CN217010449U - 车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，包括：定子铁芯和转子铁芯，定子铁芯的内环面上设有多个均匀间隔排列的多边形半闭口槽，相邻两个多边形半闭口槽之间形成定子齿，定子齿齿尖的两端相对设有削齿部，削齿部临近槽口一端的外径大于削齿部临近齿中心一端的外径，削齿部的长度为2.5mm～4.5mm之间，削齿部的深度为0.15mm～0.45mm之间；转子铁芯的外环面上均匀设置有多个矩形槽，其内放置有与其间隙配合的磁铁。本实用新型至少存在以下优点：该铁芯结构通过改进定子铁芯与转子铁芯的结构及尺寸，以提高该永磁同步电机旋转的平稳性、降低电机压缩机的振动和噪音，提高了单位体积的扭矩密度。

Description

车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构

技术领域

本实用新型涉及了永磁同步电机技术领域，具体的是一种车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构。

背景技术

目前市场上使用的电动压缩机，随着市场需求越来越高，厂家对压缩机的性能和NVH(振动、噪音)要求越来越高，工况越来越复杂，对压缩机电机的性能也提高。

现有螺栓式6极9槽的永磁同步电机NVH偏高，影响车内乘客的舒适度；且当永磁同步电机需要达到大扭矩时，需要加大电机的体积，导致电机成本增加。由于螺栓式6极9槽的永磁同步电机单位体积的扭矩密度属于中等，在大扭矩、小空间需求时，已经无法满足客户的各种需求。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其用于解决电动压缩机电机振动大，噪音大且单位体积的扭矩密度中等的问题。

本申请实施例公开了一种车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，该铁芯结构通过改进定子铁芯与转子铁芯的结构及尺寸，以提高该压缩机的平稳性、降低压缩机的振动和噪音，提高了单位体积的扭矩密度，从而加大了该电机的市场竞争力。

其中，一种车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，包括：

定子铁芯和转子铁芯，所述定子铁芯包裹在所述转子铁芯的外侧，所述定子铁芯的内环面上设有多个均匀间隔排列的多边形半闭口槽，相邻两个多边形半闭口槽之间形成定子齿，所述定子齿齿尖的两端相对设有削齿部，所述削齿部临近槽口一端的外径大于所述削齿部临近齿中心一端的外径，所述削齿部的长度为2.5mm～4.5mm之间，所述削齿部的深度为 0.15mm～0.45mm之间；

所述转子铁芯的外环面上均匀设置有多个矩形磁铁槽，相邻两个所述矩形磁铁槽之间呈一定夹角，所述矩形磁铁槽内放置有与其间隙配合的磁铁。

进一步的，所述定子铁芯的外径为R，所述定子铁芯的内径为r，所述内径与所述外径的比值(r/R)为a，a的取值范围为：55％≤a≤61％。

进一步的，所述定子铁芯的齿宽为y，y的取值范围为：7mm≤y≤9mm。

进一步的，所述削齿部的长度为c，所述削齿部的深度为d。

进一步的，所述转子铁芯磁极的中心线为直轴方向，两相邻磁极之间的垂直平分线上为交轴方向，所述转子铁芯中的直轴为D轴，所述转子铁芯中的交轴为Q轴，所述Q轴与所述D 轴的比值为g，g的取值范围为：96％≤g≤99％。

进一步的，所述转子铁芯中磁铁的长度对应的弧度为磁铁角度为k，所述转子铁芯平等分成8份，每份是45°即为磁弧角度为j，所述磁铁角度k与所述磁弧角度j的比值为x，x的取值范围为：93％≤x≤96％。

进一步的，所述定子齿的外侧饶有多圈线圈。

进一步的，所述定子铁芯的外环面上设有多个螺栓孔。

进一步的，所述多边形半闭口槽圆周阵列布置12个，所述矩形磁铁槽圆周均匀设置8 个。

进一步的，相邻两个所述矩形磁铁槽间呈一定夹角α，所述夹角α的取值范围为：90°＜α＜180°。

本实用新型的有益效果如下：

该铁芯结构通过改进定子铁芯与转子铁芯的结构及尺寸，具体为定子铁芯内径与外径的比值、定子齿宽、定子齿进行削齿操作、转子铁芯的Q轴与D轴的比值及磁铁角度与磁弧角度的比值。通过多次实验得出这些结构和尺寸最优的数值范围，从而提高该螺栓式永磁同步电机旋转的平稳性、降低压缩机的振动和噪音，提高了单位体积的扭矩密度，从而加大了该电机的市场竞争力。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中定子铁芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中定子铁芯中A处削齿部的放大图；

图4是本实用新型实施例中定子铁芯带有螺栓的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中转子铁芯的结构示意图。

以上附图的附图标记：100-永磁同步电机；200-定子铁芯；210-多边形半闭口槽；211- 定子齿；212-削齿部；300-转子铁芯；310-矩形磁铁槽；400-螺栓孔；410、螺栓；

R-外径；r-内径；

y-齿宽；c-削齿部长度；d-削齿部深度；

k-磁铁角度；j-磁弧角度；

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做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。

本申请所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，该铁芯结构通过改进定子铁芯与转子铁芯的结构及尺寸，以提高该螺栓式永磁同步电机旋转的平稳性、降低电机的振动和噪音，提高了单位体积的扭矩密度，从而加大了该电机的市场竞争力。

下面结合附图及具体实施例进行详细说明。

本实施例所述的车载电动压缩机永磁同步电机100的螺栓式安装的铁芯结构，包括：

定子铁芯200和转子铁芯300，所述定子铁芯200包裹在所述转子铁芯300的外侧，所述定子铁芯200的内环面上设有多个均匀间隔排列的多边形半闭口槽210，相邻两个多边形半闭口槽210之间形成定子齿211，所述定子齿211齿尖的两端相对设有削齿部212，所述削齿部212 临近槽口一端的外径大于所述削齿部212临近齿中心一端的外径，所述削齿部212的长度为 2.5mm～4.5mm之间，所述削齿部212的深度为0.15mm～0.45mm之间；

所述转子铁芯300的外环面上均匀设置有多个矩形磁铁槽310，相邻两个所述矩形磁铁槽 310之间呈一定夹角，所述矩形磁铁槽310内放置有与其间隙配合的磁铁。

具体参照图1和图3，在本实施例中，所述永磁同步电机100为螺栓式永磁同步电机100。所述永磁同步电机100铁芯结构，包括：定子铁芯200和转子铁芯300。所述定子铁芯200包裹在所述转子铁芯300的外侧。所述定子铁芯200可以呈圆形。所述定子铁芯200的内环面上设有多个均匀间隔排列的多边形半闭口槽210。所述多边形半闭口槽210有12个。相邻两个所述多边形半闭口槽210之间形成定子齿211。所述定子齿211临近所述定子铁芯200外环面的外径小于临近所述定子铁芯200外内环面的外径。所述定子齿211可以呈“T”型。所述定子齿211 的外侧饶有多圈线圈。所述定子齿211齿尖的两端相对设有削齿部212。所述削齿部212临近所述齿尖端部的一端的外径大于所述削齿部212另一端的外径。根据实验人员多次实验，从而得出所述削齿部212的长度c的取值范围为：2.5mm～4.5mm。所述削齿部212的深度d的取值范围为：0.15mm～0.45mm。所述削齿部212的深度d以所述定子铁芯200内径槽口削齿的深度为标准。此时所述螺栓式永磁同步电机100的效率能够达到90％以上，同时降低振动和噪音。所述转子铁芯300可以呈圆形。所述转子铁芯300的外环面上均匀设置有多个矩形磁铁槽310。相邻两个所述矩形磁铁槽310之间呈一定夹角。所述矩形磁铁槽310内放置有与其间隙配合的磁铁。

具体参照图2，在本实施例中，所述定子铁芯200的外径为R。所述定子铁芯200的内径为 r。所述内径与所述外径的比值(r/R)为a。根据实验人员多次实验得出的a的取值范围为： 55％≤a≤61％。当a处于该范围时，所述螺栓式永磁同步电机100的效率能够达到90％以上，同时降低振动和噪音。

具体的，在本实施例中，所述定子铁芯200的齿宽为y。根据实验人员多次实验得出的y 的取值范围为：7mm≤y≤9mm。当y处于该范围时，所述螺栓式永磁同步电机100的效率能够达到90％以上，同时降低振动和噪音。

具体参照图5，在本实施例中，所述转子铁芯300磁极的中心线为直轴方向。两相邻磁极之间的垂直平分线上为交轴方向。所述转子铁芯300中的直轴为D轴。所述转子铁芯300中的交轴为Q轴。所述Q轴与所述D轴的比值为g。根据实验人员多次实验得出的g的取值范围为： 96％≤g≤99％。当g处于该范围时，所述螺栓式永磁同步电机100的效率能够达到90％以上，同时降低振动和噪音。

具体的，在本实施例中，所述转子铁芯300中磁铁的长度对应的弧度为磁铁角度为k。所述转子铁芯300平等分成8份，每份是45°即为磁弧角度为j。所述磁铁角度k与所述磁弧角度j 的比值为x。根据实验人员多次实验得出的x的取值范围为：93％≤x≤96％。当x值为96％时，所述螺栓式永磁同步电机100的扭矩能够达到最大。当x值超过96％，电机扭矩值不会变化，将保持最大值不变。

在相同的体积下，8极的转子铁芯300能够提高所述螺栓式永磁同步电机100的转矩密度，提高30％～40％。在相同的转矩要求下，8极的转子铁芯300的体积和重量能够减少15％～30％，从而降低电机材料成本。

具体参照图4，在本实施例中，所述定子铁芯200的外环面上设有多个螺栓孔400。每个所述螺栓孔400内设有螺栓410。所述永磁同步电机100为螺栓式永磁同步电机100。本申请的方案是基于所述螺栓式永磁同步电机100进行结构及外形优化。

具体的，在本实施例中，所述多边形半闭口槽210圆周阵列布置12个。所述矩形磁铁槽310圆周均匀设置8个。所述永磁同步电机100为螺栓式8极12槽式。

具体的，在本实施例中，相邻两个所述矩形磁铁槽310间呈一定夹角α。所述夹角α的取值范围为：90°＜α＜180°。以使所述转子铁芯300内均匀能够放置8个磁铁。

本申请基于永磁电机理论知识和设计技术，对螺栓式永磁电机进行改进和创新，着重提高电机的效率和NVH性能。本方案可用于但不限于车载电动压缩机电机。本发明专利设计通过对电机定子铁芯和转子铁芯的结构进行优化。定子铁芯结构和转子铁芯结构的优化，提高电机的性能和降低压缩机的振动、噪音，适用于车载电动压缩机的应用，也可适用于其他类型的压缩机。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，包括：

定子铁芯和转子铁芯，所述定子铁芯包裹在所述转子铁芯的外侧，所述定子铁芯的内环面上设有多个均匀间隔排列的多边形半闭口槽，相邻两个多边形半闭口槽之间形成定子齿，所述定子齿齿尖的两端相对设有削齿部，所述削齿部临近槽口一端的外径大于所述削齿部临近齿中心一端的外径，所述削齿部的长度为2.5mm～4.5mm之间，所述削齿部的深度为0.15mm～0.45mm之间；

所述转子铁芯的外环面上均匀设置有多个矩形磁铁槽，相邻两个所述矩形磁铁槽之间呈一定夹角，所述矩形磁铁槽内放置有与其间隙配合的磁铁。

2.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述定子铁芯的外径为R，所述定子铁芯的内径为r，所述内径与所述外径的比值r/R为a，a的取值范围为：55％≤a≤61％。

3.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述定子铁芯的齿宽为y，y的取值范围为：7mm≤y≤9mm。

4.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述削齿部的长度为c，所述削齿部的深度为d。

5.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述转子铁芯磁极的中心线为直轴方向，两相邻磁极之间的垂直平分线上为交轴方向，所述转子铁芯中的直轴为D轴，所述转子铁芯中的交轴为Q轴，所述Q轴与所述D轴的比值为g，g的取值范围为：96％≤g≤99％。

6.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述转子铁芯中磁铁的长度对应的弧度为磁铁角度为k，所述转子铁芯平等分成8份，每份是45°即为磁弧角度为j，所述磁铁角度k与所述磁弧角度j的比值为x，x的取值范围为：93％≤x≤96％。

7.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述定子齿的外侧饶有多圈线圈。

8.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述定子铁芯的外环面上设有多个螺栓孔。

9.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，所述多边形半闭口槽圆周阵列布置12个，所述矩形磁铁槽圆周均匀设置8个。

10.根据权利要求1所述的车载电动压缩机永磁同步电机的螺栓式安装的铁芯结构，其特征在于，相邻两个所述矩形磁铁槽间呈一定夹角α，所述夹角α的取值范围为：90°＜α＜180°。

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