CN109962545A - 电机转子及其压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电机转子及其压缩机，其中，电机转子包括：多个的转子冲片层叠组成的柱体，转子冲片的外周设有多段磁极极弧，每段磁极极弧对应一磁槽，且磁极极弧包括根据磁极中心线对称的两段第一磁极极弧，每段第一磁极极弧包括至少两段第二磁极极弧；至少一对相邻的两段第二磁极极弧之间，靠近磁极中心线的第二磁极极弧与远离磁极中心线的第二磁极极弧的半径的比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。本发明的电机转子及其压缩机能够有效消除定转子气隙间的谐波，降低噪音，从而改善反电势波形的正弦性以及降低电机负载的转矩脉动。

Description

电机转子及其压缩机
技术领域
本发明涉及制冷设备领域，具体地说，涉及一种电机转子及其压缩机。
背景技术
压缩机永磁同步电机由于定转子间气隙存在谐波，产生反电势谐波和齿槽转矩，进而使得电机负载运行时的转矩脉动和噪音增大。同时，反电势谐波也会使电机控制的精度和准确度变差。
现有的永磁同步电机转子通常是由形状为均匀规则的圆形冲片叠压而成，部分转子冲片在两个相邻的转子磁极之间有隔磁切边的设计。这种形式的转子通常会在定转子气隙中产生各种不同阶次的谐波，使得电机的反电势波形正弦性变差，同时使得转矩脉动和噪音变大。
因此，本发明提供了能改善转矩脉动和噪音的电机转子及其压缩机。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供电机转子及其压缩机，克服了现有技术的困难，能够有效消除定转子气隙间的谐波，降低噪音，从而改善反电势波形的正弦性以及降低电机负载的转矩脉动。
本发明提供了一种电机转子，包括：多个的转子冲片层叠组成的柱体所述，所述转子冲片的外周设有多段磁极极弧，每段所述磁极极弧对应一磁槽，且所述磁极极弧包括根据磁极中心线对称的两段第一磁极极弧，每段所述第一磁极极弧包括至少两段第二磁极极弧；
至少一对相邻的两段所述第二磁极极弧之间，靠近所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径与远离所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径两者的半径比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。
优选地，所述半径比值M与所述角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3。
优选地，同一所述第一磁极极弧的所有第二磁极极弧之间都满足：相邻的两段所述第二磁极极弧之间，靠近所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径与远离所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径两者的半径比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。
优选地，所述半径比值M与所述角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3。
优选地，相邻的所述第二磁极极弧之间设有隔磁切边，所述隔磁切边的两端分别连接相邻的两段所述第二磁极极弧。
优选地，所述转子冲片的外轮廓为近似圆形；所述近似圆形由多段圆弧和线段连续形成封闭图形。
优选地，在所述第一磁极极弧与其对应的磁槽之间设有至少一矩形孔；所述矩形孔的外侧靠近所述磁极中心线，所述矩形孔的内侧远离所述磁极中心线。
优选地，所述矩形孔分别延展至所述相邻的两段所述第二磁极极弧所对应的两个扇形区域。
本发明还提供了一种压缩机，包括上述的电机转子。
综上所述，本发明的电机转子及其压缩机能够有效消除定转子气隙间的谐波，降低噪音，从而改善反电势波形的正弦性以及降低电机负载的转矩脉动。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的电机转子中转子冲片的示意图。
图2是图1中F区域的放大图。
图3是图1中F区域内多段第二磁极极弧的半径以及角度的示意图。
图4是本发明与现有技术关于时间与转矩的函数曲线对比示意图。以及
图5是本发明与现有技术关于时间与电压谐波的函数曲线对比示意图。
附图标记
10 转子冲片
11 磁极极弧
111 第一磁极极弧
1 第二磁极极弧
2 隔磁切边
3 第二磁极极弧
4 隔磁切边
5 第二磁极极弧
R1 第一半径
R2 第二半径
R3 第三半径
a 第一角度
b 第二角度
c 第三角度
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
图1是本发明的电机转子中转子冲片的示意图。图2是图1中F区域的放大图。图3是图1中F区域内多段第二磁极极弧的半径以及角度的示意图。如图1至3所示，本发明的电机转子，包括：多个的转子冲片层叠组成的柱体，转子冲片10的外轮廓可以是近似圆形；近似圆形由多段圆弧和线段连续形成封闭图形。转子冲片的外周设有多段磁极极弧11，每段磁极极弧11对应一磁槽12，且磁极极弧包括根据磁极中心线OP对称的两段第一磁极极弧111，每段第一磁极极弧111包括至少两段第二磁极极弧。至少一对相邻的两段第二磁极极弧之间，靠近磁极中心线的第二磁极极弧与远离磁极中心线的第二磁极极弧的半径的比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。半径比值M与角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3，但不以此为限。
本实施例中，每段第一磁极极弧111包括三段第二磁极极弧，并且相邻的第二磁极极弧之间设有隔磁切边，隔磁切边的两端分别连接相邻的两段第二磁极极弧。即第一磁极极弧111包括顺序相连的第二磁极极弧1、隔磁切边2、第二磁极极弧3、隔磁切边4、第二磁极极弧5、隔磁切边6。如图所示，其中第二磁极极弧1最靠近磁极中心线OP，而隔磁切边6最远离磁极中心线OP。
其中，第二磁极极弧1的半径长度为R1；第二磁极极弧3的半径长度为R2；第二磁极极弧5的半径长度为R3。第二磁极极弧1的圆心角的角度为a；第二磁极极弧3的圆心角的角度为b；第二磁极极弧5的圆心角的角度为c。则，R1、R2、R3、a、b、c之间满足以下公式：(R1/R2)＝k×(a/b)并且(R2/R3)＝k×(b/c)，1≤k≤1.3，在本发明中，半径比值M与角度比值N之间的比例K的范围还可以是1.1≤k≤1.2，或是1.3≤k≤1.5，但不以此为限。本发明通过合理设计圆弧(或线段)的弧长(或长度)与夹角之间的比例，能够达到降低定转子间气隙谐波的目的。
在一个优选方案中，同一第一磁极极弧的所有第二磁极极弧之间都满足：相邻的两段第二磁极极弧之间，靠近磁极中心线的第二磁极极弧与远离磁极中心线的第二磁极极弧的半径的比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。并且，半径比值M与角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3。
在一个优选方案中，在第一磁极极弧与其对应的磁槽12之间设有至少一矩形孔12；矩形孔12的外侧靠近磁极中心线OP，矩形孔12的内侧远离磁极中心线OP。在一个优选方案中，矩形孔12分别延展至相邻的两段第二磁极极弧所对应的两个扇形区域。
本发明还提供一种压缩机，包括上述电机转子，其电机转子的技术特征和技术效果如前所述，此处不再赘述。本发明的压缩机通过合理设计转子的圆弧(或线段)的弧长(或长度)与夹角之间的比例，能够达到降低定转子间气隙谐波从而使得本发明的压缩机运行时其电机负载转矩脉动以及发电电压谐波大大下降。
图4是本发明与现有技术关于时间与负载转矩的函数曲线对比示意图。如4中X轴为时间，单位秒，Y轴为负载转矩，其中直线轨迹的曲线为本发明的负载转矩曲线，虚线轨迹的曲线为现有技术的负载转矩曲线，对比可知，通过本发明的这种优化的设计方法，本发明压缩机的可以降低电机负载转矩脉动70％以上。
图5是本发明与现有技术关于时间与电压谐波的函数曲线对比示意图。如5中X轴为时间，单位秒，Y轴为发电电压，其中直线轨迹的曲线为本发明的发电电压曲线，虚线轨迹的曲线为现有技术的发电电压曲线，对比可知，通过本发明的这种优化的设计方法，本发明压缩机可以降低发电电压谐波85％以上，使反电势波形更正弦化。
综上可知，本发明的电机转子及其压缩机能够有效消除定转子气隙间的谐波，降低噪音，从而改善反电势波形的正弦性以及降低电机负载的转矩脉动。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：多个的转子冲片层叠组成的柱体，所述转子冲片的外周设有多段磁极极弧，每段所述磁极极弧对应一磁槽，且所述磁极极弧包括根据磁极中心线对称的两段第一磁极极弧，每段所述第一磁极极弧包括至少两段第二磁极极弧；
至少一对相邻的两段所述第二磁极极弧之间，靠近所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径与远离所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径两者的半径比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：所述半径比值M与所述角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3。
3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：同一所述第一磁极极弧的所有第二磁极极弧之间都满足：相邻的两段所述第二磁极极弧之间，靠近所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径与远离所述磁极中心线的第二磁极极弧的半径两者的半径比值为M、圆心角的角度比值为N，M大于N。
4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于：所述半径比值M与所述角度比值N之间的比例为k，1≤k≤1.3。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电机转子，其特征在于：相邻的所述第二磁极极弧之间设有一隔磁切边，所述隔磁切边的两端分别连接相邻的两段所述第二磁极极弧。
6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于：所述转子冲片的外轮廓为近似圆形；所述近似圆形由多段圆弧和线段连续形成封闭图形。
7.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于：在所述第一磁极极弧与其对应的磁槽之间设有至少一矩形孔；所述矩形孔的外侧靠近所述磁极中心线，所述矩形孔的内侧远离所述磁极中心线。
8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于：所述矩形孔分别延展至所述相邻的两段所述第二磁极极弧所对应的两个扇形区域。
9.一种压缩机，其特征在于：包括如权利要求1至8中任意一项所述的电机转子。
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