CN110620453A - 永磁电机的转子、永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁电机的转子、永磁电机及压缩机，转子包括转子铁芯和永磁体。转子铁芯设置有永磁体槽；永磁体设置在永磁体槽内，并形成N/S交替的磁极，其中，相邻两磁极之间设有空隙部，空隙部位于转子外边缘的内侧并与转子的外边缘之间具有间隙。本发明提供的转子，过转子的中心和相邻两磁极之间的中点的直线设定为q轴，设置空隙部能够减少经过q轴及q轴附近的磁通，从而减小齿槽转矩，降低由齿槽转矩导致的振动噪音。

Description

永磁电机的转子、永磁电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，更具体而言，涉及一种永磁电机的转子、包括该永磁电机的转子的永磁电机和包括该永磁电机的压缩机。

背景技术

在永磁电机中，由于永磁体与定子铁芯之间的相互作用，不可避免的产生齿槽转矩，从而导致转矩波动，引起振动和噪声。

涡旋压缩机电机的特点是体积较大，在装配时，齿槽转矩大小对定位精度影响较大，电机处于长时间运行，转速较高、噪音较大。对于削弱永磁电机的齿槽转矩，在相关技术中通过对转子铁芯q轴进行下凹处理，即转子结构为非整圆。此时定转子之间的等效气隙变大，在转子高速旋转时，机械风摩损耗增加，使电机温度上升，电机效率下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面的目的在于提供一种永磁电机的转子。

本发明的第二个方面的目的在于提供一种包括上述永磁电机的转子的永磁电机。

本发明的第三个方面的目的在于提供一种包括上述永磁电机的压缩机。

为实现上述目的，本发明的第一个方面的技术方案提供了一种永磁电机的转子，包括：转子铁芯，设置有永磁体槽；和永磁体，设置在所述永磁体槽内，并形成N/S交替的磁极，其中，不同的所述磁极相邻两所述永磁体槽与所述转子的外边缘之间设有空隙部。

本发明上述技术方案提供的永磁电机的转子，相邻两个永磁体槽内的永磁体的极性相反，形成N/S交替的磁极。转子铁芯上相邻两磁极之间设有空隙部，且空隙部与转子的外边缘之间具有不为零的间隙，即空隙部位于转子的外边缘的内侧，其中，靠近转子铁芯上轴孔处为内，远离轴孔处为外。

在不同磁极相邻两永磁体槽、转子外边缘之间设置空隙部，过转子的中心和相邻两磁极之间的中点的直线设定为q轴，设置空隙部能够减少经过q轴及q轴附近的磁通，从而减小齿槽转矩，降低由齿槽转矩导致的振动噪音。

另外，本发明上述技术方案提供的永磁电机的转子还具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，优选地，所述空隙部的轮廓与所述转子的外边缘之间的最小距离为d1，所述永磁体槽的端部与所述转子的外边缘之间的最小距离为d2，d1≤d2。

保证d1处于较小值，使得空隙部的轮廓与转子的外边缘之间的距离较小，有效的减小经过q轴及q轴附近的磁通，避免d1较大导致对齿槽转矩的削弱效果不明显。

上述技术方案中，优选地，d2≤2d1，既能使空隙部起到降低齿槽转矩的效果，还能防止d1过大导致转子刚度较低。

上述技术方案中，优选地，过所述转子的中心和相邻两所述磁极之间的中点的直线设定为q轴，所述q轴穿过所述空隙部，进一步使得空隙部能够减小q轴磁通。

上述技术方案中，优选地，所述空隙部关于所述q轴对称，方便空隙部的加工成型，当然，空隙部也可以不关于q轴对称。

上述技术方案中，优选地，所述空隙部的轮廓包括直线和/或曲线；和/或所述空隙部的横截面的形状为多边形、圆形或椭圆形，或者其它形状。

上述技术方案中，优选地，每一所述磁极包括两个永磁体，且每一所述磁极呈V型。

永磁体槽的形状呈V型，V型永磁体槽的开口朝向背对轴孔的一侧，一磁极内的两个永磁体分别设置在V型永磁体槽的侧壁上。永磁体槽的数量为偶数，转子铁芯的中心处设有轴孔，永磁体槽在转子铁芯中绕轴孔的外周呈对称分布。

当然，永磁体槽也可以呈其它形状，例如一字型。

上述技术方案中，优选地，所述磁极的数量大于或等于4且为偶数。

本发明第二个方面的技术方案提供一种永磁电机，包括：定子；和如上述技术方案中任一项所述的永磁电机的转子，所述转子可旋转地设置在所述定子内。

本发明第二个方面的技术方案提供的永磁电机，因包括第一个方面的技术方案中任一项所述的永磁电机的转子，因而具有上述技术方案中任一项所述的永磁电机的转子的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第三个方面的技术方案提供一种压缩机，包括如上述技术方案所述的永磁电机，因而具有上述技术方案所述的永磁电机的全部有益效果，在此不再赘述。

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是本发明的一个实施例所述的永磁电机的结构示意图；

图2是图1所示的永磁电机的转子的结构示意图；

图3是图2所示的转子局部的放大结构示意图；

图4是应用本发明实施例的永磁电机与应用相关技术的永磁电机的齿槽转矩对比示意图，其中，实线表示相关技术的齿槽转矩，虚线表示本发明的齿槽转矩；

图5是本发明的一个实施例所述的压缩机的剖视结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10转子，1转子铁芯，11永磁体槽，12轴孔，13永磁体槽间隙，2永磁体，3空隙部，20定子，4绕组，5定子齿，6定子铁芯，30压缩机，40压缩机构，50永磁电机，60密闭壳体。

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。

下面参照附图描述根据本发明一些实施例的永磁电机的转子、永磁电机和压缩机。

如图1至图3所示，根据本发明一些实施例提供的一种永磁电机的转子10，包括转子铁芯1和永磁体2。转子铁芯1设置有永磁体槽11；永磁体2设置在永磁体槽11内，并形成N/S交替的磁极，其中，相邻两磁极之间设有空隙部3，空隙部3位于转子铁芯1内即位于转子10的外边缘的内侧，并与转子10的外边缘之间具有间隙。

本发明上述技术方案提供的永磁电机的转子10，相邻两个永磁体槽11内的永磁体2的极性相反，形成N/S交替的磁极。转子铁芯1上相邻两磁极之间设有空隙部3，且空隙部3与转子10的外边缘之间具有不为零的间隙，即空隙部3位于转子10的外边缘的内侧，其中，靠近转子铁芯1上轴孔12处为内，远离轴孔12处为外。

过转子10的中心和相邻两磁极之间的中点的直线设定为q轴，设置空隙部3能够减少经过q轴及q轴附近的磁通，从而减小齿槽转矩，降低由齿槽转矩导致的振动噪音，有效改善了压缩机30在装配时因齿槽转矩较大而发生定位不良情况，从而提高生产效率。而且空隙部位于转子铁芯的内部，没有改变定转子之间的等效气隙，因而不会影响永磁电机的效率，从而能够兼顾高效率与低噪音。

图4是应用本发明实施例的永磁电机对比相关技术的齿槽转矩示意图。本发明提供的永磁电机的齿槽转矩峰峰值小于2.5N.m，相关技术的永磁电机的齿槽转矩峰峰值大于6N.m。从而可以改善电机转矩波动，降低电机振动噪声。

优选地，让他3所示，空隙部3的轮廓与转子的外边缘之间的最小距离为d1，永磁体槽11的端部与转子的外边缘之间的最小距离为d2，d1≤d2。

保证d1处于较小值，使得空隙部3的轮廓与转子的外边缘之间的距离较小，有效的减小经过q轴及q轴附近的磁通，避免d1较大导致对齿槽转矩的削弱效果不明显。

优选地，d2≤2d1，既能使空隙部3起到降低齿槽转矩的效果，还能防止d1过大导致转子10刚度较低。

优选地，永磁体槽的端部为永磁体槽间隙13。空隙部至少部分位于不同磁极相邻两永磁体槽的永磁体槽间隙13之间。

优选地，过转子10的中心和相邻两磁极之间的中点的直线设定为q轴，q轴穿过空隙部3，进一步使得空隙部3能够减小q轴磁通。

优选地，空隙部3关于q轴对称，方便空隙部3的加工成型，当然，空隙部3也可以不关于q轴对称。

优选地，空隙部3的轮廓包括直线和/或曲线，即空隙部3轮廓包括直线、曲线的一种或多种的组合。

空隙部3的横截面的形状为多边形、圆形、或椭圆形，或者其它形状。

优选地，每一磁极包括两个永磁体2，且每一磁极呈V型。

永磁体槽11的形状呈V型，V型永磁体槽11的开口朝向背对轴孔12的一侧，一磁极内的两个永磁体分别设置在V型永磁体槽11的侧壁上。永磁体槽11的数量为偶数，转子铁芯1的中心处设有轴孔12，永磁体槽11在转子铁芯1中绕轴孔12的外周呈对称分布。

当然，永磁体槽11也可以呈其它形状，例如一字型。

优选地，磁极的数量大于或等于4且为偶数。

如图1所示，转子10包括转子铁芯1与永磁体2。转子铁芯1具有与永磁极数相对应的永磁体槽11，永磁体2沿着多个永磁体槽11旋转方向配置。

过永磁体槽11对称中心线与转子10中心的直线设定为d轴，过相邻磁极之间的中点和转子10中心的直线设定为q轴，在q轴附近不同磁极相邻永磁体槽11之间与转子10径向外侧(径向外侧即为外边缘)之间具有空隙部3。当转子的外边缘呈圆形时，空隙部3轮廓边缘与转子10径向外侧边缘最小距离为d1，永磁体槽11两端距转子10径向外侧边缘最小距离为d2。当然，转子的外边缘也可以不呈圆形，例如转子的外边缘的局部内凹。

图2是图1的永磁电机的转子10结构示意图。本实施例转子10的磁极数为6，每个磁极由两个永磁体2组成，且呈V型分布。

本发明第二个方面的技术方案提供一种永磁电机，包括：定子；和如上述技术方案中任一项的永磁电机的转子10，转子10可旋转地设置在定子内。

本发明第二个方面的技术方案提供的永磁电机，因包括第一个方面的技术方案中任一项的永磁电机的转子10，因而具有上述技术方案中任一项的永磁电机的转子10的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明能降低由永磁电机齿槽转矩导致的振动噪音，提高压缩机30装配精度。

永磁电机包括：定子20、缠绕在定子20上的绕组4以及转子10，该转子10可旋转地设置在定子20中。定子20包括：通过叠置多个硅钢片所形成的圆筒形定子铁芯6；形成在定子铁芯6中且沿其径向方向向内延伸的定子齿5，以及缠绕定子齿5的绕组4。

转子10包括：通过叠置多个硅钢片所形成的转子铁芯1，该转子铁芯1设置在定子的圆柱形腔体中，同时以预定的距离与定子的圆柱形腔体分开；形成在转子铁芯1中的多个永磁体槽11；以及多个永磁体2该永磁体2分别插入到永磁体槽11中。通常，在永磁体2被插入到永磁体槽11中之后，在永磁体2的端部上形成永磁体槽间隙13。

本发明第三个方面的技术方案提供一种压缩机30，包括如上述技术方案的永磁电机，因而具有上述技术方案的永磁电机的全部有益效果，在此不再赘述。

优选地，压缩机30为涡旋压缩机30。

如图5所示，压缩机包括密闭壳体60、位于密闭壳体60内的压缩机构40和永磁电机50。优选地，压缩机构40位于永磁电机50的上方。

综上所述，本发明实施例提供的永磁电机的转子10，有效降低永磁电机的齿槽转矩，减小转矩波动，削弱齿槽转矩对永磁电机振动噪音的影响，提升系统的控制精度。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，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，或电连接；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。

本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

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 (10)

1.一种永磁电机的转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，设置有永磁体槽；和

永磁体，设置在所述永磁体槽内，并形成N/S交替的磁极，其中，不同的所述磁极相邻两所述永磁体槽与所述转子的外边缘之间设有空隙部。

2.根据权利要求1所述的永磁电机的转子，其特征在于，

所述空隙部的轮廓与所述转子的外边缘之间的最小距离为d1，所述永磁体槽的端部与所述转子的外边缘之间的最小距离为d2，d1≤d2。

3.根据权利要求2所述的永磁电机的转子，其特征在于，

d2≤2d1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，

过所述转子的中心和相邻两所述磁极之间的中点的直线设定为q轴，所述q轴穿过所述空隙部。

5.根据权利要求4所述的永磁电机的转子，其特征在于，

所述空隙部关于所述q轴对称。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，

所述空隙部的轮廓包括直线和/或曲线；和/或

所述空隙部的横截面的形状为多边形、圆形或椭圆形。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，

每一所述磁极包括两个所述永磁体，且每一所述磁极呈V型。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，

所述磁极的数量大于或等于4且为偶数。

9.一种永磁电机，其特征在于，包括：

定子；和

如权利要求1至8中任一项所述的永磁电机的转子，所述转子可旋转地设置在所述定子内。

10.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求9所述的永磁电机。