定子结构、电机和电器设备的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种定子结构、电机和电器设备。


背景技术：

2.相关技术中，电机运行过程中，如何减小定子结构与转子结构间的气隙磁导的周期数，增加磁密谐波分量，从而提升电机输出转矩，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本发明第一方面提供了一种定子结构。
5.本发明的第二方面提供了一种电机。
6.本发明的第三方面提供了一种电器设备。
7.本发明的第一方面提供了一种定子结构，包括：定子轭部；至少两个定子齿，设置于定子轭部上，相邻两个定子齿的齿顶之间具有槽口；其中，至少部分定子齿包括至少两个副齿，同一定子齿上相邻两个副齿之间具有凹槽，在定子结构的周向上，凹槽的宽度与槽口的宽度不等。
8.本发明所提出的定子结构，包括定子轭部以及设置于定子轭部上的至少两个定子齿，具体地，相邻两个定子齿的齿顶之间具有槽口。
9.进一步的，至少部分定子齿上设置有至少两个副齿，同一定子齿上相邻两个副齿之间具有凹槽。通过至少两个副齿的设置，一方面，至少两个副齿可以作为导磁部件进行导磁，一方面，副齿还可作为调制部件，实现磁场调制的作用。使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，这样，使得电机的性能得到了明显的提升。
10.进一步的，在定子结构的周向上，凹槽的宽度与槽口的宽度不等。具体地，在定子结构的圆周方向上，可以将凹槽的宽度设置为与槽口的宽度设置为不相等。通过将凹槽与槽口的尺寸设置为不等，可以改变所有定子齿上的副齿在圆周上分布的均匀程度，减小了气隙磁导的周期数，通过将气隙磁导周期数减小，调制生成的磁密谐波分量将增加，因此会产生更多的工作谐波，使得电机输出转矩进一步提升。
11.本发明提供的定子结构，通过在至少部分定子齿上设置至少两个副齿，并且将相邻两个副齿之间的凹槽的尺寸与相邻两个定子齿之间的槽口的尺寸设置为不相等，可以改变所有定子齿上的副齿在圆周上分布的均匀程度，减小了气隙磁导的周期数，通过将气隙磁导周期数减小，调制生成的磁密谐波分量将增加，因此会产生更多的工作谐波，使得电机输出转矩进一步提升。
12.根据本发明提供的定子结构，还可以具有以下附加技术特征：
13.在上述技术方案中，进一步的，至少两个定子齿包括：至少两个第一定子齿，任一第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，第一齿身的一端与定子轭部相连接，第一齿靴与第一齿身的另一端相连接，至少两个副齿设置于第一齿靴上，槽口位于相邻两个第一齿靴之
间。
14.在该技术方案中，至少两个定子齿可以包括至少两个第一定子齿，其中，第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，第一齿身的一端与定子轭部相连接，第一齿靴与第一齿身的另一端相连接，进而将至少两个副齿设置于第一齿靴远离第一齿身的一端，以实现副齿的设置。也即，所有定子齿上均设置有副齿，进一步地，在相邻两个第一齿靴之间形成槽口，并且，槽口的宽度与同一个第一定子齿上的相邻两个副齿之间的凹槽的宽度设置为不相等，从而可以保证电机运行过程中分布与定子结构以及转子结构之中的磁场的均匀性，同时也可以保证气隙磁密的均匀性，从而降低电机运行过程中转矩的波动，保证电机稳定运行。
15.在上述任一技术方案中，进一步的，在同一个第一定子齿上，相邻两个副齿的齿身平分线之间形成夹角β，且满足1≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示第一定子齿的数量，x表示每一个第一定子齿上副齿的数量。
16.在该技术方案中，在相邻两个副齿中，一个副齿的齿身平分线与另一个副齿的齿身平分线之间的形成夹角β，并且满足1≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4；其中，a表示第一定子齿的数量，x表示每一个定子齿上副齿的数量。这样，本发明进一步对副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
17.具体地，副齿可以仅包括设置于第一齿靴两端的两个，并且定子齿的数量为6个，相应地，其中一个副齿的齿身平分线与另一个副齿的齿身平分线之间的夹角β满足1≤β/(2π/(6
×
2))＜1.4。以使得应用该定子结构100的电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
18.在上述任一技术方案中，进一步的，至少两个定子齿包括：至少两个第一定子齿，任一第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，第一齿身的一端与定子轭部相连接，第一齿靴与第一齿身的另一端相连接，至少两个副齿设置于第一齿靴上；至少两个第二定子齿，分别设置于相邻两个第一定子齿之间，任一第二定子齿包括第二齿身和第二齿靴，第二齿身的一端与定子轭部相连接，第二齿靴与第二齿身的另一端相连接，槽口位于相邻的第一齿靴和第二齿靴之间。
19.在该技术方案中，至少两个定子齿可以包括至少两个第一定子齿和至少两个第二定子齿，其中，任一第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，第一齿身的一端与定子轭部相连接，第一齿靴与第一齿身的另一端相连接，并且，至少两个副齿设置于第一齿靴上远离第一齿身的一端。也即，在第一定子齿上设置有至少两个副齿。
20.进一步地，至少两个第二定子齿分别设置于相邻两个第一定子齿之间，也即第一定子齿和第二定子齿交替设置。具体地，第二定子齿包括第二齿身和第二齿靴，第二齿身的一端与定子轭部相连接。也即，在第二定子齿上未设置有副齿。通过在相邻的第一定子齿之间设置第二定子齿，使得第一定子齿的第一齿靴上的副齿和第二定子齿共同作为电机的磁场调制部件，实现磁场调制的作用。此时，电机调制块数量进一步增加，使得电机极槽配合的调节空间增加，相较于常规永磁磁场调制电机能够引入更多的磁导谐波分量。当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时，气隙磁密中会出现新的谐波成分，进而使得电机输出转矩进一步提升。
21.并且，相邻的第一齿靴和第二齿靴之间形成槽口，槽口的宽度与位于同一个第一
定子齿上的相邻两个副齿之间的凹槽的宽度不相等，从而可以保证电机运行过程中分布与定子结构以及转子结构之中的磁场的均匀性，同时也可以保证气隙磁密的均匀性，从而降低电机运行过程中转矩的波动，保证电机稳定运行。
22.进一步地，而当定子结构的极对数和转子结构的永磁体的极对数之间满足关系式：pa＝∣a
×
(x+1)
±
pr∣时，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。其中，第一第一定子齿的数量为a，每个第一定子齿上的副齿的数量为x，定子结构的极对数为pa，永磁体的极对数为pr。
23.在上述任一技术方案中，进一步的，在同一个第一定子齿上，相邻两个副齿的齿身平分线之间形成夹角β，且满足0.5≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示第一定子齿的数量，x表示每一个第一定子齿上副齿的数量。
24.在该技术方案中，基于至少两个定子齿包括至少两个第一定子齿和至少两个第二定子齿，并且，在第一定子齿的第一齿靴上设置有至少两个副齿，在相邻两个副齿中，一个副齿的齿身平分线与另一个副齿的齿身平分线之间的形成夹角β，并且满足0.5≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4；其中，a表示第一定子齿的数量，x表示每一个第一定子齿上副齿的数量。这样，本发明进一步对副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
25.在上述任一技术方案中，进一步的，第二齿身的宽度小于第一齿身的宽度；和/或第二齿靴的宽度小于第一齿靴的宽度。
26.在该技术方案中，通过将第二定子齿的第二齿身的宽度设置为小于第一定子齿的第一齿身的宽度，可以进一步加强第一定子齿的第一齿靴上的副齿和第二定子齿之间的共同作用，以增强磁场调制的作用，从而使得电机调制块数量进一步增加，使得电机极槽配合的调节空间增加，相较于常规永磁磁场调制电机能够引入更多的磁导谐波分量。进一步增加气隙磁密中所出现的新的谐波，进而进一步使得电机输出转矩进一步提升。另外，通过将第二齿身的宽度设置为小于第一齿身的宽度，在增加调制块数量的基础上，还能够尽可能少的占用绕线槽的面积，从而不影响放置于绕线槽的绕组数量。
27.进一步地，第二齿靴的宽度可以设置为小于第一齿靴的宽度，从而同样能够实现在增加调制块数量的基础上，还能够尽可能少的占用绕线槽的面积，从而不影响放置于绕线槽的绕组数量。
28.具体地，可以将第二齿身的宽度设置为小于第一齿身的宽度，同时，将第二齿靴的宽度设置为小于第一齿靴的宽度。
29.在上述任一技术方案中，进一步地，第一定子齿与定子轭部可拆卸。
30.在该技术方案中，通过将第一定子齿的第一齿身和第一齿靴与定子轭部之间也可以设置为可拆卸连接，也即，第一定子齿的第一齿身与定子轭部和第一齿靴之间可以设置为可分离的套设组装结构。通过第一齿身、第一齿靴以及定子轭部之间的可分离套设组装结构的设置，再进行定子结构的组装过程中，可以先在第一定子齿的第一齿身上绕制绕组，然后在将第一齿身的一端与定子轭部相连接，最后将第一齿靴安装至第一齿身的另一端。同样实现了定子结构组装过程中的简化绕线工艺，降低绕线的难度，提高绕组的槽满率，提升电机输出性能，同时能够减少废料，减少物料的浪费。
31.进一步地，第一定子齿的第一齿身与定子轭部之间可以通过凹凸结构进行连接，
也即，在第一齿身的一端设置凹槽或者凸起，相应地，在定子轭部的相应位置上设置于凹槽或凸起相配合的凸起或凹槽，从而可以通过凹槽和凸起的配合实现第一齿身与定子轭部之间的连接。
32.相应地，第一齿身与第一齿靴之间同样可以通过凹凸结构进行连接，也即在第一齿靴和第一齿身之间通过相互配合的凸起和凹槽进行连接，以实现绕线工艺的简化。
33.在上述任一技术方案中，进一步的，第二定子齿与定子轭部可拆卸式连接。
34.在该技术方案中，第二定子齿的第二齿身与定子轭部之间也可以设置为可拆卸式连接，也即，第二定子齿的第二齿身与定子轭部间可以设置为可分离的套设组装结构。通过第二齿身与定子轭部之间的可分离套设组装结构的设置，再进行定子结构的组装过程中，可以先在第一定子齿的第一齿身上绕制线圈，然后在将第二齿身的一端与定子轭部相连接。从而实现了定子结构组装过程中的简化绕线工艺，降低绕线的难度，提高绕组的槽满率，提升电机输出性能，同时能够减少废料，减少物料的浪费。
35.具体地，第二定子齿的第二齿身与定子轭部之间可以通过凹凸结构进行连接，也即，在第二齿身的一端设置凹槽或者凸起，相应地，在定子轭部的相应位置上设置于凹槽或凸起相配合的凸起或凹槽，从而可以通过凹槽和凸起的配合实现第二齿身与定子轭部之间的连接。
36.在上述任一技术方案中，进一步地，在定子结构的周向上，相邻两个槽口的宽度相等；和/或在定子结构的周向上，相邻两个凹槽的宽度相等。
37.在该技术方案中，在定子组件的圆周方向上，相邻两个槽口的宽度可以设置为相等，也即多个定子齿沿定子轭部的周向均匀分布，从而保证定子齿分布位置的合理性，进而保证电机稳定运行。
38.进一步的，相邻两个凹槽的宽度可以设置为相等，也即，在所有设置有副齿的定子齿上，相邻两个副齿之间的凹槽的宽度均相等，从而可以简化定子结构制造的工艺，提高装配效率。
39.具体地，相邻两个槽口的宽度可以设置为相等，同时，相邻两个凹槽的宽度也设置为相等，保证电机稳定运行的同时，简化定子结构的装配工艺。
40.在上述任一技术方案中，进一步的，定子结构还包括绕组，绕组包括多个线圈，每个线圈设置于一个第一定子齿上。
41.在该技术方案中，定子结构还包括绕组，绕组包括多个线圈。其中，线圈缠绕在第一定子齿的齿身上，以保证应用该定子结构的电机运行时输出力矩。并且，通过将每个线圈仅绕设于一个第一定子齿的齿身上，即采用单齿绕的集中绕组结构，此时电机绕组端部较小，有利于减小铜耗，并且便于实现模块化，提高生产制造效率。而第二定子齿的第二齿身上不绕绕组，可以实现将每相绕组进行物理隔离，减小了相间互感，从而提高了电机运行的可靠性。
42.在上述任一技术方案中，进一步的，在定子结构的轴向方向上，凹槽的横截面的形状可以为多边形或弧形。
43.在该技术方案中，在定子结构的轴向方向上，凹槽的横截面的形状可以根据需求设置为方形、三角形或圆形。
44.根据本发明的第二方面，提出了一种电机，包括：转子结构；如上述技术方案中任
一项的定子结构。
45.本发明提供的电机，包括转子结构和上述技术方案中任一项的定子结构，其中，定子结构的至少一部分位于转子结构内，具体地，定子结构与转子结构同心设置，以保证转子结构能够相对于定子结构转动，以实现电机的动力输出。其中，定子结构的一部分位于转子结构内，也可将定子结构轴向上的整体设置于转子结构内，以实现转子结构的永磁体与定子结构的绕组之间的不同配合方式。
46.进一步地，本发明提供的电机，因包括了如本发明第一方面的定子结构。因此，既有上述定子结构的全部有益效果，在此不再详细论述。
47.在上述技术方案中，进一步地，转子结构包括：转子铁芯，转子铁芯套设于定子结构的外部；永磁体，设置于转子铁芯上。
48.该技术方案中，转子结构还包括转子铁芯和永磁体。其中，永磁体设置在转子铁芯上，并且通过永磁体形成多个永磁磁极。
49.具体地，转子结构的至少一部分位于定子结构的内部时，永磁体可放置于转子铁芯的外表面，或者放置于转子铁芯的内部，如v型、轮辐型磁铁排布方式等。
50.具体地，当定子结构的至少一部分位于转子结构的内部时，永磁体保持在转子铁芯的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体组成，也可以是一体形成的磁环。可选地，永磁体材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。
51.在上述任一技术方案中，进一步地，永磁体的数量为多个，相邻永磁体的极性相反设置。
52.在该技术方案中，永磁体的数量可以包括多个，多个永磁体在转子铁芯上依次排列，并且多个永磁体的极性方向相反。具体地，永磁体可以包括多个弧形永磁体，多个弧形永磁体呈圆环状分布，且相邻两个弧形永磁体的极性相反。
53.具体地，永磁体包括多个弧形永磁体。其中，多个弧形永磁体呈圆环状分布是，并且相邻两个弧形永磁体的极性相异。具体地，每个弧形永磁体的磁极数量为1或者2或者4，且相邻磁极极性交替相异。
54.在上述任一技术方案中，进一步地，永磁体包括环形永磁体，环形永磁体套设于定子结构的外部。
55.在该技术方案中，永磁体的结构可以设置为一体式的环形永磁体，环形永磁体套设于定子结构的外壁。具体地，该环形永磁体具有多个磁极时，可以减小永磁体的块数，减小永磁体安装的工序时间，提高制造装配效率。并且，当磁极宽度较小时，采用一块环形永磁体充多极的方式，可以增加环形永磁体的宽度，降低环形永磁体的加工难度。
56.在上述任一技术方案中，进一步地，定子齿中第一定子齿上设置有至少两个副齿，第一定子齿的数量为a，每个定子齿上的副齿的数量为x，定子结构的极对数为pa，永磁体的极对数为pr。
57.在定子齿包括第一定子齿的情况下，满足pa＝∣a
×
x
±
pr∣；或
58.在定子齿包括第一定子齿和第二定子齿的情况下，满足pa＝∣a
×
(x+1)
±
pr∣。
59.在该技术方案中，通过定子绕组极对数的限定，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。
60.根据本发明的第三方面，提出了一种电器设备，包括上述技术方案中任一项的电机。
61.本发明提供的电器设备，因包含了上述技术方案中任一项的电机，因此具有该电机的全部有益效果，在此不做赘述。
62.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
63.本发明的上述和/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：
64.图1示出了本发明一个实施例提供的定子结构的结构示意图；
65.图2示出了本发明另一个实施例提供的定子结构的结构示意图；
66.图3示出了本发明又一个实施例提供的定子结构的结构示意图；
67.图4示出了本发明又一个实施例提供的定子结构的结构示意图；
68.图5示出了本发明一个实施例提供的电机的结构示意图；
69.图6示出了图5电机中转子结构的结构示意图；
70.图7示出了本发明一个实施例的电机中永磁体的结构示意图；
71.图8示出了本发明另一个实施例的电机中永磁体的结构示意图；
72.图9示出了本发明又一个实施例的电机中永磁体的结构示意图；
73.图10示出了本发明实施例的电机运行过程中气隙磁密谐波次数分布相对于相关技术的变化的示意图；
74.图11示出了本发明实施例的电机运行过程中空载反电势有效值相对于相关技术的变化示意图；
75.图12示出了本发明实施例的电机运行过程中电机效率相对于相关技术的变化示意图。
76.其中，图1至图9中的附图标记与部件之间的对应关系为：
77.100定子结构，102定子轭部，104第一定子齿，106第一齿身，108第一齿靴，110副齿，112第二定子齿，114第二齿身，116第二齿靴，118定子齿，120槽口，122凹槽，200电机，202转子结构，204转子铁芯，206永磁体。
具体实施方式
78.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明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。
79.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
80.下面参照图1至图12来描述根据本发明一些实施例提供的定子结构、电机和电器设备。
81.本发明提出了第一方面，如图1和图2提出了一种定子结构100，包括定子轭部102以及设置于定子轭部102上的至少两个定子齿118，设置于定子轭部上，相邻两个定子齿118的齿顶之间具有槽口120；其中，至少部分定子齿118包括至少两个副齿110，同一定子齿118上相邻两个副齿110之间具有凹槽122，在定子结构100的周向上，凹槽122的宽度与槽口120的宽度不等。
82.本发明所提出的定子结构100，包括定子轭部102以及设置于定子轭部102上的至少两个定子齿118，具体地，相邻两个定子齿118的齿顶之间具有槽口120。
83.进一步的，至少部分定子齿118上设置有至少两个副齿110，通过至少两个副齿110的设置，一方面，至少两个副齿110可以作为导磁部件进行导磁，一方面，副齿110还可作为调制部件，实现磁场调制的作用。使得气隙磁导中引入较多的谐波分量，这样，使得电机的性能得到了明显的提升。
84.进一步的，在定子结构100的周向上，凹槽122的宽度与槽口120的宽度不等。具体地，在定子结构100的圆周方向上，可以将凹槽122的宽度设置为与槽口120的宽度设置为不相等。通过将凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等，可以改变所有定子齿118上的副齿110在圆周上分布的均匀程度，减小了气隙磁导的周期数，通过将气隙磁导周期数减小，调制生成的磁密谐波分量将增加，具体地，如图10所示，图10中h1表示凹槽122与槽口120的尺寸相等时，气隙磁密谐波次数的分布情况，主要分布为2、10、14、22、26等，图10中h2表示凹槽122与槽口120的尺寸不等时，气隙磁密谐波次数的分布情况，通过图10可以看出，通过将凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等，气隙磁导周期数减小为6，气隙磁密谐波周期数额外增加4、8、16、28等，因此会产生更多的工作谐波，使得电机输出转矩进一步提升。
85.进一步地，如图11和图12所示，通过将凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等，使得电机运行过程中空载反电势进一步得到提升，并且电机效率进一步地增加。具体地，在图11中，h3表示表示凹槽122与槽口120的尺寸相等时，电机的空载反电势的有效值为96.84，h4表示凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等时，电机的空载反电势的有效值为116.11，可见，空载反电势有效值具有明显提升。在图12中，h5表示表示凹槽122与槽口120的尺寸相等时，电机的效率为82.38％，h6表示凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等时，电机的效率为84.40％，可见，通过将凹槽122与槽口120的尺寸设置为不等，使得电机的效率高明显提升。
86.本发明提供的定子结构100，通过在至少部分定子齿118的齿靴上设置至少两个副齿110，并且将相邻两个副齿110之间的凹槽122的尺寸与相邻两个第一齿靴108之间的槽口120的尺寸设置为不相等，可以改变所有定子齿118上的副齿110在圆周上分布的均匀程度，减小了气隙磁导的周期数，通过将气隙磁导周期数减小，调制生成的磁密谐波分量将增加，因此会产生更多的工作谐波，使得电机输出转矩进一步提升。
87.在上述实施例中，进一步地，如图1所示，至少两个定子齿118包括：至少两个第一定子齿104，任一第一定子齿104包括第一齿身106和第一齿靴108，第一齿身106的一端与定子轭部相连接，第一齿靴108与第一齿身106的另一端相连接，至少两个副齿110设置于第一齿靴108上，槽口120位于相邻两个第一齿靴108之间。
88.具体地，至少两个定子齿118可以包括至少两个第一定子齿104，其中，第一定子齿104包括第一齿身106和第一齿靴108，第一齿身106的一端与定子轭部相连接，第一齿靴108与第一齿身106的另一端相连接，进而将至少两个副齿110设置于第一齿靴108远离第一齿
身106的一端，以实现副齿110的设置。也即，所有定子齿118上均设置有副齿110，进一步地，在相邻两个第一齿靴108之间形成槽口120，并且，槽口120的宽度与同一个第一定子齿104上的相邻两个副齿110之间的凹槽122的宽度设置为不相等，从而可以保证电机运行过程中分布与定子结构100以及转子结构202之中的磁场的均匀性，同时也可以保证气隙磁密的均匀性，从而降低电机运行过程中转矩的波动，保证电机稳定运行。
89.进一步地，如图3所示，在同一个第一定子齿104上，相邻两个副齿的齿身平分线之间形成夹角β，且满足1≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示第一定子齿104的数量，x表示每一个第一定子齿104上副齿110的数量。
90.具体地，在相邻两个副齿中，一个副齿的齿身平分线l3与另一个副齿的齿身平分线l4之间的形成夹角β，并且满足1≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4；其中，a表示定子齿的数量，x表示每一个定子齿上副齿的数量。这样，本发明进一步对副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
91.具体地，副齿可以仅包括设置于第一齿靴两端的两个，并且定子齿的数量为6个，相应地，其中一个副齿的齿身平分线l3与另一个副齿的齿身平分线l4之间的夹角β满足1≤β/(2π/(6
×
2))＜1.4。以使得应用该定子结构100的电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
92.在上述任一实施例中，进一步地，如图1所示，至少两个定子齿118包括：至少两个第一定子齿104，任一第一定子齿104包括第一齿身106和第一齿靴108，第一齿身106的一端与定子轭部相连接，第一齿靴108与第一齿身106的另一端相连接，至少两个副齿110设置于第一齿靴108上；至少两个第二定子齿112，分别设置于相邻两个第一定子齿104之间，任一第二定子齿112包括第二齿身114和第二齿靴116，第二齿身114的一端与定子轭部相连接，第二齿靴116与第二齿身114的另一端相连接，槽口120位于相邻的第一齿靴108和第二齿靴116之间。
93.在该实施例中，至少两个定子齿118可以包括至少两个第一定子齿104和至少两个第二定子齿112，其中，任一第一定子齿104包括第一齿身106和第一齿靴108，第一齿身106的一端与定子轭部相连接，第一齿靴108与第一齿身106的另一端相连接，并且，至少两个副齿110设置于第一齿靴108上远离第一齿身106的一端。也即，在第一定子齿104上设置有至少两个副齿110。
94.进一步地，至少两个第二定子齿112分别设置于相邻两个第一定子齿104之间，也即第一定子齿104和第二定子齿112交替设置。具体地，第二定子齿112包括第二齿身114和第二齿靴116，第二齿身114的一端与定子轭部相连接。也即，在第二定子齿112上未设置有副齿110。通过在相邻的第一定子齿104之间设置第二定子齿112，使得第一定子齿104的第一齿靴108上的副齿110和第二定子齿112共同作为电机的磁场调制部件，实现磁场调制的作用。此时，电机调制块数量进一步增加，使得电机极槽配合的调节空间增加，相较于常规永磁磁场调制电机能够引入更多的磁导谐波分量。当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时，气隙磁密中会出现新的谐波成分，进而使得电机输出转矩进一步提升。
95.并且，相邻的第一齿靴108和第二齿靴116之间形成槽口120，槽口120的宽度与位于同一个第一定子齿104上的相邻两个副齿110之间的凹槽122的宽度不相等，从而可以保证电机运行过程中分布与定子结构100以及转子结构202之中的磁场的均匀性，同时也可以
保证气隙磁密的均匀性，从而降低电机运行过程中转矩的波动，保证电机稳定运行。
96.进一步地，而当定子结构100的极对数和转子结构202的永磁体206的极对数之间满足关系式：pa＝∣a
×
(x+1)
±
pr∣时，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。其中，第一定子齿104的数量为a，每个第一定子齿104上的副齿110的数量为x，定子结构100的极对数为pa，永磁体的极对数为pr。
97.进一步的，如图1所示，在同一个第一定子齿104上，相邻两个副齿110的齿身平分线之间形成夹角β，且满足0.5≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示第一定子齿104的数量，x表示每一个第一定子齿104上副齿的数量。
98.具体地，基于至少两个定子齿包括至少两个第一定子齿和至少两个第二定子齿，并且，在第一定子齿的第一齿靴上设置有至少两个副齿，在相邻两个副齿中，一个副齿的齿身平分线l1与另一个副齿的齿身平分线l2之间的形成夹角β，并且满足0.5≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4；其中，a表示定子齿的数量，x表示每一个定子齿上副齿的数量。这样，本发明进一步对副齿的结构以及分布进行优化，使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大，转矩较高，以进一步提升电机的工作效率。
99.在上述任一实施例中，进一步的，如图1和图2所示，第二齿身114的宽度小于第一齿身106的宽度；和/或第二齿靴116的宽度小于第一齿靴108的宽度。
100.在该实施例中，通过将第二定子齿112的第二齿身114的宽度设置为小于第一定子齿104的第一齿身106的宽度，可以进一步加强第一定子齿104的第一齿靴108上的副齿110和第二定子齿112之间的共同作用，以增强磁场调制的作用，从而使得电机调制块数量进一步增加，使得电机极槽配合的调节空间增加，相较于常规永磁磁场调制电机能够引入更多的磁导谐波分量。进一步增加气隙磁密中所出现的新的谐波，进而进一步使得电机输出转矩进一步提升。另外，通过将第二齿身114的宽度设置为小于第一齿身106的宽度，在增加调制块数量的基础上，还能够尽可能少的占用绕线槽的面积，从而不影响放置于绕线槽的绕组数量。
101.进一步地，第二齿靴116的宽度可以设置为小于第一齿靴108的宽度，从而同样能够实现在增加调制块数量的基础上，还能够尽可能少的占用绕线槽的面积，从而不影响放置于绕线槽的绕组数量。
102.具体地，可以将第二齿身114的宽度设置为小于第一齿身106的宽度，同时，将第二齿靴116的宽度设置为小于第一齿靴108的宽度。
103.进一步地，如图3所示，第一定子齿104与定子轭部可拆卸。
104.具体地，通过将第一定子齿104的第一齿身106和第一齿靴108与定子轭部之间也可以设置为可拆卸连接，也即，第一定子齿104的第一齿身106与定子轭部和第一齿靴108之间可以设置为可分离的套设组装结构。通过第一齿身106、第一齿靴108以及定子轭部之间的可分离套设组装结构的设置，再进行定子结构100的组装过程中，可以先在第一定子齿104的第一齿身106上绕制绕组，然后在将第一齿身106的一端与定子轭部相连接，最后将第一齿靴108安装至第一齿身106的另一端。同样实现了定子结构100组装过程中的简化绕线工艺，降低绕线的难度，提高绕组的槽满率，提升电机输出性能，同时能够减少废料，减少物料的浪费。
105.进一步地，第一定子齿104的第一齿身106与定子轭部之间可以通过凹凸结构进行连接，也即，在第一齿身106的一端设置凹槽或者凸起，相应地，在定子轭部的相应位置上设置于凹槽或凸起相配合的凸起或凹槽，从而可以通过凹槽和凸起的配合实现第一齿身106与定子轭部之间的连接。
106.相应地，如图4所示，第一齿身106与第一齿靴108之间同样可以通过凹凸结构进行连接，也即在第一齿靴108和第一齿身106之间通过相互配合的凸起和凹槽进行连接，以实现绕线工艺的简化。
107.在上述任一实施例中，进一步的，如图2所示，第二定子齿112与定子轭部102可拆卸式连接。
108.在该实施例中，第二定子齿112的第二齿身114与定子轭部102之间也可以设置为可拆卸式连接，也即，第二定子齿112的第二齿身114与定子轭部102间可以设置为可分离的套设组装结构。通过第二齿身114与定子轭部102之间的可分离套设组装结构的设置，再进行定子结构100的组装过程中，可以先在第一定子齿104的第一齿身106上绕制绕组，然后在将第二齿身114的一端与定子轭部102相连接。从而实现了定子结构100组装过程中的简化绕线工艺，降低绕线的难度，提高绕组的槽满率，提升电机输出性能，同时能够减少废料，减少物料的浪费。
109.具体地，第二定子齿112的第二齿身114与定子轭部102之间可以通过凹凸结构进行连接，也即，在第二齿身114的一端设置凹槽或者凸起，相应地，在定子轭部102的相应位置上设置于凹槽或凸起相配合的凸起或凹槽，从而可以通过凹槽和凸起的配合实现第二齿身114与定子轭部102之间的连接。
110.进一步地，定子结构100包括至少两个堆叠体，任一堆叠体包括轭部区段和第一定子齿104，第一定子齿104设置于轭部区段上，相邻两个堆叠体的轭部区段相连接，定子轭部102包括多个轭部区段。
111.具体地，定子结构100包括至少两个堆叠体，并通过至少两个堆叠体堆叠的方式来制造定子结构100。这样，在定子结构100的加工制造过程中，工作人员可先在单个堆叠体上进行绕线等操作。相较于相关技术中需要在整体铁芯上进行绕线操作，本发明所提出的堆叠体的操作空间更加大，有利于降低绕线难度，进而提高绕线的工作效率，降低材料成本。
112.此外，本发明可以首先在单个堆叠体上进行绕线等操作，可有效提升绕组的缠绕数量，并提升绕组的槽满率，提高应用该定子结构100的电机输出性能。并且，本发明在降低绕线难度的基础上，可降低绕线过程中废品率，进而减少废料并提升定子结构100的成本率。此外，单独堆叠体对材料的要求较低，可提升铁芯材料的利用率，进而降低定子结构100的材料成本。
113.进一步地，相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接；定子结构100还包括固定件，相邻两个堆叠体通过固定件固定。
114.具体地，相邻两个堆叠体的轭部区段可拆卸连接，进而保证相邻两个堆叠体的拆装。
115.具体地，定子结构100可以包括第一连接部和第二连接部。其中，第一连接部设置在轭部区段的第一端，第二连接部设置在轭部区段的第二端，第一端和第二端在轭部区段上相对设置。并且，第一连接部和第二连接部的结构相匹配，第一连接部和第二连接部配合
能够实现自锁。因此，在拼接堆叠体的过程中，本发明可以通过第一连接部和第二连接部来连接相邻两个堆叠体，包括相邻两个堆叠体的可拆卸连接。
116.进一步地，第一连接部与第二连接部中的一者为凸部，另一者为凹部。此外，凸部的形状与凹部的形状相适配，并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接，并具有自锁功能。具体地，凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽；凸部的形状与凹部的形状相匹配。
117.进一步地，定子结构100还包括固定件，相邻两个堆叠体通过固定件固定。
118.具体地，在相邻两个堆叠体拼接完成后，进一步通过固定件来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。具体地，固定件可采用绝缘框架，进而使得绝缘框架在保证绝缘的基础上，还可对堆叠体进行固定，实现了绝缘框架的多用途。
119.具体地，相邻两个堆叠体焊接连接。其中。在相邻两个堆叠体拼接完成后，本发明进一步通过焊接的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
120.具体地，相邻两个堆叠体一体注塑。也即，在在相邻两个堆叠体拼接完成后，本发明进一步通过一体注塑的方式来对整体结构进行固定，进而进一步提升拼接后的堆叠体的结构稳定性。
121.在上述任一实施例中，进一步地，在定子结构100的周向上，相邻两个槽口120的宽度相等；和/或在定子结构100的周向上，相邻两个凹槽122的宽度相等。
122.在该实施例中，在定子组件的圆周方向上，相邻两个槽口120的宽度可以设置为相等，也即多个定子齿118沿定子轭部的周向均匀分布，从而保证定子齿118分布位置的合理性，进而保证电机稳定运行。
123.进一步的，相邻两个凹槽122的宽度可以设置为相等，也即，在所有设置有副齿110的定子齿118上，相邻两个副齿110之间的凹槽122的宽度均相等，从而可以简化定子结构100制造的工艺，提高装配效率。
124.具体地，相邻两个槽口120的宽度可以设置为相等，同时，相邻两个凹槽122的宽度也设置为相等，保证电机稳定运行的同时，简化定子结构100的装配工艺。
125.在上述任一实施例中，进一步的，定子结构100还包括绕组，绕组包括多个线圈，每个线圈设置于一个第一定子齿104上。
126.在该实施例中，定子结构100还包括绕组，绕组包括多个线圈。其中，线圈缠绕在一个第一定子齿104的齿身上，以保证应用该定子结构100的电机运行时输出力矩。并且，通过将每个线圈仅绕设于一个第一定子齿104的齿身上，即采用单齿绕的集中绕组结构，此时电机绕组端部较小，有利于减小铜耗，并且便于实现模块化，提高生产制造效率。而第二定子齿112的第二齿身114上不绕绕组，可以实现将每相绕组进行物理隔离，减小了相间互感，从而提高了电机运行的可靠性。
127.进一步地，在定子结构100的轴向方向上，凹槽122的横截面的形状可以为多边形或弧形。
128.根据本发明的第二方面，如图5和图6所示，提出了一种电机200，包括：转子结构202；如上述技术方案中任一项的定子结构100，定子结构100的至少一部分位于转子结构202内。
129.本发明提供的电机200，包括转子结构202和上述技术方案中任一项的定子结构100，其中，定子结构100的至少一部分位于转子结构202内，具体地，定子结构100与转子结构202同心设置，以保证转子结构202能够相对于定子结构100转动，以实现电机200的动力输出。其中，定子结构100的一部分位于转子结构202内，也可将定子结构100轴向上的整体设置于转子结构202内，以实现转子结构202的永磁体与定子结构100的绕组之间的不同配合方式。
130.进一步地，本发明提供的电机200，因包括了如本发明第一方面的定子结构100。因此，既有上述定子结构100的全部有益效果，在此不再详细论述。
131.在上述任一实施例中，进一步的，如图5和图6所示，转子结构202包括：转子铁芯204，转子铁芯204套设于定子结构100的外部；永磁体206，设置于转子铁芯204上。
132.在该实施例中，转子结构202还包括转子铁芯204和永磁体206。其中，永磁体206设置在转子铁芯204上，并且通过永磁体206形成多个永磁磁极。
133.具体地，转子结构202的至少一部分位于定子结构100的内部时，永磁体206可放置于转子铁芯204的外表面，或者放置于转子铁芯204的内部，如v型、轮辐型磁铁排布方式等。
134.具体地，当定子结构100的至少一部分位于转子结构202的内部时，永磁体206保持在转子铁芯204的内表面。永磁磁极可以由多个具有两个横向边缘且内表面和外表面大致呈圆弧状的永磁体206组成，也可以是一体形成的磁环。可选地，永磁体206材料可以是铁氧体、塑磁、稀土永磁或者橡胶磁条。
135.进一步地，永磁体206的数量为多个，相邻永磁体206的极性相反设置。
136.具体地，永磁体206的数量可以包括多个，多个永磁体206在转子铁芯204上依次排列，并且多个永磁体206的极性方向相反。具体地，永磁体206可以包括多个弧形永磁体206，多个弧形永磁体206呈圆环状分布，且相邻两个弧形永磁体206的极性相反。
137.进一步地，如图6所示，定子轭部102的中心到永磁体206的两端的连线之间形成有夹角γ，夹角的存在可以使得气隙磁导过程进一步变化，磁场调制效应增强，工作次磁密谐波的幅值增加，进而使得采用次转子结构202的电机200转矩进一步地得到提升，由此也避免了传统永磁电机200中采用交替极后磁极数量减小，磁场基波幅值下降，导致转矩下降的问题。
138.具体地，满足0.9＜γ/(π/(p1))＜1.7，其中，p1为永磁体206的数量，当夹角γ满足上述条件时，转子结构202的工作性能良好。
139.进一步地，如图7、图8和图9所示，永磁体206包括多个弧形永磁体。其中，多个弧形永磁体呈圆环状分布是，并且相邻两个弧形永磁体的极性相异。具体地，每个弧形永磁体的磁极数量为1或者2或者4，且相邻磁极极性交替相异。
140.具体地，永磁体206包括一体式的环形永磁体。此时，该环形永磁体具有多个磁极时，可以减小永磁体206的块数，减小永磁体206安装的工序时间，提高制造装配效率。并且，当磁极宽度较小时，采用一块环形永磁体充多极的方式，可以增加环形永磁体的宽度，降低环形永磁体的加工难度。
141.具体地，永磁体206可采用海尔贝克阵列(halbach array)方式排布。
142.在上述任一实施例中，进一步地，定子齿118中第一定子齿104上设置有至少两个副齿110，第一定子齿104的数量为a，每个定子齿118上的副齿110的数量为x，定子结构100
的极对数为pa，永磁体的极对数为pr。
143.在定子齿118包括第一定子齿104的情况下，满足pa＝∣a
×
x
±
pr∣；或
144.在定子齿118包括第一定子齿104和第二定子齿112的情况下，满足pa＝∣a
×
(x+1)
±
pr∣。
145.在该实施例中，通过定子绕组极对数的限定，气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波，为电机提供输出转矩，从而有效提升了电机的转矩密度。
146.根据本发明的第三方面，提出了一种电器设备，包括上述技术方案中任一项的电机200。
147.本发明提供的电器设备，包含了上述技术方案中任一项的电机200，其中，电机200的定子结构100与转子结构202之间能够形成不均匀的气隙，能够改善气隙磁场的波形、降低电机200的齿槽转矩和转矩波动，提高了电机200的可靠性的基础上，还保证了电机200在运行过程中磁场分布的均匀性，保证了电机200运行过程中的稳定性。进而保证电器设备在运行过程中的稳定性。
148.具体地，电器设备可以包括空调器、洗衣机或吸尘器等。
149.在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，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；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发明中的具体含义。
150.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发明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。
151.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种定子结构，其特征在于，包括：定子轭部；至少两个定子齿，设置于所述定子轭部上，相邻两个所述定子齿的齿顶之间具有槽口；其中，至少部分所述定子齿包括至少两个副齿，同一所述定子齿上的相邻两个所述副齿之间具有凹槽，在所述定子结构的周向上，所述凹槽的宽度与所述槽口的宽度不等。2.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述至少两个定子齿包括：至少两个第一定子齿，任一所述第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，所述第一齿身的一端与所述定子轭部相连接，所述第一齿靴与所述第一齿身的另一端相连接，所述至少两个副齿设置于所述第一齿靴上，所述槽口位于相邻两个所述第一齿靴之间。3.根据权利要求2所述的定子结构，其特征在于，在同一个所述第一定子齿上，相邻两个所述副齿的齿身平分线之间形成夹角β，且满足1≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示所述第一定子齿的数量，x表示每一个所述第一定子齿上所述副齿的数量。4.根据权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述至少两个定子齿包括：至少两个第一定子齿，任一所述第一定子齿包括第一齿身和第一齿靴，所述第一齿身的一端与所述定子轭部相连接，所述第一齿靴与所述第一齿身的另一端相连接，所述至少两个副齿设置于所述第一齿靴上；至少两个第二定子齿，分别设置于相邻两个所述第一定子齿之间，任一所述第二定子齿包括第二齿身和第二齿靴，所述第二齿身的一端与所述定子轭部相连接，所述第二齿靴与所述第二齿身的另一端相连接，所述槽口位于相邻的所述第一齿靴和所述第二齿靴之间。5.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，在同一个所述第一定子齿上，相邻两个所述副齿的齿身平分线之间形成夹角β，且满足0.5≤β/(2π/(a
×
x))＜1.4，其中，a表示所述第一定子齿的数量，x表示每一个所述第一定子齿上所述副齿的数量。6.根据权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述第二齿身的宽度小于所述第一齿身的宽度；和/或所述第二齿靴的宽度小于所述第一齿靴的宽度。7.根据权利要求2至6中任一项所述的定子结构，其特征在于，所述第一定子齿与所述定子轭部可拆卸。8.根据权利要求4至6中任一项所述的定子结构，其特征在于，所述第二定子齿与所述定子轭部可拆卸。9.根据权利要求1至6中任一项所述的定子结构，其特征在于，在所述定子结构的周向上，相邻两个所述槽口的宽度相等；和/或在所述定子结构的周向上，相邻两个所述凹槽的宽度相等。10.根据权利要求4至6中任一项所述的定子结构，其特征在于，还包括：绕组，所述绕组包括多个线圈，每个所述线圈设置于一个所述第一定子齿上。11.根据权利要求1至6中任一项所述的定子结构，其特征在于，在所述定子结构的轴向方向上，所述凹槽的横截面的形状为方多边形或弧形。
12.一种电机，其特征在于，包括转子结构；如权利要求1至11中任一项所述的定子结构。13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述转子结构包括：转子铁芯，所述转子铁芯套设于所述定子结构；永磁体，设置于所述转子铁芯上。14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述永磁体的数量为多个，相邻所述永磁体的极性相反设置。15.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述永磁体包括环形永磁体，所述环形永磁体套设于所述定子结构的外部。16.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述定子齿中第一定子齿上设置有至少两个副齿，所述第一定子齿的数量为a，每个所述第一定子齿上的副齿的数量为x，所述定子结构的极对数为pa，所述永磁体的极对数为pr，在所述定子齿包括所述第一定子齿的情况下，满足pa＝∣a
×
x
±
pr∣；或在所述定子齿包括所述第一定子齿和第二定子齿的情况下，满足pa＝∣a
×
(x+1)
±
pr∣。17.一种电器设备，其特征在于，包括：如权利要求12至16中任一项所述的电机。

技术总结
本发明提出了一种定子结构、电机和电器设备，其中，定子结构包括：定子轭部；至少两个定子齿，设置于定子轭部上，相邻两个定子齿的齿顶之间具有槽口；其中，至少部分定子齿包括至少两个副齿，同一定子齿上相邻两个副齿之间具有凹槽，在定子结构的周向上，凹槽的宽度与槽口的宽度不等。本发明提供的定子结构将两个副齿之间的凹槽的尺寸与相邻两个定子齿之间的槽口的尺寸设置为不相等，可以改变所有定子齿上的副齿在圆周上分布的均匀程度，减小了气隙磁导的周期数，增加磁密谐波分量，使得电机输出转矩进一步提升。出转矩进一步提升。出转矩进一步提升。


技术研发人员：冯艳丽 葛梦 李文瑞
受保护的技术使用者：美的威灵电机技术（上海）有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/8