CN202121470U - 一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机 - Google Patents
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Abstract
一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，电动机定子开有6个定子槽，转子开4个矩形永磁体埋入槽，构成6槽4极电机；转子上每个矩形永磁体埋入槽的外侧设调磁孔，每个矩形永磁体埋入槽的两端设有隔磁桥，相邻两个隔磁桥之间开有圆弧形磁路修正槽。本实用新型有益效果是：能够最大限度的降低电机成本，并具有很高的效率；可有效降低电机的附加转矩，减小电机的振动噪音；可以使隔磁桥不必过窄，满足转子较好机械强度的要求，同时具有良好的隔磁与分磁效果，保证较高的磁石利用率；转子具有较好的正弦反电动势波形和清晰的过零点，能够精确判定转子所在位置，消除了二次铜损和转子铁心基波铁损。磁石加工简单、材料利用率高，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型属于制冷压缩机技术领域，特别涉及制冷压缩机使用的内嵌磁石永磁同步电动机。
背景技术
制冷压缩机使用的电机一般以鼠笼式交流感应电动机为主，鼠笼式交流感应电动机具有成本低，可靠性高的优点，因此一直被广泛应用在制冷压缩机上，但由于其本身效率较低，已经不能满足目前提出的对制冷压缩机的能效要求，近年来兴起的异步起动永磁同步电机也具有较高的效率，但是由于其成本较高同时生产工艺复杂，并且其效率较内嵌磁石永磁同步电动机低，因此并没有进行大规模的使用。
内嵌磁石永磁同步电动机是替代制冷压缩机的鼠笼式感应交流电动机以及异步起动永磁同步电动机理想的产品。
内嵌磁石永磁同步电动机在运转效率上要高于传统交流感应电动机5％-8％，高于异步启动永磁同步电动机3％左右，同时其生产工艺较传统的鼠笼式交流感应电机与异步启动永磁同步电动机简单很多，首先转子不需要铸铝，由此也避免了由于铸铝产生的不良，其次定子生产使用集中式卷线方式，大大简化了生产设备以及生产环节，在成本上也要比异步启动永磁同步电动机便宜。。
现有技术的内嵌磁石永磁同步电机需要良好隔磁措施和良好的机械强度。现有技术的不足在于：良好的隔磁性和良好的机械强度两者之间兼顾比较困难；在驱动内嵌磁石永磁同步电机时，需要精确判定转子位置，才可以使电机获得最佳的运转性能，但是，电机在运转过程中由于自身磁路以及电磁干扰的影响，使精确判断转子位置(尤其是过零信号)比较困难，导致内嵌磁石永磁同步电机无法发挥最佳的运转性能。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有内嵌磁石永磁同步电机存在的不足，提供一种可有效兼顾转子隔磁和机械强度，可以精确判断内嵌磁石永磁同步电机的转子位置的内嵌磁石永磁同步电动机。
为了达到本实用新型的技术目的，本实用新型采用以下技术方案：一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，包括定子、转子和永磁体，其特征在于所述定子开有6个定子槽，6个定子槽沿定子内圆周均布；所述转子开4个矩形永磁体埋入槽，4个矩形永磁体埋入槽沿转子圆周互相垂直布置，构成6槽4极电机；所述永磁体是与转子的矩形永磁体埋入槽相配合的矩形永磁体，矩形永磁体埋在转子的矩形永磁体埋入槽中；所述转子上每个矩形永磁体埋入槽的外侧设调磁孔，每个矩形永磁体埋入槽的两端设有隔磁桥，相邻两个隔磁桥之间开有圆弧形磁路修正槽。
所述定子槽为扇形槽。
所述转子上的n个调磁孔，0≤n≤7，调磁孔以永磁体埋入槽长度方向中心线为基准对称均布。
所述转子上的调磁孔的面积为2mm2以上。
所述转子上矩形永磁体埋入槽两端的隔磁桥的宽度为0.5-1.5mm。
所述矩形永磁体由稀土类永磁材料制成。
所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述磁路修正槽靠近转子内径侧圆弧与转子圆同心，圆弧延长线与磁石埋入槽靠近转子内径侧边的端部相交，磁路修正槽靠近转子外径侧圆弧的圆心在相邻的2个隔磁桥的中心线上，根据磁路需要选取圆心位置与圆弧半径，使磁路修正槽在转子转动时产生的反电动势波形接近正弦波。
本实用新型的技术进步在于：
1、电机采用6槽4极，能够最大限度的降低电机成本，同时使电机具有很高的效率；
2、通过定子与转子、电机与驱动器的匹配优化，可有效降低电机的附加转矩，减小电机的振动噪音；
3、转子隔磁桥与转子磁路修正槽相互作用，可以使隔磁桥不必过窄，满足转子较好的机械强度的要求，同时依然可保证良好的隔磁与分磁效果，保证较高的磁石利用率；
4、通过磁路修正槽与转子外圆形成非线性变化的结构与调磁孔共同作用，使转子得到较好的正弦反电动势波形，同时具有清晰的过零点，使内嵌磁石永磁同步电动机能够精确判定转子所在位置，使其发挥良好的运转性能，在启动完成后，转子达到同步转速，由于无铝笼存在，消除了二次铜损，且由于是同步转速，因此消除了转子铁心基波铁损。
5、转子磁石埋入槽上方的调磁孔可以通过调磁孔的位置、大小、形状、数量来精确修正转子反电动势波形，来获得较好的正弦波形
6、永久磁石采用矩形结构，磁石加工简单、材料利用率高，且永磁体的安装也较方便。
附图说明
本实用新型共有附图三幅，其中
图1是本实用新型定子铁芯冲片示意图，
图2是本实用新型转子铁芯冲片示意图，
图3是本实用新型转子隔磁桥以及磁路修正槽局部示意图。
图中标注：1-1定子冲片 1-2定子槽 2-1转子冲片 2-2永磁体埋入槽 2-3转子调磁孔 3-1隔磁桥 3-2磁路修正槽
具体实施方式
以下结合附图的实施例对本实用新型作进一步说明。
定子开有六个扇形定子槽1-2，六个扇形定子槽沿定子内圆周均布；转子开四个矩形永磁体埋入槽2-2，四个矩形永磁体埋入槽沿转子圆周互相垂直布置，构成六槽四极电机；永磁体是与转子的矩形永磁体埋入槽相配合的矩形永磁体，矩形永磁体埋在转子的矩形永磁体埋入槽2-2中；转子上每个矩形永磁体埋入槽的外侧设三个调磁孔2-3，其中中间调磁孔孔径为4mm，两边的调磁孔孔径为2mm，每个矩形永磁体埋入槽的两端设有隔磁桥3-1，隔磁桥宽度为1mm，相邻两个隔磁桥之间开有圆弧形磁路修正槽3-2，圆弧形磁路修正槽3-2靠近转子内径侧圆弧与转子圆同心，圆弧延长线与磁石埋入槽靠近转子内径侧边的端部相交，磁路修正槽靠近转子外径侧圆弧的圆心在相邻的2个隔磁桥的中心线上，根据磁路设计需要选取圆心位置与圆弧半径，使设计的圆弧形磁路修正槽在转子转动时产生的反电动势波形接近正弦波。
图1为实施例的定子铁芯冲片1-1，定子铁芯下线方式采用集中绕线方式，为防止绕线困难，扇形定子槽1-2的大圆弧的弧度不要太平缓。
图2为转子冲片2-1，永磁体埋入槽2-2与磁路修正槽3-2互相配合，在永磁体埋入槽2-2与磁路修正槽3-2之间的隔磁桥3-1，能够减少漏磁，由于不需要隔磁桥3-1充分隔磁，因此隔磁桥3-1不必很窄，可不降低转子的机械强度，就能达到隔磁效果。转子磁路修正槽3-2与转子外圆构成的非线性结构与转子调磁孔2-3共同作用使转子反电动势波形符合正弦波变化趋势。永磁体选用稀土类永磁材料制成，永磁体埋入永磁体埋入槽2-2中。
图3为转子隔磁桥3-1与磁路修正槽3-2的局部示意图，由于磁路修正槽3-2与转子外圆形成的非线性结构，需要隔磁桥3-1存在部分漏磁以保证在电机运转过程中，转子外磁场分布变化均匀，反电动势波形成良好的正弦态并具有清晰的过零点，从而保证电机在运转过程中精确判定转子位置，以实现内嵌磁石永磁同步电机的最优控制。
本实施例中，电机采用六槽四极形式，可以大幅度降低电机成本，并且电机一次铜损也会有较大降低，通过定转子槽型与驱动优化匹配，有效降低附加损耗，显著降低振动噪音，同时提高效率。定子铁芯下线方式采用集中绕线方式，大幅度简化生产设备以及生产工艺，并能够提高生产效率。隔磁桥与磁路修正槽以及调磁孔共同作用优化转子反电动势波形，使驱动与电机配合性大幅度提高。稀土类永磁材料的永磁体，在满足电机工作温度的同时，具有合适的剩磁和较高的内禀矫顽力，同时有较小的温度系数，并要满足一定的机械强度和耐腐蚀性。
Claims (7)
1.一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，包括定子、转子和永磁体，其特征在于所述定子开有6个定子槽(1-2)，6个定子槽(1-2)沿定子内圆周均布；所述转子开4个矩形永磁体埋入槽(2-2)，4个矩形永磁体埋入槽(2-2)沿转子圆周互相垂直布置，构成6槽4极电机；所述永磁体是与转子的矩形永磁体埋入槽相配合的矩形永磁体，矩形永磁体埋在转子的矩形永磁体埋入槽(2-2)中；所述转子上每个矩形永磁体埋入槽的外侧设调磁孔(2-3)，每个矩形永磁体埋入槽的两端设有隔磁桥(3-1)，相邻两个隔磁桥之间开有圆弧形磁路修正槽(3-2)。
2.根据权利要求1所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述定子槽(1-2)为扇形槽。
3.根据权利要求1所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述转子上的n个调磁孔(2-3)，0≤n≤7，调磁孔(2-3)以永磁体埋入槽(2-2)长度方向中心线为基准对称均布。
4.根据权利要求3所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述转子上的调磁孔(2-3)的面积为2mm2以上。
5.根据权利要求1所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述转子上矩形永磁体埋入槽两端的隔磁桥(3-1)的宽度为0.5-1.5mm。
6.根据权利要求1所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述矩形永磁体由稀土类永磁材料制成。
7.根据权利要求1所述一种制冷压缩机使用的四极内嵌磁石永磁同步电动机，其特征在于所述磁路修正槽(3-2)靠近转子内径侧圆弧与转子圆同心，圆弧延长线与磁石埋入槽(2-2)靠近转子内径侧边的端部相交，磁路修正槽靠近转子外径侧圆弧的圆心在相邻的2个隔磁桥(3-1)的中心线上，根据磁路需要选取圆心位置与圆弧半径，使磁路修正槽(3-2)在转子转动时产生的反电动势波形接近正弦波。
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| CN104104168A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-15 | 东南大学 | 一种内置永磁式无刷直流电机的定子转子结构 |
| CN105743311A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-07-06 | 上海电机学院 | 内置式永磁同步电机的齿槽转矩削弱结构 |
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| CN104104168B (zh) * | 2014-07-16 | 2016-08-24 | 东南大学 | 一种内置永磁式无刷直流电机的定子转子结构 |
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