CN220107676U - 定子冲片、定子铁芯、电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种定子冲片、定子铁芯、电机、压缩机和制冷设备，其中，定子冲片包括轭部、多个齿部以及多个凹陷结构；多个齿部设于轭部的内周面，且沿轭部的周向间隔排布；多个凹陷结构布设于轭部的外周面，凹陷结构包括第一凹部、第二凹部和第三凹部，第一凹部和第二凹部分别设于相邻的两个齿部所对应的轭部上，且第一凹部和第二凹部均位于各自对应的齿部的中心线上，第三凹部连接于第一凹部和第二凹部之间；相邻两齿部之间形成的凹槽为定子槽，在垂直于轭部的中轴线的截面上，第三凹部的流通面积S₃、定子槽的槽数Q、轭部的外径D、以及轭部的厚度b之间的关系满足：本实用新型技术方案能够改善定子固频，降低电机的高频载波噪音。

Description

定子冲片、定子铁芯、电机、压缩机和制冷设备

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种定子冲片、定子铁芯、电机、压缩机和制冷设备。

背景技术

现有家用空调压缩机电机主要采用变频电机，变频电机输入电流为调制波，调制波的载波为高频载波。当电机设计不当时，会使电机和压缩机在载波附近频段噪音和振动恶化，从而影响电机和压缩机的性能，还会严重影响用户的听觉感受。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种定子冲片，旨在改善定子固频，降低电机的高频载波噪音。

为实现上述目的，本实用新型提出的定子冲片，包括：

轭部；

多个齿部，设于所述轭部的内周面，且沿所述轭部的周向间隔排布；以及

多个凹陷结构，布设于所述轭部的外周面，所述凹陷结构包括第一凹部、第二凹部和第三凹部，所述第一凹部和所述第二凹部分别设于相邻的两个所述齿部所对应的轭部上，且所述第一凹部和所述第二凹部均位于各自对应的所述齿部的中心线上，所述第三凹部连接于所述第一凹部和所述第二凹部之间；

相邻两所述齿部之间形成的凹槽为定子槽，所述定子槽的数量为Q个，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第三凹部的流通面积为S₃，所述第三凹部的流通面积S₃、所述定子槽的槽数Q、所述轭部的外径D、以及所述轭部的厚度b之间的关系满足：

可选地，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第一凹部的流通面积S₁、所述第二凹部的流通面积S₂、所述轭部的宽度b、所述齿部的宽度t之间的关系满足：S₁≤2b*t，S₂≤2b*t。

可选地，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第三凹部的底壁呈直线结构；和/或，所述第三凹部的底壁呈弧线结构。

可选地，所述凹陷结构设置有k个，k大于或等于3，小于Q/2。

可选地，k等于4。

可选地，所述定子槽的数量Q满足：Q≤12。

可选地，Q等于12。

本实用新型还提出一种定子铁芯，该定子铁芯包括多个如上所述的定子冲片，各所述定子冲片沿轴向压叠设置。

本实用新型还提出一种电机，该电机包括如上所述的定子铁芯。

可选地，所述电机包括相配合的所述定子铁芯和转子，所述转子的极对数p小于或等于5。

本实用新型还提出一种压缩机，该压缩机包括如上所述的电机。

本实用新型还提出一种制冷设备，该制冷设备包括如上所述的压缩机。

本实用新型技术方案通过在轭部的外周面设置多个凹陷结构，其中，各凹陷结构沿轭部的轴周向等间隔排布，且包括相连的第一凹部、第二凹部和第三凹部，第一凹部和第二凹部分别设于相邻的两个齿部所对应的轭部上，且第一凹部和第二凹部均位于各自对应的齿部的中心线上，保证定子冲片轭部的电磁场流通，提高电机效率，并且能够确保定子冲片的结构刚度，降低制造成本；第三凹部连接于第一凹部和所述第二凹部之间，且第三凹部的流通面积S₃、定子槽的槽数Q、轭部的外径D、以及轭部的厚度b之间的关系满足：有利于进一步增大轭部与电机壳体之间的间隙，促使轭部的外周面大部分与电机壳体的内壁可靠分离，从而有效降低定子冲片因变形、扭曲导致的电磁场畸变，以及减少传递至壳体的振动，使得壳体的固有频率与电机工作时的工作频率错开，如此可以有效避免发生共振，降低噪音，同时，优化了从齿部至轭部的磁路结构，进而通过壳体受到的磁力作用力的减小，有效减少由定子冲片压叠构成的定子铁芯受到的反作用力，提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型定子冲片一实施例的结构示意图；

图2为图1中定子冲片各部分参数示意图；

图3为本实用新型压缩机在60rps时的噪声对比示意图；

图4为本实用新型压缩机在90rps时的噪声对比示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	轭部	331	主槽部
20	齿部	332	副槽部
				21	定子槽	3321	第一子槽部
30	凹陷结构	3322	第二子槽部
				31	第一凹部	34	第三凹部
32	第二凹部

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种定子冲片。

参照图1至4，在本实用新型实施例中，该定子冲片包括轭部10、多个齿部20以及多个凹陷结构30；多个齿部20设于所述轭部10的内周面，且沿所述轭部10的周向间隔排布；多个凹陷结构30，布设于所述轭部10的外周面，所述凹陷结构30包括第一凹部31、第二凹部32和第三凹部34，所述第一凹部31和所述第二凹部32分别设于相邻的两个所述齿部20所对应的轭部10上，且所述第一凹部31和所述第二凹部32均位于各自对应的所述齿部20的中心线上，所述第三凹部34连接于所述第一凹部31和所述第二凹部32之间，其中，相邻两所述齿部20之间形成的凹槽为定子槽21，所述定子槽21的数量为Q个，在垂直于所述轭部10的中轴线的截面上，所述第三凹部34的流通面积为S₃，所述第三凹部34的流通面积S₃、所述定子槽21的槽数Q、所述轭部10的外径D、以及所述轭部10的厚度b之间的关系满足：进而通过改善定子固频，降低具有该定子冲片的电机的高频载波噪音。

压缩机包括电机，电机包括定子铁芯，定子铁芯包括多个压叠设置的定子冲片，而定子冲片可为硅钢片，定子冲片包括轭部10和多个齿部20，轭部10为环状结构，其中，轭部10的内周面设有多个齿部20，各齿部20沿轭部10的周向均匀间隔排布，且沿轭部10径向向内延伸，各相邻齿部20之间限定出供绕组线圈放置的定子槽21，进而用于驱动转子转动。

在轭部10的外周面设有多个凹陷结构30，各凹陷结构30沿轭部10的周向等间隔排布，且凹陷结构30的开口朝远离齿部20设置，以增大轭部10与电机壳体之间的间隙，其中，凹陷结构30包括相连的第一凹部31、第二凹部32和第三凹部34，第一凹部31和第二凹部32分别设于相邻的两个齿部20所对应的轭部10上，且第一凹部31和第二凹部32均位于各自对应的齿部20的中心线上，保证定子冲片轭部10的电磁场流通，提高电机效率，并且能够确保定子冲片的结构强度和刚度，降低制造成本。

而第三凹部34连接于第一凹部31和所述第二凹部32之间，且第三凹部34的流通面积S₃、定子槽21的槽数Q、轭部10的外径D、以及轭部10的厚度b之间的关系满足：具体而言，/>为第三凹部34的流通面积与轭部10的面积的比值，当定子槽21的槽数一定，/>小于0.01时，第三凹部34的流通面积较小，即第三凹部34与电机壳体之间的间隙较小，此时，无法较好分离轭部10和电机壳体，进而无法有效降低传递至壳体的振动，避免共振的发生，也无法使冷媒较为流畅流动，进而极易产生较大噪音，缩短电机的使用寿命，降低电机的性能效率，降低用户的使用体验感；而当/>大于0.3时，第三凹部34的流通面积较大，即第三凹部34与电机壳体之间的间隙较大，此时，轭部10的宽度较小，极易导致从齿部20至轭部10的磁路结构饱和，降低磁通量，也极易降低轭部10径向上的结构强度，进而降低电机的性能效率。因此，将第三凹部34的流通面积S₃、定子槽21的槽数Q、轭部10的外径D、以及轭部10的厚度b之间的关系设置在0.01至0.3之间，有利于进一步增大轭部10与电机壳体之间的间隙，促使轭部10的外周面大部分与电机壳体的内壁可靠分离，从而有效降低定子冲片因变形、扭曲导致的电磁场畸变，以及减少传递至壳体的振动，使得壳体的固有频率与电机工作时的工作频率(定子固频)错开，进而能够减少传递至壳体的振动，如此可以有效避免发生共振，降低噪音，同时，优化了从齿部20至轭部10的磁路结构，进而通过壳体受到的磁力作用力的减小，有效减少由定子冲片压叠构成的定子铁芯受到的反作用力，提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率。

具体地，第三凹部34的流通面积S₃、定子槽21的槽数Q、轭部10的外径D、以及轭部10的厚度b之间的关系的具体取值可为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3。

此外，定子铁芯和电机壳体之间的间隙的增大，还能够为冷媒增加流通通道，使冷媒可靠流动，延长电机的使用寿命；还有利于应用有该电机的压缩机小型化，且具有较高的制冷量，同时也有利于降低压缩机的噪声。

本实用新型技术方案通过在轭部10的外周面设置多个凹陷结构30，其中，各凹陷结构30沿轭部10的轴周向等间隔排布，且包括相连的第一凹部31、第二凹部32和第三凹部34，第一凹部31和第二凹部32分别设于相邻的两个齿部20所对应的轭部10上，且第一凹部31和第二凹部32均位于各自对应的齿部20的中心线上，保证定子冲片轭部10的电磁场流通，提高电机效率，并且能够确保定子冲片的结构刚度，降低制造成本；第三凹部34连接于第一凹部31和所述第二凹部32之间，且第三凹部34的流通面积S₃、定子槽21的槽数Q、轭部10的外径D、以及轭部10的厚度b之间的关系满足：有利于进一步增大轭部10与电机壳体之间的间隙，促使轭部10的外周面大部分与电机壳体的内壁可靠分离，从而有效降低定子冲片因变形、扭曲导致的电磁场畸变，以及减少传递至壳体的振动，使得壳体的固有频率与电机工作时的工作频率错开，如此可以有效避免发生共振，降低噪音，同时，优化了从齿部20至轭部10的磁路结构，进而通过壳体受到的磁力作用力的减小，有效减少由定子冲片压叠构成的定子铁芯受到的反作用力，提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率。同时有效延长电机的使用寿命。

参照图2，在一实施例中，在垂直于所述轭部10的中轴线的截面上，所述第一凹部31的流通面积S₁、所述第二凹部32的流通面积S₂、所述轭部10的宽度b、齿部20的宽度t之间的关系满足：S₁≤2b*t，S₂≤2b*t。具体而言，当第一凹部31和/或第二凹部32的流通面积大于2倍的轭部10的宽度和齿部20的宽度的乘积时，极易因第一凹部31和/或第二凹部32在沿轭部10的径向上的深度过大，轭部10宽度较小而导致轭部10径向上的结构强度减小，电机的性能效率的降低，因此通过限定：S₁≤2b*t，S₂≤2b*t，既能够保证定子冲片的结构强度，降低制造成本，且满足制造工艺，制造较为方便；还能够减少传递至壳体的振动，使得壳体的固有频率与电机工作时的工作频率错开，有效避免发生共振，降低噪音，同时，能够提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率；还能够为冷媒增加流通通道，有利于应用有该电机的压缩机小型化，且具有较高的制冷量，也有利于降低压缩机的噪声。

可选地，在垂直于所述轭部10的中轴线的截面上，所述第三凹部34的底壁呈直线结构；和/或，所述第三凹部34的底壁呈弧线结构，即，第三凹部34的底壁可为平面、弧面只需保证第三凹部34的底壁远离壳体的内壁设置即可，如此能够保证第三凹部34与电机壳体之间留有间隙，有效分隔开部分轭部10的外周面与壳体的内壁面，进而有效避免发生共振，降低噪音，提高散热效果，同时，有利于提升电机运行时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率，还能够有效延长电机的使用寿命。

参照图1，在一实施例中，所述第一凹部31和所述第二凹部32均包括主槽部331和副槽部332，所述主槽部331设于所述齿部20的中心线上，所述副槽部332连接于所述主槽部331的侧部，有利于进一步增大第一凹部31和第二凹部32在垂直于轭部10的中轴线的截面上的面积，进而在保证轭部10的电磁场流通的情况下，降低噪音，降低制造成本，增大冷媒流通面积，提高电机的性能效率。

具体地，所述主槽部331与所述轭部10的圆心之间的最大距离小于所述副槽部332与所述轭部10的圆心之间的最大距离，由于主槽部331设在齿部20的中心线上，因而主槽部331沿轭部10径向上的深度较大，能够在不影响轭部10结构强度的情况下，增大主槽部331的流通面积，进而有效降低噪音，提高散热效果。而副槽部332连接于主槽部331的侧部，即朝靠近相邻两齿部20之间的轭部10延伸设置，由于轭部10的宽度限制，副槽部332沿轭部10径向上的深度尽可能小于主槽部331沿轭部10径向上的深度较大，如此能够降低轭部10因副槽部332的流通面积较大导致的轭部10结构不稳定，甚至出现裂纹、断裂等风险，同时便于定子冲片的加工工艺的操作可行性。当然于其他实施例中，所述主槽部331与所述轭部10的圆心之间的最大距离可以大于或等于所述副槽部332与所述轭部10的圆心之间的最大距离，只需保证定子冲片的结构稳定性、加工工艺的操作可行性即可。当然于其他实施例中，第一凹部31和/或第二凹部32可只设有主槽部331。

进一步地，在一实施例中，所述副槽部332包括第一子槽部3321，所述第一子槽部3321位于两所述主槽部331之间，且一侧连接所述主槽部331，另一侧连接所述第三凹部34，此时第一凹部31和第二凹部32均通过对应的第一子槽部3321与第三凹部34的两侧相连，以形成具有较大流通面积的凹陷结构30，进而促使轭部10的外周面大部分与电机壳体的内壁可靠分离。

更进一步地，在一实施例中，所述副槽部332还包括第二子槽部3322，所述第二子槽部3322靠近另一所述凹陷结构30设置，且与所述主槽部331连接，即，主槽部331背离第一子槽部3321的一侧还连接有第二子槽部3322，此时第一凹部31、第二凹部32和第三凹部34连接而形成具有更大流通面积的凹陷结构30，进一步促使轭部10的外周面大部分与电机壳体的内壁可靠分离，从而有效降低定子冲片因变形、扭曲导致的电磁场畸变，以及减少传递至壳体的振动，使得壳体的固有频率与电机工作时的工作频率错开，如此可以有效避免发生共振，降低噪音，同时，优化了从齿部20至轭部10的磁路结构，进而通过壳体受到的磁力作用力的减小，有效减少由定子冲片压叠构成的定子铁芯受到的反作用力，提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率。同时有效延长电机的使用寿命。其中，第一子槽部3321和第二子槽部3322的结构可相同，也可不同。当然，于其他实施例中，副槽部332可只包括第一子槽部3321或第二子槽部3322。

因此第一凹部31和第二凹部32的具体结构包括但不限于上述结构。

可选地，在一实施例中，在垂直于所述轭部10的中轴线的截面上，所述主槽部331的底壁呈直线结构；和/或，所述主槽部331的底壁呈弧线结构，可以理解的，两个主槽部331的底壁均为平面结构或者均为弧面结构；亦或者，两个主槽部331的底壁分别为平面结构和弧面结构，其具体结构的设定在满足齿部20至轭部10的磁路结构、电机的性能效率等需求下可自由设置，在此不作限制。

可选地，在一实施例中，所述凹陷结构30设置有k个，k大于或等于3，小于Q/2；具体而言，当凹陷结构30的数量少于3个时，轭部10的大部分外周面与电机壳体连接，传递至壳体的振动较大，无法使壳体的固有频率与电机工作时的工作频率错开，且轭部10与壳体之间的间隙较小，进而极易发生共振，散热效果差，增大噪音，缩短电机的使用寿命，降低电机的性能效率，降低用户的使用体验感；当凹陷结构30的数量大于定子槽21数量的一半时，极易影响定子冲片的结构稳定性，进而影响电机运作时的稳定性，降低电机的性能效率，增大噪音，降低用户的使用体验感。因此，将凹陷结构30的数量设置在3至Q/2之间，如此可以使轭部10的大部分外周面与电机壳体的内壁可靠分离，进而能够减少传递至壳体的振动，有效避免发生共振，降低噪音，同时，优化从齿部20至轭部10的磁路结构，提高定子铁芯转动时的稳定性，降低电机运行时的铁损，提高电机的性能效率。其中，当Q为12，此时，凹陷结构30的数量的具体取值可为3个、4个、5个、6个。图1所示定子冲片上的凹陷结构30的数量为4个。

具体地，在一实施例中，k等于4，即定子冲片上的凹陷结构30设置有4个，4个凹陷结构30沿轭部10的外周面布设，以使轭部10的大部分外周面与电机壳体的内壁可靠分离，进而有利于提高电机的性能效率。

可选地，在一实施例中，所述定子槽21的数量Q满足：Q≤12；其中，定子槽21的数量可根据实际需要选取。具体地，Q等于12。

本实用新型还提出一种定子铁芯，该定子铁芯包括多个定子冲片，该定子冲片的具体结构参照上述实施例，由于本定子铁芯采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，各所述定子冲片沿轴向压叠设置。

本实用新型还提出一种电机，该电机包括定子铁芯，该定子铁芯的具体结构参照上述实施例，由于本电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

具体地，电机包括相配合的定子铁芯和转子，其中，转子的极对数p小于或等于5，即极数可为4、6、8。当定子槽数Q为12时，该电机为12槽8极电机。

本实用新型还提出一种压缩机，该压缩机包括电机，该电机的具体结构参照上述实施例，由于本压缩机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，根据电机中定子冲片相关参数的限定，本申请的压缩机在60rps时与对比机型的噪声对比如图3所示，在90rps时与对比机型的噪声对比如图4所示，明显看出本申请压缩机的性能均明显优于对比机型。

本实用新型还提出一种制冷设备，该制冷设备包括压缩机，该压缩机的具体结构参照上述实施例，由于本制冷设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种定子冲片，其特征在于，包括：

轭部；

多个齿部，设于所述轭部的内周面，且沿所述轭部的周向间隔排布；以及

多个凹陷结构，布设于所述轭部的外周面，所述凹陷结构包括第一凹部、第二凹部和第三凹部，所述第一凹部和所述第二凹部分别设于相邻的两个所述齿部所对应的轭部上，且所述第一凹部和所述第二凹部均位于各自对应的所述齿部的中心线上，所述第三凹部连接于所述第一凹部和所述第二凹部之间；

相邻两所述齿部之间形成的凹槽为定子槽，所述定子槽的数量为Q个，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第三凹部的流通面积为S₃，所述第三凹部的流通面积S₃、所述定子槽的槽数Q、所述轭部的外径D、以及所述轭部的厚度b之间的关系满足：

2.如权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第一凹部的流通面积S₁、所述第二凹部的流通面积S₂、所述轭部的宽度b、所述齿部的宽度t之间的关系满足：S₁≤2b*t，S₂≤2b*t。

3.如权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，在垂直于所述轭部的中轴线的截面上，所述第三凹部的底壁呈直线结构；和/或，所述第三凹部的底壁呈弧线结构。

4.如权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述凹陷结构设置有k个，k大于或等于3，小于Q/2。

5.如权利要求4所述的定子冲片，其特征在于，k等于4。

6.如权利要求1所述的定子冲片，其特征在于，所述定子槽的数量Q满足：Q≤12。

7.如权利要求6所述的定子冲片，其特征在于，Q等于12。

8.一种定子铁芯，其特征在于，包括多个如权利要求1至7中任一项所述的定子冲片，各所述定子冲片沿轴向压叠设置。

9.一种电机，其特征在于，包括如权利要求8所述的定子铁芯。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机包括相配合的所述定子铁芯和转子，所述转子的极对数p小于或等于5。

11.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求9至10中任一项所述的电机。

12.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的压缩机。