CN103516165A - 电机和具有该电机的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机和具有该电机的压缩机，所述电机包括：定子；和转子，所述转子可旋转地设在所述定子内，所述转子的外周面上设有沿所述转子的周向间隔开的多个下凹部，相邻两个所述下凹部之间形成有凸起部，所述凸起部与相邻的所述下凹部之间通过台阶部过渡。根据本发明实施例的电机具有噪音低、结构简单、性能高效、制造容易、便于批量生产等优点。

Description

电机和具有该电机的压缩机

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，具体而言，涉及一种电机和具有所述电机的压缩机。

背景技术

电机的电磁噪声作为压缩机低频噪声的主要来源之一倍受关注。电机的电磁噪声主要是由作用于定子的径向力波产生的，而径向力波则源于电机气隙磁场。现有电机的气隙磁场含有大量低阶次谐波，这些谐波对于低频径向电磁力的促进十分明显。

目前优化气隙磁场的方式很多，但都具有一定缺陷。例如，减小定子铁芯槽口的宽度以减小定子齿谐波，但这种方式不利于定子自动绕线的工艺实现；采用不均匀气隙的方式以对于气隙磁场进行优化，但增大了齿谐波，对于基波磁密也有损失，同时不利于生产线的气隙工艺检查；采用斜槽或者斜极的方式，不仅对于基波磁密存在削弱作用，且量产化较难实现；采用q轴处下凹的结构，这种方式由于气隙磁密并未得以优化，空载气隙磁密基波幅值增大的同时，高次谐波也增大了，因此噪音振动可能出现恶化，且铁损存在增大的趋势；采用两种不同的定转子冲片以降低转矩脉动及径向电磁力，这种形式的配置方式过于多样化，对于量产化的工艺实现是不利的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种噪音低、结构简单、性能高效、制造容易、便于批量生产的电机。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述电机的压缩机。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种电机，所述电机包括：定子；和转子，所述转子可旋转地设在所述定子内，所述转子的外周面上设有沿所述转子的周向间隔开的多个下凹部，相邻两个所述下凹部之间形成有凸起部，所述凸起部与相邻的所述下凹部之间通过台阶部过渡。

根据本发明实施例的电机通过在所述转子的外周面上设置多个所述下凹部，可以在相邻两个所述下凹部之间形成所述凸起部，且所述凸起部与相邻的所述下凹部之间通过所述台阶部过渡。这样不仅可以提高基波磁密，而且可以对低阶次谐波进行有效抑制，同时可以抑制电枢反应，减小低频径向电磁力。从而可以降低所述电机的低频噪声，以实现高性能、低噪音。此外，所述电机的结构简单、制造容易，方便于批量生产。因此，根据本发明实施例的电机具有噪音低、结构简单、性能高效、制造容易、便于批量生产等优点。

另外，根据本发明的电机还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述凸起部位于所述转子的磁通轴d上，所述下凹部位于与所述磁通轴d相隔90度电角度的轴q上。由此可以进一步提高所述电机的性能的高效性且可以进一步降低所述电机的噪音。

根据本发明的一个实施例，相邻的所述凸起部和所述下凹部之间的台阶部为多个。这样可以使所述电机的性能更加优越。

根据本发明的一个实施例，所述凸起部的两端分别和所述转子的轴心的连线之间的夹角与所述转子的极距角的比值大于0.2且小于0.9。这样不仅可以使所述转子的结构更加合理，而且可以提高对基波磁密的加强效果和对电枢反应的抑制效果。

根据本发明的一个实施例，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述永磁体设在所述转子铁芯上。这样可以使所述转子具有结构简单、便于制造、性能可靠等优点。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯上设有沿所述转子铁芯的周向等间距设置的多个放置槽，所述永磁体为多个，多个所述永磁体分别对应地设在多个所述放置槽内。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯上设有多个水平定向的隔磁桥，多个所述隔磁桥分别对应地设在多个所述放置槽的外侧，且每个所述隔磁桥的长度方向与相邻的所述放置槽的长度方向垂直。由此可以进一步降低所述电机的噪音。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯由多个硅钢冲片叠压而成，所述隔磁桥的宽度大于所述硅钢冲片的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述隔磁桥包括第一子隔磁桥、第二子隔磁桥和第三子隔磁桥，所述第二隔磁桥在所述转子的径向上于所述放置槽的中心处设置，所述第一子隔磁桥和所述第三子隔磁桥相对所述第二子隔磁桥对称设置。这样可以更进一步地降低所述电机的噪音。

根据本发明的一个实施例，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组设在所述定子铁芯上。这样可以使所述定子具有结构简单、便于制造、性能可靠等优点。

根据本发明的一个实施例，所述定子铁芯上设有沿所述定子铁芯的周向等间距设置的多个绕齿，所述定子绕组为多个，多个所述定子绕组分别对应地缠绕在多个所述绕齿上。

根据本发明的一个实施例，所述定子铁芯由多个硅钢冲片叠压而成。

本发明的第二方面提出一种压缩机，所述压缩机包括根据本发明的第一方面所述的电机。

根据本发明实施例的压缩机通过利用根据本发明的第一方面所述的电机，从而具有能耗小、噪音低等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

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：

图1是根据本发明一个实施例的电机的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电机与现有电机的空载气隙磁密谐波对比示意图；

图3是根据本发明一个实施例的电机与现有电机的电枢磁场磁密谐波对比示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电机与现有电机的径向电磁力对比示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的电机的结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的电机的局部放大图；

图7是根据本发明另一个实施例的电机与现有电机的空载气隙磁密谐波对比示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的电机与现有电机的电枢磁场磁密谐波对比示意图；

图9是根据本发明另一个实施例的电机与现有电机的径向电磁力对比示意图；

图10是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图。

压缩机1、现有电机20、电机10、定子100、定子铁芯110、绕齿111、转子200、下凹部210、凸起部220、台阶部230、转子铁芯240、放置槽241、永磁体250、第一子隔磁桥242、第二子隔磁桥243、第三子隔磁桥244、磁通轴d、轴q、夹角a1、极距角a2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的电机10。如图1-图9所示，根据本发明实施例的电机10包括定子100和转子200。

转子200可旋转地设在定子100内，转子200的外周面上设有沿转子200的周向间隔开的多个下凹部210，相邻两个下凹部210之间形成有凸起部220，凸起部220与相邻的下凹部210之间通过台阶部230过渡。

根据本发明实施例的电机10通过在转子200的外周面上设置多个下凹部210，可以在相邻两个下凹部210之间形成凸起部220，且凸起部220与相邻的下凹部210之间通过台阶部230过渡。这样不仅可以提高基波磁密，而且可以对低阶次谐波进行有效抑制，同时可以抑制电枢反应，减小低频径向电磁力。从而可以降低电机10的低频噪声，以实现高性能、低噪音。此外，电机10的结构简单、制造容易，方便于批量生产。因此，根据本发明实施例的电机10具有噪音低、结构简单、性能高效、制造容易、便于批量生产等优点。

具体而言，如图1、图5和图6所示，转子200可以包括转子铁芯240和永磁体250，永磁体250可以设在转子铁芯240上。

更为具体地，如图1、图5和图6所示，转子铁芯240上可以设有沿转子铁芯240的周向等间距设置的多个放置槽241，永磁体250可以为多个，多个永磁体250可以分别对应地设在多个放置槽241内。

可选地，定子100可以包括定子铁芯110和定子绕组（图中未示出），所述定子绕组可以设在定子铁芯110上。这样可以使定子100具有结构简单、便于制造、性能可靠等优点。

有利地，如图1和图5所示，定子铁芯110上可以设有沿定子铁芯110的周向等间距设置的多个绕齿111，所述定子绕组可以为多个，多个所述定子绕组可以分别对应地缠绕在多个绕齿111上。由此不仅可以加强所述定子绕组在定子铁芯110上的稳定性，而且可以提高定子100的磁场强度，从而可以更进一步地提高电机10的性能。

其中，定子铁芯110可以由多个硅钢冲片叠压而成。转子铁芯240可以由多个硅钢冲片叠压而成。

图1示出了根据本发明一个具体实施例的电机10。如图1所示，凸起部220可以位于转子200的磁通轴d上，下凹部210可以位于与磁通轴d相隔90度电角度的轴q上。这样可以使转子200的磁场正弦化，由此可以进一步提高基波磁密、抑制低阶次谐波，同时进一步抑制电枢反应、减小低频径向电磁力，从而可以进一步提高电机10的性能的高效性且可以进一步降低电机10的噪音。

可选地，相邻的凸起部220和下凹部210之间的台阶部230可以为多个。多个台阶部230可以由凸起部220至下凹部210逐渐接近转子200的轴心。优选地，相邻的凸起部220和下凹部210之间的台阶部230可以为两个。由此可以进一步优化气隙磁密，从而可以使电机10的性能更加优越。

有利地，凸起部220的两端分别和转子200的轴心的连线之间的夹角a1与转子200的极距角a2的比值可以大于0.2且小于0.9。即0.2<a1/a2<0.9。优选地，0.25<a1/a2<0.4。这样不仅可以使转子200的结构更加合理，而且可以提高对基波磁密的加强效果和对电枢反应的抑制效果。

下面描述本实施例中的电机10与现有电机20的对比。图2示出了电机10与现有电机20的空载气隙磁密谐波的对比，相比现有电机20，电机10在提高了基波磁密的同时，降低了2、3次谐波。图3示出了电机10与现有电机20的电枢磁场磁密谐波的对比，相比现有电机20，电机10对电枢磁场具有抑制作用，定子100电枢磁场单独作用时的气隙磁密及2次谐波均出现下降，但由于励磁磁场基波磁密提升，输出转矩并未出现明显下降。并且定子100和转子200的磁场的低阶次谐波均出现降低，可以降低径向电磁力。图4示出了电机10与现有电机20的径向电磁力的对比，相比现有电机20，电机10在各倍频下的径向电磁力均出现下降的趋势，这样可以降低电机10的低频噪声。

图5和图6示出了根据本发明另一个具体实施例的电机10。如图5和图6所示，转子铁芯240上可以设有多个水平定向的隔磁桥，多个所述隔磁桥可以分别对应地设在多个放置槽241的外侧（内外方向与转子200的径向方向一致，且邻近转子200的轴心为内，远离转子200的轴心为外），且每个所述隔磁桥的长度方向可以与相邻的放置槽241的长度方向垂直。通过设置所述隔磁桥，可以进一步消弱电枢磁场和减小径向电磁力，由此可以进一步降低电机10的噪音。

具体而言，所述隔磁桥的宽度可以大于所述硅钢冲片的厚度。这样可以更加方便、更加容易地在转子铁芯240上加工出所述隔磁桥。

有利地，如图5和图6所示，所述隔磁桥可以包括第一子隔磁桥242、第二子隔磁桥243和第三子隔磁桥244，第二子隔磁桥243可以在转子200的径向上于放置槽241的中心处设置，第一子隔磁桥242和第三子隔磁桥244可以相对第二子隔磁桥243对称设置。由此可以更进一步地消弱电枢磁场和减小径向电磁力，从而可以更进一步地降低电机10的噪音。

下面描述本实施例中的电机10与现有电机20的对比。图7示出了电机10与现有电机20的空载气隙磁密谐波的对比，相比现有电机20，电机10在提高了基波磁密的同时，大幅降低了2、3次谐波。图8示出了电机10与现有电机20的电枢磁场磁密谐波的对比，相比现有电机20，电机10对电枢磁场具有更强的抑制作用，定子100电枢磁场单独作用时的气隙磁密及2次谐波均出现大幅下降，但由于励磁磁场基波磁密提升，输出转矩并未出现明显下降。并且定子100和转子200的磁场的低阶次谐波均出现大幅降低，可以有效降低径向电磁力。图9示出了电机10与现有电机20的径向电磁力的对比，相比现有电机20，电机10在各倍频下的径向电磁力均出现大幅下降的趋势，这样可以有效降低电机10的低频噪声。

下面参考图10描述根据本发明实施例的压缩机1。如图10所示，根据本发明实施例的压缩机1包括根据本发明上述实施例的电机10。

根据本发明实施例的压缩机1通过利用根据本发明上述实施例的电机10，从而具有能耗小、噪音低等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种电机，其特征在于，包括：

定子；和

转子，所述转子可旋转地设在所述定子内，所述转子的外周面上设有沿所述转子的周向间隔开的多个下凹部，相邻两个所述下凹部之间形成有凸起部，所述凸起部与相邻的所述下凹部之间通过台阶部过渡。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述凸起部位于所述转子的磁通轴d上，所述下凹部位于与所述磁通轴d相隔90度电角度的轴q上。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，相邻的所述凸起部和所述下凹部之间的台阶部为多个。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述凸起部的两端分别和所述转子的轴心的连线之间的夹角与所述转子的极距角的比值大于0.2且小于0.9。

5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述永磁体设在所述转子铁芯上。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯上设有沿所述转子铁芯的周向等间距设置的多个放置槽，所述永磁体为多个，多个所述永磁体分别对应地设在多个所述放置槽内。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯上设有多个水平定向的隔磁桥，多个所述隔磁桥分别对应地设在多个所述放置槽的外侧，且每个所述隔磁桥的长度方向与相邻的所述放置槽的长度方向垂直。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯由多个硅钢冲片叠压而成，所述隔磁桥的宽度大于所述硅钢冲片的厚度。

9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述隔磁桥包括第一子隔磁桥、第二子隔磁桥和第三子隔磁桥，所述第二隔磁桥在所述转子的径向上于所述放置槽的中心处设置，所述第一子隔磁桥和所述第三子隔磁桥相对所述第二子隔磁桥对称设置。

10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组设在所述定子铁芯上。

11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯上设有沿所述定子铁芯的周向等间距设置的多个绕齿，所述定子绕组为多个，多个所述定子绕组分别对应地缠绕在多个所述绕齿上。

12.根据权利要求10所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯由多个硅钢冲片叠压而成。

13.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-12中任一项所述的电机。

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