定子铁芯、直流无刷电机和电器设备的制作方法

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1.本实用新型涉及吸尘器技术领域，具体而言涉及一种定子铁芯、一种直流无刷电机和一种电器设备。

背景技术：

2.在相关技术中，手持吸尘器需要通过直流无刷电机驱动风机从而进行吸尘，但是，手持吸尘器中的直流无刷电机体积、重量和工作效率通常无法兼顾。

技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决或改善现有技术中电器设备的直流无刷电机的体积、重量和工作效率通常无法兼顾的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的第一方面提出了一种定子铁芯。
5.本实用新型的第二方面提出了一种直流无刷电机。
6.本实用新型的第三方面提出了一种电器设备。
7.有鉴于此，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种定子铁芯，应用于直流无刷电机，定子铁芯包括：定子轭，定子轭形成定子内孔；定子齿，设于定子轭，由定子轭向定子内孔延伸，定子齿包括齿根和齿冠，齿根的一端和定子轭相连接，另一端和齿冠相连接，齿冠背离齿根的一侧设置有凹槽，凹槽沿着定子轭的轴向延伸；其中，定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值为l，其中，0.2≤l≤0.28。
8.本实用新型提出的定子铁芯，包括定子轭和定子齿，定子轭形成有定子内孔，定子轭的内侧具有定子齿，进而便于在定子铁芯上设置绕组，该定子铁芯适用于内转子式的直流无刷电机，定子齿包括齿根和齿冠，齿冠设置在齿根上，齿根的一端连接齿冠另一端连接定子轭，进而在定子齿上设置绕组时，绕组可以绕设在齿根上，并通过齿冠和定子轭限位。
9.并且，在齿冠上设置有凹槽，凹槽位于齿冠背离齿根的一侧，其中，由于定子铁芯是设置在定子轭的内侧的，因此，齿冠设置凹槽的一侧朝向转子组件，进而通过在齿冠上设置凹槽，可以改善改善直流无刷电机的涡流损耗，并且，由于凹槽的设置，可以进一步地降低定子铁芯的重量，降低直流无刷电机的重量，降低电器设备的重量。
10.以及，定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，也就是使得定子轭呈现较扁的状态，进而可以降低定子铁芯的体积和重量，可以实现电机单重量在50g以内，降低直流无刷电机的体积和重量，降低电器设备的体积和重量，并且，定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，可以使得直流无刷电机的铁损和铜损保持一定的平衡，提升直流无刷电机的性能。
11.另外，根据本实用新型提供的上述技术方案中的定子铁芯，还可以具有如下附加技术特征：
12.在上述任一技术方案的基础上，进一步地，定子齿的数量大于等于3个。
13.在该技术方案中，定子轭上设置有至少3个定子齿，进而可以在铁损和定子铁芯的重量之间达到平衡。
14.在上述任一技术方案的基础上，进一步地，凹槽位于齿冠的中间位置。
15.在该技术方案中，凹槽设置在齿冠的中间位置，进而在定子铁芯应用在直流无刷电机后，气隙的变化更加有规律，改善谐波，提升电机的效率。
16.根据本实用新型的第二方面，本实用新型提出了一种直流无刷电机，包括：如上述技术方案中任一项提出的定子铁芯。
17.本实用新型提出的直流无刷电机，因包括如上述技术方案中任一项提出的定子铁芯，因此，具有如上述技术方案中任一项提出的定子铁芯的全部有益效果，在此不再一一陈述。
18.在上述技术方案的基础上，进一步地，直流无刷电机还包括：转子组件，设于定子铁芯的定子内孔。
19.在该技术方案中，直流无刷电机包括定子铁芯和转子组件，转子组件设置在定子铁芯的定子内孔中，从而形成内转子式直流无刷电机。
20.在上述任一技术方案的基础上，进一步地，转子组件和定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.6mm，且小于等于1.2mm。
21.在该技术方案中，转子组件和定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.6mm，且小于等于1.2mm，进而可以使得直流无刷电机的铁损和铜损以及性能保持平衡，并且和定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28相结合，使得直流无刷电机的铁耗与铜耗达到平衡，减少直流无刷电机的电磁损耗，并且，使直流无刷电机的性能和体积以及重量达到平衡，提升直流无刷电机的工作效率，降低直流无刷电机的重量和体积。
22.在上述任一技术方案的基础上，进一步地，转子组件和定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.76mm，且小于等于1.2mm。
23.在该技术方案中，转子组件和定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.76mm，且小于等于1.2mm，进而可以使得直流无刷电机的铁损和铜损以及性能保持平衡，并且和定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28相结合，使得直流无刷电机的铁耗与铜耗达到平衡，减少直流无刷电机的电磁损耗，并且，使直流无刷电机的性能和体积以及重量达到平衡，提升直流无刷电机的工作效率，降低直流无刷电机的重量和体积。
24.在上述任一技术方案的基础上，进一步地，转子组件包括：磁环，磁环和定子铁芯形成气隙；保护套，套设在磁环的外周侧。
25.在该技术方案中，转子组件包括磁环和保护套，保护套套设在磁环的外周侧，进而通过保护套对磁环进行保护，提升直流无刷电机的使用寿命，其中，磁环与转子组件之间形成气隙。
26.根据本实用新型的第三方面，本实用新型提出了一种电器设备，包括：如上述技术方案中任一项提出的直流无刷电机。
27.本实用新型提出的电器设备，因包括如上述技术方案中任一项提出的直流无刷电机，因此，具有如上述技术方案中任一项提出的直流无刷电机的全部有益效果，在此不再一
一陈述。
28.在上述技术方案的基础上，进一步地，电器设备包括：电风扇、吸尘器、吹风机或洗衣机。
29.在该技术方案中，电器设备可以是电风扇、吸尘器、吹风机或洗衣机等。其中，电风扇可以是手持式电风扇，吸尘器可以是手持式吸尘器。
30.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
31.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1示出本实用新型一个实施例提供的定子铁芯的结构示意图；
33.图2示出如图1所示的定子铁芯的左视图；
34.图3示出本实用新型一个实施例提供的定子铁芯和绕组的结构示意图；
35.图4示出本实用新型一个实施例提供的直流无刷电机的结构示意图；
36.图5示出本实用新型一个实施例提供的直流无刷电机的结构示意图；
37.图6示出本实用新型一个实施例提供的直流无刷电机的气隙长度和直流无刷电机的效率的曲线图；
38.图7为本实用新型一个实施例提供的直流无刷电机中参数l与效率的曲线图；
39.图8为本实用新型一个实施例提供的直流无刷电机中参数l与重量的曲线图。
40.其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
41.100定子铁芯，110定子轭，120定子齿，122齿根，124齿冠，126凹槽，128定子内孔，200直流无刷电机，210转子组件，212磁环，214保护套，220气隙，230绕组。
具体实施方式
42.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
44.下面参照图1至图8来描述根据本实用新型一些实施例提供的定子铁芯100、直流无刷电机200和电器设备。
45.如图1和图2所示，本实用新型提供了一种定子铁芯100，定子铁芯100应用于直流无刷电机200，定子铁芯100包括：定子轭110和定子齿120，定子轭110形成定子内孔128，定子齿120设置在定子轭110的内侧，也就是，定子齿120由定子轭110向定子内孔128延伸，其中，定子齿120包括齿根122和齿冠124，齿根122的一端和定子轭110相连接，另一端和齿冠124相连接，齿冠124背离齿根122的一侧设置有凹槽126，凹槽126沿着定子轭110的轴向贯穿齿冠124；其中，定子轭110的轴向长度w和定子轭110的外径d的比值为l，也就是w
÷
d＝l，
l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28。
46.本实用新型提供的定子铁芯100，包括定子轭110和定子齿120，定子轭110形成有定子内孔128，定子轭110的内侧具有定子齿120，进而，便于在定子铁芯100上设置绕组230，该定子铁芯100适用于内转子式的直流无刷电机200，定子齿120包括齿根122和齿冠124，齿冠124设置在齿根122上，齿根122的一端连接齿冠124另一端连接定子轭110，如图3所示，在定子齿120上设置绕组230时，绕组230可以绕设在齿根122上，并通过齿冠124和定子轭110限位。
47.并且，在齿冠124上设置有凹槽126，凹槽126位于齿冠124背离齿根122的一侧，其中，由于定子铁芯100是设置在定子轭110的内侧的，因此，齿冠124设置凹槽126的一侧朝向转子组件210，进而通过在齿冠124上设置凹槽126，可以改善改善直流无刷电机200的涡流损耗，并且，由于凹槽126的设置，可以进一步地降低定子铁芯100的重量，降低直流无刷电机200的重量，降低电器设备的重量。
48.以及，定子轭110的轴向长度w和定子轭110的外径d的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，也就是使得定子轭110呈现较扁的状态，进而可以降低定子铁芯100的体积和重量，降低直流无刷电机200的体积和重量，降低电器设备的体积和重量，并且，定子轭110的轴向长度w和定子轭110的外径d的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，可以使得直流无刷电机200的铁损和铜损保持一定的平衡，提升直流无刷电机200的性能。
49.具体地，l的取值可以是0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27或0.28。
50.在该实施例中，定子轭110的轴向长度w和定子轭110的外径d的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，也就是使得定子轭110呈现较扁的状态，进而可以降低定子铁芯100的体积和重量，降低直流无刷电机200的体积和重量，电机的重量范围可控制在44g到50g之间，实现轻量化，降低电器设备的体积和重量，并且，定子轭110的轴向长度w和定子轭110的外径d的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28，可以使得直流无刷电机200的铁损和铜损保持一定的平衡，提升直流无刷电机200的性能。
51.其中，一个齿冠124上可以设置一个或多个凹槽126，凹槽126可以设置在齿冠124的中间位置。
52.并且，定子轭110和定子齿120可以是一体式结构，例如：定子铁芯100为一体式挤压成型，或者，定子铁芯100采用多个定子冲片堆叠而成，每个定子冲片为一体式的定子齿120和定子轭110。
53.定子轭110和定子齿120可以是分体式结构，定子齿120和定子轭110拼接成型。
54.齿根122和齿冠124可以是一体式结构，例如：定子铁芯100为一体式挤压成型，或者，定子铁芯100采用多个定子冲片堆叠而成，每个定子冲片为一体式的齿根122和齿冠124。
55.齿根122和齿冠124可以是分体式结构，齿根122和齿冠124拼接成型。
56.具体地，如图7所示，在定子铁芯100应用于直流无刷电机200时，在仅控制l为变量的情况下，在l大于等于0.2，且小于等于0.28时，直流无刷电机200效率大于91％，其中，l等于0.2时，效率大于91％，l等于0.22时，效率大于91％，l等于0.24时，效率大于91％，l等于0.26时，效率大于91％，l等于0.28时，效率大于92％。
57.如图8所示，在仅控制l为变量的情况下，在l大于等于0.2，且小于等于0.28时，定子铁芯100的重量小于等于50g，其中，l等于0.2时，重量低于46g，l等于0.22时，重量低于46g，l等于0.26时，重量低于48g，l等于0.28时，重量低于50g。
58.因此，在在l大于等于0.2，且小于等于0.28时，可以兼顾直流无刷电机200的电机效率，以及直流无刷电机200的重量，也就是，即保证了定子铁芯100应用于直流无刷电机200具有较好的效率，由保证了定子铁芯100应用于直流无刷电机200具有较低的重量。
59.如图1和图2所示，作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，定子齿120的数量大于等于3个。
60.在该实施例中，定子轭110上设置有至少3个定子齿120，进而可以在铁损和定子铁芯100的重量之间达到平衡。
61.具体地，定子轭110上可以设置有3个定子齿120、4个定子齿120、5个定子齿120或6个定子齿120等。
62.如图1和图3所示，作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，凹槽126位于齿冠124的中间位置。
63.在该实施例中，凹槽126设置在齿冠124的中间位置，进而在定子铁芯100应用在直流无刷电机200后，气隙220的变化更加有规律，改善谐波，提升直流无刷电机200的效率。
64.其中，凹槽126的槽壁和槽底可以呈多边形或曲面形等。
65.如图4和图5所示，根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供了一种直流无刷电机200，包括：如上述任一实施例提供的定子铁芯100。其中，定子铁芯100上绕设有绕组230。
66.本实用新型提供的直流无刷电机200，因包括如上述任一实施例提供的定子铁芯100，因此，具有如上述任一实施例提供的定子铁芯100的全部有益效果，在此不再一一陈述。其中，图4中r＝d
÷
2，也就是r为定子轭110的半径。
67.如图5所示，作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，直流无刷电机200还包括和定子铁芯100对应设置的转子组件210，具体地，转子组件210设置在定子铁芯100的定子内孔128。
68.在该实施例中，直流无刷电机200包括定子铁芯100和转子组件210，转子组件210设置在定子铁芯100的定子内孔128中，从而形成内转子式直流无刷电机200。
69.具体地，转子组件210的轴向长度可以长于定子铁芯100的轴向长度w。
70.如图5所示，作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，转子组件210和定子铁芯100之间的气隙220宽度为t，t取值范围为大于等于0.6mm，且小于等于1.2mm。
71.在该实施例中，转子组件210和定子铁芯100之间的气隙220的取值范围为大于等于0.6mm，且小于等于1.2mm，进而可以使得直流无刷电机200的铁损和铜损以及性能保持平衡，并且和定子轭110的轴向长度和定子轭110的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28相结合，使得直流无刷电机200的铁耗与铜耗达到平衡，减少直流无刷电机200的电磁损耗，并且，使直流无刷电机200的性能和体积以及重量达到平衡，提升直流无刷电机200的工作效率，降低直流无刷电机200的重量和体积。具体地，t可以是0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm或1.2mm。
72.如图6所示，本实用新型提供的直流无刷电机200在气隙220等于0.6mm时，在仅控
制气隙220为变量的情况下，直流无刷电机200的效率在91.50％以上，直流无刷电机200在气隙220等于0.7mm时，直流无刷电机200的效率在91.65％以上，直流无刷电机200在气隙220等于0.8mm时，直流无刷电机200的效率在91.65％以上，并接近91.80，直流无刷电机200在气隙220等于0.9mm时，直流无刷电机200的效率在91.65％以上，直流无刷电机200在气隙220等于1mm时，直流无刷电机200的效率在91.50％以上，直流无刷电机200在气隙220等于1.1mm时，直流无刷电机200的效率在91.50％以上，直流无刷电机200在气隙220等于1.2mm时，直流无刷电机200的效率在91.50％以上，直流无刷电机200在气隙220等于1.3mm时，直流无刷电机200的效率在91.35％以下。由此可知，本实用新型提供的直流无刷电机200的效率要优于气隙220在0.6mm到1.2mm之外的电机。
73.作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，转子组件210和定子铁芯100之间的气隙220宽度为t，t的取值范围为大于等于0.76mm，且小于等于1.2mm。
74.在该实施例中，转子组件210和定子铁芯100之间的气隙220的取值范围为大于等于0.76mm，且小于等于1.2mm，进而可以使得直流无刷电机200的铁损和铜损以及性能保持平衡，并且和定子轭110的轴向长度和定子轭110的外径的比值l的取值范围为大于等于0.2，且小于等于0.28相结合，使得直流无刷电机200的铁耗与铜耗达到平衡，减少直流无刷电机200的电磁损耗，并且，使直流无刷电机200的性能和体积以及重量达到平衡，提升直流无刷电机200的工作效率，降低直流无刷电机200的重量和体积。具体地，t可以是0.76mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm、1mm、1.05mm、1.1mm、1.15mm、或1.2mm。
75.如图5所示，作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，转子组件210包括磁环212和套设在磁环212外侧的保护套214。
76.在该实施例中，转子组件210包括磁环212和保护套214，保护套214套设在磁环212的外周侧，进而通过保护套214对磁环212进行保护，提升直流无刷电机200的使用寿命，其中，磁环212与转子组件210之间形成气隙220。
77.具体地，磁环212为永磁体磁环212，磁环212可以是在转子铁芯上设置永磁体而成。
78.保护套214可以橡胶套、塑料套或硅胶套等。
79.根据本实用新型的第三方面，本实用新型提供了一种电器设备，包括：如上述任一实施例提供的直流无刷电机200。
80.本实用新型提供的电器设备，因包括如上述任一实施例提供的直流无刷电机200，因此，具有如上述任一实施例提供的直流无刷电机200的全部有益效果，在此不再一一陈述。
81.作为本实用新型的一个可能的实施例，进一步地，电器设备包括：电风扇、吸尘器、吹风机或洗衣机。
82.在该实施例中，电器设备可以是电风扇、吸尘器、吹风机或洗衣机等。其中，电风扇可以是手持式电风扇，吸尘器可以是手持式吸尘器。
83.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对
于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
84.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
85.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
86.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种定子铁芯，其特征在于，应用于直流无刷电机，所述定子铁芯包括：定子轭，所述定子轭形成定子内孔；定子齿，设于所述定子轭，由所述定子轭向所述定子内孔延伸，定子齿包括齿根和齿冠，所述齿根的一端和所述定子轭相连接，另一端和所述齿冠相连接，所述齿冠背离所述齿根的一侧设置有凹槽，所述凹槽沿着所述定子轭的轴向延伸；其中，所述定子轭的轴向长度和所述定子轭的外径的比值为l，其中，0.2≤l≤0.28。2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子齿的数量大于等于3个。3.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其特征在于，所述凹槽位于所述齿冠的中间位置。4.一种直流无刷电机，其特征在于，包括：如权利要求1至3中任一项所述的定子铁芯。5.根据权利要求4所述的直流无刷电机，其特征在于，还包括：转子组件，设于所述定子铁芯的定子内孔。6.根据权利要求5所述的直流无刷电机，其特征在于，所述转子组件和所述定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.6mm，且小于等于1.2mm。7.根据权利要求6所述的直流无刷电机，其特征在于，所述转子组件和所述定子铁芯之间的气隙的取值范围为大于等于0.76mm，且小于等于1.2mm。8.根据权利要求6或7所述的直流无刷电机，其特征在于，所述转子组件包括：磁环，所述磁环和所述定子铁芯形成气隙；保护套，套设在所述磁环的外周侧。9.一种电器设备，其特征在于，包括：如权利要求4至8中任一项所述的直流无刷电机。10.根据权利要求9所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备包括：电风扇、吸尘器、吹风机或洗衣机。

技术总结

本实用新型提出了一种定子铁芯、直流无刷电机和电器设备，其中，定子铁芯应用于直流无刷电机，定子铁芯包括：定子轭，定子轭形成定子内孔；定子齿，设于定子轭，由定子轭向定子内孔延伸，定子齿包括齿根和齿冠，齿根的一端和定子轭相连接，另一端和齿冠相连接，齿冠背离齿根的一侧设置有凹槽，凹槽沿着定子轭的轴向延伸；其中，定子轭的轴向长度和定子轭的外径的比值为L，其中，0.2≤L≤0.28，此时电机在实现轻量化的同时，电机效率较高。电机效率较高。电机效率较高。