CN219304557U - 转子、永磁电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种转子、永磁电机及压缩机。转子包括转子铁芯，转子铁芯设有多个磁极单元，各磁极单元包括第一安装孔，第一安装孔中安装有第一永磁体，第一安装孔的外侧端设有外磁障孔，第一安装孔外侧端的宽度为W2，外磁障孔的宽度为W3，则W3≥0.5*W2。本申请提供的转子，在第一安装孔靠近转子铁芯外周面的一端设置外磁障孔，以提升抗退磁能力，使第一外磁障孔的宽度大于或等于第一安装孔靠近转子铁芯外周面一端的宽度的一半，提升结构强度，并使定子产生的磁通更容易交链到转子上，以增加来自定子的磁通量，保证较好的抗退磁能力，提升定子磁场利用率，提升效率。

Description

转子、永磁电机及压缩机

技术领域

本申请属于电机技术领域，更具体地说，是涉及一种转子、永磁电机压缩机。

背景技术

永磁电机为了在宽的转速范围产生高转矩，往往会利用永磁转矩与磁阻转矩合成输出转矩。当前永磁电机的转子一般是在转子铁芯中沿径向设置多层磁铁安装孔，并在磁铁安装孔中填充永磁铁。永磁电机的转子中来自定子励磁线圈的磁通流向磁阻较小的通路，主要集中于转子外周面。定子产生的励磁磁场进入转子时，与转子中永磁铁的磁场方向相反。定子产生的励磁磁场的一部分抵消转子中永磁铁的磁场，另一部分磁场会反向穿过转子中永磁铁靠近转子外周面的一端。由于穿过永磁体的反向磁场达到某个阈值的大小之前保持原本的磁特性，但是如果超过阈值则磁通密度降低，发生无法恢复原本磁特性的不可逆退磁。如果转子中永磁铁靠近转子外周面的一端发生不可逆退磁，会导致永磁铁的剩余磁通密度降低，用于产生转矩的电流增加，使电动机的效率恶化，控制恶化，可靠性降低，因而，永磁铁靠近转子外周侧部分的抗退磁能力在电机输出磁阻转矩时，是急需解决的问题。当前一般是使磁铁安装孔转子铁芯的外周面延伸出磁障孔，使永磁铁的外侧端与转子铁芯通过磁障孔间隔开，以提升抗退磁能力。然而，这种结构会导致转子铁芯强度降低，且磁障孔会降低来自定子的磁场，降低定子利用率，导致电机效率降低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种转子、永磁电机压缩机，以解决现有技术中永磁电机输出磁阻转矩时，磁铁安装孔转子铁芯的外周面延伸出磁障孔，以提升永磁铁靠近转子外周端一端抗退磁能力时，会导致转子铁芯强度降低，且降低来自定子的磁场，降低定子利用率，导致电机效率降低的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：提供一种转子，包括采用转子冲片层叠形成的转子铁芯，所述转子铁芯设有多个磁极单元，多个所述磁极单元沿所述转子铁芯的周向均匀分布，各所述磁极单元包括第一安装孔，所述第一安装孔中安装有第一永磁体，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯的外周面的一端朝向所述转子铁芯的外周面的方向延伸设有外磁障孔，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯外周面一端的宽度为W2，所述外磁障孔的宽度为W3，则W3≥0.5*W2。

在一个可选实施例中，0.5*W2≤W3≤0.9*W2。

在一个可选实施例中，所述外磁障孔至所述转子铁芯的外周面的最小距离为L1，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯的外周面的一端至所述转子铁芯的外周面的最小距离为L2，则L2≥2*L1。

在一个可选实施例中，任一所述转子冲片的厚度为T，则L1≥T。

在一个可选实施例中，所述外磁障孔沿所述转子铁芯径向的宽度等于所述第一安装孔靠近所述转子铁芯外周面一端的宽度的0.3倍。

在一个可选实施例中，各所述磁极单元还包括第二安装孔，各所述磁极单元中的所述第一安装孔为两个，所述第二安装孔的两端朝向所述转子铁芯的外周面弯曲设置，所述第二安装孔关于所述转子铁芯的一个径向面对称设置，两个所述第一安装孔位于所述第二安装孔的两侧，所述第二安装孔中安装有第二永磁体。

在一个可选实施例中，所述外磁障孔靠近所述第二安装孔的一侧与所述第一安装孔靠近所述第二安装孔的一侧的连接处呈阶梯状。

在一个可选实施例中，所述外磁障孔远离所述第二安装孔的一侧与所述第一安装孔远离所述第二安装孔的一侧处于同一平面。

在一个可选实施例中，所述第二安装孔的两端分别朝向所述转子铁芯的外周面的方向延伸有磁阻孔。

在一个可选实施例中，任一所述磁阻孔的宽度由所述第二安装孔的端部至所述转子铁芯的外周面的方向呈渐缩设置。

在一个可选实施例中，所述磁阻孔靠近所述第一安装孔的一侧与所述第二安装孔的对应端靠近所述第一安装孔的一侧处于同一平面。

本申请实施例的另一目的在于提供一种永磁电机，包括定子和如上述实施例所述的转子，所述转子安装于所述定子中。

本申请实施例的又一目的在于提供一种压缩机，包括机壳，机壳中安装有如上述实施例所述的永磁电机。

本申请实施例提供的转子的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的转子，通过在转子铁芯上设置多个磁极单元，而各磁极单元包括第一安装孔，以在使用时，与电机的定子配合产生磁阻转矩，并在第一安装孔中设置第一永磁体，以在使用时，与电机的定子配合产生永磁转矩，以提升输出转矩；而在第一安装孔靠近转子铁芯外周面的一端设置外磁障孔，由于磁通难以通过外磁障孔，以降低穿过第一永磁体靠近转子铁芯外周面一端的磁通量，以提升抗退磁能力，而且使外磁障孔第一的宽度大于或等于第一安装孔靠近转子铁芯外周面一端的宽度的一半，提升结构强度，可以使定子产生的磁通更容易交链到转子上，以增加来自定子的磁通量，保证较好的抗退磁能力，提升定子磁场利用率，提升效率。

本申请实施例提供的永磁电机的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的永磁电机，使用了上述实施例的转子，具有上述转子的有益效果，在此不再赘述。

本申请实施例提供的压缩机的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的压缩机，使用了上述实施例的永磁电机，具有上述永磁电机的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性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申请的一些实施例，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为本申请实施例一提供的永磁电机的剖视结构示意图；

图2为图1中转子的剖视结构示意图；

图3为图2中部分区域的放大图；

图4为本申请实施例二提供的转子的剖视结构示意图；

图5为本申请实施例三提供的转子的剖视结构示意图；

图6为本申请实施例提供的永磁电机的外磁障孔与转矩关系曲线图。

其中，图中各附图主要标记：

100-永磁电机；

10-定子；11-定子铁芯；111-定子轭；112-定子齿；113-定子槽；

20-转子；21-转子铁芯；22-磁极单元；220-对称面；221-第一安装孔；2211-外磁障孔；2212-第一薄壁结构；2213-内磁障孔；222-第二安装孔；2221-磁阻孔；2222-第二薄壁结构；223-通流孔；2231-分隔部；23-永磁结构；231-第一永磁体；232-第二永磁体；24-中心孔。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。术语“第二”、“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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“第二”、“第一”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

请参阅图1至图3，现对本申请提供的永磁电机100进行说明。所述永磁电机100，包括定子10和转子20，转子20安装于定子10中，通过定子10来驱动转子20转动。

定子10包括定子铁芯11，定子铁芯11包括多个定子齿112和支撑多个定子齿112的定子轭111，多个定子齿112围成定子内孔，以将转子20安装在定子内孔中。相邻两个定子齿112之间形成定子槽113，定子齿112上绕制绕组，而绕组位于定子槽113中。本实施例中，定子槽113数为三十六槽，可以理解地，定子槽113数也可以设为其他数量。

可选地，定子10可以嵌套在铁、铝等材料制造的壳体中，以固定住定子10。当然，壳体也可以使用塑料等材料制作。可以理解地，壳体也可以与定子10注塑成一体结构。转子20可以通过轴承与壳体固定，以使转子20与定子10同轴设置，便于定子10驱动转子20平稳转动。可以理解地，在使用时，也可以不设置壳体，而将定子10和转子20直接安装在应用设备中。

定子铁芯11可以采用定子冲片层叠形成，以减少定子铁芯11的铁损，提升输出转矩与效率。定子冲片可以使用硅钢片制作，以降低成本。

转子20包括转子铁芯21，转子铁芯21可以采用转子冲片层叠形成，以减少转子铁芯21的铁损，提升输出转矩与效率。转子冲片可以使用硅钢片制作，以降低成本。

转子铁芯21上设有中心孔24，在使用时，可以将转轴插入中心孔24中，以将转子铁芯21安装在转轴上，以便转子20带动转轴转动。

转子铁芯21设有多个磁极单元22，多个磁极单元22沿转子铁芯21的周向均匀分布。如本实施例中，转子铁芯21中设有六组磁极单元22。可以理解地，磁极单元22也可以设置呈其他数量。

各磁极单元22包括第一安装孔221。转子铁芯21上的第一安装孔221处的磁导率非常小，而转子铁芯21上其他位置处的磁导率相对非常大，这就使得第一安装孔221限定了转子铁芯21中磁通的流向，以在转子铁芯21中形成磁极，并且在定子10磁场驱动转子20转动时，形成磁阻转矩。

为了方便描述，沿转子铁芯21的径向，朝向转子铁芯21的中心轴的方向为内，朝向转子铁芯21的周侧面的方向为外，靠近转子铁芯21的中心轴的一端为内侧端，靠近转子铁芯21的周侧面的一端为外侧端。

第一安装孔221中安装有第一永磁体231。可以通过第一永磁体231提供永磁磁场，进而在与定子10配合使用时，可以产生永磁转矩，提升制作的永磁电机100的输出转矩。从而第一安装孔221及第一永磁体231共同作用，在转子铁芯21中形成磁极单元22。

第一安装孔221靠近转子铁芯21的外周面的一端设有外磁障孔2211，外磁障孔2211由第一安装孔221朝向转子铁芯21的外周面的方向延伸设置。外磁障孔2211的宽度小于或等于第一安装孔221外侧端的宽度，第一安装孔221靠近转子铁芯21的外周面的一端，由于外磁障孔2211的磁导率低于转子铁芯21的磁导率，其磁阻也较大，则从而外磁障孔2211构成在磁极单元22的转子20的磁回路中作为磁通难以通过的磁性屏蔽壁，即外磁障孔2211处形成漏磁通抑制结构。由于磁通难以通过外磁障孔2211，进而降低穿过第一永磁体231的磁通量，以提升抗退磁能力。外磁障孔2211的宽度小于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度，还可以使定子10产生的磁通更容易交链到转子20上，提升定子10磁场利用率，提升效率。

外磁障孔2211的宽度为W3，第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度为W2，即第一安装孔221外侧端的宽度为W2，可以通过减小W3，以增加来自定子10的磁通量，增加W3也可以抑制永磁体的短路泄漏磁通，也就是说，W3与W2的关系直接影响磁通量、抗退磁能力和漏磁。

外磁障孔2211的宽度W3大于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2的一半，也就是说，W3≥0.5*W2，外磁障孔2211的宽度W3大于或等于第一安装孔221外侧端宽度W2的一半，可以增加来自定子10的磁通量，提升结构强度，保证较好的抗退磁能力。

本申请实施例提供的转子20，与现有技术相比，本申请实施例的转子20，通过在转子铁芯21上设置多个磁极单元22，而各磁极单元22包括第一安装孔221，以在使用时，与电机的定子10配合产生磁阻转矩，并在第一安装孔221中设置第一永磁体231，以在使用时，与电机的定子10配合产生永磁转矩，以提升输出转矩；而在第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面的一端设置外磁障孔2211，由于磁通难以通过外磁障孔2211，以降低穿过第一永磁体231靠近转子铁芯21外周面一端的磁通量，以提升抗退磁能力，而且使外磁障孔2211的宽度大于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度的一半，提升结构强度，可以使定子10产生的磁通更容易交链到转子20上，以增加来自定子10的磁通量，保证较好的抗退磁能力，提升定子10磁场利用率，提升制作电机的效率。

本申请实施例提供的永磁电机100，与现有技术相比，本申请实施例的永磁电机100，使用了上述转子20，也具有上述转子20的有益效果。

在一个实施例中，各磁极单元22包括两个第一安装孔221，各磁极单元22还包括第二安装孔222。在使用时，转子铁芯21上的两个第一安装孔221和第二安装孔222处的磁导率非常小，而转子铁芯21上其他位置处的磁导率相对非常大，这就使得两个第一安装孔221和第二安装孔222限定了转子铁芯21中磁通的流向，以在转子铁芯21中形成磁极，并且在定子10磁场驱动转子20转动时，形成磁阻转矩。

第二安装孔222弯曲设置，并且第二安装孔222的两端朝向转子铁芯21的外周面弯曲，则第二安装孔222的中部朝向转子铁芯21的中心孔24处弯曲，则第二安装孔222可以弯曲呈U型、弧形等形状。两个第一安装孔221位于第二安装孔222的两侧，由于第二安装孔222弯曲呈U型、弧形等形状，则两个第一安装孔221位于第二安装孔222的相对两侧，并且两个第一安装孔221位于第二安装孔222的相对外侧。第二安装孔222关于转子铁芯21的一个径向面对称设置，也就是说，第二安装孔222为对称结构，并且其对称面220为转子铁芯21的一个径向面，可以使磁极单元22的q轴(即直轴)处于该第二安装孔222的对称面220上，另外，可以使磁极单元22的磁场对称，以方便设计与控制，降低谐波，使q轴磁通路径大致呈正弦波状。

各第一安装孔221中安装有第一永磁体231，第二安装孔222中安装有第二永磁体232。可以通过第一永磁体231和第二永磁体232提供永磁磁场，进而在与定子10配合使用时，可以产生永磁转矩，提升制作的永磁电机100的输出转矩。从而两个第一安装孔221、第二安装孔222、第一永磁体231及第二永磁体232共同作用，在转子铁芯21中形成磁极单元22。

可以理解地，第一永磁体231可以使用稀土类烧结磁铁、稀土类粘结磁铁、铁氧体烧结磁铁、铁氧体粘结磁铁等。第二永磁体232可以使用稀土类烧结磁铁、稀土类粘结磁铁、铁氧体烧结磁铁、铁氧体粘结磁铁等。

永磁电机100使用的永磁铁，如第一永磁体231和第二永磁体232，可以是稀土类烧结磁铁、稀土类粘结磁铁、铁氧体烧结磁铁、铁氧体粘结磁铁等磁铁。然而，稀土类磁铁价格较高，相对来说，铁氧体磁铁成本更优。但铁氧体材料因材料剩磁较小，目前已知材料未超过0.5T，铁氧体永磁电机100单纯依靠永磁转矩输出，电机输出转矩较小。本实施例中采用永磁转矩与磁阻转矩相互结合的永磁电机100，可以提升输出转矩，其可以在相同电流条件下，提高性能，并且在与纯同步磁阻电机对比时，因为使用了永磁铁，可以提高制作永磁电机100单位电流输出力能的使用率，同时可以使制作的永磁电机100的功率因数不低于同功率的感应电机。

其次，增大永磁电机100磁阻转矩输出占比，需要相电流超过转子20的感应电势，d轴(即直轴)与q轴(即交轴)电流在电角度上有90°相位差，并且id(即直轴电流)与iq(即交轴电流)的乘积在电角度相差45°时，影响因素最大，其次是q轴与d轴的电感差值越大越有助于输出磁阻转矩。

一般来说，d轴方向对应于永磁铁(如第一永磁体231及第二永磁体232组合的永磁结构23)及磁极单元22产生磁通的方向，则d轴方向贯穿了与永磁结构23以及磁极单元22，磁极单元22的第一安装孔221和第二安装孔222形成空气磁障，而第一永磁体231与第二永磁体232安装在第一安装孔221和第二安装孔222时，其磁导率与空气磁导率近似，也就是说，d轴方向贯穿了与空气磁导率近似相同的永磁结构23以及磁极单元22的空气磁障。从而使得d轴的磁阻增大，而磁阻的增加，会使得d轴的电感减小。

Q轴方向的磁通走向是永磁结构23的侧位，也就是说，q轴方向的磁通主要通过磁极单元22之间与永磁铁之间的导磁位；磁极单元22之间也简称极间，也是指第一安装孔221与相邻磁极单元22的第一安装孔221之间；永磁铁之间是指第一永磁体231与第二永磁体232之间，以及弯曲设置的第二永磁体232的弯曲内侧，第二永磁体232的弯曲内侧也是指第二永磁体232靠近转子铁芯21外周面的一侧。由于q轴方向的磁通通过极间与永磁铁之间的导磁位，因而，q轴方向的磁阻较小，相应地电感较大。

由上可知，本实施例中，可以使q轴与d轴的电感差增大，进而提升制作永磁电机100的磁阻转矩，进而使该永磁电机100的永磁转矩与磁阻转矩组合输出更大的转矩。

另外，本实施例中，在弯曲设置的第二安装孔222的相对两侧设置第一安装孔221，可以使第一安装孔221及第二安装孔222形成的磁铁孔的形状沿磁通线等同q轴磁通路径是大致正弦波状，则与该磁铁孔的形状正交的朝向取向，则永磁结构23的磁通接近正弦波。第二永磁体232是配合安装在第二安装孔222中，则第二永磁体232也弯曲设置，与第一安装孔221中的第一永磁体231组合，可以提高单位面积的磁通正弦饱和度，有助于提高制作的永磁电机100的输出转矩。

在一个实施例中，外磁障孔2211的宽度W3大于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2的一半，外磁障孔2211的宽度W3小于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2的0.9倍，即0.5*W2≤W3≤0.9*W2，可以使，W3与W2的关系直接影响磁通量、抗退磁能力和漏磁折中平衡，以保证定子10的磁通量，良好的结构强度，较高的抗退磁能力和较小的漏磁。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，各磁极单元22还包括通流孔223，在使用时，转子铁芯21上的两个第一安装孔221、第二安装孔222和通流孔223处的磁导率非常小，而转子铁芯21上其他位置处的磁导率相对非常大，这就使得两个第一安装孔221、第二安装孔222和通流孔223限定了转子铁芯21中磁通的流向，从而两个第一安装孔221、第二安装孔222、通流孔223、第一永磁体231及第二永磁体232共同作用，在转子铁芯21中形成磁极单元22，并且在定子10磁场驱动转子20转动时，形成磁阻转矩。

另外，考虑硅钢片的冲压加工、使用时的机械强度，第一安装孔221、第二安装孔222及通流孔223加工制作时，棱角处可以进行必要的倒角。

通流孔223的设置，可以提升气液流通面积，减少磁铁用量，以降低成本，并且降低电机装配过程的繁琐复杂度。

另外，磁极单元22的通流孔223与第一安装孔221、第二安装孔222配合形成空气磁障，而第一永磁体231与第二永磁体232安装在第一安装孔221和第二安装孔222时，其磁导率与空气磁导率近似，也就是说，d轴方向贯穿了与空气磁导率近似相同的永磁结构23以及磁极单元22的空气磁障。从而使得d轴的磁阻增大，而磁阻的增加，会使得d轴的电感减小。由于q轴方向的磁通通过极间与永磁铁之间的导磁位，因而，q轴方向的磁阻较小，相应地电感较大。可以使q轴与d轴的电感差增大，进而提升制作永磁电机100的磁阻转矩，进而使该永磁电机100的永磁转矩与磁阻转矩组合输出更大的转矩。通流孔223的设置，还可以减小磁通经过第一永磁体231与第二永磁体232，也就是说，可以减小磁通短路，进而提升抗退磁能力。

通过在转子铁芯21上设置多个磁极单元22，而各磁极单元22包括两个第一安装孔221、第二安装孔222和通流孔223，通流孔223位于第二安装孔222靠近转子铁芯21的中心轴的一侧，以在使用时，与电机的定子10配合产生磁阻转矩，并在第一安装孔221和第二安装孔222中分别设置第一永磁体231和第二永磁体232，以在使用时，与电机的定子10配合产生永磁转矩，以提升输出转矩；另外，设置通流孔223，可以提升气液流通面积，相比在磁极单元22的各孔中设置永磁体的结构，磁铁用量更小，成本更低，装配也更为方便。

在一个实施例中，第一安装孔221中的第一永磁体231可以设置呈矩形磁铁，以方便加工制作与安装，并且可以与第二永磁体232组合，更好地提高单位面积的磁通正弦饱和度。可以理解地，第一永磁体231也可以设置呈其他形状，在此不作唯一限定。

在一个实施例中，第二安装孔222中的第二永磁体232可以设置呈弧形磁瓦，以方便加工制作与安装，并且可以与第一永磁体231组合，更好地提高单位面积的磁通正弦饱和度。可以理解地，第二永磁体232也可以弯曲呈其他形状，在此不作唯一限定。

在一个实施例中，第一安装孔221设置呈矩形，以方便设计制作。

在一个实施例中，第一安装孔221与第二安装孔222之间的距离由沿转子铁芯21的径向朝向转子铁芯21的外周面的方向呈渐缩设置，也就是说，第一安装孔221与第二安装孔222之间的距离为渐变设置，并且越靠近转子铁芯21的外周，第一安装孔221与第二安装孔222之间的距离越短，以提升通过第一安装孔221与第二安装孔222之间的磁通密度，进而提升磁阻转矩。

在一个实施例中，使用铁氧体永磁体的永磁电机100，其磁通密度值较稀土材料制作的永磁体的磁通密度值低，本实施例中，越靠近转子铁芯21的外周，第一安装孔221与第二安装孔222之间的距离越短，可以将第一安装孔221与第二安装孔222之间的饱和磁通密度提升到2.0T，提高转子铁芯21的利用率，提升永磁电机100的效率，而且可以避免转子铁芯21部分的磁通密度过饱和，避免磁通变形，避免出现因磁通变形导致的转矩减小或出现脉动。

在一个实施例中，第二安装孔222可以设置呈弧形，以方便设计与制作。可以理解地，第二安装孔222靠近转子铁芯21的外周面一侧的轮廓线可以设置呈近似q轴磁路通道的对称的曲线结构，该曲线结构的对称面220为第二安装孔222的对称面220，该曲线结构的一侧可以设置为半双曲线、半指数函数曲线、半对数函数曲线、半正切曲线等形状。半双曲线为双曲线对称轴一侧的曲线。半指数函数曲线为指数函数曲线一半的曲线。半对数函数曲线为对数函数曲线一半的曲线。半正切曲线为正切曲线一半的曲线。

在一个实施例中，由于外磁障孔2211与转子铁芯21的外周面之间的距离较小，即外磁障孔2211与转子铁芯21的外周面之间形成第一薄壁结构2212，而磁通容易集中在外磁障孔2211与转子铁芯21的外周面之间的第一薄壁结构2212处，并且在永磁电机100工作时，为了减少漏磁，往往需要将该第一薄壁结构2212设置较薄，使得该第一薄壁结构2212处磁通通常处于饱和状态，这会使得电枢反应退磁磁场穿过第一永磁体231的末端。则设置外磁障孔2211，由于磁通难以通过外磁障孔2211，进而降低穿过第一永磁体231的磁通量，以提升抗退磁能力。外磁障孔2211的宽度小于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度，还可以使定子10产生的磁通更容易交链到转子20上，提升定子10磁场利用率，提升效率。

在一个实施例中，第二安装孔222的两端分别设有磁阻孔2221，磁阻孔2221由第二安装孔222的对应端朝向转子铁芯21的外周面的方向延伸设置，由于磁阻孔2221的磁导率低于转子铁芯21的磁导率，其磁阻也较大，则从而磁阻孔2221构成在磁极单元22的转子20的磁回路中作为磁通难以通过的磁性屏蔽壁，即磁阻孔2221处形成漏磁通抑制结构。而磁阻孔2221与转子铁芯21的外周面之间的距离较小，即磁阻孔2221与转子铁芯21的外周面之间形成第二薄壁结构2222，而磁通容易集中在磁阻孔2221与转子铁芯21的外周面之间的第二薄壁结构2222处，并且在永磁电机100工作时，为了减少漏磁，往往需要将该第二薄壁结构2222设置较薄，使得该第二薄壁结构2222处磁通通常处于饱和状态，这会使得电枢反应退磁磁场穿过第二永磁体232的末端。则设置磁阻孔2221，由于磁通难以通过磁阻孔2221，进而降低穿过第二永磁体232的磁通量，以提升抗退磁能力。

在一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，任一磁阻孔2221的宽度由第二安装孔222的端部至转子铁芯21的外周面的方向逐渐缩小，以增加转子铁芯21的结构强度，保证第二永磁体232稳定安装在第二安装孔222中，并且这种结构，可以增加来自定子10的磁通量，提升结构强度，保证较好的抗退磁能力。

在一个实施例中，磁阻孔2221靠近第一安装孔221的一侧与第二安装孔222的对应端靠近第一安装孔221的一侧处于同一平面，也就是说，也就是说，靠近第一安装孔221的一侧与对应磁阻孔2221靠近第一安装孔221的一侧平滑过渡，以方便设计与加工制作，另外，可以增加来自定子10的磁通，提升定子10磁场利用率。

在一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，外磁障孔2211至转子铁芯21的外周面的最小距离为L1，也就是说第一薄壁结构2212的宽度为L1，第一安装孔221靠近转子铁芯21的外周面的一端至转子铁芯21的外周面的最小距离为L2，则L2≥2*L1，一方面可以保证第一薄壁结构2212处的结构强度，另一方面可以更好的降低漏磁，增加来自定子10的磁通量，进而提升转矩。

在一个实施例中，第一薄壁结构2212的宽度L1大于或等于转子冲片的厚度为T，即L1≥T，可以保证第一薄壁结构2212处的结构强度。

在一个实施例中，为尽可能的增强第二永磁体232的永磁转矩输出，将第二安装孔222的端部尽可能靠近邻近的第一安装孔221，可以将第一安装孔221与第二安装孔222之间的最小距离W4设置小于或等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度为W2。

在一个实施例中，第一薄壁结构2212的宽度为L1，第一安装孔221靠近转子铁芯21的外周面的一端至转子铁芯21的外周面的距离为L2时，外磁障孔2211沿转子铁芯21径向的宽度则为L2-L1，外磁障孔2211影响永磁电机100的输出转矩与转矩脉动，L2-L1＝0.3*W2，即外磁障孔2211沿转子铁芯21径向的宽度等于第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2的0.3倍时，永磁电机100的输出转矩标幺值最大，且转矩脉动标幺值最小。

在一个实施例中，第一安装孔221与第二安装孔222之间的最小距离W1小于或等于定子槽113的口部的宽度T1，第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2小于或等于相邻两个定子齿112间距离T2，两个定子齿112间距离T2是指两个定子齿112的中心线1121之间的最小距离，以保证转子铁芯21良好的结构强度，增加来自定子10的磁通量，进而提升转矩。

在一个实施例中，外磁障孔2211靠近第二安装孔222的一侧与第一安装孔221靠近第二安装孔222的一侧连接处呈阶梯状。也就是说，第一安装孔221靠近第二安装孔222的一侧以阶梯的形状过渡到外磁障孔2211，以增加转子铁芯21的结构强度，并且方便设计与制作。由于外磁障孔2211的磁导率低于转子铁芯21的磁导率，其磁阻也较大，则从而外磁障孔2211构成在磁极单元22的转子20的磁回路中作为磁通难以通过的磁性屏蔽壁，即外磁障孔2211处形成漏磁通抑制结构。由于磁通难以通过外磁障孔2211，进而降低穿过第一永磁体231的磁通量，以提升抗退磁能力。而且外磁障孔2211与第一安装孔221的连接处呈阶梯状，可以使定子10产生的磁通更容易交链到转子20上，提升定子10磁场利用率，提升效率。在一个实施例中，外磁障孔2211远离第二安装孔222的一侧与第一安装孔221远离第二安装孔222的一侧处于同一平面，也就是说，第一安装孔221远离第二安装孔222的一侧平滑过渡到外磁障孔2211，以方便设计与加工制作，另外，可以使外磁障孔2211靠近第二安装孔222的一侧与第一安装孔221靠近第二安装孔222的一侧间距离更大，以增加转子铁芯21的结构强度，并且方便设计与制作，而且可以增加来自定子10的磁通，提升定子10磁场利用率。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，通流孔223的两端与相邻两个第一安装孔221连通，也就是说，同一个磁极单元22中：通流孔223的两端与该磁极单元22的两个第一安装孔221连通，使得两个第一安装孔221经通流孔223连通，可以更好的限定转子铁芯21中磁力线的流通，使转子铁芯21中磁力线流通更顺畅，减小脉动转矩。另外，该结构可以使第一安装孔221、第二安装孔222及通流孔223限定路径作为q轴磁路的磁通线，通流孔223不安装磁铁对该永磁电机100的永磁转矩的影响小，从而形成空气磁障，有助于气液流通，同时节约永磁体用量，降低永磁电机100装配过程的繁琐复杂度。

在一个实施例中，转子铁芯21的中心孔24的直径为D1，转子铁芯21的外径为D2，通流孔223至中心孔24之间的最小距离为R1，则R1≤(D2-D1)/2。可以保证转子铁芯21良好的结构强度，而且可以将通流孔223的面积制作更大，提升气液流通能力。

在一个实施例中，第二安装孔222至中心孔24之间的最小距离为R2，第一永磁体231至中心孔24之间的最小距离为R3，则R1≤R3≤R2。也就是说，通流孔223至中心孔24之间的最小距离R1小于或等于第一永磁体231至中心孔24之间的最小距离R3，第一永磁体231至中心孔24之间的最小距离R3小于或等于第二安装孔222至中心孔24之间的最小距离R2，以保证转子铁芯21良好的结构强度，而且可以将通流孔223的面积制作更大，提升气液流通能力。

在一个实施例中，通流孔223靠近转子铁芯21的中心轴的一侧呈圆弧形，并且该圆弧的中部朝向转子铁芯21的中心轴的一侧凸出，这样可以将通流孔223面积制作更大，以进一步降低漏磁，提升磁场利用率，并且提升气液流通能力。

在一个实施例中，考虑漏磁影响，同时减小永磁电机100输出磁阻转矩时的去磁电流对永磁铁消磁影响，可以将第一永磁体231与第一安装孔221间预留一宽度，第二永磁体232与第二安装孔222间预留一宽度，也就是说，第一永磁体231与第一安装孔221间具有间隙，第二永磁体232与第二安装孔222间具有间隙。

在一个实施例中，可以在第一安装孔221中设置凸台，以定位第一永磁体231。可以理解地，也可以使用树脂填充作为第一安装孔221的空隙的部分、插入非磁性的销等方式来将第一永磁体231定位安装在第一安装孔221中。

在一个实施例中，可以在第二安装孔222中设置凸台，以定位第二永磁体232。可以理解地，也可以使用树脂填充作为第二安装孔222的空隙的部分、插入非磁性的销等方式来将第二永磁体232定位安装在第二安装孔222中。

本实施例中，定子10产生的磁力线接近为在q轴方向上的椭圆线型，单独由定子10产生的磁通密度在气隙上分布是接近正弦波。转子铁芯21中第一安装孔221和第二安装孔222中分别安装第一永磁体231和第二永磁体232，第一安装孔221和第二安装孔222的排布会影响q轴磁路，为尽量的减小第一安装孔221和第二安装孔222对q轴磁路的影响，将第一安装孔221和第二安装孔222的排布设计成图2的结构，第二安装孔222为弧形或者近似弧形结构，弧形结构有助于内侧磁力线的顺畅流通，第二安装孔222的端部和第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面的端部近似垂直于转子铁芯21的外周面。第一安装孔221靠近相邻磁极单元22的位置，为了更好的垂直于转子铁芯21外周面设计为矩形结构，同时为了减小q轴磁路在转子20外周的饱和分布，在第一安装孔221的端部结合第一永磁体231的安装固定位置设计呈阶梯状的外磁障孔2211，使永磁电机100的气隙处的磁密分布接近正弦波状，减少磁密分布中的高次谐波，因为高次谐波分量对转矩输出没有贡献。另外，还可以抑制第一永磁体231和第二永磁体232沿d轴产生的磁通变形，以及抑制定子10产生的磁通(q轴磁通)的变形。

请参阅图1和图6，图6为本实施例永磁电机100中外磁障孔2211的宽度W3与第一安装孔221靠近转子铁芯21外周面一端的宽度W2不同比值时的输出转矩标幺值，图中曲线F为W3/W2的不同比值对应的输出转矩标幺值。由图可以看出，当W3/W2的比值在0.5至0.9之间时，输出转矩的标幺值在1.0以上，从而使得永磁电机100的输出转矩较大。

请参阅图4，本实施例的转子20与图2所示实施例的转子的区别为：本实施例中，任一磁极单元中22：转子铁芯21中设有分隔通流孔223的分隔部2231，分隔部2231沿转子铁芯21的径向延伸设置。在通流孔223中设置分隔部2231，以将通流孔223分隔为两个部分，可以增强转子铁芯21的结构强度。

在一个实施例中，请参阅图4，分隔部2231的宽度W5大于或等于转子冲片的厚度，以增加转子铁芯21的结构强度，并且可以减小分隔部2231对永磁电机100性能的影响。

请参阅图5，本实施例的转子20与图2所示实施例的转子的区别为：本实施例中，通流孔223与相邻两个第一安装孔221均间隔设置，通流孔223位于两个第一安装孔221靠近邻近第二安装孔222的一侧，也就是说，通流孔223位于两个第一安装孔221与第二安装孔222之间围成区域内。第一永磁体231与第一安装孔221的两端均设有间隙，通流孔223与第一安装孔221分开设置，以降低第一永磁体231的漏磁。

在一个实施例中，请参阅图5，通流孔223的截面积小于或等于两个第一安装孔221与第二安装孔222之间围成区域面积的二分之一，以进一步减少漏磁，提升磁场利用率，提升效率。通流孔223的形状可以呈具有倒圆角的矩形。当然，通流孔223也可以设置呈椭圆形、梯形等形状。

在一个实施例中，请参阅图5，至少部分第一安装孔221靠近转子铁芯21的中心轴的一端设有内磁障孔2213，内磁障孔2213由对应第一安装孔221朝向转子铁芯21的中心轴凸出延伸设置。通过设置内磁障孔2213，可以减小漏磁，特别是减小第一永磁体231的漏磁，提升磁场利用率。另外，内磁障孔2213的设置，可以更靠近转子铁芯21的中心孔24，以减小转子铁芯21的中心孔24边缘部分的漏磁，提升磁场利用率。

本申请实施例的永磁电机100，可以更好地组合磁阻转矩与永磁转矩，以输出更大的转矩，抑制转矩脉动，更高的抗退磁能力，减少磁铁的用量，实现性能与价格的兼顾，以及高效率输出与高频高输出扭矩。

本申请实施例还提供一种压缩机，包括机壳，机壳中安装有如上述实施例所述的永磁电机。该压缩机，使用了上述实施例的永磁电机，具有上述永磁电机的有益效果，在此不再赘述。该压缩机，可以是空调压缩、冰箱压缩机等。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种转子，包括采用转子冲片层叠形成的转子铁芯，所述转子铁芯设有多个磁极单元，多个所述磁极单元沿所述转子铁芯的周向均匀分布，其特征在于，各所述磁极单元包括第一安装孔，所述第一安装孔中安装有第一永磁体，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯的外周面的一端朝向所述转子铁芯的外周面的方向延伸设有外磁障孔，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯外周面一端的宽度为W2，所述外磁障孔的宽度为W3，则W3≥0.5*W2。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于：0.5*W2≤W3≤0.9*W2。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述外磁障孔至所述转子铁芯的外周面的最小距离为L1，所述第一安装孔靠近所述转子铁芯的外周面的一端至所述转子铁芯的外周面的最小距离为L2，则L2≥2*L1。

4.如权利要求3所述的转子，其特征在于：任一所述转子冲片的厚度为T，则L1≥T。

5.如权利要求1-4任一项所述的转子，其特征在于：所述外磁障孔沿所述转子铁芯径向的宽度等于所述第一安装孔靠近所述转子铁芯外周面一端的宽度的0.3倍。

6.如权利要求1-4任一项所述的转子，其特征在于：各所述磁极单元还包括第二安装孔，各所述磁极单元中的所述第一安装孔为两个，所述第二安装孔的两端朝向所述转子铁芯的外周面弯曲设置，所述第二安装孔关于所述转子铁芯的一个径向面对称设置，两个所述第一安装孔位于所述第二安装孔的两侧，所述第二安装孔中安装有第二永磁体。

7.如权利要求6所述的转子，其特征在于：所述外磁障孔靠近所述第二安装孔的一侧与所述第一安装孔靠近所述第二安装孔的一侧的连接处呈阶梯状。

8.如权利要求7所述的转子，其特征在于：所述外磁障孔远离所述第二安装孔的一侧与所述第一安装孔远离所述第二安装孔的一侧处于同一平面。

9.如权利要求6所述的转子，其特征在于：所述第二安装孔的两端分别朝向所述转子铁芯的外周面的方向延伸有磁阻孔。

10.如权利要求9所述的转子，其特征在于：任一所述磁阻孔的宽度由所述第二安装孔的端部至所述转子铁芯的外周面的方向呈渐缩设置。

11.如权利要求10所述的转子，其特征在于：所述磁阻孔靠近所述第一安装孔的一侧与所述第二安装孔的对应端靠近所述第一安装孔的一侧处于同一平面。

12.一种永磁电机，包括定子，其特征在于：还包括如权利要求1-11任一项所述的转子，所述转子安装于所述定子中。

13.一种压缩机，包括机壳，其特征在于：所述机壳中安装有如权利要求12所述的永磁电机。

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