CN112653273A - 电机及压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机及压缩机,电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽,电机为6极电机;转子的转子铁芯的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1。本发明的电机解决了现有技术中的电机运行时的噪音大的问题。

Description

电机及压缩机
技术领域
本发明涉及电机领域,具体而言,涉及一种电机及压缩机。
背景技术
电机在人们日常生产生活中的各个领域中有着广泛的应用。
随着生产力进步和人们生活水平的提高,对电机工作时的噪声也具有越来越严格的要求。现有技术中的电机在工作时会产生较大的径向力波,导致电机振动加剧。因此,现有技术中的电机在工作时存在较大的噪音。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电机及压缩机,以解决现有技术中的电机运行时的噪音大的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种电机,电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽,电机为6极电机;转子的转子铁芯的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1
进一步地,第二圆弧的圆心与电机的中心轴的距离为d;第一圆弧对应的圆心角为θ1;其中,20°<θ1<25°,0.2<d/R1<0.31,0.93<(R2/(R1+d))<1.01。
进一步地,转子铁芯上设有6组的磁钢槽,各个磁钢槽均包括两个槽段,两个槽段的延伸方向之间的夹角为θ2;磁钢槽内装有磁钢;磁钢沿预设方向的厚度为K1;定子的齿宽为K2;130°<θ2<150°,0.3<K1/K2<1.1;其中,电机的中心轴所在的方向和磁钢槽的延伸方向均与预设方向垂直。
进一步地,转子铁芯上设有第一隔磁孔和第二隔磁孔;第一隔磁孔和第二隔磁孔均位于第二圆弧以及磁钢槽之间。
进一步地,第一隔磁孔和第二隔磁孔均为12个,各个第二隔磁孔与各个第一隔磁孔一一对应地设置,12个第一隔磁孔沿环绕电机的中心轴的方向等间距设置;各个磁钢槽和转子铁芯的边缘之间均设有两个第一隔磁孔和两个第二隔磁孔;任意一个磁钢槽的两个槽段沿预定平面对称设置;与该磁钢槽对应的两个第一隔磁孔沿预定平面对称设置。
进一步地,各个第一隔磁孔的靠近转子铁芯的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;与任意一个磁钢槽对应地两个第一隔磁孔的第三圆弧的中点与电机的中心之间的连线之间呈40°夹角设置;其中,第三圆弧的弧长为C1,各个齿槽的槽口宽度均为K3;0.95<C1/K3<1.1。
进一步地,第二隔磁孔为沿转子铁芯的径向延伸设置的条形孔,条形孔的靠近转子铁芯的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;其中,各个齿槽的槽口宽度均为K3,条形孔的宽度为K4,第二隔磁孔与相应的第一隔磁孔之间的距离为K5;0.5<K4/K3<0.55,0.72<K5/K3<0.75。
进一步地,各个第一隔磁孔的靠近转子铁芯的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;第二隔磁孔的靠近转子铁芯的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;第三圆弧的半径和第四圆弧的半径相等,第三圆弧的圆心和第四圆弧的圆心均位于电机的中心轴上。
进一步地,第三圆弧的半径和第四圆弧的半径均为R3;其中,0.3mm<R2-R3<0.6mm。
进一步地,转子铁芯的侧壁设有6个沿电机的中心轴所在的方向延伸设置凹槽,6个凹槽沿环绕电机的中心轴的方向等间距设置;各个凹槽到相邻的两个磁钢槽的距离相等。
进一步地,电机包括安装在转子铁芯的端部的挡油座和挡油帽;转子铁芯上设有6个流通孔,6个流通孔沿环绕电机的中心轴的方向间隔设置;挡油座具有6个凸台,6个凸台沿环绕电机的中心轴的方向间隔设置;其中,6个流通孔的面积之和为S1;6个凸台的内切圆的面积为S2;电机与压缩机的泵体组件连接,以通过电机驱动泵体组件运动;压缩机的排量为P;S2>S1>11P。
进一步地,挡油座由不导磁的刚性材料制成。
根据本发明的另一方面,提供了一种压缩机,压缩机包括泵体组件和与泵体组件连接以驱动泵体组件运动的电机;电机为上述的电机。
应用本发明的技术方案的电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽,电机为6极电机;转子的转子铁芯的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1。这样,通过对转子的边缘轮廓进行设计,使其由依次交错设置的多个第一圆弧和多个第二圆弧组成,且第一圆弧和第二圆弧的半径满足上述关系,能够改变电机气隙磁阻分布,降低电机齿槽效应和反电势谐波,从而降低电机的径向力波峰值,进而降低电机的噪音,解决了现有技术中的电机运行时噪音大的问题。
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电机的实施例的定子铁芯和转子铁芯的配合示意图;
图2示出了根据本发明的电机的第一个实施例的转子铁芯的结构示意图;
图3示出了根据本发明的电机的实施例的转子铁芯与定子铁芯的局部区域的放大结构示意图;
图4示出了根据本发明的电机的第二个实施例的转子铁芯的结构示意图;
图5示出了根据本发明的电机的实施例的部分结构的示意图;
图6示出了在不同国标要求下采用本发明的电机和采用传统电机的压缩机油循环率的对比图;
图7示出了在不同的运行频率下本发明的电机和传统电机的0阶径向力波对比图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、定子铁芯;11、齿槽;2、转子铁芯;21、磁钢槽;22、磁钢;23、第一隔磁孔;24、第二隔磁孔;25、凹槽;26、流通孔;3、挡油座;31、凸台;4、挡油帽。
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。
请参考图1至图5,本发明提供了一种电机,电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯1上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽11,电机为6极电机;转子的转子铁芯2的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1
本发明的电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯1上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽11,电机为6极电机;转子的转子铁芯2的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1。这样,通过对转子的边缘轮廓进行设计,使其由依次交错设置的多个第一圆弧和多个第二圆弧组成,且第一圆弧和第二圆弧的半径满足上述关系,能够改变电机气隙磁阻分布,降低电机齿槽效应和反电势谐波,从而降低电机的径向力波峰值,进而降低电机的噪音,解决了现有技术中的电机运行时噪音大的问题。
也就是说,任意一个第一圆弧的两端均与两个第二圆弧对应地连接,且任意一个第二圆弧的两端均与两个第一圆弧对应地连接,这样,可优化电机气隙磁阻分布,降低电机运行噪音。
在本实施例中为了更有效地优化电机结构,降低齿槽效应和反电势谐波,从而降低电机的径向力波峰值,第二圆弧的圆心与电机的中心轴的距离为d;第一圆弧对应的圆心角为θ1;其中,20°<θ1<25°,0.2<d/R1<0.31,0.93<(R2/(R1+d))<1.01。
转子铁芯2上设有6组的磁钢槽21,各个磁钢槽21均包括两个槽段,两个槽段的延伸方向之间的夹角为θ2;磁钢槽21内装有磁钢22;磁钢22沿预设方向的厚度为K1;定子的齿宽为K2;130°<θ2<150°,0.3<K1/K2<1.1;其中,电机的中心轴所在的方向和磁钢槽21的延伸方向均与预设方向垂直。
在电机工作时,磁钢激励的磁场与定子线圈激励产生的磁场作用产生力矩,从而驱动转子转动。通过采用这种结构设计,能够使磁钢处于最优磁负荷点,并减小磁钢用量,降低电机成本。
任意两个相邻的齿槽11之间形成齿部,从而在齿部上绕线形成绕组。定子的齿宽即定子的齿部的宽度。
具体地,转子铁芯2上设有第一隔磁孔23和第二隔磁孔24;第一隔磁孔23和第二隔磁孔24均位于第二圆弧以及磁钢槽21之间。
通过第二圆弧与磁钢槽21之间的区域设置第一隔磁孔23和第二隔磁孔24,能够形成局部高磁阻,从而改变磁场线走向,减少经过齿槽口以及齿靴的磁场线数量,从而降低齿槽转矩,有利于控制转矩脉动从而减小噪音。
在本实施例中,第一隔磁孔23和第二隔磁孔24均为12个,各个第二隔磁孔24与各个第一隔磁孔23一一对应地设置,12个第一隔磁孔23沿环绕电机的中心轴的方向等间距设置;各个磁钢槽21和转子铁芯2的边缘之间均设有两个第一隔磁孔23和两个第二隔磁孔24;任意一个磁钢槽21的两个槽段沿预定平面对称设置;与该磁钢槽21对应的两个第一隔磁孔23沿预定平面对称设置。
具体地,各个第一隔磁孔23的靠近转子铁芯2的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;与任意一个磁钢槽21对应地两个第一隔磁孔23的第三圆弧的中点与电机的中心之间的连线之间呈40°夹角设置;其中,第三圆弧的弧长为C1,各个齿槽11的槽口宽度均为K3;0.95<C1/K3<1.1。
通过采用上述结构设计,当磁钢槽21的中心位置运动到与一个齿槽11对应的位置处时,与该磁钢槽21对应的两个第一隔磁孔23会运动到与该齿槽11两侧的两个齿槽11对应的位置处。
具体地,第二隔磁孔24为沿转子铁芯2的径向延伸设置的条形孔,条形孔的靠近转子铁芯2的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;其中,各个齿槽11的槽口宽度均为K3,条形孔的宽度为K4,第二隔磁孔24与相应的第一隔磁孔23之间的距离为K5;0.5<K4/K3<0.55,0.72<K5/K3<0.75。
具体地,各个第一隔磁孔23的靠近转子铁芯2的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;第二隔磁孔24的靠近转子铁芯2的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;第三圆弧的半径和第四圆弧的半径相等,第三圆弧的圆心和第四圆弧的圆心均位于电机的中心轴上。
这样,第一隔磁孔23与转子铁芯2的边缘之间以及第二隔磁孔24与转子铁芯2的边缘之间均形成隔磁桥,从而限制漏磁,提高磁钢的利用率。
具体地,第三圆弧的半径和第四圆弧的半径均为R3;其中,0.3mm<R2-R3<0.6mm。
具体地,转子铁芯2的侧壁设有6个沿电机的中心轴所在的方向延伸设置凹槽25,6个凹槽25沿环绕电机的中心轴的方向等间距设置;各个凹槽25到相邻的两个磁钢槽21的距离相等。
通过设置凹槽25,能够缓解相邻两个磁钢槽21内的不同极性的磁钢22之间的磁场线突变,使气隙磁密更加正弦化,有利于降低转矩脉动和径向力波。
在具体实施时,凹槽25的内壁面可以是弧形或多边形。
具体地,电机包括安装在转子铁芯2的端部的挡油座3和挡油帽4;转子铁芯2上设有6个流通孔26,6个流通孔26沿环绕电机的中心轴的方向间隔设置;挡油座3具有6个凸台31,6个凸台31沿环绕电机的中心轴的方向间隔设置;其中,6个流通孔26的面积之和为S1;6个凸台31的内切圆的面积为S2;电机与压缩机的泵体组件连接,以通过电机驱动泵体组件运动;压缩机的排量为P;S2>S1>11P。
具体地,挡油座3由不导磁的刚性材料制成。例如,在本实施例中,挡油座3由铝制成。
另外,本发明还提供了一种压缩机,压缩机包括泵体组件和与泵体组件连接以驱动泵体组件运动的电机;电机为上述的电机。
如图6所示,可以看出,在不同的国标要求下,采用本发明的电机的压缩机与采用传统电机的压缩机相比,采用本发明的电机的压缩机的油循环率明显更低。从而有利于减小压缩机润滑油对冷凝器和蒸发器的换热效率的影响,提高换热系统的能效。
如图7所示,横轴代表不同的电机运行频率,其中,f为电机的机械频率,图中示出了运行频率为6倍、12倍、18倍、24倍、30倍以及36倍机械频率时,本发明的电机和传统电机的0阶径向力波对比。可以看出在电机的运行频率为18倍的机械频率时,本发明的电机的0阶径向力波与传统电机相比明显更小,能够有效地减小电机振动,降低电机运行时的噪音。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
本发明的电机包括转子和环绕转子设置的定子,定子的定子铁芯1上设有沿环绕电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽11,电机为6极电机;转子的转子铁芯2的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个第一圆弧和多个第二圆弧交错设置;第一圆弧的半径为R1,第二圆弧的半径为R2;第一圆弧的圆心位于电机的中心轴上,第二圆弧的圆心与电机的中心轴间隔设置;R2>R1。这样,通过对转子的边缘轮廓进行设计,使其由依次交错设置的多个第一圆弧和多个第二圆弧组成,且第一圆弧和第二圆弧的半径满足上述关系,能够改变电机气隙磁阻分布,降低电机齿槽效应和反电势谐波,从而降低电机的径向力波峰值,进而降低电机的噪音,解决了现有技术中的电机运行时噪音大的问题。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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 (13)

1.一种电机,所述电机包括转子和环绕所述转子设置的定子,所述定子的定子铁芯(1)上设有沿环绕所述电机的中心轴等间距地设置的18个齿槽(11),所述电机为6极电机;其特征在于,所述转子的转子铁芯(2)的边缘轮廓包括多个第一圆弧和多个第二圆弧,多个所述第一圆弧和多个所述第二圆弧交错设置;
所述第一圆弧的半径为R1,所述第二圆弧的半径为R2;所述第一圆弧的圆心位于所述电机的中心轴上,所述第二圆弧的圆心与所述电机的中心轴间隔设置;R2>R1
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述第二圆弧的圆心与所述电机的中心轴的距离为d;所述第一圆弧对应的圆心角为θ1
其中,20°<θ1<25°,0.2<d/R1<0.31,0.93<(R2/(R1+d))<1.01。
3.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述转子铁芯(2)上设有6组的磁钢槽(21),各个所述磁钢槽(21)均包括两个槽段,两个所述槽段的延伸方向之间的夹角为θ2;所述磁钢槽(21)内装有磁钢(22);所述磁钢(22)沿预设方向的厚度为K1;所述定子的齿宽为K2;130°<θ2<150°,0.3<K1/K2<1.1;
其中,所述电机的中心轴所在的方向和所述磁钢槽(21)的延伸方向均与所述预设方向垂直。
4.根据权利要求3所述的电机,其特征在于,所述转子铁芯(2)上设有第一隔磁孔(23)和第二隔磁孔(24);所述第一隔磁孔(23)和所述第二隔磁孔(24)均位于所述第二圆弧以及所述磁钢槽(21)之间。
5.根据权利要求4所述的电机,其特征在于,所述第一隔磁孔(23)和所述第二隔磁孔(24)均为12个,各个所述第二隔磁孔(24)与各个所述第一隔磁孔(23)一一对应地设置,12个所述第一隔磁孔(23)沿环绕所述电机的中心轴的方向等间距设置;各个所述磁钢槽(21)和所述转子铁芯(2)的边缘之间均设有两个所述第一隔磁孔(23)和两个所述第二隔磁孔(24);任意一个所述磁钢槽(21)的两个所述槽段沿预定平面对称设置;与该磁钢槽(21)对应的两个所述第一隔磁孔(23)沿所述预定平面对称设置。
6.根据权利要求5所述的电机,其特征在于,各个所述第一隔磁孔(23)的靠近所述转子铁芯(2)的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;与任意一个所述磁钢槽(21)对应地两个所述第一隔磁孔(23)的所述第三圆弧的中点与所述电机的中心之间的连线之间呈40°夹角设置;
其中,所述第三圆弧的弧长为C1,各个所述齿槽(11)的槽口宽度均为K3;0.95<C1/K3<1.1。
7.根据权利要求4所述的电机,其特征在于,所述第二隔磁孔(24)为沿所述转子铁芯(2)的径向延伸设置的条形孔,所述条形孔的靠近所述转子铁芯(2)的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;
其中,各个所述齿槽(11)的槽口宽度均为K3,所述条形孔的宽度为K4,所述第二隔磁孔(24)与相应的所述第一隔磁孔(23)之间的距离为K5;0.5<K4/K3<0.55,0.72<K5/K3<0.75。
8.根据权利要求4所述的电机,其特征在于,各个所述第一隔磁孔(23)的靠近所述转子铁芯(2)的边缘的一边的轮廓为第三圆弧;所述第二隔磁孔(24)的靠近所述转子铁芯(2)的边缘的一边的轮廓为第四圆弧;所述第三圆弧的半径和所述第四圆弧的半径相等,所述第三圆弧的圆心和所述第四圆弧的圆心均位于所述电机的中心轴上。
9.根据权利要求8所述的电机,其特征在于,所述第三圆弧的半径和所述第四圆弧的半径均为R3
其中,0.3mm<R2-R3<0.6mm。
10.根据权利要求3所述的电机,其特征在于,所述转子铁芯(2)的侧壁设有6个沿所述电机的中心轴所在的方向延伸设置凹槽(25),6个所述凹槽(25)沿环绕所述电机的中心轴的方向等间距设置;各个所述凹槽(25)到相邻的两个所述磁钢槽(21)的距离相等。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电机,其特征在于,所述电机包括安装在所述转子铁芯(2)的端部的挡油座(3)和挡油帽(4);
所述转子铁芯(2)上设有6个流通孔(26),6个所述流通孔(26)沿环绕所述电机的中心轴的方向间隔设置;
所述挡油座(3)具有6个凸台(31),6个所述凸台(31)沿环绕所述电机的中心轴的方向间隔设置;
其中,6个所述流通孔(26)的面积之和为S1;6个所述凸台(31)的内切圆的面积为S2;所述电机与压缩机的泵体组件连接,以通过所述电机驱动所述泵体组件运动;所述压缩机的排量为P;S2>S1>11P。
12.根据权利要求11所述的电机,其特征在于,所述挡油座(3)由不导磁的刚性材料制成。
13.一种压缩机,其特征在于,所述压缩机包括泵体组件和与所述泵体组件连接以驱动所述泵体组件运动的电机;所述电机为权利要求1至12中任一项所述的电机。
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