機(jī)的性能穩(wěn)定、使用壽命延長(zhǎng)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，永磁鐵氧體3形成為方形條狀，并且用于接收永磁鐵氧體3的槽2也設(shè)計(jì)為適合于接收永磁鐵氧體3的方形條狀。連接段12的弧形的形狀使得在連接段12下方以及永磁鐵氧體3的上方之間形成空槽13(見圖2和圖4)。將連接段12形成為圓弧狀，有利于增大空槽13的體積，從而有利于在空槽13內(nèi)注入足夠的注塑體以進(jìn)一步更好地固定永磁體3。同時(shí)相鄰磁極1之間通過連接段12連接在一起，避免了在相鄰磁極之間的斷開，從而注塑體無需連接斷開的相鄰磁極，使得填充在空槽13中的注塑體無需承受過大的轉(zhuǎn)矩，在長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的工作過程中也不易斷裂或破碎。

此外，相鄰磁極1之間通過連接段12連接在一起，通過使得此處磁路達(dá)到飽和來阻礙永磁鐵氧體發(fā)出的磁力線在此處形成回路，減小了漏磁現(xiàn)象，提高了電機(jī)的效率。理論上，連接段12的厚度越窄，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，漏磁越小；但是連接段12的厚度也不能選擇過小，以保證轉(zhuǎn)子邊緣的支撐強(qiáng)度。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，連接段12大體成弧形，其厚度優(yōu)選地選自0.4mm到0.6mm的范圍內(nèi)。特別地，連接段12的外圓半徑R2和內(nèi)圓半徑R1之間的差值(R2-R1，對(duì)應(yīng)于連接段12的厚度)優(yōu)選地在0.4mm到0.6mm的范圍內(nèi)。

連接段12的寬度在圖4中以標(biāo)記b1表示，并且b1小于永磁鐵氧體3的寬度b2。具體地，連接段12的寬度b1是該連接段12與相鄰的樣條曲線的兩個(gè)連接點(diǎn)之間的距離。連接段12的寬度b1的加長(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)漏磁現(xiàn)象更好地抑制，但是其不宜超過永磁鐵氧體3或槽2的寬度。寬度b1過長(zhǎng)將會(huì)降低轉(zhuǎn)子外周邊緣的連接支撐強(qiáng)度。

如上文所述的連接段12的這一厚度選擇和寬度限制能夠很好地保證轉(zhuǎn)子邊緣的機(jī)械支撐強(qiáng)度，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)漏磁現(xiàn)象的良好的抑制，提高電機(jī)效率。

此外，連接段12的高度H1(即，連接段12的頂點(diǎn)距離轉(zhuǎn)子的軸心的距離，在圖4中示出)不大于樣條曲線的頂點(diǎn)距離轉(zhuǎn)子的軸心的距離H2(也在圖4中示出)，但是大于樣條曲線最遠(yuǎn)離該頂點(diǎn)的最低點(diǎn)處距離轉(zhuǎn)子1的軸心的距離H3。這樣的設(shè)計(jì)有利于增大空槽13的體積，從而有利于在空槽13內(nèi)注入足夠的注塑體以進(jìn)一步更好地固定永磁體3。

因此，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中連接段12的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)使得用于固定的注塑體的強(qiáng)度有所增加、從而不易斷裂的優(yōu)勢(shì)，并且該連接段12的具體的尺寸設(shè)計(jì)還能夠在保證較高的機(jī)械強(qiáng)度的前提下、減小漏磁現(xiàn)象，并從而提高電機(jī)的效率和功率密度，并進(jìn)而提高電機(jī)和應(yīng)用該電機(jī)的洗衣機(jī)的性能。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)的截面圖，其中轉(zhuǎn)子5和定子已經(jīng)配合到一起。如圖5所示，轉(zhuǎn)子5的疊厚L1和定子鐵芯4的疊厚L2長(zhǎng)度不同。在優(yōu)選的實(shí)施例中，定子鐵芯4的疊厚L2和轉(zhuǎn)子鐵芯5的疊厚L1的比值(即L2/L1)在0.8到0.96的范圍內(nèi)；更優(yōu)選地，該比值為0.93。

具體地，為了保證電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)的效率，可以通過縮短定子鐵芯4的鐵芯長(zhǎng)度，從而減少電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的鐵耗。同時(shí)為了保證定子的磁通量，轉(zhuǎn)子5的鐵芯長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為大于定子鐵芯4的長(zhǎng)度，這樣可以充分利用定子繞組的端部效應(yīng)。因此，將定子鐵芯4的疊厚L2和轉(zhuǎn)子鐵芯5的疊厚L1的比值設(shè)計(jì)為小于1，優(yōu)選地在0.8到0.96的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地為0.93的數(shù)值，可以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗，提高電機(jī)效率，并同時(shí)保證足夠的磁通量和電機(jī)功率。

圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩與現(xiàn)有技術(shù)中具有傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)(未優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子之間的氣隙形狀)的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線。在如圖6所示的兩條曲線中，虛線表示未優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的曲線，而實(shí)線則表示根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的曲線。

圖7示出了具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)化后的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的反電勢(shì)與現(xiàn)有技術(shù)中具有傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的電機(jī)的反電勢(shì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線。在如圖7所示的兩條曲線中，類似于圖6，虛線表示未優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)隨時(shí)間變化的曲線，而實(shí)線則表示根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)隨時(shí)間變化的曲線。

從圖6中可以看出，經(jīng)優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩相比未優(yōu)化的電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩降低了近乎十倍，這可以帶來電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)以及噪音的大幅降低。并且，從圖7中可以看出，經(jīng)優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)波形中的諧波含量相比未優(yōu)化的電機(jī)的反電勢(shì)波形中的諧波含量也大幅下降。從如圖6-7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比曲線可以看出，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子外表面形狀的設(shè)計(jì)，特別是樣條曲面11的形狀的設(shè)計(jì)，可以有助于減小齒槽轉(zhuǎn)矩，并且同時(shí)減小反電勢(shì)波形中的反電勢(shì)諧波含量，使得氣隙磁場(chǎng)更接近于正弦函數(shù)曲線，從而有利于提高電機(jī)低速運(yùn)行的平穩(wěn)性和降低電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪音，并且連接段12的結(jié)構(gòu)和形狀還有利于提高電機(jī)的功率密度和效率。優(yōu)化后的電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在較高轉(zhuǎn)速下仍然保持較高的效率和較低的振動(dòng)和噪音，這能夠使得應(yīng)用該種電機(jī)的滾筒洗衣機(jī)具有較高的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)可以采用前述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。更具體地，該電機(jī)可以采用具有用于連接相鄰磁極的連接段的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其中磁極的外表面設(shè)計(jì)為特定的樣條曲面，使得樣條曲面與定子的內(nèi)徑之間的最小氣隙與周邊氣隙的比值是隨電角度變化的余弦函數(shù)。該種不均勻的氣隙布置可以有助于減小齒槽轉(zhuǎn)矩，降低反電勢(shì)波形中的諧波含量，減小高速時(shí)電機(jī)的振動(dòng)、噪音及低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高電機(jī)的可靠性及效率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)還可以是一種具有包括前述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)的滾筒洗衣機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的永磁同步電機(jī)可以用于洗衣機(jī)的滾筒驅(qū)動(dòng)，從而降低滾筒洗衣機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，例如脫水時(shí)的振動(dòng)和噪音，提高其品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮電機(jī)的性能，使得應(yīng)用該電機(jī)的滾筒洗衣機(jī)的洗滌效率和脫水效率都能保持較高的水平，降低噪音和振動(dòng)，提高洗衣機(jī)品質(zhì)；并且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子結(jié)構(gòu)相互配合，可以進(jìn)一步提升電機(jī)性能，減小高速時(shí)的振動(dòng)和噪音及低速運(yùn)行的平穩(wěn)性，提高洗衣機(jī)品質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的示范性實(shí)施方式，而非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。