CN217904125U - 一种用于压缩机的永磁同步电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于压缩机的永磁同步电机,包括定子和转子;在定子的横截面上,定子的外侧壁上任意两点的连线中,经过定子中心的连线长度的最大值为尺寸D1;在转子的横截面上,转子的外侧壁上任意两点的连线中,经过转子中心的连线长度的最大值为尺寸D2;其中,尺寸D1和尺寸D2的比值为1.6~1.8;在定子横截面上,相对设置的定子槽内侧壁上任意两点的连线中,经过定子中心的连线长度的最大值为尺寸D3;其中,尺寸D3和尺寸D1的比值为0.81~0.87;本实用新型能使电机磁路均匀,实现铁损和铜耗的合理分配,有效提高电机效率和提升电机功率密度,并使电机更适合压缩机实际运行工况,提高永磁体的利用率。

Description

一种用于压缩机的永磁同步电机
技术领域
本实用新型属于压缩机技术领域,特别涉及一种用于压缩机的永磁同步电机。
背景技术
永磁同步电机,通过向定子绕组中通入电流产生磁场,转子中的永磁体产生的磁场相互作用使转子旋转;现有永磁同步电机的设计过程,当定子和转子的径向比例设计不合理时,导致转子的外径过大或过小;其中,当转子外径过大时,造成定子槽面积变小,导致电机的铜耗和铁损增加,大大降低了电机效率;当转子外径过小时,将减少可容纳的永磁体,大大降低电机反电势系数,电机在相同的负载下时工作电流更大铜耗增加;尤其在电机低速运行过程中造成损耗功率增大,电机功率密度降低,致使所装配的压缩机在低速运转时振动增加;同时,当定子槽底圆直径与定子外圆直径设计不合理时,会导致磁路不均匀,无法合理分配铁损和铜耗,严重影响电机效率。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题,本实用新型提供了一种用于压缩机的永磁同步电机,以解决现有永磁同步电机中定子和转子的径向尺寸设计不合理,易导致电机效率及电机功率密度降低,严重影响电机效率的技术问题。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
本实用新型提供了一种用于压缩机的永磁同步电机,包括定子和转子;所述转子同心设置在所述定子中;所述定子包括定子铁芯;所述定子铁芯的内壁面上均匀设置有若干定子齿;相邻定子齿之间设置有定子槽;所述转子包括转子铁芯,所述转子铁芯同心设置在所述定子铁芯中;
在所述定子的横截面上,所述定子的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子中心的连线长度的最大值为尺寸D1;相对设置的定子槽内侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子中心的连线长度的最大值为尺寸D3;其中,所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值为0.81~0.87;
在所述转子的横截面上,所述转子的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述转子中心的连线长度的最大值为尺寸D2;其中,所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值为1.6~1.8。
进一步的,所述转子铁芯的中心设置有转子内孔,所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽;其中,所述永磁体安装槽包括呈V形分布的第一槽段和第二槽段;
所述第一槽段的一端朝所述转子铁芯的外侧壁面方向延伸,所述第一槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸;所述第二槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面方向延伸,所述第二槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸,所述第一槽段的另一端与所述第二槽段的另一端连通;所述第一槽段和所述第二槽段内分别插入有永磁体。
进一步的,相对设置的两个永磁体安装槽的槽底距离为尺寸T;其中,所述尺寸T与所述尺寸D2的比值为0.65~0.75。
进一步的,所述永磁体安装槽的个数为8个。
进一步的,所述定子槽的个数为12个。
进一步的,所述定子铁芯采用若干硅钢片分层堆叠形成。
进一步的,所述定子还包括若干绕组;其中,每个定子槽内对称设置有两相绕组。
进一步的,所述绕组为漆包线绕组。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供了一种用于压缩机的永磁同步电机,将所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值设计为1.6~1.8,避免转子的外径尺寸过大或过小,有效提升电机效率和电机功率密度;同时,能够电机更适合压缩机实际运行工况,减小电机所装配压缩机在低速运转时的振动和噪音大小;将所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值设计为0.81~0.87,确保电机磁路均匀,实现铁损和铜耗的合理分配,有效提高电机效率;同时,能够确保电机的保持预设的固有频率,降低电机所装配压缩机的振动和噪音。
进一步的,永磁体安装槽采用呈V型分布的第一槽段和第二槽段,在保证电机较高效率的同时,提高了电机的功率密度。
进一步的,将所述尺寸T和所述尺寸D2的比值设计为0.65~0.75,可降低永磁体漏磁,提高使永磁体的利用率,降低永磁电机运行时的铜损,提高永磁电机性能;同时,实现降低电机转矩脉动,进而降低电机的噪音和振动。
附图说明
图1为本实用新型所述的用于压缩机的永磁同步电机的横剖图。
其中,1定子,2转子;11定子齿,12定子槽;21永磁体安装槽。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题,技术方案及有益效果更加清楚明白,以下具体实施例,对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例
以用于某制冷量为1500-50000W的转子式制冷压缩机的永磁同步电机为例。
如附图1所示,本实施例提供了一种用于压缩机的永磁同步电机,包括定子1和转子2;所述转子2同心设置在所述定子1中,压缩机机芯转轴过盈配合设置在所述转子2中。
所述定子1包括定子铁芯;所述定子铁芯的内壁面上均匀设置有若干定子齿11,相邻定子齿11之间设置有定子槽12;所述定子铁芯采用若干硅钢片分层堆叠形成,所述定子槽12的个数为12个;其中,每个定子槽12内对称设置有两相绕组;优选的,所述绕组为漆包线绕组。
所述转子2包括转子铁芯,所述转子铁芯同心设置在所述定子铁芯中;所述转子铁芯的中心设置有转子内孔,压缩机机芯转轴过盈配合在所述转子内孔中;所述转子铁芯的外壁面上均匀设置有若干切削部;所述切削部的轴线与所述转子铁芯的轴线平行,且所述切削部的开口方向朝向所述转子铁芯的外壁面;所述切削部包括直形切削面及弧形切削面;所述直形切削面的第一端与所述转子铁芯的外壁面相接,所述直形切削面的第二端向所述转子铁芯的中心延伸;所述弧形切削面的第一端向所述转子铁芯的中心延伸,并与所述直形切削面的第二端端相接;所述弧形切削面的第二端与所述转子铁芯的外壁面相接。
所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽21;优选的,所述永磁体安装槽21的个数为8个;其中,若干永磁体安装槽21对称分布;所述永磁体安装槽21包括呈V形分布的第一槽段和第二槽段;所述第一槽段的一端朝所述转子铁芯的外侧壁面方向延伸,所述第一槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸;所述第二槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面方向延伸,所述第二槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸,所述第一槽段的另一端与所述第二槽段的另一端连通;所述第一槽段和所述第二槽段内分别插入有永磁体;永磁体安装槽采用呈V型分布的第一槽段和第二槽段,在保证电机较高效率的同时,提高了电机的功率密度。
本实施例中,在所述定子1的横截面上,所述定子1的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子1中心的连线长度的最大值为尺寸D1;在所述转子2的横截面上,所述转子2的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述转子2中心的连线长度的最大值为尺寸D2;其中,所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值为1.6~1.8,即所述尺寸D1和所述尺寸D2之间满足:1.6≤D1/D2≤1.8;将所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值设计为1.6~1.8,避免转子的外径尺寸过大或过小,有效提升电机效率和电机功率密度;同时,能够电机更适合压缩机实际运行工况,减小电机所装配压缩机在低速运转时的振动和噪音大小。
在所述定子1的横截面上,相对设置的定子槽12内侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子1中心的连线长度的最大值为尺寸D3;其中,所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值为0.81~0.87,即所述尺寸D3和所述尺寸D1之间满足:0.81≤D3/D1≤0.87;将所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值设计为0.81~0.87,确保电机磁路均匀,实现铁损和铜耗的合理分配,有效提高电机效率;同时,能够确保电机的保持预设的固有频率,降低电机所装配压缩机的振动和噪音。
本实施例中,在所述定子1的横截面上,相对设置的两个永磁体安装槽21的槽底距离为尺寸T;其中,所述尺寸T与所述尺寸D2的比值为0.65~0.75,即所述尺寸T和所述尺寸D2之间满足:0.65≤T/D2≤0.75;将所述尺寸T和所述尺寸D2的比值设计为0.65~0.75,可降低永磁体漏磁,,提高永磁体的利用率,降低永磁电机运行时的铜损,提高永磁电机性能。
本实施例所述的用于压缩机的永磁同步电机,通过在定子铁芯的内侧壁面上均匀设置若干定子齿,若干定子齿沿所述定子铁芯的内圆周向均匀分布;通过相邻两个所述定子齿限定出定子槽点空间;通过在所述转子铁芯的横截面上均匀设置若干永磁体安装槽;并且所述永磁体安装槽采用呈V形分布的第一槽段和第二槽段,并在第一槽段和第二槽段内分别插入有永磁体;其中,所述定子槽的个数为12;所述永磁体安装槽的个数为8个,即电机的转子极数为8。
本实施例中,在所述定子铁芯的横截面上,所述定子的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子的中心的连线长度的最大值为尺寸D1;在所述转子铁芯的横截面上,所述转子的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述转子的中心的连线长度的最大值为尺寸D2;其中,所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值为1.6≤D1/D2≤1.8;通过合理设计所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值,可避免电机的转子外径尺寸的过大或过小,提升电机功率密度,提升电机效率;同时,使电机更适合压缩机实际运行工况,减小电机所装配压缩机在低速运转时的振动和噪音值。
本实施例中,在所述定子的横截面上,相对设置的定子槽内侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子的中心的连线长度的最大值为尺寸D3;其中,所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值为0.81~0.87;通过合理设置所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值使电机磁路均匀,合理分配铁耗和铜耗,使电机效率的提高;同时,能保证一定的电机固有频率,降低使所装配压缩机的噪音和振动。
本实施例中,在所述转子的横截面上,相对设置的两个永磁体安装槽21的槽底距离为尺寸T;其中,所述尺寸T与所述尺寸D2的比值为0.65~0.75;通过合理布置所述尺寸T和所述尺寸D2的比值,可降低永磁体漏磁,提高永磁体的利用率,降低永磁电机运行时的铜损,提高永磁电机性能。
本实用新型所述的用于压缩机的永磁同步电机,通过具体限定所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值、所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值以及所述尺寸T与所述尺寸D2的比值,能够使电机磁路均匀,实现铁损和铜耗的合理分配,有效提高电机效率和提升电机功率密度,并使电机更适合压缩机实际运行工况,提高永磁体的利用率。
上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一,本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制,还包括在本实用新型所公开的技术范围内,任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于压缩机的永磁同步电机,包括定子(1)和转子(2);所述转子(2)同心设置在所述定子(1)中;其特征在于,所述定子(1)包括定子铁芯;所述定子铁芯的内壁面上均匀设置有若干定子齿(11);相邻定子齿(11)之间设置有定子槽(12);所述转子(2)包括转子铁芯,所述转子铁芯同心设置在所述定子铁芯中;
在所述定子(1)的横截面上,所述定子(1)的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子(1)中心的连线长度的最大值为尺寸D1;相对设置的定子槽(12)内侧壁上任意两点的连线中,经过所述定子(1)中心的连线长度的最大值为尺寸D3;其中,所述尺寸D3和所述尺寸D1的比值为0.81~0.87;
在所述转子(2)的横截面上,所述转子(2)的外侧壁上任意两点的连线中,经过所述转子(2)中心的连线长度的最大值为尺寸D2;其中,所述尺寸D1和所述尺寸D2的比值为1.6~1.8。
2.根据权利要求1所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述转子铁芯的中心设置有转子内孔,所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽(21);其中,所述永磁体安装槽(21)包括呈V形分布的第一槽段和第二槽段;
所述第一槽段的一端朝所述转子铁芯的外侧壁面方向延伸,所述第一槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸;所述第二槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面方向延伸,所述第二槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸,所述第一槽段的另一端与所述第二槽段的另一端连通;所述第一槽段和所述第二槽段内分别插入有永磁体。
3.根据权利要求2所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,相对设置的两个永磁体安装槽(21)的槽底距离为尺寸T;其中,所述尺寸T与所述尺寸D2的比值为0.65~0.75。
4.根据权利要求2所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述永磁体安装槽(21)的个数为8个。
5.根据权利要求1所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述定子槽(12)的个数为12个。
6.根据权利要求1所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述定子铁芯采用若干硅钢片分层堆叠形成。
7.根据权利要求1所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述定子(1)还包括若干绕组;其中,每个定子槽(12)内对称设置有两相绕组。
8.根据权利要求7所述的一种用于压缩机的永磁同步电机,其特征在于,所述绕组为漆包线绕组。
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