WO2019128051A1 - 永磁电机及压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种永磁电机及应用其的压缩机，永磁电机（41）包括：转子（411）、定子铁芯（412）和定子绕组（414），定子绕组（414）包括相连接的多个线圈（415），线圈设置在定子铁芯（412）上，线圈（415）包括第一类线圈和第二类线圈，定子绕组（414）为三相定子绕组，每相定子绕组设有至少三个接头，包括第一接头、第二接头和第三接头，每相定子绕组中的第一接头和第二接头设置在第一类线圈上，每相定子绕组中的第三接头设置在第二类线圈上；其中，每相定子绕组中的第一接头和相邻相的定子绕组中的第二接头相连接；每相定子绕组中的第二类线圈与第一类线圈相连接，每相定子绕组中的第三接头与对应的三相电源引线或其他相的定子绕组中的第三接头相连接。该永磁电机可提高电机效率并降噪。

Description

永磁电机及压缩机
本申请要求于2017年12月27日提交中国专利局、申请号分别为201711440842.9和201721855894.8、发明名称均为“永磁电机及压缩机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种永磁电机及压缩机。
背景技术
现有采用永磁电机的旋转式直流变频压缩机中，每相电流产生的磁势中存在谐波磁势，关键是低次谐波磁势，这些谐波磁势合成的旋转谐波磁势，会增加电机的温升，增大电机噪音，降低功率因数，降低效率。
为了改善电机噪音，目前行业内多采用优化谐波径向电磁力的方法。但电机的极槽配合一旦确定，那么最低阶次的径向电磁力始终存在，优化带来的效果并不明显。此外，谐波径向电磁力是由谐波磁密相互作用而产生的，这些谐波磁密同样也会影响电机效率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一方面提出了一种永磁电机。
本发明的第二方面提出了一种压缩机。
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提供了一种永磁电机，包括：转子；定子铁芯，其包括：定子本体，定子本体呈柱状；定子凸齿，定子凸齿的数量为至少一个，定子凸齿沿定子本体的周向间隔分布；及定子槽隙，定子槽隙由相邻两个定子凸齿限定而成；永磁电机还包括：定子绕组，定子绕组包括相连接的多个线圈，线圈设置在定子槽隙中并绕设在定子凸齿上， 线圈包括第一类线圈和第二类线圈，定子绕组为三相定子绕组，每相定子绕组设有至少三个接头，包括第一接头、第二接头和第三接头，每相定子绕组中的第一接头和第二接头设置在第一类线圈上，每相定子绕组中的第三接头设置在第二类线圈上；其中，每相定子绕组中的第一接头和相邻相的定子绕组中的第二接头相连接；每相定子绕组中的第二类线圈与第一类线圈相连接，每相定子绕组中的第三接头与对应的三相电源引线或其他相的定子绕组中的第三接头相连接。
本发明提供的永磁电机，定子绕组的线圈包括第一类线圈和第二类线圈，其中，从不同相定子绕组的角度看，第一类线圈上的第一接头和相邻相的第一类线圈上的第二接头相连接，即第一类线圈采用相邻相之间首尾相接的方式连接，亦即采用角形连接；第二类线圈与同相的第一类线圈相连接，当第二类线圈通过第一接头或第二接头与第一类线圈相连接时，同相的第二类线圈、第一类线圈及与二者同时相连的相邻相的第一类线圈形成星形连接，当第二类线圈连接在第一类线圈中，则同相的第一类线圈和第二类线圈形成星形连接，进一步，第二类线圈上的第三接头也有两种接法，一是与对应的三相电源引线相连接，作为电源的接线端，二是与其他相的第三接头相连接，即三相之间采用尾尾相接的星形连接。本发明采用了角形连接和星形连接相结合的形式，相较于常规的单层交叉式、同心式绕组而言，可以降低定子绕组铜耗和谐波附加损耗，提高电机效率，同时还可以获得降低电机振动噪声的有益效果。
另外，根据本发明提供的上述技术方案中的永磁电机，还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，第二类线圈的匝数N2和第一类线圈的匝数N1的比值N2/N1的取值范围为0.49≤N2/N1≤0.6；第二类线圈的裸线直径d2与第一类线圈的裸线直径d1的比值d2/d1的取值范围为1.1≤d2/d1≤1.6。
在该技术方案中，分别具体限定了两类线圈的匝数和裸线直径的关系。在线圈匝数相同时，角形连接的线圈产生的电势和磁势比星形连接的线圈产生的电势和磁势低1.732倍，造成感应电势和磁势差异，通过提升角形连接的线圈(即第一类线圈)的匝数，有助于弥补第一类线圈的电势和磁势 差值，使第一类线圈和第二类线圈的电势和磁势更均衡。由于各定子槽隙的尺寸相等，通过限定d2/d1的取值大于1，可减小第一类线圈的裸线直径d1，以相应增加定子槽隙中设置的第一类线圈的匝数N1，以满足前述匝数比值。
在上述任一技术方案中，优选地，第二类线圈的数量T2和第一类线圈的数量T1的比值T2/T1的取值范围为0.4≤T2/T1≤1。
在该技术方案中，具体限定了第二类线圈和第一类线圈的数量比值，当T2/T1为1时，两类线圈数量相等，保证了整体结构的均衡和永磁电机工作的可靠性；限定T2/T1的下限值为0.4，既避免了两类线圈数量差异过大造成整体结构失衡，又可提高线圈数量设置的灵活性。
在上述任一技术方案中，优选地，当一个线圈跨过的定子凸齿的数量大于等于三个时，定子槽隙的数量Z和转子的极对数P满足Z/P＝6或12或16或18。
在该技术方案中，限定了定子槽隙的数量Z和转子极对数P的比值关系，即限定了永磁电机的极槽配合，其中转子的极对数为P，则转子的极数为2P，即定子槽隙的数量是转子极数的3倍、6倍、8倍或9倍，如4极12槽电机、4极24槽电机、4极36槽电机、6极18槽电机，尤其是定子槽隙数量为4的倍数的电机，此类电机可实现上述接线形式，使定子绕组产生的磁势分布均匀，有助于降低谐波旋转磁势，减小振动噪声。
在上述任一技术方案中，优选地，当一个线圈跨过的定子凸齿的数量等于一个时，定子槽隙的数量Z和转子的极对数P满足Z/P＝2.4或9/4或12/7。
在该技术方案中，限定了定子槽隙的数量Z和转子极对数P的比值关系，即进一步限定了分数槽集中绕组永磁电机的极槽配合，其中转子的极对数为P，则转子的极数为2P，优选10极12槽电机、14极12槽电机，此槽极配合的电机可实现多相电机的效果，可显著削弱低阶谐波磁场幅值，减小振动噪声，提升电机性能。
在上述任一技术方案中，优选地，永磁电机的额定转矩T、定子本体的内径Di和转子的单位体积转矩TPV满足5.18×10 -7≤T×Di -3×TPV -1≤1.17×10 -6，其中，额定转矩T的单位为N·m，内径Di的单位为mm，单位体积转矩TPV 的单位为kN·m·m -3，单位体积转矩TPV的取值范围为5kN·m·m -3≤TPV≤45kN·m·m -3。
在该技术方案中，限定了永磁电机的额定转矩T、定子本体的内径Di和转子的单位体积转矩TPV的组合变量的取值范围，还限定了单位体积转矩TPV的取值范围，使得该永磁电机可以满足压缩机领域的动力需求，相应地，对于采用该永磁电机的压缩机，可有效降低定子绕组铜耗和谐波附加损耗，提高电机效率，降低电机振动噪声。
在上述任一技术方案中，优选地，定子铁芯的外径Do的取值范围为60mm≤Do≤160mm。
在该技术方案中，具体限定了定子铁芯的外径Do的取值范围，该下限值确保了定子槽隙数量一定的情况下，其宽度足以置入足够匝数的线圈，确保了永磁电机的正常运行，该上限值则避免了永磁电机尺寸过大造成的空间占用，使永磁电机适应于家用及商用制冷系统中的压缩机。
在上述任一技术方案中，优选地，永磁电机的额定转速n的取值范围为n≥3600rpm。
在该技术方案中，常规永磁电机的额定转速为3600rpm，本发明限定的永磁电机在应用于高转速的工况时，可达到有效的降噪效果，显著提升高转速永磁电机的性能。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯和磁性件，转子铁芯包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯的周向间隔分布，磁性件设置在插槽内。
在该技术方案中，具体限定了转子的一种磁性件设置方案。通过在转子铁芯上加工插槽，可以为磁性件提供安装位置，便于磁性件的定位和装配。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯和磁性件，磁性件的数量为多个，磁性件呈片状，磁性件的横截面呈圆弧形，磁性件贴附于转子铁芯的外壁。
在该技术方案中，具体限定了转子的另一种磁性件设置方案。将圆弧片状的磁性件贴附于转子铁芯的外壁，可简化转子铁芯的结构，减少转子铁芯加工工序。
在上述任一技术方案中，优选地，转子包括转子铁芯和磁性件，磁性件呈筒状，磁性件套设在转子铁芯的外壁上。
在该技术方案中，具体限定了转子的再一种磁性件设置方案。将筒状的磁性件套设在转子铁芯上，一方面简化了转子铁芯的结构，减少了转子铁芯的加工工序，另一方面使得磁性件作为一个整体直接设置在转子铁芯上，便于装配。
根据本发明的第二方面，提供了一种压缩机，包括如上述任一技术方案所述的永磁电机。
本发明提供的压缩机，包括上述任一技术方案所述的永磁电机，因此具有该永磁电机的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的第一个实施例中定子绕组的接线示意图；
图2是本发明的第二个实施例中定子绕组的接线示意图；
图3是本发明的第三个实施例中定子绕组的接线示意图；
图4是本发明的第四个实施例中定子绕组的接线示意图；
图5是本发明的第五个实施例中定子绕组的接线示意图；
图6是本发明的第六个实施例中定子绕组的接线示意图；
图7是本发明的第七个实施例中定子绕组的接线示意图；
图8是本发明的第八个实施例中定子绕组的接线示意图；
图9是本发明的第九个实施例中定子绕组的接线示意图；
图10是本发明的第十个实施例中定子绕组的接线示意图；
图11是本发明的第十一个实施例中定子绕组的接线示意图；
图12是本发明的第十一个实施例中10极12槽电机的电枢磁场谐波相较传统双层绕组的改善效果图；
图13是本发明的第十一个实施例中14极12槽电机的电枢磁场谐波相 较传统双层绕组的改善效果图；
图14是本发明的一个实施例中压缩机的结构示意图。
其中，图1至图14中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
40压缩机，41永磁电机，411转子，412定子铁芯，413定子槽隙，414定子绕组，415线圈，A1第一相第一接头，A2第一相第二接头，A3第一相第三接头，B1第二相第一接头，B2第二相第二接头，B3第二相第三接头，C1第三相第一接头，C2第三相第二接头，C3第三相第三接头，A1-1第一相第一组第一接头，A1-2第一相第二组第一接头，A2-1第一相第一组第二接头，A2-2第一相第二组第二接头，A3-1第一相第一组第三接头，A3-2第一相第二组第三接头，B1-1第二相第一组第一接头，B1-2第二相第二组第一接头，B2-1第二相第一组第二接头，B2-2第二相第二组第二接头，B3-1第二相第一组第三接头，B3-2第二相第二组第三接头，C1-1第三相第一组第一接头，C1-2第三相第二组第一接头，C2-1第三相第一组第二接头，C2-2第三相第二组第二接头，C3-1第三相第一组第三接头，C3-2第三相第二组第三接头，42壳体，43曲轴，44气缸，45活塞，46主轴承，47副轴承，50气液分离器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图14描述根据本发明一些实施例所述的永磁电机41和压缩机40。
如图1至图11、图14所示，本发明第一方面的实施例提供了一种永磁电机41，包括：转子411、定子铁芯412和定子绕组414；定子铁芯412包括定子本体(图中未示出)、定子凸齿(图中未示出)和定子槽隙413，定 子本体呈柱状，多个定子凸齿沿定子本体的周向间隔分布，定子槽隙413由相邻两个定子凸齿限定而成；定子绕组414包括相连接的多个线圈415，线圈415设置在定子槽隙413中并绕设在定子凸齿上，线圈415包括第一类线圈和第二类线圈，定子绕组414为三相定子绕组，每相定子绕组设有三个接头，包括第一接头、第二接头和第三接头，具体而言，包括第一相第一接头A1、第一相第二接头A2、第一相第三接头A3、第二相第一接头B1、第二相第二接头B2、第二相第三接头B3、第三相第一接头C1、第三相第二接头C2、第三相第三接头C3，每相定子绕组中的第一接头和第二接头设置在第一类线圈上，每相定子绕组中的第三接头设置在第二类线圈上，即每相定子绕组中，第一接头和第二接头之间的线圈415为第一类线圈，其余线圈415为第二类线圈；其中，每相定子绕组中的第一接头和相邻相的定子绕组中的第二接头相连接；每相定子绕组中的第二类线圈与第一类线圈相连接，每相定子绕组中的第三接头与对应的三相电源引线或其他相的定子绕组中的第三接头相连接。
本发明提供的永磁电机41，定子绕组414的线圈415包括第一类线圈和第二类线圈，其中，从不同相定子绕组的角度看，第一类线圈上的第一接头和相邻相的第一类线圈上的第二接头相连接，即第一类线圈采用相邻相之间首尾相接的方式连接，亦即采用角形连接；第二类线圈与同相的第一类线圈相连接，当第二类线圈通过第一接头或第二接头与第一类线圈相连接时，同相的第二类线圈、第一类线圈及与二者同时相连的相邻相的第一类线圈形成星形连接，当第二类线圈连接在第一类线圈中，则同相的第一类线圈和第二类线圈形成星形连接，进一步，第二类线圈上的第三接头也有两种接法，一是与对应的三相电源引线相连接，作为电源的接线端，二是与其他相的第三接头相连接，即三相之间采用尾尾相接的星形连接。本发明采用了角形连接和星形连接相结合的形式，相较于常规的单层交叉式、同心式绕组而言，可以降低定子绕组414的铜耗和谐波附加损耗，提高电机效率，同时还可以获得降低电机振动噪声的有益效果。其中，定子绕组414的磁势的推导过程为：
Figure PCTCN2018087602-appb-000001
Figure PCTCN2018087602-appb-000002
Figure PCTCN2018087602-appb-000003
F＝F 1(α,t)+F 2(α,t)+F 3(α,t)+F 4(α,t)+F 5(α,t)+F 6(α,t)
＝3f 1Icos(α-ωt)+3f 11Icos(11α+ωt)+3f 13Icos(13α-ωt)+…+
3f (12n-11)Icos[(12n-11)α-ωt]+3f (12n-1)Icos[(12n-1)α+ωt]+…
由公式推导结果可以看出，采用本发明的定子绕组414的连接方式，电枢磁场侧不存在低次的谐波旋转磁势，使得采用这种连接方式的永磁电机41的性能优于普通的三相永磁电动机。
如图1所示，在本发明的第一个实施例中给出了4极24槽电机的定子绕组414的一种连接方式，24槽可容纳12个线圈415，每相4个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有两个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第一接头A1之间有两个第二类线圈，第一相第三接头A3与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接。
如图2所示，在本发明的第二个实施例中给出了4极24槽电机的定子绕组414的另一种连接方式，24槽可容纳12个线圈415，每相4个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有两个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第一接头A1之间有两个第二类线圈，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接，形成的三个连接点分别与对应的三相电源引线相连接，第一相第三接头A3、第二相第三接头B3和第三相第三接头C3相连接。
如图3所示，在本发明的第三个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第二接头A2之间有两个第二类线圈，第一相第三接头A3与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接。
如图4所示，在本发明的第四个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的另一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，四个第一类线圈的中点与第一相第三接头A3之间有两个第二类线圈，第一相第三接头A3与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接。
如图5所示，在本发明的第五个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组的再一种接头设置方式，36槽可容纳18个线圈，每相6个，其中，第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第二接头A2之间有两个第二类线圈，第二相定子绕组和第三相定子绕 组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接，第一相第三接头A3、第二相第三接头B3和第三相第三接头C3相连接。
如图6所示，在本发明的第六个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的又一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，四个第一类线圈的中点与第一相第三接头A3之间有两个第二类线圈，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接，第一相第三接头A3、第二相第三接头B3和第三相第三接头C3相连接。
如图7所示，在本发明的第七个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的又一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第二接头A2之间有两个第二类线圈，第一相第三接头A3与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接。
如图8所示，在本发明的第八个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的又一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，四个第一类线圈的中点与第一相第三接头A3之间有两个第二类线圈，第一相第三接头A3与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接。
如图9所示，在本发明的第九个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕 组的又一种连接方式，36槽可容纳18个线圈，每相6个，其中，第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，第一相第三接头A3与第一相第二接头A2之间有两个第二类线圈，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接，第一相第三接头A3、第二相第三接头B3和第三相第三接头C3相连接。
如图10所示，在本发明的第十个实施例中给出了4极36槽电机的定子绕组414的又一种连接方式，36槽可容纳18个线圈415，每相6个，其中，第一相第一接头A1与第一相第二接头A2之间有四个第一类线圈，四个第一类线圈的中点与第一相第三接头A3之间有两个第二类线圈，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接，第一相第二接头A2与第三相第一接头C1相连，第三相第二接头C2与第二相第一接头B1相连，第二相第二接头B2与第一相第一接头A1相连，从而形成第一类线圈的角形连接，第一相第三接头A3、第二相第三接头B3和第三相第三接头C3相连接。
如图11所示，在本发明的第十一个实施例中给出了分数槽集中绕组永磁电机的定子绕组414的一种连接方式，优选10极12槽电机或14极12槽电机，12槽的分数槽集中绕组永磁电机可容纳12个线圈415，每相4个，分为两组，以第一相定子绕组为例，其第一组线圈415设有第一接头A1-1、第二接头A2-1和第三接头A3-1，第二组线圈415设有第一接头A1-2、第二接头A2-2和第三接头A3-2，第一组第一接头A1-1和第一组第二接头A2-1之间、第二组第一接头A1-2和第二组第二接头A2-2之间分别有一个第一类线圈，第一组第二接头A2-1和第一组第三接头A3-1之间、第二组第二接头A2-2和第二组第三接头A3-2之间分别有一个第二类线圈，第一组第三接头A3-1和第二组第三接头A3-2相连接，使得两组线圈415并联，且第一组第三接头A3-1和第二组第三接头A3-2与对应的三相电源引线相连接，第二相定子绕组和第三相定子绕组也各自以该方式连接。第一相第一组第一接头A1-1与第三相第一组第二接头C2-1相连，第三相第一组第一接头C1-1与第二相第一组第二接头B2-1相连，第二相第一组第一接头B1-1与第一相第一组第二接头A2-1相连，从而形 成第一组第一类线圈的角形连接，类似地，第一相第二组第一接头A1-2与第三相第二组第二接头C2-2相连，第三相第二组第一接头C1-2与第二相第二组第二接头B2-2相连，第二相第二组第一接头B1-2与第一相第二组第二接头A2-2相连，从而形成第二组第一类线圈的角形连接。
如图12和图13所示，10极12槽电机和14极12槽电机采用本发明后，相较传统的双层绕组电机，最低阶次的电枢磁场谐波被100％完全消除了，电机的基波磁场增大了1.02％，11次、13次、25次、27次、35次、37次电枢磁场谐波被完全消除了。
在本发明的一个实施例中，优选地，第二类线圈的匝数N2和第一类线圈的匝数N1的比值N2/N1的取值范围为0.49≤N2/N1≤0.6；第二类线圈的裸线直径d2与第一类线圈的裸线直径d1的比值d2/d1的取值范围为1.1≤d2/d1≤1.6。
在该实施例中，分别具体限定了两类线圈的匝数和裸线直径的关系。在线圈匝数相同时，角形连接的线圈产生的电势和磁势比星形连接的线圈产生的电势和磁势低1.732倍，造成感应电势和磁势差异，通过提升角形连接的线圈(即第一类线圈)的匝数，有助于弥补第一类线圈的电势和磁势差值，使第一类线圈和第二类线圈的电势和磁势更均衡，此时N2/N1的取值优选0.577，即令N1/N2为1.732。由于各定子槽隙413的尺寸相等，通过限定d2/d1的取值大于1，可减小第一类线圈的裸线直径d1，以相应增加定子槽隙413中设置的第一类线圈的匝数N1，以满足前述匝数比值，优选地，d2/d1为1.316，即令d1/d2为0.76。
在本发明的一个实施例中，优选地，第二类线圈的数量T2和第一类线圈的数量T1的比值T2/T1的取值范围为0.4≤T2/T1≤1。
在该实施例中，具体限定了第二类线圈和第一类线圈的数量比值，当T2/T1为1时，两类线圈数量相等，保证了整体结构的均衡和永磁电机41工作的可靠性；限定T2/T1的下限值为0.4，既避免了两类线圈数量差异过大造成整体结构失衡，又可提高线圈数量设置的灵活性。具体地，如图3至图6所示的实施例中，4极36槽电机的每相定子绕组415包含四个第一类线圈和两个第二类线圈，且一个第一类线圈跨过八个定子凸齿，一个第二类线 圈跨过九个定子凸齿，或如图7至图10所示的实施例中，4极36槽电机的每相定子绕组包含四个第一类线圈和两个第二类线圈，且一个第一类线圈跨过七个定子凸齿，一个第二类线圈跨过九个定子凸齿，即第一类线圈的跨距小于第二类线圈的跨距，可在一定程度上缓解线圈数量差异造成的结构失衡，提高产品的稳定性。
在本发明的一个实施例中，优选地，当一个线圈415跨过的定子凸齿的数量大于等于三个时，定子槽隙413的数量Z和转子411的极对数P满足Z/P＝6或12或16或18。
在该实施例中，限定了定子槽隙413的数量Z和转子411的极对数P的比值关系，即限定了永磁电机41的极槽配合，其中转子411的极对数为P，则转子411的极数为2P，即定子槽隙413的数量是转子极数的3倍、6倍、8倍或9倍，如4极12槽电机、图1和图2所示的4极24槽电机、图3至图10所示的4极36槽电机、6极18槽电机，尤其是定子槽隙413数量为4的倍数的电机，此类电机可实现上述接线形式，使定子绕组414产生的磁势分布均匀，有助于降低谐波旋转磁势，减小振动噪声。
在本发明的一个实施例中，优选地，当一个线圈415跨过的定子凸齿的数量等于一个时，定子槽隙413的数量Z和转子411的极对数P满足Z/P＝2.4或9/4或12/7。
在该实施例中，限定了定子槽隙413的数量Z和转子411的极对数P的比值关系，即进一步限定了分数槽集中绕组永磁电机的极槽配合，其中转子411的极对数为P，则转子411的极数为2P，优选10极12槽电机、14极12槽电机，此槽极配合的电机可实现多相电机的效果，可显著削弱低阶谐波磁场幅值，减小振动噪声，提升电机性能。
如图14所示，在本发明的一个实施例中，优选地，永磁电机41的额定转矩T、定子本体的内径Di和转子411的单位体积转矩TPV满足5.18×10 -7≤T×Di -3×TPV -1≤1.17×10 -6，其中，额定转矩T的单位为N·m，内径Di的单位为mm，单位体积转矩TPV的单位为kN·m·m -3，单位体积转矩TPV的取值范围为5kN·m·m -3≤TPV≤45kN·m·m -3。
在该实施例中，限定了永磁电机41的额定转矩T、定子本体的内径Di和 转子411的单位体积转矩TPV的组合变量的取值范围，还限定了单位体积转矩TPV的取值范围，使得该永磁电机41可以满足压缩机领域的动力需求，相应地，对于采用该永磁电机41的压缩机40，可有效降低定子绕组414的铜耗和谐波附加损耗，提高电机效率，降低电机振动噪声。
如图14所示，在本发明的一个实施例中，优选地，定子铁芯412的外径Do的取值范围为60mm≤Do≤160mm。
在该实施例中，具体限定了定子铁芯412的外径Do的取值范围，该下限值确保了定子槽隙413数量一定的情况下，其宽度足以置入足够匝数的线圈415，确保了永磁电机41的正常运行，该上限值则避免了永磁电机41尺寸过大造成的空间占用，使永磁电机41适应于家用及商用制冷系统中的压缩机40。
在本发明的一个实施例中，优选地，永磁电机41的额定转速n的取值范围为n≥3600rpm。
在该实施例中，常规永磁电机的额定转速为3600rpm，本发明限定的永磁电机41在应用于高转速的工况时，可达到有效的降噪效果，显著提升高转速永磁电机的性能。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子411包括转子铁芯和磁性件，转子铁芯包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯的周向间隔分布，磁性件设置在插槽内。
在该实施例中，具体限定了转子411的一种磁性件设置方案。通过在转子铁芯上加工插槽，可以为磁性件提供安装位置，便于磁性件的定位和装配。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子411包括转子铁芯和磁性件，磁性件的数量为多个，磁性件呈片状，磁性件的横截面呈圆弧形，磁性件贴附于转子铁芯的外壁。
在该实施例中，具体限定了转子411的另一种磁性件设置方案。将圆弧片状的磁性件贴附于转子铁芯的外壁，可简化转子铁芯的结构，减少转子铁芯加工工序。
在本发明的一个实施例中，优选地，转子411包括转子铁芯和磁性件，磁性件呈筒状，磁性件套设在转子铁芯的外壁上。
在该实施例中，具体限定了转子的再一种磁性件设置方案。将筒状的磁性 件套设在转子铁芯上，一方面简化了转子铁芯的结构，减少了转子铁芯的加工工序，另一方面使得磁性件作为一个整体直接设置在转子铁芯上，便于装配。
如图14所示，本发明第二方面的实施例提供了一种压缩机40，包括如上述任一实施例所述的永磁电机41。
本发明提供的压缩机40，包括上述任一实施例所述的永磁电机41，因此具有该永磁电机41的全部有益效果，在此不再赘述。
具体地，压缩机40包括壳体42，永磁电机41位于壳体42内，壳体42内还设置有曲轴43和气缸44，气缸44和永磁电机41同时套设在曲轴43上，其中气缸44和曲轴43之间设有活塞45，气缸44的顶端和底端分别设置有曲轴43的主轴承46和副轴承47，气缸44、活塞45、主轴承46和副轴承47共同围合成压缩腔，经外接的气液分离器50分离后得到的低压蒸汽进入永磁电机41的压缩腔后，永磁电机41的旋转运动经曲轴43传递至活塞45，压缩腔内的低压蒸汽即被压缩为高温高压的蒸汽。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

  1. 一种永磁电机，其特征在于，包括：
    转子；
    定子铁芯，其包括：
    定子本体，所述定子本体呈柱状；
    定子凸齿，所述定子凸齿的数量为至少一个，所述定子凸齿沿所述定子本体的周向间隔分布；及
    定子槽隙，所述定子槽隙由相邻两个所述定子凸齿限定而成；
    所述永磁电机还包括：
    定子绕组，所述定子绕组包括相连接的多个线圈，所述线圈设置在所述定子槽隙中并绕设在所述定子凸齿上，所述线圈包括第一类线圈和第二类线圈，所述定子绕组为三相定子绕组，每相所述定子绕组设有至少三个接头，包括第一接头、第二接头和第三接头，每相所述定子绕组中的所述第一接头和所述第二接头设置在所述第一类线圈上，每相所述定子绕组中的所述第三接头设置在所述第二类线圈上；
    其中，每相所述定子绕组中的所述第一接头和相邻相的所述定子绕组中的所述第二接头相连接；
    每相所述定子绕组中的所述第二类线圈与所述第一类线圈相连接，每相所述定子绕组中的所述第三接头与对应的三相电源引线或其他相的所述定子绕组中的所述第三接头相连接。
  2. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，
    所述第二类线圈的匝数N2和所述第一类线圈的匝数N1的比值N2/N1的取值范围为0.49≤N2/N1≤0.6；
    所述第二类线圈的裸线直径d2与所述第一类线圈的裸线直径d1的比值d2/d1的取值范围为1.1≤d2/d1≤1.6。
  3. 根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，
    所述第二类线圈的数量T2和所述第一类线圈的数量T1的比值T2/T1的取值范围为0.4≤T2/T1≤1。
  4. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，
    当一个所述线圈跨过的所述定子凸齿的数量大于等于三个时，所述定子槽隙的数量Z和所述转子的极对数P满足Z/P＝6或12或16或18。
  5. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，
    当一个所述线圈跨过的所述定子凸齿的数量等于一个时，所述定子槽隙的数量Z和所述转子的极对数P满足Z/P＝2.4或9/4或12/7。
  6. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，
    所述永磁电机的额定转矩T、所述定子本体的内径Di和所述转子的单位体积转矩TPV满足5.18×10 -7≤T×Di -3×TPV -1≤1.17×10 -6，其中，所述额定转矩T的单位为N·m，所述内径Di的单位为mm，所述单位体积转矩TPV的单位为kN·m·m -3，所述单位体积转矩TPV的取值范围为5kN·m·m -3≤TPV≤45kN·m·m -3。
  7. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，
    所述定子铁芯的外径Do的取值范围为60mm≤Do≤160mm。
  8. 根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述永磁电机的额定转速n的取值范围为n≥3600rpm。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的永磁电机，其特征在于，
    所述转子包括转子铁芯和磁性件，所述转子铁芯包括插槽，所述插槽的数量为至少一个，全部所述插槽沿所述转子铁芯的周向间隔分布，所述磁性件设置在所述插槽内。
  10. 根据权利要求1至8中任一项所述的永磁电机，其特征在于，
    所述转子包括转子铁芯和磁性件，所述磁性件的数量为多个，所述磁性件呈片状，所述磁性件的横截面呈圆弧形，所述磁性件贴附于所述转子铁芯的外壁。
  11. 根据权利要求1至8中任一项所述的永磁电机，其特征在于，
    所述转子包括转子铁芯和磁性件，所述磁性件呈筒状，所述磁性件套设在所述转子铁芯的外壁上。
  12. 一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的永磁电机。
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