CN203574462U - 转子以及具有该转子的电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及转子以及具有该转子的电机和压缩机。一种转子，所述转子包括本体和多个永磁体，所述本体上设有多个容纳槽，所述本体的周面上设有多个凹槽对，多个所述凹槽对沿所述本体的周向间隔开且沿所述本体的径向两两相对，每个所述凹槽对包括两个第一凹槽，每个所述凹槽对的两个所述第一凹槽邻近所述本体的q轴且相对所述q轴对称。多个所述永磁体分别对应地安装在多个所述容纳槽内。因此，通过利用根据本实用新型实施例的转子，可以在不使电机的效率等性能降低的前提下，极大地降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

Description

转子以及具有该转子的电机和压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种转子，还涉及一种具有所述转子的电机以及具有所述电机的压缩机。

背景技术

具有变频功能的电器设备采用永磁同步电机，为了实现永磁同步电机高效化，在定子绕组中采用集中缠绕代替分布缠绕。通过采用集中缠绕定子、采用高残留磁通密度磁体，永磁同步电机的效率得到极大地提高。但是另一方面，相对分布缠绕定子而言，集中缠绕定子中，原理上不但脉动磁通增加，而且其脉动磁通也成为高残留磁通密度的永磁体助长的结果，从而导致电机的振动和噪声增大，尤其在装入压缩机后，存在最刺耳的中频带变得显著的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种转子。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有所述转子的电机。

本实用新型的又一个目的在于提出一种具有所述电机的压缩机。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面提出一种转子，所述转子包括本体和多个永磁体，所述本体上设有多个容纳槽，所述本体的周面上设有多个凹槽对，多个所述凹槽对沿所述本体的周向间隔开且沿所述本体的径向两两相对，每个所述凹槽对包括两个第一凹槽，每个所述凹槽对的两个所述第一凹槽邻近所述本体的q轴且相对所述q轴对称，多个所述永磁体分别对应地安装在多个所述容纳槽内。

根据本实用新型的转子通过在所述本体的周面上设置多个所述凹槽对，且每个所述凹槽对的两个所述第一凹槽邻近所述本体的q轴并相对q轴对称，从而可以更加细微地调整d轴和q轴上的磁通分布，在保证所述永磁体性能的情况下，通过改变所述本体的表面极靴形状，明显地改善了气隙磁密波形，降低了低次磁密谐波，减小了径向力波幅值，由此可以显著地降低包括所述转子的压缩机的噪声。因此，通过利用根据本实用新型的转子，可以在不使电机的效率等性能降低的前提下，极大地降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

另外，根据本实用新型的转子还具有如下附加技术特征：

每个所述第一凹槽沿所述本体的长度方向延伸。由此可以在不降低电机的效率等性能的前提下，进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

每个所述第一凹槽沿所述本体的整个长度延伸。由此可以在不降低电机的效率等性能的前提下，进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

每个所述第一凹槽的横截面为半圆形、半椭圆形、矩形、正方形或梯形。由此不仅可以进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声，而且可以降低所述转子的加工难度。

所述本体的周面上设有多个第二凹槽，多个所述第二凹槽沿所述本体的周向间隔开且沿所述q轴两两相对，每个所述第二凹槽关于所述q轴对称。由此可以在不降低电机的效率等性能的前提下，进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

每个所述第二凹槽沿所述本体的整个长度延伸。由此可以在不降低电机的效率等性能的前提下，进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声。

每个所述第二凹槽的横截面为三角形、半圆形或梯形。由此不仅可以进一步降低电机和具有电机的压缩机的振动和噪声，而且可以降低所述转子的加工难度。

相邻两个所述凹槽对在所述本体的周向上间隔（180/P）度，相邻两个所述第二凹槽在所述本体的周向上间隔（180/P）度。

根据本实用新型第二方面提出一种电机，所述电机包括根据本实用新型第一方面所述的转子。

根据本实用新型的电机通过设置根据本实用新型第一方面所述的转子，从而可以在不降低效率等性能的前提下，极大地降低振动和噪声。

根据本实用新型第三方面提出一种压缩机，所述压缩机包括根据本实用新型第二方面所述的电机。

根据本实用新型的压缩机通过设置根据本实用新型第二方面所述的电机，从而可以在不降低效率等性能的前提下，极大地降低振动和噪声。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是根据本实用新型实施例的转子的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的电机的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的电机与现有的电机的径向磁通密度谐波幅值对比图；

图4是根据本实用新型实施例的压缩机与现有的压缩机的噪音1/3倍频程比较图。

电机1、转子10、本体100、容纳槽110、凹槽对120、第一凹槽121、第二凹槽130、q轴140、d轴150、定子20

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的转子10。如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的转子10包括本体100和多个永磁体（图中未示出）。

本体100上设有多个容纳槽110。本体100的周面上设有多个凹槽对120，多个凹槽对120沿本体100的周向间隔开且多个凹槽对120沿本体100的径向两两相对。换言之，在本体100的径向上有两个凹槽对120，即每两个凹槽对120位于本体100的同一径向上。每个凹槽对120包括两个第一凹槽121，每个凹槽对120的两个第一凹槽121邻近本体100的q轴140，且每个凹槽对120的两个第一凹槽121相对q轴140对称。

多个所述永磁体分别对应地安装在多个容纳槽110内。也就是说，所述永磁体的数量可以等于容纳槽110的数量，且一个所述永磁体可以安装在一个容纳槽110内。

根据本实用新型实施例的转子10通过在本体100的周面上设置多个凹槽对120，且每个凹槽对120的两个第一凹槽121邻近本体100的q轴140并相对q轴140对称，从而可以更加细微地调整d轴150和q轴140上的磁通分布，在保证所述永磁体性能的情况下，通过改变本体100的表面极靴形状，明显地改善了气隙磁密波形，降低了低次磁密谐波，减小了径向力波幅值，由此可以显著地降低包括转子10的压缩机的噪声。因此，通过利用根据本实用新型实施例的转子10，可以在不使电机1的效率等性能降低的前提下，极大地降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

本实用新型还提供了一种电机1。根据本实用新型实施例的电机1包括根据上述实施例的转子10。根据本实用新型实施例的电机1通过设置根据上述实施例的转子10，从而可以在不降低效率等性能的前提下，极大地降低振动和噪声。

本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型实施例的电机1还可以包括定子20。定子20可以是已知的，在此不再详细地描述。

本实用新型还提供了一种压缩机。根据本实用新型实施例的压缩机包括根据上述实施例的电机1。根据本实用新型实施例的压缩机通过设置根据上述实施例的电机1，从而可以在不降低效率等性能的前提下，极大地降低振动和噪声。

利用电磁仿真软件对根据本实用新型实施例的电机1（第一凹槽121的横截面为半椭圆形）和现有的电机进行仿真，提取根据本实用新型实施例的电机1和现有的电机的气隙中间径向磁通密度，对径向磁通密度进行FFT分析后，得到各次径向磁通密度谐波幅值。图3是根据本实用新型实施例的电机1与现有的电机的径向磁通密度谐波幅值对比图。其中，具有填充色（黑色）的矩形表示现有的电机的径向磁通密度谐波幅值，没有填充色的矩形表示根据本实用新型实施例的电机1的径向磁通密度谐波幅值，图3的横坐标表示径向磁通密度的谐波次数，图3示出了主要的前4次谐波。

与现有的电机相比，根据本实用新型实施例的电机1的第2次径向磁通密度谐波幅值降低了39.7%，第4次径向磁通密度谐波幅值下降了11.7%,第1次和第3次径向磁通密度谐波幅值分别降低了3.5%和6.1%。由于径向电磁力与径向磁通密度谐波幅值的平方成正比，因此根据本实用新型实施例的电机1的径向电磁力减小，从而可以降低根据本实用新型实施例的电机和压缩机震动和噪音。

第一凹槽121的横截面为半圆形时，根据本实用新型实施例的电机1的第1、2、3、4次径向磁通密度同比现有的电机的径向磁通密度分别下降了3.3%、35%、5.2%、7.3%。第一凹槽121的横截面为矩形时，根据本实用新型实施例的电机1的第1、2、3、4次径向磁通密度同比现有的电机的径向磁通密度分别下降了3.4%、34%、4.2%、8.3%。第一凹槽121的横截面为梯形时，根据本实用新型实施例的电机1的第1、2、3、4次径向磁通密度同比现有的电机的径向磁通密度分别下降了4.3%、31%、4.2%、8.5%。不同的第一凹槽121的横截面为不同形状时的电机1的径向磁通密度谐波幅值与不同的第一凹槽121的横截面为相同形状时的电机1（上述的电机1）的径向磁通密度谐波幅值类似，在此不再一一列出。

在半消声室内对根据本实用新型实施例的压缩机和现有的压缩机进行噪音测试，测试为采用声功率进行测试，压缩机的运行频率为90Hz（即5400rpm）。

图4是根据本实用新型实施例的压缩机与现有的压缩机的噪音1/3倍频程比较图。其中，图4中的较粗实线为根据本实用新型实施例的压缩机的噪音值,图4中的较细实线为现有的压缩机的噪音值，图4中的斜划线区域为噪声改善区域。

通过图4可以看到，除了630Hz时根据本实用新型实施例的压缩机的噪声值与现有的压缩机的噪音值相当外，其他频率段根据本实用新型实施例的压缩机的噪声值均有明显地改善。现有的压缩机的噪声的OA值为72.8dBA，而根据本实用新型实施例的压缩机的噪声的OA值为69.8dBA，噪声同比下降了3dBA。

在本实用新型的一个实施例中，每个第一凹槽121可以沿本体100的长度方向延伸。换言之，每个第一凹槽121可以沿本体100的旋转轴线延伸。由此可以进一步改善气隙磁密波形，进一步降低低次磁密谐波，进一步减小径向力波幅值，从而可以在不降低电机1的效率等性能的前提下，进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

有利地，每个第一凹槽121可以沿本体100的整个长度延伸。也就是说，每个第一凹槽121的长度可以等于本体100的长度。具体而言，如果本体100沿上下方向延伸（即本体100的旋转轴线沿上下方向延伸），每个第一凹槽121的上端和下端都可以敞开。由此可以进一步改善气隙磁密波形，进一步降低低次磁密谐波，进一步减小径向力波幅值，从而可以在不降低电机1的效率等性能的前提下，进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

如图1和图2所示，在本实用新型的一个具体示例中，每个第一凹槽121的横截面可以是半圆形、半椭圆形、矩形、正方形或梯形。由此不仅可以进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声，而且可以降低转子10的加工难度。其中，不同的第一凹槽121的横截面可以是不同的形状。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些示例中，本体100的周面上可以设有多个第二凹槽130，多个第二凹槽130可以沿本体100的周向间隔开且多个第二凹槽130可以沿q轴140两两相对，每个第二凹槽130可以关于q轴140对称。换言之，多个第二凹槽130可以沿本体100的径向两两相对，在本体100的径向上有两个第二凹槽130，即每两个第二凹槽130位于本体100的同一径向上。q轴140可以穿过第二凹槽130。

由此可以进一步改善气隙磁密波形，进一步降低低次磁密谐波，进一步减小径向力波幅值，从而可以在不降低电机1的效率等性能的前提下，进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

具体地，第一凹槽121对降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声的贡献度为80%左右，第二凹槽130对降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声的贡献度为20%左右。也就是说，第一凹槽121对降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声的作用远远大于第二凹槽130对降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声的作用。

在本实用新型的一个示例中，每个第二凹槽130可以沿本体100的长度方向延伸。换言之，每个第二凹槽130可以沿本体100的旋转轴线延伸。由此可以进一步改善气隙磁密波形，进一步降低低次磁密谐波，进一步减小径向力波幅值，从而可以在不降低电机1的效率等性能的前提下，进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

有利地，每个第二凹槽130可以沿本体100的整个长度延伸。也就是说，每个第二凹槽130的长度可以等于本体100的长度。具体而言，如果本体100沿上下方向延伸（即本体100的旋转轴线沿上下方向延伸），每个第二凹槽130的上端和下端都可以敞开。由此可以进一步改善气隙磁密波形，进一步降低低次磁密谐波，进一步减小径向力波幅值，从而可以在不降低电机1的效率等性能的前提下，进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声。

每个第二凹槽121的横截面为三角形、半圆形或梯形。由此不仅可以进一步降低电机1和具有电机1的压缩机的振动和噪声，而且可以降低转子10的加工难度。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，相邻两个凹槽对120在本体100的周向上可以间隔（180/P）度，相邻两个第二凹槽130在本体100的周向上可以间隔（180/P）度。其中，P为转子10的磁极对数。

具体而言，如图1和图2所示，转子10可以包括四个凹槽对120和四个第二凹槽130，即P=2。对于相邻两个凹槽对120而言，第一个凹槽对120的一个第一凹槽121与第二个凹槽对120的一个第一凹槽121在本体100的周向上可以间隔90度，第一个凹槽对120的另一个第一凹槽121与第二个凹槽对120的另一个第一凹槽121在本体100的周向上可以间隔90度。相邻两个第二凹槽130在本体100的周向上可以间隔90度。

四个凹槽对120可以在本体100的径向上两两相对。也就是说，一个凹槽对120的一个第一凹槽121与另一个凹槽对120的一个第一凹槽121可以在本体100的径向上两两相对，一个凹槽对120的另一个第一凹槽121与另一个凹槽对120的另一个第一凹槽121可以在本体100的径向上两两相对。四个第二凹槽130可以在本体100的径向上两两相对。

本体100的q轴140（即转子10的q轴、电机1的q轴）的数量可以等于电机1的极对数。每个q轴140可以与本体100的径向重合。具体地，本体100的q轴140可以是两个。两个凹槽对120的两个第一凹槽121可以相对一个q轴140对称，另外两个凹槽对120的两个第一凹槽121可以相对另一个q轴140对称。两个第二凹槽130可以相对一个q轴140对称，另外两个第二凹槽130可以相对另一个q轴140对称。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种转子，包括本体和多个永磁体，其特征在于，所述本体上设有多个容纳槽，所述本体的周面上设有多个凹槽对，多个所述凹槽对沿所述本体的周向间隔开且沿所述本体的径向两两相对，每个所述凹槽对包括两个第一凹槽，每个所述凹槽对的两个所述第一凹槽邻近所述本体的q轴且相对所述q轴对称，多个所述永磁体分别对应地安装在多个所述容纳槽内。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，每个所述第一凹槽沿所述本体的长度方向延伸。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，每个所述第一凹槽沿所述本体的整个长度延伸。

4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，每个所述第一凹槽的横截面为半圆形、半椭圆形、矩形、正方形或梯形。

5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述本体的周面上设有多个第二凹槽，多个所述第二凹槽沿所述本体的周向间隔开且沿所述q轴两两相对，每个所述第二凹槽关于所述q轴对称。

6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，每个所述第二凹槽沿所述本体的整个长度延伸。

7.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，每个所述第二凹槽的横截面为三角形、半圆形或梯形。

8.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，相邻两个所述凹槽对在所述本体的周向上间隔（180/P）度，相邻两个所述第二凹槽在所述本体的周向上间隔（180/P）度。

9.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的转子。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电机。

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