CN214506689U - 电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机、压缩机和制冷设备，其中，电机包括定子和转子，定子具有中心孔以及多个定子槽，定子槽以中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置；转子设置于中心孔内，转子上设置有多个转子槽，转子槽以中心孔的轴线为中心呈环形阵列设置，并靠近转子的边缘设置；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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。本实用新型技术方案改善了电机的铁耗和铜耗分布。

Description

电机、压缩机和制冷设备

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种电机、压缩机和制冷设备。

背景技术

相关技术中，由于电机的转子槽面积越大，启动转矩越小，电机的效率越好。但是相应地定子槽面积越大，电机轭部或齿部的磁密越容易饱和，导致定子的铁耗和铜耗分布不合理，影响电机的性能，降低了电机效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电机、压缩机和制冷设备，旨在改善电机的铁耗和铜耗分布。

为实现上述目的，本实用新型提出的电机，包括定子和转子，所述定子具有中心孔以及多个定子槽，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，所述转子上设置有多个转子槽，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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。

在一实施例中，0.27≤S2/S1≤0.31；和/或，0.12≤S1/S3≤0.16。

在一实施例中，S2/S1＝0.285；和/或，S1/S3＝0.135。

在一实施例中，所述中心孔的直径为D1，所述定子的外径为D2，0.51≤D1/D2≤0.53。

在一实施例中，所述转子的外径为D3，(D1-D3)/2≤0.50毫米。

在一实施例中，所述定子槽的数量为6的倍数，所述转子槽的数量为2的倍数。

在一实施例中，所述定子槽的数量为30，所述转子槽的数量为34。

在一实施例中，所述定子的周缘具有采用切边处理的切边部。

在一实施例中，所述切边部的数量不小于4个，多个所述切边部沿所述定子的周向设置。

本实用新型还提出一种压缩机，所述压缩机包括壳体和电机，所述电机安装于所述壳体；所述电机包括定子和转子，所述定子具有中心孔以及多个定子槽，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，所述转子上设置有多个转子槽，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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。

本实用新型还提出一种制冷设备，所述制冷设备包括电机和/或压缩机，所述压缩机包括壳体和上述电机，所述电机安装于所述壳体；所述电机包括定子和转子，所述定子具有中心孔以及多个定子槽，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，所述转子上设置有多个转子槽，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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。

本实用新型技术方案通过限定定子槽在基准面上的投影面积之和S1，保证了位于定子槽内的定子绕组可以提供有效的电枢磁场，从而降低了定子绕组铜耗；另外，通过限定转子槽在基准面上的投影面积之和S2，减小了转子槽的面积，降低了转子铁耗。同时，通过限定S2与S1的比值大于等于0.26且小于等于0.33，有效地改善了电机的铁耗和铜耗分布，提高了电机整机性能和电机效率，平衡了电机的启动转矩与电机效率之间的关系。

进一步地，为了改善电机的铁耗和铜耗分布，保证定子绕组可以提供有效的电枢磁场，限定电机的磁通量，定子的外周缘投影在基准面上的投影面积S3与定子槽在基准面上的投影面积之和S1的比值大于等于0.10且小于等于0.18，使电机效率达到最佳状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型压缩机一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型定子一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型转子一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型电机效率和启动转矩随着S2/S1变化的耗损示意图；

图5为本实用新型S1/S3与铜耗和铁耗的变化示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	压缩机	111	切边部
10	电机	120	定子绕组
				20	壳体	200	转子
100	定子	200a	转子槽
				100a	中心孔	210	转子铁芯
100b	定子槽	220	磁体
				110	定子铁芯

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种电机、压缩机和制冷设备。

在本实用新型实施例中，请参阅图1至图3，该电机10包括定子100和转子200，所述定子100具有中心孔100a以及多个定子槽100b，所述定子槽100b以所述中心孔100a的轴线为中心呈环形阵列设置；所述转子200设置于所述中心孔100a内，所述转子200上设置有多个转子槽200a，所述转子槽200a以所述中心孔100a的轴线为中心呈环形阵列设置，并靠近所述转子200的边缘设置。请参阅图2至图3，定义垂直于所述中心孔100a的轴线的平面为基准面，所述定子槽100b在所述基准面上的投影面积之和为S1，所述转子槽200a在所述基准面上的投影面积之和为S2，所述定子100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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。

具体而言，该定子100可以包括定子铁芯110和定子绕组120，定子绕组120缠绕在定子铁芯110上。请参阅图1至图2，该定子铁芯110可以包括多个定子冲片，多个定子冲片堆叠并冲压而成，其中，定子冲片可以是硅钢片，硅钢片可以减小涡流损耗和磁滞损耗，进而降低铁芯发热，且多个硅钢片彼此绝缘，能够减小过流面积，进一步降低定子100发热。

请参阅图2，定子冲片开设有中心孔单体和多个定子槽单体，每个定子冲片上的多个定子槽单体沿定子铁芯110的轴向上贯通，从而使多个定子槽单体形成上述供定子绕组120穿设的定子槽100b。同样地，每个定子冲片的中心孔单体在沿定子铁芯110的轴向上贯通，使得多个中心孔单体形成供转子200穿设的中心孔100a。请继续参阅图2，多个定子槽100b以中心孔100a的轴线为中心呈环形阵列排布，多个定子槽100b可以绕中心孔100a等距间隔设置。

需要说明的是，该定子铁芯110也可以是一体设置，一体设置的工艺简单，降低了定子铁芯110的制造难度，进而能够降低电机10的生产成本。另外，由于定子铁芯110为一体设置，能够有效地提高定子铁芯110的力学性能，提高电机10运行时的稳定性和电机10的使用寿命。

请参阅图1和图3，该转子200可以包括转子铁芯210和磁体220，转子铁芯210包括多个转子冲片，多个定子冲片堆叠并冲压而成。该转子冲片也可以是硅钢片，从而减小涡流损耗和磁滞损耗，降低铁芯发热。并且，由于多个硅钢片彼此绝缘，能够减小过流面积，进一步降低转子200发热。

请参阅图3，转子冲片上开设有转子槽单体，当多个转子冲片在冲压时，每个转子冲片的转子槽单体沿转子铁芯210的轴向贯通，从而使多个转子槽单体形成上述供磁体220插入的转子槽200a。可以理解的是，该磁体220可以是永磁体220，永磁体220采用稀土类永磁材料制成，例如钕铁硼，钕铁硼的磁力较强，可以进一步提高电机10的性能和电机10运行功率。请继续参阅图3，多个转子槽200a以中心孔100a的轴线为中心，在转子冲片的周缘呈环形阵列排布，可以理解的是，多个转子槽200a可以是等距间隔设置。

该基准面为垂直于中心孔100a的的一平面，也可以认为是定子100或转子200的一径向截面。请参阅图2，S1为多个定子槽100b在垂直方向上的投影之和，定子绕组120缠绕在定子铁芯110上并容置于定子槽100b内。如果多个定子槽100b在垂直方向上的投影之和S1过大，导致磁路易饱和，运行电流过大，定子100的铜耗和铁耗水平增大；而如果多个定子槽100b在垂直方向上的投影之和S1过小，将导致电阻增大，定子100的铜耗和铁耗水平也会增大。所以，S1不能太大，也不能太小。

请参阅图3，S2为多个转子槽200a在垂直方向上的投影之和，磁体220穿设在转子槽200a内。如果增大多个转子槽200a在垂直方向上的投影之和S2，电机10的启动转矩减小，增大了电机10效率，但是磁体220也相应增大，从而增大了转子200的铁耗；而为了减小转子200的铁耗，缩小磁体220的体积，减小多个转子槽200a在垂直方向上的投影之和S2，将增大电机10的启动转矩，降低电机10效率。

由于转子200的大小与定子100相关，通过限定S2与S1的比值大于等于0.26且小于等于0.33，从而合理地改善电机10的铁耗和铜耗分布，并且保证了电机10启动转矩，提高了电机10效率，有效地平衡了电机10的铜耗和铁耗分布与电机10启动转矩之间的关系。

请参阅图2，S3为定子冲片的横截面积，即S3包括了S1的面积。为了进一步提高电机10的工作效率，该多个定子槽100b在垂直方向上的投影之和S1与定子冲片的横截面积S3的比值大于等于0.10且小于等于0.18，优化定子100的结构。

本实用新型技术方案通过限定定子槽100b在基准面上的投影面积之和S1，保证了位于定子槽100b内的定子绕组120可以提供有效的电枢磁场，从而降低了定子绕组120铜耗；另外，通过限定转子槽200a在基准面上的投影面积之和S2，减小了转子槽200a的面积，降低了转子200铁耗。同时，通过限定S2与S1的比值大于等于0.26且小于等于0.33，有效地改善了电机10的铁耗和铜耗分布，提高了电机10整机性能和电机10效率，平衡了电机10的启动转矩与电机10效率之间的关系。

为了进一步改善电机10的铁耗和铜耗分布，保证定子绕组120可以提供有效的电枢磁场，限定电机10的磁通量，定子100的外周缘投影在基准面上的投影面积S3与定子槽100b在基准面上的投影面积之和S1的比值大于等于0.10且小于等于0.18，使电机10效率进一步提高。

进一步地，在一实施例中，0.27≤S2/S1≤0.31。请参阅图4，随着S2与S1的比值增大，电机10效率的损耗略微升高，电机10启动转矩的损耗越小，为了降低电机10效率和电机10的动转矩的损耗，S2与S1的比值大于等于0.27且小于等于0.31。

在一实施例中，0.12≤S1/S3≤0.16。请参阅图5，S1与S3的比值太小或太大，电机10的铜耗均会增大；而S1与S3的比值越大，电机10的铁耗降低，为了兼顾电机10的铜耗和铁耗，S1与S3的比值大于等于0.12且小于等于0.16。

在另一实施例中，0.27≤S2/S1≤0.31，0.12≤S1/S3≤0.16，从而降低了电机10效率和电机10的动转矩的损耗，同时降低电机10的铜耗和铁耗，平衡电机10的启动转矩与电机10效率之间的关系。

请参阅图4至图5，在一实施例中，S2/S1＝0.285时，电机10启动转矩的损耗不会太高，同时电机10效率的损耗较小。当S1/S3＝0.135时，电机10的铜耗最小，电机10的铁耗相对较小。

为了提高电机10效率，请参阅图2，在一实施例中，所述中心孔100a的直径为D1，所述定子100的外径为D2，0.51≤D1/D2≤0.53。

通过限定中心孔100a的直径D1与定子100的外径D2的比值，可以有效地保证定子100和转子200的齿轭部宽度，改善电机10磁场分布，有效降低定子100铁耗、转子200铜耗、以及转子200铝耗。另外，也限定了定子铁芯110和转子铁芯210的尺寸，进而对电机10的磁通量进行限定，提高了电机10的效率。

该中心孔100a的直径D1不能太小，请参阅图2，在一实施例中，所述D1不小于150毫米。通过限定中心孔100a的大小，从而限定转子铁芯210的大小，有效地保证了电机10的效率。

为了进一步降低电机10的铜耗，请参阅图3，在一实施例中，所述转子200的外径为D3，(D1-D3)/2≤0.50毫米。通过优化电机10的定子100与转子200之间的间隙，可以有效降低定子绕组120的激磁电流，从而降低了定子绕组120铜耗。

该多个定子槽100b的面积和S1和多个转子槽200a的面积和S2限定后，请参阅图2至图3，在一实施例中，所述定子槽100b的数量为6的倍数，所述转子槽200a的数量为2的倍数，从而进一步降低了电机10在运行过程中的铜耗和铁耗，提高电机10的效率，平衡电机10的启动转矩与电机10效率之间的关系。可以理解的是，转子槽200a成对设置能够优化转子200的磁场分布，提高电机10的效率。

在一实施例中，所述定子槽100b的数量为30，所述转子槽200a的数量为34。在限定S1和S2的比值后，通过定子槽100b的数量为30，从而限定了单个定子槽100b的面积，保证了定子绕组120提供有效的电枢磁场，进一步降低定子绕组120的铜耗。同样地，通过转子槽200a的数量为34，从而限定了单个转子槽200a的面积，保证了电机10启动转矩。

为了便于应用于压缩机1时回油，请参阅图1至图2，在一实施例中，所述定子100的周缘具有采用切边处理的切边部111。当采用定子冲片时，可以是对每一定子冲片预先切边处理，然后再叠压在一起，以使得定子的周缘形成切边部111。当定子100与压缩机1的壳体20配合时，切边部111与壳体20之间形成回油间隙，从而在压缩机1运行过程中，可以使得冷媒带出的润滑油能够从该回油间隙回落到储油结构里。

润滑油可以从回油间隙流回，也可以从回油间隙流出，为了避免润滑油流出速度太快。请参阅图2，在一实施例中，所述切边部111的数量不小于4个，多个所述切边部111沿所述定子100的周向设置。

该切边部111的数量大于等于4，改善了电机10的通流面积，从而降低了走油速度，降低吐油量，保证机械部分的润滑，提升了电机10的整机性能。

请参阅图1，本实用新型还提出一种压缩机1，该压缩机1包括壳体20和电机10，所述电机10安装于所述壳体20。该电机10的具体结构参照上述实施例，由于本压缩机1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少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。可以理解的是，该壳体20可以设有容置腔，该电机10安装在该容置腔内。

本实用新型还提出一种制冷设备，该制冷设备包括压缩机1，该压缩机1包括上述电机10。该制冷设备还包括电机10和风机，所述电机10与所述风机电连接，以驱动风机运转。该压缩机1的具体结构参照上述实施例，由于本制冷设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少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。

需要说明的是，该制冷设备可以是空调器、冰箱、风扇等，该压缩机1还可以用于电视机、洗衣机、洗碗机、空调净化器等。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电机，其特征在于，包括定子和转子，所述定子具有中心孔以及多个定子槽，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，所述转子上设置有多个转子槽，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，其中，0.26≤S2/S1≤0.33，0.10≤S1/S3≤0.18。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，0.27≤S2/S1≤0.31；和/或，0.12≤S1/S3≤0.16。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，S2/S1＝0.285；和/或，S1/S3＝0.135。

4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述中心孔的直径为D1，所述定子的外径为D2，0.51≤D1/D2≤0.53。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于，所述转子的外径为D3，(D1-D3)/2≤0.50毫米。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的电机，其特征在于，所述定子槽的数量为6的倍数，所述转子槽的数量为2的倍数。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述定子槽的数量为30，所述转子槽的数量为34。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的电机，其特征在于，所述定子的周缘具有采用切边处理的切边部。

9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，所述切边部的数量不小于4个，多个所述切边部沿所述定子的周向设置。

10.一种压缩机，其特征在于，包括壳体和如权利要求1至9中任意一项所述的电机，所述电机安装于所述壳体。

11.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的电机和/或如权利要求10所述的压缩机。

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