CN106849579B - 永磁电机及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机及具有其的压缩机，永磁电机包括：定子和转子，转子设在定子的内侧，且转子与定子间隔开形成气隙，转子包括：转子铁芯，转子铁芯上形成沿转子铁芯的周向间隔开布置的多个永磁体槽，永磁体槽内设有永磁体，且多个永磁体布置成具有多个N/S交替的极数，且每极由至少两块永磁体组成；多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件，且在沿转子铁芯的周向上磁通改变组件两侧的永磁体极性相同。根据本发明的永磁电机，多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件，且在沿转子铁芯的周向上磁通改变组件两侧的永磁体极性相同。通过磁通改变组件有利于扩大永磁电机的扩速范围，提高永磁电机的性能。

Description

永磁电机及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种永磁电机及具有其的压缩机。

背景技术

相关技术中，在压缩机应用领域，全频段高性能是电机设计的一个重要方向。而高转速时电机因为弱磁，导致电机性能下降，同时扩速范围差。

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，本发明的一个目的在于提出一种永磁电机，所述永磁电机的扩速范围大且性能提高。

本发明的另一个目的在于提出一种压缩机，所述压缩机上设有上述的永磁电机。

根据本发明第一方面实施例的永磁电机，所述永磁电机包括定子和转子，所述转子设在所述定子的内侧，且所述转子与所述定子间隔开形成气隙，所述转子包括：转子铁芯，所述转子铁芯上形成沿所述转子铁芯的周向间隔开布置的多个永磁体槽，所述永磁体槽内设有永磁体，且多个所述永磁体布置成具有多个N/S交替的极数，且每极由至少两块永磁体组成；多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件，且在沿所述转子铁芯的周向上所述磁通改变组件两侧的永磁体极性相同。

根据本发明实施例的永磁电机，多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件，且在沿转子铁芯的周向上磁通改变组件两侧的永磁体极性相同。通过磁通改变组件有利于扩大永磁电机的扩速范围，提高永磁电机的性能。

另外，根据本发明上述实施例的永磁电机还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述磁通改变组件包括滑块槽和导磁滑块，所述滑块槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述导磁滑块沿所述转子铁芯的径向可滑动地设在所述滑块槽内。

进一步地，所述导磁滑块沿所述滑块槽在邻近所述转子轴线的第一位置和远离所述转子轴线的第二位置之间可滑动地设在所述滑块槽内，所述转子的转速低于临界转速n₀时所述导磁滑块处于所述第一位置。

进一步地，所述磁通改变组件被构造成在所述转子的运行转速超过临界转速n₀时所述导磁滑块在所述滑块槽中开始移动，且所述磁通改变组件被构造成在所述导磁滑块在从第一位置朝第二位置移动时磁阻逐渐下降。

在本发明的一些实施例中：所述滑块槽与所述相邻两个永磁体槽的最小距离L1、L2和所述气隙最小尺寸L满足：L1≤L，L2≤L，其中：L1≠L2或L1＝L2。

进一步地：所述导磁滑块可移动的距离L3满足：L3≥L。

在本发明的一些实施例中，所述临界转速n₀≥3600rpm。

根据本发明的一些实施例，所述滑块槽与所述永磁体槽部分或全部连通。

根据本发明的一些实施例，所述永磁体槽的两端具有未容纳永磁体的空槽部。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包含上述所述的永磁电机。

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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的永磁电机的转子在低转速下的结构示意图，导磁滑块相对滑块槽位于所述第一位置；

图2是根据本发明第一实施例的永磁电机的转子在高转速下的结构示意图，导磁滑块相对滑块槽位于所述第二位置；

图3是根据本发明第一实施例的永磁电机的示意图；

图4是根据本发明第一实施例的转子局部放大图；

图5是根据本发明第二实施例的转子局部放大图；

图6是根据本发明第三实施例的转子局部放大图；

图7是根据本发明另一实施例的永磁电机的转子结构示意图；

图8是根据本发明实施例的压缩机示意图。

附图标记：

永磁电机100，

定子1，定子铁芯11，绕组12，

转子2，转子铁芯21，永磁体槽211，永磁体212，

磁通改变组件3，滑块槽31，导磁滑块32，

压缩机200，

曲轴210，主轴承220，气缸230，活塞240，副轴承250。

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。

相关技术中提出一种可变漏磁磁通结构的电机(VLF)。该种结构预测在低速大转矩、高速小转矩的应用场合有提升高速性能且增大扩速范围的效果。然而，在压缩机应用场合，转速与负载不满足低速大转矩、高速小转矩的特点，相关技术中的电机在压缩机中的应用无明显的效果。

下面结合图1至图8详细描述根据本发明实施例的永磁电机100。

具体而言，根据本发明第一方面实施例的永磁电机100，包括定子1和转子2，转子2设在定子1的内侧，且转子2与定子1间隔开形成气隙(参照图3中的距离L)。

图3是根据本发明实施例的永磁电机100的示意图。本发明的永磁电机100包括定子1和转子2，定子1和转子2的最小间隙为L。定子1具有定子铁芯11和缠绕在定子铁芯11上的绕组12。

参照图2，转子2包括：转子铁芯21，转子铁芯21上形成多个永磁体槽211，并且多个永磁体槽211沿转子铁芯21的周向间隔开布置，永磁体槽211内设有永磁体212，且多个永磁体212布置成具有P个N/S交替的极数，且每极由至少两块永磁体212组成(例如，每极可以包括两块永磁体212、四块永磁体212等)。

这里，需要说明的是，P个N/S交替的极数是针对同一侧而言，例如外侧或内侧，具体地说，N/S交替的极数是指每相邻的两个极的外侧的极性N/S交替(例如，N极、S极、N极等)，或每相邻的两个极的内侧的极性N/S交替。

参照图1和图2，多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体212之间设置磁通改变组件3，这样使得可以在永磁电机100上设置一个或多个磁通改变组件3，且在沿转子铁芯21的周向上磁通改变组件3两侧的永磁体212极性相同。由此，通过在永磁电机100上设置磁通改变组件3，有利于扩大永磁电机100的扩速范围，提高永磁电机100的性能。

例如，在如图1所示的本发明的实施例中，永磁体212包括十二个永磁体212布置成具有六个N/S交替的极数，每极包括两块永磁体212，两块永磁体212呈V型布置且同一侧的极性相同，所述两块永磁体212之间可以设有磁通改变组件3。

另外，在图7中两块永磁体212可以呈“一”字型布置。当然，多块永磁体212还可以呈U型布置。磁通改变组件3的具体设置个数以及永磁体212的设置方式可以根据实际需要适应性设置。

根据本发明实施例的永磁电机100，多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件3，且在沿转子铁芯21的周向上磁通改变组件3两侧的永磁体212极性相同。通过磁通改变组件3有利于扩大永磁电机100的扩速范围，提高永磁电机100的性能。

参照图1至图3，根据本发明的一些具体实施例，磁通改变组件3包括滑块槽31和导磁滑块32，滑块槽31沿转子铁芯21的径向延伸，导磁滑块32设在滑块槽31内，并且导磁滑块32在滑块槽31内沿转子铁芯21的径向可滑动。由此，使得永磁电机100在不同的转速下，导磁滑块32相对于滑块槽31可以处于不同的位置，从而有利于提高永磁电机100的使用性能。

进一步地，参照图2并结合图1，导磁滑块32沿滑块槽31在邻近转子轴线的第一位置和远离转子轴线的第二位置之间可滑动地设在滑块槽31内，转子2的转速低于临界转速n₀时导磁滑块32处于所述第一位置。也就是说，导磁滑块32沿滑块槽31在第一位置(参照图1中导磁滑块32所处的位置)和第二位置(参照图2中导磁滑块32所处的位置)之间可滑动地设在滑块槽31内；其中，所述第一位置指的是导磁滑块32处于邻近转子轴线的位置，所述第二位置指的是导磁滑块32处于远离转子轴线的位置。转子2的转速低于临界转速n₀时(例如，永磁电机100处于停止或低速运行时)，根据本发明的一些具体实施例，所述临界转速n₀≥3600rpm(转每分钟)，导磁滑块32处于所述第一位置。由此，永磁电机100在停止或低速运转时，导磁滑块32保持在滑块槽31中靠近转子径向内侧的位置，即所述第一位置。此条件下，转子极间漏磁小，输出磁通高，使得永磁电机100在低速时均具有优良的性能。

例如，在如图1所示的本发明的实施例中，导磁滑块32位于所述第一位置；在如图2所示的本发明的实施例中，导磁滑块32位于所述第二位置，其中图2中的四条带箭头的线代表漏磁磁路。

参照图3并结合图1和图2，在本发明的一些具体实施例中，磁通改变组件3被构造成在转子2的运行转速超过临界转速n₀时，导磁滑块32在滑块槽31中开始移动，且磁通改变组件3被构造成在导磁滑块32在从所述第一位置朝所述第二位置移动时磁阻Rm1逐渐下降(呈下降的趋势)。由此，有利于提高永磁电机100的性能。

具体地，在永磁电机100停止或低速运行时，导磁滑块32处于所述第一位置，导磁滑块32所在位置使得磁路通过磁通改变组件3的磁阻Rm1与磁路通过定子1与转子2间隙的磁阻Rm2满足：Rm1＞Rm2；永磁电机100的运行转速超过某临界转速n₀时，导磁滑块32在滑块槽31中开始移动，随着转速升高，Rm1呈下降的趋势。

图2是根据本发明第一实施例永磁电机100的转子2在高转速下的结构示意图。当永磁电机100的转速超过临界转速n₀时(所述临界转速n₀≥3600rpm)，导磁滑块32受到的离心力大于电磁保持力，导磁滑块32向外移动，导磁滑块32从所述第一位置向所述第二位置滑动。导磁滑块32向外移动的过程中，极间的漏磁磁阻减小，转子漏磁增加，输出磁通减小，有利于永磁电机100的高速运行，且在高速时具有较高的永磁电机100性能。

根据本发明提供的永磁电机100，在低速时提供高磁通量，高速时因为漏磁减小磁通量，从而保证永磁电机100扩速范围大，且在高低速均有优良的性能。

根据本发明实施例的永磁电机100，磁通改变组件3的磁阻，通过不同转速来控制，达到低速时磁通高，高速时磁通低的效果，从而，保证了永磁电机100高低转速均有高性能且增大其扩速范围。

参照图5和图6，在本发明的一些具体实施例中，滑块槽31与相邻两个永磁体槽211的最小距离L1、L2和气隙最小尺寸L满足：L1≤L，L2≤L，其中：L1≠L2或L1＝L2。由此，可以将永磁电机100设置成不同的结构形式，提高永磁电机100的使用性能。

图5是根据本发明第二实施例的永磁电机100的转子局部尺寸详细图。滑块槽31与相邻永磁体槽211的最小距离L1和L2，和所述定转子最小间隙L满足：L1≤L，L2≤L。可选地，滑块槽31与相邻永磁体槽211设置为连通的状态，即L1＝0，L2＝0。由此，在永磁电机100停止或低速状态下，转子极内漏磁进一步减小，进一步提升低速转子磁通。

图6是根据本发明第三实施例的永磁电机100的转子局部尺寸详细图。优选地，设置L1≠L2。由此，可保证导磁滑块32在低速下受较强的电磁吸引力，从而保持在预定位置。进一步，作为其中一可选项，滑块槽31与相邻的一永磁体槽211连通，与另一永磁体槽211不连通，即L1＝0，L2＞0。由此，既保证了低速下转子漏磁小，同时增大了低速电磁吸引力。

进一步地，参照图4，导磁滑块32可移动的距离L3满足：L3≥L。也就是说，导磁滑块32在滑块槽31中可移动的距离L3满足：L3≥L。从而，保证了磁通改变组件3低速下磁阻大而高速下磁阻小的特点，从而保证转子在低速下输出磁通高，在高速下输出磁通低。

参照图1、图5和图6，根据本发明的一些具体实施例，滑块槽31与永磁体槽211部分或全部连通。由此，可以将永磁电机100设置成不同的结构形式，还有利于提高永磁电机100的使用性能。

图1、图5和图6是根据本发明的不同实施例的永磁电机100的转子2的结构示意图。可选地，在P个N/S磁极的同一极性的相邻永磁体212之间，部分滑块槽31与永磁体槽211连通设置。可选地，一个转子2中，具有滑块槽31与永磁体槽211连通或不连通中的一种或两种组合。需要说明的是，为保证转子铁芯21的刚性和连接性，滑块槽31与永磁体槽211优选不全部连通。

根据本发明的一些具体实施例，永磁体槽211的两端具有未容纳永磁体212的空槽部。换句话说，永磁体槽211的容纳空间大于永磁体212的体积，其中，所述空槽部可以对永磁体212进行限位，提高永磁电机100的使用可靠性。

另外，根据本发明实施例的永磁电机100，转子2的结构有利于提高永磁电机100的全频段性能。转子2还具有端板、铆钉及平衡块等外围部件。

参照图8，根据本发明第二方面实施例的压缩机200，包含上述的永磁电机100。由此，通过在压缩机200上设置上述第一方面实施例的永磁电机100，可以提高压缩机200的使用性能。

图8是根据本发明实施例的压缩机200的示意图。压缩机200除了包括上述永磁电机100以外，根据本发明实施例的压缩机200还包括：气缸230、主轴承220、副轴承250、活塞240以及曲轴210等压缩部件。

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)

1.一种永磁电机，所述永磁电机包括定子和转子，所述转子设在所述定子的内侧，且所述转子与所述定子间隔开形成气隙，其特征在于，所述转子包括：

转子铁芯，所述转子铁芯上形成沿所述转子铁芯的周向间隔开布置的多个永磁体槽，所述永磁体槽内设有永磁体，且多个所述永磁体布置成具有多个N/S交替的极数，且每极由至少两块永磁体组成；

多个N/S交替的极数中的至少两个永磁体之间设置磁通改变组件，且在沿所述转子铁芯的周向上所述磁通改变组件两侧的永磁体极性相同；

所述磁通改变组件包括滑块槽和导磁滑块，所述滑块槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述导磁滑块沿所述转子铁芯的径向可滑动地设在所述滑块槽内；

所述滑块槽与相邻两个永磁体槽的最小距离L1、L2和所述气隙最小尺寸L满足：L1≤L，L2≤L，其中：L1≠L2。

2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述导磁滑块沿所述滑块槽在邻近所述转子轴线的第一位置和远离所述转子轴线的第二位置之间可滑动地设在所述滑块槽内，所述转子的转速低于临界转速n₀时所述导磁滑块处于所述第一位置。

3.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述磁通改变组件被构造成在所述转子的运行转速超过临界转速n₀时所述导磁滑块在所述滑块槽中开始移动，且所述磁通改变组件被构造成在所述导磁滑块在从第一位置朝第二位置移动时磁阻逐渐下降。

4.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述导磁滑块可移动的距离L3满足：L3≥L。

5.根据权利要求2或3所述的永磁电机，其特征在于，所述临界转速n₀≥3600rpm。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的永磁电机，其特征在于，所述滑块槽与所述永磁体槽部分连通。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁体槽的两端具有未容纳永磁体的空槽部。

8.一种压缩机，其特在在于：包含权利要求1-7中任一项所述的永磁电机。