CN107154687B - 定子组件、具有其的永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子组件、具有其的永磁电机及压缩机，定子组件包括：定子铁芯，定子铁芯具有多个间隔开的定子齿，相邻定子齿之间具有定子槽，定子齿沿定子铁芯的径向向内延伸，定子齿的内端面为内壁面，在定子铁芯的横截面a上，定子铁芯的中心轴线在横截面a上的正投影为点O1，内壁面在横截面a上的正投影为内轮廓线，内轮廓线的中间点到点O1的距离为L1，每条内轮廓线到点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99；定子绕组，定子绕组设在定子铁芯上且采用三角形接法。由此根据本发明的压缩机用永磁电机的定子组件，能够有效消除或减弱气隙磁密及相反电势谐波，提高电机的整体性能和效率。

Description

定子组件、具有其的永磁电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机用永磁电机的定子组件、具有其的永磁电机和压缩机。

背景技术

现有技术中，压缩机的定子绕组多采用星形接法，星形接法中多采用多股漆包线并联并绕，一方面，由于其总的并联根数多，实现设备自动化绕线困难，同时多股线并饶对电机布线、引出线接线产生很大的难度；正常情况下，多股线通过绕线嘴在设备上绕线的过程中，会出现线间交叉的情况，导致线圈间空隙大，槽满率极低，严重影响性能，而且设备运转过程中，多股铜线并饶易出现线伤点，从而影响产品品质，同时绕线完成后线头太多，线包处理复杂。相关技术中通过三角形绕组以解决上述问题，但因为可能存在环流的原因而在大多场合不被推荐使用，而环流是由相反电势的3次谐波引起的。

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，本发明提出一种压缩机用永磁电机的定子组件，所述定子组件能够有效减弱或消除相反电势的三次谐波，使得电机具有效率高、制造性好等优点。

本发明还提出了一种具有所述压缩机用永磁电机的定子组件的永磁电机。

本发明还提出了一种具有所述永磁电机的压缩机。

根据本发明第一方面实施例的压缩机用永磁电机的定子组件，包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有多个间隔开的定子齿，相邻所述定子齿之间具有定子槽，所述定子齿沿所述定子铁芯的径向向内延伸，所述定子齿的内端面为内壁面，在所述定子铁芯的横截面a上，所述定子铁芯的中心轴线在所述横截面a上的正投影为点O1，所述内壁面在所述横截面a上的正投影为内轮廓线，所述内轮廓线的中间点到所述点O1的距离为L1，每条所述内轮廓线到所述点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99；定子绕组，所述定子绕组设在所述定子铁芯上且采用三角形接法。

由此根据本发明实施例的压缩机用永磁电机的定子组件，通过定子绕组采用三角形接法，使得定子绕组可采用相对较小的线径，以实现高槽满率，实现电机的高效化，有效降低定子绕组在高速下的集肤效应，减小交流电阻，提升电机效率。而且内轮廓线的中间点到点O1的距离为L1，每条内轮廓线到点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99。从而可有效消除或减弱气隙磁密及相反电势的3次谐波，使得三角形绕组的应用可能性大幅提升，进而可提高永磁电机的效率，保证电机的有效运行，使得电机制造性良好。

另外，根据本发明实施例的压缩机用永磁电机的定子组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述内轮廓线形成为圆弧形，所述圆弧形所在圆的半径R1，R1与L1满足：R1＞L1。

根据本发明的一些实施例，所述内轮廓线为椭圆弧形，所述椭圆弧形拟合形成的圆的半径大于L1。

根据本发明的一些实施例，所述内轮廓线由至少两条线段组合而成，所述内轮廓线的拟合圆的半径R2，所述R2和所述L1满足：R2＞L1。

可选地，所述定子齿的内轮廓线包括至少两条弧形段和/或直线段组合而成。

进一步地，所述定子齿的内轮廓线包括：第一直线段；第二直线段；圆弧段，所述第一线段和第二直线段分别与所述圆弧段的两端相连，且所述定子齿内壁轮廓线沿定子齿中心对称设置。

根据本发明的一些实施例，所述定子绕组为三相，每相绕组具有两组线圈抽头，每相绕组的每组线圈抽头均与其它相绕组的一组线圈抽头连接在同一根引出线上，每相绕组包括多组线圈，每相绕组的多组线圈串联连接。

根据本发明第二方面实施例的永磁电机具有上述实施例的压缩机用永磁电机的定子组件。

由于根据本发明上述实施例的压缩机用永磁电机的定子组件具有上述技术效果，因此，本发明实施例的永磁电机也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的永磁电机，通过设置上述压缩机用永磁电机的定子组件，从而可有效提高永磁电机的工作效率和性能，且具有良好的制造性。

根据本发明第三方面实施例的压缩机具有上述实施例的永磁电机。

由于根据本发明上述实施例的永磁电机具有上述技术效果，因此，本发明实施例的压缩机也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的压缩机，通过设置上述实施例的压缩机用永磁电机，从而可使得压缩机具有高效率、高性能等优点。

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是根据本发明实施例的压缩机用永磁电机的定子组件的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的压缩机用永磁电机的定子组件的部分结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的压缩机用永磁电机的定子组件的部分结构示意图；

图4是根据图3中定子铁芯部分结构的放大图；

图5是根据本发明实施例的永磁电机的部分结构示意图；

图6是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图；

附图标记：

1000：压缩机；

100：压缩机用永磁电机的定子组件；

10：定子铁芯，11：定子齿，12：定子槽，13：内轮廓线；

20：定子绕组；

30：引出线；

200：转子组件，201：转子铁芯，202：永磁体，203：永磁体槽；

300：曲轴；

400：主轴承；

500：气缸；

600：活塞；

700：副轴承。

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。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

下面参考附图描述根据本发明实施例的压缩机用永磁电机的定子组件100。

如图1所示，根据本发明实施例的压缩机永磁电机的定子组件100包括定子铁芯10和的定子绕组20。

定子绕组20设在定子铁芯10上且采用三角形接法，从而使得定子绕组20可采用相对较小的线径，以实现高槽满率，实现电机的高效化，有效降低定子绕组20在高速下的集肤效应，减小交流电阻，提升电机效率。

对于三角形接法，具体地，定子绕组20为三相，每相绕组具有两组线圈抽头，每相绕组的每组线圈抽头组均与其它相绕组的一组线圈抽头连接在同一根引出线30上，三相绕组的线圈抽头两两相连可形成为三角形，三相绕组线圈抽头连接后可分别与三根引出线30相连。

例如，每相绕组可以包括第一组线圈抽头和第二组线圈抽头，三相可分别为A相、B相和C相，其中A相绕组的线圈抽头可以为第一组线圈抽头a和第二组线圈抽头a，B相绕组的线圈抽头可以为第一组线圈抽头b和第二组线圈抽头b，由此，第一组线圈抽头a与第二组线圈抽头b相连并连接至同一个引出线30，第一组线圈抽头b与第二组线圈抽头c相连并连接至另一根引出线30上，第一组线圈抽头c与第二组线圈抽头a相连并连接在同一根引出线30上。

定子铁芯10具有多个间隔开的定子齿11，相邻定子齿11之间具有定子齿槽12，其中，定子绕组20绕设在定子齿11上。定子齿11沿定子铁芯10的径向向内延伸，定子齿11的内端面为内壁面，在定子铁芯10的横截面a上，定子铁芯10的中心轴线在横截面a上的正投影为点O1，内壁面在横截面a上的正投影为内轮廓线13，内轮廓线13的中间点到点O1的距离为L1，每条内轮廓线13到点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99。

也就是说，在定子铁芯10的横截面a上，每个定子齿11的内轮廓线13的中间点到定子铁芯10的中心轴线的距离为L1，每个定子齿11的内轮廓线13到定子铁芯10的中心轴线的最大距离L2，L1与L2的比值大于等于0.9且小于等于0.99。需要说明的是，这里的内外指的是定子铁芯10径向方向两端的指向，即定子铁芯10径向方向朝向定子铁芯10中心轴线的方向为内，定子铁芯10径向方向远离定子铁芯10中心轴线的方向为外。

现有技术中的压缩机多采用星形接法，星形接法具有消除反电势谐波的作用，无需改善结构以消除或减弱反电势谐波，但是星形接法多是要求多股漆包线并联并绕的产品，一方面，由于其总的并联根数多，实现设备自动化绕线困难，同时多股线并饶对电机布线、引出线30接线产生很大的难度；而且会出现线间交叉的情况，导致线圈间空隙大，槽满率极低，严重影响性能。

由此根据本发明实施例的压缩机用永磁电机的定子组件100，通过定子绕组20采用三角形接法，使得定子绕组20可采用相对较小的线径，以实现高槽满率，实现电机的高效化，有效降低定子绕组20在高速下的集肤效应，减小交流电阻，提升电机效率。而且内轮廓线13的中间点到点O1的距离为L1，每条内轮廓线13到点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99。从而可有效消除或减弱气隙磁密及相反电势的3次谐波，使得三角形绕组的应用可能性大幅提升，进而可提高永磁电机的效率，保证电机的有效运行，使得电机制造性良好。

可选地，每条内轮廓线13的两端到点O1的距离可以为最大的即为L2，在从中间点到内轮廓线13的一端的方向上，内轮廓线13与点O1之间的距离逐渐增大。从而以进一步地消除反电势谐波，保证永磁电机的整体性能。

在本发明的一些实施例中，内轮廓线13可以形成为圆弧形，圆弧形所在圆的半径R1，R1与L1满足：R1＞L1。从而可进一步地消除或减弱相反电势的3次谐波和其他次谐波，降低反电势谐波含量，进而使得永磁电机具有制造性良好，效率高等优点，保证电机的使用性能。

具体地，如图2所示，内轮廓线13所在圆即如图2所示圆心为O1、半径为L1的圆，过内轮廓线13的中间点且以O1为圆心的圆位于内轮廓线13所在圆的圆内，过内轮廓线13的中间点并以O1为圆心的圆与内轮廓线13所在的圆形成偏心圆，R1＞L1即内轮廓线13的所在圆的半径R1大于过内轮廓线13的中间点且以O1为圆心的圆的半径。由此，定子齿11与定子铁芯10内的转子组件之间可形成非均匀间隙，从而能够减弱或消除电机的谐波，提高永磁电机的工作效率。如图5所示，转子组件200可以包括转子铁芯201和永磁体202，转子铁芯201具有永磁体槽203，永磁体202设在永磁体槽203内。

在本发明的另一些实施例中，内轮廓线13可为椭圆弧形，椭圆弧形拟合形成的圆的半径大于L1，换言之，内轮廓线13形成为弧形且为非圆弧形，内轮廓线13的弧形通过拟合而成的圆的半径大于内轮廓线13的中间点到点O1的距离，从而可进一步地消除或减弱相反电势的3次谐波和其他次谐波，降低反电势谐波含量，进而使得永磁电机具有制造性良好，效率高等优点，保证电机的使用性能。

在本发明的另一些实施例中，如图3和图4所示，内轮廓线13可由至少两条线段组合而成，内轮廓线13的拟合圆的半径R2，R2和L1满足：R2＞L1，换言之，内轮廓线13可以包括多条线段，每条内轮廓线13的多段线拟合而成的圆的半径为R2，R2大于其内轮廓线13的中间点到O1的距离。优选地，多条线段可形成为大体圆弧形结构，从而以进一步地提高电机的运行效率，保证电机的性能。

在本发明的一些具体示例中，定子齿11的内轮廓线13包括至少两段弧形段和/或直线段组合而成。换言之，定子齿11的内轮廓线13可以包括两条或两条以上弧形段和/或直线段组合而成。在本发明的一些示例中，内轮廓线13可以包括两条或者两条以上的弧形段组成，在本发明的另一些示例中，内轮廓线13可以包括两条或者两条以上的直线段组成，在本发明的又一些示例中，内轮廓线13可以包括两条或两条以上的弧形段和直线段组成，即内轮廓线13可以包括至少一个弧形段和一条直线段组成。

例如，定子齿11的内轮廓线13可以包括第一直线段、第二直线段和圆弧段，第一线段和第二直线段分别与圆弧段的两端相连，且定子齿11内轮廓线13沿定子齿11的中心对称设置。换言之，定子齿11的内轮廓线13可由第一直线段、圆弧段和第二直线一端依次相连组成，第一线段和第二线段分别设在圆弧段的两端，且内轮廓线13关于其自身的中心点对称设置。其中第一直线段、圆弧段和第二直线段拟合形成的圆的半径R2大于内轮廓线13的中间点到点O1的距离L1。

需要说明的是，多条内轮廓线13的形状可不需要完全相同，例如，多条内轮廓线13可以包括圆弧形的内轮廓线13、椭圆弧形内轮廓线13或者多条线段组合形成的内轮廓线13，只要每条内轮廓线13的中间点到点O1的距离L1和每条内轮廓线13到点O1的最大距离L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99即可，当然优选地，每条内轮廓线13的形状是相同的，从而不仅能够有效提高电机的性能，也有利于压缩机用永磁电机的定子组件100的生产制造。

在本发明的一些实施例中，定子绕组20可以为三相，每相绕组具有两组线圈抽头，每相绕组的每组线圈抽头均与其它相绕组的一组线圈抽头连接在同一根引出线30上，每相绕组包括多组线圈，每相绕组的多组线圈串联连接。由此，通过多组线圈串联，从而能够进一步地消除反电势谐波，避免引起环形电流，以提高永磁电机的向和性能。在如图1和图5所示的示例中，定子齿11和定子齿槽12分别为9个，每组绕组具有3组线圈。

本发明还提出了一种具有上述实施例的压缩机用永磁电机的定子组件100的永磁电机。

由于根据本发明上述实施例的压缩机用永磁电机的定子组件100具有上述技术效果，因此，本发明实施例的永磁电机也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的永磁电机，通过设置上述压缩机用永磁电机的定子组件100，从而可有效提高永磁电机的工作效率和整体性能，且具有良好的制造性。

本发明还提出了一种压缩机100具有上述实施例的永磁电机。

由于根据本发明上述实施例的永磁电机具有上述技术效果，因此，本发明实施例的压缩机也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的压缩机，通过设置上述实施例的压缩机用永磁电机，从而可使得压缩机具有高效率、高性能等优点。

如图6所示，根据本发明实施例的压缩机1000的其他构成例如气缸500、主轴承400、副轴承700、活塞600以及曲轴300等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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 (7)

1.一种压缩机用永磁电机的定子组件，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯的中心轴线在所述定子铁芯的横截面a所在的平面上的正投影点为点O1，所述定子铁芯具有多个间隔开的定子齿，相邻所述定子齿之间具有定子槽，所述定子齿沿所述定子铁芯的径向向内延伸，所述定子齿的内端面为内壁面，所述内壁面在所述定子铁芯的横截面a所在的平面上的正投影为内轮廓线，所述内轮廓线的中间点到所述点O1的距离为L1，每条所述内轮廓线到所述点O1的最大距离为L2，L1和L2满足：0.9≤L1/L2≤0.99；

定子绕组，所述定子绕组设在所述定子铁芯上且采用三角形接法。

2.根据权利要求1所述的压缩机用永磁电机的定子组件，其特征在于，所述内轮廓线形成为圆弧形，所述圆弧形所在圆的半径R1，R1与L1满足：R1＞L1。

3.根据权利要求1所述的压缩机用永磁电机的定子组件，其特征在于，所述定子齿的内轮廓线包括至少两条弧形段和/或直线段组合而成。

4.根据权利要求3所述的压缩机用永磁电机的定子组件，其特征在于，所述定子齿的内轮廓线包括：

第一直线段；

第二直线段；

圆弧段，所述第一直线段和第二直线段分别与所述圆弧段的两端相连，且所述定子齿内轮廓线沿定子齿中心对称设置。

5.根据权利要求1所述的压缩机用永磁电机的定子组件，其特征在于，所述定子绕组为三相，每相绕组具有两组线圈抽头，每相绕组的每组线圈抽头均与其它相绕组的一组线圈抽头连接在同一根引出线上，每相绕组包括多组线圈，每相绕组的多组线圈串联连接。

6.一种永磁电机，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的压缩机用永磁电机的定子组件。

7.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求6所述的永磁电机。