CN205647059U - 压缩机用电机和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩机用电机和具有其的压缩机，其中电机包括：定子铁芯，定子铁芯由多个定子铁板叠置而成，每个定子铁板的厚度为θ，θ≤0.35mm；定子绕组；转子铁芯，转子铁芯套设在定子铁芯内且相对于定子铁芯可转动，转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个磁铁槽沿转子铁芯的轴向延伸且每个磁铁槽内分别设有磁性件，转子铁芯由多个转子铁板叠置而成，每个转子铁板的厚度为δ，δ≤0.35mm，每个磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br≥1.35T，定子铁板和转子铁板分别在频率为50HZ、波形为正弦、磁感峰值为1.5T条件下的铁损值小于3.0W/kg。根据本实用新型的压缩机用电机，可以实现降低铜损的目的，改善了电机效率，提升电机的性价比。

Description

压缩机用电机和具有其的压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，更具体地，涉及一种压缩机用电机和具有其的压缩机。

背景技术

转子内埋设永久磁铁的无刷电动机因其较高的效率被广泛应用于空调压缩机等家电领域中。然而，电机的效率难以得到提升，其主要原因是由于铜损与铁损造成的损失无法得到抑制。具体而言，电机的效率依赖于综合了铜损和铁损后的损失。若以损失来进行考虑，则当定子齿的齿宽较小时，由铜损造成的损失占主导，当齿宽较大时，由铁损造成的损失占主导。在目前家电领域内，电机效率已做到比较高的水平，即设计上已经达到铜损和铁损平衡的阶段，此时通过改变定子冲片形状，无论是降低铜损或是铁损，都会导致另一种损耗的上升，最终都无法达到电机效率的提升。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种压缩机用电机，该压缩机用电机的结构简单，电机效率高，性价比高。

本实用新型还提出一种具有上述压缩机用电机的压缩机。

根据本实用新型第一方面的压缩机用电机，包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子铁芯由多个定子铁板叠置而成，每个所述定子铁板的厚度为θ，θ≤0.35mm；定子绕组，所述定子绕组绕设在所述定子齿上；转子铁芯，所述转子铁芯套设在所述定子铁芯内且相对于所述定子铁芯可转动，所述转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个所述磁铁槽沿所述转子铁芯的轴向延伸且每个所述磁铁槽内分别设有磁性件，所述转子铁芯由多个转子铁板叠置而成，每个所述转子铁板的厚度为δ，δ≤0.35mm，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br≥1.35T，所述定子铁板和所述转子铁板分别在频率为50HZ、波形为正弦、磁感峰值为1.5T条件下的铁损值小于3.0W/kg。

根据本实用新型的压缩机用电机，通过采用板厚较小的转子铁板和定子铁板以及剩磁较高的磁性件，可以实现降低铜损的目的，从而改善了电机效率，大幅提升电机的性价比。 该电机的结构简单，电机效率高，性价比高。

另外，根据本实用新型的压缩机用电机，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述定子绕组的线圈节距为1。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述定子铁板的厚度θ为0.35mm，每个所述转子铁板的厚度δ为0.35mm。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br为1.38T。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子铁芯的轴向长度为L1，所述定子铁芯的外径为D1，L1≤45mm，且L1/D1≤0.55。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子铁芯的轴向长度为L2，所述转子铁芯的外径为D2，0.5≤L2/D2≤1。

根据本实用新型的一个实施例，所述磁性件沿所述转子铁芯的轴向的长度为L3，L2/L3≥1。

根据本实用新型第二方面的压缩机，包括根据上述实施例所述的压缩机用电机。

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

图1是根据本实用新型实施例的压缩机用电机的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的压缩机用电机的效率随定子铁芯的轴向长度与定子铁芯的外径的比值(L1/D1)变化的曲线图；

图3是根据本实用新型实施例的压缩机用电机的效率随转子铁芯的轴向长度与转子铁芯的外径的比值(L2/D2)变化的曲线图。

附图标记：

100：电机；

11：定子铁芯；111：定子齿；112：定子槽；113：通孔；

12：转子铁芯；121：磁铁槽；122：磁性件。

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。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图1至图3具体描述根据本实用新型第一方面实施例的压缩机用电机100。

根据本实用新型实施例的压缩机用电机100包括定子铁芯11、定子绕组(未示出)和转子铁芯12。具体而言，定子铁芯11具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿111，相邻两个定子齿111之间限定出定子槽112，定子铁芯11由多个定子铁板叠置而成，每个定子铁板的厚度为θ，θ≤0.35mm，定子绕组绕设在定子齿111上，转子铁芯12套设在定子铁芯11内且相对于定子铁芯11可转动，转子铁芯12具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽121，每个磁铁槽121沿转子铁芯12的轴向延伸且每个磁铁槽121内分别设有磁性件122，转子铁芯12由多个转子铁板叠置而成，每个转子铁板的厚度为δ，δ≤0.35mm。

具体地，定子铁芯11具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿111，相邻两个定子齿111之间限定出定子槽112，转子铁芯12套设在定子铁芯11上且相对于定子铁芯11可转动，转子铁芯12具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽121，每个磁铁槽121沿转子铁芯12的轴向延伸且每个磁铁槽121内分别设有磁性件122。可选地，转子铁芯12由多个转子铁板叠置而成，定子铁芯11由多个定子铁板叠置而成，并且，每个转子铁板和每个定子铁板的厚度均小于等于0.35mm。

如图1所示，在本实施例中，列举了磁性件122的磁极数量为6个的电机100。其中，定子铁芯11内限定有沿其轴向延伸的通孔113，每个定子槽112与通孔113连通，转子铁芯12可转动地设在定子铁芯11的通孔113内，并且转子铁芯12的外侧壁与定子铁芯11的内侧壁之间限定出间隙。优选地，六个磁性件122沿转子铁芯12的周向均匀分布，转子以S极与N极隔开等间隔地交替配置在圆周方向上的方式将多个磁极数的磁铁件保持在转子铁芯12的周向上。

进一步地，每个磁性件122在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br≥1.35T，定子铁板和转子铁板分别在频率为50HZ、波形为正弦、磁感峰值为1.5T条件下的铁损值小于3.0W/kg。

由此，根据本实用新型实施例的压缩机用电机100，通过采用板厚较小的转子铁板和定子铁板以及剩磁较高的磁性件122，可以实现降低铜损的目的，从而改善了电机100效率，大幅提升电机100的性价比。该电机100的结构简单，电机效率高，性价比高。

在本实用新型的一些具体实施方式中，列举了定子齿111的数量为9个，定子绕组的线圈节距为1的电机100。具体地，定子铁芯11包括环状的磁轭和九个定子齿111，九个定子齿111从磁轭向内周侧突出、等间隔的分布在圆周方向上，定子齿111上卷绕定子绕组，优选地，定子绕组采用集中卷卷绕方式绕设在定子铁芯11上，即定子绕组的节距Y＝1。该电机100的结构简单，定子绕组的绕设方法操作容易，电机100的效率高、性价比高。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，每个定子铁板的厚度θ为0.35mm，每个转子铁板的厚度δ为0.35mm。参考图1，在本实施例中，转子铁板和定子铁板的分别由电磁钢板制成，厚度t为0.35mm，用于制造定子铁板和转子铁板的电磁钢板P1.5/50(频率为50Hz、磁感峰值为1.5T下的铁损值)为3.0W/kg，磁性件122采用剩磁为1.35T的磁铁，内禀矫顽力Hcj为1900kA/m。由该厚度的定子铁板和转子铁板制成的电机100可以实现降低铜损的目的，从而改善了电机100效率，大幅提升电机100的性价比。

可选地，根据本实用新型的一个实施例，每个磁性件122在20℃下的剩磁Br为1.38T。因为磁性件122的剩磁提高，提供到定子铁芯11里的磁感应强度和总磁通都相应增加，在定子绕组中感应的反电动势也会相应提升，同样，定子电流输出的转矩增加，在要求输出同样转矩的情况下，定子需要的电流就可以下降，由定子电流产生的铜损也下降了。同时在总的额定输出转矩不增加的情况下，由于铜耗的下降，且由于磁通的增加，铁耗也呈现增加的趋势，此时可以通过降低电机100的定子铁芯11的轴向长度来保证电机100的性能及性价比，提高磁铁及硅钢材料的利用率。

在本实用新型的一些具体实施方式中，电机100的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm。其中，定子铁芯11的轴向长度为L1，定子铁芯11的外径为D1，L1≤45mm，且L1/D1≤0.55。该尺寸关系范围内的电机100在额定条件下工作时效率较高，性价比高。

具体地，由于铁芯中的铁损主要包括磁滞损耗和涡流损耗，在一定的输出扭矩条件下，通过对定子铁芯11的积厚及定子铁芯11的积厚与定子外径比值的约束，可以有效抑制涡流损耗，从而抑制铁损，从而提高电机100的效率。而随着磁性件122的剩磁Br提高，定子感应反电动势会提升，输出同样的转矩所需要的电流会下降，定子电流产生的铜损也就下降了。

然而，在相同转速f下，铁损Pfe随磁感应强度B的变化而发生变化，当磁性件122的剩磁Br提高，定子铁芯11中齿、轭部的磁感应强度会变大，导致铁损Pfe增大。磁铁剩磁Br提升不一定会带来整体损耗的下降，故在一定的扭矩输出条件下，通过定子铁芯11的积厚及定子铁芯11的积厚与定子外径比值的约束可以弥补这一缺点。由此，根据本实用新型实施例的电机100，通过对定子铁芯11的积厚以及定子铁芯11的积厚与定子外径比值和剩磁较高的磁性件122的配合使用，实现了铜损和铁损的平衡，大幅提升了电机100性价比。

例如，定子铁芯11的轴向长度L1为45mm、定子铁芯11的外径为90mm，L1/D1＝0.5。图2是表示本实施方式的电机100的电机100效率图，将L1/(D1)设为横轴，将对应该比值时的电机100效率作为纵轴，该图说明了L1/(D1)比值从0.3变化至1.0时的电机100 效率。根据图2可知，当本实施方式L1/(D1)比值在0.55以上时，电机100的效率曲线已经持平或呈现下降趋势，电机100性价比下降。故在额定运行条件下，本实用新型实施例的电机100的定子铁芯11的轴向长度L1以及L1/D1比值优选满足关系式：L1≤45mm且L1/D1≤0.55。

而根据本实用新型的一个实施例，转子铁芯12的轴向长度为L2，转子铁芯12的外径为D2，0.5≤L2/D2≤1。在该尺寸关系范围内的电机100的效率高，性价比高。

例如，转子铁芯12的轴向长度L2为46mm、转子铁芯12外径为47.4mm，L2/D2≈0.97。图3是表示本实施方式的电机100的效率的图。将转子铁芯12的轴向长度L2与转子铁芯12的外径D2的比值L2/D2作为横轴，将改变二者的比值(L2/D2)时的电机100效率作为纵轴，示出了比值从0.3变化至1.3时的电机100效率。根据图3可知，当本实施方式的电机100的比值(L2/D2)为大于1.0时，本实施方式的电机100效率持平或呈下降趋势。另外，当比值在在0.5≤L2/D2≤1.0范围内时，本实施方式的电机100效率较该范围之外的效率有明显提升，性价比最优。故在这样的情况下，特别优选比值满足关系式：0.5≤L2/D2≤1.0。

由此，通过采用剩磁较高的磁性件122，同时对电机100的结构尺寸进行合理匹配，使得在铜损下降的同时，铁损不显著增加，即实现了铜损与铁损的平衡，从而改善了电机100的效率，大幅提升电机100的性价比。

进一步地，磁性件122沿转子铁芯12的轴向的长度为L3，L2/L3≥1。也就是说，磁性件122设在转子铁芯12的磁铁槽121内，并且磁性件122的轴向长度小于等于转子铁芯12的轴向长度。由此，通过将转子铁芯12与磁性件122的轴向长度进行合理匹配，可以极大地改善了电机100的端部漏磁，提高了磁性件122材料及转子铁芯12的硅钢材料的利用率，从而提高电机100的效率和性价比。

可选地，根据本实用新型的一个实施例，每个磁铁槽121的截面形状形成一字形、V形、U形或W形。参考图1，在本实施例中，转子铁芯12内具有六个磁铁槽121，每个磁铁槽121的截面形状均形成一字形。其中，磁铁槽121的具体形状可以根据实际要求具体设置，本实用新型对此不作具体限定。

根据本实用新型第二方面实施例的压缩机，包括根据上述实施例的压缩机用电机100。由于根据本实用新型实施例的压缩机用电机100具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的压缩机也具有上述技术效果，即该压缩机的结构简单，材料利用率高，性价比高。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽 度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种压缩机用电机，其特征在于，包括：

定子铁芯，所述定子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子铁芯由多个定子铁板叠置而成，每个所述定子铁板的厚度为θ，θ≤0.35mm；

定子绕组，所述定子绕组绕设在所述定子齿上；

转子铁芯，所述转子铁芯套设在所述定子铁芯内且相对于所述定子铁芯可转动，所述转子铁芯具有多个沿其周向间隔开布置的磁铁槽，每个所述磁铁槽沿所述转子铁芯的轴向延伸且每个所述磁铁槽内分别设有磁性件，所述转子铁芯由多个转子铁板叠置而成，每个所述转子铁板的厚度为δ，δ≤0.35mm，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br满足关系式：Br≥1.35T，

所述定子铁板和所述转子铁板分别在频率为50HZ、波形为正弦、磁感峰值为1.5T条件下的铁损值小于3.0W/kg。

2.根据权利要求1所述的压缩机用电机，其特征在于，所述定子绕组的线圈节距为1。

3.根据权利要求2所述的压缩机用电机，其特征在于，每个所述定子铁板的厚度θ为0.35mm，每个所述转子铁板的厚度δ为0.35mm。

4.根据权利要求2所述的压缩机用电机，其特征在于，每个所述磁性件在20℃下的剩磁Br为1.38T。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的压缩机用电机，其特征在于，所述电机的额定转矩为Tn，额定转速为n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm。

6.根据权利要求5所述的压缩机用电机，其特征在于，所述定子铁芯的轴向长度为L1，所述定子铁芯的外径为D1，L1≤45mm，且L1/D1≤0.55。

7.根据权利要求6所述的压缩机用电机，其特征在于，所述转子铁芯的轴向长度为L2，所述转子铁芯的外径为D2，0.5≤L2/D2≤1。

8.根据权利要求7所述的压缩机用电机，其特征在于，所述磁性件沿所述转子铁芯的轴向的长度为L3，L2/L3≥1。

9.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的压缩机用电机。