CN112564317B - 定子铁芯、定子、永磁同步电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了定子铁芯、定子、永磁同步电机、压缩机和制冷设备。其中，定子铁芯包括：多个定子冲片，多个定子冲片沿转子的轴向堆叠设置，定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿，定子齿包括齿部和连接于齿部的齿靴，多个齿靴围设形成中心孔；多个定子冲片包括：至少一个第一定子冲片，第一定子冲片的至少一个齿靴的内周壁设有凹槽；至少一个第二定子冲片，在垂直于转子的轴线的截面上，沿转子的转动方向，第二定子冲片的齿靴的内周壁上任意一点与转子旋转中心之间的最短距离逐渐变化。从而降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，减小定子铁芯的形变，进而防止电磁泄漏，显著改善电机关键频段的振动噪音。

Description

定子铁芯、定子、永磁同步电机、压缩机和制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种定子铁芯、一种定子、一种永磁同步电机、一种压缩机和一种制冷设备。

背景技术

相关技术中，在旋转式直流变频压缩机中，电机普遍采用内置式永磁电动机，在更高功率密度的电机设计中，电机通电后，定子磁场与转子磁场作用后产生的合成磁场的时间和空间谐波，会产生更大的振动噪音，无法满足用户要求的静音性和舒适度。

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，本发明的第一方面在于提出了一种定子铁芯。

本发明的第二方面在于提出了一种定子。

本发明的第三方面在于提出了一种永磁同步电机。

本发明的第四方面在于提出了一种压缩机。

本发明的第五方面在于提出了一种制冷设备。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种定子铁芯，定子铁芯包括中心孔，转子能够穿设于中心孔，定子铁芯包括：多个定子冲片，多个定子冲片沿转子的轴向堆叠设置，定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿，定子齿包括齿部和连接于齿部的齿靴，多个齿靴围设形成中心孔；多个定子冲片包括：至少一个第一定子冲片，第一定子冲片的至少一个齿靴的内周壁设有凹槽；至少一个第二定子冲片，在垂直于转子的轴线的截面上，沿转子的转动方向，第二定子冲片的齿靴的内周壁上任意一点与转子的旋转中心之间的最短距离逐渐变化。

本发明提供的定子铁芯，包括多个沿转子的轴向堆叠的定子冲片，每个定子冲片上具有多个周向排列的定子齿，每个定子齿包括齿部与齿靴，齿靴设置于齿部靠近转子的一侧，多个齿靴围设形成中心孔。

具体地，多个定子冲片包括至少一个第一定子冲片和至少一个第二定子冲片，第一定子冲片的至少一个齿靴的内周壁形成有凹槽，在堆叠后，能够形成沿周向排布的多个凹槽，降低电枢磁场的偶次谐波产生的概率。并且在垂直于转子的轴线的截面上，沿转子的转动方向，第二定子冲片的齿靴的内周壁上任意一点与转子的旋转中心之间的最短距离逐渐变化，也即内周壁上相邻的两点与转子的旋转中心之间的距离最小值不同。从而能够通过在第一定子冲片上开设的凹槽和优化第二定子冲片的齿靴的内周壁与转子之间的最短距离来改变磁阻，有利于抑制电枢磁场的偶次谐波，降低磁损耗，并降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，进而减小定子铁芯的形变，防止电磁泄漏，显著改善电机关键频段的振动噪音，有效改善压缩机听感。而且，定子铁芯包括两种不同结构的定子冲片，同时采用两种冲片结构有利于改善电机的低频能效，兼顾改善量产制造性。

可以理解的是，第一定子冲片上可以全部定子齿均设有凹槽，也可以部分定子齿设有凹槽，有利于增加定子和转子之间的气隙，凹槽数量可根据电极的性能需求合理设置。

需要说明的是，作为同一个定子铁芯的定子冲片，第一定子冲片与第二定子冲片整体的形状与尺寸相同，区别则在于凹槽的设置和最短距离的大小。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的定子铁芯，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，沿转子的转动方向，最小距离先增大后减小。

在该技术方案中，沿转子的转动方向，第二定子冲片的齿靴的内周壁上任意一点与转子的旋转中心之间的最短距离先增大后减小，也即在第二定子冲片沿垂直于转子轴线的截面上，齿靴的内周壁呈现“波峰”状，其中，最小距离的最大值可位于齿部的中心线上或偏离齿部的中心线。不仅能够使第二定子冲片的齿靴的内周壁与转子之间的具有空气间隙，也即内周壁与转子的外周壁不会因转子的转动而产生碰擦，保证转子可以在定子内部自由旋转，而且通过优化齿靴的结构，使得定子齿和转子的磁极之间保持最佳空气间隙，最大限度降低径向电磁力波，进而改变定子齿与转子磁极之间的气隙磁阻，进而改善“齿槽效应”，实现减小振动和降低无刷直流电机运行过程中产生的噪音的目的。同时，能够减小电机转矩输出波动比例，提升电机鲁棒性，进一步解决了因齿槽转矩较大产生的耗损增加、噪音增加的问题，有效提高电机运行效率，满足用户对电机的使用需求。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿转子的转动方向，最小距离逐渐减小。

在该技术方案中，沿转子的转动方向，第二定子冲片的齿靴的内周壁上任意一点与转子的旋转中心之间的最短距离逐渐减小，也即在第二定子冲片沿垂直于转子轴线的截面上，齿靴的内周壁为朝向转子倾斜的弧线或直线。从而能够使第二定子冲片的齿靴的内周壁与转子之间的具有空气间隙，也即内周壁与转子的外周壁不会因转子的转动而产生碰擦，保证转子可以在定子内部自由旋转。并且通过优化齿靴的结构，使得定子齿和转子的磁极之间保持最佳空气间隙，最大限度降低径向电磁力波，进而改变定子齿与转子磁极之间的气隙磁阻，进而改善“齿槽效应”，实现减小振动和降低无刷直流永磁同步电机运行过程中产生的噪音的目的。同时，能够减小永磁同步电机转矩输出波动比例，提升永磁同步电机鲁棒性，进一步解决了因齿槽转矩较大产生的耗损增加、噪音增加的问题，有效提高永磁同步电机运行效率，满足用户对永磁同步电机的使用需求。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿转子的转动方向，齿靴依次包括第一齿靴部和第二齿靴部；至少部分凹槽位于齿部的对称中心线的朝向第一齿靴部一侧的区域内。

在该技术方案中，沿转子的转动方向，第一定子冲片的齿靴依次包括第一齿靴部和第二齿靴部。其中，凹槽的至少部分位于齿部的中心线的朝向第一齿靴部一侧的区域内，有利于降低电枢磁场的偶次谐波产生的概率，降低磁损耗，并降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，减小定子铁芯的形变，降低电机运行时产生的振动噪音，有效改善压缩机听感。另外，通过设置第一齿靴部，有利于增强反电势，并且能够改善电机的制造性。通过设置第二齿靴部，有利于改善低阶力波，进一步改善电机关键频段的振动噪音。

具体地，第一齿靴部和第二齿靴部可以相对于齿部的中心线对称，也可以不对称。

在上述任一技术方案中，进一步地，凹槽包括以下任一种：半圆形槽、方形槽、梯形槽与三角形槽。

在该技术方案中，通过限定凹槽的形状，一方面凹槽制备方便，能够提升辅助槽制备的便捷性，另一方面，采用的上述结构的凹槽能够有利于改善由电机低频径向电磁力波产生的振动噪音。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿垂直于转子的轴线的方向，内周壁包括弧线和/或直线段。

在该技术方案中，沿转子的垂直于转子的轴线的方向，定子冲片的内周壁由直线段和/或圆弧段组成，例如，内周壁可以呈现圆弧状，也可以由多段直线段构成，亦或者由圆弧段和直线段组合构成。从而有利于降低电机的电感量等参数，进而提高电机能效。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿转子的轴向，第一定子冲片和第二定子冲片的堆叠高度分别为L1和L2，满足以下关系式：0.001≤L1/L2≤0.6。

在该技术方案中，沿轴孔的轴向，也即多个定子冲片的堆叠方向，多个定子冲片中全部第一定子冲片的堆叠高度L1和多个定子冲片中全部第二定子冲片的堆叠高度L2，满足以下关系式：0.001≤L1/L2≤0.6。从而将两种不同结构的定子冲片按不同轴向厚度组装，通过限定第一定子冲片的数量大于第二定子冲片的数量，来兼顾电机振动噪音和能效。

其中，第二定子冲片L2越厚，噪音改善效果越好，第一定子冲片L1越厚，电机能效越高，两种定子冲片可以按实际需要进行组装。

在上述任一技术方案中，进一步地，相邻两个定子齿围设形成定子槽，相邻两个定子齿的齿靴之间形成定子槽的槽口。

在该技术方案中，相邻两个定子齿围设形成扇形结构的定子槽，相邻两个定子齿的齿靴之间形成定子槽的槽口。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一定子冲片与第二定子冲片沿轴孔的轴向交替堆叠设置。

在该技术方案中，第一定子冲片与第二定子冲片随机交替叠加，只要实现第二定子冲片的数量小于第一定子冲片的数量即可。有利于提升定子与转子之间的空气间隙，从而降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，减小定子铁芯的形变，进而防止电磁泄漏，显著改善电机关键频段的振动噪音，有效改善压缩机听感。

在上述任一技术方案中，进一步地，多个第一定子冲片连续堆叠形成第一冲片段，多个第二定子冲片连续堆叠形成第二冲片段，第一冲片段与第二冲片段沿轴孔的轴向交替堆叠设置。

在该技术方案中，将多个第一定子冲片叠加在一起形成第一冲片段，以在第一冲片段的内周壁上形成轴向延伸的连通凹陷，将多个第二定子冲片叠加在一起形成第二冲片段，扩大定子与转子之间的空气间隙，然后将至少一个第一冲片段与至少一个冲片段进行对接叠加，从而有利于改变定子齿与转子磁极之间的气隙磁阻，在保证电机性能的同时，达到降低电机的振动噪音的目的。

根据本发明的第二方面，提出了一种定子，包括第一方面任一技术方案提供的定子铁芯，因此，本发明的技术方案提供的定子具有第一方面任一技术方案提供的定子铁芯的全部有益效果，在此不一一列举。

进一步地，定子还包括：绕组，绕设在定子铁芯的齿部上。

在该技术方案中，多个齿部沿定子铁芯的周向均匀地分布，绕组绕设在定子铁芯的齿部上，对绕组进行通电时使得绕组产生均匀的磁场，同时，定子铁芯的齿靴能够起到防止线圈脱落的作用，使得转子在转动过程中不会存在质心偏离旋转轴心的情况，以维持电机的动平衡，减少支撑结构的局部磨损加剧的现象，确保电机结构更为稳固。

具体地，在定子应用在电动机时，将绕组设置为集中式绕组，以使相邻的两组绕组的极性的相同的，正是由于同性相斥的原理，使定子绕组形成的磁场经相邻的凸极返回构成闭合磁路。并且根据实际情况和使用需求可以将绕组的数量设置为9个或12个。

根据本发明的第三方面，提出了一种永磁同步电机，具有第二方面任一技术方案提供的定子，因此，本发明的技术方案提供的永磁同步电机具有第二方面任一技术方案提供的定子的全部有益效果，在此不一一列举。

在上述技术方案中，进一步地，永磁同步电机还包括：转子，穿设于定子的中心孔，沿垂直于转子的轴线的方向，转子与定子之间具有气隙。

在该技术方案中，转子设置在定子的中心孔内，并且在定子和转子之间设置有空气间隙，以保证转子可以在定子内部自由旋转。

具体地，转子包括转子铁芯和永磁体，将永磁体设置在转子铁芯的安装槽内形成磁极，使永磁体可以收到定子通电后产生的磁场影响，在磁场力的作用下进行运动。永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体合围形成V形结构，V形永磁体形成的V形磁极产生的聚磁效果有利于提升永磁同步电机反电势，进而有利于提升压缩的低频能效。可以理解的是，永磁体也可以为满足要求的其他形状的永磁体。实现在转子外径减小的同时，保证转子永磁励磁不降低，在增大永磁同步电机线负荷的同时，确保了永磁同步电机磁负荷的维持，进而使永磁同步电机功率密度增大，材料利用率提高。空气间隙大于等于0.4mm且小于等于0.8mm。

在上述技术方案中，进一步地，定子的中心孔的直径为Di，永磁同步电机的额定转矩为T，转子的单位体积转矩为TPV，满足以下关系式：5.18×10^-7≤T×Di^-3×TPV^-1≤1.17×10^-6，5≤TPV≤45；其中，永磁同步电机的额定转矩T的单位为N·m，定子的中心孔的直径Di的单位为mm，转子的单位体积转矩TPV的单位为kN·m·m^-3。

在该技术方案中，永磁同步电机的额定转矩为T，定子的中心孔的直径，也即定子铁芯的内径为Di，转子的单位体积转矩为TPV，且满足5.18×10^-7≤T×Di^-3×TPV^-1≤1.17×10^-6，单位体积转矩TPV的取值范围为5kN·m·m^-3≤TPV≤45kN·m·m^-3，通过限定了永磁同步电机的额定转矩T、定子的中心孔的直径Di和转子的单位体积转矩TPV的组合变量的取值范围，使得该永磁同步电机可以满足压缩机的动力需求，此外，对于采用该转子的永磁同步电机及压缩机，可有效降低转子漏磁，增加永磁体利用率，提升永磁同步电机效率。

本发明的第四方面提供了一种压缩机，具有第二方面任一技术方案提供的定子，或第三方面任一技术方案中的永磁同步电机，因此，本发明的技术方案提供的发电装置具有第二方面任一技术方案提供的定子或第三方面任一技术方案中的永磁同步电机的全部有益效果，在此不一一列举。

本发明的第五方面提供了一种制冷设备，具有第二方面任一技术方案提供的定子或第三方面任一技术方案中的永磁同步电机或第四方面任一技术方案中的压缩机，因此，本发明的技术方案提供的制冷设备具有第二方面任一技术方案提供的定子或第三方面任一技术方案中的永磁同步电机或第四方面任一技术方案中的压缩机的全部有益效果，在此不一一列举。

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

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例的第一定子冲片结构示意图；

图2示出了本发明又一个实施例的第一定子冲片结构示意图；

图3示出了本发明一个实施例的第二定子冲片和转子的结构示意图；

图4示出了图3的A区放大图；

图5示出了本发明又一个实施例的第二定子冲片和转子的结构示意图；

图6示出了图5的B区放大图；

图7示出了本发明一个实施例的第二定子冲片的结构示意图；

图8示出了本发明的一个实施例中压缩机的结构示意图。

附图标号说明：

110定子齿，112齿部，114齿靴，116内周壁，120中心孔，130定子槽，1142凹槽，1144第一齿靴部，1146第二齿靴部，312第一定子冲片，314第二定子冲片，300压缩机，310定子，320转子，330曲轴，340主轴承，350气缸，360活塞，370副轴承。

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，本发明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限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图8描述根据本发明一些实施例的定子铁芯、定子、永磁同步电机、压缩机和制冷设备。

实施例1：

如图1至图7所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种永磁同步电机的定子铁芯，包括：多个定子冲片。

具体地，每一个定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿110，每个定子齿110包括：齿部112和齿靴114，齿靴114设置于齿部112靠近转子320的一侧，多个齿靴114围设形成中心孔120，多个定子冲片沿中心孔120的轴向堆叠设置，转子320能够穿设于中心孔120。其中，多个定子冲片包括：至少一个第一定子冲片312和至少一个第二定子冲片314。第一定子冲片312的至少一个齿靴114的内周壁116设有凹槽1142。在垂直于转子320的轴线的截面上，沿转子320的转动方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116上任意一点与转子320旋转中心之间的最短距离逐渐变化。

在该实施例中，第一定子冲片312的至少一个齿靴114的内周壁116形成有凹槽1142，在堆叠后，能够形成沿轴向排布的多个凹槽1142，降低电枢磁场的偶次谐波产生的概率。并且在垂直于转子320的轴线的截面上，沿转子320的转动方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116上任意一点与转子320旋转中心之间的最短距离逐渐变化，也即内周壁116上相邻的两点与转子320旋转中心之间的距离最小值不同。从而能够通过在第一定子冲片312上开设的凹槽1142和优化第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116与转子320之间的最短距离来改变磁阻，有利于抑制电枢磁场的偶次谐波，降低磁损耗，并降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，进而减小定子铁芯的形变，防止电磁泄漏，显著改善永磁同步电机关键频段的振动噪音，有效改善压缩机听感。而且，定子铁芯包括两种不同结构的定子冲片，同时采用两种冲片结构有利于改善永磁同步电机的低频能效，兼顾改善量产制造性。

可以理解的是，第一定子冲片312上可以全部定子齿110均设有凹槽1142，也可以部分定子齿110设有凹槽1142，有利于增加定子和转子320之间的气隙，凹槽1142数量可根据电极的性能需求合理设置。

需要说明的是，作为同一个定子铁芯的定子冲片，第一定子冲片312与第二定子冲片314整体的形状与尺寸相同，区别则在于凹槽1142的设置和最短距离的大小。

其中，定子齿110数量一般为3的倍数，可以为6个、9个、12个或18个等，在实际应用时可根据永磁同步电机具体需求来选择，再次不一一举例。

具体地，定子铁芯的外周壁大致呈圆柱形，一方面便于定子铁芯的安装，另一方面便于定子铁芯的生产加工。

进一步地，如图3至图7所示，沿中心孔120的径向，内周壁116包括弧线和/或直线段，也即定子冲片的内周壁116由直线段和/或圆弧段组成。例如，如图7所示，内周壁116可以呈现圆弧状，如图5和图6所示，内周壁116也可以由多段直线段构成，亦或者由圆弧段和直线段组合构成。从而有利于降低永磁同步电机的电感量等参数，进而提高永磁同步电机能效。具体地，弧线所在圆的直径为30mm～40mm，弧线的弧度为50°～56°。

进一步地，如图1所示，相邻两个定子齿110围设形成定子槽130，相邻两个定子齿110的齿靴114之间形成定子槽130的槽口。其中，槽口的宽度为1.5mm～3mm，通过槽口的尺寸改变定子齿110的磁场分布，进而改变磁密大小，提高永磁同步电机输出转矩，改善永磁同步电机效率。

进一步地，凹槽包括以下任一种：半圆形槽、方形槽、梯形槽与三角形槽。从而通过限定凹槽的形状，一方面凹槽制备方便，能够提升辅助槽制备的便捷性，另一方面，采用的上述结构的凹槽能够有利于改善由永磁同步电机低频径向电磁力波产生的振动噪音。另外，凹槽内的转角处可采用倒圆角来过渡。

实施例2：

如图3和图4所示，根据本发明的一个实施例，包括上述任一实施例限定的特征，以及进一步地：沿转子320的转动方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116上任意一点与转子320旋转中心之间的最短距离逐渐减小。

在该实施例中，转子320穿设于定子铁芯的中心孔120中，沿垂直于转子320轴线的方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116与转子320旋转中心之间的最短距离，且沿转子320的转动方向，逐渐减小。也即在第二定子冲片314沿垂直于转子320轴线的截面上，齿靴114的内周壁116为朝向转子320倾斜的弧线或直线。从而能够使第二定子冲片314的内周壁116与转子320之间的具有空气间隙，也即内周壁116与转子320的外周壁不会因转子的转动而产生碰擦，保证转子320可以在定子内部自由旋转。并且通过优化齿靴114的结构，使得定子齿110和转子320的磁极之间保持最佳空气间隙，最大限度降低径向电磁力波，进而改变定子齿110与转子320磁极之间的气隙磁阻，进而改善“齿槽效应”，实现减小振动和降低无刷直流永磁同步电机运行过程中产生的噪音的目的。同时，能够减小永磁同步电机转矩输出波动比例，提升永磁同步电机鲁棒性，进一步解决了因齿槽转矩较大产生的耗损增加、噪音增加的问题，有效提高永磁同步电机运行效率，满足用户对永磁同步电机的使用需求。

实施例3：

如图5、图6和图7所示，根据本发明的一个实施例，包括上述任一实施例限定的特征，以及进一步地：沿转子320的转动方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116上任意一点与转子320旋转中心之间的最短距离先增大后减小。

在该实施例中，沿转子320的转动方向，第二定子冲片314的齿靴114的内周壁116上任意一点与转子320旋转中心之间的最短距离先增大后减小，也即在第二定子冲片314沿垂直于转子320的轴线的截面上，齿靴114的内周壁116呈现“波峰”状，其中，最短距离的最大值可位于齿部112的中心线d上或偏离齿部112的中心线d。从而能够使第二定子冲片314的内周壁116与转子320之间的具有间隙，也即内周壁116与转子320的外周壁不会因转子320的转动而产生碰擦，保证转子320可以在定子内部自由旋转，而且通过优化齿靴114的结构，使得定子齿110和转子320的磁极之间保持最佳间隙，最大限度降低径向电磁力波，进而改变定子齿110与转子320磁极之间的气隙磁阻，进而改善“齿槽效应”，实现减小振动和降低无刷直流永磁同步电机运行过程中产生的噪音的目的。其中，中心线d为齿部112的对称中心线。

实施例4：

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，包括上述任一实施例限定的特征，以及进一步地：第一定子冲片312的齿靴114包括第一齿靴部1144和第二齿靴部1146。

详细地，沿转子320的转动方向，第一齿靴部1144和第二齿靴部1146依次连接，至少部分凹槽1142位于齿部112的中心线d的朝向第一齿靴部1144一侧的区域内。

在该实施例中，沿转子320的转动方向，第一定子冲片312的齿靴114依次包括第一齿靴部1144和第二齿靴部1146，第一齿靴部1144和第二齿靴部1146分别为齿靴朝向相邻两个定子槽延伸的部分。其中，凹槽1142的至少部分位于齿部112的中心线d的朝向第一齿靴部1144一侧的区域内，有利于降低电枢磁场的偶次谐波产生的概率，降低磁损耗，并降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，减小定子铁芯的形变，降低永磁同步电机运行时产生的振动噪音，有效改善压缩机听感。

另外，通过设置第一齿靴部，有利于增强反电势，并且能够改善永磁同步电机的制造性。通过设置第二齿靴部，有利于改善低阶力波，进一步改善永磁同步电机关键频段的振动噪音。

具体地，如图1所示，定子齿110上的凹槽1142相对于定子齿110的中心线d对称设置。如图2所示，定子齿110上的凹槽1142偏离定子齿110的中心线d设置。

可以理解的是，如图5所示，第一齿靴部1144和第二齿靴部1146相对于可以齿部112的中心线d对称设置；如图3所示，第一齿靴部1144和第二齿靴部1146也可以不对称设置。

实施例5：

根据本发明的一个实施例，包括上述任一实施例限定的特征，以及进一步地：沿转子的轴向，第一定子冲片和第二定子冲片的堆叠高度分别为L1和L2，满足以下关系式：0.001≤L1/L2≤0.6。

在该实施例中，沿轴孔的轴向，也即多个定子冲片的堆叠方向，多个定子冲片中全部第一定子冲片的堆叠高度L1和多个定子冲片中全部第二定子冲片的堆叠高度L2，满足以下关系式：0.001≤L1/L2≤0.6。从而将两种不同结构的定子冲片按不同轴向厚度组装，通过限定第一定子冲片的数量大于第二定子冲片的数量，来兼顾永磁同步电机振动噪音和能效。

其中，第二定子冲片L2越厚，噪音改善效果越好，第一定子冲片L1越厚，永磁同步电机能效越高，两种定子冲片可以按实际需要进行组装。

具体地，定子冲片的厚度为0.3mm～0.5mm。

实施例6：

根据本发明的一个实施例，包括上述任一实施例限定的特征，以及进一步地：第一定子冲片与第二定子冲片的堆叠方式包括以下方式：

方式一，第一定子冲片与第二定子冲片沿中心孔的轴向交替堆叠设置。

在该实施例中，第一定子冲片与第二定子冲片随机交替叠加，只要实现第二定子冲片的数量小于第一定子冲片的数量即可。有利于提升定子与转子之间的空气间隙，从而降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，减小定子铁芯的形变，进而防止电磁泄漏，显著改善永磁同步电机关键频段的振动噪音，有效改善压缩机听感。

方式二，多个第一定子冲片连续堆叠形成第一冲片段，多个第二定子冲片连续堆叠形成第二冲片段，第一冲片段与第二冲片段沿中心孔的轴向交替堆叠设置。

在该实施例中，将多个第一定子冲片叠加在一起形成第一冲片段，以在第一冲片段的内周壁上形成轴向延伸的连通凹陷，将多个第二定子冲片叠加在一起形成第二冲片段，扩大定子与转子之间的空气间隙，然后将至少一个第一冲片段与至少一个冲片段进行对接叠加，从而有利于改变定子齿与转子磁极之间的气隙磁阻，在保证永磁同步电机性能的同时，达到降低永磁同步电机的振动噪音的目的。

可以理解的是，还可以至少一个第一冲片段与至少一个第二定子冲片进行叠加。

实施例7：

本发明的第二方面的实施例提出了一种定子，包括第一方面实施例提供的永磁同步电机的定子铁芯。因此，该实施例提供的定子具有第一方面实施例提供的永磁同步电机的定子铁芯的全部有益效果。

进一步地，定子还包括：绕组，绕设在定子铁芯的齿部上。多个齿部沿定子铁芯的周向均匀地分布，绕组绕设在定子铁芯的齿部上，对绕组进行通电时使得绕组产生均匀的磁场，同时，定子铁芯的齿靴能够起到防止线圈脱落的作用，使得转子在转动过程中不会存在质心偏离旋转轴心的情况，以维持永磁同步电机的动平衡，减少支撑结构的局部磨损加剧的现象，确保永磁同步电机结构更为稳固。

进一步地，在定子应用在电动机时，将绕组设置为集中式绕组，以使相邻的两组绕组的极性的相同的，正是由于同性相斥的原理，使定子绕组形成的磁场经相邻的凸极返回构成闭合磁路。并且根据实际情况和使用需求可以将绕组的数量设置为9个或12个。

实施例8：

如图1至图7所示，根据本发明的一个具体实施例，提出了一种定子，包括：多个第一定子冲片312和多个第二定子冲片314，多个第一定子冲片312和多个第二定子冲片314堆叠以构成定子铁芯。定子铁芯围设于转子320的外部，定子铁芯包括多个齿部112，多个齿部112设置在定子铁芯朝向转子320的一侧，多个齿部112沿定子铁芯的周向设置，相邻齿部112之间限定出定子槽130；线圈绕设在齿部112上。齿部112靠近朝向转子320一侧设置有齿靴114。

其中，如图1和图2所示，第一定子冲片312的齿靴114上凹槽1142。以转子320旋转中心为圆心，如图3至图7所示，第二定子冲片314齿靴114的齿面(内周壁116)与转子320旋转中心点之间的最短距离由转子320转动方向呈逐渐减小趋势或先增大后减小趋势。

例如，如图1和图2所示，第一定子冲片312和第二定子冲片314具有9个定子齿110，转子320的转动方向为逆时针。第一定子冲片312每个定子齿110上均设有凹槽1142，凹槽1142偏离齿部112中心线d，并设置在转子转动方向的反侧。

在该实施例中，采用这种定子结构，能够减少电磁径向力，有利于抑制电枢磁场的偶次谐波，显著降低电枢磁场谐波与转子磁场谐波相作用所产生的径向电磁力波，进而改善压缩机关键频段的振动噪音，有效改善压缩机听感。而且同时采用两种冲片结构有利于改善永磁同步电机的低频能效，兼顾改善量产制造性。

进一步地，第一定子冲片沿永磁同步电机轴向堆叠高度为L1，第二定子冲片沿永磁同步电机轴向堆叠高度为L2，满足：0.001≤L1/L2≤0.6；将两种定子冲片按不同轴向厚度组装可以获得不同的压缩机振动噪音改善效果，第一定子冲片的堆叠高度L1越厚，永磁同步电机能效越高，第二定子冲片的堆叠高度L2越厚，噪音改善效果越好，两种冲片可以按实际需要进行组装。

实施例9：

根据本发明第三方面的实施例，提出了一种永磁同步电机，具有第二方面任一实施例提供的定子，因此，本发明的实施例提供的永磁同步电机具有第二方面任一实施例提供的定子的全部有益效果，在此不一一列举。

进一步地，永磁同步电机还包括：转子，设置在定子的中心孔内，沿垂直于转子的轴线的方向，转子与定子之间具有空气间隙。

在该实施例中，转子穿设于定子的中心孔内，并且在定子和转子之间设置有空气间隙，以保证转子可以在定子内部自由旋转。

具体地，转子包括：转子铁芯和永磁体。具体地，转子铁芯设置有多个安装槽，多个安装槽沿转子铁芯的周向设置。永磁体设置在安装槽内以形成磁极，使永磁体可以受到定子通电后产生的磁场影响，在磁场力的作用下进行运动，从而带动转子转动实现永磁同步电机的输出。

其中，永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体合围形成V形结构，V形永磁体形成的V形磁极产生的聚磁效果有利于提升永磁同步电机反电势，进而有利于提升压缩的低频能效。可以理解的是，永磁体也可以为满足要求的其他形状的永磁体。实现在转子外径减小的同时，保证转子永磁励磁不降低，在增大永磁同步电机线负荷的同时，确保了永磁同步电机磁负荷的维持，进而使永磁同步电机功率密度增大，材料利用率提高。空气间隙大于等于0.4mm且小于等于0.8mm。

当然，永磁体还可以设置为U型结构，此时永磁体可以由两部分组成，设置定子铁芯上可以设置U形安装槽，U形永磁体形成的U形磁极也能产生的聚磁效果有利于提升永磁同步电机反电势，进而有利于提升永磁同步电机的低频能效。

进一步地，定子的中心孔的直径为Di，永磁同步电机的额定转矩为T，转子的单位体积转矩为TPV，满足以下关系式：5.18×10^-7≤T×Di^-3×TPV^-1≤1.17×10^-6，5≤TPV≤45；其中，永磁同步电机的额定转矩T的单位为N·m，定子的中心孔的直径Di的单位为mm，转子的单位体积转矩TPV的单位为kN·m·m^-3。从而通过限定了永磁同步电机的额定转矩T、定子的中心孔的直径Di和转子的单位体积转矩TPV的组合变量的取值范围，使得该永磁同步电机可以满足压缩机的动力需求，此外，对于采用该转子的永磁同步电机及压缩机，可有效降低转子漏磁，增加永磁体利用率，提升永磁同步电机效率。

实施例10：

如图8所示，根据本发明的第四方面提供了一种压缩机300，具有第二方面任一实施例提供的定子310，或第三方面任一实施例中的永磁同步电机，因此，本发明的实施例提供的发电装置具有第二方面任一实施例提供的定子310或第三方面任一实施例中的永磁同步电机的全部有益效果，在此不一一列举。

进一步地，压缩机300还包括：曲轴330和动力部(图中未示出)，曲轴330穿设于转子320的转子铁芯，并与转子铁芯相连接。动力部与轴相连接，也即曲轴330连接转子铁芯和动力部，进而在动力部工作时能够带动曲轴330转动进而带动转子铁芯转动。具体地，压缩机300的曲轴330通过转子铁芯的中心孔与转子铁芯相连接。

具体地，压缩机300还包括主轴承340、副轴承370、气缸350和活塞360，曲轴330一端穿设于转子320内，另一端依次穿过主轴承340、气缸350、副轴承370。

实施例11：

本发明的第五方面提供了一种制冷设备，具有第二方面任一实施例提供的定子或第三方面任一实施例中的永磁同步电机或第四方面任一实施例中的压缩机，因此，本发明的实施例提供的制冷设备具有第二方面任一实施例提供的定子或第三方面任一实施例中的永磁同步电机或第四方面任一实施例中的压缩机的全部有益效果，在此不一一列举。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；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 (11)

1.一种定子铁芯，所述定子铁芯包括中心孔，转子能够穿设于所述中心孔，其特征在于，所述定子铁芯包括：

多个定子冲片，多个所述定子冲片沿所述转子的轴向堆叠设置，所述定子冲片包括沿周向分布的多个定子齿，所述定子齿包括齿部和连接于所述齿部的齿靴，多个所述齿靴围设形成所述中心孔；

多个所述定子冲片包括：

至少一个第一定子冲片，所述第一定子冲片的至少一个所述齿靴的内周壁设有凹槽；

至少一个第二定子冲片，在垂直于所述转子的轴线的截面上，沿所述转子的转动方向，所述第二定子冲片的所述齿靴的内周壁上任意一点与所述转子的旋转中心之间的最短距离逐渐变化；

所述第一定子冲片与所述第二定子冲片沿所述转子的轴向交替堆叠设置；

沿所述转子的转动方向，所述最短距离先增大后减小；或

沿所述转子的转动方向，所述最短距离逐渐减小；

沿所述转子的轴向，所述第一定子冲片和所述第二定子冲片的堆叠高度分别为L1和L2，满足以下关系式：0.001≤L1/L2≤0.6。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，

沿所述转子的转动方向，所述齿靴依次包括第一齿靴部和第二齿靴部；

至少部分所述凹槽位于所述齿部的中心线的朝向所述第一齿靴部一侧的区域内。

3.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，

所述凹槽包括以下任一种：半圆形槽、方形槽、梯形槽与三角形槽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子铁芯，其特征在于，

沿垂直于所述转子的轴线的方向，所述内周壁包括弧线和/或直线段。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的定子铁芯，其特征在于，

相邻两个所述定子齿围设形成定子槽，相邻两个所述定子齿的所述齿靴之间形成所述定子槽的槽口。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的定子铁芯，其特征在于，

多个所述第一定子冲片连续堆叠形成第一冲片段，多个所述第二定子冲片连续堆叠形成第二冲片段，所述第一冲片段与所述第二冲片段沿所述转子的轴向交替堆叠设置。

7.一种定子，其特征在于，包括：

如权利要求1至6中任一项所述的定子铁芯。

8.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的定子；

转子，穿设于所述定子的中心孔，沿垂直于所述转子的轴线的方向，所述转子与所述定子之间具有气隙。

9.根据权利要求8所述的永磁同步电机，其特征在于，

所述定子的中心孔的直径为Di，所述永磁同步电机的额定转矩为T，所述转子的单位体积转矩为TPV，满足以下关系式：5.18×10^-7≤T×Di^-3×TPV^-1≤1.17×10^-6，5≤TPV≤45；

其中，所述永磁同步电机的额定转矩T的单位为N·m，所述定子的中心孔的直径Di的单位为mm，所述转子的单位体积转矩TPV的单位为kN·m·m^-3。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的定子；或

如权利要求8或9所述的永磁同步电机。

11.一种制冷设备，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的定子；或

如权利要求8或9所述的永磁同步电机；或

如权利要求10所述的压缩机。

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