CN107453501A - 转子冲片、转子铁芯、转子、永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子冲片、转子铁芯、转子、永磁电机及压缩机，其中，所述转子冲片包括冲片主体，所述冲片主体上设有沿所述冲片主体轴向贯通的轴孔及多个磁性件插槽，各磁性件插槽环绕所述轴孔设置；所述冲片主体在其预设径向上设有缺口，所述预设径向为相邻两个所述磁性件插槽的对称中心所处的径向。本发明通过在冲片主体的q轴上设置缺口，从而使得转子旋转时，冲片主体的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体的内侧，在不使电机线反电势明显降低的条件下，有效提高了转子冲片的机械强度，能够防止转子冲片变形，从而减小了电机的振动噪音。

Description

转子冲片、转子铁芯、转子、永磁电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种转子冲片、转子铁芯、转子、永磁电机及压缩机。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。而旋转式压缩机是一种新型压缩机，其电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩，这种空压机更适合于小型空调器，特别是在家用空调器上的应用更为广泛。

为了提高旋转式压缩机中转子冲片在较高旋转线速度下的机械强度，通常采取增加隔磁桥宽度和磁铁槽之间的连接肋宽度，这会导致电机产生的线反电势降低，绕组电流增大，电机效率下降，往往仍不能得到较理想的转子机械强度，并且，如果这两个宽度选取不合适，会导致转子发生变形，定转子间隙偏离设计最优值，进一步导致电机效率下降、噪音恶化。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转子冲片、转子铁芯、转子、永磁电机及压缩机，旨在不使电机线反电势明显降低的条件下，提高转子冲片的机械强度。

为实现上述目的，本发明提供一种转子冲片，所述转子冲片包括：

冲片主体，所述冲片主体上设有沿所述冲片主体轴向贯通的轴孔及多个磁性件插槽，各磁性件插槽环绕所述轴孔设置；

所述冲片主体在其预设径向上设有缺口，所述预设径向为相邻两个所述磁性件插槽的对称中心所处的径向。

优选地，所述冲片主体上设有多个紧固孔，各紧固孔环绕所述轴孔设置，所述紧固孔处于所述预设径向上，所述缺口与所述紧固孔连通。

优选地，所述冲片主体上设有多个通流孔，各通流孔环绕所述轴孔设置，所述通流孔处于所述预设径向上，所述缺口与所述通流孔连通。

优选地，所述缺口的宽度小于等于预设宽度阈值，所述预设宽度阈值与所述磁性件插槽的宽度之间的比值大于等于0.2，并且小于等于0.6。

优选地，所述缺口的宽度从远离所述中心点到靠近所述中心点的方向逐渐变小。

本发明还提出一种转子铁芯，所述转子铁芯由多个上述的转子冲片叠压而成。

本发明还提出一种转子，所述转子包括多个磁性件及上述的转子铁芯，各磁性件分别设置于所述转子铁芯的磁性件插槽中。

本发明还提出一种永磁电机，所述永磁电机包括：定子铁芯、定子绕组、多根电机引线、以及上述的转子；

所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔设置的定子齿，相邻两个所述定子齿限定出定子槽；

所述定子绕组绕设于所述定子齿上且包括多个线圈组，每个所述线圈组具有至少两个接头；

所述电机引线用于连接所述定子绕组和外部电路，每根所述电机引线与一个线圈组的一个接头连接。

优选地，所述电机定子还包括两个插接件，多根所述电机引线通过所述插接件与外部电路插接，每个所述线圈组的至少两个接头中至少一个为进线接头，另一个为出线接头，两个所述插接件中的一个与连接所述进线接头的电机引线连接，另一个与连接所述出线接头的电机引线连接。

本发明还提出一种压缩机，所述压缩机包括上述的永磁电机，此处不再赘述。

本发明通过在冲片主体的q轴上设置缺口，从而使得转子旋转时，冲片主体的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体的内侧，在不使电机线反电势明显降低的条件下，有效提高了转子冲片的机械强度，能够防止转子冲片变形，从而减小了电机的振动噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明转子冲片一实施例的轴向结构示意图；

图2为本发明实施例中q轴无缺口的转子冲片的应力模拟示意图；

图3为本发明实施例中q轴有缺口的转子冲片的应力模拟示意图；

图4为图2及图3的转子冲片的线反电势的示意图；

图5为本发明转子冲片另一实施例的轴向结构示意图；

图6为本发明永磁电机一实施例的结构示意图；

图7为本发明压缩机一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种转子冲片、具有该转子冲片的转子铁芯、具有该转子铁芯的转子、具有该转子的永磁电机以及具有该永磁电机的压缩机。

下面以设有6个磁性件插槽为例，当然，所述磁性件插槽还可设为其他数量，例如：4个、8个或10个等偶数数量，本实施例对此不加以限制。

参照图1，该转子冲片包括：冲片主体101，其中，该冲片主体101上设有沿所述冲片主体101轴向贯通的轴孔102及6个磁性件插槽103，各磁性件插槽103环绕所述轴孔102设置，且各磁性件插槽103的长度方向与所述冲片主体101的径向垂直；

所述冲片主体101在其预设径向上设有缺口104，所述预设径向104为相邻两个所述磁性件插槽103的对称中心所处的径向。

可理解的是，对于永磁电机而言，交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，交轴和直轴从本质上而言是坐标轴，而并非实际的转轴，在永磁电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，因此在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场的轴线方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴和q轴的解耦，从而得到良好控制特性。

需要说明的是，所述预设径向可理解为q轴(即图1中的“q”)，相应地，可将所述磁性件插槽103的中心所处的径向作为d轴(即图1中的“d”)。

在具体实现中，所述冲片主体101在其预设径向上设有缺口104，而缺口104的宽度会直接影响到所述冲片主体101的磁通量，为了防止磁通量下降过多，从而对电机的工作效率造成较大影响，本实施例中，所述缺口104的宽度小于等于预设宽度阈值，所述预设宽度阈值与所述磁性件插槽103的宽度之间的比值大于等于0.2，并且小于等于0.6。

在具体实现中，由于冲片主体101约靠近中心点的缺口104宽度对磁通量的影响越大，为了防止磁通量的下降过大，本实施例中，所述缺口104的宽度从远离所述中心点到靠近所述中心点的方向逐渐变小，从而降低所述缺口对磁通量的影响。

可理解的是，由于转子铁芯通常需要几十或几百片转子冲片叠压而成，为了对所述转子冲片进行固定，通常所述转子冲片上会设置多个沿轴向贯通的紧固孔，各转子冲片通过所述紧固孔进行固定，本实施例中，所述冲片主体101上设有多个紧固孔105，各紧固孔105环绕所述轴孔102设置；

所述紧固孔105处于所述预设径向上，所述缺口104与所述紧固孔105连通，从而进一步使冲片主体101的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体101的内侧。

当然，所述紧固孔105也可能未设于所述预设径向上，此时所述缺口不会与所述紧固孔105连通。

在具体实现中，为设置流道为油气交换提供路径，因此，所述转子冲片上会设置多个沿轴向贯通的通流孔106，各通流孔106环绕所述轴孔102设置。

如图2-4所示，当电机转速为10000rpm时，与转子冲片上预设径向(即q轴)无缺口的电机(隔磁桥宽度为0.6mm)相比，转子冲片的预设径向(即q轴)有缺口时，设预设径向的缺口宽度为0.8mm且隔磁桥宽度减小至0.4mm，增加了电机的附加气隙长度，由于隔磁桥宽度减小，能够弥补由于设置缺口所影响的磁通量，线反电势有效值仅降低1.78％，反电动势常数ke值降低0.44V/krpm。由于转子冲片的q轴有缺口，使得转子旋转时的最大应力不在外轮廓附近的位置，而移动到转子冲片的内部，起到了较好的缓解高速下转子冲片薄弱部分应力较大的问题。因此可以适当减小隔磁桥的宽度，在保证转子机械强度的前提下，提升转子q轴开设缺口后的电机线反电势。

通过多次试验可知，转子旋转时q轴的应力最大，并且最大应力位于冲片主体的外轮廓附近的位置，本实施例通过在冲片主体的预设径向(即q轴)上设置缺口，从而使得转子旋转时，冲片主体的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体的内侧，在不使电机线反电势明显降低的条件下，有效提高了转子冲片的机械强度，能够防止转子冲片变形，从而减小了电机的振动噪音。

参照图5，本实施例与图1所示的实施例基本相同，不同之处在于：

本实施例中的所述通流孔106处于所述预设径向上，所述缺口104与所述通流孔106连通，从而进一步使冲片主体101的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体101的内侧。

可理解的是，本实施例其他特征与图1所示的实施例一致，在此不再赘述。

需要说明的是，所述通流孔106处于所述预设径向上，所述缺口104与所述通流孔106连通，从而进一步使冲片主体101的最大应力从外轮廓附近的位置转移到冲片主体101的内侧。

参照图6，本实施例以基于图1所示的转子冲片为例，当然，也可基于图2所示的转子冲片，本实施例对此不加以限制。该永磁电机包括定子20及转子10，其中，所述转子10包括多个磁性件107及转子铁芯，各磁性件107分别设置于所述转子铁芯的磁性件插槽103中，所述转子铁芯由多个图1所示的转子冲片叠压而成。

本实施例中，所述定子20包括：定子铁芯201及定子绕组；

所述定子铁芯201具有多个沿其周向间隔设置的定子齿201b，相邻两个所述定子齿201b限定出定子槽201a；所述定子绕组绕设于所述定子齿201b上且包括多个线圈组202，每个所述线圈组202具有至少两个接头；

可以理解的是，由于每个线圈组202具有多个线圈，每个线圈组202中的一个或多个线圈可以相互串联，当一个线圈组202中的多个线圈全部串联连接时，则该线圈组202具有两个接头；当一个线圈组202中的多个线圈未全部串联连接时，则该线圈组202的接头数量会大于两个。

继续参照图6，该定子20还包括多根电机引线203，多根电机引线203用于连接外部电路(未示出)和定子绕组，每根电机引线203与一个线圈组202的一个接头连接。

可以理解的是，由于每根电机引线203与一个线圈组202的一个接头连接，因此，每个线圈组202的每个接头均与外部电路连接，从而使外部电路能够根据永磁电机的工作情况对永磁电机中多个线圈组202的接线方式进行切换。例如：外部电路根据永磁电机的不同工作频率，控制定子绕组在Y型接线方式与三角形接线方式之间进行切换，从而兼顾永磁电机在高频和低频下的工作能效。

为了快速方便的将多个电机引线203与外部电路的连接，本实施例中，定子20还可以包括插接件，多根电机引线203通过至少一插接件与外部电路插接。

继续参考图6，定子绕组的每个线圈组202的至少两个接头中，至少一个为进线接头202a，另一个为出线接头202b。本实施例中，可以使插接件204的数量可以为两个，且两个插接件204中的一个与连接进线接头202a的电机引线203连接，另一个与连接出线接头202b的电机引线203连接，从而提高线圈组202的安全性能。

本实施例中，可以使插接件204的数量与多根电机引线203的数量相等，且多个插接件204与多根电机引线203一一对应连接，从而使电机引线203与外部电路的连接更加灵活。

本实施例中，定子绕组的线圈组202数量根据电机的型号而定，例如：可以使定子绕组的线圈组202的数量为3个，且每个线圈202具有一个进线接头202a和一个出线接头202b，从而使外部电路对电机的控制效果更好。

本实施例中，上述永磁电机可应用于压缩机中，当然，也可用于其它领域，具体根据永磁电机的型号和尺寸而定。

需要说明的是，上述实施例中是基于永磁电机的每根电机引线203与一个线圈组202的一个接头连接，从而实现外部电路根据永磁电机的工作情况方便的对永磁电机中多个线圈组202的接线方式进行切换的目的。在此基础上，多根电机引线203与外部电路电连接的方式不限于上述实施例，且为了提高电机引线203和外部电路的连接效率，可以增加其它类似于插接件的结构，当然，也可以基于上述插接件的结构稍作变形，本发明不作限制。

如图7所示，压缩机可以包括外壳30、曲轴40、气缸50、活塞60、主轴承70、副轴承80以及如上所述的永磁电机。

其中，外壳30呈筒状设置，且其具有沿其轴向延伸的容纳腔31，曲轴40设在容纳腔31内并沿外壳30的轴向布置，曲轴40的下端穿过气缸50，并且，曲轴40伸入气缸50的部分形成偏心部且其上套装有活塞60，主轴承70和副轴承80分别自曲轴40的上端和下端套设在曲轴40上，并与气缸50的上下两端固定连接以对气缸50的压缩腔51进行密封。永磁电机设置在外壳30的容纳腔31内，并且，永磁电机的转子铁芯10与曲轴40的上端连接。

本实施例中，可以将在压缩机的容纳腔31的内壁上设置于永磁电机的外部电路连接的接线端子，该接线端子与永磁电机的插接件对应插接，从而将电机引线203与外部电路电连接。

可以理解的是，由于本发明提出的压缩机和永磁电机包括上述转子冲片的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述转子冲片相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子冲片，其特征在于，所述转子冲片包括：

冲片主体，所述冲片主体上设有沿所述冲片主体轴向贯通的轴孔及多个磁性件插槽，各磁性件插槽环绕所述轴孔设置；

所述冲片主体在其预设径向上设有缺口，所述预设径向为相邻两个所述磁性件插槽的对称中心所处的径向。

2.如权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述冲片主体上设有多个紧固孔，各紧固孔环绕所述轴孔设置，所述紧固孔处于所述预设径向上，所述缺口与所述紧固孔连通。

3.如权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述冲片主体上设有多个通流孔，各通流孔环绕所述轴孔设置，所述通流孔处于所述预设径向上，所述缺口与所述通流孔连通。

4.如权利要求1～3中任一项所述的转子冲片，其特征在于，所述缺口的宽度小于等于预设宽度阈值，所述预设宽度阈值与所述磁性件插槽在磁性件充磁方向上的宽度之间的比值大于等于0.2，并且小于等于0.6。

5.如权利要求1～3中任一项所述的转子冲片，其特征在于，所述缺口的宽度从远离所述中心点到靠近所述中心点的方向逐渐变小。

6.一种转子铁芯，其特征在于，所述转子铁芯由多个权利要求1～5中任一项所述的转子冲片叠压而成。

7.一种转子，其特征在于，所述转子包括多个磁性件及权利要求6所述的转子铁芯，各磁性件分别设置于所述转子铁芯的磁性件插槽中。

8.一种永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括：定子铁芯、定子绕组、多根电机引线、以及权利要求7所述的转子；

所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔设置的定子齿，相邻两个所述定子齿限定出定子槽；

所述定子绕组绕设于所述定子齿上且包括多个线圈组，每个所述线圈组具有至少两个接头；

所述电机引线用于连接所述定子绕组和外部电路，每根所述电机引线与一个线圈组的一个接头连接。

9.如权利要求8所述的永磁电机，其特征在于，所述电机定子还包括两个插接件，多根所述电机引线通过所述插接件与外部电路插接，每个所述线圈组的至少两个接头中至少一个为进线接头，另一个为出线接头，两个所述插接件中的一个与连接所述进线接头的电机引线连接，另一个与连接所述出线接头的电机引线连接。

10.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求8～9中任一项所述的永磁电机。