CN107425619A - 定子组件、电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种定子组件、电机和压缩机，定子组件包括：定子铁芯，多个分块铁芯依次首尾相连形成环形的定子铁芯，分块铁芯包括沿定子铁芯周向设置的轭部和沿定子铁芯径向设置的齿部；多个定子绕组，分别绕设在齿部上；任一分块铁芯包括多个钢板，多个钢板沿定子铁芯的轴向方向依次叠压形成分块铁芯，轭部上设置有相连通的通孔和开口，通孔、开口与轭部形成有凸起部，多个钢板在凸起部上相焊接。本发明提供的定子组件，通孔处具有隔磁功能，在电机运转过程中，凸起部的磁场变化量较低，在凸起部进行多个钢板的焊接不会导致电机涡流损耗上升，也保证了多个钢板连接的牢靠性，相比现行的V形铆扣固定或直接焊接多片钢板的方式，可提升电机效率。

Description

定子组件、电机和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种定子组件、电机和压缩机。

背景技术

目前，随着国家节能减排要求以及人们环保意识的日渐提高，市场对空调及其使用压缩机的能效要求也同步提高，即对压缩机电机的效率也有着更严格的要求。电机使用分块定子铁芯的结构，通过将铁芯展开进行线圈绕组的绕制，最后再将带有线圈绕组的分块铁芯拼接为整体定子，以此大幅度提高电机的槽满率，即可以采用线径更大的导线以降低电机铜耗，提高电机效率。

相关技术中，如图1和图2所示，为保证分块铁芯在线圈绕组绕制过程中不出现因钢板片间偏移而导致的铁芯变形，即铁芯需有充足叠铆强度，每块分块铁芯均需3个或以上的V形铆扣106’固定。由于V形铆扣106’铆接深度H’为钢板厚度d’的1.5倍-2倍，铆接处钢板部分会断裂使得钢板层间导通，多片钢板及大面积的层间导通使得铁芯涡流铁耗大幅度上升，电机效率将严重下降。电机还可以通过增加转子极数以及大幅提高转速等提高功率密度的方式来提高电机工作效率，但由于以上述两种方式都会带来铁芯铁耗的大幅度上升，影响了电机效率的提升效果。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的第一方面提出了一种定子组件。

本发明的第二方面，还提出了一种电机。

本发明的第三方面，还提出了一种压缩机。

有鉴于此，根据本发明的第一方面提出了一种定子组件，用于电机，包括：定子铁芯，定子铁芯包括多个分块铁芯，多个分块铁芯依次首尾相连形成环形的定子铁芯，分块铁芯包括齿部和与齿部相连接的轭部，轭部沿定子铁芯的周向设置，齿部沿定子铁芯的径向设置；多个定子绕组，多个定子绕组分别绕设在齿部上；其中，任一分块铁芯包括多个钢板，多个钢板沿定子铁芯的轴向方向依次叠压形成分块铁芯，轭部上设置有通孔和开口，开口与通孔相连通，通孔、开口与轭部形成有凸起部，多个钢板在凸起部上相焊接，用于固定多个钢板。

本发明提供的定子组件，多个分块铁芯上绕设定子线圈后依次首尾相连形成环形的定子铁芯，提高了电机的槽满率。分块铁芯由多个钢板依次叠压而成，在分块铁芯的轭部设置有通孔和与通孔相连通的开口，该通孔与外周的空气相贯通，在通孔与凸起部之间产生空气间隙，从而使得通孔处具有隔磁功能，使得通电后定子组件产生的磁场不通过凸起部或者只有少量的磁场通过凸起部，进而使得在电机运转过程中，凸起部的磁场变化量较低，同时，多个钢板相焊接在一起，保证了多个钢板连接的牢靠性，在将定子绕组绕制在分块铁芯上的过程中避免了钢板之间偏移而导致的铁芯变形，且焊接位置位于凸起部上，而凸起部的磁场变化量较低，避免了因焊接使钢板层间导通而导致的涡流铁耗的增加，也即不会导致涡流铁耗的大幅度上升，提高了电机的工作效率，本发明提供的定子组件，不会导致涡流铁耗的大幅度上升，相比现行的多个V形铆扣固定或直接焊接多片钢板的方式，可提升电机效率。

另外，本发明提供的上述实施例中的定子组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，轭部设置有与定子铁芯的径向方向相垂直的外周面，开口设置在外周面上，焊接的位置位于外周面上；焊接形成的焊缝或焊点的最高点位于轭部的最大外径形成的圆之内。

在该技术方案中，焊接的位置位于外周面上，一方面便于焊接工序的进行，保证了多个钢板连接的可靠性，另一方面也避免了涡流铁耗的大幅度上升，提升了电机的工作效率；焊缝或焊点的最高点位于轭部的最大半径形成的圆之内，从而使得在将定子组件装配进压缩机内时，焊缝或焊点不会与压缩机的壳体干涉。进一步地，凸起部的最高点位于轭部的最大半径形成的圆之内，从而避免在装配时与压缩机的壳体相干涉。

进一步地，焊接为激光焊接或超声波焊接。多个钢板之间通过焊接连接在一起，而焊接产生的焊缝影响凸起部的涡流损耗，焊缝越小，相应地，涡流损耗越小。激光焊接和超声波焊接为高效精密焊接，焊接时产生的焊缝较小，从而利于降低凸起部的涡流损耗。

在上述任一技术方案中，优选地，通孔沿定子铁芯的轴向设置。

在该些技术方案中，通孔沿定子铁芯的轴向设置，从而便于多个钢板同时或分别冲压，有利于降低生产成本。

在上述任一技术方案中，优选地，分块铁芯在定子铁芯的轴向方向的投影为沿轭部的几何中心与齿部的几何中心之间的连线呈对称结构；通孔的圆心位于分块铁芯的对称轴上；开口的两端连线的中点位于定子铁芯的对称轴上；或开口位于通孔的一侧。

在该些技术方案中，通孔的圆心和开口两端连线的中点均位于分块铁芯的对称轴上，从而形成两处凸起部，由于轭部在齿部的中心线上的磁场密度较低，所以将通孔开设在该位置处，避免了对电机效率的影响。当然，通孔以及开口的位置也可以位于其他位置。

在上述任一技术方案中，优选地，开口沿定子铁芯的周向方向的宽度d1的取值范围为大于等于0.8mm。

在该些技术方案中，开口的宽度d1过小，将增大冲压模具生产的难度，且降低冲压模具的使用寿命，将开口宽度d1的取值范围设置为大于等于0.8mm，一方面保证了开口处具有足够大的磁阻以产生隔磁作用，另一方面又提高了冲压模具的使用寿命，降低了冲压模具的制造难度，从而降低了成产成本。进一步地，开口沿定子铁芯的周向方向的宽度d1小于通孔位于靠近外周面的两端的连线的长度，以使开口、通孔与轭部能够形成凸起部。

在上述任一技术方案中，优选地，凸起部沿定子铁芯的径向方向的宽度d2的取值范围为大于等于0.5mm。

在该些技术方案中，凸起部的宽度d2的取值范围为大于等于0.5mm，一方面保证了焊接过程能够对分块铁芯的多个钢板之间起到有效的固定作用，提高连接的可靠性，同时避免了凸起部在焊接过程中被损坏；另一方面降低了冲压模具的加工难度，提高了冲压模具的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，定子组件，还包括：柱形铆扣，柱形铆扣设置在齿部上，用于在将分块铁芯冲压时固定分块铁芯。

在该些技术方案中，柱形铆扣铆接的深度较浅，从而在铆接过程中，钢板的变形较小、铆接对钢板的绝缘层的破环较小、使钢板层间的导通较小，因此铁芯组件产生的涡流损耗也较小，同时，柱形铆扣产生的铆接力能够满足分块铁芯生产过程中的预固定，避免加工过程中钢板层间错位。具体地，柱形铆扣的铆接深度H通常为钢板厚度d的0.5倍到1倍，优选地，柱形铆扣的端面为圆形，便于柱形铆扣的生产制造。

在上述任一技术方案中，优选地，分块铁芯沿定子铁芯的轴线方向的投影与构成分块铁芯的任一钢板沿定子铁芯的轴线方向的投影相重合。

在该些技术方案中，多个钢板大小形状一致，依次叠压形成分块铁芯，分块铁芯沿定子铁芯的轴线方向的投影与构成分块铁芯的任一钢板沿定子铁芯的轴线方向的投影相重合，使得多个钢板叠压在一起后，形成的分块铁芯各处的钢板厚度相同。

根据本发明的第二方面，还提出了一种电机，包括：如上述任一技术方案所述的定子组件。

本发明第二方面的提供的电机，因包括上述任一技术方案所述的定子组件，因此具有所述定子组件的全部有益效果。

根据本发明的第三方面，还提出了一种压缩机，包括：如第一方面任一技术方案所述的定子组件；或如第二方面所述的电机。

本发明第三方面的提供的压缩机，因包括第一方面任一技术方案所述的定子组件，或第二方面任一技术方案所述的电机，因此具有所述定子组件和所述电机的全部有益效果。

进一步地，压缩机还包括壳体以及设置在壳体内的气缸、第一轴承、第二轴承、曲轴和活塞，壳体限定出容纳曲轴、第一轴承、第二轴承和活塞，第一轴承和第二轴承限定出气缸，电机为转子提供动力，从而带动活塞在气缸中做往复运动。

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示出了相关技术中V型铆扣的部分结构示意图；

图2示出了相关技术中V型铆扣的又一部分结构示意图；

图3示出了本发明一个实施例中的定子组件的结构示意图；

图4示出了本发明一个实施例中的分块铁芯的结构示意图；

图5示出了本发明一个实施例中的分块铁芯的又一结构示意图；

图6示出了本发明一个实施例中的分块铁芯的另一结构示意图；

图7示出了本发明一个实施例中的具有柱形铆扣的分块铁芯的结构示意图；

图8示出了本发明一个实施例中的柱形铆扣的结构示意图；

图9示出了本发明一个实施例中的柱形铆扣的又一结构示意图；

图10示出了本发明一个实施例中的分块铁芯上的磁力线分布的示意图；

图11示出了本发明一个实施例中的分块铁芯上的磁力线分布的又一示意图；

图12示出了本发明另一个实施例中的压缩机的结构示意图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

106’V型铆扣。

其中，图3至图12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100压缩机，1定子铁芯，10分块铁芯，102齿部，104轭部，1040外周面，1042通孔，1044开口，1046凸起部，1048焊缝，106柱形铆扣，20定子绕组，30壳体，40转子，50曲轴，60第一轴承，70气缸，80第二轴承，90活塞。

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其他方式来实施，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3至图12描述根据本发明一些实施例所述的定子组件。

如图3至图6所示，本发明第一方面实施例提出了一种定子组件，用于电机，包括：定子铁芯1，定子铁芯1包括多个分块铁芯10，多个分块铁芯10依次首尾相连形成环形的定子铁芯1，分块铁芯10包括齿部102和与齿部102相连接的轭部104，轭部104沿定子铁芯1的周向设置，齿部102沿定子铁芯1的径向设置；多个定子绕组20，多个定子绕组20分别绕设在齿部102上；其中，任一分块铁芯10包括多个钢板，多个钢板沿定子铁芯1的轴向方向依次叠压形成分块铁芯10，轭部104上设置有通孔1042和开口1044，开口1044与通孔1042相连通，通孔1042、开口1044与轭部104形成有凸起部1046，多个钢板在凸起部1046上相焊接，用于固定多个钢板。

本发明提供的定子组件，多个分块铁芯10上绕设定子线圈后依次首尾相连形成环形的定子铁芯1，提高了电机的槽满率。分块铁芯10由多个钢板依次叠压而成，在分块铁芯10的轭部104设置有通孔1042和与通孔1042相连通的开口1044，该通孔1042与外周的空气相贯通，在通孔1042与凸起部1046之间产生空气间隙，从而使得通孔1042处具有隔磁功能，使得通电后定子组件产生的磁场不通过凸起部1046或者只有少量的磁场通过凸起部1046，进而使得在电机运转过程中，凸起部1046的磁场变化量较低，同时，多个钢板相焊接在一起，保证了多个钢板连接的牢靠性，在将定子绕组20绕制在分块铁芯10上的过程中避免了钢板之间偏移而导致的铁芯变形，且焊接位置位于凸起部1046上，而凸起部1046的磁场变化量较低，避免了因焊接使钢板层间导通而导致的涡流铁耗的增加，也即不会导致涡流铁耗的大幅度上升，提高了电机的工作效率，本发明提供的定子组件，不会导致涡流铁耗的大幅度上升，相比现行的多个V形铆扣固定或直接焊接多片钢板的方式，可提升电机效率。

如图10和图11所示，为分块铁芯10上的磁场分布情况，在图10所示时刻，和图11所示时刻，磁场的磁力线均不通过凸起部1046，即使在凸起部1046上焊接以使多个钢板连接在一起，使得钢板层间导通，也不会导致涡流铁耗大幅度上升。

在本发明的一个实施例中，优选地，轭部104设置有与定子铁芯1的径向方向相垂直的外周面1040，开口1044设置在外周面1040上，焊接的位置位于外周面1040上；焊接形成的焊缝1048或焊点的最高点位于轭部104的最大外径形成的圆之内。

在该实施例中，焊接的位置位于外周面1040上，一方面便于焊接工序的进行，保证了多个钢板连接的可靠性，另一方面也避免了涡流铁耗的大幅度上升，提升了电机的工作效率；焊缝1048或焊点的最高点位于轭部104的最大半径形成的圆之内，从而使得在将定子组件装配进压缩机100内时，焊缝1048或焊点不会与压缩机100的壳体30干涉。进一步地，凸起部1046的最高点位于轭部104的最大半径形成的圆之内，从而避免在装配时与压缩机100的壳体30相干涉。

进一步地，焊接为激光焊接或超声波焊接。多个钢板之间通过焊接连接在一起，而焊接产生的焊缝1048影响凸起部1046的涡流损耗，焊缝1048越小，相应地，涡流损耗越小。激光焊接和超声波焊接为高效精密焊接，焊接时产生的焊缝1048较小，从而利于降低凸起部1046的涡流损耗。

在本发明的一个实施例中，优选地，通孔1042沿定子铁芯1的轴向设置。

在该些实施例中，通孔1042沿定子铁芯1的轴向设置，从而便于多个钢板同时或分别冲压，有利于降低生产成本。

在本发明的一个实施例中，优选地，分块铁芯10在定子铁芯1的轴向方向的投影为沿轭部104的几何中心与齿部102的几何中心之间的连线呈对称结构；通孔1042的圆心位于分块铁芯10的对称轴上；开口1044的两端连线的中点位于定子铁芯1的对称轴上；或开口1044位于通孔1042的一侧。

如图5和图6所示，在该些实施例中，通孔1042的圆心和开口1044两端连线的中点均位于分块铁芯10的对称轴上，从而形成两处凸起部1046，由于轭部104在齿部102的中心线上的磁场密度较低，所以将通孔1042开设在该位置处，避免了对电机效率的影响。当然，通孔1042以及开口1044的位置也可以位于其他位置。

在本发明的一个实施例中，优选地，开口1044沿定子铁芯1的周向方向的宽度d1的取值范围为大于等于0.8mm。

在该些实施例中，开口1044的宽度d1过小，将增大冲压模具生产的难度，且降低冲压模具的使用寿命，将开口1044宽度d1的取值范围设置为大于等于0.8mm，一方面保证了开口1044处具有足够大的磁阻以产生隔磁作用，另一方面又提高了冲压模具的使用寿命，降低了冲压模具的制造难度，从而降低了成产成本。进一步地，开口1044沿定子铁芯1的周向方向的宽度d1小于通孔1042位于靠近外周面1040的两端的连线的长度，以使开口1044、通孔1042与轭部104能够形成凸起部1046。

在本发明的一个实施例中，优选地，凸起部1046沿定子铁芯1的径向方向的宽度d2的取值范围为大于等于0.5mm。

在该些实施例中，凸起部1046的宽度d2的取值范围为大于等于0.5mm，一方面保证了焊接过程能够对分块铁芯10的多个钢板之间起到有效的固定作用，提高连接的可靠性，同时避免了凸起部1046在焊接过程中被损坏；另一方面降低了冲压模具的加工难度，提高了冲压模具的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，定子组件，还包括：柱形铆扣106，柱形铆扣106设置在齿部102上，用于在将分块铁芯10冲压时固定分块铁芯10。

如图7至图9所示，在该些实施例中，柱形铆扣106铆接的深度较浅，从而在铆接过程中，钢板的变形较小、铆接对钢板的绝缘层的破环较小、使钢板层间的导通较小，因此铁芯组件产生的涡流损耗也较小，同时，柱形铆扣106产生的铆接力能够满足分块铁芯10生产过程中的预固定，避免加工过程中钢板层间错位。具体地，柱形铆扣106的铆接深度H通常为钢板厚度d的0.5倍到1倍，优选地，柱形铆扣106的端面为圆形，便于柱形铆扣106的生产制造。

在本发明的一个实施例中，优选地，分块铁芯10沿定子铁芯1的轴线方向的投影与构成分块铁芯10的任一钢板沿定子铁芯1的轴线方向的投影相重合。

在该些实施例中，多个钢板大小形状一致，依次叠压形成分块铁芯10，分块铁芯10沿定子铁芯1的轴线方向的投影与构成分块铁芯10的任一钢板沿定子铁芯1的轴线方向的投影相重合，使得多个钢板叠压在一起后，形成的分块铁芯10各处的钢板厚度相同。

根据本发明的第二方面，还提出了一种电机，包括：如上述任一实施例所述的定子组件。

本发明第二方面的提供的电机，因包括上述任一技术方案所述的定子组件，因此具有所述定子组件的全部有益效果。

根据本发明的第三方面，还提出了一种压缩机100，包括：如第一方面任一实施例所述的定子组件；或如第二方面所述的电机。

如图12所示，本发明第三方面的提供的压缩机100，因包括第一方面任一实施例所述的定子组件，或第二方面任一实施例所述的电机，因此具有所述定子组件和所述电机的全部有益效果。

进一步地，压缩机100还包括壳体30以及设置在壳体30内的气缸70、第一轴承60、第二轴承80、曲轴50和活塞90，壳体30限定出容纳曲轴50、第一轴承60、第二轴承80和活塞90，第一轴承60和第二轴承80限定出气缸70，电机为转子40提供动力，从而带动活塞90在气缸70中做往复运动。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”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”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。

以上所述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 (10)

1.一种定子组件，用于电机，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯包括多个分块铁芯，所述多个分块铁芯依次首尾相连形成环形的所述定子铁芯，所述分块铁芯包括齿部和与所述齿部相连接的轭部，所述轭部沿所述定子铁芯的周向设置，所述齿部沿所述定子铁芯的径向设置；

多个定子绕组，所述多个定子绕组分别绕设在所述齿部上；

其中，任一所述分块铁芯包括多个钢板，所述多个钢板沿所述定子铁芯的轴向方向依次叠压形成所述分块铁芯，所述轭部上设置有通孔和开口，所述开口与所述通孔相连通，所述通孔、所述开口与所述轭部形成有凸起部，所述多个钢板在所述凸起部上相焊接，用于固定所述多个钢板。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，

所述轭部设置有与所述定子铁芯的径向方向相垂直的外周面，所述开口设置在所述外周面上，所述焊接的位置位于所述外周面上；

所述焊接形成的焊缝或焊点的最高点位于所述轭部的最大外径形成的圆之内。

3.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，

所述通孔沿所述定子铁芯的轴向设置。

4.根据权利要求3所述的定子组件，其特征在于，

所述分块铁芯在所述定子铁芯的轴向方向的投影为沿所述轭部的几何中心与所述齿部的几何中心之间的连线呈对称结构；

所述通孔的圆心位于所述分块铁芯的对称轴上；

所述开口的两端连线的中点位于所述定子铁芯的对称轴上；或

所述开口位于所述通孔的一侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述开口沿所述定子铁芯的周向方向的宽度的取值范围为大于等于0.8mm。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述凸起部沿所述定子铁芯的径向方向的宽度的取值范围为大于等于0.5mm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件，其特征在于，还包括：

柱形铆扣，所述柱形铆扣设置在所述齿部上，用于在将所述分块铁芯冲压时固定所述分块铁芯。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的定子组件，其特征在于，

所述分块铁芯沿所述定子铁芯的轴线方向的投影与构成所述分块铁芯的任一所述钢板沿所述定子铁芯的轴线方向的投影相重合。

9.一种电机，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的定子组件。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的定子组件；或

如权利要求9所述的电机。