CN203911711U - 永磁同步磁阻电机和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步磁阻电机和具有其的压缩机。所述永磁同步磁阻电机包括：定子，所述定子具有定子内孔和环绕所述定子内孔的多个定子槽，相邻两个定子槽之间具有定子齿，所述定子槽内绕制有定子线圈；转子，所述转子可旋转地设在所述定子内孔内，所述转子具有转子内孔和沿所述转子内孔周向设置的多组安装槽，每组所述安装槽包括沿径向间隔排列的多个安装槽以用于放置永磁体，其中定子齿的宽度W、相邻两组所述安装槽之间的最短距离L之间的关系满足：1＜L/W＜1.5。根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机，能在增加磁阻转矩的同时，也增大电机的电磁转矩，提高电机的效率。另外，搭载该电机后的压缩机具有高APF能效。

Description

永磁同步磁阻电机和具有其的压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机制造领域，尤其是涉及一种永磁同步磁阻电机和具有其的压缩机。

背景技术

目前，在高导磁性材料制成的电机中，为提升电机的输出转矩以及效率，一般具有多组埋置于转子铁芯内的永磁体，每组永磁体槽包括沿径向布置的2层或2层以上的永磁体层，该类电机具有充分利用磁阻转矩的特点，以提升电机的输出转矩及效率。

中国专利CN1149778A的公开说明书中公开了一种永磁同步磁阻电机，虽然电机的磁阻转矩有所增加，而代表电磁转矩的Pn*ψa*Iq，由于铁氧体材料中剩磁Br较低的固有特性，导致与电机定子交链的磁通ψa较低，电磁转矩也较低下，从而总转矩T增加不大，电机的效率提升不理想。

另外，在公开号为CN102511119A的中国专利申请中公开了一种永磁同步磁阻电机，其转子内永磁体虽采用高剩磁Br的稀土钕铁硼永磁体材料，与电机定子交链的磁通ψa较高，但其转子在q轴方向的永磁体放置孔间隙长度布置的不合理，导致电枢反作用磁通难于通过，须以较大的电枢电流才能产生足够的电枢反作用磁通，导致q轴方向上的电感Lq小，难于有效的利用磁阻转矩，导致电机的效率提升也不够理想。

而随着国家变频空调新能效标准的实施，引入了节能指标APF标准(AnnualPerformance Factor：全年能源消耗效率)，APF＝1年内需要的制冷制热能力的总和÷期间消耗电量，为了提高APF,对实际的运转时间比额定运转时间还要长、能力还要低的领域的电机效率改善最有效果，因此，在压缩机的中、低速领域的效率改善成为了最重要的课题。

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能够获得更大输出转矩的永磁同步磁阻电机。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有所述永磁同步磁阻电机的压缩机。

根据本实用新型第一方面实施例的一种永磁同步磁阻电机，包括：定子，所述定子具有定子内孔和环绕所述定子内孔的多个定子槽，相邻两个定子槽之间具有定子齿，所述定子槽内绕制有定子线圈；转子，所述转子可旋转地设在所述定子内孔内，所述转子具有转子内孔和沿所述转子内孔周向设置的多组安装槽，每组所述安装槽包括沿径向间隔排列的多个安装槽以用于放置永磁体，其中定子齿的宽度W、相邻两组所述安装槽之间的最短距离L之间的关系满足：1＜L/W＜1.5。

根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机，能在增加磁阻转矩的同时，也增大电机的电磁转矩，提高电机的效率。另外，搭载该电机后的压缩机具有高APF能效。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述安装槽形成为大体U形形状，且包括：第一磁体槽，所述第一磁体槽邻近所述转子内孔，所述第一磁体槽内设置第一磁体；两条第二磁体槽，所述第二磁体槽均与所述第一磁体槽连通，且从所述第一磁体槽的两端远离所述转子内孔延伸，所述第二磁体槽内均放置第二磁体；其中，所述相邻两组所述安装槽之间的最短距离L为相邻两组之间的相邻的第二磁体槽之间的距离。

由此，通过设置安装槽为大体U形形状，且设置相邻两组之间的相邻的第二磁体槽之间的距离L与定子齿的宽度W的关系1＜L/W＜1.5，使得在增加磁阻转矩的同时，也进一步地增大电机的电磁转矩，由此进一步地提高了电机的效率

可选地，所述第一磁体和位于其两侧的第二磁体均间隔开，以便于加工制造。

可选地，所述第二磁体槽延伸至邻近所述转子的外边缘。

根据本实用新型的一个实施例，每组安装槽中，相邻两个安装槽的第一磁体槽之间的距离为t1，对应的第二磁体槽之间的距离为t2，其中，t1≤t2，t2＝W。由此，不但加工简单方便，而且也可以进一步增加了磁阻转矩和电磁转矩。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装槽包括沿所述转子内孔周向设置的四组。由此加工方便、结构简单。

根据本实用新型的一个实施例，所述永磁体为稀土钕铁硼永磁体。

可选地，所述永磁体的横截面形成为矩形。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子槽为24个，且所述定子线圈为24个。

根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机，通过有效的利用磁阻转矩，而使该永磁同步磁阻电机获得较大的输出转矩，而提升电机的效率。

根据本实用新型第二方面实施例的一种压缩机，包括根据本实用新型第一方面实施例所述的永磁同步磁阻电机。

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永磁同步磁阻电机的部分示意图；

图2是根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机的转子的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机的电枢反作用磁通示意图；

图4是根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机的磁阻转矩与L/W的关系示意图；

图5是磁阻转矩、电磁转矩、总转矩与电流相位的关系示意图；

图6是根据本实用新型实施例的压缩机的纵向剖视图。

附图标记：

永磁同步磁阻电机100；

定子1；

定子内孔11；定子槽12；定子线圈13；定子齿14；

转子2；

转子内孔21；安装槽22；第一磁体槽221；第二磁体槽222；通气孔23；

永磁体3；第一磁体31；第二磁体32；

旋转轴200；泵体300；密闭容器400；吸入管500；排出管600；

气缸700；偏心轴800；储液器900

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”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

下面先参考图6描述根据本实用新型实施例的压缩机。

如图6所示，根据本实用新型实施例的压缩机包括：压缩机泵体300、永磁同步磁阻电机100、储液器900等构成。永磁同步磁阻电机100包括定子1和转子2，压缩机泵体300和永磁同步磁阻电机100设在密闭容器400内。在密闭容器400上设有吸入管500和排出管600，储液器900分离冷却介质(例如制冷气体)和润滑油。通过储液器900分离的冷却介质，经由吸入管500回到压缩机泵体300。

压缩机泵体300具有气缸19、由旋转轴21驱动的偏心转子20。压缩机泵体300通过偏心轴800的旋转，在气缸19内压缩从吸入管500吸入的冷却介质。经过压缩机泵体300压缩的冷却介质，通过在永磁式电机的定子1上形成的通路(槽、孔、切口)、在转子2上形成的通气孔23、定子1和转子2之间的间隙等，从排出管600排出。

下面参考图1-图3详细描述根据本实用新型第一方面实施例的一种永磁同步磁阻电机100。

根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100，包括：定子1和转子2，如图1所示，定子1具有定子内孔11和环绕定子内孔11的多个定子槽12，如图1所示的示例中，定子槽12为24个，且定子线圈13为24个。

相邻两个定子槽12之间具有定子齿14，可选地，定子齿14为平行齿。定子槽12内绕制有定子线圈13。转子2可旋转地设在定子内孔11内，转子2具有转子内孔21和沿转子内孔21周向设置的多组安装槽22，每组安装槽22包括沿径向间隔排列的多个安装槽22以用于放置永磁体3。例如永磁体3可以为稀土钕铁硼永磁体3。可选地，如图1-图3所示，永磁体3的横截面形成为矩形。

如图1-图2所示，在根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100中，将永磁体3的中心与转子内孔21的中心相连形成D轴，从D轴方向转90度电角度为Q轴，其中D轴的电感Ld和Q轴的电感Lq不同。因此，因此除永磁铁产生的电磁转矩外还产生了磁阻转矩，总的转矩T表示为:

T＝Pn×[Ψa×lq+(Ld-Lq)×ld×lq]   (1)

其中，Pn表示极对数，Ψa表示D轴磁通，Ld表示D轴电感，Lq表示Q轴电感，Iq表示Q轴电流，Id表示D轴电流。等式(1)表示在dq变换后的电压等式，其中第一项为基本电磁转矩Pn*ψa*Iq；第二项为磁阻转矩Pn*(Ld-Lq)*Id*Iq。

图5示出的是当电流相位改变时而电流值保持一定时电磁转矩、磁阻转矩和总转矩的关系。由图5可看出，在电流相位到达一定的值时，电机输出的总转矩可达到最大。

鉴于此，在根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100中，定子齿14的宽度W、相邻两组安装槽22之间的最短距离L之间的关系满足：

1＜L/W＜1.5。

这样，参考图3，示出的是根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100的电枢反作用磁通示意图，通过合理布置q轴侧的间隙长度，以便使电枢反作用磁通易于通过，这样便能够以较小的电枢电流产生较大的电枢反作用磁通，通过有效的利用磁阻转矩，能够提供一种有较大输出转矩的电机。参考图4，图4示出的是根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100的磁阻转矩与L/W关系示意图，当1<L/W<1.5时，电机的磁阻转矩最大。

由此，根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100，能在增加磁阻转矩的同时，也增大电机的电磁转矩，提高电机的效率。另外，搭载该电机后的压缩机具有高APF能效。

根据本实用新型的一个实施例，如图1和图2所示，每个安装槽22形成为大体U形形状，且包括第一磁体槽221和两条第二磁体槽222，第一磁体槽221邻近转子内孔21，第一磁体槽221内设置第一磁体31，第二磁体槽222均与第一磁体槽221连通，且从第一磁体槽221的两端远离转子内孔21延伸，第二磁体槽222内均放置第二磁体32。其中，相邻两组安装槽22之间的最短距离L为相邻两组之间的相邻的第二磁体槽222之间的距离。

由此，通过设置安装槽22为大体U形形状，且设置相邻两组之间的相邻的第二磁体槽222之间的距离L与定子齿14的宽度W的关系1＜L/W＜1.5，使得在增加磁阻转矩的同时，也进一步地增大电机的电磁转矩，由此进一步地提高了电机的效率

可选地，第一磁体31和位于其两侧的第二磁体32均间隔开，以便于加工制造。如图1和图2所示，第二磁体槽222延伸至邻近转子2的外边缘。

根据本实用新型的一个实施例，每组安装槽22中，相邻两个安装槽22的第一磁体槽221之间的距离为t1，对应的第二磁体槽222之间的距离为t2，其中，t1≤t2，t2＝W。由此，不但加工简单方便，而且也可以进一步增加了磁阻转矩和电磁转矩。

在本实用新型的一个可选实施例中，安装槽22包括沿转子内孔21周向设置的四组。由此加工方便、结构简单。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型一个具体实施例的永磁同步磁阻电机100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机100，包括：定子1和转子2，定子1具有定子内孔11和环绕定子内孔11的24个定子槽12，相邻两个定子槽12之间具有定子齿14，定子齿14为平行齿。

转子2可旋转地设在定子内孔11内，转子2具有转子内孔21和沿转子内孔21周向设置的四组安装槽22，每组安装槽22包括沿径向间隔排列的两个安装槽22以用于放置永磁体3，其中永磁体3可以为稀土钕铁硼永磁体3，且永磁体3的横截面形成为矩形。

每个安装槽22形成为大体U形形状，且包括第一磁体槽221和两条第二磁体槽222，第一磁体槽221邻近转子内孔21，第一磁体槽221内设置第一磁体31，第二磁体槽222均与第一磁体槽221连通，且从第一磁体槽221的两端远离转子内孔21延伸，第二磁体槽222内均放置第二磁体32。其中，相邻两组之间的相邻的第二磁体槽222之间的距离L与定子齿14的宽度W的关系1＜L/W＜1.5。

如图2所示，每组安装槽22中，相邻两个安装槽22的第一磁体槽221之间的距离为t1，对应的第二磁体槽222之间的距离为t2，其中，t1≤t2，t2＝W。

根据本实用新型实施例的永磁同步磁阻电机，通过有效的利用磁阻转矩，而使该永磁同步磁阻电机获得较大的输出转矩，而提升电机的效率。

根据本实用新型第二方面实施例的一种压缩机，包括根据上述第一方面实施例的的永磁同步磁阻电机。根据本实用新型实施例的压缩机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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)

1.一种永磁同步磁阻电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子具有定子内孔和环绕所述定子内孔的多个定子槽，相邻两个定子槽之间具有定子齿，所述定子槽内绕制有定子线圈；

转子，所述转子可旋转地设在所述定子内孔内，所述转子具有转子内孔和沿所述转子内孔周向设置的多组安装槽，每组所述安装槽包括沿径向间隔排列的多个安装槽以用于放置永磁体，其中定子齿的宽度W、相邻两组所述安装槽之间的最短距离L之间的关系满足：

1＜L/W＜1.5。

2.根据权利要求1所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，每个所述安装槽形成为大体U形形状，且包括：

第一磁体槽，所述第一磁体槽邻近所述转子内孔，所述第一磁体槽内设置第一磁体；

两条第二磁体槽，所述第二磁体槽均与所述第一磁体槽连通，且从所述第一磁体槽的两端远离所述转子内孔延伸，所述第二磁体槽内均放置第二磁体；

其中，所述相邻两组所述安装槽之间的最短距离L为相邻两组之间的相邻的第二磁体槽之间的距离。

3.根据权利要求2所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述第一磁体和位于其两侧的第二磁体均间隔开。

4.根据权利要求2所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述第二磁体槽延伸至邻近所述转子的外边缘。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，每组安装槽中，相邻两个安装槽的第一磁体槽之间的距离为t1，对应的第二磁体槽之间的距离为t2，其中，t1≤t2，t2＝W。

6.根据权利要求1所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述安装槽包括沿所述转子内孔周向设置的四组。

7.根据权利要求1所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述永磁体为稀土钕铁硼永磁体。

8.根据权利要求7所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述永磁体的横截面形成为矩形。

9.根据权利要求1所述的永磁同步磁阻电机，其特征在于，所述定子槽为24个，且所述定子线圈为24个。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的永磁同步磁阻电机。