CN106505764B - 转子结构、电机及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转子结构、电机及压缩机。转子结构包括转子铁芯，沿转子铁芯的轴向方向开设有安装槽；磁瓦，磁瓦设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦相抵接，磁瓦的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯的半径。这样设置使得磁瓦能够很好地安装在转子铁芯的安装槽内，使得在进行磁瓦粘贴的过程中磁瓦不会发生松动，有效地提高了具有该转子铁芯的电机的性能。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种转子结构、电机及压缩机。
背景技术
现有技术中的表贴磁瓦转子结构，磁瓦的内弧半径与转子铁芯外弧半径相等。由于转子铁芯及磁瓦制作工艺精度不能保证半径完全相等，出现转子外弧半径小于磁瓦内弧半径时，磁瓦两端存在缝隙造成配合松动。在制作粘贴转子磁瓦时，经常出现胶水两端涂抹不均匀造成偏向一端的情况。上述情况均会导致电机反电势正弦度变差，使得电机性能差，无法得到保证等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转子结构、电机及压缩机，以解决现有技术中磁瓦安装容易松动的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子结构，包括：转子铁芯，沿转子铁芯的轴向方向开设有安装槽；磁瓦，磁瓦设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦相抵接，磁瓦的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯的半径。
进一步地，弧形面的靠近槽壁的两端均与安装槽的槽底相接触，且弧形面的中部与槽底的中部之间具有间隙，间隙用于注入粘接剂以使磁瓦与转子铁芯固定。
进一步地，间隙的最大值为λ，其中，0.2mm≤λ≤0.4mm。
进一步地，转子铁芯的半径为R1，R1通过以下公式获得：
其中，
R2为弧形面的半径；
λ为间隙的最大值的宽度；
θ2为磁瓦对应的圆心角。
进一步地，安装槽的圆心角为θ1，θ1通过以下公式获得：
进一步地，安装槽为多个，多个安装槽沿转子铁芯的外周面设置，各安装槽内均设置有磁瓦。
进一步地，多个安装槽沿转子铁芯的周向均匀布置。
进一步地，磁瓦突出于安装槽设置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。
根据本发明的另一个方面，提供了一种压缩机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。
应用本发明的技术方案，该转子结构包括转子铁芯和磁瓦。沿转子铁芯的轴向方向开设有安装槽。磁瓦设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦相抵接，磁瓦的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯的半径。这样设置使得磁瓦能够很好地安装在转子铁芯的安装槽内，使得在进行磁瓦粘贴的过程中磁瓦不会发生松动，有效地提高了具有该转子铁芯的电机的性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的转子结构的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、转子铁芯；20、磁瓦。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
结合图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种转子结构。
具体地，该转子结构包括转子铁芯10和磁瓦20。沿转子铁芯10的轴向方向开设有安装槽。磁瓦20设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦20相抵接，磁瓦20的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯10的半径。
在本实施例中，这样设置使得磁瓦20能够很好地安装在转子铁芯10的安装槽内，使得在进行磁瓦20粘贴的过程中磁瓦20不会发生松动，有效地提高了具有该转子铁芯10的电机的性能。值得注意的是，本文中所指的“弧形面的半径”为磁瓦20横截面的内周面的弧形线所在圆的半径，即如图1中的R2所示，“转子铁芯10的半径”指的是转子铁芯10外周面的弧形面所在圆的半径，即安装槽的槽底呈弧形面，该弧形面所在圆的半径，如图1所示，转子铁芯的外周面即外弧面的半径如R1所示。
其中，如图1所示，弧形面的靠近槽壁的两端均与安装槽的槽底相接触，且弧形面的中部与槽底的中部之间具有间隙，间隙用于注入粘接剂以使磁瓦20与转子铁芯10固定。这样设置使得安装磁瓦20的时候，靠近安装槽的槽壁的两端与槽壁相抵接以防止磁瓦在安装过程中发生移动，同时，由于弧形面的半径小于转子铁芯10的半径，使得安装磁瓦20时，磁瓦20与转子铁芯10的外周面上具有间隙，由于磁瓦被安装槽的槽壁限制不会发生移动，因此，在向间隙内注入胶水时磁瓦也不会发生移动，增加了转子结构安装的可靠性。
优选地，间隙的最大值为λ，其中，0.2mm≤λ≤0.4mm。这样设置使得磁瓦能够牢固地安装在转子铁芯上，不会发生松脱的现象，进一步地提高了转子结构的可靠性性和安装性。
其中，转子铁芯10的半径为R1，R1通过以下公式获得：
其中，R2为弧形面的半径，λ为间隙的最大值的宽度，θ2为磁瓦对应的圆心角。这样设置能够进一步地提高该转子结构的可靠性，有效地提高了具有该转子结构的电机的性能。
进一步地，为了进一步地提高转子铁芯10与磁瓦20的安装可靠性，将安装槽的圆心角设置成θ1。其中，θ1通过以下公式获得：
优选地，安装槽为多个，多个安装槽沿转子铁芯10的外周面设置，各安装槽内均设置有磁瓦20。而且，多个安装槽沿转子铁芯10的周向均匀布置。如图1所示，磁瓦20突出于安装槽设置。这样设置同样能够提高具有该转子结构的电机的性能。
具体地，因原磁瓦的设计是为了保证电机反电势正弦度良好，所以磁瓦的形状不宜做变动，否则会造成电机反电势波形变差，影响电机性能。通过改变转子铁芯的设计来改善上述问题。此转子铁芯的外弧半径即转子铁芯的半径较磁瓦内弧半径稍大，如图1所示(R1＞R2)。
在安装时磁瓦两端先接触转子外弧半径，配合起来如拱形状，加强了磁瓦与转子配合强度，同时在涂抹胶水固定时，因为这个结构两端夹起只有中间有缝隙，故此结构决定了胶水的用量是固定的，所以转子铁芯周围磁瓦粘贴一致性效果比现有技术中配合好很多。这样设置可以使磁瓦在装配时的精度更高，保证电机反电势波形的正弦度，提高了电机的性能，该转子结构还可减小转矩脉动。
进一步地，磁瓦的尺寸设计保持不变，通过增大转子铁芯外弧面的半径来保证与磁瓦的间隙配合，为粘贴胶水留出空间裕量，防止原转子铁芯结构，磁瓦粘贴时偏向一端的情况。磁瓦与转子铁芯轴向间隙设为λ，圆心距离为d，转子铁芯半径为R1，圆心角为θ1，磁瓦半径为R2，圆心角为θ2，间隙λ的取值一般建议为在0.2～0.4mm范围内。其中磁瓦的尺寸R2、θ1、λ已知，根据以下方程可确定转子铁芯的尺寸：
d＝R1+λ-R2
联立以上方程，可求出转子铁芯的尺寸如下：
这样设置使得磁瓦20能够很好地安装在转子铁芯10的安装槽内，使得在进行磁瓦20粘贴的过程中磁瓦20不会发生松动，有效地提高了具有该转子铁芯10的电机的性能。值得注意的是，本文中所指的“弧形面的半径”为磁瓦20横截面的内周面的弧形线所在圆的半径，即如图1中的R2所示。
上述实施例中的转子结构还可以用于电机技术领域，即根据本发明的另一个方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述实施例中的转子结构。具体地，该转子结构包括转子铁芯10和磁瓦20。沿转子铁芯10的轴向方向开设有安装槽。磁瓦20设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦20相抵接，磁瓦20的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯10的半径。
进一步地，上述实施例中的电机还可以用于压缩机技术领域，根据本发明的另一个方面，提供了一种压缩机，包括转子结构，转子结构为上述实施例中的转子结构。该转子结构包括转子铁芯10和磁瓦20。沿转子铁芯10的轴向方向开设有安装槽。磁瓦20设置于安装槽内，安装槽的槽壁与磁瓦20相抵接，磁瓦20的内表面呈弧形面，弧形面的半径小于转子铁芯10的半径。
磁瓦主要用在永磁直流电机中，与电磁式电机通过励磁线圈产生磁势源不同，永磁电机是以永磁材料产生恒定磁势源。永磁磁瓦代替电励磁具有很多优点，可使电机结构简单、维修方便、重量轻、体积小、使用可靠、用铜量少、铜耗低、能耗小等。磁瓦根据材料与类别不同，其工艺也相差很大。
铁氧体磁瓦以烧结铁氧体为主，钕铁硼磁瓦分为烧结与粘结两类。烧结铁氧体磁瓦生产工艺主要分为湿压异性、干压同性、干压异性，其异性与同性的区别是在于压机成型时是否有取向磁场。这里主要介绍湿压异性的工艺。湿压工艺流程为：原料——预烧——粗粉碎(一次球磨)——配料——二次球磨(湿磨)——磁场成型——烧结——磨削——清洗——充磁。因成型料浆含有水分，在磁场成型颗粒容易转向所以比干压异性能获得更高的取向度，其性能也就更高。
烧结钕铁硼磁瓦：配料——熔炼——破碎——制粉——磁场成型——等静压——真空烧结与回火——线切割等加工——电镀——充磁
磁瓦三种常用的充磁方式：
1、磁瓦单独充磁，再装入机壳，然后装配整体；
2、磁瓦装入机壳(粘好)再充磁，然后装配整体；
3、磁瓦装入机壳(粘好)，再装配好成品，最后整体充磁。
不同方式对磁瓦充磁的影响：第一种充磁方式要比第二、三种充磁方式表面剩磁低10％左右，一般而言采用第二种充磁方式比较合理。第一种方式充磁很方便，有些厂采用螺线管隧道式充磁，生产效率很高。
第二种方式充磁，有些厂采用外冲，有的采用内冲，磁瓦或磁环需要先粘好烘干，生产上也很方便。第三种方式充磁，有很多小电机(多是三槽的)使用这种方式，其在装转子时由于没有磁力很好装配，但是不方便检查磁是否充好了。
第一种充磁方式属于开路充磁，由于充磁时没有外磁场磁路，没有构成闭合回路，磁瓦充磁不易充饱和，对磁瓦的磁通密度有影响，一般比闭路充磁会偏低一些。
第二种充磁方式是最常用的，属于闭路充磁，充磁后的磁通密度也是最高的，而且可以通过充磁头的形状来调整气隙磁密的波形，达到满足不同电机性能的要求，但是在电机装配时，需要使用专用工装进行装配，否则可能会由于磁吸力的原因磕伤转子或使磁瓦产生磁碎。
第三种充磁方式也属于闭路充磁(因为转子冲片是良好的导磁材料)，充磁后的磁瓦磁通密度大小一般介于第一种和第二种之间，注意：在使用整机充磁时，最好将碳刷与转子绕组处于开路状态，否则在碳刷与换向器接触表面可能会产生打火现象。
具体地，压缩机(compressor)，是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。
压缩机分活塞压缩机，螺杆压缩机，离心压缩机，直线压缩机等。活塞压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统组成。冷却方式有油冷和风冷，自然冷却三种。直线压缩机没有轴，没有缸体、密封和散热结构。
一般家用冰箱和空调器的压缩机是以单相交流电作为电源，它们的结构原理基本相同，但两者使用的制冷剂有所不同。
压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间(包括铸造)制造出缸体、活塞(转轴)、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。大多数压缩机制造厂不生产启动器和热保护器，而是根据需要从市场采购。压缩机代表企业有：美芝、三菱、恩布拉科等。
压缩机被看成是制冷系统的心脏，最能表现压缩机特征的专用名词称为“蒸气泵”。压缩机实际所承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态。
压缩比是压力差的一种技术表示方式，其含义为高压侧绝对压力除以低压侧的绝对压力。压缩比的计算必须采用绝对压力值。为了避免使压缩比计算值出现负值，计算压力比时必须采用绝对压力，而不是表压力。采用绝对压力值才能使压缩比计算值为正值，这样才有意义。
制冷和空调行业中采用的压缩机有5大类型：往复式、螺杆式、回转式、涡旋式和离心式，其中往复式是小型和中型商用制冷系统中应用最多的一种压缩机。螺杆式压缩机主要用于大型商用和工业系统。回转式压缩机、涡旋式压缩机主要用于家用和小容量商用空调装置，离心式压缩机则广泛用于大型楼宇的空调系统。
各种往复式压缩机一般根据压缩机壳体形式以及驱动机构设置方式分类。根据壳体形式来分有开启式和封闭式半封闭式压缩机。封闭式是指整个压缩机均设置在一个壳体内。
压缩机在启动时，电机的电流会比额定电流高5-6倍，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变的，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种转子结构，其特征在于，包括：
转子铁芯(10)，沿所述转子铁芯(10)的轴向方向开设有安装槽；
磁瓦(20)，所述磁瓦(20)设置于所述安装槽内，所述安装槽的槽壁与所述磁瓦(20)相抵接，所述磁瓦(20)的内表面呈弧形面，所述弧形面的半径小于所述转子铁芯(10)的半径；
所述转子铁芯(10)的半径为R1，所述R1通过以下公式获得：
其中，
所述R2为所述弧形面的半径；
所述λ为所述间隙的最大值的宽度；
所述θ2为所述磁瓦对应的圆心角。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述弧形面的靠近所述槽壁的两端均与所述安装槽的槽底相接触，且所述弧形面的中部与所述槽底的中部之间具有间隙，所述间隙用于注入粘接剂以使所述磁瓦(20)与所述转子铁芯(10)固定。
3.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述间隙的最大值为λ，其中，0.2mm≤λ≤0.4mm。
4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述安装槽的圆心角为θ1，所述θ1通过以下公式获得：
5.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述安装槽为多个，多个所述安装槽沿所述转子铁芯(10)的外周面设置，各所述安装槽内均设置有所述磁瓦(20)。
6.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，多个所述安装槽沿所述转子铁芯(10)的周向均匀布置。
7.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述磁瓦(20)突出于所述安装槽设置。
8.一种电机，包括转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至7中任一项所述的转子结构。
9.一种压缩机，包括转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至7中任一项所述的转子结构。
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