CN111555481A - 电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

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CN111555481A CN202010457457.0A CN202010457457A CN111555481A CN 111555481 A CN111555481 A CN 111555481A CN 202010457457 A CN202010457457 A CN 202010457457A CN 111555481 A CN111555481 A CN 111555481A
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Abstract

本发明提供了一种电机、压缩机和制冷设备。其中,电机包括:定子组件,定子组件包括定子铁芯,定子铁芯设置有定子槽隙;转子组件,转子组件包括永磁体;其中,定子槽隙的数量为Q个;定子铁芯的外径为D毫米;定子铁芯的高度为L毫米;永磁体的内禀矫顽力为Hcj kA/m,Hcj的数值满足:2100‑Q×L×130/D≤Hcj≤1800。本发明提供的电机,在永磁体中的重稀土元素的质量百分比降低、或者永磁体不使用重稀土元素时,通过具体限定定子槽隙的数量、定子铁芯的外径、定子铁芯的高度、永磁体的内禀矫顽力之间的关系,来降低电机通电所产生的退磁反向磁场强度,进而增强电机的抗退磁能力,提高电机的性能。

Description

电机、压缩机和制冷设备
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域,具体而言,涉及一种电机、一种压缩机和一种制冷设备。
背景技术
目前的压缩机,为适应家用空调的应用环境,变频电机的永磁体大多为含有重稀土元素、内禀矫顽力较高的永磁体,由于重稀土元素为国家战略型资源,且随着家用空调全部变频化的发展趋势,变频机型的总量逐年增加,因此,所消耗的国家战略型资源重稀土元素也逐年增加,但研究表明,永磁体中重稀土含量的减少,会造成电机抗退磁能力的下降。因此,如何提高电机的抗退磁能力成为目前亟需解决的问题。
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,本发明的第一方面提出一种电机。
本发明的第二方面提出一种压缩机。
本发明的第三方面提出一种制冷设备。
有鉴于此,本发明的第一方面提供一种电机,包括:定子组件,定子组件包括定子铁芯,定子铁芯设置有定子槽隙;转子组件,转子组件包括永磁体;其中,定子槽隙的数量为Q个;定子铁芯的外径为D毫米;定子铁芯的高度为L毫米;永磁体的内禀矫顽力为Hcj kA/m;其中,Hcj的数值满足:2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800。
本申请提供的电机,包括定子组件和转子组件,定子组件包括定子铁芯,定子铁芯设置有定子槽隙,转子组件包括永磁体,通过定义定子槽隙的数量为Q个,定子铁芯的外径为D毫米,定子铁芯的高度为L毫米,永磁体的内禀矫顽力为Hcj kA/m,其中,kA/m为内禀矫顽力的单位,即千安每米。永磁体不使用重稀土元素,降低了电机的制造成本,并减少了重稀土元素的消耗,但此时电机的抗退磁能力下降,进而通过限定永磁体的内禀矫顽力Hcj的数值满足2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800,使得合理设置定子槽隙的数量、定子铁芯的外径、定子铁芯的高度与永磁体内禀矫顽力的关系,来减少每个定子槽隙内绕组的匝数,进而减小电机通电所产生的退磁反向磁场强度以提高电机的抗退磁能力,使得在永磁体减少重稀土元素的使用、降低电机的制造成本的同时,电机的抗退磁能力能够满足压缩机运行范围内耐退磁特性的要求,提高了电机的性价比。
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:
在上述任一技术方案中,进一步地,转子组件的极对数p满足:
Q-5≤2p≤Q+2。
在该技术方案中,转子组件的极对数p满足Q-5≤2p≤Q+2,通过进一步限定转子组件的极对数p和定子槽隙的数量Q之间的关系,使得满足上述关系式的槽极数量的电机的性能较高,提高了电机的抗退磁能力满足压缩机的使用要求的可靠性,进而提高压缩机运行的可靠性。
在上述任一技术方案中,进一步地,定子铁芯的外径D的范围为:70mm至150mm;和/或定子铁芯的高度L的范围为:30mm至80mm;和/或定子槽隙的数量Q的范围为:9个至36个。
在该技术方案中,定子铁芯的外径D的范围为70mm至150mm,即70mm≤D≤150mm,通过合理设置定子铁芯的外径D的取值范围,有利于减少每个定子槽隙内绕组的匝数,进而减小电机通电所产生的退磁反向磁场强度并增大电机的抗退磁能力。
定子铁芯的高度L的范围为30mm至80mm,即L≥30mm,通过合理设置定子铁芯的高度的取值范围,有利于提高电机的抗退磁能力。
定子槽隙的数量Q的范围为9个至36个,即9个≤Q≤36个,通过合理设置定子槽隙的数量,有利于减少每个定子槽隙内绕组的匝数,进而减小电机通电所产生的退磁反向磁场强度,增大电机的抗退磁能力。
在上述任一技术方案中,进一步地,永磁体中镝和/或铽的质量百分比的范围为:0至0.5%,或永磁体中重稀土元素的质量百分比的范围为:0至0.5%。
在该技术方案中,由于镝和铽属于重稀土元素,重稀土元素属于国家战略性资源,而永磁体中重稀土元素的质量百分比与永磁体的内禀矫顽力Hcj的大小正相关。因此,一方面,通过限定永磁体中镝和/或铽的质量百分比的范围为0至0.5%,有利于在保证电机良好的抗退磁能力的情况下,减少镝和/或铽的使用,进而有利于降低电机的制造成本,提高电机的性价比;另一方面,通过限定永磁体中重稀土元素的质量百分比的范围为0至0.5%,有利于在保证电机良好的抗退磁能力的情况下,减少重稀土元素的使用,进而有利于降低电机的制造成本,提高电机的性价比。
在上述任一技术方案中,进一步地,转子组件还包括:转子铁芯,转子铁芯和定子铁芯中一个围设于另一个的外侧,转子铁芯设置有安装槽,永磁体设置于安装槽。
在该技术方案中,转子组件还包括转子铁芯,永磁体设置于转子铁芯的安装槽内,一方面,定子铁芯围设于转子铁芯的外侧,即定子组件位于转子组件的外侧;另一方面,转子铁芯围设于定子铁芯的外侧,即转子组件位于定子组件的外侧,定子铁芯和转子铁芯的不同位置,能够满足不同电机类型的需求,使得对于不同类型的电机,通过具体限定定子槽隙的数量、定子铁芯的外径、定子铁芯的高度之间的关系,都能降低永磁体退磁所需的反向磁场强度,进而增强电机的抗退磁能力,提高电机的性能,使得电机能够满足压缩机的使用要求。
在上述任一技术方案中,进一步地,安装槽为V型槽、U型槽、W型槽、一字槽或I型槽。
在该技术方案中,安装槽为V型槽、U型槽、W型槽、一字槽或I型槽,安装槽的不同结构能够满足永磁体不够结构的需求,适于扩大产品的使用范围。
在上述任一技术方案中,进一步地,还包括:冲片,定子铁芯由冲片堆叠而成,和/或转子铁芯由冲片堆叠而成。
在该技术方案中,电机还包括冲片,一方面,定子铁芯由冲片堆叠而成,另一方面,转子铁芯由冲片堆叠而成,再一方面,定子铁芯和转子铁芯均由冲片堆叠而成。定子铁芯或转子铁芯的不同构成方式,能够满足定子组件和转子组件不同加工工艺的需求,适用范围广泛。
具体地,定子铁芯和转子铁芯均由冲片堆叠而成,其中,一方面,堆叠成定子铁芯的冲片和堆叠成转子铁芯的冲片相同,有利于冲片批量生产,降低制造成本;另一方面,堆叠成定子铁芯的冲片和堆叠成转子铁芯的冲片不同,有利于根据电机的性能要求选择合适的冲片以形成转子铁芯和定子铁芯,进而保证电极良好的性能。
在上述任一技术方案中,进一步地,冲片为软磁材料冲片;和/或冲片厚度为0.2mm至0.35mm。
在该技术方案中,冲片为软磁材料冲片,软磁材料可以用较小的外磁场实现较大的磁化强度,软磁材料具有低矫顽力和高磁导率,有利于降低定子铁芯和/或转子铁芯的损耗,即降低电机的铁损,进而有利于提高电机的性能。
冲片的厚度为0.2mm至0.35mm,合理设置冲片的厚度,有利于在保证定子铁芯和、或转子铁芯良好的机械强度的情况下,有效地降低铁损,提高导磁率,进而提高电机的性价比。
根据本发明的第二个方面,提供了一种压缩机,包括:壳体,以及如第一方面任一技术方案的电机,电机设于壳体的内部。
本发明提供的压缩机,包括壳体以及上述第一方面任一技术方案的电机,电机设于壳体的内部,由于压缩机包括上述任一技术方案的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。
根据本发明的第三个方面,提供了一种制冷设备,包括:第一方面任一技术方案的电机;或第二方面任一技术方案的压缩机。
本发明提供的制冷设备,包括第一方面任一技术方案的电机或第二方面任一技术方案的压缩机,由于制冷设备包括上述任一技术方案的电机或压缩机,因此具有该电机或压缩机的全部有益效果,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示出了根据本发明的一个实施例提供的电机的结构示意图;
图2示出了根据本发明的一个实施例提供的永磁体的B-H曲线图;
图3示出了根据本发明的一个实施例提供的不同永磁体的B-H曲线图。
其中,图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100电机,110定子铁芯,112定子槽隙,114定子凸齿,120绕组,130转子铁芯,132安装槽,140永磁体,150定子组件,160转子组件。
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3描述根据本发明一些实施例的电机100、压缩机和制冷设备。
实施例1:
如图1所示,根据本发明的第一个方面,提供了一种电机100,包括定子组件150和转子组件160。
具体地,定子组件150包括定子铁芯110,定子铁芯110设置有定子槽隙112,转子组件160包括永磁体140,通过限定定子槽隙112的数量、定子铁芯110的外径、定子铁芯110的高度之间的关系,能够调节电机100通电所产生的退磁反向磁场强度,也即调节电机100的绕组120通电所产生的使永磁体140退磁的反向磁场强度,进而在永磁体140中的重稀土元素的质量百分比降低、或者永磁体140不使用重稀土元素时,即电机100的抗退磁能力不能满足压缩机的使用要求时,通过具体限定定子槽隙112的数量、定子铁芯110的外径、定子铁芯110的高度之间的关系,来降低电机100通电所产生的退磁反向磁场强度,进而增强电机100的抗退磁能力,提高电机100的性能,使得电机100能够在减少重稀土元素的使用、降低成本的同时,满足压缩机的使用要求,提高电机100的性价比。
进一步地,定子槽隙112的数量为Q个;定子铁芯110的外径为D毫米;定子铁芯110的高度为L毫米;永磁体140的内禀矫顽力为Hcj kA/m;其中,Hcj的数值满足:2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800。
具体地,通过定义定子槽隙112的数量为Q个,定子铁芯110的外径为D毫米,定子铁芯110的高度为L毫米,永磁体140的内禀矫顽力为Hcj kA/m,其中,kA/m为内禀矫顽力的单位,即千安每米。当永磁体140中的重稀土元素的质量百分比较低,或者永磁体140不使用重稀土元素,降低了电机100的制造成本,并减少了重稀土元素的消耗,但此时电机100的抗退磁能力下降,进而通过限定永磁体140的内禀矫顽力Hcj的数值满足2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800,使得合理设置定子槽隙112的数量Q、定子铁芯110的外径D、定子铁芯110的高度L与永磁体的内禀矫顽力的关系,来减少每个定子槽隙112内绕组120的匝数,进而减小电机100通电所产生的退磁反向磁场强度以提高电机100的抗退磁能力,使得在永磁体140减少重稀土元素的使用、降低电机100的制造成本的同时,电机100的抗退磁能力能够满足压缩机运行范围内耐退磁特性的要求,提高了电机100的性价比。
具体地,本发明涉及的永磁体140的内禀矫顽力为永磁体140在20℃时的内禀矫顽力。其中,使永磁体140内部微观磁偶极矩矢量和降为0时,施加的反向磁场强度,称为磁铁的内禀矫顽力。
具体的,永磁体的B-H曲线如图2所示,当永磁体140没有外加磁场时,永磁体140工作点在P点位置,当施加反向磁场时,工作点沿B-H曲线下移到W点位置,移除反向磁场,工作点沿W点回复线回复。其中,图2中的实线为永磁体的退磁曲线,W点沿退磁曲线回复。当移除反向磁场后,W点位于B-H曲线拐点M之上时,即W点位于图2中Br1-M实线所示的任意位置时,此时,回复线与B-H曲线重合中的Br1-M实线重合,剩磁为Br1;当W点位于拐点M的下方时,即W点位于如图2所示的M-W实现所示的任意位置时,此时,W点回复线与Br1-M实线(即B-H曲线直线段)平行,如图2中的Br2-W虚线所示,此时,剩磁为Br2,产生不可逆退磁,即退磁损失为Br1与Br2之差。
由图2可以看出,影响电机100抗退磁能力的因素有三个,分别是永磁体140的内禀矫顽力Hcj绝对值的大小、永磁体140工作点的位置和反向磁场强度,该反向磁场强度即为电机100的绕组120通电所产生的使永磁体退磁的反向磁场强度。其中永磁体140的内禀矫顽力Hcj决定拐点M所对应的H值(即Hm)的大小,Hcj绝对值越大,拐点M的Hm值越大,抗退磁能力越强,Hcj绝对值越小,拐点M的Hm值越小,抗退磁能力越弱;永磁体140工作点P的位置越高抗退磁能力越强;反向磁场强度决定工作点P下移到W的距离,工作点位置P不变,反向磁场越强,W点越低,抗退磁能力越弱。
而永磁体140的内禀矫顽力Hcj的大小与永磁体140中重稀土元素的质量百分比正相关,即永磁体140中重稀土元素的质量百分比越大,永磁体140的内禀矫顽力Hcj越大,永磁体140中重稀土元素的质量百分比越小,永磁体140的内禀矫顽力Hcj越小,但是,由于重稀土元素属于国家战略性资源,成本较高,因此,通过增大永磁体140中重稀土元素的质量百分比来增强电机100的抗退磁能力,存在消耗国家战略性资源、增加电机100制造成本的问题。若通过提高永磁体140的工作点来提高电机100的抗退磁能力,但永磁体140工作点上移,永磁体140利用率降低,使得电机100成本相应增加。
因此,本发明通过减小电机100通电所产生的退磁反向磁场强度来增强电机100的抗退磁能力,由于减小电机100通电所产生的退磁反向磁场强度主要是要减少每个定子槽隙112内绕组120的匝数,经试验发现,绕组120每槽匝数与电机100定子铁芯110的外径D、定子槽隙112的数量Q和定子铁芯110的高度L有关,所以,本申请通过合理设置电机100定子铁芯110的外径D、定子槽隙112的数量Q和定子铁芯110的高度L的关系来降低电机100通电所产生的退磁反向磁场强度,使得在永磁体140的内禀矫顽力降低的情况下,保证电机100的抗退磁能力,进而有利于降低电机100的制造成本,提高电机100的性价比,适于推广应用。
实施例2:
如图1所示,本发明的一个实施例中,在上述实施例1的基础上,进一步地,定子铁芯110的外径D的范围为70mm至150mm,即70mm≤D≤150mm,通过合理设置定子铁芯110的外径D的取值范围,有利于减少每个定子槽隙112内绕组120的匝数,进而减小电机100通电所产生的退磁反向磁场强度并增大电机100的抗退磁能力。具体地,定子铁芯110的外径D为70mm、或100mm、或150mm。其中,定子铁芯的外径D如图1所示。
进一步地,定子铁芯110的高度L的范围为30mm至80mm,即L≥30mm,通过合理设置定子铁芯110的高度的取值范围,有利于提高电机100的抗退磁能力。具体地,定子铁芯110的高度L为30mm,或35mm,或40mm。其中,定子铁芯110的高度方向与定子铁芯110的转轴方向平行,即定子铁芯的高度为L为定子铁芯沿转轴110方向的尺寸。进一步地,定子槽隙112的数量Q的范围为9个至36个,即9个≤Q≤36个,通过合理设置定子槽隙112的数量,有利于减少每个定子槽隙112内绕组120的匝数,进而减小电机100通电所产生的退磁反向磁场强度,增大电机100的抗退磁能力。具体地,定子槽隙112的数量为9个、或12个、或18个、或24个、或36个。进一步地,定子铁芯110设置有定子槽隙112和定子凸齿114,任一定子槽隙112设置于相邻两个定子凸齿114之间,定子组件150还包括线圈,线圈跨过定子凸齿114而位于定子槽隙112中以形成绕组120,绕组120的匝数指是指线圈环绕定子凸齿114的圈数。
实施例3:
如图1所示,本发明的一个实施例中,在上述实施例1或实施例2的基础上,进一步地,转子组件160的极对数p满足:Q-5≤2p≤Q+2。
在该实施例中,转子组件160的极对数p满足Q-5≤2p≤Q+2,通过进一步限定转子组件160的极对数p和定子槽隙112的数量Q之间的关系,使得满足上述关系式的槽极数量的电机100的性能较高,提高了电机100的抗退磁能力满足压缩机的使用要求的可靠性,进而提高压缩机运行的可靠性。
实施例4:
如图1所示,本发明的一个实施例中,在上述实施例1至实施例3中任一个的基础上,进一步地,永磁体140中镝和/或铽的质量百分比的范围为:0至0.5%,或永磁体140中重稀土元素的质量百分比的范围为:0至0.5%。
在该实施例中,由于镝和铽属于重稀土元素,重稀土元素属于国家战略性资源,而永磁体140中重稀土元素的质量百分比与永磁体140的内禀矫顽力Hcj的大小正相关。因此,一方面,通过限定永磁体140中镝和/或铽的质量百分比的范围为0至0.5%,有利于在保证电机100良好的抗退磁能力的情况下,减少镝和/或铽的使用,进而有利于降低电机100的制造成本,提高电机100的性价比;另一方面,通过限定永磁体140中重稀土元素的质量百分比的范围为0至0.5%,有利于在保证电机100良好的抗退磁能力的情况下,减少重稀土元素的使用,进而有利于降低电机100的制造成本,提高电机100的性价比。
具体地,永磁体140中镝和/或铽的质量百分比为0,一方面,永磁体140中镝的质量百分比为0,即永磁体140中不含重稀土元素镝,降低了永磁体140对重稀土元素镝的消耗,有利于节约能源;另一方面,永磁体140中铽的质量百分比为0,即永磁体140中不含重稀土元素铽,降低了永磁体140对重稀土元素铽的消耗,有利于节约能源;再一方面,永磁体140中镝和铽的质量百分比之和为0,即永磁体140中不含重稀土元素镝和铽,降低了永磁体140对重稀土元素镝和铽的消耗,有利于资源的可持续发展,节约能源,并有利于降低电机100的制造成本,适于推广应用。
可以理解的是,永磁体140中镝和/或铽的质量百分比也可以为其他数值,例如,永磁体140中镝和/或铽的质量百分比为0.005%、0.01%、0.025%等。
具体地,永磁体140中重稀土元素的质量百分比为0,即永磁体140中不含重稀土元素,减少对战略资源的消耗,有利于资源的可持续发展,并降低了电机100的制造成本,适于推广应用。可以理解的是,永磁体140中重稀土元素的质量百分比也可以为其他数值,例如,永磁体140中重稀土元素的质量百分比为0.005%、0.01%、0.025%等。其中,重稀土元素还可以包括其他可以成为永磁体140组份的元素。
进一步地,永磁体140为钕铁硼永磁磁铁,钕铁硼永磁磁铁具有优异的磁性能,能够满足电机100的使用需求,可以理解的是,永磁体140也可以为满足要求的其他永磁体140。
具体地,目前家用空调压缩机领域,变频电机已成主流技术,特别是随着近年国家新颁布的家用空调能效等级标准,定速机型已逐步退出市场,变频化的趋势已到来。为了满足家用空调对电机耐退磁性能的需求,相关技术中的变频电机所采用的钕铁硼永磁体在20℃时的内禀矫顽力Hcj≥1830kA/m,该矫顽力下的钕铁硼永磁体均含有重稀土元素,特别是元素镝和铽,随着变频机型总量的逐年增加,电机所消耗的国家战略型资源重稀土元素(如镝和铽)也逐年增加,且含有重稀土元素的永磁体的成本很高,使得压缩机电机的制造成本加大。
因此,本申请为了减少战略资源的消耗,降低电机100的制造成本,采用无重稀土元素的永磁体,如永磁体140中不含有镝和铽元素,即永磁体140中镝和铽的质量百分比之和为0,但由于无重稀土元素的永磁体在20℃时的禀矫顽力较低(Hcj≤1800kA/m),使得电机100的抗退磁能力较低,为此,本申请通过具体限定内禀矫顽力Hcj、定子槽隙112的数量Q,定子铁芯110的外径D,定子铁芯110的高度L之间的关系,使在Hcj的单位为kA/m、D和L的单位为mm的情况下,Hcj的数值满足2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800,使得电机100的抗退磁能力满足压缩机运行范围内耐退磁特性的要求,且电机100成本低,提高电机100的性价比。
其中,不含镝和铽的永磁体和含镝和铽的永磁体的B-H曲线图如图3所示,图3中的实线代表F42SH永磁体的退磁曲线,其中,F42SH为无重稀土永磁体,如不含镝和铽的钕铁硼永磁体;图3中的点划线代表F42SH永磁体的内禀退磁曲线,图3中的大虚线代表N54SH永磁体的退磁曲线,其中,N54SH为含有镝和铽的永磁体,图3中的小虚线代表N54SH永磁体的内禀退磁曲线。其中,图3中的横坐标代表永磁体中磁场强度H,单位为KOe,即千奥斯特,纵坐标代表永磁体所感应的磁感应强度B,单位为KGs,即千高斯。图3中的M1表示F42SH永磁体的退磁曲线的拐点,M1所对应的磁场强度H(M1)为-8.177KOe,N1为F42SH永磁体的内禀退磁曲线与横坐标的交点,其中,N1所对应的磁场强度H(N1)为-8.442KOe;M2表示N54SH永磁体的退磁曲线的拐点,M2所对应的磁场强度H(M2)为-11.085KOe,N2为N54SH永磁体的内禀退磁曲线与横坐标的交点,其中,N2所对应的磁场强度H(N2)为-11.454KOe。
实施例5:
如图1所示,本发明的一个实施例中,在上述实施例1至实施例4中任一实施例的基础上,进一步地,转子组件160还包括:转子铁芯130,转子铁芯130和定子铁芯110中一个围设于另一个的外侧,转子铁芯130设置有安装槽132,永磁体设置于安装槽132。
在该实施例中,转子组件160还包括转子铁芯130,永磁体设置于转子铁芯130的安装槽132内,一方面,定子铁芯110围设于转子铁芯130的外侧,即定子组件150位于转子组件160的外侧;另一方面,转子铁芯130围设于定子铁芯110的外侧,即转子组件160位于定子组件150的外侧,定子铁芯110和转子铁芯130的不同位置,能够满足不同电机100类型的需求,使得对于不同类型的电机100,通过具体限定定子槽隙112的数量、定子铁芯110的外径、定子铁芯110的高度之间的关系,都能降低电机100通电所产生的退磁反向磁场强度,进而增强电机100的抗退磁能力,提高电机100的性能,使得电机100能够满足压缩机的使用要求。
具体地,转子组件160的极对数为p时,转子铁芯130的安装槽132的数量为2p。
进一步地,安装槽132为V型槽、U型槽、W型槽、一字槽或I型槽,安装槽132的不同结构能够满足永磁体140不够结构的需求,适于扩大产品的使用范围。
具体地,安装槽132为V型槽,V型槽有利于进一步增强电机100的抗退磁能力。具体地,安装槽132为一字槽,一字槽方便加工,有利于降低制造成本。具体地,可以根据不同的需求,设置不同形状的安装槽132,即同一转子铁芯130的安装槽132的形状可以相同也可以不同。
实施例6:
如图1所示,本发明的一个实施例中,在上述实施例5的基础上,进一步地,还包括:冲片,定子铁芯110由冲片堆叠而成,和/或转子铁芯130由冲片堆叠而成。
在该实施例中,电机100还包括冲片,一方面,定子铁芯110由冲片堆叠而成,另一方面,转子铁芯130由冲片堆叠而成,再一方面,定子铁芯110和转子铁芯130均由冲片堆叠而成。定子铁芯110或转子铁芯130的不同构成方式,能够满足定子组件150和转子组件160不同加工工艺的需求,适用范围广泛。
具体地,定子铁芯110和转子铁芯130均由冲片堆叠而成,其中,一方面,堆叠成定子铁芯110的冲片和堆叠成转子铁芯130的冲片相同,有利于冲片批量生产,降低制造成本;另一方面,堆叠成定子铁芯110的冲片和堆叠成转子铁芯130的冲片不同,有利于根据电机100的性能要求选择合适的冲片以形成转子铁芯130和定子铁芯110,进而保证电极良好的性能。
进一步地,冲片为软磁材料冲片,软磁材料可以用较小的外磁场实现较大的磁化强度,软磁材料具有低矫顽力和高磁导率,有利于降低定子铁芯110和/或转子铁芯130的损耗,即降低电机100的铁损,进而有利于提高电机100的性能。具体地,冲片为硅钢片,可以理解的是,冲片也可以为满足要求的其他冲片。
进一步地,冲片的厚度为0.2mm至0.35mm,合理设置冲片的厚度,有利于在保证定子铁芯110和、或转子铁芯130良好的机械强度的情况下,有效地降低铁损,提高导磁率,进而提高电机100的性价比。具体地,冲片的厚度为0.2mm,0.3mm,0.35mm,也可以为满足要求的其他数值。
实施例7:
如图1和图2所示,根据本发明的第二个方面,提高了一种压缩机,包括壳体以及上述第一方面任一技术方案的电机100,电机100设于壳体的内部,由于压缩机包括上述任一技术方案的电机100,因此具有该电机100的全部有益效果,在此不再赘述。
实施例8:
如图1和图2所示,根据本发明的第三个方面,提供了一制冷设备,包括第一方面任一技术方案的电机100或第二方面任一技术方案的压缩机,由于制冷设备包括上述任一技术方案的电机100或压缩机,因此具有该电机100或压缩机的全部有益效果,在此不再赘述。
进一步地,制冷设备还包括管路,管路与压缩机相连通,冷媒经管路、压缩机构成循环回路以实现换热制冷。具体地,制冷设备为空调器,空调器为家用空调器。
具体实施例
本申请提供的电机100,包括定子组件150和转子组件160,定子组件150和转子组件160之间设置有气隙,转子组件160与定子组件150相对设置并可相对于定子组件150转动。定子组件150包括定子铁芯110和线圈,定子铁芯110设置有定子槽隙112和定子凸齿114,任一定子槽隙112设置于相邻两个定子凸齿114之间,线圈跨过定子凸齿114而位于定子槽隙112中以形成绕组120,绕组120的匝数指是指线圈环绕定子凸齿114的圈数。转子组件160包括转子铁芯130和永磁体140,转子铁芯130设置有安装槽132,永磁体140位于安装槽132内以形成磁极。具体地,定子铁芯110围设于转子铁芯130的外侧,定子凸齿114朝向转子铁芯130设置于定子铁芯110的内侧壁上。
通过永磁体140中重稀土元素的质量百分比为0,重稀土元素为镝和/或铽,即永磁体140中不含有镝和铽等重稀土元素,避免了相关技术中永磁体140对重稀土元素镝和/或铽的使用,有利于减少战略资源的消耗,并降低电极的制造成本,适于推广应用。
具体地,本发明中不含镝和铽的永磁体和含镝和铽的永磁体的B-H曲线如图3所示,可以看出,不含镝和铽等重金属的永磁体的Hcj≤1800kA/m,明显小于含镝和铽的永磁体的Hcj≥1830kA/m,在压缩机领域,直接将不含镝和铽的永磁铁应用到现有技术下的部分电机(如9槽6极的槽极配合电机),使得电机的抗退磁能力下降40%以上,电机的抗退磁能力达不到要求。提高永磁体的工作点可以提高电机的抗退磁能力,但永磁体工作点上移,永磁体利用率降低,电机成本相应增加。进一步地,本申请通过定义永磁体140的内禀矫顽力为Hcj、定子槽隙112的数量为Q,定子铁芯110的外径为D,定子铁芯110的高度为L,并在Hcj的单位为kA/m、D和L的单位为mm的情况下,限定20℃时,Hcj的数值满足2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800,使得电机100的抗退磁能力能够满足压缩机运行范围内耐退磁特性的要求,且电机100成本低,提高了电机100的性价比。
进一步地,转子铁芯130的安装槽132的数量为2p,即转子组件160的极对数为p,当转子组件的极对数p与定子槽隙的数量Q之间的关系满足:(Q-5)/2≤p≤(Q+2)/2时,电机100具有较高的抗退磁能力,电机100的性能较高。
进一步地,定子槽隙的数量Q≥9,定子铁芯110的外径70mm≤D≤150mm,定子铁芯110的高度L≥30mm,电机100的抗退磁能力较高,具有良好的性能。
具体地,永磁体140为钕铁硼磁铁,电机100为9槽6极电机,电机100适应于家用空调器的压缩机,空调器为变频空调器。
本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,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;术语“连接”、“安装”、“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;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。
在本发明的描述中,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。在本发明中,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)

1.一种电机,其特征在于,包括:
定子组件,所述定子组件包括定子铁芯,所述定子铁芯设置有定子槽隙;
转子组件,所述转子组件包括永磁体;
其中,所述定子槽隙的数量为Q个;
所述定子铁芯的外径为D毫米;
所述定子铁芯的高度为L毫米;
所述永磁体的内禀矫顽力为Hcj kA/m;
所述Hcj的数值满足:2100-Q×L×130/D≤Hcj≤1800。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,
所述转子组件的极对数p满足:Q-5≤2p≤Q+2。
3.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,
所述定子铁芯的外径D的范围为:70mm至150mm;和/或
所述定子铁芯的高度L的范围为:30mm至80mm;和/或
所述定子槽隙的数量Q的范围为:9个至36个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机,其特征在于,
所述永磁体中镝和/或铽的质量百分比的范围为:0至0.5%,或
所述永磁体中重稀土元素的质量百分比的范围为:0至0.5%。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电机,其特征在于,所述转子组件还包括:
转子铁芯,所述转子铁芯和所述定子铁芯中一个围设于另一个的外侧,所述转子铁芯设置有安装槽,所述永磁体设置于所述安装槽。
6.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,
所述安装槽为V型槽、U型槽、W型槽、一字槽或I型槽。
7.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,还包括:
冲片,所述定子铁芯由所述冲片堆叠而成,和/或
所述转子铁芯由所述冲片堆叠而成。
8.根据权利要求7所述的电机,其特征在于,
所述冲片为软磁材料冲片;和/或
所述冲片厚度为0.2mm至0.35mm。
9.一种压缩机,其特征在于,包括:
壳体,以及
如权利要求1至8中任一项所述的电机,所述电机设于所述壳体的内部。
10.一种制冷设备,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所述的压缩机。
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