CN113708520A - 电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电机、压缩机和制冷设备，其中，所述电机包括：定子，具有12个定子齿部，相邻两个定子齿部之间限定出一定子槽；以及，转子，具有8个铁氧永磁体；转子与定子之间具有气隙，气隙的宽度小于0.5mm。本发明技术方案可降低制冷设备中的电机噪声。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机、压缩机和制冷设备。
背景技术
目前对于冰箱、冰柜等制冷设备需要采用压缩机来实现其制冷功能，随着市场对于制冷设备能效等级要求的提升，设备中的压缩机类型需要从定速压缩机转为变频压缩机，而现有压缩机中的电机在变频控制下会产生较大的噪音，十分影响用户的使用体验感。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电机，旨在解决制冷设备中电机噪声过大的问题。
为实现上述目的，本发明提出的电机，所述电机包括：
定子，具有12个定子齿部，相邻两个所述定子齿部之间限定出一定子槽；以及，
转子，具有8个铁氧永磁体；
所述转子与所述定子之间具有气隙，所述气隙的宽度小于0.5mm。
可选地，各所述定子齿部上绕制有电磁线，所述电磁线为铝线。
可选地，所述铁氧永磁体呈弧形设置，且具有朝向所述定子的开口。
可选地，所述铁氧永磁体具有朝向所述定子的内弧面和背向所述定子的外弧面，所述内弧面和所述外弧面之间的最小距离不大于4mm。
可选地，所述转子具有8个永磁体安装槽，8个所述铁氧永磁体一对一设置于8个所述永磁体安装槽中。
可选地，所述永磁体安装槽呈弧形设置，且具有朝向所述定子的开口，所述铁氧永磁体对应所述永磁体安装槽呈弧形设置。
本发明还提出一种压缩机，所述压缩机包括如上述的电机。
可选地，所述压缩机还包括：
压缩排气机构，所述压缩排气机构与所述电机传动连接，并与所述排气口连通设置，所述压缩排气机构用于将接入的冷媒介质经压缩后排出；所述压缩排气机构的排量不大于10.0CC。
可选地，所述冷媒介质为R290型冷媒介质。
可选地，所述冷媒介质为600a型冷媒介质。
本发明还提出一种制冷设备，所述制冷设备包括如上述的电机；
或者，包括如上所述的压缩机。
本发明技术方案通过采用具有12个定子齿部的定子和具有8个铁氧永磁体的转子，并使相邻两个定子齿部之间限定出一定子槽，且转子与定子之间具有宽度小于0.5mm气隙。本发明技术方案通过在12槽8极电机的基础上，将气隙300宽度限定为小于0.5mm，可提高电磁激振力的阶次，进而减少了电磁激振力对电机噪音的恶化，极大的提高了中小容积制冷设备在室内使用过程中的舒适性。
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为本发明电机一实施例的结构示意图；
图2为现有技术电机一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电机。
目前，中小容积的冰箱冰柜等制冷设备中的压缩机通常采用6槽电机或9槽电机来实现制冷功能，而随着对于制冷设备能要求的提高，中小容积的制冷设备需要从定速控制转变为变频控制，但6槽电机或9槽电机的电机结构并不适合变频控制，在变频控制时会产生过大的噪音。对于中小容积此类多放于室内的制冷设备而言，噪音水平是影响使用舒适度的重要指标，过大的噪音十分影响用户的使用舒适度，因此如何降低中小容积的制冷设备产生的噪音以适用于变频控制，是当前所急带解决的问题。
针对上述问题，参照图1至图2，在本发明一实施例中，电机包括：
定子100，具有12个定子齿部110，相邻两个定子齿部110之间限定出一定子槽120；以及，
转子200，具有8个铁氧永磁体210；
转子200与定子100之间具有气隙300，气隙300的宽度小于0.5mm。
本实施例中，定子100，又称定子铁芯，可由多个定子冲片轴向叠压形成。定子100可包括定子轭部和多个定子齿部110；其中，每一定子齿部110的第一端可均匀间隔设于定子轭部上，而每一定子齿部110的第二端可分别朝向定子100中心或者转子200设置，且每一定子齿部110朝向转子200的第二端可为弧端面，以改善定、转子100和200之间的气隙300，进而以降低电机噪声。此外，任意相邻两定子齿部110可与定子轭部合围形成一具有开口朝向定子100中心的定子槽120，也即定子齿部110的数量与定子槽120的数量相同。每一定子齿部110可被绕制有预设匝数的电磁线，以构成一线圈绕组，电磁线用于在通入交流电流时使得所绕定子齿部110形成相应的磁极，进而以产生转矩驱动转子200转动。
转子200，又称转子200铁芯，可由多个转子200冲片轴向叠压形成。铁氧永磁体210可为铁氧永磁体210或者合金铁氧永磁体210，8个铁氧永磁体210可均匀间隔设于转子200中，以与定子100构成内置式永磁同步电机；或者，8个铁氧永磁体210还可均匀间隔贴设于转子200的外表面，以与定子100构成表贴式永磁同步电机。可以理解的是，一个永磁体安装槽220中安装放置的铁氧永磁体210即为一极，而现有中小容积的制冷设备中压缩机的电机通常为6槽4极或者9槽6极电机，其槽极比的最小公倍数分别为12或者18，而申请技术方案通过采用12槽8极的电机结构，槽极比的最小公倍数可达24，可有效增大电机的齿槽转矩的基波频率，而由频谱函数特性可以知道，齿槽转矩基波频率的增加会导致基波幅值减小，因此可有效减小电机运行中齿槽转矩所带来的噪声。
在实际应用，定子100和转子200之间存在气隙300，即定子齿部110的第二端与转子200外周沿之间的空间，气隙300处谐波含量丰富，较易引起电磁激振力共振，从而产生较大噪音，影响用户体验。气隙300的宽度方向可对应转子200的径向设置，如若气隙300的宽度过宽，电机的反电势反而下降，不利于电机的变频控制，且还会导致磁阻增大，励磁电流增大，致使电机的功率因数降低。可以理解的是，当气隙300为不等宽气隙300时，本说明书记载的气隙300宽度为气隙300的最小宽度。本发明技术方案通过将气隙300宽度限定为小于0.5mm，虽然宽度较窄的气隙300会带来噪音的恶化，但与所采用的12槽8极的电机结构相结合，可提高电磁激振力的阶次，进而减少了电磁激振力对电机噪音的恶化，极大的提高了中小容积制冷设备在室内使用过程中的舒适性。还可以理解的是，本发明技术方案限定了气隙300宽度的上限取值，而其下限取值则由定子100和转子200之间的转动空间裕量来进行确定即可，在此不做限定。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，各定子齿部110上绕制有电磁线，电磁线为铝线。
对电机而言，定子槽120内的绕组为有效绕组，而靠近定子齿部110第一端的绕组并无实质性贡献，仅用于实现对应定子槽120内绕组的连接。在现有压缩机中，6槽4极或9槽6极的电机采用集中式绕组，但由于齿数较少，每相仅有2或3个定子齿部110，每个定子齿部110上需要绕制了较多匝数的电磁线，导致绕组端部的高度较高，电磁线的有效利用率较低。特别是往复式压缩机的电机中，定子100高度仅有15～30mm，而绕组每一侧的端部高度高达12～18mm，无效绕组占比非常大。
为解决上述问题，本发明电机通过采用12槽8极的电机结构，可将相同有效匝数的绕组分布在更多的定子齿部110上，以减少每一定子齿部110上的电磁线匝数，经实际验证表明，采用本发明电机每一绕组端部的高度仅为6～8mm，大大提高了电磁线的有效利用率，减少了材料使用。本发明电机采用铝制电磁线，相较于其他材质的电磁线而言，成本更低，且在制造过程中产生的化合物对人体危害小，有利于大规模生产应用。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，铁氧永磁体210呈弧形设置，且具有朝向定子100的开口。
铁氧永磁体210可呈“V”型、“C”型、“U”型等弧形设置。本实施例中，铁氧永磁体210可具有在其开口方向上的两端部，即第一端部212和第二端部213，可通过将铁氧永磁体210靠近转子200外周沿设置，以使其两端部(212和213)可分别与转子200外周沿之间形成最小距离较小的两个磁隔桥形成部，磁隔桥形成部可聚集磁感线以形成磁隔桥，进而以提高电机的磁密和功率密度。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，铁氧永磁体210具有朝向定子100的内弧面211和背向定子100的外弧面212，内弧面211和外弧面212之间的最小距离不大于4mm。
本实施例中，铁氧永磁体210可包括均朝向定子100的内弧面211和外弧面212，以形成“C”型结构，其中内弧面211可相较于外弧面212靠近定子100设置。可以理解的是，由于铁氧永磁体210的工艺原因，铁氧永磁体210靠近定子100的一侧面为强磁面，而弧面的强磁面有利于磁感线的聚集进而以提高电机的反电势，此外，由于槽极数的增加，每个定子齿部110上的电磁线匝数减少，电机的耐退磁能力增强，因而本发明电机中铁氧永磁体210的宽度较现有技术而言可大大减小。
经实际验证表明，本发明电机中铁氧永磁体210的宽度，即其内弧面211和外弧面212之间的最小距离可小于4mm，具体可为3.9mm，而现有制冷设备中电机中铁氧永磁体210的宽度为5.7mm，铁氧永磁体210宽度减少了30％以上，显著的降低了在铁氧永磁体210材料用量上的成本，有利于进一步降低电机的生产成本并实现电机的轻型化设计。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，转子200具有8个永磁体安装槽220，8个铁氧永磁体210一对一设置于8个永磁体安装槽220中。
本实施中转子200为内置式转子200，每一转子200冲片可具有8个铁氧永磁体210安装孔，8个铁氧永磁体210安装孔可均匀间隔设置，各转子200冲片上的8个铁氧永磁体210安装孔可在叠压形成转子200时，对应连通以分别形成8个永磁体安装槽220，以供8个铁氧永磁体210一一对应安装放置。如此，使得铁氧永磁体210可采用开口朝向定子100的“C”型结构来增加电机反电势，且还可避免铁氧永磁体210设于转子200的外表面进而占用过多的气隙300空间，有利于实现本发明技术方案对于气隙300宽度的优化。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，永磁体安装槽220呈弧形设置，且具有朝向定子100的开口，铁氧永磁体210对应永磁体安装槽220呈弧形设置。
本实施例中，永磁体安装槽220的形状可与铁氧永磁体210的形状匹配设置，以便于铁氧永磁体210和转子200一体注塑成型。在另一实施例中，永磁体安装槽220对应的弧长还可大于铁氧永磁体210对应的弧长，换而言之，永磁体安装槽220的槽长大于铁氧永磁体210的长度，以使永磁体安装槽220在安装有铁氧永磁体210时，可在永磁体安装槽220关于其中心线的相对两端上形成空气孔，而通过将空气孔靠近转子200外周沿设置，可使得空气孔与转子200外周沿配合形成磁隔桥，有利于提高电机的可靠性和电磁性能。
本发明还提出一种压缩机，该压缩机包括如上述的电机，该电机的具体结构参照上述实施例，由于本压缩机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，压缩机可为往复式压缩机、涡旋式压缩机、滚动转子式单缸压缩机或者滚动转子式双缸压缩机。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，压缩机还包括：
压缩排气机构，压缩排气机构与电机传动连接，并与排气口连通设置，压缩排气机构用于将接入的冷媒介质经压缩后排出；压缩排气机构的排量不大于10.0CC。
压缩排气机构，又称泵体，可具有压缩室和曲轴；其中，曲轴的一端可与电机转子200传动连接，曲轴的另一端可贯穿压缩室设置，并可具有位于压缩室内的偏心部。曲轴可在电机的驱动下，使其偏心部在压缩室中沿电机旋转方向往复运动，进而以使偏心部可与压缩室中设置的弹片组件实时将压缩室分了进气腔和压缩排气腔，其中进气腔用于随着偏心部的往复运动不断接入低温低压的冷媒介质，而压缩排气腔用于随着偏心部的往复运动不断将低温低压的冷媒介质压缩转换为高温高压的冷媒介质后排出。可以理解的是，压缩排气机构的排量即为压缩机的排量，而压缩排气机构的排量与电机的运行频率呈正相关关系，因此当压缩机排量过大时，会使得电机的运行频率上升甚至超过最大运行频率，进而使得压缩机噪声过大，本发明技术方案通过将压缩机排量优化为小于或等于10.0CC，以使电机的运行频率可处于合理范围内，进而有利于降低压缩机的运行噪声。
此外，可以理解的是，压缩机还可包括：储液罐，储液罐存储有冷媒介质，并与压缩排气机构连通设置，储液罐用于将存储的冷媒介质输出至压缩排气机构。储液罐可接入制冷设备中其他功能组件，例如蒸发器输出的低温低压的冷媒介质以形成冷媒回流回路，以提高冷媒介质的利用效率。在实际使用中，压缩排气机构需要为偏心部的往复运动提供润滑油，而少部分润滑油会随着冷媒介质被压缩排气机构排出，并随着冷媒回流回路回到储液罐，储液罐可在为压缩排气机构提供冷媒介质的同时，将润滑油回流输出到压缩排气机构的油池，以及时补充压缩排气机构中的润滑油量。如此设置，可避免压缩排气机构中润滑油不足导致的噪声，有利于进一步降低压缩机的运行噪声。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，冷媒介质为R290型冷媒介质。
R290型冷媒介质为碳氢制冷剂，可用于滚动转子式单缸压缩机或者滚动转子式双缸压缩机中。R290型冷媒介质对臭氧层无破坏作用，且其温室效应也非常的小，更加绿色环保，有利于扩宽制冷设备的应用市场。在另一实施例中，还可采用R22、R410A或者R32型来作为冷媒介质。
参照图1至图2，在本发明一实施例中，冷媒介质为600a型冷媒介质。
600a型冷媒介质为碳氢制冷剂，可用于往复式压缩机中。600a型冷媒介质具有蒸发潜热大，冷却能力强，流动性能好，输送压力低，耗电量低，负载温度回升速度慢的特点，并与各种压缩急用润滑油兼容，且在实现制冷功能时不损坏臭氧层，无温室效应，更加绿色环保，相较于R29型冷媒介质而言性能更为优良。在另一实施例中，还可采用R134a型冷媒介质。如此，使得本发明技术方案可在优化压缩机排量的同时，保持压缩机的高效性能。
本发明还提出一种制冷设备，该制冷设备包括如上述的电机，该电机的具体结构参照上述实施例，由于本制冷设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。或者，该制冷设备包括如上述的压缩机，压缩机的具体结构可参照上述实施例，在此同样不做赘述。其中，制冷设备可为冰柜、冰箱或者空调。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种电机，其特征在于，所述电机包括：
定子，具有12个定子齿部，相邻两个所述定子齿部之间限定出一定子槽；以及，
转子，具有8个铁氧永磁体；
所述转子与所述定子之间具有气隙，所述气隙的宽度小于0.5mm。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，各所述定子齿部上绕制有电磁线，所述电磁线为铝线。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述铁氧永磁体呈弧形设置，且具有朝向所述定子的开口。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述铁氧永磁体具有朝向所述定子的内弧面和背向所述定子的外弧面，所述内弧面和所述外弧面之间的最小距离不大于4mm。
5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子具有8个永磁体安装槽，8个所述铁氧永磁体一对一设置于8个所述永磁体安装槽中。
6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述永磁体安装槽呈弧形设置，且具有朝向所述定子的开口，所述铁氧永磁体对应所述永磁体安装槽呈弧形设置。
7.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括如权利要求1-6任意一项所述的电机。
8.如权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括：
压缩排气机构，所述压缩排气机构与所述电机传动连接，并与所述排气口连通设置，所述压缩排气机构用于将接入的冷媒介质经压缩后排出；所述压缩排气机构的排量不大于10.0CC。
9.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒介质为R290型冷媒介质。
10.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒介质为600a型冷媒介质。
11.一种制冷设备，其特征在于，所述制冷设备包括如权利要求1-6任一项所述的电机；
或者，包括如权利要求7-10任一项所述的压缩机。
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- 2021-09-18 CN CN202111111198.7A patent/CN113708520A/zh active Pending
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