CN212304906U - 定子组件、电机和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种定子组件、电机和压缩机,定子组件包括定子铁芯、定子槽、定子绕组和槽绝缘层。其中,定子铁芯具有沿轴向贯穿的安装口。定子槽开设在定子铁芯上并与安装口连通。定子绕组穿过定子槽并设置在定子铁芯上。槽绝缘层设置在定子槽内并位于定子绕组与定子铁芯之间,槽绝缘层的介电常数和槽绝缘层的厚度被配置为能够调节定子组件的泄漏电流。本实用新型中所涉及的槽绝缘层的介电常数和厚度均要满足一定要求,通过该种槽绝缘层能够有效改善电机绝缘能力,提高电机的可靠性,能够解决具有该定子组件的电机的泄漏电流的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机设备技术领域,具体而言,涉及一种定子组件、一种电机和一种压缩机。
背景技术
目前,在大功率压缩机技术领域,随着压缩机的排量增加,压缩机中电机的功率也在增加,电机功率的增加会给电机的可靠性提出更高的要求。对于大功率的电机而言,在电机内的定子槽中使用常规的绝缘结构会出现绝缘结构的耐压能力差,泄露电流偏大的问题,绝缘结构常被击穿而直接影响电机的可靠性。
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,本实用新型的第一个方面在于,提出一种定子组件。
本实用新型的第二个方面在于,提出一种电机。
本实用新型的第三个方面在于,提出一种压缩机。
有鉴于此,根据本实用新型的第一个方面,提供了一种定子组件,其包括定子铁芯、定子槽、定子绕组和槽绝缘层。其中,定子铁芯具有沿轴向贯穿的安装口。定子槽开设在定子铁芯上并与安装口连通。定子绕组穿过定子槽并设置在定子铁芯上。槽绝缘层设置在定子槽内并位于定子绕组与定子铁芯之间,槽绝缘层的介电常数和槽绝缘层的厚度被配置为能够调节定子组件的泄漏电流。
本实用新型提供的定子组件包括定子铁芯、定子槽、定子绕组和槽绝缘层。定子铁芯由多个定子冲片堆叠构成,定子冲片由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比较小。定子铁芯具有沿轴向贯穿设置的安装口,安装口用于装配电机的转子组件,且转子组件能够相对于定子组件转动。定子槽设置在定子铁芯上,定子槽的数量为多个,多个定子槽均与安装口连通。定子绕组的一部分设置在定子槽内,定子绕组的上端部和下端部均凸出于定子铁芯的相应端部。在工作过程中,定子绕组中按照规则通入电流以产生激励磁场,转子组件在该激励磁场的作用下转动。槽绝缘层设置在定子槽内,槽绝缘层位于定子绕组和定子铁芯之间,槽绝缘层在起到绝缘作用的同时,还能够防止定子绕组与定子铁芯接触而破坏定子绕组表面的绝缘薄膜,进而能够有效保护定子绕组不受到破坏。本实用新型中所涉及的槽绝缘层的介电常数和厚度均要满足一定要求,通过该种槽绝缘层能够有效改善电机绝缘能力,提高电机的可靠性,能够解决具有该定子组件的电机的泄漏电流的问题。值得说明的是,泄漏电流主要是通过定子绕组(铜线)与定子铁芯形成的电容,在电压的作用下而产生的电流。
在一种可能的设计中,进一步地,槽绝缘层的介电常数大于等于1,小于等于2.5。
在该设计中,通过令槽绝缘的介电常数满足上述范围,从而可以有效改善电机绝缘性能,提高电机可靠性。在此基础上,还能够提升电机性能和电机的功率密度。值得说明的是,介电常数又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积,如果有高介电常数的材料放在电场里,电场的强度会在电介质内有可观的下降。根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常,相对介电常数大于3.6的物质为极性物质,相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质,相对介电常数小于2.8为非极性物质。
在一种可能的设计中,进一步地,槽绝缘层的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm。
在该设计中,通过令槽绝缘层的厚度w满足上述范围,即槽绝缘层的厚度较小,从而可以实现定子槽内用于容置定子绕组的空间增大,进而能够提升电机性能和电机的功率密度。
在一种可能的设计中,进一步地,槽绝缘层为以下任一种或组合:耐油绝缘层、耐冷媒绝缘层。
在该设计中,槽绝缘层可以为耐油绝缘层。槽绝缘层可以为耐冷媒绝缘层。槽绝缘层也可以既包括耐油绝缘层,也包括耐冷媒绝缘层。这是由于压缩机中,位于电机底部的压缩部在压缩过程中,会产生润滑油和冷媒的油气混合物,该油气混合物会流向电机,进而会与定子组件相接触。当槽绝缘层为耐油绝缘层和/或耐冷媒绝缘层时,则在润滑油和冷媒的油气混合物的包围下,槽绝缘层不会受到油气混合物的腐蚀而受损,确保槽绝缘层能够为定子绕组和定子铁芯提供良好的绝缘性能,进而确保电机可靠性能。
在一种可能的设计中,进一步地,槽绝缘层的轴向长度大于等于定子铁芯的轴向长度。
在该设计中,槽绝缘层的轴向长度大于等于定子铁芯的轴向长度,则凸出于定子铁芯的轴向端面的部分槽绝缘层可以弯折并贴合在定子铁芯的轴向端面上,从而能够进一步实现定子铁芯和定子绕组之间的良好绝缘性。此外,通过将槽绝缘层的轴向长度增长,还能够增加爬电距离。值得说明的是,爬电距离可以参考以下步骤获得:确定工作电压的有效值或直流值;确定材料组别、确定污染等级、确定绝缘类型等。
在一种可能的设计中,进一步地,定子组件还包括槽楔层,槽楔层设置在定子槽的槽口,槽楔层与槽绝缘层相接触。
在该设计中,槽楔层设置在定子槽的槽口处,且槽楔层的端部与槽绝缘层的端部相重叠,从而为定子绕组提供全方位的绝缘。能够防止定子槽内部的定子绕组与定子槽的槽口产生绝缘耐压问题,同时防止定子绕组从定子槽的内部滑出到安装口处。
在一种可能的设计中,进一步地,定子铁芯的内径与定子铁芯的最大外径的比值大于等于0.54,小于等于0.6。
在该设计中,定子铁芯的内径是指安装口的直径。定子铁芯的最大外径是指定子铁芯的最大直径。当定子铁芯的内径和定子铁芯的最大外径的比值满足上述关系时,从而可以使得电机的功率和电机的整机尺寸得到合理设计,即在合理的电机功率范围内,使得电机的整机尺寸不会过大。
在一种可能的设计中,进一步地,定子槽的数量为多个,多个定子槽间隔布置在定子铁芯上,定子槽的数量大于等于36,小于等于54。
在该设计中,定子槽的数量为多个,定子槽的数量满足上述范围,与此同时,槽绝缘层的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm,且槽绝缘层的介电常数大于等于1,小于等于2.5,从而可以令定子槽内能够放入更多的定子绕组,可以实现更大电流的通入,从而实现铜耗的下降,电机能耗的提升。
在一种可能的设计中,进一步地,位于多个定子槽中相邻两个定子槽之间的部分定子铁芯为定子凸齿,定子凸齿与定子槽构成定子铁芯的内轮廓,其中,定子铁芯的内轮廓的周长与定子铁芯的外侧壁的周长的比值大于等于2.5,小于等于4.5。
在该设计中,位于多个定子槽中相邻两个定子槽之间的部分定子铁芯为定子凸齿,定子凸齿与定子槽构成定子铁芯的内轮廓,内轮廓包括在定子铁芯轴向端面上的内轮廓线,定子铁芯的内轮廓的周长则为内轮廓线的周长。值得说明的是,周长是指环绕有限面积的区域边缘的长度积分,图形一周的长度。定子铁芯的外侧壁包括定子铁芯轴向端面上的外轮廓线,定子铁芯的外侧壁的周长即为外轮廓线的周长。通过令内轮廓线的周长和外轮廓线的周长的比值满足上述关系,从而可以使得电机的功率和电机的整机尺寸得到合理设计,即在合理的电机功率范围内,使得电机的整机尺寸不会过大。
在一种可能的设计中,进一步地,定子绕组的数量为至少三个,至少三个定子绕组间隔设置在定子铁芯上。定子组件还包括相绝缘部,相绝缘部设置在至少三个定子绕组中相邻的两个定子绕组之间。
在该设计中,定子绕组的数量为至少三个,根据电机的种类不同而具体选择,具体地,当电机为三相电机时,则定子绕组的数量为三个。具体地,当定子绕组的数量为三个时,则三个定子绕组沿定子铁芯的径向依次嵌套在定子铁芯上。具体地,每一个定子绕组沿定子铁芯的周向绕制在定子铁芯上。相绝缘部设置在相邻的两个定子绕组之间,从而确保定子绕组之间的绝缘性能。
在一种可能的设计中,进一步地,定子组件还包括引出线,引出线的一端与定子绕组的连接端相连,引出线的另一端用于连接接线端子。
在该设计中,至少三个定子绕组的连接端的数量则为至少三个,至少三个连接端分散设置在电机的轴向端面上。值得说明的是,分散是指至少三个连接端散开设置在电机的轴向端面的各处,至少三个连接端并未集中设置。电机还包括引出线,引出线的数量与定子绕组的数量一一对应,即一个引出线对应一个定子绕组,针对于一个引出线而言,引出线的一端与定子绕组的连接端电连接,引出线的另一端能够与压缩机的接线端子相连。本实用新型通过将至少三个定子绕组的连接端分散设置,从而可以令连接在接线端子和连接端之间的至少三个引出线更好地分散应力,即此时每一个引出线能够与定子铁芯的轴向端面形成夹角,分散设置在各处的连接部能够令不同引出线所形成的夹角不等,从而可以使得引出线的连接位置便于安装,有效改善引出线的接线难度,提高压缩机的装配效率。
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种电机,包括上述任一设计所提供的定子组件。
本实用新型提供的电机,包括上述任一设计所提供的定子组件,因此具有该定子组件的全部有益效果,在此不再赘述。
进一步地,电机还包括转子组件,转子组件设置在定子组件的安装口内,转子组件能够相对于定子组件转动。
根据本实用新型的第三个方面,提供了一种压缩机,包括上述任一设计所提供的电机。
本实用新型提供的压缩机,包括上述任一设计所提供的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。
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示出了根据本实用新型的一个实施例中定子组件的结构示意图;
图2示出了根据本实用新型的一个实施例中定子组件的局部示意图;
图3示出了根据本实用新型的一个实施例中定子组件中泄漏电流的走向示意图;
图4示出了根据本实用新型的一个实施例中电机的结构示意图;
图5示出了本实用新型的一个实施例与常规方案相比绝缘耐压泄露电流对比图;
图6示出了本实用新型的一个实施例与常规方案的电机性能的对比图;
图7示出了根据本实用新型的一个实施例中定子组件中槽绝缘层的厚度与电机效率、电机泄漏电流的关系图;
图8示出了根据本实用新型的一个实施例中定子组件中槽绝缘层的介电常数与泄漏电流之间的关系图;
图9示出了根据本实用新型的一个实施例中压缩机的结构示意图。
其中,图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100定子组件,
110定子铁芯,111安装口,112定子凸齿,113定子槽,114槽口,
120定子绕组,
130槽绝缘层,
140槽楔层,
150引出线,
200电机,
210转子组件,211永磁体,212磁体槽,
300压缩机,
310壳体。
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9描述根据本实用新型一些实施例所提供的定子组件100、电机200和压缩机300。
实施例一
根据本实用新型的第一个方面,如图1、图2和图3所示,提供了一种定子组件100,其包括定子铁芯110、定子槽113、定子绕组120和槽绝缘层130。其中,定子铁芯110具有沿轴向贯穿的安装口111。定子槽113开设在定子铁芯110上并与安装口111连通。定子绕组120穿过定子槽113并设置在定子铁芯110上。槽绝缘层130设置在定子槽113内并位于定子绕组120与定子铁芯110之间,槽绝缘层130的介电常数和槽绝缘层130的厚度被配置为能够调节定子组件100的泄漏电流。
本实用新型提供的定子组件100包括定子铁芯110、定子槽113、定子绕组120和槽绝缘层130。定子铁芯110由多个定子冲片堆叠构成,定子冲片由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比较小。定子铁芯110具有沿轴向贯穿设置的安装口111,安装口111用于装配电机200的转子组件210,且转子组件210能够相对于定子组件100转动。定子槽113设置在定子铁芯110上,定子槽113的数量为多个,多个定子槽113均与安装口111连通。定子绕组120的一部分设置在定子槽113内,定子绕组120的上端部和下端部均凸出于定子铁芯110的相应端部。在工作过程中,定子绕组120中按照规则通入电流以产生激励磁场,转子组件210在该激励磁场的作用下转动。槽绝缘层130设置在定子槽113内,槽绝缘层130位于定子绕组120和定子铁芯110之间,槽绝缘层130在起到绝缘作用的同时,还能够防止定子绕组120与定子铁芯110接触而破坏定子绕组120表面的绝缘薄膜,进而能够有效保护定子绕组120不受到破坏。本实用新型中所涉及的槽绝缘层130的介电常数和厚度均要满足一定要求,通过该种槽绝缘层130能够有效改善电机200绝缘能力,提高电机200的可靠性,能够解决具有该定子组件100的电机200的泄漏电流的问题。值得说明的是,泄漏电流主要是通过定子绕组120(铜线)与定子铁芯110形成的电容,在电压的作用下而产生的电流。
进一步地,槽绝缘层130的介电常数大于等于1,小于等于2.5。
在该实施例中,通过令槽绝缘的介电常数满足上述范围,从而可以有效改善电机200绝缘性能,提高电机200可靠性。在此基础上,还能够提升电机200性能和电机200的功率密度。如图8所示,通过令槽绝缘层130的介电常数满足上述范围,从而可以令定子组件100的泄漏电流小于10mA,进而确保电机的可靠性。
值得说明的是,介电常数又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积,如果有高介电常数的材料放在电场里,电场的强度会在电介质内有可观的下降。根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常,相对介电常数大于3.6的物质为极性物质,相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质,相对介电常数小于2.8为非极性物质。
进一步地,如图1至图3所示,槽绝缘层130的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm。在该实施例中,通过令槽绝缘层130的厚度满足上述范围,即槽绝缘层130的厚度较小,从而可以实现定子槽113内用于容置定子绕组120的空间增大,进而能够提升电机200性能和电机200的功率密度。
具体地,如图7所示,当槽绝缘层130的厚度满足前述关系时,定子组件100的泄漏电流小于10mA,随着槽绝缘层130的厚度增强,泄漏电流逐渐减小。然而,如果一味地增加槽绝缘层130的厚度,则会对电机的效率造成不小的影响。根据图7可以看出,当槽绝缘层130的厚度超过0.25mm时,此时电机效率将低至96%,而当槽绝缘层130的厚度小于等于0.25mm时,则电机效率会随着槽绝缘层130的厚度减小而明显提升。因此,在综合考虑定子组件100的泄漏电流和电机效率,本申请令槽绝缘层130的厚度满足前述关系,从而在满足电机效率的前提下,有效降低定子组件100的泄漏电流。
进一步地,槽绝缘层130为以下任一种或组合:耐油绝缘层、耐冷媒绝缘层。
在该实施例中,槽绝缘层130可以为耐油绝缘层。槽绝缘层130可以为耐冷媒绝缘层。槽绝缘层130也可以既包括耐油绝缘层,也包括耐冷媒绝缘层。这是由于压缩机300中,位于电机200底部的压缩部在压缩过程中,会产生润滑油和冷媒的油气混合物,该油气混合物会流向电机200,进而会与定子组件100相接触。当槽绝缘层130为耐油绝缘层和/或耐冷媒绝缘层时,则在润滑油和冷媒的油气混合物的包围下,槽绝缘层130不会受到油气混合物的腐蚀而受损,确保槽绝缘层130能够为定子绕组120和定子铁芯110提供良好的绝缘性能,进而确保电机200可靠性能。
进一步地,槽绝缘层130的轴向长度大于等于定子铁芯110的轴向长度。
在该实施例中,槽绝缘层130的轴向长度大于等于定子铁芯110的轴向长度,则凸出于定子铁芯110的轴向端面的部分槽绝缘层130可以弯折并贴合在定子铁芯110的轴向端面上,从而能够进一步实现定子铁芯110和定子绕组120之间的良好绝缘性。此外,通过将槽绝缘层130的轴向长度增长,还能够增加爬电距离。值得说明的是,爬电距离可以参考以下步骤获得:确定工作电压的有效值或直流值;确定材料组别、确定污染等级、确定绝缘类型等。
实施例二
在前述实施例的基础上,本实施例对于定子组件100中的绝缘材料做出进一步说明,进一步地,如图1至图3所示,定子组件100还包括槽楔层140,槽楔层140设置在定子槽113的槽口114,槽楔层140与槽绝缘层130相接触。
在该实施例中,槽楔层140设置在定子槽113的槽口114处,且槽楔层140的端部与槽绝缘层130的端部相重叠,从而为定子绕组120提供全方位的绝缘。能够防止定子槽113内部的定子绕组120与定子槽113的槽口114产生绝缘耐压问题,同时防止定子绕组120从定子槽113的内部滑出到安装口111处。
进一步地,槽绝缘层130设置于定子槽113内,且位于定子槽113内的槽绝缘层130围合形成一端开口的绝缘区,槽楔层140设置于槽绝缘层130的开口处,且槽楔层140的两侧壁与槽绝缘层130的两侧壁相贴合以将定子绕组120封闭在绝缘区内。通过将槽楔层140与槽绝缘层130的侧壁贴合,线圈位于封闭的绝缘区内,且将槽楔层140与槽绝缘层130的贴合部分压向定子铁芯110的方向,一方面在不增加线圈周长的情况下,可有效防止槽楔层140上下移动,提高电机200的稳定性与安全性;另一方面防止槽楔层140不能完全包裹线圈,在确保电机200可靠性的同时,降低装配过程中产品不良率,同时解决相关技术中通过增加线圈长度而避免漏线的问题,有效降低生产成本且提升可制造性。
进一步地,槽楔层140的一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的一侧壁之间,槽楔层140的另一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的另一侧壁之间。
在该实施例中,槽楔层140的一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的一侧壁之间,且槽楔层140的另一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的另一侧壁之间,换而言之,槽楔层140的两侧壁分别位于定子铁芯110与槽绝缘层130两侧壁之间,即槽绝缘层130的两侧壁将槽楔层140的两侧壁朝定子铁芯110的方向压合,线圈位于绝缘区内且将槽绝缘层130与槽楔层140同时压住,槽楔层140的两侧壁均受到槽绝缘层130的压力及定子铁芯110的摩擦力,进一步防止槽楔层140发生位移,提高电机200的稳定性与安全性。
进一步地,槽楔层140的一侧壁位于绝缘区内且与槽绝缘层130的一侧壁相贴合,槽楔层140的另一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的另一侧壁之间。
在该实施例中,槽楔层140的一侧壁位于绝缘区内且与槽绝缘层130的一侧壁相贴合,槽楔层140的另一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的另一侧壁之间,换而言之,槽楔层140位于绝缘区内且与槽绝缘层130的一侧壁相贴合的一侧壁,其受到线圈朝向定子铁芯110方向的压力而不能发生位移,槽楔层140的另一侧壁位于定子铁芯110与槽绝缘层130的另一侧壁之间,其受到槽绝缘层130的压力及定子铁芯110的摩擦力,进一步防止槽楔层140发生位移,有效提高电机200的稳定性与安全性。
实施例三
在前述实施例的基础上,本实施例对定子铁芯110的具体结构进行说明,进一步地,定子铁芯110的内径与定子铁芯110的最大外径的比值大于等于0.54,小于等于0.6。
在该实施例中,定子铁芯110的内径是指安装口111的直径。定子铁芯110的最大外径是指定子铁芯110的最大直径。当定子铁芯110的内径和定子铁芯110的最大外径的比值满足上述关系时,从而可以使得电机200的功率和电机200的整机尺寸得到合理设计,即在合理的电机200功率范围内,使得电机200的整机尺寸不会过大。
进一步地,定子槽113的数量为多个,多个定子槽113间隔布置在定子铁芯110上,定子槽113的数量大于等于36,小于等于54。
在该实施例中,定子槽113的数量为多个,定子槽113的数量满足上述范围,与此同时,槽绝缘层130的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm,且槽绝缘层130的介电常数大于等于1,小于等于2.5,从而可以令定子槽113内能够放入更多的定子绕组120,可以实现更大电流的通入,从而实现铜耗的下降,电机200能耗的提升。
根据大量实验研究表明,本申请中令定子槽113的数量、槽绝缘层130的厚度以及槽绝缘层130的介电常数满足前述范围,从而可以较大程度降低多槽电机200所产生的泄漏电流,如图5所示,相关技术电机200中的泄漏电流为13.2mA,而采用本申请中电机200的结构可以令泄漏电流低至7.8mA。如图6所示,相关技术电机200中的电机200铜耗明显,且电机200效率为95.8%,而采用本申请中的电极结构的铜耗较低,且电机200效率增至96.3%。
如图1和图3所示,进一步地,位于多个定子槽113中相邻两个定子槽113之间的部分定子铁芯110为定子凸齿112,定子凸齿112与定子槽113构成定子铁芯110的内轮廓,其中,定子铁芯110的内轮廓的周长与定子铁芯110的外侧壁的周长的比值大于等于2.5,小于等于4.5。
在该实施例中,位于多个定子槽113中相邻两个定子槽113之间的部分定子铁芯110为定子凸齿112,定子凸齿112与定子槽113构成定子铁芯110的内轮廓,内轮廓包括在定子铁芯110轴向端面上的内轮廓线,定子铁芯110的内轮廓的周长则为内轮廓线的周长。值得说明的是,周长是指环绕有限面积的区域边缘的长度积分,图形一周的长度。定子铁芯110的外侧壁包括定子铁芯110轴向端面上的外轮廓线,定子铁芯110的外侧壁的周长即为外轮廓线的周长。通过令内轮廓线的周长和外轮廓线的周长的比值满足上述关系,从而可以使得电机200的功率和电机200的整机尺寸得到合理实施例,即在合理的电机200功率范围内,使得电机200的整机尺寸不会过大。
进一步地,如图1和图4所示,定子绕组120的数量为至少三个,至少三个定子绕组120间隔设置在定子铁芯110上。定子组件100还包括相绝缘部,相绝缘部设置在至少三个定子绕组120中相邻的两个定子绕组120之间。
在该实施例中,定子绕组120的数量为至少三个,根据电机200的种类不同而具体选择,具体地,当电机200为三相电机200时,则定子绕组120的数量为三个。具体地,当定子绕组120的数量为三个时,则三个定子绕组120沿定子铁芯110的径向依次嵌套在定子铁芯110上。具体地,每一个定子绕组120沿定子铁芯110的周向绕制在定子铁芯110上。相绝缘部设置在相邻的两个定子绕组120之间,从而确保定子绕组120之间的绝缘性能。
进一步地,如图1和图4所示,定子组件100还包括引出线150,引出线150的一端与定子绕组120的连接端相连,引出线150的另一端用于连接接线端子。
在该实施例中,至少三个定子绕组120的连接端的数量则为至少三个,至少三个连接端分散设置在电机200的轴向端面上。值得说明的是,分散是指至少三个连接端散开设置在电机200的轴向端面的各处,至少三个连接端并未集中设置。电机200还包括引出线150,引出线150的数量与定子绕组120的数量一一对应,即一个引出线150对应一个定子绕组120,针对于一个引出线150而言,引出线150的一端与定子绕组120的连接端电连接,引出线150的另一端能够与压缩机300的接线端子相连。本实用新型通过将至少三个定子绕组120的连接端分散设置,从而可以令连接在接线端子和连接端之间的至少三个引出线150更好地分散应力,即此时每一个引出线150能够与定子铁芯110的轴向端面形成夹角,分散设置在各处的连接部能够令不同引出线150所形成的夹角不等,从而可以使得引出线150的连接位置便于安装,有效改善引出线150的接线难度,提高压缩机300的装配效率。
实施例四
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种电机200,如图4所示,包括上述任一实施例所提供的定子组件100。
本实用新型提供的电机200,包括上述任一实施例所提供的定子组件100,因此具有该定子组件100的全部有益效果,在此不再赘述。
本实用新型提供的定子组件100包括定子铁芯110、定子槽113、定子绕组120和槽绝缘层130。定子铁芯110由多个定子冲片堆叠构成,定子冲片由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比较小。定子铁芯110具有沿轴向贯穿设置的安装口111,安装口111用于装配电机200的转子组件210,且转子组件210能够相对于定子组件100转动。定子槽113设置在定子铁芯110上,定子槽113的数量为多个,多个定子槽113均与安装口111连通。定子绕组120的一部分设置在定子槽113内,定子绕组120的上端部和下端部均凸出于定子铁芯110的相应端部。在工作过程中,定子绕组120中按照规则通入电流以产生激励磁场,转子组件210在该激励磁场的作用下转动。槽绝缘层130设置在定子槽113内,槽绝缘层130位于定子绕组120和定子铁芯110之间,槽绝缘层130在起到绝缘作用的同时,还能够防止定子绕组120与定子铁芯110接触而破坏定子绕组120表面的绝缘薄膜,进而能够有效保护定子绕组120不受到破坏。本实用新型中所涉及的槽绝缘层130的介电常数和厚度均要满足一定要求,通过该种槽绝缘层130能够有效改善电机200绝缘能力,提高电机200的可靠性,能够解决具有该定子组件100的电机200的泄漏电流的问题。值得说明的是,泄漏电流主要是通过定子绕组120(铜线)与定子铁芯110形成的电容,在电压的作用下而产生的电流。
进一步地,电机200还包括转子组件210,转子组件210设置在定子组件100的安装口111内,转子组件210能够相对于定子组件100转动。
实施例五
根据本实用新型的第三个方面,提供了一种压缩机300,如图9所示,包括上述任一实施例所提供的电机200。
本实用新型提供的压缩机300,包括上述任一实施例所提供的电机200,因此具有该电机200的全部有益效果,在此不再赘述。
本实用新型提供的定子组件100包括定子铁芯110、定子槽113、定子绕组120和槽绝缘层130。定子铁芯110由多个定子冲片堆叠构成,定子冲片由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比较小。定子铁芯110具有沿轴向贯穿设置的安装口111,安装口111用于装配电机200的转子组件210,且转子组件210能够相对于定子组件100转动。定子槽113设置在定子铁芯110上,定子槽113的数量为多个,多个定子槽113均与安装口111连通。定子绕组120的一部分设置在定子槽113内,定子绕组120的上端部和下端部均凸出于定子铁芯110的相应端部。在工作过程中,定子绕组120中按照规则通入电流以产生激励磁场,转子组件210在该激励磁场的作用下转动。槽绝缘层130设置在定子槽113内,槽绝缘层130位于定子绕组120和定子铁芯110之间,槽绝缘层130在起到绝缘作用的同时,还能够防止定子绕组120与定子铁芯110接触而破坏定子绕组120表面的绝缘薄膜,进而能够有效保护定子绕组120不受到破坏。本实用新型中所涉及的槽绝缘层130的介电常数和厚度均要满足一定要求,通过该种槽绝缘层130能够有效改善电机200绝缘能力,提高电机200的可靠性,能够解决具有该定子组件100的电机200的泄漏电流的问题。值得说明的是,泄漏电流主要是通过定子绕组120(铜线)与定子铁芯110形成的电容,在电压的作用下而产生的电流。
具体实施例
本实用新型考虑到现有电机200中定子槽113的利用率不高,电机200性能差,电机200功率不高且电流密度偏高的问题,提出了一种定子组件100、具有该定子组件100的电机200和压缩机300。具体地,该定子组件100具有多个定子槽113,槽绝缘层130需要满足厚度和材料属性(介电常数)的要求,从而能够有效的改善电机200的绝缘能力,提高电机200可靠性。同时通过减小定子槽113中槽绝缘层130的厚度,实现定子槽113内用于容置定子绕组120的空间增大,从而提升电机200性能和电机200的功率密度。
如图1所示,在多槽电机200中采用更薄的槽绝缘层130,从而可以实现大幅度增加定子槽113空间的利用率;
如图2所示,单独一个定子槽113的具体结构示意图,具体地,在多槽电机200中,当槽绝缘层130占定子槽113比较大的面积,从而会引起定子槽113空间的浪费。而本实用新型就是采用能够解决泄露电流问题的一种槽绝缘层130,具体结构数据如下;满足定子槽113的数量大于等于36,小于等于54。槽绝缘层130的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm。槽绝缘层130的介电常数大于等于1,小于等于2.5。从而可以令定子槽113中能放入更多的定子绕组120,可以实现更大电流的通入,从而实现铜耗的下降,电机200能效的提升。
图3为本实用新型的一个实施例中电机200的泄露电流的走向图。具体地,泄露电流主要通过定子绕组120(铜线)与定子铁芯110形成的电容,在电压作用下,产生的电流。
图4示出了本实用新型涉及的一种电机200的结构示意图,具体地,电机200包括定子组件100和转子组件210,转子组件210设置在定子组件100的安装口111中,转子组件210能够相对于定子组件100转动。进一步地,转子组件210包括转子铁芯、设置在转子铁芯上的磁体槽212以及插设在磁体槽212内的永磁体211。
图5为本实用新型的一个实施例与常规方案相比,绝缘耐压泄露电流对比图,从图5中可以看出本实用新型的结构能较大程度降低多槽电机200产生的泄露电流,可以从13.2mA降低到7.8mA。
图6为本实用新型的一个实施例与常规方案的电机200性能对比图,通过本实用新型结构改善,电机200铜耗下降,电机200效率提升,可以从95.8%提升到96.3%。
图9是本实用新型的一个实施例中压缩机300的结构示意图,压缩机300包括电机200、壳体310和压缩部,壳体310形成密闭腔体,电机200和压缩部设置在密闭腔体内。
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 (13)
1.一种定子组件,其特征在于,包括:
定子铁芯,所述定子铁芯具有沿轴向贯穿的安装口;
定子槽,开设在所述定子铁芯上并与所述安装口连通;
定子绕组,穿过所述定子槽并设置在所述定子铁芯上;
槽绝缘层,设置在所述定子槽内并位于所述定子绕组与所述定子铁芯之间,所述槽绝缘层的介电常数和所述槽绝缘层的厚度被配置为能够调节所述定子组件的泄漏电流。
2.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,
所述槽绝缘层的介电常数大于等于1,小于等于2.5。
3.根据权利要求2所述的定子组件,其特征在于,
所述槽绝缘层的厚度大于等于0.15mm,小于等于0.25mm。
4.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,
所述槽绝缘层为以下任一种或组合:耐油绝缘层、耐冷媒绝缘层。
5.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,
所述槽绝缘层的轴向长度大于等于所述定子铁芯的轴向长度。
6.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,所述定子组件还包括:
槽楔层,设置在所述定子槽的槽口,所述槽楔层与所述槽绝缘层相接触。
7.根据权利要求1所述的定子组件,其特征在于,
所述定子铁芯的内径与所述定子铁芯的最大外径的比值大于等于0.54,小于等于0.6。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述定子槽的数量为多个,多个所述定子槽间隔布置在所述定子铁芯上,所述定子槽的数量大于等于36,小于等于54。
9.根据权利要求8所述的定子组件,其特征在于,
位于多个所述定子槽中相邻两个定子槽之间的部分定子铁芯为定子凸齿,所述定子凸齿与所述定子槽构成所述定子铁芯的内轮廓,其中,
所述定子铁芯的内轮廓的周长与所述定子铁芯的外侧壁的周长的比值大于等于2.5,小于等于4.5。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的定子组件,其特征在于,
所述定子绕组的数量为至少三个,至少三个所述定子绕组间隔设置在所述定子铁芯上;
所述定子组件还包括:
相绝缘部,设置在至少三个所述定子绕组中相邻的两个定子绕组之间。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的定子组件,其特征在于,所述定子组件还包括:
引出线,所述引出线的一端与所述定子绕组的连接端相连,所述引出线的另一端用于连接接线端子。
12.一种电机,其特征在于,包括:
如权利要求1至11中任一项所述的定子组件;以及
转子组件,设置在所述定子组件的安装口内,所述转子组件能够相对于所述定子组件转动。
13.一种压缩机,其特征在于,包括:如权利要求12所述的电机。
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