CN112436632A - 压缩机及空调器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种压缩机及空调器，包括：泵体组件、电机组件；电机组件包括定子，及设于定子内的转子，转子与泵体组件通过曲轴联结；定子与转子之间设有间隙，沿转子轴向靠近泵体组件的间隙为δ1，沿转子远离泵体组件的间隙为δ2，满足δ1＜δ2。本公开的压缩机，根据压缩机曲轴的挠度变化特性，将电机组件设计为可变间隙，越远离泵体组件的间隙越大，从而避免曲轴挠曲变形时，电机组件发生扫膛问题。

Description

压缩机及空调器
技术领域
本公开属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机及空调器。
背景技术
全封闭旋转式压缩机采用直联式驱动结构，由电机直接带动曲轴旋转，随着压缩机排量增大，曲轴偏心部随之增大，转子上的平衡配重块的质量也需相应增大，导致压缩机泵体电机组件的离心惯性力增大，悬臂结构的主轴挠度增加，转子末端与定子内径发生刮擦，及电机转子扫膛，影响压缩机的可靠性及性能，严重时会导致压缩机直接卡死。
发明内容
因此，本公开要解决的技术问题是曲轴挠度大引起的电机转子扫膛问题，从而提供一种压缩机及空调器。
为了解决上述问题，本公开提供一种压缩机，包括：
泵体组件、电机组件；
电机组件包括定子，及设于定子内的转子，转子与泵体组件通过曲轴联结；
定子与转子之间设有间隙，沿转子轴向靠近泵体组件的间隙为δ1，沿转子远离泵体组件的间隙为δ2，满足δ1＜δ2。
在一些实施例中，转子内设有永磁体，永磁体的剩余磁感应强度为br，满足下式(1)：
Figure BDA0002765087180000011
上式(1)中，a＝1.2～1.4，b＝0.1～0.125。
在一些实施例中，满足下式(2)：
Figure BDA0002765087180000012
在一些实施例中，转子的轴向长度为L，转子外径为D，满足下式(3)：
Figure BDA0002765087180000013
在一些实施例中，转子内设有永磁体，永磁体沿转子的轴向分为至少N段，且至少包括两个剩余磁感应强度不相等的永磁体。
在一些实施例中，N的取值满足下式(4)：
Figure BDA0002765087180000021
在一些实施例中，沿转子轴向远离泵体组件的第一永磁体的剩余磁感应强度为brj，沿转子轴向靠近泵体组件的第二永磁体的剩余磁感应强度为bri，满足brj≥bri。
在一些实施例中，沿转子轴向远离泵体组件的第一永磁体的剩余磁感应强度为brj，第一永磁体的轴向中心位置对应的间隙为δj；沿转子轴向靠近泵体组件的第二永磁体的剩余磁感应强度为bri，第二永磁体的轴向中心位置对应的间隙为δi，满足下式(5)：
Figure BDA0002765087180000022
在一些实施例中，定子垂直于轴向的任意截面内的外径相等，内径不等，且沿靠近泵体组件到远离泵体组件的方向上，内径递增。
在一些实施例中，定子沿轴向的剖切面上，内径轮廓为阶梯状。
在一些实施例中，定子内径的阶梯数量小于等于五个。
在一些实施例中，转子垂直于轴向的任意截面内的内径相等，外径不等，且沿靠近泵体组件到远离泵体组件的方向上，外径递减。
在一些实施例中，转子沿轴向的剖切面上，内径轮廓为阶梯状。
在一些实施例中，定子内径的阶梯数量小于等于五个。
一种空调器，采用上述的压缩机。
本公开提供的压缩机及空调器至少具有下列有益效果：
本公开的压缩机，根据压缩机曲轴的挠度变化特性，将电机组件设计为可变间隙，越远离泵体组件的间隙越大，从而避免曲轴挠曲变形时，电机组件发生扫膛问题。
附图说明
图1为本公开实施例的压缩机的结构示意图；
图2为本公开实施例的定子内锥面结构示意图；
图3为本公开实施例的转子外锥面的结构示意图。
附图标记表示为：
1、泵体组件；2、电机组件；3、定子；4、转子；5、第一永磁体；6、第二永磁体；7、配重块；8、曲轴；9、第三永磁体。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
结合图1至图3所示，本公开实施例提供了一种压缩机，包括：泵体组件1、电机组件2，电机组件2包括定子3，及设于定子3内的转子4，转子4与泵体组件1通过曲轴联结；定子3与转子4之间设有间隙，沿转子4轴向靠近泵体组件1的间隙为δ1，沿转子4远离泵体组件1的间隙为δ2，满足δ1＜δ2。
由于压缩机的曲轴8存在偏心部，需要在转子4上设置配重块7保证曲轴系统的平衡，但导致曲轴8在转子4高速旋转时收到离心力作用而发生弯曲，且距离泵体组件1越远，曲轴8的挠度越大。
本实施例提供的压缩机，根据压缩机曲轴8的挠度变化特性，将电机组件设计为可变间隙，越远离泵体组件1的间隙越大，从而避免曲轴8挠曲变形时，电机组件2发生扫膛问题。
由于电机的间隙不均匀，远离泵体组件1的间隙越大，电机气隙磁密越小，电机效率越低。在一些实施例中，转子4内设有永磁体，永磁体的剩余磁感应强度为br，满足下式(1)：
Figure BDA0002765087180000031
上式(1)中，a＝1.2～1.4，b＝0.1～0.125，剩余磁感应强度br的单位为特斯拉。当转子4内永磁体的剩余磁感应强度满足上式要求时，能够保证电锯具有足够的励磁磁场提供主磁通，保证了电机的效率。
在具体应用中，相关技术的压缩机剩余磁感应强度br为1.23T，为避免挠度引起的扫膛问题，将定子与转子的间隙设置为0.6mm～0.9mm均匀变化，其气隙磁密平均值为0.48T，气隙磁密。本实施例中将定转子间隙设置为0.6mm～0.9mm均匀变化，取剩余磁感应强度br＝1.29T，其气隙磁密平均值为0.522T，通过对各型号压缩机电机模型分析总结发现，δ1<δ2，且br的取值范围满足上式(1)时，可显著解决挠度大引起的扫膛问题，同时保证了气隙磁场不衰减。
在一些实施例中，满足下式(2)：
Figure BDA0002765087180000041
当电机组件两端部的定子3与转子4的间隙满足上式(2)时，能够避免气隙磁密轴向分布过于不均匀，改善压缩机高速运行时的可靠性及性能。
在一些实施例中，转子4的轴向长度为L，转子4外径为D，满足下式(3)：
Figure BDA0002765087180000042
对于转子压缩机，转子4高速旋转时曲轴8发生的挠度与转子外径、转子高度L相关，当满足上式(3)时，本公开能够更好的解决挠度大引起的扫膛问题。
在一些实施例中，转子4内设有永磁体，永磁体沿转子4的轴向分为N段，且至少包括两个剩余磁感应强度不相等的永磁体，N的取值满足下式(4)：
Figure BDA0002765087180000043
本实施例中，N的取值过大会增加工艺难度，且不会显著增加气隙磁密，因此N的取值范围满足上述时，能够很好的兼顾增加气隙磁密效果和控制加工工艺难度。
在一些实施例中，沿转子4轴向远离泵体组件1的第一永磁体5的剩余磁感应强度为brj，沿转子4轴向靠近泵体组件1的第二永磁体6的剩余磁感应强度为bri，满足brj≥bri。
本实施例中N取3，永磁体沿轴向分为3段，最靠近泵体组件1的第二永磁体6，剩余磁感应强度为br1，其轴向中心位置对应的间隙为δ’，中间的第三永磁体9，剩余磁感应强度为br2，其轴向中心位置对应的间隙为δ”，最远离泵体1组件的第一永磁体5，剩余磁感应强度为br3，其轴向中心位置对应的间隙为δ”’，满足br3>br2>br1。
不同剩余磁感应强度的永磁体与不同气隙相对应，可以使气隙磁密轴向分布更均匀。经过研究发现通过永磁体的剩余磁感应强度与定子、转子间间隙搭配设置，可以保证电机轴向气隙磁密基本不变，剩磁与定转子间隙满足关系式：
Figure BDA0002765087180000044
Figure BDA0002765087180000045
在一些实施例中，沿转子4轴向远离泵体组件1的第一永磁体5的剩余磁感应强度为brj，第一永磁体5的轴向中心位置对应的间隙为δj；沿转子4轴向靠近泵体组件1的第二永磁体6的剩余磁感应强度为bri，第二永磁体6的轴向中心位置对应的间隙为δi，满足下式(5)：
Figure BDA0002765087180000051
当满足上式(5)时，本实施例可显著解决挠度大引起的扫膛问题，同时保证了气隙磁场不衰减。
在一些实施例中，定子3垂直于轴向的任意截面内的外径相等，内径不等，且沿靠近泵体组件1到远离泵体组件1的方向上，内径递增。从而，本实施例的定子3为内锥面，电机的气隙沿轴向均匀变化，避免气隙磁密的轴向突变引起的谐波增加。
在一些实施例中，定子3沿轴向的剖切面上，定子3内径轮廓为阶梯状。
在一些实施例中，定子3内径的阶梯数量小于等于五个。五个阶梯对应无个永磁体，即可以保证增加气隙磁密效果，又能够很好的控制加工工艺难度。
在一些实施例中，转子4垂直于轴向的任意截面内的内径相等，外径不等，且沿靠近泵体组件1到远离泵体组件1的方向上，外径递减。从而，本实施例的转子4为外锥面，电机的气隙沿轴向均匀变化，避免气隙磁密的轴向突变引起的谐波增加。
在一些实施例中，转子4沿轴向的剖切面上，转子4外径轮廓为阶梯状。阶梯状转子可通过多种冲片叠压而成，工艺简单。也可以采用同种冲片叠压后再经过机加工将外周加工成锥面。
在一些实施例中，转子4外径的阶梯数量小于等于五个。五个阶梯对应无个永磁体，即可以保证增加气隙磁密效果，又能够很好的控制加工工艺难度。
一种空调器，采用上述的压缩机。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。

Claims (15)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：
泵体组件(1)、电机组件(2)，
所述电机组件(2)包括定子(3)，及设于所述定子(3)内的转子(4)，所述转子(4)与所述泵体组件(1)通过曲轴(8)联结；
所述定子(3)与所述转子(4)之间设有间隙，沿所述转子(4)轴向靠近所述泵体组件(1)的所述间隙为δ1，沿所述转子(4)远离所述泵体组件(1)的所述间隙为δ2，满足δ1＜δ2。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述转子(4)内设有永磁体，永磁体的剩余磁感应强度为br，满足下式(1)：
Figure FDA0002765087170000011
上式(1)中，a＝1.2～1.4，b＝0.1～0.125。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，满足下式(2)：
Figure FDA0002765087170000012
4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述转子(4)的轴向长度为L，所述转子(4)外径为D，满足下式(3)：
Figure FDA0002765087170000013
5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述转子(4)内设有永磁体，所述永磁体沿所述转子(4)的轴向分为N段，且至少包括两个剩余磁感应强度不相等的永磁体。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，N的取值满足下式(4)：
Figure FDA0002765087170000014
7.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，沿所述转子(4)轴向远离所述泵体组件(1)的第一永磁体(5)的剩余磁感应强度为brj，沿所述转子(4)轴向靠近所述泵体组件(1)的第二永磁体(6)的剩余磁感应强度为bri，满足brj≥bri。
8.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，沿所述转子(4)轴向远离所述泵体组件(1)的第一永磁体(5)的剩余磁感应强度为brj，所述第一永磁体(5)的轴向中心位置对应的间隙为δj；沿所述转子(4)轴向靠近所述泵体组件(1)的第二永磁体(6)的剩余磁感应强度为bri，所述第二永磁体(6)的轴向中心位置对应的间隙为δi，满足下式(5)：
Figure FDA0002765087170000021
9.根据权利要求1-8任一项所述的压缩机，其特征在于，所述定子(3)垂直于轴向的任意截面内的外径相等，内径不等，且沿靠近所述泵体组件(1)到远离所述泵体组件(1)的方向上，内径递增。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，在所述定子(3)沿轴向的剖切面内，所述定子(3)内径轮廓为阶梯状。
11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述定子(3)内径的阶梯数量小于等于五个。
12.根据权利要求1-8任一项所述的压缩机，其特征在于，所述转子(4)垂直于轴向的任意截面内的内径相等，外径不等，且沿靠近所述泵体组件(1)到远离所述泵体组件(1)的方向上，外径递减。
13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，在所述转子(4)沿轴向的剖切面内，所述转子(4)外径轮廓为阶梯状。
14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述转子(4)外径的阶梯数量小于等于五个。
15.一种空调器，其特征在于，采用权利要求1-14任一项所述的压缩机。
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