CN208028805U - 压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压缩机和制冷设备。其中，压缩机，用于制冷设备，制冷设备包括连接组件和与连接组件的一端相连接的变频器，压缩机包括：第一壳体；永磁电机，设置在第一壳体内，连接连接组件的另一端；制冷设备的控制器连接永磁电机、连接组件和变频器；永磁电机的临界转速为n0；永磁电机的极数为P；在永磁电机的绕组呈星形连接时：变频器的母线电压为Udc；永磁电机的空载反电势系数为E0；当永磁电机的预设转速为n1时，永磁电机的直轴电感为Ld，变频器的输出电流为I1；制冷设备的控制器控制变频器和永磁电机，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0‑P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc。

Description

压缩机和制冷设备

技术领域

本实用新型涉及压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种压缩机和制冷设备。

背景技术

压缩机是制冷设备的重要且核心的部件，相关技术提出了绕组切换方案，即：压缩机的电机在低速运转时，压缩机的定子绕组呈星形连接，压缩机的电机在高速运转时，压缩机的定子绕组呈三角形连接。然而，相关技术中并未涉及压缩机电机的相关参数设计方案，若电机方案设计不当，会造成电机综合效率低扩速范围小，用户体验差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一方面提出了一种压缩机。

本实用新型的第二方面提出了一种制冷设备。

有鉴于此，本实用新型的第一方面提出了一种压缩机，用于制冷设备，制冷设备包括连接组件和与连接组件的一端相连接的变频器，压缩机包括：第一壳体；永磁电机，设置在第一壳体内，连接连接组件的另一端；制冷设备的控制器连接永磁电机、连接组件和变频器；永磁电机的临界转速为n0；永磁电机的极数为P；在永磁电机的绕组呈星形连接时：变频器的母线电压为Udc；永磁电机的空载反电势系数为E0；当永磁电机的预设转速为n1时，永磁电机的直轴电感为Ld，变频器的输出电流为I1；制冷设备的控制器控制变频器和永磁电机，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc；其中，n1＜n0，且n0-n1≤1r/s；永磁电机的绕组呈星形连接时，永磁电机的转速小于n0。

本实用新型提供的一种压缩机的永磁电机的临界转速为n0，当永磁电机的绕组呈星形连接时，永磁电机的转速小于n0，当永磁电机的绕组呈角形连接时，永磁电机的转速大于n0。在永磁电机的绕组呈角形连接的前提下，制冷设备的控制器控制变频器和永磁电机，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系，使之满足(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc，使得永磁电机在低速转动和高速转动时同样具有高效率的性能，从而实现产品在全频段具有较高的性能的目的；进一步地，通过合理设置预设转速n1，使得转速n1＜n0，且n0-n1≤1r/s，在接近临界转速n0的转速n1时，绕组呈星形连接模式下的永磁电机具有一定的弱磁角度，永磁电机的性能随转速上升而下降，当永磁电机的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，绕组呈角形连接模式下的永磁电机弱磁，永磁电机的性能随转速的上升而上升，从而保证临界转速n0附近，星形连接时具有一定的弱磁深度，而在角形连接时具有一定的永磁电机的转速上升而不弱磁的范围，使得永磁电机的绕组的连接方式进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。

根据本实用新型上述的压缩机，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，n0的取值范围为：n0≥40r/s。

在该技术方案中，通过合理设置临界转速n0的取值范围，使之为n0≥40r/s，当永磁电机的转速位于临界转速n0之内时，星形连接绕组的永磁电机的效率处于下降模式，且角形连接绕组的永磁电机的效率处于上升模式，从而保证产品在全频段具有较高的性能，同时，永磁电机的绕组的连接方式在上述区域内进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁电机为三相永磁电机。

在该技术方案中，永磁电机并不限于三相永磁电机，亦可为其他多相永磁电机。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁电机包括：定子，设置有定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的绕组；转子，设置在定子的安装腔内，转子设置有转子铁芯和位于转子铁芯上的永磁体。

在该实施例中，定子包括定子铁芯和绕组，通过将绕组缠绕在定子铁芯上，定子在压缩机运行时是静止不动的，当电流经过绕组后，定子会产生磁场；转子包括转子铁芯和永磁体，永磁体的磁极不会变化，通过将永磁体设置在转子铁芯上，使得在压缩机工作时，转子设置在定子的安装腔内，定子产生旋转磁场，转子在旋转磁场中被磁力线切割进而产生输出电流，为压缩机的运转提供了动力。

在上述任一技术方案中，优选地，定子的绕组为三相定子绕组，每相定子的绕组包括首接头和尾接头，全部首接头与压缩机的一个接线端子相连接，全部尾接头与压缩机的另一个接线端子相连接。

在该实施例中，每相定子的绕组包括首接头和尾接头，将三相定子绕组的全部首接头与压缩机的一个接线端子相连接，三相定子绕组的全部尾接头与压缩机的另一个接线端子相连接，并使得连接组件分别与压缩机的两个接线端子相连接，这样，通过连接组件的不同动作，即可实现绕组的不同连接方式，如，星形连接及角形连接。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体为稀土永磁体；或永磁体为铁氧永磁体。

在上述任一技术方案中，优选地，转子铁芯包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯的周向间隔分布，永磁体设置在插槽内。

在该技术方案中，具体限定了转子的一种永磁体设置方案。通过在转子铁芯上加工插槽，可以为永磁体提供安装位置，便于永磁体的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体呈筒状，永磁体套设在转子铁芯的外壁上。

在该技术方案中，具体限定了转子的一种永磁体设置方案。通过永磁体套设在转子铁芯的外壁上，转子铁芯起到支撑的作用，便于永磁体的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

本实用新型的第二方面提出了一种制冷设备，包括：第二壳体；变频器，设置在第二壳体内；如第一方面中任一技术方案所述的压缩机，压缩机设置在第二壳体内；连接组件，设置在第二壳体内，分别连接变频器和压缩机；控制器，设置在第二壳体内，连接连接组件、变频器和压缩机，用于控制变频器和压缩机，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc。

本实用新型提供的制冷设备包括：第二壳体、变频器、压缩机、连接组件及控制器。通过设置控制器，使得在永磁电机的绕组呈星形连接，控制器控制变频器和压缩机，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc，进而保证永磁电机的转速在极接近临界转速时，绕组呈星形接法的永磁电机具有一定的弱磁深度，绕组呈角形接法的永磁电机不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机的绕组的连接方式的切换无卡滞，切换的更顺畅，保证了过渡的平稳性。

在上述技术方案中，优选地，当变频器的输入电流是交流电时，变频器包括：整流器；逆变器，连接整流器。

在该技术方案中，根据变频器的输入电流的特点来决定变频器的组成，当变频器的输入电流是交流电时，变频器包括整流器和逆变器，变频器的输入电流通过整流器过滤后，使得交流电转换成直流电，并将直流电供给逆变器。

在上述任一技术方案中，优选地，当变频器的输入电流是直流电时，变频器包括逆变器。

在该技术方案中，根据变频器的输入电流的特点来决定变频器的组成，当变频器的输入电流是直流电时，变频器包括逆变器，利用逆变器将直流电能转变为交流电。

在上述任一技术方案中，优选地，连接组件包括：切换开关，用于实现永磁电机的绕组呈星形连接与呈角形连接的切换。

在该技术方案中，通过设置切换开关，利用切换开关的开启或关闭来实现永磁电机的绕组与变频器的连接状态，进而实现永磁电机的绕组呈星形连接及永磁电机的绕组呈角形连接。同时，该结构设置便于加工、安装及后续的拆卸、更换，互换性强。

在上述任一技术方案中，优选地，制冷设备还包括：检测装置，设置在第二壳体内，连接控制器和压缩机。

在该技术方案中，通过在第二壳体内设置检测装置，利用检测装置实时检测永磁电机的转速，为控制器判断永磁电机的转速是否达到预设转速n1，提供了实时数据，便于控制器准确且及时的控制其他部件动作，从而保证了产品使用的可靠性及精确性。

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变频器、永磁电机及切换开关的结构示意图；

图2是本实用新型第一个实施例的永磁电机的外部接线的结构示意图；

图3是本实用新型第一个实施例的永磁电机的绕组的结构示意图；

图4是本实用新型第二个实施例的永磁电机的外部接线的结构示意图；

图5是本实用新型第二个实施例的永磁电机的绕组的结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例的永磁电机的剖视图；

图7是本实用新型一个实施例的压缩机的剖视图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1压缩机，10变频器，102整流器，104逆变器，20永磁电机，202定子，204定子铁芯，206绕组，208转子，210转子铁芯，212永磁体，214首接头，216尾接头，30第二壳体，40切换开关。

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其他方式来实施，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7描述根据本实用新型一些实施例所述压缩机1和制冷设备。

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压缩机1，用于制冷设备，制冷设备包括连接组件和与连接组件的一端相连接的变频器10，压缩机1包括：第一壳体；永磁电机20，设置在第一壳体内，连接连接组件的另一端；制冷设备的控制器连接永磁电机20、连接组件和变频器10；永磁电机20的临界转速为n0；永磁电机20的极数为P；在永磁电机20的绕组206呈星形连接时：变频器10的母线电压为Udc；永磁电机20的空载反电势系数为E0；当永磁电机20的预设转速为n1时，永磁电机20的直轴电感为Ld，变频器10的输出电流为I1；制冷设备的控制器控制变频器10和永磁电机20，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc；其中，n1＜n0，且n0-n1≤1r/s；永磁电机20的绕组206呈星形连接时，永磁电机20的转速小于n0。

本实用新型提供的一种压缩机1的永磁电机20的临界转速为n0，当永磁电机20的绕组206呈星形连接时，永磁电机20的转速小于n0，当永磁电机20的绕组206呈角形连接时，永磁电机20的转速大于n0。在永磁电机20的绕组206呈角形连接的前提下，制冷设备的控制器控制变频器10和永磁电机20，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc，使得永磁电机20在低速转动和高速转动时同样具有高效率的性能，从而实现产品在全频段具有较高的性能的目的；进一步地，通过合理设置预设转速n1，使得转速n1＜n0，且n0-n1≤1r/s，在接近临界转速n0的转速n1时，绕组206呈星形连接模式下的永磁电机20具有一定的弱磁角度，永磁电机20的性能随转速上升而下降，当永磁电机20的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，绕组206呈角形连接模式下的永磁电机20弱磁，永磁电机20的性能随转速的上升而上升，从而保证临界转速n0附近，星形连接时具有一定的弱磁深度，而在角形连接时具有一定的永磁电机20的转速上升而不弱磁的范围，使得永磁电机20的绕组206的连接方式进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。具体地，临界转速n0的单位为rps，母线电压Udc的单位为V，空载反电势系数E0的单位为V/rps，预设转速n1的单位为rps，直轴电感Ld的单位为H，输出电流I1的单位为A。

具体实施例中，如图1所示，切换开关40的数量为6个，分别为S1、S2、S3、S4、S5及S6。永磁电机20通过变频器10供电，且在连接组件中设置6个切换开关40。如图2和图3所示，当S1、S2及S3导通，S4、S5及S6断开时，永磁电机20的绕组206呈星形连接。如图4和图5所示，当S1、S2及S3断开，S4、S5及S6导通时，永磁电机20的绕组206呈角形连接。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，n0的取值范围为：n0≥40r/s。

在该实施例中，通过合理设置临界转速n0的取值范围，使之为n0≥40r/s，当永磁电机20的转速位于临界转速n0之内时，星形连接绕组206的永磁电机20的效率处于下降模式，且角形连接绕组206的永磁电机20的效率处于上升模式，从而保证产品在全频段具有较高的性能，同时，永磁电机20的绕组206的连接方式在上述区域内进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，永磁电机20为三相永磁电机。

在该实施例中，永磁电机20并不限于三相永磁电机，亦可为其他多相永磁电机。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图6所示，永磁电机20包括：定子202，设置有定子铁芯204和缠绕在定子铁芯204上的绕组206；转子208，设置在定子202的安装腔内，转子208设置有转子铁芯210和位于转子铁芯210上的永磁体212。

在该实施例中，定子202包括定子铁芯204和绕组206，通过将绕组206缠绕在定子铁芯204上，定子202在压缩机1运行时是静止不动的，当电流经过绕组206后，定子202会产生磁场；转子208包括转子铁芯210和永磁体212，永磁体212的磁极不会变化，通过将永磁体212设置在转子铁芯210上，使得在压缩机1工作时，转子208设置在定子202的安装腔内，定子202产生旋转磁场，转子208在旋转磁场中被磁力线切割进而产生输出电流，为压缩机1的运转提供了动力。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，定子202的绕组206为三相定子绕组，每相定子202的绕组206包括首接头214和尾接头216，全部首接头214与压缩机1的一个接线端子相连接，全部尾接头216与压缩机1的另一个接线端子相连接。

在该实施例中，每相定子202的绕组206包括首接头214和尾接头216，将三相定子绕组的全部首接头214与压缩机1的一个接线端子相连接，三相定子绕组的全部尾接头216与压缩机1的另一个接线端子相连接，并使得连接组件分别与压缩机1的两个接线端子相连接，这样，通过连接组件的不同动作，即可实现绕组206的不同连接方式，如，星形连接及角形连接。

具体实施例中，永磁体212为稀土永磁体；或永磁体212为铁氧永磁体。

具体实施例中，转子铁芯210包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯210的周向间隔分布，永磁体212设置在插槽内。具体限定了转子208的一种永磁体212设置方案。通过在转子铁芯210上加工插槽，可以为永磁体212提供安装位置，便于永磁体212的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

具体实施例中，永磁体212呈筒状，永磁体212套设在转子铁芯210的外壁上。具体限定了转子208的一种永磁体212设置方案。通过永磁体212套设在转子铁芯210的外壁上，转子铁芯210起到支撑的作用，便于永磁体212的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

具体实施例中，如图6所示，永磁电机20为9槽6极结构。以每相绕组206串联为例，每相绕组206都具有首接头214和尾接头216，首接头214和尾接头216分别连接引出线。根据实际应用，每相绕组206的接头还可以是2k个(k＝1,2……)。

如图7所示，根据本实用新型的第二方面实施例，还提出了一种制冷设备，包括：第二壳体30；变频器10，设置在第二壳体30内；如第一方面中任一技术方案所述的压缩机1，压缩机1设置在第二壳体30内；连接组件，设置在第二壳体30内，分别连接变频器10和压缩机1；控制器，设置在第二壳体30内，连接连接组件、变频器10和压缩机1，用于控制变频器10和压缩机1，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc。

本实用新型提供的制冷设备包括：第二壳体30、变频器10、压缩机1、连接组件及控制器。通过设置控制器，使得在永磁电机20的绕组206呈星形连接，控制器控制变频器10和压缩机1，使得E0、P、I1、Ld、n1及Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc，进而保证永磁电机20的转速在极接近临界转速时，绕组206呈星形接法的永磁电机20具有一定的弱磁深度，绕组206呈角形接法的永磁电机20不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机20的绕组206的连接方式的切换无卡滞，切换的更顺畅，保证了过渡的平稳性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图1所示，当变频器10的输入电流是交流电时，变频器10包括：整流器102；逆变器104，连接整流器102。

在该实施例中，根据变频器10的输入电流的特点来决定变频器10的组成，当变频器10的输入电流是交流电时，变频器10包括整流器102和逆变器104，变频器10的输入电流通过整流器102过滤后，使得交流电转换成直流电，并将直流电供给逆变器104。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，当变频器10的输入电流是直流电时，变频器10包括逆变器104。

在该实施例中，根据变频器10的输入电流的特点来决定变频器10的组成，当变频器10的输入电流是直流电时，变频器10包括逆变器104，利用逆变器104将直流电能转变为交流电。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图1所示，连接组件包括：切换开关40，用于实现永磁电机20的绕组206呈星形连接与呈角形连接的切换。

在该实施例中，通过设置切换开关40，利用切换开关40的开启或关闭来实现永磁电机20的绕组206与变频器10的连接状态，进而实现永磁电机20的绕组206呈星形连接及永磁电机20的绕组206呈角形连接。同时，该结构设置便于加工、安装及后续的拆卸、更换，互换性强。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，制冷设备还包括：检测装置，设置在第二壳体30内，连接控制器和压缩机1。

在该实施例中，通过在第二壳体30内设置检测装置，利用检测装置实时检测永磁电机20的转速，为控制器判断永磁电机20的转速是否达到预设转速n1，提供了实时数据，便于控制器准确且及时的控制其他部件动作，从而保证了产品使用的可靠性及精确性。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”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。

以上所述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)

1.一种压缩机，用于制冷设备，所述制冷设备包括连接组件和与所述连接组件的一端相连接的变频器，其特征在于，所述压缩机包括：

第一壳体；

永磁电机，设置在所述第一壳体内，连接所述连接组件的另一端；

所述制冷设备的控制器连接所述永磁电机、所述连接组件和所述变频器；

所述永磁电机的临界转速为n0；

所述永磁电机的极数为P；

在所述永磁电机的绕组呈星形连接时：

所述变频器的母线电压为Udc；

所述永磁电机的空载反电势系数为E0；

当所述永磁电机的预设转速为n1时，所述永磁电机的直轴电感为Ld，所述变频器的输出电流为I1；

所述制冷设备的控制器控制所述变频器和所述永磁电机，使得所述E0、所述P、所述I1、所述Ld、所述n1及所述Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc；

其中，n1＜n0，且n0-n1≤1r/s；所述永磁电机的绕组呈星形连接时，所述永磁电机的转速小于所述n0。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述n0的取值范围为：n0≥40r/s。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述永磁电机为三相永磁电机。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其特征在于，

所述永磁电机包括：

定子，设置有定子铁芯和缠绕在所述定子铁芯上的所述绕组；

转子，设置在所述定子的安装腔内，所述转子设置有转子铁芯和位于所述转子铁芯上的永磁体。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，

所述定子的绕组为三相定子绕组，每相所述定子的绕组包括首接头和尾接头，全部所述首接头与所述压缩机的一个接线端子相连接，全部所述尾接头与所述压缩机的另一个接线端子相连接。

6.一种制冷设备，其特征在于，包括：

第二壳体；

变频器，设置在所述第二壳体内；

如权利要求1至5中任一项所述的压缩机，所述压缩机设置在所述第二壳体内；

连接组件，设置在所述第二壳体内，分别连接所述变频器和所述压缩机；

控制器，设置在所述第二壳体内，连接所述连接组件、所述变频器和所述压缩机，用于控制所述变频器和所述压缩机，使得所述E0、所述P、所述I1、所述Ld、所述n1及所述Udc的关系满足：(E0-P×I1×Ld)×n1≥0.6Udc。

7.根据权利要求6所述的制冷设备，其特征在于，

当所述变频器的输入电流是交流电时，

所述变频器包括：

整流器；

逆变器，连接所述整流器。

8.根据权利要求6所述的制冷设备，其特征在于，

当所述变频器的输入电流是直流电时，

所述变频器包括逆变器。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的制冷设备，其特征在于，

所述连接组件包括：

切换开关，用于实现所述永磁电机的绕组呈星形连接与呈角形连接的切换。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的制冷设备，其特征在于，还包括：

检测装置，设置在所述第二壳体内，连接所述控制器和所述压缩机。