CN107317416A - 转子、电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子、电机和压缩机，包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯设有轴向贯通且沿周向均匀分布的多个永磁体槽，多个所述永磁体槽用于一一对应地插放多个所述永磁体，各个所述永磁体槽的径向外侧的所述转子铁芯部分分别设置有多个第一隔磁孔；其中，所述转子铁芯包括沿轴向叠压的多个冲片叠层，任意相邻两个所述冲片叠层的各自多个所述第一隔磁孔在同一轴垂直面上的投影至少部分不重合。本发明的转子通过设置多个第一隔磁孔，引导永磁体产生的磁路在各冲片叠层中的走向，在永磁体槽不需要设置成斜槽的情况下，就能使转子磁路在轴向上产生斜极/错极效果，从而减弱振动，实现噪声的低减。

Description

转子、电机和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体地，涉及一种转子、电机和压缩机。

背景技术

对于空调系统而言，减控其运行过程中产生的噪声是提高用户体验的关键。在空调运行过程中，产生噪声的原因主要有机械噪声、空气动力噪声以及电磁噪声等，其中，电磁噪声是由压缩机的驱动电机在运行过程中产生的电磁谐波所激励的。在现有技术中，常通过将永磁电机转子设置为斜极/错极或错极结构来实现电磁噪声的低减，但由于永磁体的永磁体槽的斜极/错极或错极结构的制造工艺要求较高，因此成品率较为低下；此外，还有通过设置转子外周错位、但永磁体的永磁体槽不错位的斜极/错极结构，这种结构虽然易于制造且能实现减低噪声的效果，但在压缩机和电机的高压力、高转速的工况下，该转子外周的凹凸结构会使风阻损耗增大，导致电机和压缩机的性能降低。

因此，在设计转子斜极/错极或错极结构实现电磁噪声低减的同时，还必须考虑工艺难度、以及是否会产生一些降低空调工作性能的情况等。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种转子、电机和压缩机，能实现电磁噪声的低减，且工艺难度较低。

为实现上述目的，本发明提供了一种转子，包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯设有轴向贯通且沿周向均匀分布的多个永磁体槽，多个所述永磁体槽用于一一对应地插放多个所述永磁体，各个所述永磁体槽的径向外侧的所述转子铁芯部分分别设置有多个第一隔磁孔；其中，所述转子铁芯包括沿轴向叠压的多个冲片叠层，任意相邻两个所述冲片叠层的各自多个所述第一隔磁孔在同一轴垂直面上的投影至少部分不重合。

优选地，任意相邻两个所述冲片叠层的所述第一隔磁孔个数相同且周向位置错开。

优选地，沿轴向依次叠压的各个所述冲片叠层上的所述第一隔磁孔沿同一周向依次错位布置。

优选地，所述冲片叠层包括一一对应地设置在各个所述永磁体槽的径向外侧且沿周向间隔的多个第一隔磁孔组，每个所述第一隔磁孔组包括沿多个所述第一隔磁孔，多个所述第一隔磁孔之间的磁通通路具有磁路中点，所述磁路中点与转子中心的径向连线构成所述第一隔磁孔组的磁路径向线；其中，任意相邻两个所述冲片叠层上，层叠对应的所述第一隔磁孔组的各自所述磁路径向线沿周向错开。

优选地，所述转子铁芯至少包括沿轴向叠压的上冲片叠层和下冲片叠层，其中任一所述永磁体槽的径向外侧设有上第一隔磁孔组和下第一隔磁孔组，所述上第一隔磁孔组的上磁路径向线和所述下第一隔磁孔组的下磁路径向线位于所述永磁体槽的径向中垂线的周向两侧；

其中，所述上磁路径向线与所述径向中垂线的周向夹角为α1，所述下磁路径向线与所述径向中垂线的周向夹角为α2，所述上冲片叠层与所述下冲片叠层之间的磁路中心错位角度为α1+α2。

优选地，所述转子铁芯包括沿轴向叠压的上冲片叠层和下冲片叠层，其中任一所述永磁体槽的径向外侧设有上第一隔磁孔组和下第一隔磁孔组，所述上第一隔磁孔组的上磁路径向线和所述下第一隔磁孔组的下磁路径向线位于所述永磁体槽的径向中垂线的周向同侧；

其中，所述上磁路径向线与所述径向中垂线的周向夹角为α1，所述下磁路径向线与所述径向中垂线的周向夹角为α2，所述上冲片叠层与所述下冲片叠层之间的磁路中心错位角度为|α1-α2|。

优选地，所述第一隔磁孔为径向延伸的狭缝结构。

优选地，各个所述冲片叠层上的多个所述永磁体槽轴向一一对齐。

优选地，各个所述永磁体槽的两端边缘均连通有径向向外延伸的第二隔磁孔。

优选地，每个所述冲片叠层包括轴向叠压的多块硅钢片，所述硅钢片的厚度D1与所述第一隔磁孔的平均宽度D2满足：D1＜D2。

另外，本发明还提供了一种包括上述转子的电机。

另外，本发明还提供了一种包括上述电机的压缩机。

通过上述技术方案，本发明在转子中设置了多个第一隔磁孔，用于引导永磁体产生的磁路在各冲片叠层中的走向，在永磁体槽不需要设置成斜槽的情况下，就能使转子磁路在轴向上产生斜极/错极效果，大大减弱了电机的振动，实现电磁噪声的低减，同时该转子结构易于制造，成品率较高。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1a为根据本发明具体实施例的转子的结构示意图；

图1b为根据图1a的转子的轴向剖视图；

图2a为根据本发明实施例1的转子的结构示意图；

图2b为图2a中的上冲片叠层的结构示意图；

图2c为图2a中的下冲片叠层的结构示意图；

图2d为图2a中的磁路中心错位角度的示意图；

图3a为根据本发明实施例2的转子的结构示意图；

图3b为图3a中的上冲片叠层的结构示意图；

图3c为图3a中的中冲片叠层的结构示意图；

图3d为图3a中的下冲片叠层的结构示意图；

图4a为根据本发明实施例3的上冲片叠层的结构示意图；

图4b为根据本发明实施例3的下冲片叠层的结构示意图

图5为根据本发明具体实施例的电机的轴向剖视图；

图6a为根据图5的电机的线反电势波形图；

图6b为根据图5的电机的齿槽转矩波形图；

图6c为根据图5的电机的负载转矩波形图；

图7为根据本发明具体实施例的压缩机的轴向剖视图。

附图标记：

100：电机；

1001：转子；1002：定子；

1：转子铁芯；2：永磁体；3：平衡块；4：端板；

11：冲片叠层；111：上冲片叠层；112：下冲片叠层；

12：第一隔磁孔；121：上第一隔磁孔组；122：下第一隔磁孔组；

13：磁路径向线；131：上磁路径向线；132：下磁路径向线；

14：第二隔磁孔；

15：永磁体槽；

16：径向中垂线；

21：磁路中点；

α1：上磁路径向线与径向中垂线的周向夹角；

α2：下磁路径向线与径向中垂线的周向夹角。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1a至图1b，本发明提供了一种转子，包括转子铁芯1、多个永磁体2、平衡块3和端板4，转子铁芯1设有轴向贯通且沿周向均匀分布的多个永磁体槽15，多个永磁体槽15用于一一对应地插放多个永磁体2，各个永磁体槽15的径向外侧的转子铁芯部分分别设置有多个第一隔磁孔12；其中，转子铁芯1包括沿轴向叠压的多个冲片叠层11，任意相邻两个冲片叠层11的各自多个第一隔磁孔12在同一轴垂直面上的投影至少部分不重合。

也就是说，上述转子铁芯1包括的每个冲片叠层11中均设有沿周向均匀分布的多个永磁体槽15，且每个永磁体槽15的轴向长度等于该永磁体槽15所在冲片叠层11的轴向厚度，每个永磁体槽15中均插放有一个永磁体2。在每个永磁体槽15与冲片叠层11的径向最外侧边缘之间设有多个第一隔磁孔12，同样地，每个第一隔磁孔12的轴向长度等于该第一隔磁孔12所在冲片叠层11的轴向厚度，即所有永磁体槽15和所有第一隔磁孔12均轴向贯穿其所在的冲片叠层11。

另外，当任意相邻的两个冲片叠层11上的第一隔磁孔12个数不相等时，该两个冲片叠层11上的所有第一隔磁孔12在同一轴向垂直面上的投影至少有一部分是不重合的；或者，当任意相邻的两个冲片叠层11上的第一隔磁孔12个数相等，但层叠对应的第一隔磁孔12相互在周向上有一定的错位时，该两个冲片叠层11上的所有第一隔磁孔12在同一轴向垂直面上的投影也是至少有一部分是不重合的。

上述转子1001中设置的第一隔磁孔12，能引导永磁体2产生的磁路在各冲片叠层11中的走向，在永磁体槽15不需要设置成斜槽的情况下，就能使转子磁路在轴向上产生斜极/错极效果。此时，定子与转子间的气隙谐波中的径向力波在转子铁芯1的轴向上发生相位移，转子1001在轴向上受到的径向电磁力叠加量减小，其振动幅度也随之减小，实现电磁噪声的低减。

优选地，任意相邻两个冲片叠层11的第一隔磁孔12的个数相同且周向位置错开。

更优选地，上述转子1001沿轴向依次叠压的各个冲片叠层11上的第一隔磁孔12沿同一周向依次错位布置。例如，由上而下观察，该转子1001的第二冲片叠层上的第一隔磁孔12相对于第一冲片叠层上相应的第一隔磁孔12沿顺时针方向错开一定角度，第三冲片叠层上的第一隔磁孔12相对于第二冲片叠层上相应的第一隔磁孔12也沿顺时针方向错开一定角度，以此类推。可见，此时转子1001受到的径向电磁力是沿周向分布的，几乎不存在冲片叠层11之间径向电磁力的叠加，因此转子1001的振动幅度大大减小，电磁噪声低减效果明显。

具体地，对于上述转子，其冲片叠层11包括一一对应地设置在各个永磁体槽15的径向外侧且沿周向间隔的多个第一隔磁孔组，每个第一隔磁孔组包括多个第一隔磁孔12，多个所述第一隔磁孔12之间的磁通通路具有磁路中点21，磁路中点21与转子中心的径向连线构成第一隔磁孔组的磁路径向线13；其中，任意相邻两个冲片叠层11上，层叠对应的第一隔磁孔组的各自磁路径向线13沿周向错开。

对于上述转子1001，永磁体2产生的磁通在经过冲片叠层11上的第一隔磁孔组引导后会形成按一定规律分布的磁路，而每个第一隔磁孔组上的磁路中点21恰好位于使多个第一隔磁孔12对称分布的直线上，同时，该直线与上述的磁路径向线13互相重合。当任意相邻两个冲片叠层11层叠对应的第一隔磁孔组的各自磁路径向线13沿周向错开时，层叠对应的第一隔磁孔组也必然沿周向错开。由此可见，在需要判断各冲片叠层11层叠对应的第一隔磁孔组是否有沿周向相互错开时，只需判断相应的各磁路径向线13在轴向上的投影是否重合即可。

更进一步地，上述层叠对应的多个第一隔磁孔组的各自磁路径向线13均与径向内侧相应的永磁体槽15的径向中垂线16沿周向错开。需要说明，永磁体槽15的径向中垂线16为永磁体槽15在长度方向上的中点与转子中心构成的直线。

下面通过实施例对上述转子1001作进一步描述：

实施例1

参照图2a至图2d，本实施例中的转子铁芯1001包括沿轴向叠压的上冲片叠层111和下冲片叠层112，其中任一永磁体槽15的径向外侧设有上第一隔磁孔组121和下第一隔磁孔组122，上第一隔磁孔组121的上磁路径向线131和下第一隔磁孔组122的下磁路径向线132位于永磁体槽15的径向中垂线16的周向两侧；其中，上磁路径向线131与径向中垂线16的周向夹角为α1，下磁路径向线132与径向中垂线16的周向夹角为α2，上冲片叠层111与下冲片叠层112之间的磁路中心错位角度为α1+α2。

可见，当上述转子1001的上冲片叠层111与下冲片叠层112层叠对应的永磁体槽15的径向中垂线16在轴向上的投影均一一重合时，上磁路径向线131在径向中垂线16的周向左侧且下磁路径向线132在径向中垂线16的周向右侧，此时上第一隔磁孔组121和下第一隔磁孔组122沿周向相互错开。因此，转子磁路在轴向上能产生斜极/错极效果，从而降低电磁噪声。

另外，本实施例1的转子还能设置为：转子铁芯1001包括沿轴向叠压的上冲片叠层111和下冲片叠层112，其中任一永磁体槽15的径向外侧设有上第一隔磁孔组121和下第一隔磁孔组122，上第一隔磁孔组121的上磁路径向线131和下第一隔磁孔组122的下磁路径向线132位于永磁体槽15的径向中垂线16的周向同侧；其中，上磁路径向线131与径向中垂线16的周向夹角为α1，下磁路径向线132与径向中垂线16的周向夹角为α2，上冲片叠层111与下冲片叠层112之间的磁路中心错位角度为|α1-α2|。

此时，虽然转子1001的上冲片叠层111与下冲片叠层112层叠对应的永磁体槽15的径向中垂线16在轴向上的投影均一一重合时，上磁路径向线131与下磁路径向线132均在径向中垂线16的周向同侧，但由于上述α1与α2不同，上第一隔磁孔组121和下第一隔磁孔组122沿周向同样也会相互错开。因此，转子磁路在轴向上也能产生斜极/错极效果，从而降低电磁噪声。

需要说明，本发明中磁路径向线13与径向中垂线16的位置关系不仅限于本实施例中所描述的情况，磁路径向线13与径向中垂线16是可以重合的，此时只需要确保任意相邻两个冲片叠层11的各自多个第一隔磁孔12在同一轴垂直面上的投影至少部分不重合，亦可实现转子斜极/错极效果。

优选地，对于上述转子1001，每个冲片叠层11包括轴向叠压的多块硅钢片，硅钢片的厚度D1与第一隔磁孔的平均宽度D2满足：D1＜D2。需要说明，组成同一个冲片叠层11的多块硅钢片应该是完全一样的，不存在层叠对应的第一隔磁孔组沿周向错开的结构。

更优选地，上述各个冲片叠层11上的多个永磁体槽15在轴向上应要一一对齐，不存在斜槽的结构，这样能大大降低转子的制造工艺要求，确保成品率。

更优选地，本实施例中提及的所有第一隔磁孔12均应设为沿径向延伸的狭缝结构。

实施例2

参照图3a至图3d，本实施例中的转子1001包括沿轴向叠压的上冲片叠层、中冲片叠层和下冲片叠层，其中任一永磁体槽15的径向外侧均设有第一隔磁孔12；当上冲片叠层、中冲片叠层和下冲片叠层层叠对应的永磁体槽15的径向中垂线16在轴向上的投影相互重合时，相邻两个冲片叠层11的磁路径向线13沿周向错开一定角度。

由此可见，当转子1001具有多个冲片叠层11时，只要确保各冲片叠层11层叠对应的永磁体槽15的径向中垂线16在轴向上的投影相互重合，相邻两个冲片叠层11的磁路径向线13沿周向错开一定角度，就能使转子磁路在轴向上产生斜极/错极不斜槽的结构，实现电磁噪声的低减。

实施例3

参照图4a至图4b，本实施例中的转子1001包括沿轴向叠压的上冲片叠层和下冲片叠层，其中任一永磁体槽15的径向外侧均设有第一隔磁孔12；当上冲片叠层和下冲片叠层层叠对应的永磁体槽15的径向中垂线16在轴向上的投影相互重合时，两个冲片叠层11的磁路径向线13沿周向错开一定角度；此外在各个永磁体槽15的两端边缘均连通有径向向外延伸的第二隔磁孔14。

通过设置上述第二隔磁孔14，能进一步引导转子磁路形成斜极/错极，减小气隙谐波中的径向力波在转子轴向上产生的平均径向力，减小转子振动幅度。

实施例4

本发明还提供了一种电机100，参照图5，该电机100包括定子1002、线圈绕组以及采用了实施例1中的转子1001，该转子1001还包括永磁体2。

以下对上述电机100进行试验，并将应用了另一种转子的电机作为对比例。其中，对比例的电机与本实施例的电机100的唯一区别在于，对比例的电机转子的上冲片叠层与下冲片叠层层叠对应的第一隔磁孔组均没有沿周向错开。另外，设本实施例的电机转子的磁路中心错位角度为10°。

如图6a所示，通过将本实施例和对比例中电机的线反电势波形作对比，可以发现，本实施例中电机100的线反电势波形的正弦度改善明显，谐波数量减少使电机100的振动也相应减弱，减噪效果明显。

此外，参照图6b，通过将本实施例和对比例中电机的齿槽转矩波形作对比，可以发现，本实施例中电机100的齿槽转矩波形的幅值较小，齿槽转矩次数相应增加，有效减小了电机100的震荡幅度，从而降低电机的噪声。

再参照图6c，通过将本实施例和对比例中电机的负载转矩波形作对比，可以发现，本实施例中电机100的负载转矩波动小，负载转矩波动比值下降了大约一半，因此电机100的振动也相应减弱，减噪效果明显。

另外，参照图7，本发明还提供了一种压缩机，该压缩机包括实施例4中的电机100。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种转子，包括转子铁芯(1)和多个永磁体(2)，其特征在于，所述转子铁芯(1)设有轴向贯通且沿周向均匀分布的多个永磁体槽(15)，多个所述永磁体槽(15)用于一一对应地插放多个所述永磁体(2)，各个所述永磁体槽(15)的径向外侧的所述转子铁芯部分分别设置有多个第一隔磁孔(12)；其中，所述转子铁芯(1)包括沿轴向叠压的多个冲片叠层(11)，任意相邻两个所述冲片叠层(11)的各自多个所述第一隔磁孔(12)在同一轴垂直面上的投影至少部分不重合。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，任意相邻两个所述冲片叠层(11)的所述第一隔磁孔(12)个数相同且周向位置错开。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，沿轴向依次叠压的各个所述冲片叠层(11)上的所述第一隔磁孔(12)沿同一周向依次错位布置。

4.根据权利要求2或3所述的转子，其特征在于，所述冲片叠层(11)包括一一对应地设置在各个所述永磁体槽(15)的径向外侧且沿周向间隔的多个第一隔磁孔组，每个所述第一隔磁孔组包括多个所述第一隔磁孔(12)，多个所述第一隔磁孔(12)之间的磁通通路具有磁路中点(21)，所述磁路中点(21)与转子中心的径向连线构成所述第一隔磁孔组的磁路径向线(13)；其中，任意相邻两个所述冲片叠层(11)上，层叠对应的所述第一隔磁孔组的各自所述磁路径向线(13)沿周向错开。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)至少包括沿轴向叠压的上冲片叠层(111)和下冲片叠层(112)，其中任一所述永磁体槽(15)的径向外侧设有上第一隔磁孔组(121)和下第一隔磁孔组(122)，所述上第一隔磁孔组(121)的上磁路径向线(131)和所述下第一隔磁孔组(122)的下磁路径向线(132)位于所述永磁体槽(15)的径向中垂线(16)的周向两侧；

其中，所述上磁路径向线(131)与所述径向中垂线(16)的周向夹角为α1，所述下磁路径向线(132)与所述径向中垂线(16)的周向夹角为α2，所述上冲片叠层(111)与所述下冲片叠层(112)之间的磁路中心错位角度为α1+α2。

6.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)包括沿轴向叠压的上冲片叠层(111)和下冲片叠层(112)，其中任一所述永磁体槽(15)的径向外侧设有上第一隔磁孔组(121)和下第一隔磁孔组(122)，所述上第一隔磁孔组(121)的上磁路径向线(131)和所述下第一隔磁孔组(122)的下磁路径向线(132)位于所述永磁体槽(15)的径向中垂线(16)的周向同侧；

其中，所述上磁路径向线(131)与所述径向中垂线(16)的周向夹角为α1，所述下磁路径向线(132)与所述径向中垂线(16)的周向夹角为α2，所述上冲片叠层(111)与所述下冲片叠层(112)之间的磁路中心错位角度为|α1-α2|。

7.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁孔(12)为径向延伸的狭缝结构。

8.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，各个所述冲片叠层(11)上的多个所述永磁体槽(15)轴向一一对齐。

9.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，各个所述永磁体槽(15)的两端边缘均连通有径向向外延伸的第二隔磁孔(14)。

10.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，每个所述冲片叠层(11)包括轴向叠压的多块硅钢片，所述硅钢片的厚度D1与所述第一隔磁孔(12)的平均宽度D2满足：D1＜D2。

11.一种电机，其特征在于，所述电机(100)包括根据权利要求1～10中任意一项所述的转子。

12.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括根据权利要求11所述的电机(100)。