CN216851449U - 三相自起动同步磁阻电机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三相自起动同步磁阻电机、压缩机，其中的三相自起动同步磁阻电机，包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯、定子绕组，所述定子铁芯上构造有定子槽，所述定子槽包括定子大槽及定子小槽，定子铁芯的外周边与定子小槽对应的位置处具有定子切边，且定子切边的总数N为能够被3整除的偶数。根据本实用新型，能够使定子铁芯的轭部宽度更加均匀，减少定子轭部过度饱和的现象，能够使磁力线在定子铁芯中分布更加均匀，充分利用定子，提升电机效率。

Description

三相自起动同步磁阻电机、压缩机

技术领域

本实用新型属于电机设计技术领域，具体涉及一种三相自起动同步磁阻电机、压缩机。

背景技术

自起动同步磁阻电机在同步磁阻电机的基础上，结合了异步电机的优点，通过转子导条产生的异步转矩实现自起动，不需要再使用变频器驱动。与异步电机相比，电机可实现恒速运行，转子损耗低，同步运行时的效率提升；与异步起动永磁同步电机相比，电机不使用永磁体材料，成本低，且不存在永磁体退磁问题。但因自起动同步磁阻电机的多层磁障层结构，导致电机散热效率不高，而为了能够提升电机的散热效率，常用的方式是对定子铁芯的外周边进行切边形成定子切边，如此能够形成定子流通孔，以增大气流在电机内部的流通面积，但定子切边的形成导致定子铁芯的轭部宽度不均匀，容易出现定子轭部过度饱和的情况，进而造成磁力线分布不均、定子得不到充分利用、电机效率下降的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种三相自起动同步磁阻电机、压缩机，能够克服相关技术中的自起动同步磁阻电机的定子铁芯的定子切边导致定子铁芯的轭部宽度不均匀，易造成定子轭部饱和的问题，进而造成磁力线分布不均、定子得不到充分利用、电机效率下降的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种三相自起动同步磁阻电机，包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯、定子绕组，所述定子铁芯上构造有定子槽，所述定子槽包括定子大槽及定子小槽，定子铁芯的外周边与定子小槽对应的位置处具有定子切边，且定子切边的总数N为能够被3整除的偶数。

在一些实施方式中，定子绕组分为三相，三相绕组沿定子铁芯的圆周相互间隔对称地嵌装于定子槽中。

在一些实施方式中，所述定子绕组包括单层定子绕组及双层定子绕组，所述双层定子绕组不同相，所述单层定子绕组嵌装于所述定子小槽中，所述双层定子绕组嵌装于定子大槽中；和/或，定子大槽与定子的外周边的圆弧相对应。

在一些实施方式中，与定子切边相对应的定子小槽的数量至少为2个；和/或，定子切边分散于定子铁芯的外周，且关于转子铁芯的d轴和q轴对称。

在一些实施方式中，定子切边与外部壳体之间形成的流通面积应占定转子流通总面积的40％以上。

在一些实施方式中，定子切边包括短切边和长切边，短切边与长切边应满足0.7L1≤L2≤L1，L1为长切边的长度，L2为短切边的长度。

在一些实施方式中，定子切边的总长度(∑L1+∑L2)与定子铁芯不切边时的外圆周长L之间满足0.4L≤∑L1+∑L2≤0.5L，其中L＝2пR，R为定子铁芯不切边时的外圆半径。

在一些实施方式中，定子小槽的槽底与定子切边之间的最小距离h1和定子大槽的槽底与圆弧之间的距离h满足0.9h≤h1≤1.1h。

在一些实施方式中，h≤h1≤1.05h。

在一些实施方式中，定子大槽的总面积大于定子小槽的总面积的3％～15％。

在一些实施方式中，定子大槽的总面积大于定子小槽的总面积的5％～8％。

在一些实施方式中，转子组件包括转子铁芯，转子铁芯上设置有填充槽、狭缝槽以及轴孔，其中填充槽位于转子铁芯的外周，填充槽包括第二填充槽和第一填充槽，第二填充槽和狭缝槽或第一填充槽组成转子的多层磁障层。

在一些实施方式中，一个转子极下的磁障层关于q轴对称布置，且沿径向布置2层以上。

在一些实施方式中，每层由第二填充槽和狭缝槽组成的磁障层中，第二填充槽和狭缝槽之间都存在分割筋，分割筋的沿d轴方向的宽度L3满足L3≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。

在一些实施方式中，在d轴与q轴组成的第一象限内，分割筋中心相对于d轴和q轴的距离满足kq＝-ν*kd+λ，kq为分割筋中心到q轴的距离，kd为分割筋中心到d轴的距离，0.28≤ν≤0.46，28≤λ≤33。

在一些实施方式中，相邻两个第二填充槽之间的磁通道的最小宽度d1大于与该两个第二填充槽对应的狭缝槽之间形成的磁通道的最小宽度d2，d1≥1.15d2。

在一些实施方式中，1.2d2≤d1≤1.35d2。

在一些实施方式中，相邻两层磁障层的沿q轴方向的最小距离d3满足d3≥1.5d4，d4为该相邻两层磁障层中沿q轴方向宽度较小磁障层的沿q轴方向的最小宽度；和/或，相邻两层磁障层之间形成导磁通道，向远离d轴的方向，各导磁通道在q轴方向上的最大宽度逐渐减小。

在一些实施方式中，靠近转子外圆的最外层狭缝槽两端的两个第二填充槽的靠近狭缝槽一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4，与其相邻的靠近轴孔侧的内层磁障层中，位于狭缝槽两端的两个第二填充槽的靠近狭缝槽一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L5，0.2≤L4/L5≤0.9；和/或，靠近转子外圆的最外层狭缝槽两端的两个第二填充槽的靠近狭缝槽一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4；靠近轴孔的最内层磁障层中，位于狭缝槽两端的两个第二填充槽的靠近狭缝槽一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L6，0.1≤L4/L6≤0.7。

在一些实施方式中，0.45≤L4/L5≤0.65；和/或，0.3≤L4/L6≤0.35。

在一些实施方式中，靠近转子外圆侧的最外层磁障层中，狭缝槽和填充槽之间的分割筋与最外层磁障层相邻的狭缝槽和填充槽之间的分割筋之间沿d轴方向的距离为L7，最外层磁障层的狭缝槽和填充槽之间的分割筋与靠近转子轴孔侧的最内层磁障层的狭缝槽和填充槽之间的分割筋之间沿d轴方向的距离为L8，0≤L7/L8≤0.6。

在一些实施方式中，0≤L7/L8≤0.4。

在一些实施方式中，0≤L7/L8≤0.2。

在一些实施方式中，各层磁障层中，填充槽沿q轴方向的最大宽度与狭缝槽在q轴上的宽度的比值为τ2，τ2＞1.4.

在一些实施方式中，1.5＜τ2＜3.0。

在一些实施方式中，狭缝槽由弧线段和/或直线段组成，且沿q轴间隔设置，从转子轴孔侧到转子外圆侧，狭缝槽弧线段的弧度逐渐变大，且同层狭缝槽外圆弧弧度大于内圆弧弧度；或者，狭缝槽的两端大体沿d轴方向延伸，狭缝槽的宽度从狭缝槽中间位置向两端逐渐增加。

在一些实施方式中，从转子轴孔侧至转子外圆侧，各层狭缝槽的靠近两个第二填充槽的端部之间的曲线长度逐渐递减，相邻狭缝槽的曲线长度递减比例为5％～20％。

在一些实施方式中，填充槽与转子外圆之间的间隔d5满足d5≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。

在一些实施方式中，转子铁芯上具有的填充槽中至少有五种填充面积不同的填充槽；和/或，第一填充槽及第二填充槽的总填充面积占第一填充槽、第二填充槽及狭缝槽的总面积的30％～70％。

在一些实施方式中，第一填充槽及第二填充槽的总填充面积占第一填充槽、第二填充槽及狭缝槽的总面积的35％～50％。

在一些实施方式中，所有填充槽的沿q轴方向的最大厚度与最小厚度之间的比值τ满足1≤τ≤2。

在一些实施方式中，1.3≤τ≤1.5。

在一些实施方式中，向靠近d轴的方向，各第二填充槽的沿q轴方向上的最大厚度逐渐增大。

在一些实施方式中，向靠近d轴的方向，各第二填充槽沿q轴方向的最大宽度至少三层连续增大。

在一些实施方式中，向远离d轴的方向，从靠近d轴的第二层磁障层至靠近转子外圆侧的磁障层中，各第二填充槽沿q轴方向的最大宽度连续减小。

在一些实施方式中，第一填充槽和第二填充槽的槽内均填充导电不导磁的材料，填充槽通过转子两端的端环进行自行短路连接，形成鼠笼结构。

在一些实施方式中，第一填充槽两端与转子中心连线的夹角α1满足20°≤α1≤60°；和/或，第一填充槽沿d轴方向的宽度小于与其相邻磁障层中的两个第二填充槽的靠近狭缝槽一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度。

在一些实施方式中，30°≤α1≤50°。

在一些实施方式中，30°≤α1≤35°。

在一些实施方式中，第一填充槽在q轴方向上到转子中心的距离L9与转子半径Rr的比值满足0.82≤L9/Rr≤0.96；和/或，靠近轴孔侧的两层最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边在q轴上的距离与转轴在q轴上的宽度的比值大于1.2；和/或，靠近轴孔侧的最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边的弧线段的直径与转轴在q轴上的宽度的比值大于2。

在一些实施方式中，第一填充槽位于转子外周的q轴方向上，并沿平行于d轴的方向延伸。

在一些实施方式中，第一填充槽包括多个q轴填充槽，相邻q轴填充槽之间均存在筋，q轴填充槽的数量m满足m≥3，且m与转子半径Rr的比值满足m/Rr≥0.07，同时，筋沿d轴方向的宽度的和L10与转子半径Rr的比值满足L10/Rr≥0.045。

在一些实施方式中，转子铁芯具有的轴孔在q轴方向上的最大宽度不大于轴孔在d轴方向上的最大宽度；和/或，轴孔由弧线段和/或直线段组成。

本实用新型还提供一种压缩机，包括上述的三相自起动同步磁阻电机。

本实用新型提供的一种三相自起动同步磁阻电机、压缩机，一方面，所述定子切边的设置可以最大限度地增大电机内部气流的流通面积，减少电机热量的增加，增大冷量，提升压缩机能效；另一方面，定子小槽与定子切边相对应，能够使定子铁芯的轭部宽度更加均匀，减轻定子轭部的饱和程度，能够使磁力线在定子铁芯中分布更加均匀，充分利用定子，提升电机效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的三相自起动同步磁阻电机的定转子结构示意图(轴向)；

图2为本实用新型另一实施例的三相自起动同步磁阻电机的定转子结构示意图(轴向)；

图3为采用本实用新型的技术方案的电机与现有技术中的电机的电流波形对比图；

图4为采用本实用新型的技术方案的电机与现有技术中的电机的谐波损耗对比图；

图5为采用本实用新型的技术方案的电机与现有技术中的电机的效率对比图。

附图标记表示为：

1、定子铁芯；2、定子切边；31、定子大槽；32、定子小槽；4、转子铁芯；51、第二填充槽；52、第一填充槽；6、狭缝槽；7、轴孔；8、分割筋；9、筋。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本实用新型的实施例，本实用新型提供的一种压缩机用三相自起动同步磁阻电机，由定子组件和转子组件组成，其中定子组件包括定子铁芯1和定子绕组，转子组件包括转子铁芯4、转子绕组和转轴。本实用新型在定子铁芯1的外周采用切边设计，可以增大电机流通面积，增加压缩机制冷量，提升电机能效；通过定子切边2、定子大槽31、定子小槽32以及单、双层绕组的结合设计，减小电机的齿谐波含量，降低电机振动和噪声，增强电机运行的稳定性；降低电机谐波损耗，提升电机效率。定子铁芯1由定子冲片叠压而成，定子铁芯1上构造有定子槽，转子铁芯4由转子冲片叠压而成。

在本实用新型中，定子槽包括定子大槽31和定子小槽32，定子小槽32与定子切边2相对应。所述定子大槽31与定子外周边的圆弧相对应。定子切边2的总数N为偶数，且能被3整除，且与定子切边2相对应的一组定子小槽32的数量至少为2个。该技术方案中，一方面，所述定子切边2的设置可以最大限度地增大电机内部气流的流通面积，减少电机热量的增加，增大冷量，提升压缩机能效；另一方面，定子小槽32与定子切边2相对应，能够使定子铁芯1的轭部宽度更加均匀，避免出现定子轭部高度过大或过小，影响定子轭部的饱和度，进而能够使磁力线在定子铁芯1中分布更加均匀，充分利用定子，提升电机效率(可以理解的，在磁力线在定子轭部饱和后，电能将无法再转化成更多的磁能，只能转化成热能，这会导致电机迅速升温)。

定子切边2的总数N为偶数，且能被3整除，且与每条定子切边2相对应的一组定子小槽32的数量至少为2个；由于定子切边2对应定子小槽32，定子小槽32内需要嵌入单层定子绕组，这样设置不仅可以保证定子与电机壳体之间的抱紧力，而且能够保证定子三相绕组电动势的对称性，有助于降低电机振动和噪声，增强电机运行的稳定性。在一些实施方式中，定子的外圆周由定子切边2和圆弧组成，定子切边2形成的流通面积应占定转子流通总面积(包括定子流通面积和转子狭缝槽6总面积)的40％以上，以增大气流在压缩机电机内部的流通面积，增大冷量，提升压缩机能效。

在一些实施方式中，定子切边2分散于定子铁芯1的外周，且关于d轴和q轴对称，以保证定子与电机壳体之间的抱紧力，避免定子位移对电机效率的影响。

在一些实施方式中，定子切边2的长度相等或分为短切边和长切边，短切边与长切边应满足0.7L1≤L2≤L1；定子切边2部分的总长度(∑L1+∑L2)与定子铁芯1不切边时的外圆周长之间应满足0.4L≤∑L1+∑L2≤0.5L，其中L＝2пR，L为定子铁芯1不切边时的外圆周长，R为定子铁芯1不切边时的外圆半径，L1为长切边的长度，L2为短切边的长度。这样设置的目的是一方面可以最大限度地增大电机内部气流的流通面积，减少电机热量的增加，另一方面，可以保证定子与电机壳体之间的抱紧力，避免定子位移对电机效率的影响。

在一些实施方式中，定子小槽32的槽底与定子切边2之间的最小距离h1和定子大槽31的槽底与定子外周边的圆弧之间的距离h应满足0.9h≤h1≤

1.1h，更优地，h≤h1≤1.05h。这样设置以保证在定子小槽32对应定子切边2、定子大槽31对应定子外周边圆弧的情况下，避免出现定子轭部高度过大或过小的问题，影响定子轭部的饱和度。

在一些实施方式中，定子大槽31的总面积大于定子小槽32的总面积的3％～15％，更优地，该比例为5％～8％；定子槽内嵌入定子绕组，其中定子小槽32内嵌入单层定子绕组，定子大槽31内嵌入双层定子绕组，且双层绕组不同相；定子绕组分为三相，三相绕组关于圆周相互间隔对称嵌入定子槽中，以保证三相绕组感应电动势的对称性。这样设置方式不仅可以增大槽面积的利用率、降低用铜量，而且单双层绕组可以降低齿谐波含量，较低的齿谐波有助于降低电机振动和噪声，增强电机运行的稳定性。

转子铁芯4上设置有填充槽、狭缝槽6以及轴孔7，其中填充槽包括第二填充槽51和第一填充槽52，第二填充槽51和狭缝槽6或第一填充槽52组成转子的多层磁障层。

在一些实施方式中，一个转子极下的磁障结构关于q轴对称，且沿径向布置2层及以上。每层由第二填充槽51和狭缝槽6组成的磁障层中，第二填充槽51和狭缝槽6之间都存在分割筋8，分割筋8的沿d轴方向的宽度L3满足L3≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。分割筋8可以增强转子的机械强度，限定分割筋8的最小宽度，可以减小转子在制造过程中的变形，降低加工难度。

在一些实施方式中，在d轴与q轴组成的第一象限内，分割筋8中心相对于d轴和q轴的距离满足kq＝-ν*kd+λ，kq为分割筋8中心到q轴的距离，kd为分割筋8中心到d轴的距离，系数ν满足0.28≤ν≤0.46(无量纲)，系数λ满足28≤λ≤33(量纲与kq及kd一致)，限定分割筋8的位置和宽度，以减小转子发生形变的风险。

在一些实施方式中，相邻两个第二填充槽51之间的磁通道的最小宽度d1大于与该两个第二填充槽51对应的狭缝槽6之间形成的磁通道的最小宽度d2，d1与d2满足d1≥1.15d2，更优地，1.2d2≤d1≤1.35d2。目的是要保证填充槽之间留有足够的宽度，避免出现磁场饱和，影响磁障层之间通道的磁通流通。

在一些实施方式中，相邻两层磁障层的沿q轴方向的最小距离d3应满足d3≥1.5d4，d4为该相邻两层磁障层中沿q轴方向宽度较小磁障层的沿q轴方向的最小宽度。限定相邻磁障层之间的最小距离，可以降低转子的加工难度，保证转子磁密分布的均匀度和不饱和度。

在一些实施方式中，相邻两层磁障层之间形成导磁通道，向远离d轴的方向，各导磁通道在q轴方向上的最大宽度大致逐渐减小。越靠近轴孔7的导磁通道与定子的作用越大，对电机性能影响越大。此设置在合理利用转子空间的基础上，保证靠近轴孔侧导磁通道宽度，有助于提升电机性能。

在一些实施方式中，靠近转子外圆的最外层狭缝槽6两端的两个第二填充槽51的靠近狭缝槽6一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4；与其相邻的靠近轴孔侧的内层磁障层中，位于狭缝槽6两端的两个第二填充槽51的靠近狭缝槽6一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L5，则0.2≤L4/L5≤0.9，更优地，0.45≤L4/L5≤0.65。受限于转子空间的情况下，这样设置可以增大填充槽的面积，提升电机起动能力。

在一些实施方式中，靠近转子外圆的最外层狭缝槽6两端的两个第二填充槽51的靠近狭缝槽6一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4；靠近轴孔7的最内层磁障层中，位于狭缝槽6两端的两个第二填充槽51的靠近狭缝槽6一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L6，则0.1≤L4/L6≤0.7，更优地，0.3≤L4/L6≤0.35。受限于转子空间的情况下，这样设置可以增大填充槽的面积，提升电机起动能力。

在一些实施方式中，靠近转子外圆侧的最外层磁障层中，狭缝槽6和填充槽之间的分割筋8与最外层磁障层相邻的狭缝槽6和填充槽之间的分割筋8之间沿d轴方向的距离为L7；最外层磁障层的狭缝槽6和填充槽之间的分割筋8与靠近转子轴孔侧的最内层磁障层的狭缝槽6和填充槽之间的分割筋8之间沿d轴方向的距离为L8，则L7和L8的比值满足0≤L7/L8≤0.6，更优地，0≤L7/L8≤0.4，最优地，0≤L7/L8≤0.2。限定转子各填充槽和狭缝槽6之间分割筋8的最小相对距离与最大相对距离，可以增加磁障层之间的承受压力的面积，形成相互支撑的效果，使得转子在制造过程中的变形减小，降低工艺难度。

在一些实施方式中，各层磁障层中，填充槽沿q轴方向的最大宽度与狭缝槽6在q轴上的宽度的比值为τ2，τ2＞1.4，优选地，1.5＜τ2＜3.0，既保证了内层磁障层之间的导磁通道的宽度，又保证一定比例的磁障层占比，改善电机性能。

在一些实施方式中，狭缝槽6由弧线段和/或直线段组成，且沿q轴间隔设置，从转子轴孔侧到转子外圆侧，狭缝槽6弧线段的弧度逐渐变大，且同层狭缝槽6外圆弧弧度大于内圆弧弧度；或狭缝槽6的两端大体沿d轴方向延伸，狭缝槽6的宽度从狭缝槽6中间位置(q轴)向两端(d轴)逐渐增加。转子中间开有轴孔7，这样的设置方式可以增大转子空间的利用率，合理布置狭缝槽6，以增大转子凸极比，提升电机磁阻转矩。

在一些实施方式中，从转子轴孔侧至转子外圆侧，各层狭缝槽6的靠近两个第二填充槽51的端部之间的曲线长度逐渐递减，相邻狭缝槽6的曲线长度递减比例为5％～20％。转子中间设置有轴孔7，这样设置的目的是在合理利用转子空间的情况下，保证一定比例的磁障层占比，提升电机性能。

在一些实施方式中，填充槽与转子外圆之间的间隔d5满足d5≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。在保证转子机械强度的条件下，减小电机漏磁，提升电机效率

在一些实施方式中，转子结构上至少包含5种以上不同面积的填充槽；填充槽(第一填充槽52、第二填充槽51)的总面积应占转子槽(第一填充槽52、第二填充槽51、狭缝槽6)总面积的30％～70％，更优地，该比例为35％～50％，以保证一定比例的填充槽面积，使电机具有一定的带载起动能力。

在一些实施方式中，所有填充槽的沿q轴方向的最大厚度与最小厚度之间的比值τ满足1≤τ≤2，更优地，该比值应满足1.3≤τ≤1.5。限制该比值，一方面不会因填充槽沿q轴方向厚度过大而使导磁通道宽度过小进而影响效率，另一方面不会因填充槽沿q轴方向厚度过小而使填充槽面积过小进而影响起动。

在一些实施方式中，向靠近d轴的方向，各第二填充槽51的沿q轴方向上的最大厚度大致逐渐增大；更优地，向靠近d轴的方向，各第二填充槽51沿q轴方向的最大宽度至少3层连续增大；最优地，向远离d轴的方向，从靠近d轴的第二层磁障层至靠近转子外圆侧的磁障层中，各第二填充槽51沿q轴方向的最大宽度连续减小。这样设置，可以在合理利用转子空间的情况下，保证合适面积的铸铝量，提升电机的起动能力。

在一些实施方式中，第一填充槽52和第二填充槽51的槽内均填充导电不导磁的材料，较优地为铝或铝合金，填充槽通过转子两端的端环进行自行短路连接，形成鼠笼结构，端环材料与填充槽内填充材料相同。自行短路的鼠笼结构在电机起动阶段提供异步转矩，以实现电机的自起动；多层磁障层结构为电机提供磁阻转矩，以实现电机的同步运行。

在一些实施方式中，第一填充槽52位于转子外周的q轴方向上，可分块布置也可整块布置，且第一填充槽52两端与转子中心连线的夹角α1应满足20°≤α1≤60°，更优地，α1应满足30°≤α1≤50°，最优地，α1应满足30°≤α1≤35°。如此设置，第一填充槽52形成磁障层并作为填充槽，既可当做磁障层，增大电机的磁阻转矩，又可当做起动鼠笼，用于改善电机起动性能。

在一些实施方式中，第一填充槽52沿d轴方向的宽度小于与其相邻磁障层中的两个第二填充槽51的靠近狭缝槽6一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度。限制第一填充槽52的沿d轴方向的宽度，以避免因宽度过大而导致转子向轴孔侧或向外圆侧的变形。

在一些实施方式中，第一填充槽52在q轴方向上到转子中心的距离L9与转子半径Rr的比值满足0.82≤L9/Rr≤0.96。靠近轴孔侧的两层最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边在q轴上的距离与转轴在q轴上的宽度的比值大于1.2。靠近轴孔侧的最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边的弧线段的直径与转轴在q轴上的宽度的比值大于2。若L9/Rr过小，则最外层导磁通道过窄，电机损耗增大，效率下降；若L9/Rr过大，则第一填充槽52与转子外圆距离过小，加工难度增大。

在一些实施方式中，第一填充槽52位于转子外周的q轴方向上，并沿平行于d轴的方向延伸，可分块布置也可整块布置，当为分块布置时，也即第一填充槽52包括多个q轴填充槽。这样设置可以与其相邻磁障层之间形成顺畅的导磁通道。

在一些实施方式中，分块布置时相邻q轴填充槽之间均存在筋9，其数量m满足m≥3，且m与转子半径Rr的比值满足m/Rr≥0.07，同时，筋9沿d轴方向的宽度的和L10与转子半径Rr的比值满足L10/Rr≥0.045。靠近转子外圆侧的由第一填充槽52组成的最外层磁障层，是转子最容易变形的部分，将最外层第一填充槽52分割为多个填充槽，可以减小转子在此处的变形。同时限定各第一填充槽52之间筋9的总宽度，能够保证转子最外层磁障层的受力面积，进一步增强转子的机械强度，减小转子在制造过程中的变形，降低工艺难度。

在一些实施方式中，轴孔7在q轴方向上的最大宽度不大于轴孔7在d轴方向上的最大宽度。q轴方向上设置有狭缝槽6，这样的设置方式可以增大转子空间的利用率，以便合理布置狭缝槽6，以增大转子凸极比，提升电机磁阻转矩。

在一些实施方式中，轴孔7由弧线段和/或直线段组成。

可以理解的是，本实用新型中转子铁芯相关结构的长度、宽度、厚度、直径等皆可以优选以mm为度量单位，在合理的情况下也可以选择采用其他的合适的度量单位。

在一些实施方式中，三相自起动同步磁阻电机尤其是一种三相自起动同步磁阻两极电机，电机轴输出端连接的负载惯量小于电机本身转轴系统惯量的60％。

图2所示，所述定子切边2的长度相等，这样设置可以增大定子铁芯1与电机壳体之间的抱紧力，防止电机运行过程中定子铁芯1产生位移；所述第一填充槽52为整块布置，可选地，所述第一填充槽52也可采用多块分块布置；所述轴孔7不限于圆形，也可采用椭圆形或为直线和弧线的组合形状。采用本技术方案可以达到与第一实施方案相同的技术效果。

根据本实用新型的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的自起动同步磁阻电机。

图3～图5所示为本实用新型技术与现有技术电流波形、铝耗及电机效率效果对比，本实用新型技术可以减小自起动同步磁阻电机的齿谐波含量，降低电机振动和噪声，增强电机运行的稳定性；降低电机谐波损耗，提升电机效率。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (44)

1.一种三相自起动同步磁阻电机，包括定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯(1)、定子绕组，其特征在于，所述定子铁芯(1)上构造有定子槽，所述定子槽包括定子大槽(31)及定子小槽(32)，定子铁芯(1)的外周边与定子小槽(32)对应的位置处具有定子切边(2)，且定子切边(2)的总数N为能够被3整除的偶数。

2.根据权利要求1所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子绕组分为三相，三相绕组沿定子铁芯(1)的圆周相互间隔对称地嵌装于定子槽中。

3.根据权利要求1所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，所述定子绕组包括单层定子绕组及双层定子绕组，所述双层定子绕组不同相，所述单层定子绕组嵌装于所述定子小槽(32)中，所述双层定子绕组嵌装于定子大槽(31)中；和/或，定子大槽(31)与定子的外周边的圆弧相对应。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，与每条定子切边(2)相对应的定子小槽(32)的数量至少为2个；定子切边(2)分散于定子铁芯(1)的外周，且关于转子铁芯(4)的d轴和q轴对称。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子切边(2)与外部壳体之间形成的流通面积应占定转子流通总面积的40％以上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子切边(2)包括短切边和长切边，短切边与长切边应满足0.7L1≤L2≤L1，L1为长切边的长度，L2为短切边的长度。

7.根据权利要求6所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子切边(2)的总长度(∑L1+∑L2)与定子铁芯(1)不切边时的外圆周长L之间满足0.4L≤∑L1+∑L2≤0.5L，其中L＝2пR，R为定子铁芯(1)不切边时的外圆半径。

8.根据权利要求3所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子小槽(32)的槽底与定子切边(2)之间的最小距离h1和定子大槽(31)的槽底与圆弧之间的距离h满足0.9h≤h1≤1.1h。

9.根据权利要求8所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，h≤h1≤1.05h。

10.根据权利要求3所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子大槽(31)的总面积大于定子小槽(32)的总面积的3％～15％。

11.根据权利要求10所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，定子大槽(31)的总面积大于定子小槽(32)的总面积的5％～8％。

12.根据权利要求1所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，转子组件包括转子铁芯(4)，转子铁芯(4)上设置有填充槽、狭缝槽(6)以及轴孔(7)，其中填充槽位于转子铁芯(4)的外周，填充槽包括第二填充槽(51)和第一填充槽(52)，第二填充槽(51)和狭缝槽(6)或第一填充槽(52)组成转子的多层磁障层。

13.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，一个转子极下的磁障层关于q轴对称布置，且沿径向布置的层数大于或等于2层。

14.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，每层由第二填充槽(51)和狭缝槽(6)组成的磁障层中，第二填充槽(51)和狭缝槽(6)之间都存在分割筋(8)，分割筋(8)的沿d轴方向的宽度L3满足L3≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，在d轴与q轴组成的第一象限内，分割筋(8)中心相对于d轴和q轴的距离满足kq＝-ν*kd+λ，kq为分割筋(8)中心到q轴的距离，kd为分割筋(8)中心到d轴的距离，0.28≤ν≤0.46，28≤λ≤33。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，相邻两个第二填充槽(51)之间的磁通道的最小宽度d1大于与该两个第二填充槽(51)对应的狭缝槽(6)之间形成的磁通道的最小宽度d2，d1≥1.15d2。

17.根据权利要求16所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，1.2d2≤d1≤1.35d2。

18.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，相邻两层磁障层的沿q轴方向的最小距离d3满足d3≥1.5d4，d4为该相邻两层磁障层中沿q轴方向宽度较小磁障层的沿q轴方向的最小宽度；和/或，相邻两层磁障层之间形成导磁通道，向远离d轴的方向，各导磁通道在q轴方向上的最大宽度逐渐减小。

19.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，靠近转子外圆的最外层狭缝槽(6)两端的两个第二填充槽(51)的靠近狭缝槽(6)一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4，与其相邻的靠近轴孔侧的内层磁障层中，位于狭缝槽(6)两端的两个第二填充槽(51)的靠近狭缝槽(6)一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L5，0.2≤L4/L5≤0.9；和/或，靠近转子外圆的最外层狭缝槽(6)两端的两个第二填充槽(51)的靠近狭缝槽(6)一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L4；靠近轴孔(7)的最内层磁障层中，位于狭缝槽(6)两端的两个第二填充槽(51)的靠近狭缝槽(6)一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度为L6，0.1≤L4/L6≤0.7。

20.根据权利要求19所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，0.45≤L4/L5≤0.65；和/或，0.3≤L4/L6≤0.35。

21.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，靠近转子外圆侧的最外层磁障层中，狭缝槽(6)和填充槽之间的分割筋(8)与最外层磁障层相邻的狭缝槽(6)和填充槽之间的分割筋(8)之间沿d轴方向的距离为L7，最外层磁障层的狭缝槽(6)和填充槽之间的分割筋(8)与靠近转子轴孔侧的最内层磁障层的狭缝槽(6)和填充槽之间的分割筋(8)之间沿d轴方向的距离为L8，0≤L7/L8≤0.6。

22.根据权利要求21所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，0≤L7/L8≤0.4。

23.根据权利要求22所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，0≤L7/L8≤0.2。

24.根据权利要求12至14中任一项所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，各层磁障层中，填充槽沿q轴方向的最大宽度与狭缝槽(6)在q轴上的宽度的比值为τ2，τ2＞1.4。

25.根据权利要求24所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，1.5＜τ2＜3.0。

26.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，狭缝槽(6)由弧线段和/或直线段组成，且沿q轴间隔设置，从转子轴孔侧到转子外圆侧，狭缝槽(6)弧线段的弧度逐渐变大，且同层狭缝槽(6)外圆弧弧度大于内圆弧弧度；或者，狭缝槽(6)的两端大体沿d轴方向延伸，狭缝槽(6)的宽度从狭缝槽(6)中间位置向两端逐渐增加。

27.根据权利要求26所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，从转子轴孔侧至转子外圆侧，各层狭缝槽(6)的靠近两个第二填充槽(51)的端部之间的曲线长度逐渐递减，相邻狭缝槽(6)的曲线长度递减比例为5％～20％。

28.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，填充槽与转子外圆之间的间隔d5满足d5≥0.5σ，σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。

29.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，转子铁芯(4)上具有的填充槽中至少有五种填充面积不同的填充槽；和/或，第一填充槽(52)及第二填充槽(51)的总填充面积占第一填充槽(52)、第二填充槽(51)及狭缝槽(6)的总面积的30％～70％。

30.根据权利要求29所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)及第二填充槽(51)的总填充面积占第一填充槽(52)、第二填充槽(51)及狭缝槽(6)的总面积的35％～50％。

31.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，所有填充槽的沿q轴方向的最大厚度与最小厚度之间的比值τ满足1≤τ≤2。

32.根据权利要求31所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，1.3≤τ≤1.5。

33.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，向靠近d轴的方向，各第二填充槽(51)的沿q轴方向上的最大厚度逐渐增大。

34.根据权利要求33所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，向靠近d轴的方向，各第二填充槽(51)沿q轴方向的最大宽度至少三层连续增大。

35.根据权利要求34所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，向远离d轴的方向，从靠近d轴的第二层磁障层至靠近转子外圆侧的磁障层中，各第二填充槽(51)沿q轴方向的最大宽度连续减小。

36.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)和第二填充槽(51)的槽内均填充导电不导磁的材料，填充槽通过转子两端的端环进行自行短路连接，形成鼠笼结构。

37.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)两端与转子中心连线的夹角α1满足20°≤α1≤60°；和/或，第一填充槽(52)沿d轴方向的宽度小于与其相邻磁障层中的两个第二填充槽(51)的靠近狭缝槽(6)一侧的端部之间的沿d轴方向的宽度。

38.根据权利要求37所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，30°≤α1≤50°。

39.根据权利要求38所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，30°≤α1≤35°。

40.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)在q轴方向上到转子中心的距离L9与转子半径Rr的比值满足0.82≤L9/Rr≤0.96；和/或，靠近轴孔侧的两层最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边在q轴上的距离与转轴在q轴上的宽度的比值大于1.2；和/或，靠近轴孔侧的最内层磁障层的靠近轴孔侧的侧边的弧线段的直径与转轴在q轴上的宽度的比值大于2。

41.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)位于转子外周的q轴方向上，并沿平行于d轴的方向延伸。

42.根据权利要求41所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，第一填充槽(52)包括多个q轴填充槽，相邻q轴填充槽之间均存在筋(9)，q轴填充槽的数量m满足m≥3，且m与转子半径Rr的比值满足m/Rr≥0.07，同时，筋(9)沿d轴方向的宽度的和L10与转子半径Rr的比值满足L10/Rr≥0.045。

43.根据权利要求12所述的三相自起动同步磁阻电机，其特征在于，转子铁芯(4)具有的轴孔(7)在q轴方向上的最大宽度不大于轴孔(7)在d轴方向上的最大宽度；和/或，轴孔(7)由弧线段和/或直线段组成。

44.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求43所述的三相自起动同步磁阻电机。

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