CN114123582A - 转子、电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种转子、电机、压缩机和制冷设备，转子用于电机，转子包括粉末冶金铁芯、第一磁体槽、第一磁体、第二磁体和第二磁体槽，粉末冶金铁芯包括沿轴向的第一铁芯段和第二铁芯段。第一磁体槽沿轴向贯穿设于第一铁芯段上，第一磁体槽包括第一槽壁，第一磁体槽内设有能够与第一槽壁接触的第一磁体。第二磁体槽沿轴向贯穿设于第二铁芯段上，第二磁体槽包括第二槽壁，第二磁体槽内设有能够与第二槽壁接触的第二磁体。其中，第一槽壁所在平面与第二槽壁所在平面之间具有错开角度。本申请中一体成型的粉末冶金铁芯能够简化制造工艺，降低综合成本，同时错位设置的第一磁体槽和第二磁体槽能够有效降低电机的噪音，提升电机的整体性价比。
Description
技术领域
本申请涉及转子技术领域，具体而言，涉及一种转子、一种电机、一种压缩机和一种制冷设备。
背景技术
目前，电机包括转子铁芯，转子铁芯常采用多个导磁片堆叠形成。一方面堆叠形成的转子铁芯固有频率较低，容易产生电机的噪音问题，无法适用于噪音要求比较高的产品。另一方面，在多个导磁片的堆叠过程中，不仅会存在堆叠偏差而造成转子铁芯质量无法保证的问题，而且会造成转子生产节拍较为缓慢，无法适应需求。
发明内容
本申请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，本申请的第一个方面在于，提出一种转子。
本申请的第二个方面在于，提出一种电机。
本申请的第三个方面在于，提出一种压缩机。
本申请的第四个方面在于，提出一种制冷设备。
有鉴于此，根据本申请的第一个方面，提供了一种转子，转子用于电机，转子包括粉末冶金铁芯、第一磁体槽、第一磁体、第二磁体和第二磁体槽，粉末冶金铁芯包括沿轴向的第一铁芯段和第二铁芯段。第一磁体槽沿轴向贯穿设于第一铁芯段上，第一磁体槽包括第一槽壁，第一磁体槽内设有能够与第一槽壁接触的第一磁体。第二磁体槽沿轴向贯穿设于第二铁芯段上，第二磁体槽包括第二槽壁，第二磁体槽内设有能够与第二槽壁接触的第二磁体。其中，第一槽壁所在平面与第二槽壁所在平面之间具有错开角度。
本申请提供的转子包括粉末冶金铁芯、第一磁体槽、第二磁体槽、第一磁体和第二磁体。其中，粉末冶金铁芯由粉末冶金材料通过粉末冶金工艺制备而成。采用粉末冶金工艺一体成型的粉末冶金铁芯，能够提高材料利用率和生产效率。无需再采用相关技术中多个导磁片堆叠来形成铁芯的制备方法，能够简化加工工序，降低加工成本，适用于大批量生产。由于粉末冶金铁芯一体制成，不存在相关技术中导磁片堆叠过程中的堆叠偏差问题，因此，粉末冶金铁芯产品质量稳定，性能优良，加工精度高，一致性较好。
需要说明的是，粉末冶金工艺是通过压结成形和烧结固化等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法。在粉末冶金铁芯的加工过程中，首先可以采用粉末冶金工艺制成初加工铁芯，然后再对初加工铁芯进行后续精加工，进而获得精度更高，满足设计和使用需求的粉末冶金铁芯，不仅能够节省工时，还能够避免不必要的余量加工，大大降低生产成本和生产效率。
进一步地，粉末冶金铁芯包括沿电机轴向的第一铁芯段和第二铁芯段，其中，第一铁芯段上设有沿轴向贯穿的第一磁体槽，第一磁体槽内嵌设有第一磁体，第一磁体槽包括多个槽壁，多个槽壁中能够与第一磁体接触的槽壁为第一槽壁，第一槽壁沿轴向延伸。第二铁芯段上设有沿轴向贯穿的第二磁体槽，第二磁体槽内嵌设有第二磁体，第二磁体槽包括多个槽壁，多个槽壁中能够与第二磁体接触的槽壁为第二槽壁，第二槽壁沿轴向延伸。由于第一槽壁和第二槽壁均沿轴向延伸，即第一槽壁所在平面即为沿轴向延伸的第一轴面，第二槽壁所在平面即为沿轴向延伸的第二轴面，且第一轴面和第二轴面之间具有错开角度，也就是说，第一磁体槽和第二磁体槽在轴向上不完全重叠，二者至少部分错开设置，在具有该转子的电机运转过程中，第一磁体槽所在位置和第二磁体槽所在位置，二者所能产生的噪声不同频率，第一磁体槽所产生的噪音能够与第二磁体槽产生的噪音不会在同一频率增强，使得电机整体的噪音得到有效控制，改善电机运行时的噪音问题，提升电机的整机性价比。
本申请中的转子包括粉末冶金铁芯，一体成型的粉末冶金铁芯能够简化制造工艺，降低转子的综合成本，同时由于错位设置的第一磁体槽和第二磁体槽能够有效降低电机的噪音，提升电机的整体性价比。
值得说明的是，第一磁体槽和第二磁体槽的形状相似、数量相同，从而能够满足第一铁芯段、第二铁芯段上分别设置第一磁体和第二磁体的数量排布要求。然而，由于第一磁体槽和第二磁体槽具有错开角度，而为了适应于其他结构位置的限制，可能会存在部分结构变形，即第一磁体槽和第二磁体槽的形状近似，但部分位置处可能会出现部分不同。比如第一磁体槽和第二磁体槽为V型槽、一字型槽等。
举例来说，当第一磁体槽和第二磁体槽均为V型槽时，V型槽的朝外开设。第一磁体槽包括第一左槽和第一右槽，第一左槽和第一右槽呈V状设在第一铁芯段上，第二磁体槽包括第二左槽和第二右槽，第二左槽和第二右槽呈V状排布在第二铁芯段上。其中，第一左槽和第二左槽之间具有错开角度，第一右槽和第二油槽之间具有错开角度。
其中，第二左槽相对于第一左槽的错开方向，与第二右槽相对于第一右槽的错开方向可以相同，也可以不同。比如，第二左槽和第二右槽可以沿周向逆时针相对于第一磁体槽错开排布，或者是沿周向顺时针错开排布，或者，其中一者沿逆时针错开，其中另一者沿顺时针错开排布。
在一种可能的设计中，进一步地，错开角度大于等于1°，小于等于6°。
在该设计中，第一槽壁所在平面和第二槽壁所在平面之间的错开角度满足上述范围，不仅能够满足电机的降噪需求，还能够确保分别位于第一磁体槽和第二磁体槽中的第一磁体、第二磁体属于同一磁极内，以保证电机的正常运转。
其中，当错开角度小于1°时，则第一磁体槽和第二磁体槽几乎沿轴向贯穿连通，此时，第一磁体槽处所产生的噪音，与第二磁体槽处所产生的噪音在同一频率增强的概率会增加，此时，具有该转子的电机的运行噪音则会较大。当错开角度大于6°时，第一磁体槽和第二磁槽在轴向上的错位偏移较明显，虽然能够实现噪音不同频率的效果，但是会直接影响电机的正常使用，会打乱转子铁芯整体磁极的排布。
因此，只有将第一磁体槽和第二磁体槽的错开角度控制在合理范围内，才能够既保证电机的正常使用，还可以对电机的运行噪音进行有效抑制。
根据大量试验证明，当采用了本申请所提供的转子，在不明显影响电机效率的情况下，电机的运行噪音能够至少降低2dB。
在一种可能的设计中，进一步地，在磁场强度为2KA/m下，粉末冶金铁芯的磁感应强度B大于等于0.5T，小于等于1.5T。
在该设计中，在一定的磁场强度下，粉末冶金铁芯的磁感应强度满足上述范围要求，使得经由粉末冶金工艺制得的粉末冶金铁芯能够满足电机的运行需求。其中，粉末冶金铁芯的磁感应强度B的单位为特斯拉，具体地，粉末冶金铁芯的磁感应强度B可以为0.5T、0.6T、0.7T、0.8T、0.9T、1.0T、1.1T、1.2T、1.3T、1.4T、1.5T。
在一种可能的设计中，进一步地，粉末冶金铁芯在200Hz频率下磁化到1.7T时的损耗大于等于100KW/m3，小于等于450KW/m3。
在该设计中，损耗是指粉末冶金铁芯的磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。粉末冶金铁芯的损耗越小，则电机的性能就越高。然而，考虑到成本的因素，粉末冶金铁芯在200Hz(赫兹)频率下磁化到1.7T(特斯拉)的损耗处于上述范围。由于电机的转子的转速与磁场的转速相同，转子与磁场同步转动，因此，粉末冶金铁芯的铁损可以忽略不计。而且，若电机为异步电机时，电机的转速虽然相对于磁场的转速较小，其相对大小用转差率来标识，而由于转差率一般很小，因此，转子的损耗也可以忽略不计。其中，转差率是指异步电机同步转速和转子转速的差值与同步转速之比。因此，在保证电机性能的前提下，令粉末冶金铁芯的损耗处于上述范围，从而可以采用成本较低的粉末冶金材料来制备粉末冶金铁芯，能够有效降低电机成本，提高电机性价比。
在一种可能的设计中，进一步地，粉末冶金铁芯由粉末冶金材料通过粉末冶金工艺制备，粉末冶金材料包括绝缘粉和铁粉。
在该设计中，粉末冶金铁芯采用粉末冶金材料并通过粉末冶金工艺制备而成，采用粉末冶金工艺一体成型的粉末冶金铁芯，能够提高材料利用率和生产效率。无需再采用相关技术中多个导磁片堆叠来形成铁芯的制备方法，能够简化加工工序，降低加工成本，适用于大批量生产。由于粉末冶金铁芯一体制成，不存在相关技术中导磁片堆叠过程中的堆叠偏差问题，因此，粉末冶金铁芯产品质量稳定，性能优良，加工精度高，一致性较好。
进一步地，粉末冶金材料中包括绝缘粉和铁粉，绝缘粉能够为粉末冶金铁芯提供硬度支持，铁粉能够为粉末冶金铁芯提供导磁支持，从而满足粉末冶金铁芯的硬度和强度需求。其中，绝缘粉可以为碳粉。
具体地，在粉末冶金铁芯的制备过程包括：
(1)将绝缘粉和铁粉进行混合，再将混合好的粉末经压机设备及相应的模具压制成型。
(2)将压制好的初胚按照设定的程序送入烧结电炉中，并采用气体保护，按照既定要求完成初胚向烧结胚的转变。
(3)待烧结胚气体保护空冷后进行回火处理，令粉末冶金铁芯的机械性能满足要求。
(4)对经过回火后的粉末冶金铁芯进行半精加工、倒角、精密整形、精加工、抛光去毛刺等处理。
(5)对粉末冶金铁芯进行清洗防腐蚀处理，在粉末冶金铁芯的外表面形成保护层，延长粉末冶金铁芯的使用寿命。
在一种可能的设计中，进一步地，位于第一磁体槽和第一铁芯段的外周沿之间的部分第一铁芯段为第一隔磁桥，第一隔磁桥的宽度X1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
在该设计中，第一铁芯段的外周沿即为第一铁芯段的外轮廓，第一磁体槽和第一铁芯段的外周沿之间的部分第一铁芯段为第一隔磁桥，第一隔磁桥的设置能够增强第一铁芯段的整体结构强度，避免第一铁芯段在高转速运行状态下，受到离心力的作用而变形或者断裂，与此同时，第一隔磁桥的设置也能够有效降低漏磁，提高电机的功率密度。
值得说明的是，若第一隔磁桥的宽度小于0.4mm时，则无法实现结构增强，无法确保第一磁体槽靠近第一铁芯段外周圆的一侧的位置稳定性，很容易在高速运转过程中，第一铁芯段的外周变形。而当第一隔磁桥的宽度大于1.2时，则第一磁体槽相对于第一铁芯段的外周圆距离过大，无法起到降低端部漏磁的效果，不能显著提升电机的功率密度。
具体地，第一隔磁桥的宽度X1可以为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm。
为了确保粉末冶金铁芯整体的结构强度以及可加工性，在第一磁体槽和第一铁芯段的外周沿之间必然设有第一隔磁桥，即第一隔磁桥的宽度不可能为0，如果第一隔磁桥的宽度太小，则会导致粉末冶金铁芯无法加工，因此将第一隔磁桥的最小宽度限定在0.4mm，当第一隔磁桥的宽度逐渐增加时，电机的效率呈降低趋势，当第一隔磁桥的宽度大于1.2mm时，则电机效率降至94.10％，因此，第一隔磁桥的宽度也不能设计地过大，为了确保电机的整机性能，因而令第一隔磁桥的宽度范围满足前述要求，既满足结构强度需求，也能够满足电机性能需求。随着第一隔磁桥的宽度增加，第一铁芯段的最大应力呈减小趋势，电机在旋转过程需要保证第一隔磁桥局部的应力不能太大，当局部应力过大时，则在离心力的作用下，第一隔磁桥处就存在断裂的风险，因此在第一隔磁桥处能够承受的最大应力值下，确定第一隔磁桥的最小宽度为0.4mm，综合考虑电机效率和第一隔磁桥处所能承受的最大应力的两个因素，将第一隔磁桥的宽度限定在前述所提及的合理范围内，才能够既保证电机效率，也能够保证结构强度，避免第一隔磁桥断裂的问题。
在一种可能的设计中，进一步地，第一磁体槽的数量为多个，多个第一磁体槽沿周向间隔排布在第一铁芯段上，其中，位于相邻两个第一磁体槽之间的部分第一铁芯段为第一筋条，第一筋条的宽度X2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
在该设计中，第一磁体槽的数量为多个，多个第一磁体槽围绕第一铁芯段的中心沿周向排布，一个第一磁体槽的位置对应电机的一个磁极，相邻两个第一磁体槽之间的部分第一铁芯段为第一筋条，第一筋条位于相邻磁极之间。第一筋条的宽度满足上述范围，能够保证磁极之间位置的结构稳定性，杜绝在高速旋转过程中发生断裂的风险。
在一种可能的设计中，进一步地，位于第二磁体槽和第二铁芯段的外周沿之间的部分第二铁芯段为第二隔磁桥，第二隔磁桥的宽度Y1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
在该设计中，第二铁芯段的外周沿即为第二铁芯段的外轮廓，第二磁体槽和第二铁芯段的外周沿之间的部分第二铁芯段为第二隔磁桥，第二隔磁桥的设置能够增强第二铁芯段的整体结构强度，避免第二铁芯段在高转速运行状态下，受到离心力的作用而变形或者断裂，与此同时，第二隔磁桥的设置也能够有效降低漏磁，提高电机的功率密度。
值得说明的是，若第二隔磁桥的宽度小于0.4mm时，则无法实现结构增强，无法确保第二磁体槽靠近第二铁芯段外周圆的一侧的位置稳定性，很容易在高速运转过程中，第二铁芯段的外周变形。而当第二隔磁桥的宽度大于1.2时，则第二磁体槽相对于第二铁芯段的外周圆距离过大，无法起到降低端部漏磁的效果，不能显著提升电机的功率密度。
具体地，第二隔磁桥的宽度Y1可以为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm。
也就是说，尽管第一磁体槽、第二磁体槽之间在轴向上错开一定的角度，然而，二者分别与第一铁芯段的外周圆、第二铁芯段的外周圆之间形成的第一隔磁桥、第二隔磁桥均满足同一范围。能够想到地，第一隔磁桥的宽度和第二隔磁桥的宽度相等。
在一种可能的设计中，进一步地，第二磁体槽的数量为多个，多个第二磁体槽沿周向间隔排布在第二铁芯段上，其中，位于相邻两个第二磁体槽之间的部分第二铁芯段的距离Y2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
在该设计中，第二磁体槽的数量为多个，多个第二磁体槽围绕第二铁芯段的中心沿周向排布，一个第二磁体槽的位置对应电机的一个磁极，相邻两个第二磁体槽之间的部分第二铁芯段为第二筋条，第二筋条位于相邻磁极之间。第二筋条的宽度满足上述范围，能够保证磁极之间位置的结构稳定性，杜绝在高速旋转过程中发生断裂的风险。
在一种可能的设计中，进一步地，粉末冶金铁芯为耐油铁芯。
在一种可能的设计中，进一步地，粉末冶金铁芯为耐冷媒铁芯。
在该设计中，由于转子的不同使用环境要求，转子处可能会受到各种使用环境中的腐蚀介质的损伤，比如，油液、冷媒、腐蚀气液体等，因此，令粉末冶金铁芯具有耐油特性、耐冷媒特性，从而能够削弱环境中的腐蚀介质对粉末冶金铁芯的腐蚀作用，使得粉末冶金铁芯的使用寿命大大延长，提升转子在电机内的服役时长，降低维修率。
根据本申请的第二个方面，提供了一种电机，包括上述任一设计所提供的转子。
本申请提供的电机，包括上述任一设计所提供的转子，因此具有该转子的全部有益效果，在此不再赘述。
在一种可能的设计中，进一步地，电机还包括定子和转轴，定子具有转子腔，转子设于转子腔内，转子能够相对于定子转动。转轴伸入转子的轴孔内，转轴与转子间隙配合。
在该设计中，电机包括定子，定子的内部形成有转子腔，转子设在转子腔内，即转子位于定子的内侧，该电机为内转子类型。转轴的一部分伸入转子的轴孔中，从而带动转子相对于定子高速旋转。
需要说明的是，相关技术中的定子铁芯包括齿部，在齿部上绕设有定子绕组，而为了提高电机的性能，在其他条件不变的情况下，需要尽可能的在同一齿部上缠绕更多匝数的定子绕组。齿部通常位于定子铁芯的内侧并向定子铁芯内部空心处中心延伸，在齿部上绕设定子绕组时常常会被定子铁芯的其他部分影响，绕设定子绕组变得困难，而相邻两个齿部的间距固定且狭窄，在一齿部上缠绕定子绕组时往往会被该齿部相邻的其他齿部挡住，这种结构进一步阻碍了定子绕组的绕设，使电机的装配增加了难度，影响定子铁芯的满槽率。
然而，本申请中的定子铁芯包括沿周向拼接形成的铁芯块，即定子铁芯为分块式定子铁芯，而定子铁芯包括多个铁芯块，在铁芯块未连接成定子铁芯时，对每个铁芯块分别绕设定子绕组，铁芯块包括齿部，齿部直接露出，在绕设定子绕组时不会被定子铁芯的其他部分所阻碍，若每个铁芯块仅包括一个齿部，在将定子绕组绕设在该齿部上时，该齿部两侧不存在相邻齿部，操作空间变大，极大的降低了定子绕组的绕设难度，能够在齿部上尽可能多匝数的定子绕组，最后，将所有定子绕组绕设完成后的铁芯块沿周向拼接，得到完整的定子。
具体地，电机包括永磁电机，永磁电机具有功率效率高、功率因数高、铁损小等优点，并且在工作过程中摩擦小、噪音小。
根据本申请的第三个方面，提供了一种压缩机，包括上述任一设计所提供的电机。
本申请提供的压缩机，包括上述任一设计所提供的电机，因此具有该电机的全部有益效果，在此不再赘述。
其中，具体地，压缩机还包括动力部、主轴承和副轴承，其中转轴穿设于转子的粉末冶金铁芯中心的轴孔内，并与粉末冶金铁芯相连接。动力部包括活塞和气缸，气缸与活塞连接，活塞与转轴连接，主轴承设置在转轴上，并位于动力部和电机之间，副轴承同样设置在转轴的一端，动力部位于副轴承和主轴承之间。
具体地，压缩机的转轴贯穿粉末冶金铁芯的轴孔并与转子铁芯相连接，转轴上还连接有动力部，当压缩机工作时，动力部的气缸驱动活塞运动，活塞带动转轴转动进而带动粉末冶金铁芯转动，主轴承和副轴承分别位于动力部的沿轴向两端。
根据本申请的第四个方面，提供了一种制冷设备，包括上述任一设计所提供的电机或者压缩机。
本申请提供的制冷设备，包括上述任一设计所提供的电机或者压缩机，因此具有该电机或者压缩机的全部有益效果，在此不再赘述。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本申请的一个实施例中转子的结构示意图；
图2示出了图1所示的根据本申请的一个实施例中转子在A处的局部放大图；
图3示出了根据本申请的一个实施例中电机的结构示意图；
图4示出了根据本申请和相关技术中电机效率柱状图和电机噪音曲线图；
图5示出了根据本申请的一个实施例第一隔磁桥宽度与电机效率的曲线图；
图6示出了根据本申请的一个实施例第一隔磁桥宽度与应力的曲线图；
图7示出了根据本申请的一个实施例压缩机的结构示意图。
附图标记：
100转子，
110粉末冶金铁芯，111轴孔，
120第一磁体槽，121第一槽壁，122第一磁体，123第一隔磁桥，
130第二磁体槽，131第二槽壁，132第二磁体，
200电机，210定子铁芯，220定子绕组，230转轴，
300压缩机，310动力部。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图7描述根据本申请一些实施例所提供的转子100、电机200、压缩机300和制冷设备。
根据本申请的第一个方面的实施例，提供了一种转子100，如图1和图2所示，转子100用于电机200，转子100包括粉末冶金铁芯110、第一磁体槽120、第一磁体122、第二磁体132和第二磁体槽130，粉末冶金铁芯110包括沿轴向的第一铁芯段和第二铁芯段。第一磁体槽120沿轴向贯穿设于第一铁芯段上，第一磁体槽120包括第一槽壁121，第一磁体槽120内设有能够与第一槽壁121接触的第一磁体122。第二磁体槽130沿轴向贯穿设于第二铁芯段上，第二磁体槽130包括第二槽壁131，第二磁体槽130内设有能够与第二槽壁131接触的第二磁体132。其中，第一槽壁121所在平面与第二槽壁131所在平面之间具有错开角度。
本申请提供的转子100包括粉末冶金铁芯110、第一磁体槽120、第二磁体槽130、第一磁体122和第二磁体132。其中，粉末冶金铁芯110由粉末冶金材料通过粉末冶金工艺制备而成。采用粉末冶金工艺一体成型的粉末冶金铁芯110，能够提高材料利用率和生产效率。无需再采用相关技术中多个导磁片堆叠来形成铁芯的制备方法，能够简化加工工序，降低加工成本，适用于大批量生产。由于粉末冶金铁芯110一体制成，不存在相关技术中导磁片堆叠过程中的堆叠偏差问题，因此，粉末冶金铁芯110产品质量稳定，性能优良，加工精度高，一致性较好。
需要说明的是，粉末冶金工艺是通过压结成形和烧结固化等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法。在粉末冶金铁芯110的加工过程中，首先可以采用粉末冶金工艺制成初加工铁芯，然后再对初加工铁芯进行后续精加工，进而获得精度更高，满足设计和使用需求的粉末冶金铁芯110，不仅能够节省工时，还能够避免不必要的余量加工，大大降低生产成本和生产效率。
进一步地，粉末冶金铁芯110包括沿电机200轴向的第一铁芯段和第二铁芯段，其中，第一铁芯段上设有沿轴向贯穿的第一磁体槽120，第一磁体槽120内嵌设有第一磁体122，第一磁体槽120包括多个槽壁，多个槽壁中能够与第一磁体122接触的槽壁为第一槽壁121，第一槽壁121沿轴向延伸。第二铁芯段上设有沿轴向贯穿的第二磁体槽130，第二磁体槽130内嵌设有第二磁体132，第二磁体槽130包括多个槽壁，多个槽壁中能够与第二磁体132接触的槽壁为第二槽壁131，第二槽壁131沿轴向延伸。由于第一槽壁121和第二槽壁131均沿轴向延伸，即第一槽壁121所在平面即为沿轴向延伸的第一轴面，第二槽壁131所在平面即为沿轴向延伸的第二轴面，且第一轴面和第二轴面之间具有错开角度，也就是说，第一磁体槽120和第二磁体槽130在轴向上不完全重叠，二者至少部分错开设置，在具有该转子100的电机200运转过程中，第一磁体槽120所在位置和第二磁体槽130所在位置，二者所能产生的噪声不同频率，第一磁体槽120所产生的噪音能够与第二磁体槽130产生的噪音不会在同一频率增强，使得电机200整体的噪音得到有效控制，改善电机200运行时的噪音问题，提升电机200的整机性价比。
本申请中的转子100包括粉末冶金铁芯110，一体成型的粉末冶金铁芯110能够简化制造工艺，降低转子100的综合成本，同时由于错位设置的第一磁体槽120和第二磁体槽130能够有效降低电机200的噪音，提升电机200的整体性价比。
值得说明的是，第一磁体槽120和第二磁体槽130的形状相似、数量相同，从而能够满足第一铁芯段、第二铁芯段上分别设置第一磁体122和第二磁体132的数量排布要求。然而，由于第一磁体槽120和第二磁体槽130具有错开角度，而为了适应于其他结构位置的限制，可能会存在部分结构变形，即第一磁体槽120和第二磁体槽130的形状近似，但部分位置处可能会出现部分不同。比如第一磁体槽120和第二磁体槽130为V型槽、一字型槽等。
举例来说，当第一磁体槽120和第二磁体槽130均为V型槽时，V型槽的朝外开设。第一磁体槽120包括第一左槽和第一右槽，第一左槽和第一右槽呈V状设在第一铁芯段上，第二磁体槽130包括第二左槽和第二右槽，第二左槽和第二右槽呈V状排布在第二铁芯段上。其中，第一左槽和第二左槽之间具有错开角度，第一右槽和第二油槽之间具有错开角度。
其中，第二左槽相对于第一左槽的错开方向，与第二右槽相对于第一右槽的错开方向可以相同，也可以不同。比如，第二左槽和第二右槽可以沿周向逆时针相对于第一磁体槽120错开排布，或者是沿周向顺时针错开排布，或者，其中一者沿逆时针错开，其中另一者沿顺时针错开排布。
进一步地，如图1和图2所示，错开角度大于等于1°，小于等于6°。
在该实施例中，第一槽壁121所在平面和第二槽壁131所在平面之间的错开角度满足上述范围，不仅能够满足电机200的降噪需求，还能够确保分别位于第一磁体槽120和第二磁体槽130中的第一磁体122、第二磁体132属于同一磁极内，以保证电机200的正常运转。
其中，当错开角度小于1°时，则第一磁体槽120和第二磁体槽130几乎沿轴向贯穿连通，此时，第一磁体槽120处所产生的噪音，与第二磁体槽130处所产生的噪音在同一频率增强的概率会增加，此时，具有该转子100的电机200的运行噪音则会较大。当错开角度大于6°时，第一磁体槽120和第二磁槽在轴向上的错位偏移较明显，虽然能够实现噪音不同频率的效果，但是会直接影响电机200的正常使用，会打乱转子100铁芯整体磁极的排布。
因此，只有将第一磁体槽120和第二磁体槽130的错开角度控制在合理范围内，才能够既保证电机200的正常使用，还可以对电机200的运行噪音进行有效抑制。
根据大量试验证明，如图4所示，当采用了本申请所提供的转子100，在不明显影响电机200效率的情况下，电机200的运行噪音能够至少降低2dB。
进一步地，在磁场强度为2KA/m下，粉末冶金铁芯110的磁感应强度B大于等于0.5T，小于等于1.5T。
在该实施例中，在一定的磁场强度下，粉末冶金铁芯110的磁感应强度满足上述范围要求，使得经由粉末冶金工艺制得的粉末冶金铁芯110能够满足电机200的运行需求。其中，粉末冶金铁芯110的磁感应强度B的单位为特斯拉，具体地，粉末冶金铁芯110的磁感应强度B可以为0.5T、0.6T、0.7T、0.8T、0.9T、1.0T、1.1T、1.2T、1.3T、1.4T、1.5T。
进一步地，粉末冶金铁芯110在200Hz频率下磁化到1.7T时的损耗大于等于100KW/m3，小于等于450KW/m3。
在该实施例中，损耗是指粉末冶金铁芯110的磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。粉末冶金铁芯110的损耗越小，则电机200的性能就越高。然而，考虑到成本的因素，粉末冶金铁芯110在200Hz(赫兹)频率下磁化到1.7T(特斯拉)的损耗处于上述范围。由于电机200的转子100的转速与磁场的转速相同，转子100与磁场同步转动，因此，粉末冶金铁芯110的铁损可以忽略不计。而且，若电机200为异步电机200时，电机200的转速虽然相对于磁场的转速较小，其相对大小用转差率来标识，而由于转差率一般很小，因此，转子100的损耗也可以忽略不计。其中，转差率是指异步电机200同步转速和转子100转速的差值与同步转速之比。因此，在保证电机200性能的前提下，令粉末冶金铁芯110的损耗处于上述范围，从而可以采用成本较低的粉末冶金材料来制备粉末冶金铁芯110，能够有效降低电机200成本，提高电机200性价比。
进一步地，粉末冶金铁芯110由粉末冶金材料通过粉末冶金工艺制备，粉末冶金材料包括绝缘粉和铁粉。
在该实施例中，粉末冶金铁芯110采用粉末冶金材料并通过粉末冶金工艺制备而成，采用粉末冶金工艺一体成型的粉末冶金铁芯110，能够提高材料利用率和生产效率。无需再采用相关技术中多个导磁片堆叠来形成铁芯的制备方法，能够简化加工工序，降低加工成本，适用于大批量生产。由于粉末冶金铁芯110一体制成，不存在相关技术中导磁片堆叠过程中的堆叠偏差问题，因此，粉末冶金铁芯110产品质量稳定，性能优良，加工精度高，一致性较好。
进一步地，粉末冶金材料中包括绝缘粉和铁粉，绝缘粉能够为粉末冶金铁芯110提供硬度支持，铁粉能够为粉末冶金铁芯110提供导磁支持，从而满足粉末冶金铁芯110的硬度和强度需求。其中，绝缘粉可以为碳粉。
具体地，在粉末冶金铁芯110的制备过程包括：
(1)将绝缘粉和铁粉进行混合，再将混合好的粉末经压机设备及相应的模具压制成型。
(2)将压制好的初胚按照设定的程序送入烧结电炉中，并采用气体保护，按照既定要求完成初胚向烧结胚的转变。
(3)待烧结胚气体保护空冷后进行回火处理，令粉末冶金铁芯110的机械性能满足要求。
(4)对经过回火后的粉末冶金铁芯110进行半精加工、倒角、精密整形、精加工、抛光去毛刺等处理。
(5)对粉末冶金铁芯110进行清洗防腐蚀处理，在粉末冶金铁芯110的外表面形成保护层，延长粉末冶金铁芯110的使用寿命。
进一步地，如图1、图2、图5和图6所示，位于第一磁体槽120和第一铁芯段的外周沿之间的部分第一铁芯段为第一隔磁桥123，第一隔磁桥123的宽度X1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
在该实施例中，第一铁芯段的外周沿即为第一铁芯段的外轮廓，第一磁体槽120和第一铁芯段的外周沿之间的部分第一铁芯段为第一隔磁桥123，第一隔磁桥123的设置能够增强第一铁芯段的整体结构强度，避免第一铁芯段在高转速运行状态下，受到离心力的作用而变形或者断裂，与此同时，第一隔磁桥123的设置也能够有效降低漏磁，提高电机200的功率密度。
值得说明的是，若第一隔磁桥123的宽度小于0.4mm时，则无法实现结构增强，无法确保第一磁体槽120靠近第一铁芯段外周圆的一侧的位置稳定性，很容易在高速运转过程中，第一铁芯段的外周变形。而当第一隔磁桥123的宽度大于1.2时，则第一磁体槽120相对于第一铁芯段的外周圆距离过大，无法起到降低端部漏磁的效果，不能显著提升电机200的功率密度。
具体地，第一隔磁桥123的宽度X1可以为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm。
为了确保粉末冶金铁芯110整体的结构强度以及可加工性，在第一磁体槽120和第一铁芯段的外周沿之间必然设有第一隔磁桥123，即第一隔磁桥123的宽度不可能为0，如果第一隔磁桥123的宽度太小，则会导致粉末冶金铁芯110无法加工，因此将第一隔磁桥123的最小宽度限定在0.4mm，根据图4可知，当第一隔磁桥123的宽度逐渐增加时，电机200的效率呈降低趋势，当第一隔磁桥123的宽度大于1.2mm时，则电机200效率降至94.10％，因此，第一隔磁桥123的宽度也不能设计地过大，为了确保电机200的整机性能，因而令第一隔磁桥123的宽度范围满足前述要求，既满足结构强度需求，也能够满足电机200性能需求。
根据图6可知，随着第一隔磁桥123的宽度增加，第一铁芯段的最大应力呈减小趋势，电机200在旋转过程需要保证第一隔磁桥123局部的应力不能太大，当局部应力过大时，则在离心力的作用下，第一隔磁桥123处就存在断裂的风险，因此在第一隔磁桥123处能够承受的最大应力值下，确定第一隔磁桥123的最小宽度为0.4mm。根据图5和图6可知，综合考虑电机200效率和第一隔磁桥123处所能承受的最大应力的两个因素，将第一隔磁桥123的宽度限定在前述所提及的合理范围内，才能够既保证电机200效率，也能够保证结构强度，避免第一隔磁桥123断裂的问题。
进一步地，如图1和图3所示，第一磁体槽120的数量为多个，多个第一磁体槽120沿周向间隔排布在第一铁芯段上，其中，位于相邻两个第一磁体槽120之间的部分第一铁芯段为第一筋条，第一筋条的宽度X2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
在该实施例中，第一磁体槽120的数量为多个，多个第一磁体槽120围绕第一铁芯段的中心沿周向排布，一个第一磁体槽120的位置对应电机200的一个磁极，相邻两个第一磁体槽120之间的部分第一铁芯段为第一筋条，第一筋条位于相邻磁极之间。第一筋条的宽度满足上述范围，能够保证磁极之间位置的结构稳定性，杜绝在高速旋转过程中发生断裂的风险。
进一步地，位于第二磁体槽130和第二铁芯段的外周沿之间的部分第二铁芯段为第二隔磁桥，第二隔磁桥的宽度Y1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
在该实施例中，第二铁芯段的外周沿即为第二铁芯段的外轮廓，第二磁体槽130和第二铁芯段的外周沿之间的部分第二铁芯段为第二隔磁桥，第二隔磁桥的设置能够增强第二铁芯段的整体结构强度，避免第二铁芯段在高转速运行状态下，受到离心力的作用而变形或者断裂，与此同时，第二隔磁桥的设置也能够有效降低漏磁，提高电机200的功率密度。
值得说明的是，若第二隔磁桥的宽度小于0.4mm时，则无法实现结构增强，无法确保第二磁体槽130靠近第二铁芯段外周圆的一侧的位置稳定性，很容易在高速运转过程中，第二铁芯段的外周变形。而当第二隔磁桥的宽度大于1.2时，则第二磁体槽130相对于第二铁芯段的外周圆距离过大，无法起到降低端部漏磁的效果，不能显著提升电机200的功率密度。
具体地，第二隔磁桥的宽度Y1可以为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm。
也就是说，尽管第一磁体槽120、第二磁体槽130之间在轴向上错开一定的角度，然而，二者分别与第一铁芯段的外周圆、第二铁芯段的外周圆之间形成的第一隔磁桥123、第二隔磁桥均满足同一范围。能够想到地，第一隔磁桥123的宽度和第二隔磁桥的宽度相等。
进一步地，第二磁体槽130的数量为多个，多个第二磁体槽130沿周向间隔排布在第二铁芯段上，其中，位于相邻两个第二磁体槽130之间的部分第二铁芯段的距离Y2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
在该实施例中，第二磁体槽130的数量为多个，多个第二磁体槽130围绕第二铁芯段的中心沿周向排布，一个第二磁体槽130的位置对应电机200的一个磁极，相邻两个第二磁体槽130之间的部分第二铁芯段为第二筋条，第二筋条位于相邻磁极之间。第二筋条的宽度满足上述范围，能够保证磁极之间位置的结构稳定性，杜绝在高速旋转过程中发生断裂的风险。
进一步地，粉末冶金铁芯110为耐油铁芯。
进一步地，粉末冶金铁芯110为耐冷媒铁芯。
在该实施例中，由于转子100的不同使用环境要求，转子100处可能会受到各种使用环境中的腐蚀介质的损伤，比如，油液、冷媒、腐蚀气液体等，因此，令粉末冶金铁芯110具有耐油特性、耐冷媒特性，从而能够削弱环境中的腐蚀介质对粉末冶金铁芯110的腐蚀作用，使得粉末冶金铁芯110的使用寿命大大延长，提升转子100在电机200内的服役时长，降低维修率。
根据本申请的第二个方面的实施例，如图3所示，提供了一种电机200，包括上述任一设计所提供的转子100。
本申请提供的电机200，包括上述任一设计所提供的转子100，因此具有该转子100的全部有益效果，在此不再赘述。
进一步地，电机200还包括定子和转轴230，定子具有转子腔，转子100设于转子腔内，转子100能够相对于定子转动。转轴230伸入转子100的轴孔111内，转轴230与转子100间隙配合。
在该实施例中，电机200包括定子，定子的内部形成有转子腔，转子100设在转子腔内，即转子100位于定子的内侧，该电机200为内转子100类型。转轴230的一部分伸入转子100的轴孔111中，从而带动转子100相对于定子高速旋转。
需要说明的是，相关技术中的定子铁芯包括齿部，在齿部上绕设有定子绕组，而为了提高电机的性能，在其他条件不变的情况下，需要尽可能的在同一齿部上缠绕更多匝数的定子绕组。齿部通常位于定子铁芯的内侧并向定子铁芯内部空心处中心延伸，在齿部上绕设定子绕组时常常会被定子铁芯的其他部分影响，绕设定子绕组变得困难，而相邻两个齿部的间距固定且狭窄，在一齿部上缠绕定子绕组时往往会被该齿部相邻的其他齿部挡住，这种结构进一步阻碍了定子绕组的绕设，使电机的装配增加了难度，影响定子铁芯的满槽率。
然而，本申请中的定子铁芯210包括沿周向拼接形成的铁芯块，即定子铁芯210为分块式定子铁芯210，而定子铁芯210包括多个铁芯块，在铁芯块未连接成定子铁芯210时，对每个铁芯块分别绕设定子绕组220，铁芯块包括齿部，齿部直接露出，在绕设定子绕组220时不会被定子铁芯210的其他部分所阻碍，若每个铁芯块仅包括一个齿部，在将定子绕组220绕设在该齿部上时，该齿部两侧不存在相邻齿部，操作空间变大，极大的降低了定子绕组220的绕设难度，能够在齿部上尽可能多匝数的定子绕组220，最后，将所有定子绕组220绕设完成后的铁芯块沿周向拼接，得到完整的定子。
具体地，电机200包括永磁电机200，永磁电机200具有功率效率高、功率因数高、铁损小等优点，并且在工作过程中摩擦小、噪音小。
根据本申请的第三个方面的实施例，如图7所示，提供了一种压缩机300，包括上述任一设计所提供的电机200。
本申请提供的压缩机300，包括上述任一设计所提供的电机200，因此具有该电机200的全部有益效果，在此不再赘述。
其中，具体地，压缩机300还包括动力部310、主轴承和副轴承，其中转轴230穿设于转子100的粉末冶金铁芯110中心的轴孔111内，并与粉末冶金铁芯110相连接。动力部310包括活塞和气缸，气缸与活塞连接，活塞与转轴230连接，主轴承设置在转轴230上，并位于动力部310和电机200之间，副轴承同样设置在转轴230的一端，动力部310位于副轴承和主轴承之间。
具体地，压缩机300的转轴230贯穿粉末冶金铁芯110的轴孔111并与转子100铁芯相连接，转轴230上还连接有动力部310，当压缩机300工作时，动力部310的气缸驱动活塞运动，活塞带动转轴230转动进而带动粉末冶金铁芯110转动，主轴承和副轴承分别位于动力部310的沿轴向两端。
根据本申请的第四个方面的实施例，提供了一种制冷设备，包括上述任一设计所提供的电机200或者压缩机300。
本申请提供的制冷设备，包括上述任一设计所提供的电机200或者压缩机300，因此具有该电机200或者压缩机300的全部有益效果，在此不再赘述。
在本申请中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”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申请中的具体含义。
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申请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。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种转子，其特征在于，所述转子用于电机，所述转子包括：
粉末冶金铁芯，所述粉末冶金铁芯包括沿轴向的第一铁芯段和第二铁芯段；
第一磁体槽，沿轴向贯穿设于所述第一铁芯段上，所述第一磁体槽包括第一槽壁，所述第一磁体槽内设有能够与所述第一槽壁接触的第一磁体；
第二磁体槽，沿轴向贯穿设于所述第二铁芯段上，所述第二磁体槽包括第二槽壁，所述第二磁体槽内设有能够与所述第二槽壁接触的第二磁体；其中，
所述第一槽壁所在平面与所述第二槽壁所在平面之间具有错开角度。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述错开角度大于等于1°，小于等于6°。
3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
在磁场强度为2KA/m下，所述粉末冶金铁芯的磁感应强度B大于等于0.5T，小于等于1.5T。
4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述粉末冶金铁芯在200Hz频率下磁化到1.7T时的损耗大于等于100KW/m3，小于等于450KW/m3。
5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述粉末冶金铁芯由粉末冶金材料通过粉末冶金工艺制备，所述粉末冶金材料包括绝缘粉和铁粉。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，
位于所述第一磁体槽和所述第一铁芯段的外周沿之间的部分第一铁芯段为第一隔磁桥，所述第一隔磁桥的宽度X1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第一磁体槽的数量为多个，多个所述第一磁体槽沿周向间隔排布在所述第一铁芯段上，其中，位于相邻两个所述第一磁体槽之间的部分第一铁芯段的宽度X2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，
位于所述第二磁体槽和所述第二铁芯段的外周沿之间的部分第二铁芯段为第二隔磁桥，所述第二隔磁桥的宽度Y1大于等于0.4mm，小于等于1.2mm。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，
所述第二磁体槽的数量为多个，多个所述第二磁体槽沿周向间隔排布在所述第二铁芯段上，其中，
位于相邻两个所述第二磁体槽之间的部分第二铁芯段的距离Y2大于等于0.6mm，小于等于8.5mm。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，
所述粉末冶金铁芯为耐油铁芯。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，
所述粉末冶金铁芯为耐冷媒铁芯。
12.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任一项所述的转子。
13.根据权利要求12所述电机，其特征在于，所述电机还包括：
定子，所述定子具有转子腔，所述转子设于所述转子腔内，所述转子能够相对于所述定子转动；
转轴，所述转轴伸入所述转子的轴孔内，所述转轴与所述转子间隙配合。
14.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求12或13所述的电机。
15.一种制冷设备，其特征在于，包括：如权利要求12或13所述的电机，或者，如权利要求14所述的压缩机。
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