CN217935228U - 一种永磁同步电动机及转子式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步电动机及转子式制冷压缩机，包括电机转子及电机定子，电机转子同心设置在电机定子中；电机转子包括转子铁芯；转子铁芯同心设置在电机定子中，转子铁芯的外壁面上均匀设置有若干切削部；切削部的轴线与转子铁芯的轴线平行，且切削部的开口方向朝向转子铁芯的外壁面；其中，转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最大间隙Gmax与转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39；本实用新型在保证电机效率高的同时，使电机具有较低的转矩脉动和较低的反电势波形的畸变率，降低了电机的噪音和振动。

Description

一种永磁同步电动机及转子式制冷压缩机

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，特别涉及一种永磁同步电动机及转子式制冷压缩机。

背景技术

目前，针对永磁同步电机的评价指标，包括电机效率、铁损、转矩脉动、反电势系数、反电势波形畸变率、噪音、振动和成本等；现有永磁同步电机的设计过程，定子和转子电机大都采用不均匀气隙来降低电机转矩脉动和反电势波形畸变率，从而降低电机的噪音和振动；但定子和转子的之间不均匀气隙的最大间隙和最小间隙往往存在设计不合理，导致电机转矩脉动、反电势波形畸变率、噪音和振动等指标较差。

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永磁同步电动机及转子式制冷压缩机，以解决现有永磁同步电机中，由于定子和转子的之间不均匀气隙的最大间隙和最小间隙设置不合理，导致电机转矩脉动、反电势波形畸变率、噪音和振动等指标较差的技术问题。

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永磁同步电动机，包括电机转子及电机定子，所述电机转子同心设置在所述电机定子中；所述电机转子包括转子铁芯；

所述转子铁芯同心设置在所述电机定子中，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；

其中，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子的内壁面之间的最大间隙Gmax与所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39。

进一步的，所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽，所述永磁体安装槽包括呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段；其中，所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°；所述第一安装槽段和所述第二安装槽段内分别插入有永磁体。

进一步的，所述永磁体安装槽设置在相邻两个切削部之间。

进一步的，所述永磁体安装槽的个数为8个或10个。

进一步的，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。

进一步的，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子的内壁面之间的最大间隙Gmax等于所述直形切削面与弧形切削面的交点和所述电机定子的内壁面之间的距离。

进一步的，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子的内壁面之间的最小间隙Gmin等于所述转子铁芯外壁面上具有最大直径的点与所述电机定子的内壁面之间的距离。

进一步的，所述电机定子包括定子铁芯；所述定子铁芯的内壁面上均匀设置有若干定子齿，相邻两个定子齿之间设置有定子槽；所述定子槽内设置有绕组。

进一步的，所述定子槽的个数为12个或15个。

本实用新型还提供了一种转子式制冷压缩机，所述转子式制冷压缩机包括压缩机本体及永磁同步电机；所述永磁同步电机所述的一种永磁同步电动机。

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永磁同步电动机及转子式制冷压缩机，通过在转子铁芯的外壁面上设置若干个切削部，以将转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最大间隙Gmax与转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39设置，实现兼顾合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，使电机保持高效率的同时，具有较低的转矩脉动和较低的反电势波形的畸变率；有效降低了电机的噪音和振动。

进一步的，通过转子铁芯的横截面上均匀设置若干永磁体安装槽，永磁体安装槽采用呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段，且将第一安装槽段与第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°，在保证电机较高效率的同时，降低了电机转矩脉动，降低了电机的噪音和振动。

附图说明

图1为实施例所述的永磁同步电动机的横剖图。

其中，1电机转子，2电机定子；11永磁体安装槽；21定子齿，22定子槽。

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。

本实用新型提供了一种永磁同步电动机，包括电机转子和电机定子2，所述电机转子1同心设置在所述电机定子1中；所述电机转子1包括转子铁芯，所述转子铁芯同心设置在所述电机定子2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。

本实用新型中，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。

所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最大间隙Gmax等于所述直形切削面与弧形切削面的交点和所述电机定子2的内壁面之间的距离；所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最小间隙Gmin等于所述转子铁芯外壁面上具有最大直径的点与所述电机定子2的内壁面之间的距离；其中，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最大间隙Gmax与所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39；将所述尺寸最小间隙Gmin和最大间隙Gmax的比值满足0.2≤Gmin/Gmax≤0.39设置时时可兼顾合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，使电机保持高效率的同时，具有较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，有效降低了电机的噪音和振动。

本实用新型中，所述转子铁芯的中心设置有转子内孔；其中，所述转子内孔用于与压缩机的机芯组件相连，压缩机的机芯组件过盈装配在所述转子内孔中；所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽11，所述永磁体安装槽11设置在相邻两个切削部之间。

所述永磁体安装槽11包括呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段，所述第一安装槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面方向延伸，所述第一安装槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸；所述第二安装槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面方向延伸，所述第二安装槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸，所述第一安装槽段的另一端与所述第二安装槽段的另一端连通；其中，所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°；所述第一安装槽段和所述第二安装槽段内分别插入有永磁体；将所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°设置，可兼顾电机合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，在保证电机较高效率的同时，降低电机转矩脉动，降低电机的噪音和振动，同时也降低电机的永磁体磁钢的用量。

本实用新型中，所述电机定子2包括定子铁芯及若干绕组，所述定子铁芯的内壁面上均匀设置有若干定子齿21，若干定子齿21沿所述定子铁芯的内圆周向均匀设置；相邻两个定子齿21之间设置有定子槽12；所述定子槽12内设置有绕组。

本实用新型还提供了一种转子式制冷压缩机，所述转子式制冷压缩机包括压缩机本体及永磁同步电机；所述压缩机本体包括壳体及泵体，所述永磁同步电机及泵体均设置在所述壳体内；其中，所述永磁同步电机采用所述的一种永磁同步电动机，所述永磁同步电动机的电机定子装配在所述壳体内，所述泵体与所述永磁同步电动机的电机转子相连接。

本实用新型所述的永磁同步电动机及转子式制冷压缩机，通过限定电机定子2内壁面和转子1外壁面之间在横截面上的最小间隙Gmin和尺寸最大间隙Gmax之间的比值，以及将所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°设计，可兼顾合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，使电机保持高效率的同时，具有较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，从而降低电机的噪音和振动，同时还降低电机的永磁体磁钢的使用量。

实施例

以某制冷量范围为1000～50000W的转子式制冷压缩机用的永磁同步电动机为例。

如附图1所示，本实施例提供了一种永磁同步电动机，包括电机转子1及电机定子2，所述电机转子1同心设置在所述电机定子2中；压缩机的机芯转轴过盈配合设置在电机转子1中。

本实施例中，所述电机转子1包括转子铁芯，所述转子铁芯同心设置在所述电机定子2中，所述转子铁芯的中心设置有转子内孔；其中，所述压缩机的机芯转轴过盈配合设置在所述转子内孔中；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。

在电机横截面上，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间存在尺寸最小间隙Gmin和最大间隙Gmax；本实施例中，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最大间隙Gmax等于所述直形切削面与弧形切削面的交点和所述电机定子2的内壁面之间的距离；所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最小间隙Gmin等于所述转子铁芯外壁面上具有最大直径的点与所述电机定子2的内壁面之间的距离。

其中，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最大间隙Gmax与所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子2的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39；将所述尺寸最小间隙Gmin和最大间隙Gmax的比值满足0.2≤Gmin/Gmax≤0.39时，可兼顾合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，使电机保持高效率的同时，具有较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率。

所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽11，所述永磁体安装槽11设置在相邻两个切削部之间；其中，所述永磁体安装槽11包括呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段，所述第一安装槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面延伸，所述第一安装槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸；所述第二安装槽段的一端朝所述转子铁芯的外壁面延伸，所述第二安装槽段的另一端朝所述转子内孔的方向延伸，所述第一安装槽段的另一端与所述第二安装槽段的另一端连通；其中，所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°；其中，所述永磁体安装槽11位于所述转子铁芯的转子内孔与所述外壁面之间的圆环结构上，所述永磁体安装槽11的个数为8个；两个永磁体成对设置在每一个永磁体安装槽内；在转子铁芯的外壁面上均匀设置16个切削部，所述转子的极数为8。

本实施例中，通过在所述转子铁芯的横截面上，所述永磁体安装槽采用V型布设的两个安装槽段，所述两个安装槽段的延伸方向之间的角度为110°≤θ≤130°，可兼顾电机合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，在保证电机较高效率的同时，降低电机转矩脉动，有效降低电机的噪音和振动。

本实施例中，所述电机定子2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21，相邻两个定子齿21之间设置有定子槽12；所述定子槽12内设置有绕组；其中，所述定子齿21的个数为12个，12个定子齿沿所述定子铁芯的内圆周向均匀布设；优选的，每个定子槽内对称设置有两相绕组，所述绕组为漆包线绕组。

本实施例中，所述转子铁芯和定子铁芯分别采用若干电磁钢板叠压而成；其中，每个电磁钢板的厚度小于等于0.35mm。

本实施例还提供了一种转子式制冷压缩机，所述转子式制冷压缩机包括压缩机本体及永磁同步电机；所述压缩机本体包括壳体及泵体，所述永磁同步电机及泵体均设置在所述壳体内；其中，所述永磁同步电机采用所述的一种永磁同步电动机，所述永磁同步电动机的电机定子装配在所述壳体内，所述泵体与所述永磁同步电动机的电机转子相连接。

需要说明的是，本实施例的另外一种实现方式中，所述永磁体安装槽11的个数设置为10个，所述定子齿21的个数为15个；其余结构及工作原理和上述实施例的结构及原理相类似，此处不再赘述。

本实用新型所述的永磁同步电动机及转子式制冷压缩机，通过在转子铁芯的外壁面上设置若干个切削部，以将转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最大间隙Gmax与转子铁芯的外壁面与电机定子的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39设置，可兼顾合适的反电势系数和较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，使电机保持高效率的同时，具有较低的转矩脉动、较低的反电势波形的畸变率，从而降低电机的噪音和振动；同时，通过转子铁芯的横截面上均匀设置若干永磁体安装槽，永磁体安装槽采用呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段，且将第一安装槽段与第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°，在保证电机较高效率的同时，降低了电机转矩脉动，降低了电机的噪音和振动，同时降低电机的永磁体磁钢的用量。

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 (10)

1.一种永磁同步电动机，包括电机转子(1)及电机定子(2)，所述电机转子(1)同心设置在所述电机定子(2)中；其特征在于，所述电机转子(1)包括转子铁芯；

所述转子铁芯同心设置在所述电机定子(2)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；

其中，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子(2)的内壁面之间的最大间隙Gmax与所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子(2)的内壁面之间的最小间隙Gmin的比值满足：0.2≤Gmin/Gmax≤0.39。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述转子铁芯的横截面上均匀设置有若干永磁体安装槽(11)，所述永磁体安装槽(11)包括呈V型分布的第一安装槽段和第二安装槽段；其中，所述第一安装槽段与所述第二安装槽段之间的夹角θ满足110°≤θ≤130°；所述第一安装槽段和所述第二安装槽段内分别插入有永磁体。

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述永磁体安装槽(11)设置在相邻两个切削部之间。

4.根据权利要求2所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述永磁体安装槽(11)的个数为8个或10个。

5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子(2)的内壁面之间的最大间隙Gmax等于所述直形切削面与弧形切削面的交点和所述电机定子(2)的内壁面之间的距离。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述转子铁芯的外壁面与所述电机定子(2)的内壁面之间的最小间隙Gmin等于所述转子铁芯外壁面上具有最大直径的点与所述电机定子(2)的内壁面之间的距离。

8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述电机定子(2)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(21)，相邻两个定子齿(21)之间设置有定子槽(22)；所述定子槽(22)内设置有绕组。

9.根据权利要求8所述的一种永磁同步电动机，其特征在于，所述定子槽(22)的个数为12个或15个。

10.一种转子式制冷压缩机，所述转子式制冷压缩机包括压缩机本体及永磁同步电机；其特征在于，所述永磁同步电机采用如权利要求1-9任意一项所述的一种永磁同步电动机。

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