CN104901456A - 电机和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机和具有其的压缩机，所述电机包括：定子；转子，所述转子间隙配合在所述定子内且相对于所述定子可转动，所述转子设有沿其周向分布的多个磁体槽，每个所述磁体槽内分别设有永磁体，所述永磁体为钕铁硼永磁体，所述钕铁硼永磁体的工作点所对应的磁通密度为0.8Wb/T-0.9Wb/T且所述钕铁硼永磁体不含镝和铽中的至少一种。根据本发明实施例的电机效率高且成本低。

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

众所周知，家电行业内电机的发展趋势为高效化、低成本化和小型化。对于永磁电机而言，高效化和小型化的最有效手段之一是提升永磁体的剩磁。但从目前永磁体行业的产品牌号来看，若要提升永磁体的剩磁，则永磁体的矫顽力就无法做到很高的水平，在高温下永磁体退磁的可能性会比较大。在相关技术中，电机上的永磁体采用含有重稀土元素的永磁体，使电机能够具有高磁能积和高矫顽力。但是，重稀土元素比较稀缺，因此具有重稀土元素的永磁体的成本很高，使电机的制造成本加大。

发明内容

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。为此，本发明提出了一种成本较低且效率较高的电机。

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：定子；转子，所述转子间隙配合在所述定子内且相对于所述定子可转动，所述转子设有沿其周向分布的多个磁体槽，每个所述磁体槽内分别设有永磁体，所述永磁体为钕铁硼永磁体，所述钕铁硼永磁体的工作点所对应的磁通密度为0.8Wb/T-0.9Wb/T且不含镝和铽中的至少一种。

根据本发明实施例的电机具有高效率且低成本的优点。

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，所述定子的内周沿与所述转子的外周沿在所述电机的径向上的距离为δ，所述永磁体在其磁化方向上的长度为hM，所述磁体槽在沿所述永磁体的磁化方向上的长度为h，其中，0.7×(h+δ)＜hM＜1.0×(h+δ)。

进一步可选地，0.8×(h+δ)＜hM＜0.9×(h+δ)。

可选地，h＞hM。

可选地，1.5mm≤h≤2.5mm，0.5mm≤δ≤0.7mm。

可选地，所述永磁体的剩磁Br≥1.37T，矫顽力Hcj≤1800kA/m。

可选地，每个所述磁体槽的中心与所述转子的中心的虚拟连线和该磁体槽的延伸方向垂直。

可选地，每个所述磁体槽的设有永磁体的部分分别沿所述转子的径向延伸。

可选地，每个所述磁体槽分别形成为开口背向所述转子的中心的V形或U形。

根据本发明第二方面的压缩机，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是根据本发明一个实施例的电机的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的电机的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的电机的永磁体的工作点的示意图；

图5是相关技术中的电机的永磁体的工作点的结构示意图。

图6是根据本发明实施例的电机的效率与hM/(h+δ)的关系图；

图7是根据本发明实施例的电机的退磁率与hM/(h+δ)的关系图。

附图标记：

电机100；定子10；转子20；磁体槽21；永磁体22。

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至图4所示，根据本发明实施例的电机100包括定子10和转子20。转子20间隙配合在定子10内并且相对于定子10可转动。也就是说，转子20可转动地设在定子10内，并且转子20与定子10之间具有间隙。优选地，转子20与定子10同轴设置，以保证电机100运行的平稳性。

转子20上设有多个磁体槽21，多个磁体槽21沿转子20的周向分布。每个磁体槽21内分别设有永磁体22，永磁体22为钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体的工作点所对应的磁通密度为0.8Wb/T-0.9Wb/T，并且钕铁硼永磁体不含镝和铽中的至少一种。这里，钕铁硼永磁体的工作点为本领域的技术术语，即钕铁硼永磁体在空载运行时的比磁导曲线与退磁曲线的交点。

根据本发明实施例的电机100，通过采用不含有镝和/或铽的钕铁硼永磁体，并且将钕铁硼永磁体的工作点所对应的磁通密度控制在0.8Wb/T-0.9Wb/T，实现了电机100的低成本、高效率和小型化。

具体而言，电机100中的永磁体22的抗退磁能力可以用永磁体22的矫顽力Hcj来表示，矫顽力Hcj的大小主要与重稀土元素(Dy、Tb等)的含量有关。本发明中的电机100的永磁体22不含重稀土元素镝和/或铽，虽然会使永磁体22的抗退磁能力下降，但是本申请的发明人将永磁体22的工作点进行了调整，使电机100仍然可以具有较强的抗退磁能力。

如图5所示，在相关技术中，电机按照常规的方式设计，永磁体的工作点所对应的磁通密度为0.6Wb/T左右。在过负荷运行或者温度瞬时上升时，永磁体22的退磁曲线会往原点移动，即由左侧曲线所在的位置向右侧曲线所在的位置移动，永磁体的工作点会接近退磁曲线的拐点，极易出现不可逆退磁现象。

如图6所示，根据本发明实施例的电机100中的永磁体22的工作点所对应的磁通密度控制在0.8Wb/T-0.9Wb/T的范围内，此时，永磁体22在负载状态下的工作点处在退磁曲线的靠上部分，永磁体22具有较高的工作点，即使退磁曲线向原点移动，仍然与退磁拐点有较大的距离，从而具有安全的余量，使永磁体22的实际退磁率大大降低，可以使不含有镝和/或铽的钕铁硼永磁体体现出与其他常规永磁体22几乎相同的抗退磁能力。

同时，由于重稀土元素是永磁体材料成本中最重要的部分，本发明的电机100采用不含有镝和/或铽的钕铁硼永磁体，有效的实现了电机100的低成本化，，又有利于永磁体22剩磁Br的提升。进一步地，随着永磁体22的工作点和剩磁Br的增加，永磁体22向外输出的磁通密度增大，定子绕组中的感应电压会随之增大，从而使定子绕组中运行的电流下降，铜损下降，使电机100效率得到提升。

在本发明的一个具体示例中，电机100采用了不含有镝和铽等重稀土元素的钕铁硼永磁体，并且将永磁体22的工作点所对应的磁通密度设置在0.85Wb/T。该电机100的成本较低而且抗退磁能力较强，电机100性能稳定而可靠。

可以理解的是，根据本发明实施例的电机100中的永磁体22不含有镝和/或铽仅作为示例进行描述，永磁体22中也可以不含有其它的重稀土金属。当永磁体22中不含有除了镝和铽之外的其它重稀土元素并且永磁体22的工作点进行了适当调整以提高永磁体22的抗退磁能力的这种技术方案也将落入本申请的保护范围之内。

根据本发明实施例的电机100可以通过磁路的设计将永磁体22的工作点所对应的磁通密度控制在0.8Wb/T-0.9Wb/T的范围内。具体而言，如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，定子10的内周沿与转子20的外周沿在电机100的径向上的距离为δ，永磁体22在其自身磁化方向上的长度为hM，磁体槽21在沿永磁体22的磁化方向上的长度为h。发明人研究发现，当0.7×(h+δ)＜hM＜1.0×(h+δ)使，即0.7＜hM/(h+δ)＜1.0时，永磁体22的工作点所对应的磁通密度可以被控制在0.8Wb/T-0.9Wb/T的范围内。

优选地，hM、h和δ之间可以按照下列关系式进行设计：0.8×(h+δ)＜hM＜0.9×(h+δ)。如图6和图7所示，普通电机处在I内，即0.6＜hM/(h+δ)＜0.7，电机的效率不稳定并且在92.5％以下，退磁率在5％以上。而根据本发明实施例的电机100处在Ⅱ内，即0.8＜hM/(h+δ)＜0.9，电机100的效率稳定在92.5％以上，退磁率在1％以下，电机100可以同时获得更高的效率和比较低的成本。

根据本发明的一些实施例，1.5mm≤h≤2.5mm，0.5mm≤δ≤0.7mm。由此，在保证电机性能的前提下，可充分利用永磁体。根据本发明的一些具体实施例，h可以为1.8mm、2mm或2.2mm，δ可以为0.55mm、0.6mm或0.65mm。

另外，为了方便永磁体22的安装，可选地，h＞hM。由此，永磁体22能够顺利地插入磁体槽21内，装配方便。其中在实际设计时，可以使h略大于hM，例如，h＝hM+1mm，以保证永磁体22可以较牢固的安装在磁体槽21内。

优选地，可以选用剩磁Br≥1.37T、矫顽力Hcj≤1800kA/m的永磁体22，以获得成本的最低化以及较强的磁性能。

磁体槽21的形状以及在转子20上的分布情况可以有多种，具体根据磁体槽21进行设置。例如，如图1所示，在本发明的一些实施例中，每个永磁体22的延伸方向和该永磁体22的中心与转子20的中心的虚拟连线垂直。

具体而言，磁体槽21可以形成为长条形槽，永磁体22间隙配合在磁体槽21内，每个磁体槽21的延伸方向与转子20的径向垂直，并且转子20的中心与磁体槽21的中心的虚拟连线垂直于该磁体槽21的延伸方向。采用该种结构，永磁体22的磁场方向垂直于定子齿，磁通利用率高，因此采用该种结构的电机永磁体利用少，成本相对要低。

再例如，如图3所示，在本发明的另一些实施例中，每个磁体槽21的设有永磁体22的部分分别沿转子20的径向延伸。也就是说，永磁体22设在磁体槽21的一部分内，该部分沿转子20的径向延伸。具体而言，磁体槽21可大致成“工”型，磁体槽21的两个端部沿转子20的周向延伸，磁体槽21的中部沿转子20的径向延伸，永磁体22设在磁体槽21的中部。

在该种结构的电机100中，永磁体22与定子10电枢退磁磁场的距离变远，更有利于永磁体22抵抗退磁的能力，可提高电机100的可靠性。这里，需要说明的是，在该实施例中，由于永磁体22的磁化方向沿转子20的周向，因此，h即为磁体槽21的中部沿转子20的周向延伸的尺寸，hM即为永磁体22沿转子的周向延伸的尺寸，这两者与δ仍然满足上面的关系式。

再例如，在本发明的再一些实施例中，每个磁体槽21分别形成为开口背向转子20的中心的V形或U形等。每个磁体槽21内的永磁体22可以分两段进行设置，以方便装配。该种结构的电机，在极弧系数相同的前提下，永磁体22可以放置更多的量，使磁通量更大，电机效率更高。

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成本较低且效率较高。

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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。

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，“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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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 (10)

1.一种电机，其特征在于，包括：

定子；

转子，所述转子间隙配合在所述定子内且相对于所述定子可转动，所述转子设有沿其周向分布的多个磁体槽，每个所述磁体槽内分别设有永磁体，所述永磁体为钕铁硼永磁体，所述钕铁硼永磁体的工作点所对应的磁通密度为0.8Wb/T-0.9Wb/T，且所述钕铁硼永磁体不含镝和铽中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子的内周沿与所述转子的外周沿在所述电机的径向上的距离为δ，所述永磁体在其磁化方向上的长度为hM，所述磁体槽在沿所述永磁体的磁化方向上的长度为h，其中，0.7×(h+δ)＜hM＜1.0×(h+δ)。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，0.8×(h+δ)＜hM＜0.9×(h+δ)。

4.根据权利要求2或3所述的电机，其特征在于，h＞hM。

5.根据权利要求2或3所述的电机，其特征在于，1.5mm≤h≤2.5mm，0.5mm≤δ≤0.7mm。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述永磁体的剩磁Br≥1.37T，矫顽力Hcj≤1800kA/m。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电机，其特征在于，每个所述磁体槽的中心与所述转子的中心的虚拟连线和该磁体槽的延伸方向垂直。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电机，其特征在于，每个所述磁体槽的设有永磁体的部分分别沿所述转子的径向延伸。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的电机，其特征在于，每个所述磁体槽分别形成为开口背向所述转子的中心的V形或U形。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电机。