CN111711296A - 转子结构、电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子结构、电机及压缩机，其中，转子结构包括转子铁芯和设置在转子铁芯上的多个永磁体，以在转子铁芯上形成多个磁极，多个磁极包括沿转子铁芯的周向交替设置的多个N极和多个S极；转子铁芯的至少一个磁极上开设有隔磁孔，沿远离转子铁芯的轴线的方向，隔磁孔具有第一孔体部和第二孔体部；第一孔体部的最小宽度大于第二孔体部的最大宽度；其中，第一孔体部和第二孔体部的宽度方向均为垂直于第一孔体部和第二孔体部分布方向的方向。通过本发明的上述设置，解决了现有技术中的电机的振动噪声较大的问题。

Description

转子结构、电机及压缩机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子结构、电机及压缩机。

背景技术

近年来，随着永磁材料制造技术发展和成本快速下降，以其性能优良，价格低廉，极大地推动了永磁电机技术发展，永磁材料资源丰富，促进了永磁电机技术研究与开发。

永磁电机靠永磁体产生主磁场，永磁同步电动机与普通的感应电动机相比，不需要无功励磁电流，在同步运行状态下转子电阻损耗为零。因此，它具有功率因数高和效率高的特点，通常可用以代替力能指标较低的感应电动机，其经济效益和社会效益十分显著，在各行各业被广泛应用。

然而，永磁同步电机的永磁材料，固定牌号和材料的永磁体其磁能积不变，电机气隙磁场调节难度大，同时电机的齿槽结构使得气隙磁密、反电势的谐波含量较大，电机的电磁力峰值大，使得电机转矩脉动及振动噪声较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转子结构、电机及压缩机，以解决现有技术中的电机的振动噪声较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种转子结构，包括转子铁芯和设置在转子铁芯上的多个永磁体，以在转子铁芯上形成多个磁极，多个磁极包括沿转子铁芯的周向交替设置的多个N极和多个S极；转子铁芯的至少一个磁极上开设有隔磁孔，沿远离转子铁芯的轴线的方向，隔磁孔具有第一孔体部和第二孔体部；第一孔体部的最小宽度大于第二孔体部的最大宽度；其中，第一孔体部和第二孔体部的宽度方向均为垂直于第一孔体部和第二孔体部分布方向的方向。

进一步地，第一孔体部和第二孔体部沿转子铁芯的径向分布；或者第一孔体部和第二孔体部的分布方向平行于相应的磁极的磁极中心线的方向分布。

进一步地，第一孔体部的最大宽度为A，第二孔体部的最大宽度为B，第一孔体部与相应的磁极一侧的永磁体之间的最小距离为C；其中，10≥(A+C)/B≥2。

进一步地，第一孔体部与相应的磁极一侧的永磁体之间的最小距离为C，永磁体的剩磁为Br；其中，9≥C/Br≥1。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；以垂直于转子铁芯的轴线为预定平面，成对的两个隔磁孔在预定平面上的投影相对于相应的磁极的磁极中心线对称设置。

进一步地，成对的两个隔磁孔之间形成中间磁桥，中间磁桥具有沿远离转子铁芯的轴线分布的第一端部和第二端部，第一端部的宽度小于第二端部；其中，第一端部和第二端部的宽度方向均为成对的两个隔磁孔之间的分布方向。

进一步地，成对的两个隔磁孔之间形成中间磁桥，中间磁桥具有沿远离转子铁芯的轴线分布的第一端部和第二端部，第一端部的宽度为H，第二端部的宽度为J；其中，0.9≥H/J≥0.1，第一端部和第二端部的宽度方向均为成对的两个隔磁孔之间的分布方向。

进一步地，第一孔体部的长度小于第二孔体部的长度；其中，第一孔体部和第二孔体部的长度方向均沿第一孔体部和第二孔体部的分布方向。

进一步地，第一孔体部的长度为E，第二孔体部的长度为F，第一孔体部与相应的磁极一侧的永磁体之间的最小距离为C；其中，1.5≥/F≥0.4，第一孔体部和第二孔体部的长度方向均沿第一孔体部和第二孔体部的分布方向。

进一步地，第一孔体部与相应的磁极一侧的永磁体之间的最小距离为C，永磁体的厚度为D；其中，1.2≥C/D≥0.5。

进一步地，第一孔体部和第二孔体部均具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁位于第二侧壁远离相应的磁极的磁极中心线的一侧；第一孔体部的第一侧壁与第二孔体部的第一侧壁平行设置，第二孔体部的第一侧壁与第二孔体部的第二侧壁平行设置。

进一步地，第一孔体部的第一侧壁与第二孔体部的第一侧壁之间的距离为K，第一孔体部的第二侧壁与第二孔体部的第二侧壁之间的距离为L；其中，K≥L。

进一步地，第一孔体部的第一侧壁与第二孔体部的第一侧壁之间的距离为K，第一孔体部的第二侧壁与第二孔体部的第二侧壁之间的距离为L；其中，4≥K/L≥1.3。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；成对的两个隔磁孔中的一个隔磁孔平移预定距离后与另一个隔磁孔重合，且成对的两个隔磁孔位于相应的磁极的磁极中心线的两侧。

进一步地，成对的两个隔磁孔分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，第一隔磁孔的第二孔体部靠近相应的磁极的磁极中心线的侧壁与磁极中心线平行设置，第二隔磁孔的第二孔体部靠近相应的磁极的磁极中心线的侧壁与磁极中心线平行设置；第一隔磁孔的第二孔体部靠近相应的磁极的磁极中心线的侧壁与磁极中心线之间的距离为O，第二隔磁孔的第二孔体部靠近相应的磁极的磁极中心线的侧壁与磁极中心线之间的距离为P；其中，0.8≥O/P≥0.4。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；成对的两个隔磁孔相对于相应的磁极的磁极中心线的对称设置；沿远离转子铁芯的轴线的方向，各个隔磁孔的第二孔体部逐渐靠近相应的磁极的磁极中心线设置。

进一步地，各个隔磁孔的第二孔体部均包括沿远离转子铁芯的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个隔磁孔的第二孔体部的第一孔端之间的距离为R，成对的两个隔磁孔的第二孔体部的第二孔端之间的距离为Q；其中，0.9≥Q/R≥0.4。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；成对的两个隔磁孔相对于相应的磁极的磁极中心线的对称设置；沿远离转子铁芯的轴线的方向，各个隔磁孔的第二孔体部逐渐远离相应的磁极的磁极中心线设置。

进一步地，各个隔磁孔的第二孔体部均包括沿远离转子铁芯的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个隔磁孔的第二孔体部的第一孔端之间的距离为S，成对的两个隔磁孔的第二孔体部的第二孔端之间的距离为T；其中，2.5≥T/S≥1.2。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；成对的两个隔磁孔分别位于相应的磁极的磁极中心线的两侧；成对的两个隔磁孔分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，沿远离转子铁芯轴线的方向，第一隔磁孔的第二孔体部逐渐靠近相应的磁极的磁极中心线设置，第二隔磁孔的第二孔体部逐渐远离相应的磁极的磁极中心线设置。

进一步地，各磁极上均包括多个隔磁孔，多个隔磁孔成对设置；成对的两个隔磁孔分别位于相应的磁极的磁极中心线的两侧；成对的两个隔磁孔的第一孔体部连通。

根据本发明的第二个方面，提供了一种电机，包括定子结构和转子结构，转子结构为上述的转子结构。

根据本发明的第三个方面，提供了一种压缩机，包括电机，电机为上述的电机。

本发明提供了具有转子铁芯、多个永磁体以及隔磁孔的转子结构，其中，多个永磁体围绕转子铁芯的轴线均匀分布在转子铁芯上形成多个磁极，包括N极和S极，至少一个磁极上开设有隔磁孔。其中，隔磁孔包括第一孔体部和第二孔体部，第一孔体部位于靠近转子铁芯轴线的一侧，第二孔体部位于靠近转子铁芯外周面的一侧，第一孔体部的最小宽度大于第二孔体部的最大宽度；第一孔体部和第二孔体部的宽度方向为转子铁芯的周向方向或垂直于磁极3的磁极中心线31的方向，这使得隔磁孔在沿转子铁芯的周向和径向方向的宽度有了梯度的变化，即隔磁孔的沿转子铁芯的径向和周向方向的尺寸均是有梯度变化的，同时，隔磁孔沿转子铁芯的轴线方向的大小和形状是不变的。通过本发明所提供的技术方案，实现了有效改善电机磁路各处的磁阻分布，改善磁通走向，以调节气隙磁场分布，改善气隙磁密波形、降低电机的齿槽效应、降低电机的反电势谐波占比、降低电机的转矩脉动、降低电机的电磁力峰值以及降低电机电磁振动噪声的技术效果，解决了现有技术中的电机的振动噪声较大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的第一个实施例的转子结构的结构示意图；

图2示出了图1所示的转子结构的磁通走向示意图；

图3示出了根据本发明的第二个实施例的转子结构的结构示意图；

图4示出了根据本发明的第三个实施例的转子结构的结构示意图；

图5示出了根据本发明的第四个实施例的转子结构的结构示意图；

图6示出了根据本发明的第五个实施例的转子结构的结构示意图；

图7示出了根据本发明的第六个实施例的转子结构的结构示意图；

图8示出了所测得的现有电机与本申请电机的转矩脉动的对比图；

图9示出了所测得的现有电机与本申请电机的反电势谐波占比的对比图；

图10示出了所测得的现有电机与本申请电机的电磁力密度峰值的对比图；

图11示出了所测得的具有现有电机的压缩机与具有本申请电机的压缩机的噪声总值的对比图；以及

图12示出了所测得的本申请电机的反电势谐波占比随(A+B)/C的值变化的关系图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、转子铁芯；2、永磁体；3、磁极；31、磁极中心线；4、隔磁孔；41、第一孔体部；42、第二孔体部；5、中间磁桥。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图7所示，本发明提供了一种转子结构，包括转子铁芯1和设置在转子铁芯1上的多个永磁体2，以在转子铁芯1上形成多个磁极3，多个磁极3包括沿转子铁芯1的周向交替设置的多个N极和多个S极；转子铁芯1的至少一个磁极3上开设有隔磁孔4，沿远离转子铁芯1的轴线的方向，隔磁孔4具有第一孔体部41和第二孔体部42；第一孔体部41的最小宽度大于第二孔体部42的最大宽度；其中，第一孔体部41和第二孔体部42的宽度方向均为垂直于第一孔体部41和第二孔体部42分布方向的方向。

本发明提供了具有转子铁芯1、多个永磁体2以及隔磁孔4的转子结构，其中，多个永磁体2围绕转子铁芯1的轴线均匀分布在转子铁芯1上形成多个磁极3，包括N极和S极，至少一个磁极3上开设有隔磁孔4。其中，隔磁孔4包括第一孔体部41和第二孔体部42，第一孔体部41位于靠近转子铁芯1轴线的一侧，第二孔体部42位于靠近转子铁芯1外周面的一侧，第一孔体部41的最小宽度大于第二孔体部42的最大宽度；第一孔体部41和第二孔体部42的宽度方向为转子铁芯1的周向方向或垂直于磁极3的磁极中心线31的方向，这使得隔磁孔4在沿转子铁芯1的周向和径向方向的宽度有了梯度的变化，即隔磁孔4的沿转子铁芯1的径向和周向方向的尺寸均是有梯度变化的，同时，隔磁孔4沿转子铁芯1的轴线方向的大小和形状是不变的。通过本发明所提供的技术方案，实现了有效改善电机磁路各处的磁阻分布，改善磁通走向，以调节气隙磁场分布，改善气隙磁密波形、降低电机的齿槽效应、降低电机的反电势谐波占比、降低电机的转矩脉动、降低电机的电磁力峰值以及降低电机电磁振动噪声的技术效果，解决了现有技术中的电机的振动噪声较大的问题。

具体地，转子铁芯1为导磁性强的材料，这使得该转子铁芯1的磁阻较小。可选地，转子铁芯1是由多个硅钢片叠置而成，这使得磁力线易通过。由于隔磁孔4内为空气等不导磁物质，导磁能力差，磁阻较大，磁力线不易通过，故通过开设此种隔磁孔4，可以改变电机转子结构的磁路各处的磁阻分布，改变转子结构内的磁力线走向，改善气隙磁密波形，从而降低反电势各类谐波占比、降低电机转矩脉动、降低电磁力幅值以及降低电机电磁振动噪声。

如图2所示，为本发明所提供的实施例的转子结构的磁通走向示意图，带有箭头的线条为磁力线的标识，带有箭头的实线表示该位置处有较多的磁力线通过，带有箭头的虚线表示该位置处有很少的磁力线通过。由图2可明显看出，隔磁孔4所在的位置处，磁力线通过较少，本发明所提供的隔磁孔4，有效地改善了转子结构的磁力线分布情况。

如图1至图7所示，第一孔体部41和第二孔体部42沿转子铁芯1的径向分布；或者第一孔体部41和第二孔体部42的分布方向平行于相应的磁极3的磁极中心线31的方向分布。

本发明所提供的转子结构，由于采用了“凸”字形结构的隔磁孔4，隔磁孔4既有沿转子铁芯1周向方向延伸的第一孔体部41，即隔磁孔4的尾部，又有沿转子径向方向延伸的第二孔体部42，即隔磁孔4的头部，第一孔体部41具有位于转子铁芯1周向方向的第一端部和第二端部，第二孔体部42具有位于转子铁芯1径向方向的第一端部和第二端部。其中，第二孔体部42的第一端部与第一孔体部41连接，且位于第一孔体部41的第一端部和第二端部之间，第二孔体部42的第二端部靠近沿转子铁芯1的外周面处，第一孔体部41靠近转子铁芯1的轴线处，第一孔体部41的第一端部和第二端部分别位于第二孔体部42沿转子径向方向的两侧，这使得隔磁孔4的形状沿远离转子铁芯1的轴线的方向为由宽到窄的“凸”字形结构，隔磁孔4沿转子铁芯1径向方向的宽度有了梯度的变化。这样，能够改善第一孔体部41与永磁体2之间的导磁区域处以及中间磁桥5处的磁通分布，使得电机运行时转子结构的磁路各处的磁导更加均匀，改善气隙磁密波形，以降低电机的转矩脉动，降低电机的反电势各类谐波占比，降低电机的电磁力峰值以及电磁振动噪声。

如图1所示，第一孔体部41的最大宽度为A，第二孔体部42的最大宽度为B，第一孔体部41与相应的磁极3一侧的永磁体2之间的最小距离为C；其中，10≥(A+C)/B≥2。

第一孔体部41的最大宽度A，即为其在转子铁芯1的周向方向的宽度；第二孔体部42的最大宽度B，即为其在转子铁芯1的周向方向的宽度。

由于转子铁芯1多为硅钢片叠置而成，导磁性较好，磁通沿转子磁极3提供的磁路传递，而隔磁孔4内为空气或其他不导磁物质，隔磁孔4沿转子铁芯1的径向方向有一定的梯度变化，第一孔体部41的最大宽度A较大，使得隔磁孔4靠近转子铁芯1轴线的一侧距离永磁体2更近，第二孔体部42的最大宽度B较小，使得隔磁孔4靠近转子铁芯1外周面的一侧距离磁极中心线31更近，这样，隔磁孔4改变了永磁体2产生的磁通走向。

当(A+C)/B的值设置在2至10范围内时，能够有效地改变永磁体2产生的磁通走向，使得磁极3在转子铁芯1的周向和径向上的各处磁路的磁导更加均匀，更好的改善了气隙磁场，降低了气隙磁密的谐波，降低了电机的反电势谐波占比，且降低了电机电磁力峰值和电机的电磁振动噪声。

如图12所示，为所测得的具有本申请的隔磁孔4的电机的反电势谐波占比随隔磁孔4的(A+B)/C的值变化的关系图，在图12中可明显看出，当(A+B)/C的值在2至10范围内时，电机的反电势谐波占比明显较小。

如图1所示，第一孔体部41与相应的磁极3一侧的永磁体2之间的最小距离为C，永磁体2的剩磁为Br；其中，9≥C/Br≥1。

第一孔体部41与相应的磁极3一侧的永磁体2之间的最小距离C，即为隔磁孔4靠近转子铁芯1轴线的一侧与靠近该隔磁孔4的永磁体2之间的最小距离，永磁体2磁钢的剩磁(即剩余磁化强度，磁性物质在外界磁场消除后保留的磁性)为Br，当C/Br的值设置在1至9范围内时，能够对不同牌号的材料的永磁体2所产生的磁通分布进行改善，进而降低了电机的振动和噪声。

如图1、图2、图4和图5所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；以垂直于转子铁芯1的轴线为预定平面，成对的两个隔磁孔4在预定平面上的投影相对于相应的磁极3的磁极中心线31对称设置。

具体地，成对的两个隔磁孔4之间形成中间磁桥5，中间磁桥5具有沿远离转子铁芯1的轴线分布的第一端部和第二端部，第一端部的宽度小于第二端部；其中，第一端部和第二端部的宽度方向均为成对的两个隔磁孔4之间的分布方向。

优选的，隔磁孔4位于同一磁极3的磁极中心线31的一侧，每个磁极3有两个隔磁孔4，这两个隔磁孔4关于磁极中心线31对称设置，两个隔磁孔4之间形成中间磁桥5，中间磁桥5靠近转子铁芯1轴线的一侧的宽度比中间磁桥5靠近转子铁芯1外周面的一侧的宽度更小，这样，在改善电机的气隙磁场的同时，进一步降低了电机的转矩脉动，且降低了电机的振动噪声。

如图1所示，成对的两个隔磁孔4之间形成中间磁桥5，中间磁桥5具有沿远离转子铁芯1的轴线分布的第一端部和第二端部，第一端部的宽度为H，第二端部的宽度为J；其中，0.9≥H/J≥0.1，第一端部和第二端部的宽度方向均为成对的两个隔磁孔4之间的分布方向。

中间磁桥5沿转子铁芯1的径向方向延伸，中间磁桥5的第一端部位于中间磁桥5靠近转子铁芯1轴线的一侧，中间磁桥5的第二端部位于中间磁桥5靠近转子铁芯1外周面的一侧。

当H/J的值设置在0.1至0.9范围内时，能够有效地改善磁极3的磁极中心线31的位置处的磁导分布与磁极3的靠近两个永磁体2的两侧的位置处的磁导分布，以改善气隙磁场波形的正弦度，从而降低电机的电磁力峰值，且降低电机的电磁振动噪声。

如图1所示，第一孔体部41的长度小于第二孔体部42的长度；其中，第一孔体部41和第二孔体部42的长度方向均沿第一孔体部41和第二孔体部42的分布方向。

隔磁孔4在转子径向方向的长度有梯度变化，隔磁孔4的内侧(即第一孔体部41)在转子径向方向的长度较短，隔磁孔4的外侧(即第二孔体部42)在转子径向方向的长度较长。隔磁孔4的内侧靠近永磁体2，内侧较短不会削弱永磁体2的有效磁通，能够保证电机的输出转矩，保证电机的效率，而隔磁孔4的外侧靠近转子铁芯1的外周面处，外侧较短更易于调节气隙磁密波形。

如图1所示，第一孔体部41的长度为E，第二孔体部42的长度为F，第一孔体部41与相应的磁极3一侧的永磁体2之间的最小距离为C；其中，1.5≥(C+E)/F≥0.4，第一孔体部41和第二孔体部42的长度方向均沿第一孔体部41和第二孔体部42的分布方向。

隔磁孔4的内侧(即第一孔体部41)长度为E，隔磁孔4的外侧(即第二孔体部42)长度为F，隔磁孔4的内侧靠近永磁体，隔磁孔4的内侧与永磁体之间的最小距离为C，当(C+E)/F的值设置在0.4至1.5范围内时，能够在保证电机磁能的传递的情况下，有效地降低气隙圆周的气隙磁场波形畸变率，以降低谐波损耗，提高电机效率，同时降低电机的电磁力峰值和电机的振动噪声。

如图1所示，第一孔体部41与相应的磁极3一侧的永磁体2之间的最小距离为C，永磁体2的厚度为D；其中，1.2≥C/D≥0.5。

具体地，隔磁孔4的内侧(即第一孔体部41)与靠近该隔磁孔4的永磁体2之间的最小距离为C，永磁体2的厚度为D，隔磁孔4的内侧与永磁体2之间的距离对永磁体2磁通的输出有影响，当C/D的值设置在0.5至1.2范围内时，能够在保证电机的永磁转矩输出的同时，保证电机的工作效率。

如图1示，第一孔体部41和第二孔体部42均具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁位于第二侧壁远离相应的磁极3的磁极中心线31的一侧；第一孔体部41的第一侧壁与第二孔体部42的第一侧壁平行设置，第二孔体部42的第一侧壁与第二孔体部42的第二侧壁平行设置。

在图1至图7中，第一孔体部41和第二孔体部42的第一侧壁位于隔磁孔4靠近永磁体2的一侧，第一孔体部41和第二孔体部42的第二侧壁位于隔磁孔4靠近磁极中心线31的一侧，第一孔体部41的第一侧壁和第二侧壁相互平行，第二孔体部42的第一侧壁和第二侧壁相互平行。

在图1至图3中，第一孔体部41的第一侧壁和第二侧壁以及第二孔体部42的第一侧壁和第二侧壁均相互平行。

如图1所示，第一孔体部41的第一侧壁与第二孔体部42的第一侧壁之间的距离为K，第一孔体部41的第二侧壁与第二孔体部42的第二侧壁之间的距离为L；其中，K≥L。

优选地，如图1所示，第一孔体部41的第一侧壁与第二孔体部42的第一侧壁之间的距离为K，第一孔体部41的第二侧壁与第二孔体部42的第二侧壁之间的距离为L；其中，4≥K/L≥1.3。

第一孔体部41的第一侧壁与第二孔体部42的第一侧壁之间的距离K，即为隔磁孔4的头部与隔磁孔4的尾部左侧的距离；第一孔体部41的第二侧壁与第二孔体部42的第二侧壁之间的距离L，即为隔磁孔4的头部与隔磁孔4的尾部右侧的距离。

隔磁孔4的头部(即第二孔体部42)与隔磁孔4的尾部(即第一孔体部41)左右两侧的距离不等，左侧长右侧短，当K/L的值设置在1.3至4范围内时，能够有效地改变沿转子铁芯1周向方向的磁路的磁导分布，使得电机运转过程中整个磁路的磁导更加均匀，进一步改善了气隙处的磁场，提高了电机的反电势波形的正弦度，降低了电机的电磁力密度峰值和电机的振动噪声。

如图3所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；成对的两个隔磁孔4中的一个隔磁孔4平移预定距离后与另一个隔磁孔4重合，且成对的两个隔磁孔4位于相应的磁极3的磁极中心线31的两侧。

如图3所示，成对的两个隔磁孔4分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，第一隔磁孔的第二孔体部42靠近相应的磁极3的磁极中心线31的侧壁与磁极中心线31平行设置，第二隔磁孔的第二孔体部42靠近相应的磁极3的磁极中心线31的侧壁与磁极中心线31平行设置；第一隔磁孔的第二孔体部42靠近相应的磁极3的磁极中心线31的侧壁与磁极中心线31之间的距离为O，第二隔磁孔的第二孔体部42靠近相应的磁极3的磁极中心线31的侧壁与磁极中心线31之间的距离为P；其中，0.8≥O/P≥0.4。

具体地，位于磁极中心线31左右两侧的两个“凸”字形结构的隔磁孔4的第一孔体部41在第二孔体部42两侧的长度不相等(即第一孔体部41并不是关于第二孔体部42左右对称的)，第一隔磁孔和第二隔磁孔均为左侧长右侧短结构，第一隔磁孔的第一孔体部41的靠近磁极中心线31的一端的长度比靠近永磁体一端的长度更短，第二隔磁孔的第一孔体部41的靠近磁极中心线31的一端的长度比靠近永磁体一端的长度更长。

第一隔磁孔位于磁极中心线31的左侧，第二隔磁孔位于磁极中心线31的右侧，第一隔磁孔和第二隔磁孔之间形成中间磁桥5，中间磁桥5位于磁极中心线31的左右两侧的宽度不相等，中间磁桥5位于磁极中心线31左侧的宽度为O，中间磁桥5位于磁极中心线31右侧宽度为P，当O/P的值设置在0.4至0.8范围内时，能够使得电机运转过程中整个磁路的磁导分布更加均匀，进一步改善了气隙处的磁场，提高了电机的反电势波形的正弦度，降低了电机的电磁力峰值和电机的振动噪声。

优选地，如图4所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；成对的两个隔磁孔4相对于相应的磁极3的磁极中心线31的对称设置；沿远离转子铁芯1的轴线的方向，各个隔磁孔4的第二孔体部42逐渐靠近相应的磁极3的磁极中心线31设置。

同一磁极3上，关于磁极中心线31对称两个隔磁孔4的头部(即第二孔体部42)相对于该磁极中心线31倾斜设置，其头部外侧(即第二孔体部42靠近转子铁芯1外周面的一端)相对内侧(即第二孔体部42靠近转子铁芯1轴线的一端)距离磁极中心线31更加接近，这使得从中间磁桥5的内侧(即中间磁桥5靠近转子铁芯1轴线的一端)到外侧(即中间磁桥5靠近转子铁芯1外周面的一端)的宽度(即其在转子铁芯1的周向方向的尺寸)的变化为“窄-宽-窄”，这样，有效地改变了磁通走向，改变了电机的气隙处的磁场波形，从而降低了电机电磁力峰值和电机的振动噪声。

具体地，如图4所示，各个隔磁孔4的第二孔体部42均包括沿远离转子铁芯1的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个隔磁孔4的第二孔体部42的第一孔端之间的距离为R，成对的两个隔磁孔4的第二孔体部42的第二孔端之间的距离为Q；其中，0.9≥Q/R≥0.4。

同一磁极3上，两个隔磁孔4的头部外侧(即第二孔体部42靠近转子铁芯1外周面的第二孔端)之间的距离为Q，隔磁孔头部内侧(即第二孔体部42靠近转子铁芯1轴线的第一孔端)之间的距离为R，通过中间磁桥5在转子铁芯1的周向的宽度沿转子铁芯1的径向方向变化的设置，改变了在磁极中心线31处通过的磁力线的密度及方向。当Q/R的值设置在0.4至0.9范围内时，能够在保证电机的输出转矩的同时，有效地改善气隙磁密分布，以降低电机的电磁力密度峰值和电机的振动噪声。

优选地，如图5所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；成对的两个隔磁孔4相对于相应的磁极3的磁极中心线31的对称设置；沿远离转子铁芯1的轴线的方向，各个隔磁孔4的第二孔体部42逐渐远离相应的磁极3的磁极中心线31设置。

隔磁孔4的头部(即第二孔体部42)相对于磁极中心线31倾斜设置，其头部内侧(即第二孔体部42靠近转子铁芯1轴线的一端)相对与头部外侧(第二孔体部42靠近转子铁芯1外周面的一端)距离磁极中心线31更加接近，使得中间磁桥5在沿远离转子铁芯1轴线的方向上的宽度尺寸的变化为“窄-宽-更宽”，这样，能够有效地改善转子铁芯1的磁通的走向，改善电机沿转子铁芯1的周向和径向方向的磁导比例，以降低电机的反电势谐波占比，且降低电机的振动噪声。

具体地，如图5所示，各个隔磁孔4的第二孔体部42均包括沿远离转子铁芯1的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个隔磁孔4的第二孔体部42的第一孔端之间的距离为S，成对的两个隔磁孔4的第二孔体部42的第二孔端之间的距离为T；其中，2.5≥T/S≥1.2。

隔磁孔4的头部的内侧和外侧即为第二孔体部42的第一孔端和第二孔端，第一孔端为第二孔体部42靠近转子铁芯1轴线的一端，第二孔端为第二孔体部42靠近转子铁芯1外周面的一端，当T/S的值设置在1.2至2.5范围内时，电机的反电势谐波占比为最低值，电机的振动噪声也为最低值。

优选地，如图6所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；成对的两个隔磁孔4分别位于相应的磁极3的磁极中心线31的两侧；成对的两个隔磁孔4分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，沿远离转子铁芯1轴线的方向，第一隔磁孔的第二孔体部42逐渐靠近相应的磁极3的磁极中心线31设置，第二隔磁孔的第二孔体部42逐渐远离相应的磁极3的磁极中心线31设置。

具体地，在每个磁极3上，这两个隔磁孔4的第二孔体部42之间相互平行，且这两个第二孔体部42相对于磁极中心线31均倾斜设置。沿远离转子铁芯1轴线的方向，磁极3的磁极中心线31一侧的隔磁孔4的头部(即第一隔磁孔的第二孔体部42)逐渐靠近磁极中心线31，磁极中心线31另一侧的隔磁孔4的头部(即第二隔磁孔的第二孔体部42)逐渐远离磁极中心线31，这样，能够改善转子铁芯1的磁通的走向，从而降低电机的反电势谐波占比，降低电机的电磁力峰值，且降低电机的振动噪声。

优选地，如图7所示，各磁极3上均包括多个隔磁孔4，多个隔磁孔4成对设置；成对的两个隔磁孔4分别位于相应的磁极3的磁极中心线31的两侧；成对的两个隔磁孔4的第一孔体部41连通。

同一磁极3上位于磁极中心线31两侧的对称的两个隔磁孔4的第一孔体部41相连通，这样，增大了磁极3在磁极中心线31位置处的磁阻，改善了磁通走向，改善了气隙磁密波形，从而降低了电机的振动噪声。

本发明还提供了一种电机，包括定子结构和转子结构，转子结构为上述的转子结构。这样，能够使得该电机的振动噪声降低。

本发明还提供了一种压缩机，包括电机，电机为上述的电机。这样，能够使得该压缩机的振动噪声降低。

如图8所示，为所测得的现有电机与本申请电机的转矩脉动的对比图，在图8中可明显看出，本申请电机的转矩脉动的范围要远小于现有电机的转矩脉动的范围。

如图9示，为所测得的现有电机与本申请电机的反电势谐波占比的对比图，在图9中可明显看出，本申请电机的反电势谐波占比要远小于现有电机的反电势谐波占比。

如图10所示，为所测得的现有电机与本申请电机的电磁力密度峰值的对比图，在图10中可明显看出，本申请电机的电磁力密度峰值要远小于现有电机的电磁力密度峰值。

如图11所示，为所测得的具有现有电机的压缩机与具有本申请电机的压缩机的噪声总值的对比图，在图11中可明显看出，具有本申请电机的压缩机的噪声总值要远小于具有现有电机的压缩机的噪声总值。

本发明中的转子结构，包括转子铁芯1和永磁体2。永磁体2设置在转子铁芯1上永磁体槽中，转子上的永磁体2形成了交替分布的N极和S极，在转子铁芯1的磁极3上开设有隔磁孔4，隔磁孔4既有沿转子铁芯1的周向方向延伸的第一孔体部41，又有沿转子铁芯1的径向方向延伸的第二孔体部42。其中，第一孔体部41位于靠近转子铁芯1轴线的一侧，第二孔体部42的一端与第一孔体部41连接，第二孔体部42的另一端朝向靠近转子铁芯1外周面的方向延伸，这使得隔磁孔4在沿转子铁芯1的周向和径向方向的宽度有了梯度的变化，沿转子铁芯1的径向方向，隔磁孔4靠近转子铁芯1轴线的一侧较宽，而隔磁孔4靠近转子铁芯1外周面的一侧较窄，形似“凸”字形结构。

永磁电机靠永磁体2产生主磁场，永磁电机的气隙磁密高，工作效率高，体积小，功率密度高，结构简单，可靠性高，在各行各业被广泛应用。但是在永磁同步电机中，固定牌号的材料制成的永磁体2，其磁能积不变，电机气隙磁场的调节难度大，同时电机的齿槽结构使得气隙磁密、反电势的谐波含量较大，电机的电磁力峰值大，从而导致电机的转矩脉动及振动噪声较大。

本发明通过在转子铁芯1上开设“凸”字形结构的隔磁孔4，改变了电机各处磁路的磁阻分布，实现了降低电机的齿槽效应，降低电机的转矩脉动，改善气隙磁密波形，同时降低电机的反电势谐波占比，降低电机的电磁力峰值，并且降低电机的电磁振动噪声的技术效果，解决了永磁同步电机的气隙磁密、反电势波形畸变率高，反电势各类谐波占比大、电机转矩脉动大、电机电磁力大以及电机振动大和噪声大的问题。

本发明提供了具有转子铁芯1、多个永磁体2以及隔磁孔4的转子结构，其中，多个永磁体2围绕转子铁芯1的轴线均匀分布在转子铁芯1上形成多个磁极3，包括N极和S极，至少一个磁极3上开设有隔磁孔4。其中，隔磁孔4包括第一孔体部41和第二孔体部42，第一孔体部41位于靠近转子铁芯1轴线的一侧，第二孔体部42位于靠近转子铁芯1外周面的一侧，第一孔体部41的最小宽度大于第二孔体部42的最大宽度；第一孔体部41和第二孔体部42的宽度方向为转子铁芯1的周向方向或垂直于磁极3的磁极中心线31的方向，这使得隔磁孔4在沿转子铁芯1的周向和径向方向的宽度有了梯度的变化，即隔磁孔4的沿转子铁芯1的径向和周向方向的尺寸均是有梯度变化的，同时，隔磁孔4沿转子铁芯1的轴线方向的大小和形状是不变的。通过本发明所提供的技术方案，实现了有效改善电机磁路各处的磁阻分布，改善磁通走向，以调节气隙磁场分布，改善气隙磁密波形、降低电机的齿槽效应、降低电机的反电势谐波占比、降低电机的转矩脉动、降低电机的电磁力峰值以及降低电机电磁振动噪声的技术效果，解决了现有技术中的电机的振动噪声较大的问题。

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 (23)

1.一种转子结构，包括转子铁芯(1)和设置在所述转子铁芯(1)上的多个永磁体(2)，以在所述转子铁芯(1)上形成多个磁极(3)，所述多个磁极(3)包括沿所述转子铁芯(1)的周向交替设置的多个N极和多个S极；其特征在于，

所述转子铁芯(1)的至少一个所述磁极(3)上开设有隔磁孔(4)，沿远离所述转子铁芯(1)的轴线的方向，所述隔磁孔(4)具有第一孔体部(41)和第二孔体部(42)；

所述第一孔体部(41)的最小宽度大于所述第二孔体部(42)的最大宽度；其中，所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的宽度方向均为垂直于所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)分布方向的方向。

2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，

所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)沿所述转子铁芯(1)的径向分布；或者

所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的分布方向平行于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的方向分布。

3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)的最大宽度为A，所述第二孔体部(42)的最大宽度为B，所述第一孔体部(41)与相应的所述磁极(3)一侧的所述永磁体(2)之间的最小距离为C；其中，10≥(A+C)/B≥2。

4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)与相应的所述磁极(3)一侧的所述永磁体(2)之间的最小距离为C，所述永磁体(2)的剩磁为Br；其中，9≥C/Br≥1。

5.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；以垂直于所述转子铁芯(1)的轴线为预定平面，成对的两个所述隔磁孔(4)在所述预定平面上的投影相对于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)对称设置。

6.根据权利要求5所述的转子结构，其特征在于，成对的两个所述隔磁孔(4)之间形成中间磁桥(5)，所述中间磁桥(5)具有沿远离所述转子铁芯(1)的轴线分布的第一端部和第二端部，所述第一端部的宽度小于所述第二端部；其中，所述第一端部和所述第二端部的宽度方向均为成对的两个所述隔磁孔(4)之间的分布方向。

7.根据权利要求5述的转子结构，其特征在于，成对的两个所述隔磁孔(4)之间形成中间磁桥(5)，所述中间磁桥(5)具有沿远离所述转子铁芯(1)的轴线分布的第一端部和第二端部，所述第一端部的宽度为H，所述第二端部的宽度为J；其中，0.9≥H/J≥0.1，所述第一端部和所述第二端部的宽度方向均为成对的两个所述隔磁孔(4)之间的分布方向。

8.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)的长度小于所述第二孔体部(42)的长度；其中，所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的长度方向均沿所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的分布方向。

9.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)的长度为E，所述第二孔体部(42)的长度为F，所述第一孔体部(41)与相应的所述磁极(3)一侧的所述永磁体(2)之间的最小距离为C；其中，1.5≥(C+E)/F≥0.4，所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的长度方向均沿所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)的分布方向。

10.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)与相应的所述磁极(3)一侧的所述永磁体(2)之间的最小距离为C，所述永磁体(2)的厚度为D；其中，1.2≥C/D≥0.5。

11.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)和所述第二孔体部(42)均具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁位于所述第二侧壁远离相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的一侧；所述第一孔体部(41)的第一侧壁与所述第二孔体部(42)的第一侧壁平行设置，所述第二孔体部(42)的第一侧壁与所述第二孔体部(42)的第二侧壁平行设置。

12.根据权利要求11所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)的第一侧壁与所述第二孔体部(42)的第一侧壁之间的距离为K，所述第一孔体部(41)的第二侧壁与所述第二孔体部(42)的第二侧壁之间的距离为L；其中，K≥L。

13.根据权利要求11所述的转子结构，其特征在于，所述第一孔体部(41)的第一侧壁与所述第二孔体部(42)的第一侧壁之间的距离为K，所述第一孔体部(41)的第二侧壁与所述第二孔体部(42)的第二侧壁之间的距离为L；其中，4≥K/L≥1.3。

14.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；成对的两个所述隔磁孔(4)中的一个所述隔磁孔(4)平移预定距离后与另一个所述隔磁孔(4)重合，且成对的两个所述隔磁孔(4)位于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的两侧。

15.根据权利要求14所述的转子结构，其特征在于，

成对的两个所述隔磁孔(4)分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，所述第一隔磁孔的所述第二孔体部(42)靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的侧壁与所述磁极中心线(31)平行设置，所述第二隔磁孔的所述第二孔体部(42)靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的侧壁与所述磁极中心线(31)平行设置；

所述第一隔磁孔的所述第二孔体部(42)靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的侧壁与所述磁极中心线(31)之间的距离为O，所述第二隔磁孔的所述第二孔体部(42)靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的侧壁与所述磁极中心线(31)之间的距离为P；其中，0.8≥O/P≥0.4。

16.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；成对的两个所述隔磁孔(4)相对于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的对称设置；沿远离所述转子铁芯(1)的轴线的方向，各个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)逐渐靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)设置。

17.根据权利要求16所述的转子结构，其特征在于，各个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)均包括沿远离所述转子铁芯(1)的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)的第一孔端之间的距离为R，成对的两个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)的第二孔端之间的距离为Q；其中，0.9≥Q/R≥0.4。

18.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；成对的两个所述隔磁孔(4)相对于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的对称设置；沿远离所述转子铁芯(1)的轴线的方向，各个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)逐渐远离相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)设置。

19.根据权利要求18所述的转子结构，其特征在于，各个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)均包括沿远离所述转子铁芯(1)的轴线布置的第一孔端和第二孔端；成对的两个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)的第一孔端之间的距离为S，成对的两个所述隔磁孔(4)的第二孔体部(42)的第二孔端之间的距离为T；其中，2.5≥T/S≥1.2。

20.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；成对的两个所述隔磁孔(4)分别位于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的两侧；成对的两个所述隔磁孔(4)分别为第一隔磁孔和第二隔磁孔，沿远离所述转子铁芯(1)轴线的方向，所述第一隔磁孔的第二孔体部(42)逐渐靠近相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)设置，所述第二隔磁孔的第二孔体部(42)逐渐远离相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)设置。

21.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，各所述磁极(3)上均包括多个所述隔磁孔(4)，多个所述隔磁孔(4)成对设置；成对的两个所述隔磁孔(4)分别位于相应的所述磁极(3)的磁极中心线(31)的两侧；成对的两个所述隔磁孔(4)的第一孔体部(41)连通。

22.一种电机，包括定子结构和转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至21中任一项所述的转子结构。

23.一种压缩机，包括电机，其特征在于，所述电机为权利要求22所述的电机。

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