CN221042429U - 转子、电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转子、电机、压缩机和制冷设备，其中，该转子包括永磁体和转子铁芯，所述转子铁芯设有多组结构组，所述结构组包括安装槽和n个狭缝，n为正整数，所述永磁体设于所述安装槽内，所述狭缝位于所述安装槽与所述转子铁芯的外周面之间，所述狭缝的宽度为L_n，所述安装槽的宽度为b，n个所述狭缝的总宽度为∑L_n，所述∑L_n＝L₁+L₂+…+L_n，所述∑L_n与所述b的关系为0.1≤∑L_n/b≤0.5。本实用新型技术方案可以优化磁力线走向，降低漏磁提高永磁铁的利用率，提高电机效率。

Description

转子、电机、压缩机和制冷设备

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种转子、电机、压缩机和制冷设备。

背景技术

永磁电机具有损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，应用越来越广泛。如风机，水泵，压缩机等以连续的，恒定速度和单方向运行的应用场合，普通异步电机由于效率，功率因数等原因造成电能的浪费，正逐渐被永磁电机取代。同时，很多工业机械，其运行速度需要任意设定和调节，但速度控制精度要求不高，永磁同步电机由于体积小，高效节能等优点，正逐渐成为该场合的主要产品。

永磁同步发电机从转子结构上可以分为永磁体表贴式和永磁体内嵌式两种。相对于表贴式永磁同步电动机而言，内嵌式永磁发电机具有使用寿命长，可防止三相突然短路、退磁等效果。但对于永磁体内嵌式的大功率永磁同步发电机，相邻两极之间的永磁体磁场容易直接连通，会产生漏磁，导致永磁材料的利用率不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种转子，旨在减低漏磁，提高永磁体的利用率。

为实现上述目的，本实用新型提出的转子，包括：

永磁体；和

转子铁芯，所述转子铁芯设有多组结构组，所述结构组包括安装槽和n个狭缝，n为正整数，所述永磁体设于所述安装槽内，所述狭缝位于所述安装槽与所述转子铁芯的外周面之间，所述狭缝的宽度为L_n，所述安装槽的宽度为b，n个所述狭缝的总宽度为∑L_n，所述∑L_n=L₁+L₂+…+L_n，所述∑L_n与所述b的关系为0.1≤∑L_n/b≤0.5。

可选地，所述狭缝的宽度L_n的取值范围为：0.4mm≤L_n≤2mm。

可选地，所述安装槽的宽度b的取值范围为：5mm≤b≤18mm；和/或

所述安装槽的厚度为h，所述h的取值范围为：1.2mm≤h≤4.2mm。

可选地，所述转子铁芯的极数为6、8或10。

可选地，所述安装槽呈V型设置；或

所述安装槽呈“一”字型设置。

可选地，所述安装槽呈轴对称图形，每组所述结构组的n个所述狭缝相对于所述安装槽的对称轴呈轴对称图形；或

每组所述结构组的n个所述狭缝也可以呈非对称图形。

可选地，所述狭缝呈长条形设置；或

所述狭缝呈扇形设置。

可选地，所述转子铁芯上设有若干铆钉孔，所述铆钉孔沿所述转子铁芯的环向均匀设置于所述转子铁芯的表面；和/或

所述转子铁芯上设有若干流通孔，所述流通孔沿所述转子铁芯的环向均匀设置于所述转子铁芯的表面。

本实用新型还提出一种电机，包括定子和上述的转子，所述转子转动设于所述定子的内。

可选地，所述定子设有定子槽，所述定子槽的槽数为9、12或15。

本实用新型还提出一种压缩机，包括所述的电机。

本实用新型还提出一种制冷设备，包括上述的压缩机。

上述转子至少包括以下有益效果：

本实用新型技术方案通过采用永磁体和转子铁芯，转子铁芯设有多组结构组，结构组包括安装槽和n个狭缝，n为正整数，永磁体设于安装槽内，狭缝位于安装槽与转子铁芯的外周面之间，狭缝的宽度为L_n，安装槽的宽度为b，n个狭缝的总宽度为∑L_n，∑L_n=L₁+L₂+…+L_n，∑L_n与b的关系为0.1≤∑L_n/b≤0.5。具体地，由于空气的磁导率与转子冲片的主体材料的磁导率相差较大，在合适的位置开设一些狭缝，有利于改善磁感线分布。发明人研究发现，将狭缝设置于安装槽与转子铁芯的外周面之间，不仅可以改变原来的磁感线分布，提高电机效率；还能够降低电机电枢磁场对转子主磁场的影响，改善电机负载磁密，优化电机的气隙磁密波形，减少谐波含量，进而改善电机的径向力并降低电机的振动噪音铁损。而且将n个狭缝的总宽度∑L_n与安装槽宽度b的比值限制在0.1至0.5之间，合理设置狭缝尺寸和磁铁槽的宽度，优化磁力线走向，降低漏磁提高磁铁的利用率，提高电机效率。

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为本实用新型转子一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型转子的转子铁芯一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型转子的转子铁芯另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型转子的转子铁芯又一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型转子的转子铁芯再一实施例的结构示意图；

图6为使用本方案转子的电机和压缩机的性能测试数据图；

图7为使用本方案转子的电机的性能测试数据图。

附图标号说明：

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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）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。

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。

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，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转子。

参照图1、图2、图6和图7，在本实用新型一实施例中，该转子包括永磁体100和转子铁芯200，转子铁芯200设有多组结构组210，结构组210包括安装槽211和n个狭缝212，n为正整数，永磁体100设于安装槽211内，狭缝212位于安装槽211与转子铁芯200的外周面之间，狭缝212的宽度为L_n，安装槽211的宽度为b，n个狭缝212的总宽度为∑L_n，∑L_n=L₁+L₂+…+L_n，∑L_n与b的关系为0.1≤∑L_n/b≤0.5。

具体地，进一步的，由于空气的磁导率与转子冲片的主体材料的磁导率相差较大，在合适的位置开设一些狭缝212，有利于改善磁感线分布。发明人研究发现，将狭缝212设置于安装槽211与转子铁芯200的外周面之间，不仅可以改变原来的磁感线分布，提高电机效率；还能够降低电机电枢磁场对转子主磁场的影响，改善电机负载磁密，优化电机的气隙磁密波形，减少谐波含量，进而改善电机的径向力并降低电机的振动噪音铁损。而且将n个狭缝212的总宽度∑L_n与安装槽211宽度b的比值限制在0.1至0.5之间，合理设置狭缝212尺寸和磁铁槽的宽度，优化磁力线走向，降低漏磁提高磁铁的利用率，提高电机效率。

进一步地，转子铁芯200包括多个转子冲片，多个转子冲片在转子铁芯200的轴向方向上叠加，且相邻的转子冲片之间相互连接并压紧配合，从而形成转子铁芯200整体。

进一步地，转子冲片为软磁材料冲片，软磁材料可以用较小的外磁场实现较大的磁化强度，软磁材料具有低矫顽力和高磁导率，有利于降低转子铁芯200的损耗，即降低电机的铁损，进而有利于提高电机的性能。

具体地，转子冲片可以是硅钢片，通过多层叠加的硅钢片形成转子铁芯200，可以提高转子铁芯200的两个磁极之间的磁通密度。在加工过程中，每层转子冲片表面设置有绝缘层，可以防止转子组件在工作时产生的电涡流造成电能损耗。当然本实用新型不限于此，于其他一些实施例中，转子冲片还可以是其它材质。

可选地，在本实施例中，狭缝212的宽度L_n的取值范围为：0.4mm≤L_n≤2mm，这样有利于降低加工难度，同时能够使转子铁芯200内部保持一定的强度；若L_n＜0.4mm会使得转子冲片的加工工艺难度大大增加，加工时不易保证加工精度，难以满足设计要求。而L_n＞2mm会造成转子铁芯200的尺寸过大，影响转子尺寸，且狭缝212的宽度L_n太大，还会使得磁场没有通过的空间。

可选地，在本实施例中，安装槽211的宽度b的取值范围为：5mm≤b≤18mm，具体地，安装槽211的宽度b与永磁体100的宽度适配，也就是与永磁铁磁化方向的厚度相适配，将安装槽211的宽度b限制于5mm至8mm之间，可以限制永磁体100的磁化方向的厚度，保证永磁体100的利用率，提高永磁体100的性价比，避免永磁体100在运行过程中退磁。需要说明的是，转子的外径尺寸确定后，并非是永磁体100用量越多越好，永磁体100用量到达一定程度后，继续增加永磁体100用量，存在转子组立后，永磁体100不能饱和充磁，转子若带磁组立，会吸附铁屑，不能满足无铁屑的生产要求，不能满足压缩机内部无铁屑的产品要求。若永磁体100充磁不饱和，永磁体100的利用率降低，且存在运行过程中退磁的问题。永磁体100磁化方向的厚度需要满足抗退磁要求，且厚度方向对提高磁负荷贡献远远小于宽度的贡献，增加厚度，永磁体100性价比降低；若安装槽211的宽度b＜5mm，则导致永磁体100磁化方向的厚度设置过小，永磁体100抗退磁能力不能满足要求；若安装槽211的宽度b＞8mm，则导致永磁体100磁化方向的厚度设置过大，永磁体100无法饱和充磁且永磁体100的性价比降低。

可选地，在本实施例中，安装槽211的厚度为h，h的取值范围为：1.2mm≤h≤4.2mm；具体地，安装槽211的厚度与永磁体100的厚度相适配，当安装槽的厚度h小于12mm时，即永磁体100的厚度较小时，则会导致磁通密度较小，进而使得电机的输出功率较小，进而降低了电机的效率；当安装槽211的厚度h＞4.2时，即永磁体100的厚度较大时，则会出现磁路饱和现象，导致磁路损耗增加，进而降低了电机的效率，本方案将安装槽211的厚度限制于1.2mm至4.2mm之间，从而使得电机的输出功率能满足压缩机的要求，同时也不至于使永磁体100的厚度过大，进而降低了磁路损耗，提高了电机的效率。

可选地，在第二实施例中，安装槽211的宽度b的取值范围为：5mm≤b≤18mm；安装槽211的厚度为h，h的取值范围为：1.2mm≤h≤4.2mm。

可选地，转子铁芯200的极数为6、8或10，通过进一步限定转子铁芯200的极数，使得满足上述关系式的槽极数量的电机的性能较高，提高了电机的抗退磁能力满足压缩机的使用要求的可靠性，进而提高压缩机运行的可靠性。

可选地，在本实施例中，安装槽211呈V型设置；通过在转子冲片上设置V型安装槽211，并且对V型安装槽211的角度参数进行优化，使得本实用新型提出的转子冲片嵌入的永磁体100的用量相较于现有技术得到了显著提高，从而提高电动机转矩密度，进而有效提高电动机的反电动势以及电动机的效率，通过这种V型安装槽211结构，使得嵌入的永磁体100的用量得到显著提高，从而提高电动机转矩密度，可满足电动机高效化、小型化要求。

进一步地，安装槽211的结构沿转子铁芯200磁极的磁极中心线对称可作为本实用新型实施例的优选方案来实施。

可选地，在第二实施例中，安装槽211呈“一”字型安装槽211设置；需要说明的是，本实用新型的技术方案除了可以利用V型安装槽211外还可以利用“一”字型安装槽211来实施，并使得永磁体100正交于转子铁心直径方向放置。当然由于V型安装槽211可以提高嵌入的永磁体100的用量，从而提高电动机转矩密度，满足电动机高效化、小型化要求，其技术效果要优于直线槽，因此可作为优选方案实施。但是，其结构比“一”字型安装槽211复杂，工艺成本比“一”字型安装槽211高，因此在具体实施时可根据实际需要来选择。

可选地，参照图图1至图4，安装槽211呈轴对称图形，每组结构组210的n个狭缝212相对于安装槽211的对称轴呈轴对称图形；这样可以使得加工工艺更加简单，能够进一步降低电机电枢磁场对转子主磁场的影响，能够进一步降低电机电枢磁场对转子主磁场的影响，改善电机负载磁密，优化电机的气隙磁密波形，进而改善了电机的径向力并降低电机的噪音，提升电机的性价比。当然本实用新型不限于此，于其他实施例中，参照图5，每组结构组210的n个狭缝212也可以不对称分布，狭缝212也可以不使用相同的尺寸参数，只要是能够对磁感线进行整理，同时又不破坏冲片机械强度的结构，都应当视为权利要求的保护范围。

可选地，在一实施例中，参照图1、图2、图4和图5，狭缝212呈长条形设置；狭缝212的长度方向为沿着永磁体100向转子铁芯200外壁的方向延伸。

可选地，参照图3，狭缝212也可以呈呈扇形设置。

可选地，参照图1至图5，位于对称轴两侧的多个狭缝212的长度在朝远离对称轴的方向逐渐减小；这样能够保证多个细长的狭缝212较好地降低电机电枢磁场对转子主磁场的影响，同时还能优化气隙磁密波形，进而保证良好的降噪效果。可以使得狭缝212之间所产生的气隙对永磁体100所产生磁场走向的改善作用更加明显。当然本实用新型不限于此，于其他实施例中，位于对称轴两侧的多个狭缝212的长度在朝远离对称轴的方向也可以不变。

进一步地，多个狭缝212与转子铁芯200的外周侧边缘的距离大致相等或完全相等。

进一步地，多个狭缝212之间相并行设置。

进一步地，在一实施例中，各个狭缝212至转子铁芯200的外周侧边缘的距离大于单个转子铁芯200的厚度的两倍，可使转子铁芯200的外周侧边缘与狭缝212的连接处能够具有一定的强度，以防止狭缝212与外周侧边缘之间的距离过小而导致连接处断裂，以避免影响转子铁芯200的可靠性。

可选地，在本实施例中，转子铁芯200上设有若干铆钉孔220，铆钉孔220沿转子铁芯200的环向均匀设置于转子铁芯200的表面。

可选地，在本实施例中，转子铁芯200上设有若干流通孔230，流通孔230沿转子铁芯200的环向均匀设置于转子铁芯200的表面；流通孔230围绕转子铁芯200的转轴孔设置，该通流孔的设置不但不会影响电机运行的效率，而且有效地增加的压缩机的通流面积，可通过增加流通孔230的数量的方式来满足转子机械强度的要求，还能避免出现转子主极磁场磁力线经过流通孔230形成闭合回路导致转子侧磁阻明显增大的情况，从而能够在保证电动机性能和可靠性的前提下尽可能地增大转子冷媒通流面积，促进压缩机中冷媒的循环，并达到冷却转子的目的。

本实用新型还提出一种电机，该电机包括定子和转子，所述转子转动设于所述定子的内。

可选地，所述定子设有定子槽，所述定子槽的槽数为9、12或15；通过合理设置定子槽隙的数量，有利于减少每个定子槽隙内绕组的匝数，进而减小电机通电所产生的退磁反向磁场强度，增大电机的抗退磁能力。

进一步地，定子的定子铁芯也由多个定子冲片叠压形成，通过将定子冲片和转子冲片设置为多个，从而在加工定子铁芯和转子铁芯时，仅加工多个定子冲片或转子冲片即可，再将多个定子冲片和转子冲片零件装配成定子铁芯和转子铁芯，相较于加工一个完整的定子铁芯和转子铁芯，加工定子冲片和转子冲片零件的难度降低，便于通过自动化生产线实现对定子铁芯和转子铁芯的自动化生产，从而降低了生产成本。

在一实施例中，转子铁芯和定子铁芯可以是不同的材质或形状，从而能够满足定子和转子不同加工工艺的需求，有利于根据电机的性能要求选择合适的冲片以形成转子铁芯和定子铁芯，进而保证电极良好的性能，同时也提高了电机的适用范围广泛。在另一实施例中，堆叠成定子铁芯的定子冲片和堆叠成转子铁芯的转子冲片相同，从而有利于冲片批量生产，降低制造成本。

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。

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实用新型构思下，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)

1.一种转子，其特征在于，包括：

永磁体；和

转子铁芯，所述转子铁芯设有多组结构组，所述结构组包括安装槽和n个狭缝，n为正整数，所述永磁体设于所述安装槽内，所述狭缝位于所述安装槽与所述转子铁芯的外周面之间，所述狭缝的宽度为L_n，所述安装槽的宽度为b，n个所述狭缝的总宽度为∑L_n，所述∑L_n=L₁+L₂+…+L_n，所述∑L_n与所述b的关系为0.1≤∑L_n/b≤0.5。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述狭缝的宽度L_n的取值范围为：0.4mm≤L_n≤2mm。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述安装槽的宽度b的取值范围为：5mm≤b≤18mm；和/或

所述安装槽的厚度为h，所述h的取值范围为：1.2mm≤h≤4.2mm。

4.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯的极数为6、8或10。

5.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述安装槽呈V型设置；或

所述安装槽呈“一”字型设置。

6.如权利要求5所述的转子，其特征在于，所述安装槽呈轴对称图形，每组所述结构组的n个所述狭缝相对于所述安装槽的对称轴呈轴对称图形；或

每组所述结构组的n个所述狭缝呈非对称图形。

7.如权利要求6所述的转子，其特征在于，所述狭缝呈长条形设置；或

所述狭缝呈扇形设置。

8.如权利要求1至7任一项所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯上设有若干铆钉孔，所述铆钉孔沿所述转子铁芯的环向均匀设置于所述转子铁芯的表面；和/或

所述转子铁芯上设有若干流通孔，所述流通孔沿所述转子铁芯的环向均匀设置于所述转子铁芯的表面。

9.一种电机，其特征在于，包括定子和如权利要求1至8任一项所述的转子，所述转子转动设于所述定子的内。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于，所述定子设有定子槽，所述定子槽的槽数为9、12或15。

11.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求9或10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。