CN214506683U - 电机、压缩机以及空调 - Google Patents

Abstract

本申请属于生活家电技术领域，尤其涉及一种电机、压缩机以及空调，该电机包括定子和转子，定子包括若干片叠层设置的定子冲片，定子冲片具有中心孔和若干个定子槽；转子设置于中心孔内，转子包括若干片叠层设置转子冲片，转子冲片上设置有若干个转子槽；定义垂直于中心孔的轴线的平面为基准面，定子槽在基准面上的投影面积之和为S1，转子槽在基准面上的投影面积之和为S2，定子冲片的外周缘投影在基准面上并形成投影图案，投影图案的面积为S3；S1、S2和S3满足以下关系式：0.18≤S1/S3≤0.20；0.28≤S2/S1≤0.38。通过对S1/S3比值以及S2/S1比值的限定，实现了电机效率与启动转矩的平衡。

Description

电机、压缩机以及空调

技术领域

本申请属于生活家电技术领域，尤其涉及一种电机、压缩机以及空调。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调已经进入千家万户。目前国家能效标准逐步升级，市场对空调能效提出了更高的要求。压缩机作为空调系统的“心脏”，压缩机以及电机的能效提升对空调系统能效提升起着至关重要的作用。现有电机在使用过程中，若电机的电机效率高，则电机启动转矩差，若电机启动转矩好，则电机效率差，不能达到电机效率和启动转矩的平衡。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电机、压缩机以及空调，旨在解决现有技术中的电机无法达到电机效率与启动转矩平衡的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种电机，包括定子和转子，所述定子包括若干片定子冲片，所述定子冲片具有中心孔以及若干个定子槽，所述定子冲片沿所述中心孔的轴线方向叠层设置，所述定子槽以所述中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置；所述转子设置于所述中心孔内，所述转子包括若干片转子冲片，所述转子冲片沿所述中心孔的轴线方向叠层设置，所述转子冲片上设置有若干个转子槽，所述转子槽以所述中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置，并靠近所述转子冲片的边缘设置；

定义垂直于所述中心孔的轴线的平面为基准面，所述定子槽在所述基准面上的投影面积之和为S1，所述转子槽在所述基准面上的投影面积之和为S2，所述定子冲片的外周缘投影在所述基准面上并形成投影图案，所述投影图案的面积为S3；

S1、S2和S3满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.20；

0.28≤S2/S1≤0.38。

可选地，所述S1、所述S2和所述S3还满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.19；

0.3≤S2/S1≤0.36。

可选地，所述S1、所述S2和所述S3还满足以下关系式：

S1/S3＝0.186；

S2/S1＝0.34。

可选地，定义所述中心孔的直径为D1，所述定子冲片的外径为D2，D1和 D2满足以下关系式：0.50≤D1/D2≤0.52。

可选地，定义所述转子冲片的外径为D3，D1和D3满足以下关系式： (D1-D3)/2≤0.35mm。

可选地，所述D1还满足以下关系式：D1≤95mm。

可选地，所述定子的定子齿数量为20，所述转子的转子齿数量为26。

可选地，所述定子冲片的外周缘进行切边处理，所述切边沿所述定子冲片的圆周方向均匀间隔设置，所述切边的数量大于等于6。

本申请采用的另一技术方案是：一种压缩机，包括壳体组件、设置于所述壳体组件内的泵体和上述的电机，所述电机的转子与所述泵体的输入轴连接，并用于驱动所述泵体的输入轴转动。

本申请采用的另一技术方案是：一种空调，包括上述的压缩机。

本申请提出的电机、压缩机以及空调，与现有技术相比，其有益效果在于：首先，通过对S1/S3比值的限定，保证了电机的定子绕组可以提供有效地电枢磁场，降低了定子绕组的铜耗，保证电机具有良好的效率，然后，再对S2/S1比值的限定，此时，电机在具有良好的效率的基础上，由于S2的值与电机的启动转矩成反比，S2的值越大，启动转矩越小，通过上述关系式对S2的值的限定，可以有效地保证了电机的启动转矩，进而实现了电机效率与启动转矩的平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电机的定子冲片的结构示意图。

图2为图1所示的定子冲片的外缘投影在基准面上的投影图案的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电机的转子冲片的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的电机在S1/S3不同比值条件下电机的铜耗和铁耗占发热总损耗的比例的变化曲线；

图5为本申请实施例提供的电机在S2/S1不同比值条件下电机效率和启动转矩的变化曲线；

图6为本申请另一实施例提供的压缩机的截面图。

其中，图中各附图标记：

10—电机 11—定子 12—转子

20—压缩机 21—壳体组件 22—泵体

111—定子铁芯 112—第一安装孔 121—转子铁芯

122—第三安装孔 211—主壳体 212—上壳体

213—下壳体 214—底座 1111—定子冲片

1211—转子冲片 11110—投影图案 11111—中心孔

11112—定子齿 11113—定子槽 11114—连通孔

11115—切边 12111—连接孔 12112—转子齿

12113—转子槽。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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；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。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申请中的具体含义。

为了更清楚地说明本申请实施例的电机10，以下选取下述实施例记载的某一电机10进行实验得到：图3所示，在S1/S3不同比值条件下电机10的铜耗和铁耗占发热总损耗的比例的变化曲线；以及，图4所示，在S2/S1不同比值条件下电机效率和启动转矩的变化曲线；由实验结构可知，在0.18≤S1/S3≤0.20以及0.28≤S2/S1≤0.38的范围内时，铜耗和铁耗的数值较低，电机效率高，同时，启动转矩的数值适中，实现了电机效率与启动转矩的平衡。

如图1、图2和图5所示，在本申请的一个实施例中，提供一种电机10，包括定子11和转子12，定子11包括若干片定子冲片1111，定子冲片1111具有中心孔11111以及若干个定子槽11113，定子冲片1111沿中心孔11111的轴线方向叠层设置，定子槽11113以中心孔11111的轴线为中心呈环形阵列设置；转子 12设置于中心孔11111内，转子12包括若干片转子冲片1211，转子冲片1211 沿中心孔11111的轴线方向叠层设置，转子冲片1211上设置有若干个转子槽 12113，转子槽12113以中心孔11111的轴线为中心呈环形阵列设置，并靠近转子冲片1211的边缘设置。

进一步地，多片定子冲片1111叠压制成定子铁芯111，定子冲片1111呈圆片状，中心孔11111的轴线与定子冲片1111的轴线重合，定子冲片1111靠近中心孔11111的部分开设有若干个定子槽11113，定子槽11113以中心孔11111的轴线为中心呈环形阵列设置，各定子槽11113与中心孔11111之间还设有连通孔 11114，连通孔11114沿中心孔11111的径向延伸，并用于将定子槽11113与中心孔11111连通，相邻的两个定子槽11113之间的部分形成定子齿11112，定子冲片1111上从定子槽11113远离中心孔11111的底部到定子冲片1111的外缘之间的部分为定子冲片1111的轭部；各定子冲片1111叠层设置，且各中心孔11111 正对连通，各定子槽11113一一正对叠层连通设置，定子冲片1111的中心孔11111 共同形成第一安装孔112，转子12安装于第一安装孔112内；定子槽11113形成供定子绕组(图未示)安装的第二安装孔(图未示)。

进一步地，多片定子冲片1111叠压制成转子铁芯121，转子冲片1211呈圆片状，转子冲片1211的中心位置开设有用于与外部部件的输入轴连接的连接孔 12111，连接孔12111的轴线与转子冲片1211的轴线以及中心孔11111的轴线重合，转子冲片1211靠近其外周缘的部分开设有若干个转子槽12113，转子槽12113 以连接孔12111的轴线为中心呈环形阵列设置，相邻的两个转子槽12113之间的部分形成转子齿12112，转子冲片1211上从转子槽12113靠近连接孔12111的底部到连接孔12111的外缘之间的部分为转子冲片1211的轭部；各转子冲片 1211叠层设置，各连接孔12111正对连通，各转子槽12113一一正对叠层连通设置，连接孔12111共同形成第三安装孔122，外部部件的输入轴安装于第三安装孔122内；定子槽11113形成供转子鼠笼(图未示)安装的第四安装孔(图未示)。

结合图1、图2和图3所示，定义垂直于中心孔11111的轴线的平面为基准面，定子槽11113在基准面上的投影面积之和为S1，转子槽12113在基准面上的投影面积之和为S2，定子冲片1111的外周缘投影在基准面上并形成投影图案 11110，投影图案11110的面积为S3；

S1、S2和S3满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.20；结合图3所示，具体地，S1＝0.18*S3、S1＝0.182*S3、 S1＝0.184*S3、S1＝0.186*S3、S1＝0.188*S3、S1＝0.19*S3、S1＝0.192*S3、S1 ＝0.194*S3、S1＝0.196*S3、S1＝0.198*S3或者S1＝0.2*S3；通过定S1/S3的比值限定在上述范围内，保证定子槽11113在定子冲片1111开设面积处于范围合理，保证了电机10的定子绕组可以提供有效地电枢磁场，降低了定子绕组的铜耗，保证电机10具有良好的效率，若S1/S3的比值设置的过大或者过小，均导致电机10的铜耗增大，从而使得电机10的效率下降。

0.28≤S2/S1≤0.38。结合图3和图4所示，具体地，S2＝0.28*S1、S2＝ 0.285*S1、S2＝0.29*S1、S2＝0.295*S1、S2＝0.3*S1、S2＝0.305*S1、S2＝0.31*S1、 S2＝0.315*S1、S2＝0.32*S1、S2＝0.325*S1、S2＝0.33*S1、S2＝0.335*S1、S2 ＝0.34*S1、S2＝0.345*S1、S2＝0.35*S1、S2＝0.355*S1、S2＝0.36*S1、S2＝ 0.365*S1、S2＝0.37*S1、S2＝0.375*S1或者S2＝0.38*S1；通过对S2/S1的比值限定在上述范围内，此时，电机10具有良好的效率，同时，由于S2的值与电机10的启动转矩成反比，S2的值越大，启动转矩越小，通过上述关系式对S2的值的限定，可以有效地保证了电机10的启动转矩，进而实现了电机效率与启动转矩的平衡；若S2/S1的比值设置的过大，启动转矩和电机效率均小，不利于电机10性能的发挥；若S2/S1的比值设置的过小，启动转矩大，而电机效率小，也不利于电机10性能的发挥。

本申请实施例的电机10，首先，通过对S1/S3比值的限定，保证了电机10 的定子绕组可以提供有效地电枢磁场，降低了定子绕组的铜耗，保证电机10具有良好的效率，然后，再对S2/S1比值的限定，此时，电机10在具有良好的效率的基础上，由于S2的值与电机10的启动转矩成反比，S2的值越大，启动转矩越小，通过上述关系式对S2的值的限定，可以有效地保证了电机10的启动转矩，进而实现了电机效率与启动转矩的平衡。

其中，需要说明的是，图1、图2和图3是以垂直于基准面的视角得到的结构示意图，即基准面平行于图1、图2和图3的纸面。

在本申请的另一个实施例中，提供的该电机10的S1、S2和S3还满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.19；具体地，S1＝0.18*S3、S1＝0.181*S3、S1＝0.182*S3、S1＝0.183*S3、S1＝0.184*S3、S1＝0.185*S3、S1＝0.186*S3、S1＝0.187*S3、 S1＝0.188*S3、S1＝0.189*S3或者S1＝0.9*S3；通过定S1/S3的比值限定在此范围内，保证定子槽11113在定子冲片1111开设面积处于范围合理，保证了电机10的定子绕组可以提供更有效的电枢磁场，进一步地，降低了定子绕组的铜耗，保证电机10具有更好的效率，若S1/S3的比值设置的过大或者过小，均导致电机10的铜耗增大，从而使得电机10的效率下降。

0.3≤S2/S1≤0.36。具体地，S2＝0.3*S1、S2＝0.305*S1、S2＝0.31*S1、S2 ＝0.315*S1、S2＝0.32*S1、S2＝0.325*S1、S2＝0.33*S1、S2＝0.335*S1、S2＝ 0.34*S1、S2＝0.345*S1、S2＝0.35*S1、S2＝0.355*S1或者S2＝0.36*S1；通过定S2/S1的比值限定在此述范围内，此时，电机10具有更好的效率，同时，由于S2的值与电机10的启动转矩成反比，S2的值越大，启动转矩越小，通过上述关系式对S2的值进一步地限定，可以有效地保证了电机10的启动转矩，进而实现了电机效率与启动转矩的平衡；若S2/S1的比值设置的过大，启动转矩和电机效率均小，不利于电机10性能的发挥；若S2/S1的比值设置的过小，启动转矩大，而电机效率小，也不利于电机10性能的发挥。

在本申请的另一个实施例中，提供的该电机10的S1、S2和S3还满足以下关系式：S1/S3＝0.186；S2/S1＝0.34。通过对S1/S3比值的限定以及S2/S1比值的限定，此时，电机10的定子绕组具有最好的电枢磁场，电机10的铜耗和铁耗占发热总损耗的比例分布合理性最好，电机10的效率最高，且电机10的启动转矩与电机10的效率分配合理，电机10此时具有最好的性能，从而最大限度地提高了应用有该电机10的压缩机20的能效以及应用于该压缩机20的空调的能效。

在本申请的另一个实施例中，结合图1和图3所示，提供的该电机10的定义中心孔11111的直径为D1，定子冲片1111的外径为D2，D1和D2满足以下关系式：0.50≤D1/D2≤0.52。进一步地，在S1/S3比值确定的情况下，即定子槽11113在基准面上投影面积选定的情况下，限定了定子冲片1111的内外径的尺寸比例，即限定了电机10裂比，可以有效保证电机10的定子冲片1111的定子齿11112的宽度以及轭部宽度，改善电机10磁场分布，有效降低定子11铁耗、转子12铜耗、以及转子12铝耗；改善了定子11的铁耗、转子12的铜耗以及转子12的铝耗，有效地提高了电机10的性能；具体地，D1＝0.5*D2、D1＝0.51*D2 或者D1＝0.52*D2；若D1/D2比值设置的过大或者过小，会导致电机10的铜耗以及铁耗分配不合理，而导致电机10的性能变差。

在本申请的另一个实施例中，结合图1和图3所示，提供的该电机10的定义转子冲片1211的外径为D3，D1和D3满足以下关系式：(D1-D3)/2≤0.35mm。通过上述关系式将电机10的定子11与转子12之间的间隙限定，即间隙小于等于0.7mm，有效地降低定子绕组的激磁电流，降低定子绕组的铜耗，从而提高了电机10的性能；具体地，D1＝0.7*D3、D1＝0.6*D3、D1＝0.5*D3、D1＝0.4*D3、D1＝0.3*D3、D1＝0.2*D3或者D1＝0.1*D3；若(D1-D3)/2比值设置的过大，会导致电机10的铜耗和铁耗占发热总损耗分配不合理，而导致电机10的性能变差。

在本申请的另一个实施例中，结合图1和图3所示，提供的该电机10的 D1还满足以下关系式：D1≤95mm。当电机10的中心孔11111直径D1小于等于95mm时，有效地降低电机10的铜耗和铁耗，有效改善电机10性能；具体地，D1＝95、D1＝90mm、D1＝85mm、D1＝80mm、D1＝75mm、D1＝70mm、 D1＝65mm、D1＝60mm、D1＝55mm、D1＝50mm、D1＝45mm、D1＝40mm、 D1＝35mm、D1＝30mm、D1＝25mm、D1＝20mm、D1＝15mm、D1＝10mm、或者D1＝5mm，若D1设置的过大，会导致电机10的铜耗和铁耗占发热总损耗分配不合理，而导致电机10的性能变差。

在本申请的另一个实施例中，结合图1和图3所示，提供的该电机10的定子11的定子齿11112数量为20，转子12的转子齿12112数量为26。在定子齿 11112的数量为20和转子齿12112的数量为26时，电机10的铜耗和铁耗消耗最低，分布合理性好，电机10性能最优。

在本申请的另一个实施例中，结合图1和图3所示，提供的该电机10的定子冲片1111的外周缘进行切边11115处理，切边11115沿定子冲片1111的圆周方向均匀间隔设置，切边11115的数量大于等于6。当该电机10应用在压缩机 20内时，通过对切边11115数量的限定，改善了压缩机20的流通面积，降低了吐油量，提升了压缩机20的整机性能，具体地，切边11115的数量为6、5、4、 3或者2。

本实施例的电机10，与现有技术相比，由于优化了S3/S2以及S2/S1的比值，以及电机10裂比，可以有效降低电机10铜耗和铁耗，优化电机10损耗分布，可以有效改善电机10以及压缩机20整机性能。

在本申请的另一个实施例中，结合图6所示，提供了一种压缩机20包括壳体组件21以及设置于壳体组件21内的泵体22和上述的电机10，电机10的转子12与泵体22的输入轴连接，并用于驱动泵体22的输入轴转动。该电机10 的具体结构参照上述实施例，由于本压缩机20采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，壳体组件21包括底座214、主壳体211、盖设于主壳体211上端开口处的上壳体212以及盖设于主壳体211下端开口处的下壳体213，底座 214安装于下壳体213的底部，以用于支撑固定整个压缩机20，定子11安装于主壳体211内，并与主壳体211同轴设置，转子12设置于第一安装孔112内，泵体22安装于主壳体211内，并位于转子12的下方，泵体22的输入轴插入第三安装孔122内，并与转子12连接，通过转子12的转动转动，从而启动泵体22冷媒的压缩。其中，上壳体212和下壳体213与主壳体211之间通过焊接、紧固件连接或者卡接的方式实现固定连接，定子11可通过热套护着焊接等方式与主壳体211固定在一起。

在本申请的另一个实施例中，提供了一种空调，包括上述的压缩机20。该压缩机20的具体结构参照上述实施例，由于本空调采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机，包括定子和转子，所述定子包括若干片定子冲片，所述定子冲片具有中心孔以及若干个定子槽，所述定子冲片沿所述中心孔的轴线方向叠层设置，所述定子槽以所述中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置；所述转子设置于所述中心孔内，所述转子包括若干片转子冲片，所述转子冲片沿所述中心孔的轴线方向叠层设置，所述转子冲片上设置有若干个转子槽，所述转子槽以所述中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置，并靠近所述转子冲片的边缘设置；其特征在于：

定义垂直于所述中心孔的轴线的平面为基准面，所述定子槽在所述基准面上的投影面积之和为S1，所述转子槽在所述基准面上的投影面积之和为S2，所述定子冲片的外周缘投影在所述基准面上并形成投影图案，所述投影图案的面积为S3；

S1、S2和S3满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.20；

0.28≤S2/S1≤0.38。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述S1、所述S2和所述S3还满足以下关系式：

0.18≤S1/S3≤0.19；

0.3≤S2/S1≤0.36。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于：所述S1、所述S2和所述S3还满足以下关系式：

S1/S3＝0.186；

S2/S1＝0.34。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：定义所述中心孔的直径为D1，所述定子冲片的外径为D2，D1和D2满足以下关系式：0.50≤D1/D2≤0.52。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于：定义所述转子冲片的外径为D3，D1和D3满足以下关系式：(D1-D3)/2≤0.35mm。

6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于：所述D1还满足以下关系式：D1≤95mm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的电机，其特征在于：所述定子的定子齿数量为20，所述转子的转子齿数量为26。

8.根据权利要求1～6任一项所述的电机，其特征在于：所述定子冲片的外周缘进行切边处理，所述切边沿所述定子冲片的圆周方向均匀间隔设置，所述切边的数量大于等于6。

9.一种压缩机，其特征在于：包括壳体组件、设置于所述壳体组件内的泵体和权利要求1～8任一项所述的电机，所述电机的转子与所述泵体的输入轴连接，并用于驱动所述泵体的输入轴转动。

10.一种空调，其特征在于：包括权利要求9任一项所述的压缩机。

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