CN106953443B - 用于电机的转子、电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电机的转子、电机及压缩机。转子包括：转子铁芯，转子铁芯上设有轴孔以及围绕轴孔的周向间隔设置的四个磁体槽；四个永磁体，四个永磁体设在对应的磁体槽内，永磁体包括沿转子铁芯的径向相对设置的第一表面和第二表面，第二表面邻近所述轴孔，第一表面在基面上的投影包括圆弧段，第二表面在基面上的投影由多段直线段依次连接构成，相邻直线段之间具有夹角，基面为与所述转子的中心轴线垂直的平面，永磁体在对应的磁极中心线上的厚度H、第二表面在所述基面内投影的长度L和转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11。本发明转子的结构更加紧凑，在保证电机工作性能的同时，进一步降低电机的整体体积。

Description

用于电机的转子、电机及压缩机

技术领域

本发明一种用于电机的转子和具有该转子的电机，以及具有该电机的压缩机。

背景技术

目前永磁同步电机的转子采用瓦片形的铁氧永磁体，其具有结构简单、利用率高的优点。铁氧永磁体围绕转子中心轴孔设置，对于转子需要小型化设置，并且需要保证永磁体与轴孔之间的距离时，只能缩小永磁体的径向厚度。永磁体径向厚度减小，一是导致瓦片形永磁体提供的磁能积减小，电机效率下降；二是导致电机抗退磁能力下降，可靠性降低。

采用更高磁能积及更高内禀矫顽力的永磁体，可作为解决上述问题的一些手段。然而，电机成本增加。

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，本发明提出一种用于电机的转子，所述转子的结构更加紧凑，在保证电机工作性能的同时，进一步降低电机的整体体积。

本发明还提出一种具有上述转子的电机。

本发明又提出一种具有上述电机的压缩机。

根据本发明第一方面实施例的用于电机的转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯的横截面为圆形，所述转子铁芯上设有轴孔以及围绕所述轴孔的周向间隔设置的四个磁体槽，每个所述磁体槽的两端均设有与其连通的隔磁槽，相邻两个所述隔磁槽之间限定出隔磁桥；四个永磁体，四个所述永磁体设在对应的所述磁体槽内，所述磁体槽的形状与所述永磁体的形状相匹配，所述永磁体包括沿所述转子铁芯的径向相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面邻近所述轴孔，所述第一表面在基面上的投影包括圆弧段，所述第二表面在基面上的投影由多段直线段依次连接构成，相邻所述直线段之间具有夹角，所述基面为与所述转子的中心轴线垂直的平面，其中，所述永磁体在对应的磁极中心线上的厚度H、所述第二表面在所述基面内投影的长度L和所述转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11，所述磁极中心线为所述轴孔的圆心与所述圆弧段的圆心的连线。

根据本发明实施例的用于电机的转子，通过使永磁体在对应的磁极中心线上的厚度H、第二表面在所述基面内投影的长度L和转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11，可以在保证电机工作性能的同时，使得转子整体结构更加紧凑，降低转子及电机整体的体积，便于转子及电机的小型化发展。

另外，根据本发明实施例的用于电机的转子还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第二表面在基面上的投影由第一直线段、第二直线段和第三直线段依次连接构成，且所述第一直线段、所述第二直线段和所述第三直线段关于所述磁极中心线对称。

可选地，所述第二直线段的长度L1与所述转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.67≤L1/R≤0.71。

可选地，所述第一直线段和所述第三直线段之间的夹角α的范围：125°≤α≤145°。

优选地，所述永磁体还包括第三表面和第四表面，所述第三表面在所述基面上的投影包括第四直线段，所述第四表面在所述基面上的投影包括第五直线段，所述第四直线段连接所述第一直线段的自由端和所述圆弧段的一端，所述第五直线段连接所述第三直线段的自由端和所述圆弧段的另一端，其中所述第四直线段和所述第五直线段均平行于所述磁极中心线。

根据本发明的一个实施例，所述永磁体在所述磁极中心线上的厚度H小于所述永磁体的两端在平行于所述磁极中心线的方向上的厚度H1。

根据本发明的一个实施例，所述永磁体的至少一端设有装配导向结构。

可选地，所述装配导向结构为形成在所述永磁体端部的倒角结构。

根据本发明第二方面实施例的电机，包括：定子，所述定子上形成有转子孔；用于电机的转子，所述用于电机的转子为根据本发明第一方面实施例的用于电机的转子，所述转子设在所述转子孔内。

根据本发明实施例的电机，通过设置根据本发明第一方面实施例的转子，可以在保证电机工作性能的同时，降低电机的整体体积，便于电机的小型化发展。

根据本发明第三方面实施例的压缩机，包括根据本发明上述第二方面实施例的电机。

根据本发明实施例的压缩机，通过设置根据本发明第二方面实施例的电机，可以在保证其工作性能的同时，降低压缩机的整体体积，便于压缩机的小型化发展。

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是根据本发明实施例的用于电机的转子的永磁体的结构示意图；

图2是图1中所示的永磁体的截面图；

图3是图1中所示的永磁体的结构示意图(从永磁体的端面看)；

图4是根据本发明实施例的转子的剖视图。

附图标记：

转子铁芯1；轴孔11；磁体槽12；隔磁槽13；隔磁桥14；

永磁体2；第一表面21；圆弧段211；

第二表面22；第一直线段221；第二直线段222；第三直线段223；

第三表面23；第四直线段231；

第四表面24；第五直线段241；装配导向结构201。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

下面参考图1-图4描述根据本发明第一方面实施例的用于电机的转子。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的用于电机的转子包括：转子铁芯1和四个永磁体2。

具体而言，转子铁芯1的横截面为圆形，转子铁芯1上设有轴孔11以及围绕轴孔11的周向间隔设置的四个磁体槽12，四个磁体槽12围绕轴孔11的周向呈中心对称式分布。由此，可以使转子的结构匀称、合理，便于转子加工成型。每个磁体槽12的两端均设有与其连通的隔磁槽13，相邻两个隔磁槽13之间限定出隔磁桥14。通过设置的隔磁槽13，可以减少漏磁。

四个永磁体2设在对应的磁体槽12内，磁体槽12的形状与永磁体2的形状相匹配，由此可以使永磁体2稳定地配合在磁体槽12内。可选地，永磁体2可以为铁氧永磁体2，永磁体2可以大致形成为瓦片形。采用瓦片形的永磁体2，永磁体2的结构简单，利用率高。

永磁体2包括沿转子铁芯1的径向相对设置的第一表面21和第二表面22，第二表面22邻近轴孔11，第一表面21在基面上的投影包括圆弧段211，第二表面22在基面上的投影由多段(例如两段、三段、四段等)直线段依次连接构成，相邻直线段之间具有夹角，其中基面为与转子的中心轴线垂直的平面。由此，通过将永磁体2的第二表面22在基面上的投影设置成由多段直线段依次连接构成，可以使转子满足小型化设置要求的同时，可以保证永磁体2与轴孔11之间的安全距离，并且永磁体2的体积增大、用量增加，可以提供的磁通量提高，从而使得电机性能提高。与现有技术中采用增加转子外径的相比，可以减少转子铁芯1的用量，节省成本。

另外，永磁体2在对应的磁极中心线上的厚度H、第二表面22在基面内投影的长度L和转子铁芯1的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11，也就是说，永磁体2在对应的磁极中心线上的厚度H和转子铁芯1的半径R的比值H/R大于或等于0.24且小于或等0.26，同时第二表面22在基面内投影的长度L和转子铁芯1的半径R的比值L/R大于或等于1.07且小于或等于1.11，再换句话说，永磁体2在对应的磁极中心线上的厚度H和转子铁芯1的半径R的比值H/R的取值范围为0.24～0.26，且第二表面22在基面内投影的长度L和转子铁芯1的半径R的比值L/R的取值范围为1.07～1.11。例如，H/R的取值可以为0.24、0.245、0.25、0.258或0.26等，L/R的取值可以为1.07、1.08、1.085、1.09、1.10或1.11等。其中需要说明的是，磁极中心线为轴孔11的圆心与圆弧段211的圆心的连线。

根据本发明实施例的用于电机的转子，通过使永磁体2在对应的磁极中心线上的厚度H、第二表面22在基面内投影的长度L和转子铁芯1的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11，可以在保证电机工作性能的同时，使得转子整体结构更加紧凑，降低转子及电机整体的体积和生产成本，便于转子及电机的小型化发展。

在本发明的一个实施例中，如图2-图4中所示，第二表面22在基面上的投影由第一直线段221、第二直线段222和第三直线段223依次连接构成，且第一直线段221、第二直线段222和第三直线段223关于磁极中心线对称。由此，可以使转子的结构匀称、合理，且在工艺上易于加工成型，同时也可以充分利用转子铁芯1的外形尺寸，在保证永磁体2与轴孔11之间安全距离的同时尽可能地增加永磁体2的体积。

可选地，第二直线段222的长度L1与转子铁芯1的半径R之间满足如下关系式：0.67≤L1/R≤0.71，也就是说，第二直线段222的长度L1与转子铁芯1的半径R的比值L1/R小于或等于0.67且大于或等于0.71，再换句话说，第二直线段222的长度L1与转子铁芯1的半径R的比值L1/R在0.67～0.71范围内，例如，L1/R的取值可以为0.67、0.68、0.70或0.71等。通过使第二直线段222的长度L1与转子铁芯1的半径R之间满足如下关系式：0.67≤L1/R≤0.71，由此可以使得四个永磁体2之间排列更加紧凑，同时较为显著的增加永磁体2的体积，提高永磁体2的磁通量和抗退磁能力，从而提高电机的性能。

可选地，第一直线段221和第三直线段223之间的夹角α的范围：125°≤α≤145°，也就是说，第一直线段221和第三直线段223之间的夹角α大于或等于125°且小于或等于145°，例如，夹角α可以为125°、130°、132°、133°、138°、140°或145°等。通过使第一直线段221和第三直线段223之间的夹角α的范围在125°～145°范围内，可以使得四个永磁体2之间排列更加紧凑，同时可以较为显著地增加永磁体2的体积，从而可以提高电机的性能。

在本发明的一个示例中，如图1-图4中所示，永磁体2还包括第三表面23和第四表面24，第三表面23在基面上的投影包括第四直线段231，第四表面24在基面上的投影包括第五直线段241，第四直线段231连接第一直线段221的自由端和圆弧段211的一端，第五直线段241连接第三直线段223的自由端和圆弧段211的另一端，其中第四直线段231和第五直线段241均平行于磁极中心线，由此不仅使得永磁体2整体结构美观、便于加工成型，并且使得四个永磁体2之间排列更加紧凑，进一步降低转子和电机的整体体积。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，永磁体2在所述磁极中心线上的厚度H小于永磁体2的两端在平行于磁极中心线的方向上的厚度H1，由此可以增大永磁体2的体积，从而提高永磁体2的抗退磁能力及磁通量，提高电机的性能。

可选地，参照图3，永磁体2的磁化方式可以为径向磁化(参照图3中的径向磁化方向r1、r2)，由此可以使永磁体2的磁密度提高，进一步提高电机的抗退磁能力，从而可以提高电机的效率和性能。第一表面21的投影的圆弧段211的圆心为径向圆心。即永磁体2的径向磁化方向与圆弧段211的径向方向一致，此时圆弧段211的圆心与径向磁化方向的圆心重合。由此，使得转子具有很好的聚磁作用，减少转子漏磁，保证电机的气隙磁通密度以及气隙磁场的正弦度要求，提高电机效率。

根据本发明的一个可选的实施例，永磁体2的至少一端设有装配导向结构201，永磁体2在装配导向结构201的导引下安装进入磁体槽12内，由此可以方便永磁体2的安装。可选地，装配导向结构201可以仅设在永磁体2的一端，也可以在永磁体2的两端分别设有装配导向结构201(如图1中所示)，这样在安装时，由永磁体2的任意一端插入磁体槽12内都可以，由此可以进一步提高转子的装配效率。

在本发明的一个具体示例中，如图1和图3中所示，装配导向结构201为形成在永磁体2端部的倒角结构，使得永磁体2的横截面尺寸在其端面收缩，以导引永磁体2的安装，装配导向结构201结构简单、方便生产加工。当然，装配导向结构201还可以设在磁体槽12的端部，例如在磁体槽12的端部也设有倒角以使得磁体槽12的横截面尺寸在其端面处扩张，其同样可以起到导引永磁体2安装的作用。

根据本发明第二方面实施例的电机，包括定子和根据本发明上述第一方面实施例的用于电机的转子。定子上形成有转子孔，转子设在转子孔内。

根据本发明实施例的电机，通过设置根据本发明第一方面实施例的转子，可以在保证电机工作性能的同时，降低电机的整体体积和生产成本，便于电机的小型化发展。

根据本发明第三方面实施例的压缩机，包括根据本发明上述第二方面实施例的电机，该压缩机可以用于冰箱中。

根据本发明实施例的压缩机，通过设置根据本发明第二方面实施例的电机，可以在保证其工作性能的同时，降低压缩机的整体体积和生产成本，便于压缩机的小型化发展。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (8)

1.一种用于电机的转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯的横截面为圆形，所述转子铁芯上设有轴孔以及围绕所述轴孔的周向间隔设置的四个磁体槽，每个所述磁体槽的两端均设有与其连通的隔磁槽，相邻两个所述隔磁槽之间限定出隔磁桥；

四个永磁体，四个所述永磁体设在对应的所述磁体槽内，所述磁体槽的形状与所述永磁体的形状相匹配，所述永磁体包括沿所述转子铁芯的径向相对设置的第一表面和第二表面，所述第二表面邻近所述轴孔，所述第一表面在基面上的投影包括圆弧段，所述第二表面在基面上的投影由多段直线段依次连接构成，相邻所述直线段之间具有夹角，所述基面为与所述转子的中心轴线垂直的平面，

其中，所述永磁体在对应的磁极中心线上的厚度H、所述第二表面在所述基面内投影的长度L和所述转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.24≤H/R≤0.26且1.07≤L/R≤1.11，所述磁极中心线为所述轴孔的圆心与所述圆弧段的圆心的连线；

所述第二表面在基面上的投影由第一直线段、第二直线段和第三直线段依次连接构成，且所述第一直线段、所述第二直线段和所述第三直线段关于所述磁极中心线对称；

所述第二直线段的长度L1与所述转子铁芯的半径R之间满足如下关系式：0.67≤L1/R≤0.71。

2.根据权利要求1所述的用于电机的转子，其特征在于，所述第一直线段和所述第三直线段之间的夹角α的范围：125°≤α≤145°。

3.根据权利要求1所述的用于电机的转子，其特征在于，所述永磁体还包括第三表面和第四表面，所述第三表面在所述基面上的投影包括第四直线段，所述第四表面在所述基面上的投影包括第五直线段，所述第四直线段连接所述第一直线段的自由端和所述圆弧段的一端，所述第五直线段连接所述第三直线段的自由端和所述圆弧段的另一端，其中所述第四直线段和所述第五直线段均平行于所述磁极中心线。

4.根据权利要求1所述的用于电机的转子，其特征在于，所述永磁体在所述磁极中心线上的厚度H小于所述永磁体的两端在平行于所述磁极中心线的方向上的厚度H1。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于电机的转子，其特征在于，所述永磁体的至少一端设有装配导向结构。

6.根据权利要求5所述的用于电机的转子，其特征在于，所述装配导向结构为形成在所述永磁体端部的倒角结构。

7.一种电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子上形成有转子孔；

根据权利要求1-6中任一项所述的用于电机的转子，所述转子设在所述转子孔内。

8.一种压缩机，其特征在于，包括：根据权利要求7所述的电机。