CN207134878U - 定子、电机及空调压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于电机的定子、一种电机及一种空调压缩机，其中定子包括：定子铁芯，用于约束磁路；电磁线，设置在定子铁芯的内部，用于电流导通；绝缘部，设置在定子铁芯与电磁铁之间，分别与定子铁芯和电磁铁相连接；其中，定子铁芯的内径为D_in，定子铁芯内部连通的中空部分的总面积为S，中空部分的总面积S减去定子铁芯内径部分的面积后的剩余面积与定子铁芯内径部分的面积的比值的取值范围为：0.75≤(S‑π(Din/2)²)/π(Din/2)²≤0.95。本实用新型提供的定子，在达到与铜线的电机相同、甚至更高的效率的情况下，降低其制造成本，提高产品性价比。

Description

定子、电机及空调压缩机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种定子、一种电机和一种空调压缩机。

背景技术

目前在冰箱压缩机领域，铝线电机由于巨大的成本优势已经成为冰箱压缩机的主力。空调压缩机也逐渐使用铝线，但由于铝线的电阻率约为铜线的1.6倍，很难达到相同定子体积的铜线电机的效率。铜的密度约为8.89g/cm³,铝的密度约为2.7g/cm³。达到相同的电阻值，使用铝漆包线仍有很大的成本优势，唯一的问题是由于电机的体积受限而导致可以放置漆包线的体积受限。对于空调压缩机来说，受限最严格的是电机铁芯的外径。一般地，可以通过以下方式来增加铝漆包线的用量。

第一，在未达到极限积厚时，可以通过增加积厚来实现，但此方法受限于电机可以增加的极限积厚，同时，积厚过大也会导致电机转子的挠度变大。

第二，通过减小齿宽的厚度来增加定子的槽面积。但是，在定速电机中，由于定子齿磁密一般较高，一般在1.5T与1.7T之间。如果进一步减小10％左右的定子齿宽，会导致定子齿部磁密进一步进入饱和区，齿部的磁压降将大大增加，从而导致励磁电流大大增加。因此，电机的铜耗会增加较多。同时，由于磁密的增加，电机的铁损以及附加损耗也会增加。总之，通过减小齿宽来增加电机定子槽面积的做法并不经济。

第三，通过减小定子轭部的宽度来增加定子槽面积，此法与减小齿部宽度的做法类似，导致了轭部的磁压降的增加、励磁电流增加、铁损增加等一系列对效率提高不利的副作用。

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，本实用新型的第一个目的在于，提供了一种定子。

本实用新型的第二个目的在于，提供了一种电机。

本实用新型的第三个目的在于，提供了一种空调压缩机。

有鉴于此，根据本实用新型的一个目的，提出了一种定子，用于电机，定子包括：定子铁芯，用于约束磁路；电磁线，设置在定子铁芯的内部，用于电流导通；绝缘部，设置在定子铁芯与电磁铁之间，分别与定子铁芯和电磁铁相连接；其中，定子铁芯的内径为D_in，定子铁芯内部连通的中空部分的总面积为S，中空部分的总面积S减去定子铁芯内径部分的面积后的剩余面积与定子铁芯内径部分的面积的比值的取值范围为：0.75≤(S-π(Din/2)²)/π(Din/2)²≤0.95。

本实用新型提供的一种用于电机的定子包括：定子铁芯、电磁线和绝缘部，进一步地，定子由定子冲片叠压而成。其中通过定子铁芯的设置，可以有效地对磁路进行约束，减少铁芯中由交变磁势引起的涡流和磁滞损耗；将电磁线设置于定子铁芯的内部，对电流进行导通；在定子铁芯与电磁铁之间设有绝缘部，避免了电子铁芯与电磁铁之间的直接接触，从而确保定子的安全使用；进一步地，通过限定(S-π(Din/2)²)/π(Din/2)²的取值范围为0.75到0.95(其中D_in为定子铁芯的内径、S为定子铁芯内部连通的中空部分的总面积)的方式，增强产品性能，使得产品在最小的结构范围内产生最大的电流，以提升用户体验。

根据本实用新型上述的定子，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，定子铁芯采用的硅钢钢板的磁感强度为B₅₀；其中，当施加的磁场强度为5000A/m时，通过硅钢钢板的磁感强度为B₅₀，B₅₀的取值范围为：1.7T≤B₅₀≤2.2T。

在该技术方案中，首先采用磁感强度为B₅₀的硅钢钢板，其次限定B₅₀的取值范围为1.7T到2.2T之间，可以加强其磁导率，进而在有限的条件下激发出更大的电流，以提高产品性能。

在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯设置有中空的通孔，通孔用于安装电机的转子。

在该技术方案中，将定子铁芯设置为具有中空通孔的结构，并将电机的转子安装于此通孔内部；进一步地，定子与转子相互配合，定子产生磁场，转子在定子内部转动，从而产生切割磁感线运动，实现机械能与电能之间的转化，产生电能。

在上述任一技术方案中，优选地，定子齿，设置在定子铁芯的内表面上，沿定子铁芯的圆周方向均匀分布，且每一个定子齿沿定子铁芯的径向方向延伸；其中电磁线绕在定子齿上。

在该技术方案中，通过在定子铁芯的内表面沿其圆周方向设置定子齿的方式，给缠绕在定子上的电磁线以限位作用，即，电磁线沿着定子齿缠绕在定子上，增强其性能；进一步地，定子齿沿定子铁芯圆周方向均匀分布，合理布置其位置关系，节约空间，进而保证磁场强度，提高产品性能。

在上述任一技术方案中，优选地，相邻两个定子齿之间形成有定子槽。

在该技术方案中，两个定子齿之间形成有定子槽，通过定子槽的设置，可以影响电机极数，进而保证定子工作时的稳定性，进一步地，将电磁线缠绕在定子槽内部，有利于提升定子结构的稳定性。

在上述任一技术方案中，优选地，定子槽的槽底距离定子铁芯的几何中心的最远距离为Ls，定子铁芯的外径为Ds；其中，Ls的取值范围为：0.375Ds≤Ls≤0.45Ds。

在该技术方案中，将定子槽的槽底距定子铁芯的几何中心的最远距离Ls设置为定子铁芯的外径Ds的0.375到0.45倍，通过此方式，可以最大限度的扩大定子槽的空间，放置更多的电磁线，进而提高产品性能。

在上述任一技术方案中，优选地，定子槽数的数量为以下至少一种：18个、20个、22个、24个、26个、30个。

在该技术方案中，首先将定子槽的数量设置为偶数；进一步地，将定子槽的数量设置为18个、20个、22个、24个、26个、30个中任意一中，相应的电动机的极数也较多，从而保证了定子在旋转过程中的稳定性，避免意外情况的发生而影响用户使用，进一步提高产品安全性能，提升用户体验。

在上述任一技术方案中，优选地，电磁铁的漆包线包括以下至少一种：单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合。

在该技术方案中，通过将电磁线的漆包线选择为单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合中至少一种；一方面，将电磁线的漆包线选择为单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合中至少一种，可以达到与采用铜线的电机相同、甚至更高的效率；另一方面，由于铝的成本远远要低于铜的成本，采取此种技术方案可以降低定子的制造成本，提高产品的性价比；进一步地，铝的密度远小于铜的密度，采取此种技术方案，可以在不降低其效率的情况下，减轻定子的重量，方便用户使用，提升用户的使用体验。

在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯承载的功率为Pin，其中，Pin的取值范围为：Pin≤10kW。

该技术方案中，通过将定子铁芯承载的功率Pin的取值范围规定在10KW以内，可以保证定子的安全使用，避免用过户在使用的过程中出现超负荷情况的发生，进一步提高产品的安全性。

在上述任一技术方案中，优选地，引出线，与电磁线相连接。

在该技术方案中，通过在电磁线上设置引出线，可以安全引出定子与转子相互配合所产生的电流，以供用户使用。

根据本实用新型的第二个目的，本实用新型提出了一种电机，包括：及如上述任一技术方案中的定子。

本实用新型提供的电机，因包括如上述技术方案中任一项的定子，因此具有上述定子的全部有益效果，在此不做一一陈述。

根据本实用新型的第三个目的，本实用新型提出了一种压缩机，包括：及如上述任一技术方案中的定子或包括及如上述任一技术方案中的电机。

本实用新型提供的空调压缩机，因包括如上述技术方案中任一项的定子或包括上述任一技术方案中的电机，因此具有上述定子或电机的全部有益效果，在此不做一一陈述。

实用新型根据本实用新型上述的空调压缩机，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，电机为单相异步电机；空调压缩机为定速单相异步压缩机

在该技术方案中，提供了一种单相异步电机和定速单相异步压缩机，以方便用户使用。

本实用新型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是本实用新型一个实施例的定子的剖视结构示意图；

图2为图1实施例中的定子的俯视图；

图3是本实用新型一个实施例的定子铁芯的结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1定子，10定子铁芯，102定子冲片，104定子齿，106定子槽，20漆包线，30引出线。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型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3来描述根据本实用新型的第一个实施例提供的定子1。

如图1至图3所示，本实用新型第一方面的实施例提出了一种定子1，用于电机，定子1包括：定子铁芯10，用于约束磁路；电磁线，设置在定子铁芯10的内部，用于电流导通；绝缘部，设置在定子铁芯10与电磁铁之间，分别与定子铁芯10和电磁铁相连接；其中，定子铁芯10的内径为D_in，定子铁芯10内部连通的中空部分的总面积为S，中空部分的总面积S减去定子铁芯10内径部分的面积后的剩余面积与定子铁芯10内径部分的面积的比值的取值范围为：0.75≤(S-π(Din/2)²)/π(Din/2)²≤0.95。

本实施例提供的一种用于电机的定子包括：定子铁芯10、电磁线和绝缘部，进一步地，定子1由定子冲片102叠压而成。其中通过定子铁芯10的设置，可以有效地对磁路进行约束，减少铁芯中由交变磁势引起的涡流和磁滞损耗；将电磁线设置于定子铁芯10的内部，对电流进行导通；在定子铁芯10与电磁铁之间设有绝缘部，避免了电子铁芯与电磁铁之间的直接接触，从而确保定子1的安全使用；进一步地，通过限定(S-π(Din/2)²)/π(Din/2)²的取值范围为0.75到0.95(其中D_in为定子铁芯10的内径、S为定子铁芯10内部连通的中空部分的总面积)的方式，增强产品性能，使得产品在最小的结构范围内产生最大的电流，以提升用户体验。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，优选地，定子铁芯10采用的硅钢钢板的磁感强度为B₅₀；其中，当施加的磁场强度为5000A/m时，通过硅钢钢板的磁感强度为B₅₀，B₅₀的取值范围为：1.7T≤B₅₀≤2.2T。

在该实施例中，首先采用磁感强度为B₅₀的硅钢钢板，其次限定B₅₀的取值范围为1.7T到2.2T之间，可以加强其磁导率，进而在有限的条件下激发出更大的电流，以提高产品性能。

实用新型实用新型实用新型实用新型在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子铁芯10设置有中空的通孔，通孔用于安装电机的转子。

在该实施例中，将定子铁芯10设置为具有中空通孔的结构，并将电机的转子安装于此通孔内部；进一步地，定子1与转子相互配合，定子1产生磁场，转子在定子1内部转动，从而产生切割磁感线运动，实现机械能与电能之间的转化，产生电能。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子齿104，设置在定子铁芯10的内表面上，沿定子铁芯10的圆周方向均匀分布，且每一个定子齿104沿定子铁芯10的径向方向延伸；其中电磁线绕在定子齿104上。

在该实施例中，通过在定子铁芯10的内表面沿其圆周方向设置定子齿104的方式，给缠绕在定子1上的电磁线以限位作用，即，电磁线沿着定子齿104缠绕在定子1上，增强其性能；进一步地，定子齿104沿定子铁芯10圆周方向均匀分布，合理布置其位置关系，节约空间，进而保证磁场强度，提高产品性能。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，相邻两个定子齿104之间形成有定子槽106。

在该实施例中，两个定子齿104之间形成有定子槽106，通过定子槽106的设置，可以影响电机极数，进而保证定子1工作时的稳定性，进一步地，将电磁线缠绕在定子槽内部，有利于提升定子1结构的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子槽106的槽底距离定子铁芯10的几何中心的最远距离为Ls，定子铁芯10的外径为Ds；其中，Ls的取值范围为：0.375Ds≤Ls≤0.45Ds。

在该实施例中，将定子槽106的槽底距定子铁芯10的几何中心的最远距离Ls设置为定子铁芯10的外径Ds的0.375到0.45倍，通过此方式，可以最大限度的扩大定子槽106的空间，放置更多的电磁线，进而提高产品性能。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子槽106数的数量为以下至少一种：18个、20个、22个、24个、26个、30个。

在该实施例中，首先将定子槽106的数量设置为偶数；进一步地，将定子槽106的数量设置为18个、20个、22个、24个、26个、30个中任意一中，相应的电动机的极数也较多，从而保证了定子1在旋转过程中的稳定性，避免意外情况的发生影响用户使用，进一步提高产品安全性能，提升用户体验。

实用新型实用新型在本实用新型的一个实施例中，优选地，电磁铁的漆包线20包括以下至少一种：单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合。

在该实施例中，通过将电磁线的漆包线20选择为单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合中至少一种；一方面将电磁线的漆包线20选择为单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合中至少一种，可以达到与采用铜线的电机相同、甚至更高的效率；另一方面，由于铝的成本远远要低于铜的成本，采取此种技术方案可以降低定子1的制造成本，提高产品的性价比；进一步地，铝的密度远小于铜的密度，采取此种技术方案，可以在不降低其效率的情况下，减轻定子1的重量，降低成本，方便用户使用，提升用户的使用体验。

图1和图2中给出了本实用新型的第一实施例的定子1的结构示意图。其中，在具体实施例中，将定子1的外径设置为为110.52mm，内径为57mm，积厚为95mm，采用的钢板的磁感B₅₀为1.79T。

图3给出了本实用新型第一实施例的定子铁芯的结构示意图，其中，定子铁芯内部所连通的中空的总面积为S＝4698mm²，S-π(D_in/2)²＝0.84；

本实施例中定子槽106的数目为22个；定子1的输入功率约600W。

表1给出了本实用新型第一实施例的定子1分别搭配铝漆包线以及铜包铝漆包线所组成的电机与包含纯铜漆包线的电机的效率对比图。可以看出，若采用铜包铝漆包线搭配所述定子1的定子铁芯可以在积厚相同的情况下达到铜漆包线电机相同的效率，成本节省30元左右；若采用铝漆包线搭配所述定子1的定子铁芯可以在积厚最小幅度增加的情况下(5mm)就可以达到铜漆包线电机相同的效率，成本节省46元左右。由此可以看出，本实用新型提供的定子1可以大大提高电机的性价比。

表1

	铜漆包线	铜包铝漆包线	铝漆包线
				厚度(mm)	90	90	95
主副绕组线径(mm)	0.875/0.725	0.95/0.975	0.975/1.0
				导电材料重量(kg)	1.238	0.720	0.546
相对成本(元)	0.0	-29.3	-46.1
				效率(％)	86.26	-86.36	86.29

附：铜线价格：约为48元/kg；铝线价格：约为17元/kg；铜包铝价格约为36元/kg。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子铁芯10承载的功率为Pin，其中，Pin的取值范围为：Pin≤10kW。

在该实施例中，通过将定子铁芯10承载的功率Pin的取值范围规定在10KW以内，可以保证定子1的安全使用，避免用过户在使用的过程中出现超负荷情况的发生，进一步提高产品的安全性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，引出线30，与电磁线相连接。

在该实施例中，通过在电磁线上设置引出线30，可以安全引出定子1与转子相互配合所产生的电流，以供用户使用。

本实用新型的第二个实施例提出了一种电机，包括上述任一实施例中的定子1。

本实施例提供的电机，因包括如上述实施例中任一项的定子1，因此具有上述定子1的全部有益效果，在此不做一一陈述。

本实用新型的第三个实施例提出了一种空调压缩机，包括上述任一实施例中的定子1或电机。

本实施例提供的空调压缩机，因包括如上述实施例中任一项的定子1或电机，因此具有上述定子1或电机的全部有益效果，在此不做一一陈述。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，电机为单相异步电机；空调压缩机为定速单相异步压缩机

在该实施例中，提供了一种单相异步电机和定速单相异步压缩机，以方便用户使用。

在本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，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；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实用新型中的具体含义。

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。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定子，用于电机，其特征在于，所述定子包括：

定子铁芯，用于约束磁路；

电磁线，设置在所述定子铁芯的内部，用于电流导通；

绝缘部，设置在所述定子铁芯与所述电磁铁之间，分别与所述定子铁芯和所述电磁铁相连接；

其中，所述定子铁芯的内径为D_in，所述定子铁芯内部连通的中空部分的总面积为S，所述中空部分的总面积S减去所述定子铁芯内径部分的面积后的剩余面积与所述定子铁芯内径部分的面积的比值的取值范围为：0.75≤(S-π(Din/2)²)/π(Din/2)²≤0.95。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述定子铁芯采用的硅钢钢板的磁感强度为B₅₀；

其中，当施加的磁场强度为5000A/m时，通过所述硅钢钢板的磁感强度为B₅₀，所述B₅₀的取值范围为：1.7T≤B₅₀≤2.2T。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，

所述定子铁芯设置有中空的通孔，所述通孔用于安装电机的转子；

定子齿，设置在所述定子铁芯的内表面上，沿所述定子铁芯的圆周方向均匀分布，且每一个所述定子齿沿所述定子铁芯的径向方向延伸；

其中，所述电磁线绕在所述定子齿上，相邻两个所述定子齿之间形成有定子槽；

所述定子槽的槽底距离所述定子铁芯的几何中心的最远距离为Ls，所述定子铁芯的外径为Ds，所述Ls的取值范围为：0.375Ds≤Ls≤0.45Ds。

4.根据权利要求3所述的定子，其特征在于，

所述定子槽的数量为以下至少一种：18个、20个、22个、24个、26个、30个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其特征在于，

所述电磁铁的漆包线包括以下至少一种：单一铝漆包线、单一铜漆包线、铜漆包线与铝漆包线的混合、铜漆包线与铜包铝漆包线的混合、铝漆包线与铜包铝漆包线的混合。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其特征在于，

所述定子铁芯承载的功率为Pin，其中，所述Pin的取值范围为：Pin≤10kW。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的定子，其特征在于，还包括：

引出线，与所述电磁线相连接。

8.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的定子。

9.一种空调压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的定子；或

如权利要求8所述的电机。

10.根据权利要求9所述的空调压缩机，其特征在于，

所述电机为单相异步电机；

所述空调压缩机为定速单相异步压缩机。