CN105846630A - 永磁电机和具有永磁电机的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机和具有永磁电机的压缩机，所述永磁电机包括：定子和转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯形成为环形且其内环上具有多个定子齿，相邻的定子齿之间限定出定子槽，定子绕组绕设在定子槽内；转子，转子可转动地设在定子的内侧，转子包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯上具有沿转子铁芯的轴向贯通的安装槽，永磁体设在安装槽内；永磁电机满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2＜W1，其中，W1和W2分别为永磁体的工作面在垂直于转子铁芯轴向上的最大宽度和最小宽度，W3为定子齿的极身宽度，Q为定子槽的数量，p为永磁电机的极对数。根据本发明的永磁电机，可以降低定子齿肩部磁饱和程度，减少磁铁用量，降低成本。

Description

永磁电机和具有永磁电机的压缩机

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其是涉及一种永磁电机和具有永磁电机的压缩机。

背景技术

在压缩机行业中，永磁体的成本占永磁电机成本的比重较大。然而永磁体四个角处的退磁率较高，导致永磁体的利用率较低，从而使得电机的性价比也会降低。

相关技术中，将永磁体的四个角切掉，并且一定程度上使用剩磁比较大的磁铁，可在一定程度上降低永磁体的退磁率，提升永磁体的利用率，从而提升电机的性价比。但该种技术会带来磁铁制造难度加大等工艺问题。

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，本发明第一方面在于提出一种永磁电机，所述永磁电机可以降低永磁体的退磁率，提升了永磁电机的性价比。

本发明第二方面在于提出一种具有上述永磁电机的压缩机。

根据本发明第一方面的永磁电机，包括：定子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯形成为环形且其内环上具有多个定子齿，相邻的所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子绕组绕设在所述定子槽内；转子，所述转子可转动地设在所述定子的内侧，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯上具有沿所述转子铁芯的轴向贯通的安装槽，所述永磁体设在所述安装槽内；所述永磁电机满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2＜W1，

其中，W1和W2分别为所述永磁体的工作面在垂直于所述转子铁芯轴向上的最大宽度和最小宽度，W3为所述定子齿的极身宽度，Q为所述定子槽的数量，p为所述永磁电机的极对数。

根据本发明的永磁电机，可以在保持电机性能不变的前提下，降低定子齿肩部磁饱和程度，减少磁铁用量，降低永磁电机的成本。

在本发明的一些实施例中，所述永磁电机为集中绕组式电机。

可选地，所述永磁电机进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤W4，其中，W4为所述定子齿的齿靴宽度。

在本发明的一些实施例中，所述永磁电机为分布绕组式电机。

可选地，所述永磁电机进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤0.8×W4×[Q/(2×p)]，其中，W4为所述定子齿的齿靴宽度。

在本发明的一些实施例中，所述永磁体在25℃下的剩余磁密Br满足：1.2T≤Br≤1.6T。

在本发明的一些实施例中，所述永磁体的工作面在平行于所述转子铁芯轴向上的至少一个端边、在垂直于所述转子铁芯轴向上的宽度最小。

进一步地，所述转子铁芯轴向上的所述至少一个端边所在端部形成为梯形。

在本发明的一些实施例中，所述转子的至少轴向一端设有密封所述安装槽的非导磁端板。

根据本发明第二方面的压缩机，包括根据本发明第一方面的永磁电机。

根据本发明的压缩机，通过设置上述第一方面的永磁电机，从而提高了压缩机的整体性能。

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是根据本发明第一方面实施例的永磁电机的示意图；

图2是根据本发明实施例的永磁电机为集中绕组式电机的局部示意图；

图3是图1中所示的永磁体的示意图；

图4是根据本发明实施例的永磁电机为分布绕组式电机的局部示意图；

图5是根据本发明实施例的永磁电机的性价比的示意图；

图6根据本发明第二方面实施例的压缩机的示意图。

附图标记：

压缩机100，

永磁电机10，

转子1，

转子铁芯11，安装槽111，永磁体12，

定子2，

定子铁芯21，定子齿211，定子槽212，定子绕组22，

曲轴20，主轴承30，气缸40，活塞50，副轴承60。

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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的永磁电机10。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的永磁电机10，包括：定子2和转子1。

具体地，定子2包括定子铁芯21和定子绕组22，定子铁芯21形成为环形且其内环上具有多个定子齿211，相邻的定子齿211之间限定出定子槽212，定子绕组22绕设在定子槽212内；转子1可转动地设在定子2的内侧，转子1包括转子铁芯11和永磁体12，转子铁芯11上具有沿转子铁芯11的轴向贯通的安装槽111，永磁体12设在安装槽111内。

永磁电机10满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2＜W1，其中，W1和W2分别为永磁体12的工作面在垂直于转子铁芯11轴向(例如图3中所示的左右方向)上的最大宽度和最小宽度，W3为定子齿211的极身宽度，Q为定子槽212的数量，p为永磁电机10的极对数。由此，通过选择适当的永磁体12的切削长度可以有效地减小定子齿211肩部的磁饱和程度。

根据本发明实施例的永磁电机10，可以在保持电机10性能不变的前提下，降低定子齿211肩部磁饱和程度，减少磁铁用量，降低永磁电机10的成本。

在本发明的一个实施例中，参照图2，永磁电机10为集中绕组式电机，集中式绕组的绕制和嵌装比较简单，由此，可以简化定子绕组22的装配工艺，提高装配效率。

优选地，永磁电机10进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤W4，其中，W4为定子齿211的齿靴宽度。由此，可以在保持永磁电机10性能不变的前提下，进一步减少磁铁用量，降低永磁电机10的成本。

在本发明的一些实施例中，参照图4，永磁电机10可以为分布绕组式电机。由此，可以提高永磁电机10的运行效率和整体性能。

优选地，参照图4，永磁电机10进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤0.8×W4×[Q/(2×p)]，其中，W4为定子齿211的齿靴宽度。由此，可以在保持永磁电机10性能不变的前提下，进一步减少磁铁用量，降低永磁电机10的成本，提升永磁电机10的性价比。

在本发明的一些实施例中，永磁体12在25℃下的剩余磁密Br满足：1.2T≤Br≤1.6T。由此，可以进一步降低永磁体12的退磁率，提高永磁电机10的性价比。

在本发明的一些实施例中，参照图3，永磁体12的工作面在平行于转子铁芯11轴向(例如图3中所示的上下方向)上的至少一个端边、在垂直于转子铁芯11轴向(例如图3中所示的左右方向)上的宽度最小。例如，可以仅在永磁体12的上端进行切削，使得永磁体12上端的端边在沿永磁体12的宽度方向(例如图3中所示的左右方向)的宽度最小，也可以仅在永磁体12的下端进行切削，使得永磁体12下端的端边在沿永磁体12的宽度方向的宽度最小，或是同时在永磁体12的工作面的上下两端进行切削，使得永磁体12的上端的端边和下端的端边在沿永磁体12宽度方向的宽度均最小。由此，通过对永磁体12工作面上的切削，可以降低永磁体12的退磁率，减少永磁体12的使用成本，提升永磁电机10的性价比。

进一步地，如图3所示，永磁体12在转子铁芯11轴向上(例如图3中所示的上下方向)的至少一个端边所在端部形成为梯形。例如，可以仅是永磁体12的上端边所在的端部形成为梯形，也可以仅是永磁体12的下端边所在的端部形成为梯形，还可以是永磁体12的上下两端的端部均形成为梯形。其中，在上下两端的端部形成的梯形的横截面沿着永磁体12的轴向方向向两端逐渐减小。由此，可以简化永磁体12结构，便于永磁体12加工成型。

在本发明的一些实施例中，转子1的至少轴向一端设有密封安装槽111的非导磁端板。也就是说，可以仅在转子轴向的其中一端设置非导磁端板，也可以在两端均设置非导磁端板，由此，非导磁端板不仅可以有效地对永磁体12进行轴向限位，同时还可以防止永磁体12漏磁，从而提高转子1的电磁性能。

下面将参考图1-图5描述根据本发明一个具体实施例的永磁电机10。

参照图1，永磁电机10包括定子2和转子1。

具体地，如图1所示，定子2包括定子铁芯21和定子绕组22，定子铁芯21的内环上具有多个定子齿211，相邻的定子齿211之间限定出定子槽212，定子绕组22绕设在定子槽212内。

如图1所示，转子1可转动地设在定子2的内侧，转子1包括转子铁芯11、永磁体12和端板，转子铁芯11上具有沿转子铁芯11轴向贯通的安装槽111，永磁体12设在安装槽111内，端板设在转子铁芯11的轴向的两端，用于对永磁体12轴向限位，且两端的端板均为非导磁端板。

如图3所示，永磁体12的工作面的沿永磁体12长度方向的两端的形成为梯形，且沿着永磁体12轴向向两端的方向，梯形的横截面逐渐减小。进一步地，永磁体12关于永磁体12的长度中心线和宽度中心线对称。优选地，永磁体12在25℃下的剩余磁密Br满足：1.2T≤Br≤1.6T。

如图1所示，设定永磁体12的工作面在垂直于所述转子铁芯11轴向上的最大宽度和最小宽度分别为W1和W2，定子齿211的极身宽度为W3，定子齿211的齿靴宽度为W4。定子槽212的数量为Q，永磁电机10的极对数为p。

经实验验证，如图5所示，根据本发明实施例的永磁电机10，由于永磁体12切削后会换用剩磁密度较大的磁铁材料，因此永磁体12切削过少会导致性价比降低，且降低退磁率和定子齿211肩部磁饱和程度效果不明显。永磁体12切削过多则会导致永磁电机10性能明显下降，大大降低永磁电机10性价比。因此，永磁电机10满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2＜W1，可以保证永磁电机10具有较高的性价比。

当永磁电机10为集中绕组式电机时，如图2所示，永磁电机10进一步满足：

0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤W4。

当永磁电机10为分布绕组式电机时，如图4所示，永磁电机10进一步地满足：

0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤0.8×W4×[Q/(2×p)]。

根据本发明实施例的永磁电机10，通过选择适当的永磁体12切削长度可以有效降低定子齿211肩部磁饱和程度，减少永磁体12用量，采用较少的永磁体12就可以达到较高的电机10性能，从而提升永磁电机10的性价比。

根据本发明第二方面实施例的压缩机100，包括根据本发明上述第一方面实施例的永磁电机10。

根据本发明实施例的压缩机100的其他构成例如曲轴20、主轴承30、气缸40、活塞50以及副轴承60等结构和具体工作原理均为本领域普通技术人员所熟知的，这里不再详细描述。

根据本发明实施例的压缩机100，通过设置上述第一方面实施例的永磁电机10，从而提高了压缩机100的整体性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

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，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，还可以是通信；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 (10)

1.一种永磁电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯形成为环形且其内环上具有多个定子齿，相邻的所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子绕组绕设在所述定子槽内；

转子，所述转子可转动地设在所述定子的内侧，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯上具有沿所述转子铁芯的轴向贯通的安装槽，所述永磁体设在所述安装槽内；

所述永磁电机满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2＜W1，

其中，W1和W2分别为所述永磁体的工作面在垂直于所述转子铁芯轴向上的最大宽度和最小宽度，W3为所述定子齿的极身宽度，Q为所述定子槽的数量，p为所述永磁电机的极对数。

2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁电机为集中绕组式电机。

3.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，

所述永磁电机进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤W4，其中，W4为所述定子齿的齿靴宽度。

4.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁电机为分布绕组式电机。

5.根据权利要求4所述的永磁电机，其特征在于，

所述永磁电机进一步满足：0.25×W3×[Q/(2×p)]≤W2≤0.8×W4×[Q/(2×p)]，其中，W4为所述定子齿的齿靴宽度。

6.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁体在25℃下的剩余磁密Br满足：1.2T≤Br≤1.6T。

7.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁体的工作面在平行于所述转子铁芯轴向上的至少一个端边、在垂直于所述转子铁芯轴向上的宽度最小。

8.根据权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，所述转子铁芯轴向上的所述至少一个端边所在端部形成为梯形。

9.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述转子的至少轴向一端设有密封所述安装槽的非导磁端板。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的永磁电机。