CN110768423B - 压缩机的永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机永磁电机和压缩机，所述永磁电机包括转子和定子，所述转子包括转子铁芯和永磁体，每个所述磁体槽中的所述永磁体均沿所述转子铁芯的周向延伸所述定子套在所述转子的外侧，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，每个所述磁体槽内的所述永磁体的位于同一端面上所有顶点中，距离所述定子铁芯最近的两点为近端点，两个所述近端点之间的距离为L1，定子齿的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5。根据本发明实施例的压缩机的永磁电机的定子齿与永磁体的尺寸配合更合理，从而提升永磁电机的功率密度和电机效率。此外还能使得永磁电机的单边磁拉力得到降低，从而降低永磁电机的噪音。

Description

压缩机的永磁电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设备领域，尤其涉及一种压缩机的永磁电机及压缩机。

背景技术

随着国家高效节能的政策要求，空调压缩机的高效化是行业发展的重要方向。压缩机用永磁电机的高效化、高功率密度化成为一项重要课题。

压缩机行业中，永磁电机现有技术的关键尺寸L1(每极下的永磁体，具有靠近两个相邻极的第一端和第二端，所述第一端靠近转子外周的棱角与所述第二端靠近转子外周的棱角之间的距离设定为L1)，和L2(定子齿的齿宽)的关系为：L2/L1约为0.4甚至更低。该种电机尺寸结构，电机功率密度较低，电机效率提升受限。

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，本发明提出一种压缩机的永磁电机，所述永磁电机的功率密度较高，电机效率较大。

本发明还旨在提出一种具有所述压缩机的永磁电机的压缩机。

根据本发明实施例的压缩机的永磁电机，包括：转子，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯上设有沿周向分布的多个磁体槽，每个所述磁体槽中均插设有至少一个所述永磁体，每个所述磁体槽中的所述永磁体均沿所述转子铁芯的周向延伸；定子，所述定子套在所述转子的外侧，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括环形的轭部和多个定子齿，所述多个定子齿沿所述轭部的周向排布，所述定子绕组绕制在所述定子齿上，相邻两个所述定子齿与所述轭部之间限定出定子槽，所述定子齿包括齿部和靴部，所述齿部的径向外端与所述轭部相连，所述齿部的径向内端设有沿周向一侧或者沿周向两侧凸出的所述靴部；其中：每个所述磁体槽内的所述永磁体的位于同一端面上所有顶点中，距离所述定子铁芯最近的两点为近端点，两个所述近端点之间的距离为L1，所述齿部的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5。

根据本发明实施例的压缩机的永磁电机，由于将决定永磁电机的定子齿和永磁体的相对尺寸配合关系的参数L2与L1的比值控制在大于0.5的范围内，使得永磁电机的定子齿与永磁体的尺寸配合更合理，从而提升永磁电机的功率密度和电机效率。此外还能使得永磁电机的单边磁拉力得到降低，从而降低永磁电机的噪音。

在一些实施例中，所述定子铁芯的外径为D1,D1与L2满足关系式：L2/D1≤0.75。

在一些实施例中，每个所述磁体槽中设有一个所述永磁体，所述永磁体形成为长方体，所述长方体的靠近所述定子铁芯的边线端点为所述近端点。

在一些实施例中，每个所述磁体槽形成为V型，所述V型的开口朝向所述定子铁芯的外周沿，每个所述磁体槽中插设有两个所述永磁体。

在一些具体的实施例中，两个所述近端点分别位于两个所述永磁体上。

在一些实施例中，所述定子槽的个数为Z，Z满足关系式：9≤Z≤18。

在一些实施例中，所述定子槽的个数为Z，所述转子的转子级数为P，Z与P满足关系是：-2≤Z-P≤2。

在一些实施例中，所述永磁体为稀土永磁体。

在一些实施例中，所述定子绕组为集中式绕组。

根据本发明实施例的压缩机，包括所述的压缩机的永磁电机。

根据本发明实施例的压缩机，由于具有前文所述的永磁电机，提高了压缩机的工作效率，降低了压缩机的工作噪音。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，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是根据本发明一个具体实施例的压缩机的永磁电机的结构示意图；

图2是根据本发明另一个具体实施例的压缩机的永磁电机的结构示意图；

图3是现有技术与本发明的L2/L1关键参数选择区域示意图；

图4是L2/L1的参数与永磁电机转子受到单边磁拉力大小的关系图；

图5是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图。

附图标记：

压缩机1000、

永磁电机100、

定子110、

定子铁芯111、

轭部1111、

定子齿1112、齿部11121、靴部11122、

定子槽1113、

定子绕组112、

转子120、

转子铁芯121、磁体槽1211、

永磁体122、

壳体200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“宽度”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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元件必须具有特定的方位、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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的压缩机的永磁电机100的具体结构。

如图1-图2所示，根据本发明实施例的压缩机的永磁电机100包括定子110和转子120，转子120包括转子铁芯121和永磁体122，转子铁芯121上设有沿周向分布的多个磁体槽1211，每个磁体槽1211中均插设有至少一个永磁体122，每个磁体槽1211中的永磁体122均沿转子铁芯121的周向延伸。定子110套在转子120的外侧，定子110包括定子铁芯111和定子绕组112，定子铁芯111包括环形的轭部1111和多个定子齿1112，多个定子齿1112沿轭部1111的周向排布，定子绕组112绕制在定子齿1112上，相邻两个定子齿1112与轭部1111之间限定出定子槽1113，定子齿1112包括齿部11121和靴部11122，齿部11121的径向外端与轭部1111相连，齿部11121的径向内端设有沿周向一侧或者沿周向两侧凸出的靴部11122；其中：每个磁体槽1211内的永磁体122的位于同一端面上所有顶点中，距离定子铁芯111最近的两点为近端点S，两个近端点S之间的距离为L1，齿部11121的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5。

需要说明的是，如图3所示，现有技术中常用的压缩机的永磁电机，上述关键尺寸L2/L1的比值通常小于0.4，甚至更小。这样能够使得定子110的永磁体122长度较长，磁场较强。但是由于L2与L1的大小过于悬殊，导致定子齿1112和永磁体122的相对尺寸配合关系不够合理紧凑，不但在一定程度上增大了永磁电机100的体积，还降低了永磁电机100的功率密度和电机效率。此外，如图4所示，根据发明人研究发现，在某些多槽级的永磁电机100中，由于L2和L1的大小过于悬殊会导致转子120的磁极具有单边磁拉力，而单边磁拉力会造成电机噪音大的问题。

经过发明人的研究和多次试验发现，当决定永磁电机100的定子齿1112和永磁体122的相对尺寸配合关系的参数L2与L1的比值控制在大于0.5的范围内时，永磁电机100的功率密度和电机效率有所提高。这表明L2/L1≥0.5能够使得定子齿1112和永磁体122的配合相对尺寸配合关系更加合理。此外，在试验中发明人还发现，L2与L1的比值控制在大于0.5时，永磁电机100的单边磁拉力得到降低，降低了永磁电机100的噪音。

这里需要额外说明的是，由于现有技术中普遍采用的取值范围是L2/L1≤0.4，本发明的限定的L2/L1≥0.5的范围并不是直接在现有技术的基础上有限次试验的优化结果，而是发明人从定子齿1112与永磁体122的相对配合关系出发，理论上确定出较为合适的范围后再经试验证明的。

根据本发明实施例的压缩机的永磁电机100，由于将决定永磁电机100的定子齿1112和永磁体122的相对尺寸配合关系的参数L2与L1的比值控制在大于0.5的范围内，使得永磁电机100的定子齿1112与永磁体122的尺寸配合更合理，从而提升永磁电机100的功率密度和电机效率。此外还能使得永磁电机100的单边磁拉力得到降低，从而降低永磁电机100的噪音。

这里需要补充说明的是，当永磁电机100的齿部11121的宽度相等时，L2的取值就是所有齿部11121的宽度，而当永磁电机100的齿部11121的宽度不相等时，L2的取值为所有齿部11121中宽度最大的齿部11121的宽度。

在一些实施例中，如图1-图2所示，定子铁芯111的外径为D1,D1与L2满足关系式：L2/D1≤0.75。可以理解的是，将L2/D1的范围控制在小于等于0.75的范围内，能够提高定子铁芯111的空间利用率，还提高了永磁电机100的功率密度。

在一些实施例中，如图1所示，每个磁体槽1211中设有一个永磁体122，永磁体122形成为长方体，长方体的靠近定子铁芯111的边线端点为近端点S。可以理解的是，这样的磁体槽1211较为容易加工降低了转子铁芯121的加工难度，降低了永磁电机100的生产成本。

在一些实施例中，如图2所示，每个磁体槽1211形成为V型，V型的开口朝向定子铁芯111的外周沿，每个磁体槽1211中插设有两个永磁体122。可以理解的是，每个磁体槽1211中插设有两个永磁体122能够提高转子铁芯121的空间利用率，提高转子120的磁场强度，还能够提高永磁电机100的功率密度。

在一些具体的实施例中，两个近端点S分别位于两个永磁体122上。

在一些实施例中，定子槽1113的个数为Z，Z满足关系式：9≤Z≤18。可以理解的是，定子槽1113的个数过多或者过少都会影响永磁电机100的功率大小，因此将定子槽1113的个数限定在9-18的范围内能够在一定程度上保证永磁电机100的功率大小。

在一些实施例中，定子槽1113的个数为Z，转子120的转子120级数为P，Z与P满足关系是：-2≤Z-P≤2。

在一些实施例中，永磁体122为稀土永磁体122。当然在本发明的其他实施例中永磁体122还可以是铁氧永磁体122等其他形式。

在一些实施例中，定子绕组112为集中式绕组。当然在本发明的其他实施例中，定子绕组112还可以是分体式绕组等其他形式。

下面参考图1-图2描述本发明两个具体实施例的压缩机的永磁电机100。

实施例1：

如图1所示，本实施例的压缩机的永磁电机100包括定子110和转子120，转子120包括转子铁芯121和永磁体122，转子铁芯121上设有沿周向分布的十个磁体槽1211，每个磁体槽1211中均插设有一个永磁体122，每个磁体槽1211中的永磁体122均沿转子铁芯121的周向延伸。定子110套在转子120的外侧，定子110包括定子铁芯111和定子绕组112，定子铁芯111包括环形的轭部1111和九个定子齿1112，九个定子齿1112沿轭部1111的周向排布，定子绕组112绕制在定子齿1112上，相邻两个定子齿1112与轭部1111之间限定出定子槽1113，定子齿1112包括齿部11121和靴部11122，齿部11121的径向外端与轭部1111相连，齿部11121的径向内端设有沿周向两侧凸出的靴部11122。

永磁体122形成为长方体，长方体的靠近定子铁芯111的边线端点为近端点S。两个近端点S之间的距离为L1，齿部11121的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5。定子铁芯111的外径为D1,D1与L2满足关系式：L2/D1≤0.75。

实施例2：

如图1所示，本实施例的压缩机的永磁电机100包括定子110和转子120，转子120包括转子铁芯121和永磁体122，转子铁芯121上设有沿周向分布的十四个磁体槽1211，每个磁体槽1211形成为V型，V型的开口朝向定子铁芯111的外周沿，每个磁体槽1211中插设有沿转子铁芯121的周向延伸的两个永磁体122。定子110套在转子120的外侧，定子110包括定子铁芯111和定子绕组112，定子铁芯111包括环形的轭部1111和十二个定子齿1112，十二个定子齿1112沿轭部1111的周向排布，定子绕组112绕制在定子齿1112上，相邻两个定子齿1112与轭部1111之间限定出定子槽1113，定子齿1112包括齿部11121和靴部11122，齿部11121的径向外端与轭部1111相连，齿部11121的径向内端设有沿周向两侧凸出的靴部11122。

每个磁体槽1211内的两个永磁体122的位于同一端面上所有顶点中，距离定子铁芯111最近的点为近端点S。每个磁体槽1211内具有两个永磁体122，因此每个磁体槽1211内具有两个近端点S，两个近端点S之间的距离为L1，齿部11121的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5。定子铁芯111的外径为D1,D1与L2满足关系式：L2/D1≤0.75。

如图5所示，根据本发明实施例的压缩机1000，包括所述的压缩机的永磁电机100。永磁电机100的定子铁芯111连接在压缩机1000的壳体200内壁上。

根据本发明实施例的压缩机1000，由于具有前文所述的永磁电机100，提高了压缩机1000的工作效率，降低了压缩机1000的工作噪音。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种压缩机的永磁电机，其特征在于，包括：

转子，所述转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯上设有沿周向分布的多个磁体槽，每个所述磁体槽中均插设有至少一个所述永磁体，每个所述磁体槽中的所述永磁体均沿所述转子铁芯的周向延伸；

定子，所述定子套在所述转子的外侧，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯包括环形的轭部和多个定子齿，所述多个定子齿沿所述轭部的周向排布，所述定子绕组绕制在所述定子齿上，相邻两个所述定子齿与所述轭部之间限定出定子槽，所述定子齿包括齿部和靴部，所述齿部的径向外端与所述轭部相连，所述齿部的径向内端设有沿周向一侧或者沿周向两侧凸出的所述靴部；其中：

每个所述磁体槽内的所述永磁体的位于同一端面上所有顶点中，距离所述定子铁芯最近的两点为近端点，两个所述近端点之间的距离为L1，所述齿部的宽度为L2，L1与L2满足关系式：L2/L1≥0.5；

所述定子铁芯的外径为D1,D1与L2满足关系式：L2/D1≤0.75；

每个所述磁体槽形成为V型，所述V型的开口朝向所述定子铁芯的外周沿，每个所述磁体槽中插设有两个所述永磁体，两个所述近端点分别位于两个所述永磁体上，每个磁体槽内的两个永磁体的位于同一端面上所有顶点中，距离定子铁芯最近的点为近端点；

所述定子槽的个数为Z，所述转子的转子级数为P，Z与P满足关系是：-2≤Z-P≤2。

2.根据权利要求1所述的压缩机的永磁电机，其特征在于，所述定子槽的个数为Z，Z满足关系式：9≤Z≤18。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的压缩机的永磁电机，其特征在于，所述永磁体为稀土永磁体。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的压缩机的永磁电机，其特征在于，所述定子绕组为集中式绕组。

5.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的压缩机的永磁电机。

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