CN105099028B - 电机的转子铁芯及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机的转子铁芯及电机。其中电机的转子铁芯为柱形结构，且转子铁芯的侧壁上设置有凸棱。其克服传统无切边结构的电机造成的电机振动大，噪声大，功耗大，性能低的问题，有效的提高了电机的整体性能。

Description

电机的转子铁芯及电机

技术领域

本发明涉及压缩机电机领域，特别是涉及一种电机的转子铁芯及电机。

背景技术

传统变频压缩机电机的转子铁芯为无切边结构，其通过过将磁钢位置向轴中心内移或是增加磁钢体积的方法来控制电机的齿槽转矩、转矩波动，以及电机反电动势波形的正弦度，这样造成电机的成本较高且输出的力矩较小，使得电机整体上效率较低。

发明内容

针对电机效率较低的问题，本发明提供了一种电机的转子铁芯及电机，降低了电机振动及振动带来的噪声，提高了电机性能。

为达到发明目的，本发明提供一种电机的转子铁芯，所述转子铁芯为柱形结构，且所述转子铁芯的侧壁上设置有凸棱。

作为一种可实施例，所述凸棱从所述转子铁芯的一端看成阶梯式切边结构。

作为一种可实施例，所述阶梯式切边结构包括对称设置的第一切边结构和第二切边结构；

所述第一切边结构和所述第二切边结构各包括m个阶梯式连接的切边，且所述第一切边结构的第m切边与所述第二切边结构的第m切边连接；

所述第一切边结构和所述第二切边结构各自的第m切边至第一切边沿所述转子铁芯径向方向依次下降；

其中，m≥2，第m切边与所述电机的定子铁芯的距离最近。

作为一种可实施例，所述阶梯式切边结构的第i切边的宽度为a_mi，第i切边到所述定子铁芯的内径的距离为b_mi，第i切边的宽度a_mi与第i切边到所述定子铁芯的内径的距离的乘积为第i切边的面积，各个切边对应的面积之比为第一面积比；

正弦函数或余弦函数的四分之一周期的函数波形在第一轴上的投影为投影线段，所述第一轴到所述正弦函数或所述余弦函数的波峰的距离等于所述第一轴到所述正弦函数或所述余弦函数的波谷的距离；

所述投影线段等间隔分为m段分割线段，第i分割线段的第一端到所述函数波形的距离为第一高度，第i分割线段的第二端到所述函数波形的距离为第二高度，所述第i分割线段以及与所述第i分割线段对应的所述第一高度、所述第二高度、函数波形围成的面积为所述第i分割线段的面积C_mi，各个分割线段对应的面积之比为第二面积比；

所述第一面积比等于所述第二面积比；

其中，第一切边到所述定子铁芯内径的距离最大，第一分割线段的第一端到所述函数波形的第一高度最大，1≤i≤m。

作为一种可实施例，第i切边到所述定子铁芯的内径的距离为第i切边中间点到所述定子铁芯的内径的距离。

作为一种可实施例，所述阶梯式切边结构为多个；

多个所述阶梯式切边结构与所述转子铁芯内部的永磁体槽一一对应；

相邻两个所述阶梯式切边结构之间通过各自的第一切边与相邻的阶梯式切边结构的第一切边连接。

作为一种可实施例，相邻的两个所述阶梯式切边结构对应的两个第一切边通过连接部连接。

作为一种可实施例，所述连接部为弧形结构或梯形结构。

作为一种可实施例，所述切边为弧形或“一”字形。

本发明还提供一种电机，包括定子铁芯和以上所述的电机的转子铁芯，所述转子铁芯设置在所述定子铁芯中。

本发明的有益效果包括：

本发明的电机的转子铁芯及电机，在转子铁芯侧壁上设置凸棱，凸棱为阶梯式切边结构，并配合一种有效的理论计算方法，使切边对应的第一面积比与分割线段对应的第二面积比相等，此时阶梯式切边结构的各个切边的设计尺寸能够使电机的反电动势波形趋向于正弦波或余弦波，提高了反电动势的正弦度，如此可以降低齿槽转矩以及转矩波动，并且降低了振动噪声，提高了电机的整体性能。

附图说明

图1为本发明的电机的转子铁芯的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的正弦函数的一实施例的波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明电机的转子铁芯及电机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明一实施例提供的电机的转子铁芯，转子铁芯100为柱形结构，且转子铁芯100的侧壁上设置有凸棱。具体的，凸棱从转子铁芯100的一端看成阶梯式切边结构110。

本发明实施例的电机的转子铁芯，能够克服传统无切边结构的电机造成的电机振动大，噪声大，功耗大，性能低的问题，阶梯式切边结构110在一定程度上增加电机反电动势波形的正弦度，提高电机性能。值得说明的是，当阶梯式切边结构110的切边足够多时，阶梯式切边结构110可以看作是弧形结构，此时达到的效果最好，即电机的反电动势波形最接近于正弦波或余弦波波形，电机的性能最好。

作为一种可实施方式，参见图2，阶梯式切边结构110包括阶梯式连接的m个切边，第i切边的宽度为a_mi，第i切边到所述定子铁芯200的内径的距离为b_mi，第i切边的宽度a_mi与第i切边到定子铁芯200的内径的距离的乘积为第i切边的面积，各个切边对应的面积之比为第一面积比A。即A＝a_m1*b_m1：a_m2*b_m2：a_m3*b_m3：…：a_mi*b_mi…：a_m(m-1)*b_m(m-1):a_mm*b_mm。

正弦函数或余弦函数的四分之一周期的函数波形300在第一轴400上的投影为投影线段，第一轴400到正弦函数或余弦函数的波峰的距离等于第一轴400到正弦函数或余弦函数的波谷的距离。投影线段等间隔分为m段分割线段，第i分割线段的第一端到函数波形300的距离为第一高度，第i分割线段的第二端到函数波形300的距离为第二高度，第i分割线段以及与第i分割线段对应的第一高度、第二高度、函数波形围成的面积为第i分割线段的面积C_mi，各个分割线段对应的面积之比为第二面积比B，即B＝C_m1：C_m2：C_m3：…：C_mi:…:C_m(m-1):C_mm。第一面积比A等于第二面积比B，即a_m1*b_m1：a_m2*b_m2：a_m3*b_m3：…：a_mi*b_mi…：a_m(m-1)*b_m(m-1):a_mm*b_mm＝C_m1：C_m2：C_m3：…：C_mi:…:C_m(m-1):C_mm。其中，第一切边到定子铁芯200内径的距离最大，第一分割线段的第一端到函数波形300的第一高度最大，m≥2，1≤i≤m。

转子铁芯100侧壁上设置的阶梯式切边结构110，配合上述有效的理论计算方法，当第一面积比等于第二面积比时，阶梯式切边结构110的各个切边的设计尺寸能够使电机的反电动势波形趋向于正弦波或余弦波，提高了反电动势波形的正弦度，如此可以降低齿槽转矩以及转矩波动，并且降低了振动噪声，提高了电机的整体性能。

其中，参见图2，第i段分割线段以及与第i分割线段对应的第一高度、第二高度、函数波形围成的面积如下：

优选的，切边的个数为4，既避免切边太多，生产加工方便，又不会太少，影响电机反电动势波形的正弦度。此时，由面积公式可得知4段分割线段对应的面积分别如下：

值得说明的是，各个切边到定子铁芯200的内径的距离可以为各个切边的任一点到定子铁芯200内径的距离，也可以为各个切边第一端到定子铁芯200内径的距离，还可以为各个切边第二端到定子铁芯200内径的距离，优选的，各个切边到定子铁芯200的内径的距离为各个切边的中间点到定子铁芯200的内径的距离，得到的距离相对准确，这样计算得到的各个切边对应的面积相对准确，进一步提高电机性能。

作为一种可实施方式，阶梯式切边结构110包括对称设置的第一切边结构111和第二切边结构112。第一切边结构111和第二切边结构112各包括m个切边，且第一切边结构111的第m切边与第二切边结构112的第m切边连接。第一切边结构111和第二切边结构112各自的第m切边至第一切边沿转子铁芯100径向方向依次下降。其中，m≥2，第m切边与电机的定子铁芯200的距离最近。

包括两个切边结构的阶梯式切边结构110对应一个永磁体槽130，永磁体槽130内设置有永磁体，阶梯式切边结构110与永磁体配合使得电机反电动势波形的正弦度有所提高，进而达到提高电机性能的效果。

作为一种可实施方式，阶梯式切边结构110为多个。多个阶梯式切边结构110与转子铁芯100内部的永磁体槽130一一对应。相邻两个阶梯式切边结构110之间通过各自的第一切边与相邻的阶梯式切边结构110的第一切边连接。如此阶梯式切边结构110在转子铁芯100的侧壁上围成一周，且阶梯式切边结构110与永磁体槽130一一对应，阶梯式切边结构110与永磁体槽130内的永磁体配合使得电机的反电动势波形进一步趋向于正弦波形，有效的减少了谐波含量，降低了齿槽转矩、齿槽波动以及振动噪声，进一步提高电机性能。

较优的，相邻的两个阶梯式切边结构110对应的两个第一切边通过连接部120连接。

连接部120使得阶梯式切边结构110之间得以区分，避免相邻的两个第一切边直接连接导致的界限不清而无法准确获知第一切边的宽度的问题。具体的，连接部120为弧形结构或梯形结构，弧形结构和梯形结构都能相对第一切边朝上弯折，从而准确的区分出第一切边的边界。当然，上述只是本发明较具体的两个实施例，连接部也可以为其他能够实现上述功能的结构。

作为一种可实施方式，切边为弧形或“一”字形。较优的，切边为“一”字形，便于计算切边宽度及其到定子铁芯200内径的距离，从而确定切边对应的面积，同时，也便于加工实施。

在其中一个实施例中，阶梯式切边结构110的个数为偶数，具体的，为6个，6个阶梯式切边结构110相对转子铁芯100的轴心对称设置，使得阶梯式切边结构110围绕转子铁芯100的侧壁，在满足要求的基础上，设计美观。

本发明实施例还提供一种电机，包括定子铁芯200和以上所述的电机的转子铁芯100，转子铁芯100设置在定子铁心200中。此电机振动噪声小，功耗低，整体性能比较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电机的转子铁芯，其特征在于，所述转子铁芯(100)为柱形结构，且所述转子铁芯(100)的侧壁上设置有凸棱，所述凸棱从所述转子铁芯(100)的一端看成阶梯式切边结构(110)；

所述阶梯式切边结构(110)包括对称设置的第一切边结构(111)和第二切边结构(112)；

所述第一切边结构(111)和所述第二切边结构(112)各包括m个阶梯式连接的切边，且所述第一切边结构(111)的第m切边与所述第二切边结构(112)的第m切边连接；

所述第一切边结构(111)和所述第二切边结构(112)各自的第m切边至第一切边沿所述转子铁芯(100)径向方向依次下降；

其中，m≥2，第m切边与所述电机的定子铁芯(200)的距离最近；

所述阶梯式切边结构(110)的第i切边的宽度为a_mi，第i切边到所述定子铁芯(200)的内径的距离为b_mi，第i切边的宽度a_mi与第i切边到所述定子铁芯(200)的内径的距离的乘积为第i切边的面积，各个切边对应的面积之比为第一面积比；

正弦函数或余弦函数的四分之一周期的函数波形(300)在第一轴(400)上的投影为投影线段，所述第一轴(400)到所述正弦函数或所述余弦函数的波峰的距离等于所述第一轴(400)到所述正弦函数或所述余弦函数的波谷的距离；

所述投影线段等间隔分为m段分割线段，第i分割线段的第一端到所述函数波形(300)的距离为第一高度，所述第i分割线段的第二端到所述函数波形(300)的距离为第二高度，所述第i分割线段以及与所述第i分割线段对应的所述第一高度、所述第二高度、函数波形围成的面积为所述第i分割线段的面积C_mi，各个分割线段对应的面积之比为第二面积比；

所述第一面积比等于所述第二面积比；

其中，第一切边到所述定子铁芯(200)内径的距离最大，第一分割线段的第一端到所述函数波形(300)的第一高度最大，1≤i≤m。

2.根据权利要求1所述的电机的转子铁芯，其特征在于，第i切边到所述定子铁芯(200)的内径的距离为第i切边中间点到所述定子铁芯(200)的内径的距离。

3.根据权利要求1所述的电机的转子铁芯，其特征在于，所述阶梯式切边结构(110)为多个；

多个所述阶梯式切边结构(110)与所述转子铁芯(100)内部的永磁体槽(130)一一对应；

相邻两个所述阶梯式切边结构(110)之间通过各自的第一切边与相邻的阶梯式切边结构的第一切边连接。

4.根据权利要求3所述的电机的转子铁芯，其特征在于，相邻的两个所述阶梯式切边结构(110)对应的两个第一切边通过连接部(120)连接。

5.根据权利要求4所述的电机的转子铁芯，其特征在于，所述连接部(120)为弧形结构或梯形结构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电机的转子铁芯，其特征在于，所述切边为弧形或“一”字形。

7.一种电机，其特征在于，包括定子铁芯(200)和权利要求1至6任一项所述的电机的转子铁芯，所述转子铁芯(100)设置在所述定子铁芯(200)中。