CN105553135B - 压缩机用电机和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机用电机和具有其的压缩机，电机的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm，电机包括：定子铁芯，定子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个定子齿之间限定出定子槽，其中，定子铁芯的轴向长度为L1，定子铁芯的外径为D1，L1≤50mm，L1/D1≤0.6；转子铁芯，转子铁芯套设在定子铁芯内且相对于定子铁芯可转动，转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个磁铁槽沿转子铁芯的轴向延伸且每个磁铁槽内分别设有磁性件，每个磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br＞1.35T。根据本发明实施例的压缩机用电机，结构简单，端部漏磁少，材料利用率高，性价比高。

Description

压缩机用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，涉及一种压缩机用电机和具有其的压缩机。

背景技术

在目前家电领域内，电机效率已做到比较高的水平，即设计上已经达到铜损和铁损平衡的阶段；而在进一步提升效率的手段采用上，相关技术中，通常将定子铁芯、转子铁芯以及转子铁芯的磁铁槽内的磁性件沿轴向的长度大致为等长配置，通过材料的充分使用，提升电机效率。在输出功率一定的前提下，出于性价比的考虑，通常会采用积厚较矮型的电机结构，然而由于磁路的饱和效应，上述结构的电机会造成定子和转子的轴向两端漏磁的现象，导致磁铁材料的利用率下降，同时也浪费了电磁材料，性价比较低。

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，本发明提出一种压缩机用电机，该压缩机用电机的结构简单，材料利用率高，性价比高。

本发明还提出一种具有上述压缩机用电机的压缩机。

根据本发明第一方面实施例的压缩机用电机，所述电机的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm，所述电机包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，其中，所述定子铁芯的轴向长度为L1，所述定子铁芯的外径为D1，L1≤50mm，L1/D1≤0.6；转子铁芯，所述转子铁芯套设在所述定子铁芯内且相对于所述定子铁芯可转动，所述转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个所述磁铁槽沿所述转子铁芯的轴向延伸且每个所述磁铁槽内分别设有磁性件，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br＞1.35T。

根据本发明实施例的压缩机用电机，通过采用剩磁较高的磁性件，使得磁性件的剩磁提高，从而增加了提供到定子铁芯里的磁感应强度和总磁通，在要求输出同样转矩的情况下，定子需要的电流得到下降，从而降低了铜损。再者，对电机的定子铁芯的尺寸进行合理设计，使得该电机的轴向长度减小，从而降低电机的铁损，进一步提升了电机性价比。该电机的结构简单，端部漏磁少，材料利用率高，性价比高。

另外，根据本发明实施例的压缩机用电机，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br为1.38T。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯的轴向长度为L2，所述磁性件在所述转子铁芯的轴向上的长度为L3，0.8≤L3/L2≤0.94。

根据本发明的一个实施例，所述磁性件为稀土钕铁硼磁铁。

根据本发明的一个实施例，每个所述磁铁槽的截面形状形成一字形、V形、U形或W形。

根据本发明的一个实施例，还包括两个转子端板，两个所述转子端板分别设在所述转子铁芯的两端且与所述转子铁芯相连。

根据本发明的一个实施例，两个所述转子端板与每个所述磁性件之间分别设有非导磁块或非导磁弹片。

根据本发明的一个实施例，所述转子端板为非导磁材料件。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括根据上述实施例所述的压缩机用电机。

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压缩机用电机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的压缩机用电机的转子铁芯与磁性件的装配图；

图3是图2中所示的结构的剖视图；

图4是根据本发明实施例的压缩机用电机的效率随磁性件的轴向长度与转子铁芯的轴向长度的比值(L3/L2)变化的曲线图。

附图标记：

100：电机；

11：定子铁芯；111：定子槽；112：定子齿；113：通孔；

12：转子铁芯；121：磁铁槽；122：磁性件。

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。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1至图4具体描述根据本发明第一方面实施例的压缩机用电机100。

根据本发明实施例的压缩机用电机100，电机100的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm，电机100包括定子铁芯11和转子铁芯12。

具体而言，定子铁芯11具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿112，相邻两个定子齿112之间限定出定子槽111，其中，定子铁芯11的轴向长度为L1，定子铁芯11的外径为D1，L1≤50mm，L1/D1≤0.6。转子铁芯12套设在定子铁芯11内且相对于定子铁芯11可转动，转子铁芯12具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽121，每个磁铁槽121沿转子铁芯12的轴向延伸且每个磁铁槽121内分别设有磁性件122，每个磁性件122在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br＞1.35T。可选地，转子铁芯12由多个转子铁板叠置而成，定子铁芯11由多个定子铁板叠置而成。

如图1和图2所示，在本实施例中，定子铁芯11和转子铁芯12分别沿竖直方向(如图2所示的上下方向)延伸，其中，定子铁芯11包括环状的磁轭和多个定子齿112，磁轭大体为圆环状，定子铁芯11内限定有沿其轴向延伸的通孔113，定子铁芯11具有沿通孔113的周向间隔开布置的定子齿112，即多个定子齿112彼此间隔开地设在磁轭的内周壁上，相邻两个定子齿112之间限定出与通孔113导通的定子槽111，定子齿112上绕设有定子绕组(未示出)，定子绕组穿过多个定子槽111缠绕在定子铁芯11上。其中，定子绕组可以为一般被称作U、V、W相的三相绕线。

优选地，多个定子齿112等间距地配置在磁轭的圆周方向上。其中，每个定子齿112可以由磁轭的内周壁的一部分向内凸出形成。这里，需要说明的是，方向“内”指的是朝向磁轭中心的方向，其相反方向被定义为“外”，即远离磁轭中心的方向。

进一步地，转子铁芯12具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽121，每个磁铁槽121分别沿转子铁芯12的轴向延伸，并且，每个磁铁槽121内设有沿磁铁槽121的长度方向延伸的磁性件122。在本实施例中，转子铁芯12可转动地设在定子铁芯11的通孔113内，并且转子铁芯12的外侧壁与定子铁芯11的内侧壁之间限定出间隙。优选地，转子以S极与N极隔开等间隔地交替配置在圆周方向上的方式将多个磁极数的磁性件122保持在转子铁芯12的周向上。每个磁性件122在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br＞1.35T。

由此，根据本发明实施例的压缩机用电机100，通过采用剩磁较高的磁性件122，使得磁性件122的剩磁提高，从而增加了提供到定子铁芯11里的磁感应强度和总磁通，在要求输出同样转矩的情况下，定子需要的电流得到下降，从而降低了铜损。再者，对电机100的定子铁芯11的尺寸进行合理设计，使得该电机100的轴向长度减小，从而降低电机100的铁损，进一步提升了电机100性价比。该电机100的结构简单，端部漏磁少，材料利用率高，性价比高。

优选地，根据本发明的一个实施例，每个磁性件122在20℃下的剩磁Br为1.38T。因为磁性件122的剩磁提高，使得提供到定子铁芯11里的磁感应强度和总磁通都相应增加，在定子绕组中感应的反电动势也会相应提升，同样，定子电流输出的转矩增加，在要求输出同样转矩的情况下，定子需要的电流就可以下降，由定子电流产生的铜损也下降了。同时在总的额定输出不增加的情况下，由于铜耗的下降，且由于磁通的增加，铁耗也呈现增加的趋势，此时可以通过降低电机100的定子铁芯11的轴向长度来保证电机100的性能及性价比，提高磁铁及硅钢材料的利用率。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，转子铁芯12的轴向长度为L2，磁性件122在转子铁芯12的轴向上的长度为L3，0.8≤L3/L2≤0.94。也就是说，磁性件122设在转子铁芯12的磁铁槽121内，并且磁性件122的轴向长度L3小于转子铁芯12的轴向长度L2。

其中，图4为压缩机用电机100的效率随磁性件122的轴向长度与转子铁芯12的轴向长度的比值(L3/L2)变化的曲线图，电机100的效率随着L3/L2的增加呈先增加后减小、最后趋于稳定的趋势。因此，磁性件122的轴向长度L3可以设置为转子铁芯12的轴向长度L2的0.8倍、0.9倍或者0.94倍等。由此，通过将转子铁芯12与磁性件122的轴向长度进行合理匹配，可以极大地改善了电机100的端部漏磁，提高了磁性件122的材料以及转子铁芯12的硅钢材料的利用率，从而提高电机100的效率和性价比。

在本发明的一些具体实施方式中，磁性件122为稀土钕铁硼磁铁。例如，稀土钕铁硼磁铁可以采用烧结工艺制成，在20℃下该磁性件122的磁性能为：剩磁Br大于1.35T，内禀矫顽力Hcj大于1700kA/m。由此，通过采用剩磁较高的磁性件122，可以极大的改善了电机100端部漏磁，提高磁铁材料的利用率，并且有利于降低铜耗，从而进一步提升了电机100性价比。

可选地，根据本发明的一个实施例，每个磁铁槽121的截面形状形成一字形、V形、U形或W形。参考图1和图2，在本实施例中，转子铁芯12内具有六个磁铁槽121，每个磁铁槽121的截面形状均形成一字形。其中，磁铁槽121的具体形状可以根据实际要求具体设置，本发明对此不作具体限定。

有利地，压缩机用电机100还包括两个转子端板(未示出)，两个转子端板分别设在转子铁芯12的两端且与转子铁芯12相连。换言之，该压缩机用电机100主要由定子铁芯11、定子绕组、转子铁芯12、多个磁性件122和两个转子端板组成。其中，两个转子端板分别设在转子铁芯12的上下两端，并且两个转子铁芯12可以通过固定件固定在转子铁芯12上，保证电机100在运行时、多个磁性件122始终在磁铁槽121内，从而保证该电机100的正常运行。

可选地，根据本发明的一个实施例，两个转子端板与每个磁性件122之间分别设有非导磁块或非导磁弹片(未示出)。具体地，每个磁性件122设在转子铁芯12的磁铁槽121内，并且，磁性件122的两端分别与转子铁芯12的端面间隔开布置，进一步地，磁铁槽121内位于磁性件122的两端的位置处分别设有非导磁块或非导磁弹片，从而起到固定磁性件122的作用。当然，本发明的用于固定磁性件122的结构并不限于此。

另外，根据本发明的一个实施例，转子端板为非导磁材料件。两个转子端板可以分别通过铆钉固定在转子铁芯12的两端，该转子端板既可以对磁铁槽121内的磁性件122进行固定，又不影响电机100的磁场分布，保证电机100的正常工作。

下面针对具体的实施例进行说明。在本实施例中，电机100的额定转矩Tn≤4.5N.m，额定转速n≤150rpm；结合转子采用高牌号磁铁，根据电机100理论可求得，最优性能对应的电机100结构尺寸，即对应的定子铁芯11的轴向长度L1≤50mm，且L1/D1≤0.6。

转子采用的是20℃下剩磁Br为1.38T的磁性件122，内禀矫顽力Hcj为1700kA/m。因为该磁性件122的剩磁得到提高，使得可以提供到定子铁芯11里的磁感应强度和总磁通都相应地增加，在定子绕组中感应的反电动势也会相应提升，同样，定子电流输出的转矩增加，在要求输出同样转矩的情况下，定子需要的电流就可以下降，由定子电流产生的铜损也得到下降了。同时在总的额定输出不增加的情况下，由于铜耗的下降，且由于磁通的增加，铁耗也呈现增加的趋势，此时可以通过降低电机100的定子铁芯11的轴向长度来保证电机的性能以及性价比，提高磁性件122以及硅钢材料的利用率。

具体地，由于铁损Wfe与磁感应强度B及转速f存在正比关系。这样，在相同的转速f的情况下，铁损Wfe在磁感应强度B的值发生变化的情况下发生变化。当转子中采用的磁性件122的剩磁提高了，那么在定子铁芯11中产生的磁感应强度B会变大，导致铁损Wfe变大，对效率提升不利。由于磁通增加的同时，输出保持不变，为抑制铁耗增加过大，通过对电机100的定子铁芯11的轴向长度进行约束，保证了电机100的性能及性价比。

进一步的，为减少端部漏磁，提升磁铁的利用率，进一步约束磁性件122的轴向长度较转子铁芯12的轴向长度短。在考虑性价比最大化时，优选的是比值0.8≤L3/L2≤0.94，图3示出了L3/L2在一定范围内变化时，电机100的效率曲线图示，在一定的额定输出条件下，该约束尺寸可以有效地保证电机100的性能，提升材料利用率，同时对退磁具有一定的提升作用。

在本实施例中，转子铁芯12位于定子铁芯11的内侧，转子铁芯12上形成有用于容纳多个磁性件122的多个磁铁槽121，多个磁铁槽121沿转子铁芯12的周向间隔开分布，且多个磁铁槽121邻近转子铁芯12的外周壁设置。转子铁芯12以多个定子齿112与多个磁性件122隔开规定的空隙相对的方式配置在定子的内周侧。当然，本发明的电机100的结构并不限于此，转子铁芯12也可以位于定子铁芯11的外侧(图未示出)，这里不再赘述。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括根据上述实施例的压缩机用电机100。其中，压缩机的类型可以根据实际需求而适应性改变，本发明对此不作特殊限定。由于根据本发明实施例的压缩机用电机100具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的压缩机也具有上述技术效果，即该压缩机的结构简单，材料利用率高，性价比高。

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普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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 (8)

1.一种压缩机用电机，所述电机的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，其中，所述定子铁芯的轴向长度为L1，所述定子铁芯的外径为D1，L1≤50mm，L1/D1≤0.6；

转子铁芯，所述转子铁芯套设在所述定子铁芯内且相对于所述定子铁芯可转动，所述转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个所述磁铁槽沿所述转子铁芯的轴向延伸且每个所述磁铁槽内分别设有磁性件，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br＞1.35T，所述转子铁芯的轴向长度为L2，所述磁性件在所述转子铁芯的轴向上的长度为L3，0.8≤L3/L2≤0.94。

2.根据权利要求1所述的压缩机用电机，其特征在于，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br为1.38T。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机用电机，其特征在于，所述磁性件为稀土钕铁硼磁铁。

4.根据权利要求1所述的压缩机用电机，其特征在于，每个所述磁铁槽的截面形状形成一字形、V形、U形或W形。

5.根据权利要求1所述的压缩机用电机，其特征在于，还包括两个转子端板，两个所述转子端板分别设在所述转子铁芯的两端且与所述转子铁芯相连。

6.根据权利要求5所述的压缩机用电机，其特征在于，两个所述转子端板与每个所述磁性件之间分别设有非导磁块或非导磁弹片。

7.根据权利要求5所述的压缩机用电机，其特征在于，所述转子端板为非导磁材料件。

8.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的压缩机用电机。