CN108462263B - 电机、压缩机及制冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机，用于压缩机，包括：定子，其包括定子铁芯，定子铁芯呈环形筒状，定子铁芯的内径和外径的比值k满足k>0.5；及转子，设置在定子铁芯围成的柱状空间内，转子包括转子铁芯和磁性件，磁性件设置在转子铁芯上，压缩机的排量V、转子铁芯及所述磁性件的质量M、转子外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4，其中，压缩机的排量V的单位是cm3，转子铁芯及所述磁性件的质量M的单位是g，转子外缘的最大半径R的单位是cm。本发明提供的电机在保证电机小型化的同时，降低了转速波动，在压缩机低频运行过程中，有效提高了压缩机运行稳定性，以及提高了压缩机整机能效，并降低了压缩机噪音。

Description

电机、压缩机及制冷设备
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种电机、一种压缩机及一种制冷设备。
背景技术
众所周知，单缸滚动转子式压缩机结构简单，能效较高，被广泛应用于空调等家电领域。然而，在现有结构中，压缩机为脉动负载，在压缩机低频运转过程当中，转速波动较大，由于电机部定子内径小，低频条件下转子抗扰动能力较差，导致压缩机低频能效发挥受到抑制。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一方面在于，提出一种电机。
本发明的第二方面在于，提出一种压缩机。
本发明的第三方面在于，提出一种制冷设备。
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提供了一种电机，用于压缩机，包括：定子，其包括定子铁芯，定子铁芯呈环形筒状，定子铁芯的内径和外径的比值k满足k>0.5；及转子，设置在定子铁芯围成的柱状空间内，转子包括转子铁芯和磁性件，磁性件设置在转子铁芯上，压缩机的排量V(m)、转子铁芯及所述磁性件的质量M、转子外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4，其中，压缩机的排量V的单位是cm3，转子铁芯及磁性件的质量M的单位是g，转子外缘的最大半径R的单位是cm。
本发明提供的电机，包括定子和转子，其中，定子包括定子铁芯，转子内套于定子铁芯，且转子相对于定子铁芯可转动，转子还包括铆钉和平衡块等零部件。在压缩机排量一定的情况下，V/(M*R2)*1000的数值越大，越有利于电机小型化，但是V/(M*R2)*1000的值越大，压缩机低频条件下转子转速波动越大，抗扰动能力越差，且压缩机的能效下降明显，转子的转动惯量正比于转子铁芯及磁性件的质量M和转子外缘的最大半径R的平方，因此可以通过提高转子外缘最大半径的方式来降低转速波动，改善转子抗扰动能力，使得压缩机的能效提高。而转子外缘最大半径的大小受定子铁芯内径的限制，在定子铁芯外径一定的情况下，通过优化定子铁芯的内径与外径的比值k，将k值设置为k>0.5，能够增大定子铁芯的内径，进而保证转子外缘最大半径能够增大。与此同时，电机还要保证小型化的需求，因此，还需要压缩机的排量V、转子铁芯及磁性件的质量M、转子外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4。从而本发明提供的电机在保证压缩机小型化的同时，降低了转速波动，改善了转子抗扰动能力，在压缩机低频运行过程中，有效提高了压缩机运行稳定性，以及提高了压缩机整机能效，并降低了压缩机噪音。
另外，本发明提供的上述技术方案中的电机还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，定子铁芯的内径和外径的比值k满足k>0.57；压缩机的排量V、转子铁芯及磁性件的质量M、转子外缘的最大半径R满足2.2＜V/(M*R2)*1000＜3.7。
在该技术方案中，进一步优化了定子铁芯的内径和外径的比值k以及V/(M*R2)*1000的取值范围，将k设置为k>0.57，V/(M*R2)*1000设置为2.2＜V/(M*R2)*1000＜3.7，从而在保证电机小型化的同时，进一步降低了转速波动，改善了转子抗扰动能力，在压缩机低频运行过程中，进一步有效提高了压缩机运行稳定性，以及提高了压缩机整机能效，并进一步降低压缩机噪音。
在上述任一技术方案中，优选地，磁性件为永磁体。
在该技术方案中，磁性件不选用电磁体而采用永磁体，不必将磁性件连至电源，使结构更简洁。
在上述任一技术方案中，优选地，电机为稀土永磁同步电机。
在该技术方案中，稀土永磁同步电机具有高起动力距、高过载能力，以及运行效率高、节能效果明显的优点，因此能够进步一步提升压缩机的能效。
在上述任一技术方案中，优选地，电机为集中卷电机。
在该技术方案中，该电机采用集中卷电机结构，节省了电机端部用铜，可以提高电机单体效率。且集中卷电机结构，电机内径较大，因而转子外径可以做的较大，可有效提高压缩机低频运转稳定性。
在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯包括多个定子冲片，多个定子冲片相重叠，每个定子冲片上设有多个齿槽，多个所述齿槽位于定子冲片的内侧，并沿定子冲片的周向均匀分布。
在该技术方案中，定子铁芯可以由多个定子冲片重叠而成，因此可以通过设置定子冲片的尺寸、厚度和数量来构造不同尺寸、大小的定子铁芯，不但可以满足不同的用户需求，提高用户体验感，还可以简化定子铁芯的制作过程，使定子铁芯具有较高的灵活度。另外，每个定子冲片上设置的多个齿槽位置均相同，定子还包括绕组，由此，位于相互重叠的定子冲片内侧的齿槽，可以便于绕组的绕设。
可选地，多个齿槽均匀间隔分布，可以使绕组在定子铁芯上均匀分布，从而定子的磁密度分布均匀，提高电机的性能。
在上述任一技术方案中，优选地，齿槽的数量为9，转子的极数为6；或齿槽的数量为6，转子的极数为4；或齿槽的数量为18，转子的极数为6；或齿槽的数量为24，转子的极数为4。
在该技术方案中，具体限定了齿槽与对应的转子极数的数量，具有以上齿槽数量和对应的转子极数的电机，能够进一步提升压缩机的运行效率，降低电磁噪音。
在上述任一技术方案中，优选地，转子的磁极结构为V型或W型。
在该技术方案中，转子的磁极结构为V型或W型，能够在相同的空间内提高永磁体的面积，从而提高电机的性能。
本发明的第二方面提出了一种压缩机，包括上述任一技术方案所述的电机。
本发明提出的压缩机，包括上述任一技术方案所述的电机，因此具有上述电机的全部技术效果，在此不再赘述。
在上述技术方案中，优选地，压缩机为单缸滚动转子式压缩机。
在该技术方案中，压缩机还包括：壳体、泵体，泵体内设有压缩腔。
本发明的第三方面提出了一种制冷设备，包括上述任一技术方案所述的电机或上述任一技术方案所述的压缩机。
本发明提出的制冷设备，包括上述任一技术方案所述的电机或压缩机，因此具有上述电机或压缩机的全部技术效果，在此不再赘述。
在该技术方案中，该制冷设备可以是空调或冰箱。
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示出了根据本发明的一个实施例中的定子铁芯主视图；
图2示出了根据本发明的一个实施例中的转子铁芯主视图；
图3示出了根据本发明的一个实施例中的电机体积与V/(M*R2)*1000比值关系图；
图4示出了本发明与现有技术相比，压缩机能效变化趋势对比图。
图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
2定子铁芯，22齿槽，4转子，42转子铁芯，44磁性件。
具体实施方式
为了可以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1至图4描述根据本发明的一些实施例所述电机。
如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供了一种电机，用于压缩机，包括：定子，其包括定子铁芯2，定子铁芯2呈环形筒状，定子铁芯2的内径和外径的比值k满足k>0.5；及转子4，设置在定子铁芯2围成的柱状空间内，转子4包括转子铁芯42和磁性件44，磁性件44设置在转子铁芯42上，压缩机的排量V、转子铁芯42及所述磁性件44的质量M、转子4外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4，其中，压缩机的排量V的单位是cm3，转子铁芯42及磁性件44的质量M的单位是g，转子4外缘的最大半径R的单位是cm。
本发明提供的电机，包括定子和转子4，其中，定子包括定子铁芯2，转子4内套于定子铁芯2，且转子4相对于定子铁芯2可转动，转子4还包括铆钉和平衡块等零部件。在压缩机排量一定的情况下，如图3所示，x轴为V/(M*R2)*1000的值，y轴为电机的体积V2，电机的体积随着V/(M*R2)*1000值的增大而减小，即V/(M*R2)*1000的数值越大，越有利于电机小型化，但是V/(M*R2)*1000的值越大，压缩机低频条件下转子4转速波动越大，抗扰动能力越差，且压缩机的能效下降明显，转子4的转动惯量正比于转子铁芯42及磁性件44的质量M和转子4外缘的最大半径R的平方，因此可以通过提高转子4外缘最大半径的方式来降低转速波动，改善转子4抗扰动能力，使得压缩机的能效提高。而转子4外缘最大半径的大小受定子铁芯2内径的限制，在定子铁芯2外径一定的情况下，通过优化定子铁芯2的内径与外径的比值k，将k值设置为k>0.5，能够增大定子铁芯2的内径，进而保证转子4外缘最大半径能够增大。与此同时，电机还要保证小型化的需求，如图4所示，x轴为V/(M*R2)*1000的值，y轴为压缩机的能效，实线是本发明的压缩机能效曲线，虚线是现有技术的压缩机能效曲线，本发明将k设置大于0.5，通过提高转子铁芯外径的方法相对于现有技术提高了压缩机的能效，且在V/(M*R2)*1000在2至4之间时，压缩机能效基本相当，当V/(M*R2)*1000的值为4时，是压缩机能效明显下降的临界点，因此，还需要压缩机的排量V、转子铁芯42及磁性件44的质量M、转子4外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4，其中压缩机的排量V的单位是cm3、转子铁芯42及磁性件44的质量M的单位是g、转子4外缘的最大半径R的单位是cm，从而本发明提供的电机在保证电机小型化的同时，降低了转速波动，改善了转子4抗扰动能力，在压缩机低频运行过程中，有效提高了压缩机运行稳定性，以及提高了压缩机整机能效，并降低了压缩机噪音。
如图1至图4所示，在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯2的内径和外径的比值k满足k>0.57；压缩机的排量V、转子铁芯42及磁性件44的质量M、转子4外缘的最大半径R满足2.2＜V/(M*R2)*1000＜3.7。
在该实施例中，进一步优化了定子铁芯2的内径和外径的比值k的取值范围，将k设置为大于0.57，如图3所示，电机的体积随着V/(M*R2)*1000值的增大而减小，而当V/(M*R2)*1000的值为2.2时，电机的体积相对减小了一半左右。如图4所示，本发明通过提高转子铁芯外径的方法相对于现有技术提高了压缩机的能效，且在V/(M*R2)*1000为2.2与3.7之间时，压缩机的能效基本相当，因此当压缩机的排量V、转子铁芯42及磁性件44的质量M、转子4外缘的最大半径R满足2.2＜V/(M*R2)*1000＜3.7时，其中压缩机的排量V的单位是cm3、转子铁芯42及磁性件44的质量M的单位是g、转子4外缘的最大半径R的单位是cm，从而本发明提高的电机在保证电机小型化的同时，进一步降低了转速波动，改善了转子4抗扰动能力，在压缩机低频运行过程中，进一步有效提高了压缩机运行稳定性，以及提高了压缩机整机能效，并进一步降低压缩机噪音。
在本发明的一个实施例中，优选地，磁性件44为永磁体。
在该技术方案中，磁性件44不选用电磁体而采用永磁体，不必将磁性件44连至电源，使结构更简洁。
在本发明的一个实施例中，优选地，电机为稀土永磁同步电机。
在该实施例中，稀土永磁同步电机具有高起动力距、高过载能力，以及运行效率高、节能效果明显的优点，因此能够进步一步提升压缩机的能效。
在本发明的一个实施例中，优选地，电机为集中卷电机。
在该实施例中，该电机采用集中卷电机结构，节省了电机端部用铜，可以提高电机单体效率。且集中卷电机结构，电机内径较大，因而转子4外径可以做的较大，可有效提高压缩机低频运转稳定性。
在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯2包括多个定子冲片，多个定子冲片相重叠，如图1所示，每个定子冲片上设有多个齿槽22，多个所述齿槽22位于定子冲片的内侧，并沿定子冲片的周向均匀分布。
在该实施例中，定子铁芯2可以由多个定子冲片重叠而成，因此可以通过设置定子冲片的尺寸、厚度和数量来构造不同尺寸、大小的定子铁芯2，不但可以满足不同的用户需求，提高用户体验感，还可以简化定子铁芯2的制作过程，使定子铁芯2具有较高的灵活度。另外，每个定子冲片上设置的多个齿槽22位置均相同，定子还包括绕组，由此，位于相互重叠的定子冲片内侧的齿槽22，可以便于绕组的绕设。
可选地，多个齿槽22均匀间隔分布，可以使绕组在定子铁芯2上均匀分布，从而定子的磁密度分布均匀，提高电机的性能。
在本发明的一个实施例中，优选地，齿槽22的数量为9，转子4的极数为6；或齿槽22的数量为6，转子4的极数为4；或齿槽22的数量为18，转子4的极数为6；或齿槽22的数量为24，转子4的极数为4。
在该实施例中，具体限定了齿槽22与对应的转子4极数的数量，具有以上齿槽22数量和对应的转子4极数的电机，能够进一步提升压缩机的运行效率，降低电磁噪音。
优选地，如图1和图2所示，齿槽22的数量为9，转子4的极数为6。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子4的磁极结构为V型或W型。
在该实施例中，转子的磁极结构为V型或W型，能够在相同的空间内提高永磁体的面积，从而提高电机的性能。
可选地，如图2所示，转子的磁极结构为V型。
本发明的第二方面的实施例提供了一种压缩机，包括上述任一实施例所述的电机。
本发明提出的压缩机，包括如上述第一方面中任一实施例所述的电机，因此具有上述电机的全部技术效果，在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中，优选地，压缩机为单缸滚动转子4式压缩机。
在该实施例中，压缩机还包括：壳体、泵体，泵体内设有压缩腔。
本发明的第三方面的实施例提供了一种制冷设备，包括上述任一实施例所述的电机或上述任一技术方案所述的压缩机。
本发明提出的制冷设备，包括如上述第一方面中任一实施例所述的电机或压缩机，因此具有上述电机或压缩机的全部技术效果，在此不再赘述。
在该实施例中，该制冷设备可以是空调或冰箱。
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”、“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 (11)

1.一种电机，用于压缩机，其特征在于，包括：
定子，其包括定子铁芯，所述定子铁芯呈环形筒状，所述定子铁芯的内径和外径的比值k满足k>0.5；及
转子，设置在所述定子铁芯围成的柱状空间内，所述转子包括转子铁芯和磁性件，所述磁性件设置在所述转子铁芯上，所述压缩机的排量V、所述转子铁芯及所述磁性件的质量M、所述转子外缘的最大半径R满足2＜V/(M*R2)*1000＜4，其中，所述压缩机的排量V的单位是cm3，所述转子铁芯及所述磁性件的质量M的单位是g，所述转子外缘的最大半径R的单位是cm。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，
所述定子铁芯的内径和外径的比值k满足k>0.57；
所述压缩机的排量V、所述转子铁芯及所述磁性件的质量M、所述转子外缘的最大半径R满足2.2＜V/(M*R2)*1000＜3.7。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，
所述磁性件为永磁体。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，
所述电机为稀土永磁同步电机。
5.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，
所述电机为集中卷电机。
6.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，
所述定子铁芯包括多个定子冲片，多个所述定子冲片相重叠，每个所述定子冲片上设有多个齿槽，多个所述齿槽位于所述定子冲片的内侧，并沿所述定子冲片的周向均匀分布。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，
所述齿槽的数量为9，所述转子的极数为6；或
所述齿槽的数量为6，所述转子的极数为4；或
所述齿槽的数量为18，所述转子的极数为6；或
所述齿槽的数量为24，所述转子的极数为4。
8.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，
所述转子的磁极结构为V型或W型。
9.一种压缩机，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的电机。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，
所述压缩机为单缸滚动转子式压缩机。
11.一种制冷设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的电机；或
如权利要求9或10所述的压缩机。
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