CN104868618A - 电机和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机，包括：壳体；定子，所述定子设在所述壳体内，所述定子的外周沿具有多个沿其径向向外突出的突出部，每个所述突出部分别止抵在所述壳体的内壁面上，任意两个相邻的所述突出部之间设有切边，每个所述切边分别与所述壳体的内壁面间隔开，每个所述突出部的沿所述定子的周向延伸的一端分别设有轴向贯通的贯通孔。根据本发明实施例的电机，定子的铁损降低，电机的性能提高，生产效率提高，成本降低。

Description

电机和具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地，涉及一种电机和具有其的压缩机。

背景技术

压缩机的电机具有圆筒状的机壳、圆筒状的定子以及转子。定子的外周部以规定的间隔设置有多个规定宽度的切边，常采用六边形或九边形的切边结构。该定子通过热压过盈配合固定在机壳内，该转子旋转自如地容纳在定子内周部的内侧。

对于定子通过热压过盈配合固定在机壳内的电机结构而言，由于机壳的热收缩在定子中会产压缩应力，引起构成定子的磁性材料的磁特性劣化，从而产生铁损，导致电机性能下降，电机的结构有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

在相关技术中，为了降低定子中的应力，定子的外周沿以规定的间隔具有多个规定宽度的突出部，在每个突出部的周向两端分别设置了贯通孔，其中，这些突出部的周向宽度的总长为定子外周的25％。

在这种结构中，贯通孔的数量为突出部的数量的两倍，贯通孔越多，定子冲压时，在贯通孔的周围产生的冲压应力的总和会越大，导致铁损也越大；同时贯通孔的位置处在主磁路中，会阻碍主磁路，使定子轭部铁耗增大。

也就是说，在上述结构中，虽然定子内的应力会减小，即定子内因压缩应力造成的铁损会降低，但是由于贯通孔的冲压应力的总和增大同时对主磁路的阻碍增大，最终会导致定子的总铁损增大，电机效率降低。

有鉴于，本申请从降低定子上的贯通孔的冲压应力以及降低对主磁路的影响的角度出发，提出了一种新型的电机结构，该电机在降低定子内的压缩应力的同时能够保证定子的铁损损失较小，电机效率较高。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本发明提出了一种的电机，所述电机的铁损小且效率高。

本发明还提出了一种具有上述电机的压缩机。

根据本发明实施例的电机，包括：壳体；定子，所述定子设在所述壳体内，所述定子的外周沿具有多个沿其径向向外突出的突出部，每个所述突出部分别止抵在所述壳体的内壁面上，任意两个相邻的所述突出部之间设有切边，每个所述切边分别与所述壳体的内壁面间隔开，每个所述突出部的沿所述定子的周向延伸的一端分别设有轴向贯通的贯通孔。

根据本发明实施例的电机，定子的铁损降低，电机的性能提高，生产效率提高，成本降低。

另外，根据本发明上述实施例的电机还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，每个所述切边上分别设有沿所述定子的径向向外突出的凸部，所述凸部与所述壳体的内壁面间隔开，每个所述凸部分别为梯形。

可选地，所述定子的内周沿具有多个沿所述定子的径向向内突出的定子齿，任意两个相邻的所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子齿的数量为m，所述突出部的数量为n，其中m＝1.5n。

可选地，所述切边、所述突出部与所述电机的极数均相等。

可选地，每个所述贯通孔的中心与对应的定子齿的中心线以及所述定子的中心位于同一直线上。

可选地，所述切边的中心与所述定子的中心的虚拟连线形成为位于该切边的两侧的两个所述贯通孔的对称轴。

可选地，每个所述贯通孔分别为圆形孔，每个所述贯通孔的内径为3mm-5mm。

可选地，每个所述贯通孔与所述定子的外周沿之间所间隔的最小距离小于所述贯通孔的内径。

可选地，多个所述突出部在所述定子的周向上延伸的尺寸之和小于等于所述定子的外周沿的尺寸的45％。

可选地，每个所述突出部在所述定子的周向上延伸的尺寸为每个所述切边的在沿所述定子的周向上延伸的尺寸的0.5-0.82。

根据本发明实施例的压缩机，包括根据本发明实施例的电机。

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

图1是根据本发明实施例的电机的结构示意图；

图2是采用测试工装对本发明实施例的电机的定子进行测量的的工装图；

图3是根据本发明实施例的电机的定子的铁损损失与螺栓预紧力之间的关系图；

图4是根据本发明实施例的电机的效率与螺栓预紧力的关系图。

附图标记：

电机100；测试工装200；螺栓201；

定子10；突出部11；切边12；贯通孔13；定子齿14；定子槽15；凸部16；

壳体20。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的电机100。

参照图1和图2所示，根据本发明实施例的电机100包括壳体20和定子10。

定子10设在壳体20内，定子10的外周沿具有多个突出部11，每个突出部11分别沿定子10的径向向外突出。每个突出部11分别止抵在壳体20的内壁面上。任意两个相邻的突出部11之间设有切边12，每个切边12分别与壳体20的内壁面间隔开。每个突出部11的沿定子10的周向延伸的一端分别设有轴向贯通的贯通孔13，即每个贯通孔13沿定子10的轴向贯通对应的突出部11。这里，定子10的轴向为与纸面垂直的方向。

换言之，电机100包括壳体20和配合在壳体20内的定子10，定子10适于安装在壳体20内。在定子10的外周部的周向上以规定的间隔设置有规定宽度的多个切边12和多个突出部11，多个切边12和多个突出部11交替排列。定子10通过壳体20对多个突出部11的推压而实现固定。其中，在沿定子10的周向上，每个突出部11的一端分别设有贯通孔13。每个贯通孔13分别可以吸收并分散对应的突出部11内的压缩应力，从而降低定子10因压缩应力所造成的铁损。

同时，与相关技术中的电机相比，本发明实施例的定子10上的贯通孔13的数量减小，从而有效减少了定子10因冲压孔而导致的铁损，并且贯通孔13对主磁路的影响也减小，从而使定子10的铁损进一步降低。另外，贯通孔13的数量减小为原来的一半，还可以大大缩减生产的制造过程。

综合看来，降低贯通孔13的数量取得了意想不到的技术效果，与相关技术中的电机相比，本申请的电机100中定子10铁损更小，定子10的制造简便，电机100的生产效率提高且性能增强。

根据本发明实施例的电机100，通过在定子10的每个突出部11的周向一端设置贯通孔13，使定子10的铁损降低，电机100的性能提高，生产效率提高，成本降低。

为了确定本发明的效果，本申请的发明人进行了研究。图2是模拟壳体20对定子10推压所产生的影响测量工装图。其中，定子10设在测试工装200内，测试工装200上设有螺栓201，可以通过对螺栓201施加预紧力来模拟壳体20对定子10的推压，使用这个测试工装200可以研究壳体20对定子10的推压力大小对定子10所产生的影响。

图3示出了定子10的铁损损失与螺栓预紧力之间的关系图。在图3中，横坐标表示螺栓预紧力，纵坐标表示定子10磁性体中产生的单位铁损。当螺栓预紧力在10N以下时，定子铁损随着螺栓预紧力的增加而显著增加；当螺栓预紧力在10N到13N之间时，定子10的铁损基本不变。

图4示出了电机效率与工装压紧力的关系图。在图4中，横坐标表示螺栓预紧力，纵坐标表示电机效率，每条曲线表示在不同转速和负载下，定子10在受到不同的螺栓预紧力时，电机100效率的变化曲线。曲线a表示在30rps的转速以及1.75N.m的负载下的曲线图；曲线b表示在60rps的转速以及2.34N.m的负载下的曲线图；曲线c表示在90rps的转速以及2.34N.m的负载下的曲线图。

在不同的转速和负载下，电机效率与螺栓预紧力之间的变化曲线图大致类似。具体而言，当螺栓预紧力在10N以下时，随着螺栓预紧力的增大，电机效率下降；当螺栓预紧力在10N到13N之间时，随着螺栓预紧力的增大，电机效率反而增大。

由此可知，本发明中的定子10能够通过贯通孔13将由于热压配合等壳体20推压突出部11在定子10的内周部产生的压缩应力分散到外周，从而有效降低定子10内周的压缩应力，减少铁损，提高电机100的效率。

如图1所示，每个切边12上分别设有沿定子10的径向向外突出的凸部16，凸部16与壳体20的内壁面间隔开，凸部16为梯形。当突出部11止抵壳体20的内壁面时，定子10的压缩应力可以被分散到凸部16上。由此，凸部16可以与贯通孔13相配合，使定子内的压缩应力可以得到更好的分散，定子10的铁损进一步降低。可选地，凸部16可以设在切边12的中央。

如图1所示，定子10的内周沿具有多个定子齿14，每个定子齿14分别沿定子10的径向向内突出。也就是说，每个定子齿14分别朝定子10的中心A延伸。任意两个相邻的定子齿14之间限定出定子槽15。其中，假定定子齿14的数量为m，突出部11的数量为n，则m＝1.5n。

切边12、突出部11与电机100的极数均相等。也就是说，切边12的数量等于突出部11的数量，突出部11的数量等于电机100的极数。其中，电机100的极数可以为2极、4极、6极或8极。

在发明的一个具体实施例中，电机100的极数为6极，突出部11的数量分别为6个，贯通孔13的数量为6个，定子槽15的数量为9个。在发明的另一个具体示例中，电机100的极数为8极，突出部11的数量为8个，贯通孔13的数量为8个，定子槽15的数量为12个。这两种电机100的电机效率均较高。

如图1所示，贯通孔13的中心B与定子齿14的中心线以及定子10的中心A位于同一直线上。也就是说，贯通孔13的中心B和定子10的中心A的虚拟连线与定子齿14的中心线重合。其中，贯通孔13的中心B位于定子齿14的中心线的外侧，定子10的中心A位于定子齿14的中心线的内侧，定子齿14的中心线沿定子10的径向延伸，贯通孔13的中心B与定子10的中心A的虚拟连线也沿定子10的径向延伸。

这种结构与相关技术中的定子的结构截然不同，在本结构中，贯通孔13能更好的将定子10内的压缩应力进行分散，并且即使由于压缩应力而使贯通孔13变形导致其周围磁特性变差，由于定子齿14的外侧流通的磁通少，贯通孔13对主磁路的影响小，因此也能够抑制铁耗的产生。

另外，突出部11上没有设置贯通孔13的周向延伸的另一端可以与内侧的定子槽15相对应，因此，虽然该端没有设置贯通孔13，当定子10受到壳体20的挤压时，该端的压缩应力可以向定子槽15处释放，定子10中的压缩应力可以均衡地减小，保证了电机100运行的平稳性。

如图1所示，切边12的中心与定子10的中心的虚拟连线形成为位于该切边12的两侧的两个贯通孔13的对称轴。也就是说，任意两个相邻的贯通孔13之间具有一个切边12，任意两个相邻的贯通孔13关于位于两者之间的切边12的中心与定子10的中心的虚拟连线对称。该种结构的定子10压缩应力分散更均匀，电机100的性能更可靠。

这里，需要说明的是，贯通孔13的形状可形成为方形或者圆形等多种，例如，当贯通孔13形成为椭圆时，贯通孔13的圆心即为椭圆的圆心；当贯通孔13形成矩形时，贯通孔13的中心即为矩形的中心。为了尽量减小贯通孔13周围的冲压应力，贯通孔13可以形成为圆形孔，此时，贯通孔13的中心即为圆形孔的圆心。同时，上面所描述的两个贯通孔13对称指的是位置上的对称，其中两个贯通孔13的形状可以相同，也可以不同。

根据本发明的一些实施例，每个贯通孔13分别为圆形孔，每个贯通孔13的内径分别为3mm-5mm，即每个贯通孔13的直径可以在3mm到5mm之间选取。由此，保证了贯通孔13产生的形变可有效的将壳体20推压定子10的压缩应力分散到定子10的外周。例如，在本发明的一个具体示例中，多个贯通孔13的内径均为4mm，该种结构的定子10易于制造，压缩应力分散性好，定子10铁损小。

优选地，每个贯通孔13与定子10的外周沿之间所间隔的最小距离小于贯通孔13的内径。也就是说，每个贯通孔13的外沿到定子10的外周沿之间的最小距离小于该贯通孔13的直径。由此，可以有效减少贯通孔13对定子10内部磁路的影响，进一步降低定子10的铁损，提高电机效率。

根据本发明的一些实施例，多个突出部11在定子10的周向上延伸的尺寸之和小于等于定子10的外周沿的尺寸的45％。也就是说，在定子10的周向上，定子10与壳体20的内壁面之间的止抵长度为定子10的周向尺寸的45％以下。由此，可以保证定子10与壳体20具有足够的接触面积，也可以减少壳体20对定子10的推压应力，降低铁损。

这里，需要说明的是，在相关技术中，多个突出部11在定子10的周向上延伸的尺寸之和为定子10的外周沿的尺寸的25％以下。在这种结构中，虽然贯通孔13能够有效的将定子10的压缩应力分散至定子10的外周，使定子10内周的压缩应力降低，但是由于突出部11与壳体20之间的止抵面积变小了，因此，突出部11与壳体20止抵而产生的应力会增大。而在本发明的定子10中，突出部11内产生的应力变小，再配合位于突出部11的周向一端的贯通孔13，可以有效的将该压缩应力进行分散，使定子10的铁损得到有效的降低。

进一步地，每个突出部11在定子10的周向上延伸的尺寸为每个切边12在沿定子10的周向上延伸的尺寸的0.5-0.82。由此，突出部11和切边12的尺寸设计合理，电机100铁损小。例如，在本发明的一个实施例中，每个突出部11在定子10的周向上延伸的尺寸为每个切边12的在沿定子10的周向上延伸的尺寸的0.636。

根据本发明实施例的压缩机包括根据本发明实施例的电机100。由于根据本发明实施例的电机100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的压缩机的，铁损小，工作效率提高。

根据本发明实施例的压缩机的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电机，其特征在于，包括：

壳体；

定子，所述定子设在所述壳体内，所述定子的外周沿具有多个沿其径向向外突出的突出部，每个所述突出部分别止抵在所述壳体的内壁面上，任意两个相邻的所述突出部之间设有切边，每个所述切边分别与所述壳体的内壁面间隔开，每个所述突出部的沿所述定子的周向延伸的一端分别设有轴向贯通的贯通孔。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，每个所述切边上分别设有沿所述定子的径向向外突出的凸部，所述凸部与所述壳体的内壁面间隔开，每个所述凸部分别为梯形。

3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述定子的内周沿具有多个沿所述定子的径向向内突出的定子齿，任意两个相邻的所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子齿的数量为m，所述突出部的数量为n，其中m＝1.5n。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述切边、所述突出部与所述电机的极数均相等。

5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，每个所述贯通孔的中心与对应的定子齿的中心线以及所述定子的中心位于同一直线上。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述切边的中心与所述定子的中心的虚拟连线形成为位于该切边的两侧的两个所述贯通孔的对称轴。

7.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，每个所述贯通孔分别为圆形孔，每个所述贯通孔的内径为3mm-5mm。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，每个所述贯通孔与所述定子的外周沿之间所间隔的最小距离小于所述贯通孔的内径。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的电机，其特征在于，多个所述突出部在所述定子的周向上延伸的尺寸之和小于等于所述定子的外周沿的尺寸的45％。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，每个所述突出部在所述定子的周向上延伸的尺寸为每个所述切边的在沿所述定子的周向上延伸的尺寸的0.5-0.82。

11.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电机。