CN107124081A - 稀土永磁电机和压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种稀土永磁电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括沿定子的周向间隔分布的多个定子齿、相邻两个定子齿之间限定出的定子槽以及由多个定子齿的内端边缘限定出的转子容纳部，定子绕组设置于定子槽中，转子相对于定子旋转地设置于转子容纳部中；转子包括转子铁芯；其中，定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。本发明提出的电机，实现了在高速运转的状态下产生较小的振动和噪声，同时保证了电机的效率，降低了电机的成本。

Description

稀土永磁电机和压缩机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种稀土永磁电机以及具有该电机的压缩机。
背景技术
对于现有的旋转式压缩机用电机，由于分数槽集中绕组电机具有效率高、成本低的明显优势，通常作为用于压缩机的首选类型。一般来说，引起电磁振动的三个关键因素分别为径向电磁力各次谐波幅值、频率和阶次，而非负载转矩波动。对于分数槽集中绕组永磁电机而言，其最低阶次的谐波电磁力一般低于相同极对数的整数槽电机，且该力波是引起定子振动和电机噪声的主要根源。此外，由于小型电机的定子结构的模态频率一般较高，所以，当定子结构阶数和频率与径向电磁力的阶次和频率接近时，电机会产生共振。当这种电机用于高转速运行状态下时，低阶且高频的径向谐波电磁力均出现在高频范围内，定子模态频率会覆盖这些谐波电磁力的频率，定子发生共振，向电机外部辐射更大的噪声。
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，本发明的第一个目的在于，提供一种在高速状态下仍能保持较小的振动噪声的稀土永磁电机。
本发明的第二个目的在于，提供一种压缩机，包括上述稀土永磁电机。
有鉴于此，根据本发明的第一个目的，本发明提出了一种电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括沿定子的周向间隔分布的多个定子齿、相邻两个定子齿之间限定出的定子槽以及由多个定子齿的内端边缘限定出的转子容纳部，定子绕组设置于定子槽中，转子相对于定子旋转地设置于转子容纳部中；转子包括转子铁芯；其中，定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。
本发明提供的一种稀土永磁电机，包括定子和转子，其中定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯又由定子周向间隔均匀分布的多个定子齿，相邻的两个定子齿之间限定出的定子槽，以及由多个定子齿的内部边缘限定出的转子容纳部构成；定子绕组设置在定子槽中，转子则相对与定子旋转设置于转子容纳部中；转子包括转子铁芯；其中，定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。一般来说，电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的，而定子铁芯的变形量与谐波力波幅值的一次方成正比，所以要降低这种电机的电磁振动噪声，削弱其各次径向电磁力波的幅值是主要手段之一。在本发明的电机中，对定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值进行了优化设计，通过对上述比值Ls/Dor的调整，限定其取值范围在1.284至1.48之间，降低气隙磁场基波及其各次谐波幅值，削弱定子侧的负载电枢反应，有效减小各次径向谐波电磁激振力的幅值，从而达到减小电机电磁振动噪声的效果。
另外，根据本发明提供的上述的稀土永磁电机，还可以具有以下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯，转子铁芯沿轴向方向的长度Lr与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.1≤Lr/Dor≤1.6。
在该技术方案中对转子铁芯沿轴向方向的长度Lr与转子铁芯的外径Dor的比值Lr/Dor的取值进行优化取值，限定其在1.1至1.6之间，实现降低气隙磁场基波及其各次谐波幅值，削弱定子侧的负载电枢反应，从而有效减少各次径向电磁激振力的幅值，达到减小电机电磁噪声的效果。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯，转子铁芯上沿周向间隔地设置有多个磁体槽；其中，转子铁芯的磁体槽对的数量满足2≤N≤4，N为自然数。
在该技术方案中转子包括转子铁芯，其中转子铁芯上沿周向间隔地设置有多个磁体槽，对其中磁体槽对的数量取值进行优化取值，使磁体槽对的数量N在2至4之间，这样，当电机运行在较高转速下时，可以有效地抑制电机定转子铁芯损耗，提升电机性能，同时，不过多的设置磁体槽对控制了相应的电机制造成本，减少了不必要的成本消耗。
在上述任一技术方案中，优选地，转子还包括分别设置于多个磁体槽中的多个磁性件，磁性件的延伸方向垂直于转子铁芯的径向，并且磁性件沿转子铁芯的径向的尺寸hm的取值范围为：1.1×(Ris-Ror)≤hm≤5×(Ris-Ror)；其中，Ris为转子容纳部的半径，Ror为转子铁芯的半径。
在该技术方案中，转子还包括设置于多个磁体槽中的多个磁性件，磁性件的延伸方向垂直于转子铁芯的径向，并且对磁性件沿转子铁芯的径向的尺寸hm取值作优化设计，以获得较大的能量密度，从而尽可能的获得足够大转矩，且可以将高频谐波电磁场在定子和转子的铁芯中产生的涡流损耗控制在合适范围，保证电机效率；同时，磁性件可沿着垂直与转子铁芯的径向延伸，在一定频率下，电机的反电动势与每极磁通量的一次方成正比，即，增加沿轴向方向长度会使电机的径向气隙磁密基波幅值及其各次谐波幅值均有不同程度的降低。由于电机径向气隙磁密是产生径向电磁力的根源，因此，径向气隙磁密基波幅值及其各次谐波幅值降低必然使得各次径向谐波电磁力减小，进而减小电动机的振动噪声。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯，转子铁芯垂直于轴向的横截面的外轮廓为圆形。
在该技术方案中转子铁芯垂直于轴向的横截面的外轮廓设置为圆形，一方面圆形的外边缘可以有限的减少转动过程中的空气阻力，从而减少能量损耗，保证电机的效率，另一方面圆形的设计可以减小定子和转子之间的间隙的不均匀性，降低转子产生的磁拉力，减小不平衡振动，从而减小产生的噪声。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯，转子铁芯包括沿转子铁芯轴向堆叠的多个转子铁芯层，转子铁芯层的厚度hr的取值范围为：hr≤0.3mm。
在该技术方案中转子包括转子铁芯，其中转子铁芯又包括沿转子铁芯轴向堆叠的多个转子铁芯层，通过对转子铁芯层的厚度hr取值优化，使其取值范围小于等于0.3mm，从而在提供满足需求的扭矩的条件下适当的减少转子铁芯层的厚度，从而合理控制电机的制造成本，有效减低涡流损耗，提高相应的电机效率。
在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯的外轮廓的半径Ros的取值范围为Ros≥40mm；和/或转子容纳部的半径Ris与定子铁芯的外轮廓的半径Ros的比值的取值范围为0.48≤Ris/Ros≤0.58。
在该技术方案中对定子铁芯的外轮廓半径取值设定大于等于40mm，和/或转子容纳部的半径与定子铁芯的外轮廓的半径比值取值设定取值范围在0.48至0.58之间，从而保证转子有足够的空间进行正常的运转，同时保证其能够具有充分足够的磁体槽来容纳一定尺寸的磁性件，从而增加电机的效率。
在上述任一技术方案中，优选地，沿定子铁芯的径向，定子槽的底部与定子铁芯的外边缘之间的距离Tsy的取值范围为15mm≥Tsy≥8mm。
在该技术方案中对定子槽的底部与定子铁芯的外边缘之间的距离Tsy的取值进行优化设计，当取得8mm至15mm之间时，在这种情况下，定子的轭部具有较厚的厚度，从而可以有效的降低噪声，同时保证了电机具有足够的电机效率。
在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯沿轴向方向的长度Ls的取值范围为50mm≤Ls≤90mm。
在该技术方案中对定子铁芯沿轴向方向的长度Ls的取值进行优化设计，当取值范围在50mm至90mm之间时，可以有效的降低噪声，同时又使得定子铁芯的轴向长度不会过长进而影响到电机的效率。
在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯还包括沿定子铁芯轴向堆叠的多个定子铁芯层，定子铁芯层的厚度hs的取值范围为：hs≤0.3mm。
在该技术方案中定子铁芯包括沿定子铁芯轴向堆叠的多个定子铁芯层，定子铁芯层的厚度hs进行优化取值，合理控制定子铁芯层的厚度实现合理控制电机的制造成本，有效减少涡流损耗，从而提高电机效率。
在上述任一技术方案中，优选地，电机的额定运行转速大于或者等于6000转/分钟；和/或电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟；和/或电机的反电势常数Ke＝E/n，Ke的取值范围为7伏/(千转/分)≤Ke≤36伏/(千转/分)，其中，E为电机的引出线端子之间的反电势有效值，n电机的转速。
在该技术方案中电机的额定运行转速设定为大于或者等于6000转/分钟，使电机高速转动，从而提高电机效率，降低能量的损耗；和/或电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟，能够达到较高的功率；和/或电机的反电势常数Ke的取值设定在7伏/(千转/分)至36伏/(千转/分)之间，以使电机获得足够的电流，保证电机有足够的转矩，提高电机的效率，其中电机的反电势常数为电机的引出线端子之间的反电势有效值与电机的转速的比值。
根据本发明的第二个目的，本发明提出了一种压缩机，包括上述任一技术方案中提供的电机。
根据本发明提出的压缩机，具有本发明提供的电机，因此该压缩机具有上述任一技术方案提供的电机的全部有益效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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是本发明第一方面实施例的稀土永磁电机的结构示意图，其中定子与转子相配合；
图2是图1电机中的定子的示意图；
图3是图1电机中的转子的示意图；
图4是图1电机中的定子轴向剖视图的示意图；
图5是本发明第二方面实施例的压缩机的结构示意图，该压缩机包括图1中示出的电机；
图6为具有不同Ls/Dor尺寸的多个电机在额定工况下(转速为7200转/分钟，转矩为6.9N·m)的电机3阶2倍频径向电磁力密度理论计算值；
图7为具有不同Ls/Dor尺寸的多个电机在额定工况下(转速为7200转/分钟，转矩为6.9N·m)的电机3阶4倍频径向电磁力密度理论计算值；
图8为具有不同Ls/Dor尺寸的多个电机在额定工况下(转速为7200转/分钟，转矩为6.9N·m)的电机3阶8倍频径向电磁力密度理论计算值；
图9为具有不同Ls/Dor尺寸的多个电机在额定工况下(转速为7200转/分钟，转矩为6.9N·m)的电机6阶4倍频径向电磁力密度理论计算值；
图10为具有不同Ls/Dor尺寸并且额定转速均为7200转/分钟的多个电机在负载且转速为6000转/分钟时，不同电频率下定子铁芯表面的振动加速度的曲线图；
图11为具有不同Ls/Dor尺寸并且额定转速均为7200转/分钟的多个电机在负载且转速为5400转/分钟时，不同电频率下定子铁芯表面的振动加速度的曲线图；
图12为具有不同Ls/Dor尺寸并且额定转速均为7200转/分钟的多个电机分别在转速为7200转/分钟和3600转/分钟、转矩为6.9N·m，电机效率对比图；
图13为Ls/Dor为1.176时，电机在转速为7200转/分钟、转矩为6.9N·m的工况下的负载反电势波形；
图14为Ls/Dor为1.345时，电机在转速为7200转/分钟、转矩为6.9N·m的工况下的负载反电势波形；
图15为Ls/Dor为1.176时，电机在转速为7200转/分钟、转矩为6.9N·m的工况下的负载径向气隙磁密波形；
图16为Ls/Dor为1.345时，电机在转速为7200转/分钟、转矩为6.9N·m的工况下的负载径向气隙磁密波形；
图17为具有不同Ls/Dor尺寸并且额定转速均为7200转/分钟的多个电机分别在转速为7200转/分钟、转矩为6.9N·m工况下，负载径向气隙磁密对比图；
图18为随着电机的Ls/Dor尺寸变化，为保证电机效率不变，通过增加电机轴向长度所带来的电机的成本变化的曲线图。
其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1电机，12定子，14转子，120定子铁芯，122定子齿，124定子槽，126定子绕组，128转子容纳部，142转子铁芯，144磁体槽，146磁性件。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图5来描述根据本发明的第一方面实施例提供的稀土永磁电机1。
如图1至图4所示，根据本发明的第一方面实施例，本发明提供了一种稀土永磁电机1，包括：定子12和转子14。
具体而言，定子12包括定子铁芯120和定子绕组126，定子铁芯120包括沿定子的周向间隔分布的多个定子齿122、相邻两个定子齿122之间限定出的定子槽124以及由多个定子齿122的内端边缘限定出的转子容纳部128，定子绕组126设置于定子槽124中，转子14相对于定子12旋转地设置于转子容纳部128中；转子包括转子铁芯；其中，定子铁芯120沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。
本发明提供的电机1，包括定子12和转子14，其中定子12包括定子铁芯120和定子绕组126，定子铁芯120又由定子周向间隔均匀分布的多个定子齿122，相邻的两个定子齿122之间限定出的定子槽124，以及由多个定子齿122的内部边缘限定出的转子容纳部128构成；定子绕组126设置在定子槽124中，转子14则相对与定子12旋转圆周设置于转子容纳部128中；转子包括转子铁芯。其中，定子铁芯120沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。一般来说，电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的，通过定子铁芯的轭部向外传播，使定子铁芯产生振动变形。具体地，分数槽集中绕组永磁同步电动机的气隙磁场谐波频谱较密，产生的谐波次数低于基波磁场的阶次，且较低阶次的径向电磁激振力的幅值高，产生的定子铁芯的径向变形量较大，因此这种电机振动噪音大。而定子铁芯120的变形量与谐波力波幅值的一次方成正比，所以要降低这种电机1的电磁振动噪声，削弱其各次径向电磁力波的幅值是主要手段之一。由图6至图11可知，随着Ls/Dor比值的增大，电机定子12的径向振动加速度均大幅减小，从而使得电机1振动降低，相应的产生的噪声也对应减少。由图12可知，在额定工况下电机的效率随着Ls/Dor的增加有所提高。由图13至图17可知，随着Ls/Dor比值的增大，相应的负载径向气隙磁密波形规则，波动幅值较低，而波形的畸变率也大幅减少，随之减少产生的噪音。图18显示了为保证电机效率不变，通过增加电机轴向长度所带来的电机的成本变化的曲线图，即，随着比值的增大相应的电机成本也逐渐增加，因此，合理控制比值的取值有利于成本的控制。在本发明的电机中，对定子铁芯120沿轴向方向的长度Ls与转子铁芯142的外径Dor的比值进行了优化设计，因此通过对上述比值Ls/Dor的调整，综合考虑径向振动加速度、额定工况下的电机效率和电机成本，Ls/Dor的比值适宜取值在1.284至1.48之间，来使其降低气隙磁场基波及其各次谐波磁密所产生的各次径向谐波电磁激振力的谐波幅值，消弱定子侧的负载电枢反应，从而达到减小电机电磁振动噪声的效果，同时控制了电机的制造成本。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子铁芯142沿轴向方向的长度Lr与转子铁芯142的外径Dor的比值的取值范围为：1.1≤Lr/Dor≤1.6。
在该实施例中，对转子铁芯沿轴向方向的长度Lr与转子铁芯的外径Dor的比值Lr/Dor的取值进行优化取值，限定其在1.1至1.6之间，实现降低气隙磁场基波及其各次谐波幅值，消弱定子侧的负载电枢反应，从而有效减少各次径向电磁激振力的幅值，达到减小电机电磁噪声的效果。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子铁芯142上沿周向间隔地设置有多个磁体槽144；其中，转子铁芯142的磁体槽对144的数量满足2≤N≤4，N为自然数。
在该实施例中，转子14包括转子铁芯142，其中转子铁芯142上沿周向均匀间隔地设置有多个磁体槽144，这些磁体槽144位置设置轴向对称，以保证受力均匀，同时对其中磁体槽144对的数量取值进行优化取值，使磁体槽对的数量N在2至4之间，这样，使转子14可获得足够的能量从而获得足够的转矩使其高速转动，同时，不过多的设置磁体槽144对控制了相应的电机1制造成本，减少了不必要的成本消耗。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子14还包括分别设置于多个磁体槽144中的多个磁性件146，磁性件146的延伸方向垂直于转子铁芯142的径向，并且磁性件146沿转子铁芯142的径向的尺寸hm的取值范围为：1.1×(Ris-Ror)≤hm≤5×(Ris-Ror)；其中，Ris为转子容纳部128的半径，Ror为转子铁芯142的半径。
在该实施例中，转子14还包括设置于多个磁体槽144中的多个磁性件146，磁性件146的延伸方向垂直于转子铁芯142的径向，并且对磁性件146沿转子铁芯142的径向的尺寸hm取值作优化设计，以获得较大的能量密度，从而尽可能的获得足够大转矩，且可以将高频谐波电磁场在定子12和转子14的铁芯中产生的涡流损耗控制在合适范围，保证电机1的效率；同时，磁性件146可沿着垂直与转子铁芯142的径向延伸，在一定频率下，电机1的反电动势与每极磁通量的一次方成正比，即，增加沿轴向方向长度会使电机1的径向气隙磁密基波幅值及其各次谐波幅值均有不同程度的降低。由于电机径向气隙磁密是产生径向电磁力的根源，因此，径向气隙磁密基波幅值及其各次谐波幅值降低必然使得各次径向谐波电磁力减小，进而减小电动机的振动噪声。
进一步地，磁性件的剩余磁通密度为Br，可以满足Br≥1.3，以获得较大的能量密度，在合适磁体件体积的条件下尽可能获得足够大转矩。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子14包括转子铁芯142，转子铁芯142垂直于轴向的横截面的外轮廓为圆形。
在该实施例中，转子铁芯142垂直于轴向的横截面的外轮廓设置为圆形，一方面圆形的外边缘可以有限的减少转动过程中的空气阻力，从而减少能量损耗，保证电机1的效率，另一方面圆形的设计可以减小定子12和转子14之间的间隙的不均匀性，降低转子14产生的磁拉力，减小不平衡振动，从而减小产生的噪声。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子14包括转子铁芯142，转子铁芯142包括沿转子铁芯轴向堆叠的多个转子铁芯层，转子铁芯层的厚度hr的取值范围为：hr≤0.3mm。
在该实施例中，转子14包括转子铁芯142，其中转子铁芯142又包括沿转子铁芯轴向堆叠的多个转子铁芯层，通过对转子铁芯层的厚度hr取值优化，使其取值范围小于等于0.3mm，从而在提供满足需求的扭矩的条件下适当的减少转子铁芯层的厚度，从而合理控制电机1的制造成本，有效减低涡流损耗，提高相应的电机效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯120的外轮廓的半径Ros的取值范围为Ros≥40mm；和/或转子容纳部128的半径Ris与定子铁芯120的外轮廓的半径Ros的比值的取值范围为0.48≤Ris/Ros≤0.58。
在该实施例中，对定子铁芯120的外轮廓半径取值设定大于等于40mm，和/或转子容纳部128的半径与定子铁芯的外轮廓的半径比值取值设定取值范围在0.48至0.58之间，参见图2和图4，从而保证转子14有足够的空间进行正常的运转，同时保证其能够具有充分足够的磁体槽144来容纳一定尺寸的磁性件，从而增加电机的效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，沿定子铁芯120的径向，定子槽124的底部与定子铁芯120的外边缘之间的距离Tsy的取值范围为15mm≥Tsy≥8mm。
在该实施例中，参见图1和图2，对定子槽124的底部与定子铁芯120的外边缘之间的距离Tsy的取值进行优化设计，当取得8mm至15mm之间时，在这种情况下，定子的轭部具有较厚的厚度，从而可以有效的降低噪声，同时保证了电机1具有足够的电机效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯120沿轴向方向的长度Ls的取值范围为50mm≤Ls≤90mm。
在该实施例中，对定子铁芯120沿轴向方向的长度Ls的取值进行优化设计，当取值范围在50mm至90mm之间时，可以有效的降低噪声，同时又使得定子铁芯120的轴向长度不会过长进而影响到电机的效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯120还包括沿定子铁芯120轴向堆叠的多个定子铁芯层，定子铁芯层的厚度hs的取值范围为：hs≤0.3mm。
在该实施例中，定子铁芯120包括沿定子铁芯120轴向堆叠的多个定子铁芯层，定子铁芯层的厚度hs进行优化取值，合理控制定子铁芯层的厚度实现合理控制电机的制造成本，有效减少涡流损耗，从而提高电机效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，电机1的额定运行转速大于或者等于6000转/分钟；和/或电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟；和/或电机1的反电势常数Ke＝E/n，Ke的取值范围为7伏/(千转/分)≤Ke≤36伏/(千转/分)，其中，E为电机1的引出线端子之间的反电势有效值，n永磁电机1的转速。
在该实施例中，电机1的额定运行转速设定为大于或者等于6000转/分钟，使电机1高速转动，从而提高电机效率，降低能量的损耗，参见图12；和/或电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟，能够达到较高的功率；和/或电机1的反电势常数Ke的取值设定在7伏/(千转/分)至36伏/(千转/分)之间，以使电机1获得足够的电流，保证电机1有足够的转矩，提高电机1的效率，其中电机的反电势常数为电机的引出线端子之间的反电势有效值与电机的转速的比值。
具体实施例中，电机的额定运行转速大于或者等于6000转/分钟，并且电机的引出线端子之间的反电势有效值为E伏，当电机的转速为n千转/分钟时，电机的反电势常数Ke为E/n，满足7伏/(千转/分)≤Ke≤36伏/(千转/分)，以保证电机获得电流。进一步，电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟。
本发明的第二方面实施例提供了一种压缩机，包括上述任一实施例提出的电机1。
根据本发明的实施例中的压缩机，具有本发明第一方面实施例提供的电机1，参见图5，因此该压缩机具有上述任一项实施例提供的电机1的全部有益效果。
具体实施例中，永磁电机的定子齿122和定子槽124均沿定子铁芯的周向等间隔地布置有多个，磁体槽144贯通转子铁芯142的轴向，并且沿转子铁芯142的周向等间隔地布置有多个。
具体实施例中，如图5所示，压缩机包括主轴承、副轴承以及设置于所述主轴承和所述副轴承之间的气缸，所述气缸中设置有活塞，所述压缩机还具有与所述活塞连接的曲轴，该曲轴装配在永磁电机的转子的内孔中。所述永磁电机通过变频器与电源相连。
具体实施中，稀土永磁电机1的额定工况均为7200转/分钟，转矩均为6.9N·m，并均具有如图1至图4所示的结构，具体包括定子12和转子14，定子12包括定子铁芯120和定子绕组126，所述定子铁芯120包括沿所述定子的周向间隔分布的多个定子齿122、相邻两个所述定子齿122之间限定出的定子槽124以及由所述多个定子齿122的内端边缘限定出的转子容纳部128，定子绕组126设置于所述定子槽124中转子能够相对于定子12旋转地设置于转子容纳部128中，转子14包括转子铁芯142，转子铁芯142上沿周向间隔地设置有多个磁体槽144，转子14还包括分别设置于所述多个磁体槽144中的多个磁性件146，定子铁芯120沿轴向方向的长度为Ls，转子铁芯142的外径为Dor，并且，在试验中，多个稀土永磁电机1的Ls/Dor比值分别为：1.176、1.345。
通过噪音振动分析设备和模块进行试验测定，参见图6至图12，分别显示了上述多个电机1在负载且转速为6000转/分钟和5400转/分钟时不同电频率下定子铁芯120表面的振动加速度的曲线图以及在转速为7200转/分钟和转速为3600转/分钟、转矩为6.9N·m下的电机效率对比图。另外，图18显示了随着电机1的Ls/Dor比值变化所带来的电机的成本变化的曲线图。
通过图6和图7能够看出，随着Ls/Dor比值的增大，在电机1产生振动噪声的主要段下，如2倍电频率、4倍电频率所对应的振动加速度，所述电机1定子12的径向振动加速度均大幅减小，伴随着电机振动的降低，电机1在转速为3600rpm和7200rpm且额定转矩点的电机效率与优化前的电机效率相当；通过图18能够看出，随着Ls/Dor比值的增大，电机的成本增加明显，而在Ls/Dor大于1.345后，成本增加相较Ls/Dor＝1.176超过10元/台，且电机的轴向长度过长会给压缩机的装配等带来一系列难题，因此，Ls/Dor的取值最好小于或者等于1.345，而对于转速较高的电机而言，根据一般需求，Ls/Dor的取值需要大于或者等于1.28后才能满足噪声和损耗的要求。综合考虑径向振动加速度、额定工况下的电机效率和电机成本，Lr/Lor的比值适宜取值1.3至1.35。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。
综上所述，本发明的实施例提供的电机，包括包括定子和转子，定子包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯包括沿定子的周向间隔分布的多个定子齿、相邻两个定子齿之间限定出的定子槽以及由多个定子齿的内端边缘限定出的转子容纳部，定子绕组设置于定子槽中，转子相对于定子旋转地设置于转子容纳部中；其中，定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与定子铁芯的外径Dor的比值的取值范围为在1.284至1.48之间，从而降低了气隙磁场基波及其各次谐波幅值，有效减小各次径向电磁激振力的幅值，消弱定子侧的负载电枢反应，达到减小电机电磁噪声的效果，同时在保证电机效率的前提下控制了电机制造成本。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
以上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 (12)

1.一种稀土永磁电机，所述电机包括定子和转子，其特征在于，
所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括沿所述定子的周向间隔分布的多个定子齿、相邻两个所述定子齿之间限定出的定子槽以及由所述多个定子齿的内端边缘限定出的转子容纳部，所述定子绕组设置于所述定子槽中，所述转子相对于所述定子旋转地设置于所述转子容纳部中；
所述转子包括转子铁芯；
其中，所述定子铁芯沿轴向方向的长度Ls与所述转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.284≤Ls/Dor≤1.48。
2.根据权利要求1所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述转子铁芯沿轴向方向的长度Lr与所述转子铁芯的最大外径Dor的比值的取值范围为：1.1≤Lr/Dor≤1.6。
3.根据权利要求1所述的稀土永磁电机，其特征在于，还包括：
所述转子铁芯上沿周向间隔地设置有多个磁体槽；
其中，所述转子铁芯的磁体槽对的数量满足2≤N≤4，N为自然数。
4.根据权利要求3所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述转子还包括分别设置于所述多个磁体槽中的多个所述磁性件，所述磁性件的延伸方向垂直于所述转子铁芯的径向，并且所述磁性件沿所述转子铁芯的径向的尺寸hm的取值范围为：1.1×(Ris-Ror)≤hm≤5×(Ris-Ror)；
其中，Ris为转子容纳部的半径，Ror为所述转子铁芯的半径。
5.根据权利要求1所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述转子铁芯垂直于轴向的横截面的外轮廓为圆形。
6.根据权利要求1所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述转子铁芯包括沿所述转子铁芯轴向堆叠的多个转子铁芯层，所述转子铁芯层的厚度hr的取值范围为：hr≤0.3mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述定子铁芯的外轮廓的半径Ros的取值范围为Ros≥40mm；和/或
所述转子容纳部的半径Ris与所述定子铁芯的外轮廓的半径Ros的比值的取值范围为0.48≤Ris/Ros≤0.58。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的稀土永磁电机，其特征在于，
沿所述定子铁芯的径向，所述定子槽的底部与所述定子铁芯的外边缘之间的距离Tsy的取值范围为15mm≥Tsy≥8mm。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电机，其特征在于，
所述定子铁芯沿轴向方向的长度Ls的取值范围为50mm≤Ls≤90mm。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述定子铁芯还包括沿所述定子铁芯轴向堆叠的多个定子铁芯层，所述定子铁芯层的厚度hs的取值范围为：hs≤0.3mm。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的稀土永磁电机，其特征在于，
所述电机的额定运行转速大于或者等于6000转/分钟；和/或
所述电机的最大运行转速大于或者等于9000转/分钟；和/或
所述电机的反电势常数Ke＝E/n，所述Ke的取值范围为7伏/(千转/分)≤Ke≤36伏/(千转/分)，其中，E为所述电机的引出线端子之间的反电势有效值，n所述电机的转速。
12.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的稀土永磁电机。
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