CN112688455A - 一种电机转子、间隙片组件、电机、压缩机及冰箱 - Google Patents

Abstract

一种电机转子、间隙片组件、电机、压缩机及冰箱，涉及冰箱技术领域，所述电机转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯包括功能段，所述功能段位于转子铁芯远离永磁体的一端，所述功能段径向外周上设置有n个配合槽，n≥2，所述电机转子能够在转子体积减小的情况下增加固定工装的固定力臂，同时还能够增加固定工装固定部的直径，从而提升转子生产线充磁固定工装的安全可靠性。所述电机转子辅以与之相匹配的间隙片组件，使间隙片能够与转子相互准确定位，同时还能方便地调整间隙片在定转子间隙内的位置，保证间隙片准确的位于定子内圆弧和转子外圆弧之间，极大的提升制冷压缩机生产线定转子的装配效率和装配质量。

Description

一种电机转子、间隙片组件、电机、压缩机及冰箱

技术领域

本发明涉及冰箱技术领域，特别是涉及电机转子、与电机转子配合使用的间隙片组件、电机、压缩机及冰箱。

背景技术

随着冰箱用制冷压缩机的小型化发展，压缩机的体积越来越小，相应的压缩机电机的尺寸和体积也越来越小。然而由于压缩机的运行工况及品质要求并没有降低，因此随着电机的体积的减小，同时也带来了诸多的问题。

在压缩机用电机转子的实际生产过程中，一般是将无磁性状态的永磁体装配到转子铁芯上，组成转子组件，然后通过转子组件的轴孔与压缩机曲轴的配合相互固定。将组装在压缩机气缸座和曲轴上的转子组件置于充磁设备中，并将转子组件固定。一般采用的固定方式为通过数根工装固定部与转子铁芯上的充磁孔相互配合，以保持转子组件的永磁体与充磁设备中充磁线圈的相对位置固定。通过在充磁线圈中通入瞬间大电流产生符合条件的磁场，因此处于该磁场中转子组件的永磁体就被磁化，产生了满足要求的磁性。由于该充磁过程发生时间极短，充磁线圈产生的强大磁场在整个流通路径中的阻力会在转子组件上产生很大的扭矩，该扭矩主要作用在转子组件的工装固定部上。随着转子尺寸和体积的减小，一方面在相同的充磁扭矩的情况下，工装固定部的作用力臂减小导致所受作用力大幅度增加，同时由于没有足够的空间通过加大固定部的直径提升结构强度，从而产生了导致固定夹具断裂的风险。另一方面，随着转子的尺寸和体积的急剧减小，除设置铆钉孔和铁芯扣点外，几乎没有空间开设充磁定位孔，为压缩机的生产制造了困难。

在压缩机整机组装过程中的定转子装配时，电机定转子的气隙宽度需要使用定转子间隙片进行控制以保持均匀且合理。将厚度与定转子气隙宽度近似的间隙片临时性的填充在定转子气隙中，定转子的相对位置可以被定位到合理的状态。在完成定子的安装固定后，移除间隙片就能保证定转子气隙均匀且满足要求。上述定转子气隙指的是定转子装配时定子内圆弧与转子外圆弧之间的空间，定转子的组装即是保证该两圆弧之间的气隙宽度均匀且满足设计值的合理范围。而在定转子装配的过程中需要保证间隙片准确地位于定子内径圆弧和转子外径圆弧之间，才能起到控制定转子气隙宽度的目的。然而，定子的结构一般设计为内侧具有一定数量的齿部结构，该齿部结构将定子内圆弧分割为多个圆弧段。尤其是在定子齿部结构存在切边时，定子内圆弧段会更窄。永磁体表贴式转子的外圆也由于永磁体切边结构而被分割为多个圆弧段。目前的定转子结构与间隙片结构无法保证电机定转子装配过程中间隙片同时处于定子内圆弧和转子外圆弧之间实现控制间隙宽度的目的，三者之间没有相互定位和调节空间，极大的影响电机定转子的装配效率。

发明内容

本发明的第一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种压缩机的电机转子机构，该电机转子能达到提升转子生产线充磁固定工装的安全可靠性、提升制冷压缩机生产线定转子的装配效率和装配质量的有益效果。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电机转子，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯包括功能段，所述功能段位于转子铁芯远离永磁体的一端，所述功能段径向外周上设置有n个配合槽，n≥2，所述配合槽用于与充磁工装的固定部配合，在所述永磁体充磁时起到固定转子结构的作用。由于配合槽位于电机转子的功能段的径向外周上，最大限度地提升了充磁工装固定部的作用力臂，从而提升了充磁工装固定部的可靠性。

作为本发明的一个具体实施例，所述配合槽沿轴向方向的投影为半圆形或者半多边形。将所述配合槽设置为沿轴向方向投影为半圆形或者半多边形有利于与充磁工装固定部的配合。

作为本发明的一个具体实施例，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形或相同的圆形；所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述多边形优选为正多边形或正多边形的组合；所述配合槽均匀分布在所述功能段径向外周上，也即所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的圆形时，配合槽均匀分布在圆形径向外周。进一步地，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述配合槽位于所述多边形的边的中间位置。将配合槽和功能段径向外周如上设置可使得功能段和充磁工装固定部受力均更均匀，进一步提高充磁过程中的可靠性。

作为本发明的一个具体实施例：所述n＝3或n＝4。可根据实际需要选择配合槽的数量，但配合槽过多不易装配且可以理解的是容易造成功能段外边缘的刚度下降，因此配合槽的数量可选为3或者4。

作为本发明的一个具体实施例，所述多边形或正多边形或正多边形的组合的边数为2p，其中p为电机的极数。

作为本发明的一个具体实施例，所述电机转子包括永磁体固定段，所述永磁体设置于永磁体固定段径向外周，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述多边形外接圆的直径≥永磁体固定段外径，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的圆形时，所述圆形直径≥永磁体固定段外径。设置上述尺寸可以进一步提升充磁工装固定部的作用力臂，进一步提升充磁工装固定部的可靠性。

作为本发明的一个具体实施例，所述配合槽还可用于与间隙片组件的转子铁芯配合部配合，使间隙片组件的间隙片位于永磁体外圆弧区且相对位置保持不变。配合槽还可用于与间隙片组件配合，使间隙片与永磁体外圆弧区相对，且能保持两者相对位置不变，使的间隙片在定转子间隙内的位置可控，且能保证间隙片最大幅度的同时正对永磁体外圆弧区和定子内圆弧区，起到提高定转子装配质量和效率的作用。

本发明还提供了一种间隙片组件，用于在前文所述电机转子与定子装配时配合所述电机转子使用；

所述间隙片组件包括间隙片、转子铁芯配合部，所述间隙片被设置为与永磁体外圆弧区相适应的形状；

所述转子铁芯配合部用于和设置在所述功能段上的配合槽配合并相互定位，使所述间隙片部分贴合于永磁体外圆弧区且相对位置不变。

作为本发明的一个具体实施例，所述间隙片的数量与所述电机转子的转子极数相同。设置与转子极数相同数量的间隙片可以更好的控制装配过程中定子和转子之间的间隙，提高装配质量。

本发明还公开了一种电机，其包括了前文所述的电机转子。本本发明还公开了一种压缩机，其包括前文所述的电机。本发明还公开了一种冰箱，所述冰箱包括上述压缩机。

本发明的电机转子、间隙片组件、电机、压缩机具有以下技术效果：

本发明提供的电机转子能够在转子体积减小的情况下增加固定工装的固定力臂，同时还能够增加固定工装固定部的直径，从而提升转子生产线充磁固定工装的安全可靠性。

本发明提供的电机转子辅以与之相匹配的间隙片组件，使间隙片能够与转子相互准确定位，同时还能方便地调整间隙片在定转子间隙内的位置，保证间隙片准确的位于定子内圆弧和转子外圆弧之间，极大的提升制冷压缩机生产线定转子的装配效率和装配质量。

本发明提供的电机转子还能够起到装配固定压缩机油泵的效果，从而为优化压缩机曲轴结构和长度提供更多的空间。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是原有的电机转子示意图。

图2是本发明一实施例的电机转子爆炸示意图。

图3是本发明一实施例的电机转子与充磁工装配合示意图。

图4是现有技术中电机定转子装配时圆弧区相对位置示意图。

图5是本发明电机转子与间隙片组件装配示意图。

图6是本发明一实施例的电机安装时定转子与间隙片相对位置示意图。

图7是本发明两个具体实施例中功能段径向外周和配合槽的示意图。

图8是本发明一个具体实施例中功能段径向外周示意图。

附图编号如下：

11.转子铁芯；12.永磁体；111.充磁工装固定孔；2.电机转子；21.转子铁芯；22.永磁体；211.功能段；212.轴孔段；213.沉孔段；2111.配合槽；25.永磁体外圆弧区；31.充磁线圈；32.定子齿部圆弧区；2-3.公共圆弧区；4.充磁工装；41.充磁工装固定部；5.间隙片组件；51.间隙片；52.转子铁芯配合部。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明提供一种冰箱用制冷压缩机中电机转子。采用本发明所提供的转子结构，能够针对目前冰箱用制冷压缩机采取的小型化的策略时，电机定子外形尺寸减小从而引起的转子外径尺寸不断减小所导致的生产线上转子充磁固定工装可靠性降低的问题。同时本发明所提供的转子结构还能够大幅度提升压缩机生产线上定转子装配时的生产效率和装配质量。

如图1所示为原有的电机转子，该转子结构包括转子铁芯11和永磁体12，其中转子铁芯上开设有数个充磁工装固定孔111。在压缩机生产线上，转子铁芯通过轴孔套结在压缩机组件的曲轴上，充磁工装上固定部与转子铁芯上充磁工装固定孔相互配合完成转子组件的完全定位和固定。由充磁设备通电产生瞬间强磁场，使永磁体处于强磁场中，从而完成永磁体充磁。该充磁过程中转子组件会受到一个很大的转矩作用，该转矩会转换成作用力施加在充磁工装固定部上。由于现有的转子组件外径尺寸相对较大，使得充磁工装固定部距离转子中心旋转轴线距离较远，即充磁工装固定部的作用力臂较长，因此作用在充磁工装固定部上的作用力在可控范围内。然而随着制冷压缩机小型化的趋势，压缩机用电机的转子尺寸随着定子外形尺寸的下降也在不断的减小。从而导致了转子铁芯上充磁工装固定孔距离转子中心旋转轴线的距离大幅度减小，即大幅度增加了永磁体充磁过程中作用在充磁工装固定部上的作用力。同时转子铁芯上也没有足够的空间增加该固定孔的大小来匹配充磁工装固定部的直径增大来提升固定部的强度，从而导致了充磁工装在充磁过程中可靠性大幅度下降的隐患。

如图2所示为本发明提供的制冷压缩机电机转子2，该电机转子2的转子铁芯21包括沉孔段213、轴孔段212和功能段211。其中沉孔段213和轴孔段212轴向叠加组成永磁体固定段，永磁体22粘贴于该段转子铁芯外侧。转子铁芯的功能段211径向外周上设有数个配合槽2111，该配合槽2111用于与充磁工装固定部41配合，在转子永磁体22充磁时起到固定转子结构的作用，同时又由于其位置位于转子结构外圆周上，最大限度的提升了充磁工装固定部的作用力臂，从而提升了充磁工装固定部的可靠性。同时该配合槽2111还用于与间隙片组件5配合，使间隙片与永磁体外圆弧区相对，且能保持两者相对位置不变，使的间隙片在定转子间隙内的位置可控，且能保证间隙片最大幅度的同时正对永磁体外圆弧区和定子内圆弧区，起到提高定转子装配质量和效率的作用，间隙片组件的结构具体如图5所示。

本实施例中转子铁芯沉孔段具有直径Φ₁尺寸的圆形径向外周形状和直径Φ′₁圆形内孔且两圆同轴。转子铁芯轴孔段具有直径Φ₁尺寸的圆形径向外周形状和直径Φ″₁的圆形内孔且两圆同轴。转子铁芯沉孔段和转子铁芯轴孔段两者同轴叠加组合成为永磁体固定段，永磁体通过胶水粘贴在永磁体固定段转子铁芯的径向外周圆上，粘贴后永磁体和永磁体固定段转子铁芯两者组合的外径为Φ₀。转子铁芯功能段具有外接圆直径为Φ₂尺寸的非完整多边形径向外周和直径Φ′₂的圆形内孔且两圆同轴，转子铁芯功能段径向外周上具有3个弧形配合槽该实施例中电机转子各直径尺寸满足以下关系式：Φ₀≥Φ₂≥Φ₁＞Φ′₁＞Φ′₂≥Φ″₁。

如图3所示为本发明所提供的转子组件与充磁工装相互定位固定的示意图。如图中所示意，当转子为六极，与永磁体22相对的共有六个充磁线圈31，该线圈31中通入瞬时大电流产生强磁场使永磁体产生磁性。瞬间的强磁场在转子结构中形成磁场回路，会在电机转子2上产生强大的扭矩。该扭矩会在转子充磁固定部上产生很大的冲击作用力，如果该冲击力过大或者该固定部强度不够，则存在很大的安全隐患。本发明提供的转子结构将转子铁芯上与充磁固定部41的配合结构转移至功能段的径向外周上，并优化为非封闭形状。该结构一方面能够在转子尺寸减小的情况下，增大充磁固定部的作用力力臂，同时还能够根据需要提升充磁固定部本身的直径，从此两方面大幅度提高充磁工装的安全性和可靠性。

如图4所示为冰箱用制冷压缩机电机定转子装配时的相对位置示意图。如图中所示，当电机定转子处于某一相对位置时，转子上某一永磁体外圆弧区25与定子某一齿部圆弧区32中心正对，该处两者的公共圆弧区2-3即为定子齿部圆弧区。而此时其他的转子圆弧区与定子圆弧区的公共圆弧区2-3则极小，该种状态下，基本无法使用间隙片保证定转子间隙均匀。同时由于这种状况下，间隙片无法与定转子之一保持相对位置，三者之间为活动状态，使得间隙片极易处于定转子切边位置处，导致功能失效。

如图5所示为本发明所提供的电机转子与电机定子装配时采用间隙片组件5进行定转子间隙控制的示意图。如图中所示，设计与电机转子极数相同的间隙片51数量，并固定安装于间隙片组件5上。同时由于间隙片组件5上具有与转子组件功能段相配合的转子铁芯配合部52，两者相互定位，能够使间隙片51与永磁体外圆弧区位置重合且呈相对位置不变状态，可以理解的是此处的重合意为间隙片部分位置贴合在永磁体外圆弧上设置。此时通过调整间隙片组件5即可调整间隙片51在定转子间隙的位置，且永磁体外圆弧区与间隙片51的相对位置不变。通过间隙片组件5和转子结构的配合能够实现快速的调节间隙片51在定转子间隙的位置以及提高定转子装配时气隙均匀度的目的。

如图6所示为采用本发明所提供的转子结构与定子装配时，定转子与间隙片的相对位置示意图。如图中所示，每一片间隙片51与永磁体外圆弧区正对且相对位置保持不变，通过调整间隙片组件5可以使间隙片51处于合适的位置使得间隙片51正对的定子齿部圆弧区和转子圆弧区公共圆弧区最大，从而实现保证定转子装配时气隙质量较好的目的。

如图7所示，本发明所提供的转子功能段径向外周为沿轴向方向相同的多边形的示意图。可选地，该多边形结构可以是正多边形也可以是非正多边形。优选地，该多边形结构为正多边形或者正多边形的组合，多边形的边数为2p，其中p为永磁同步电机的极数。配合槽形状实施例一如图中左侧所示，该配合槽沿轴向投影为半圆形，半圆形所在的圆形的中心位于多边形一条边的中心上。配合槽形状实施例二如图中右侧所示，该配合槽为一正六边形的一半形状轮廓的配合槽，正六边形中心也位于多边形一条边的中心上。可选的，本发明所提供的配合槽还可以是其他类似的形状。可选的，本发明所提供的转子功能段配合槽的数量为3个或者4个。

如图8所示，是本发明功能段径向外周为沿轴向方向为相同的正多边形的组合的一具体实施例的示意图，图中为两个外接圆半径不同的正六边形交错组合成的一个十二边行。同理，其他的正多边行组合也在本描述范围内，例如相同或不同边数的正多边形，相同或者不同外接圆半径的正多边形，交错不同的角度进行组合，优选方案为如图例中交错形成对称的多边形结构。

综上所述，本发明提供的电机转子解决了制冷压缩机用电机转子体积过小，导致转子充磁的固定工装固定力臂过小、作用力过大，从而引起转子在生产线上充磁时固定工装的安全可靠性大幅度降低的问题。达到了在转子体积减小的情况下，能够增加固定工装的固定力臂，同时还能够增加固定工装固定部的直径，从而提升转子生产线充磁固定工装的安全可靠性的技术效果。

本发明的电机转子配合间隙片组件解决了由于定子内轮廓圆和转子径向外周圆都不是完整的圆形，定转子装配时使用的用于控制定转子气隙宽度的间隙片无法保证同时对准定子内圆弧和转子外圆弧，且三者之间没有相互定位和调节空间，导致定转子装配时的气隙宽度不满足要求以及生产线上定转子装配效率过低的问题。本发明提供的转子结构辅以与之相匹配的间隙片组件，使间隙片能够与转子相互准确定位，同时还能方便的调整间隙片在定转子间隙内的位置，保证间隙片准确的位于定子内圆弧和永磁体外圆弧之间，极大的提升制冷压缩机生产线定转子的装配效率和装配质量。

现有的压缩机结构中，油泵一般通过过盈配合套结在伸出转子轴孔的轴外圆上。采用本结构的转子后，油泵可以通过过盈配合套结于功能段的内孔内，而不需要轴为了应对功能段的存在同时又要被装配油泵而导致的长度需要加长。本发明应用中甚至可以减短轴长也是可以满足结构和应用要求的，从而节省了曲轴的材料。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (14)

1.一种电机转子，其特征在于：所述电机转子包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯包括功能段，所述功能段位于转子铁芯远离永磁体的一端，所述功能段径向外周上设置有n个配合槽，n≥2。

2.根据权利要求1所述的一种电机转子，其特征在于：所述配合槽沿轴向方向的投影为半圆形或者半多边形。

3.根据权利要求1所述的一种电机转子，其特征在于：所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形或相同的圆形。

4.根据权利要求3所述的一种电机转子，其特征在于：所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述多边形优选为正多边形或正多边形的组合。

5.根据权利要求3所述的一种电机转子，其特征在于：所述配合槽均匀分布在所述功能段径向外周上。

6.根据权利要求5所述的一种电机转子，其特征在于：所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述配合槽位于所述多边形的边的中间位置。

7.根据权利要求1所述的一种电机转子，其特征在于：所述n＝3或n＝4。

8.根据权利要求3所述的一种电机转子，其特征在于：所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述多边形的边数为2p，其中p为电机的极数。

9.根据权利要求3所述的一种电机转子，其特征在于：所述电机转子包括永磁体固定段，所述永磁体设置于永磁体固定段径向外周，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的多边形时，所述多边形外接圆的直径≥永磁体固定段外径，所述功能段径向外周沿轴向方向为相同的圆形时，所述圆形直径≥永磁体固定段外径。

10.一种间隙片组件，用于在权利要求1-9中任一项所述电机转子与定子装配时配合所述电机转子使用；

所述间隙片组件包括间隙片、转子铁芯配合部，所述间隙片被设置为与永磁体外圆弧区相适应的形状；

所述转子铁芯配合部用于和设置在所述功能段上的配合槽配合并相互定位，使所述间隙片部分贴合于永磁体外圆弧区且相对位置不变。

11.根据权利要求10所述的一种间隙片组件，其特征在于：所述间隙片的数量与所述电机转子的转子极数相同，在所述电机转子与定子装配时各间隙片均与永磁体外圆弧区正对。

12.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电机转子。

13.一种压缩机，其特征在于：包括权利要求12所述的电机。

14.一种冰箱，其特征在于：包括权利要求13所述的压缩机。

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