壓縮機用電機和具有其的壓縮機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓縮機用電機和具有其的壓縮機，電機的額定轉矩為Tn，額定轉速為n，Tn≤4.5N.m，n≤150rpm，電機包括：定子鐵芯，定子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的定子齒，相鄰兩個定子齒之間限定出定子槽，其中，定子鐵芯的軸向長度為L1，定子鐵芯的外徑為D1，L1≤50mm，L1/D1≤0.6；轉子鐵芯，轉子鐵芯套設在定子鐵芯內且相對于定子鐵芯可轉動，轉子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的磁鐵槽，每個磁鐵槽沿轉子鐵芯的軸向延伸且每個磁鐵槽內分別設有磁性件，每個磁性件在20℃下的剩磁Br滿足關系式：Br＞1.35T。根據(jù)本實用新型的壓縮機用電機，結構簡單，端部漏磁少，材料利用率高，性價比高。
【專利說明】
壓縮機用電機和具有其的壓縮機
技術領域
[0001]本實用新型涉及壓縮機技術領域，更具體地，涉及一種壓縮機用電機和具有其的壓縮機。
【背景技術】
[0002]在目前家電領域內，電機效率已做到比較高的水平，即設計上已經(jīng)達到銅損和鐵損平衡的階段;而在進一步提升效率的手段采用上，相關技術中，通常將定子鐵芯、轉子鐵芯以及轉子鐵芯的磁鐵槽內的磁性件沿軸向的長度大致為等長配置，通過材料的充分使用，提升電機效率。在輸出功率一定的前提下，出于性價比的考慮，通常會采用積厚較矮型的電機結構，然而由于磁路的飽和效應，上述結構的電機會造成定子和轉子的軸向兩端漏磁的現(xiàn)象，導致磁鐵材料的利用率下降，同時也浪費了電磁材料，性價比較低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種壓縮機用電機，該壓縮機用電機的結構簡單，材料利用率高，性價比高。
[0004]本實用新型還提出一種具有上述壓縮機用電機的壓縮機。
[0005]根據(jù)本實用新型第一方面的壓縮機用電機，所述電機的額定轉矩為Tn，額定轉速為n，Tn < 4.5N.m，n < 150rpm，所述電機包括:定子鐵芯，所述定子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的定子齒，相鄰兩個所述定子齒之間限定出定子槽，其中，所述定子鐵芯的軸向長度為11，所述定子鐵芯的外徑為01丄1<50臟丄1/1)1<0.6;轉子鐵芯，所述轉子鐵芯套設在所述定子鐵芯內且相對于所述定子鐵芯可轉動，所述轉子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的磁鐵槽，每個所述磁鐵槽沿所述轉子鐵芯的軸向延伸且每個所述磁鐵槽內分別設有磁性件，每個所述磁性件在20 0C下的剩磁Br滿足關系式:Br > 1.35T。
[0006]根據(jù)本實用新型的壓縮機用電機，通過采用剩磁較高的磁性件，使得磁性件的剩磁提高，從而增加了提供到定子鐵芯里的磁感應強度和總磁通，在要求輸出同樣轉矩的情況下，定子需要的電流得到下降，從而降低了銅損。再者，對電機的定子鐵芯的尺寸進行合理設計，使得該電機的軸向長度減小，從而降低電機的鐵損，進一步提升了電機性價比。該電機的結構簡單，端部漏磁少，材料利用率高，性價比高。
[0007]另外，根據(jù)本實用新型的壓縮機用電機，還可以具有如下附加的技術特征:
[0008]根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個所述磁性件在20°C下的剩磁Br為1.38T。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述轉子鐵芯的軸向長度為L2，所述磁性件在所述轉子鐵芯的軸向上的長度為L3,0.8<L3/L2<0.94o
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述磁性件為稀土釹鐵硼磁鐵。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個所述磁鐵槽的截面形狀形成一字形、V形、U形或W形。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個實施例，還包括兩個轉子端板，兩個所述轉子端板分別設在所述轉子鐵芯的兩端且與所述轉子鐵芯相連。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施例，兩個所述轉子端板與每個所述磁性件之間分別設有非導磁塊或非導磁彈片。
[0014]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述轉子端板為非導磁材料件。
[0015]根據(jù)本實用新型第二方面的壓縮機，包括根據(jù)上述實施例所述的壓縮機用電機。
[0016]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機的結構示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機的轉子鐵芯與磁性件的裝配圖；
[0019]圖3是圖2中所示的結構的剖視圖；
[0020]圖4是根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機的效率隨磁性件的軸向長度與轉子鐵芯的軸向長度的比值(L3/L2)變化的曲線圖。
[0021]附圖標記:
[0022]100:電機；
[0023]11:定子鐵芯；111:定子槽；112:定子齒；113:通孔；
[0024]12:轉子鐵芯；121:磁鐵槽;122:磁性件。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0026]下面結合附圖1至圖4具體描述根據(jù)本實用新型第一方面實施例的壓縮機用電機100。
[0027]根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機100，電機100的額定轉矩為Tn，額定轉速為η，Tn < 4.5N.m，η < 150rpm，電機100包括定子鐵芯11和轉子鐵芯12。
[0028]具體而言，定子鐵芯11具有多個沿其周向間隔開布置的定子齒112，相鄰兩個定子齒112之間限定出定子槽111，其中，定子鐵芯11的軸向長度為LI，定子鐵芯11的外徑為DI，LI <50mm，Ll/Dl <0.6。轉子鐵芯12套設在定子鐵芯11內且相對于定子鐵芯11可轉動，轉子鐵芯12具有多個沿其周向間隔開布置的磁鐵槽121，每個磁鐵槽121沿轉子鐵芯12的軸向延伸且每個磁鐵槽121內分別設有磁性件122，每個磁性件122在20 °C下的剩磁Br滿足關系式:Br > 1.35T。可選地，轉子鐵芯12由多個轉子鐵板疊置而成，定子鐵芯11由多個定子鐵板疊置而成。
[0029]如圖1和圖2所示，在本實施例中，定子鐵芯11和轉子鐵芯12分別沿豎直方向(如圖2所示的上下方向)延伸，其中，定子鐵芯11包括環(huán)狀的磁軛和多個定子齒112，磁軛大體為圓環(huán)狀，定子鐵芯11內限定有沿其軸向延伸的通孔113，定子鐵芯11具有沿通孔113的周向間隔開布置的定子齒112，即多個定子齒112彼此間隔開地設在磁軛的內周壁上，相鄰兩個定子齒112之間限定出與通孔113導通的定子槽111，定子齒112上繞設有定子繞組(未示出)，定子繞組穿過多個定子槽ill纏繞在定子鐵芯11上。其中，定子繞組可以為一般被稱作
u、v、w相的三相繞線。
[0030]優(yōu)選地，多個定子齒112等間距地配置在磁軛的圓周方向上。其中，每個定子齒112可以由磁軛的內周壁的一部分向內凸出形成。這里，需要說明的是，方向“內”指的是朝向磁軛中心的方向，其相反方向被定義為“外”，即遠離磁軛中心的方向。
[0031]進一步地，轉子鐵芯12具有多個沿其周向間隔開布置的磁鐵槽121，每個磁鐵槽121分別沿轉子鐵芯12的軸向延伸，并且，每個磁鐵槽121內設有沿磁鐵槽121的長度方向延伸的磁性件122。在本實施例中，轉子鐵芯12可轉動地設在定子鐵芯11的通孔113內，并且轉子鐵芯12的外側壁與定子鐵芯11的內側壁之間限定出間隙。優(yōu)選地，轉子以S極與N極隔開等間隔地交替配置在圓周方向上的方式將多個磁極數(shù)的磁性件122保持在轉子鐵芯12的周向上。每個磁性件122在20 °C下的剩磁Br滿足關系式:Br > 1.35T。
[0032]由此，根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機100，通過采用剩磁較高的磁性件122，使得磁性件122的剩磁提高，從而增加了提供到定子鐵芯11里的磁感應強度和總磁通，在要求輸出同樣轉矩的情況下，定子需要的電流得到下降，從而降低了銅損。再者，對電機100的定子鐵芯11的尺寸進行合理設計，使得該電機100的軸向長度減小，從而降低電機100的鐵損，進一步提升了電機100性價比。該電機100的結構簡單，端部漏磁少，材料利用率高，性價比尚。
[0033]優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個磁性件122在20°C下的剩磁Br為1.38T。因為磁性件122的剩磁提高，使得提供到定子鐵芯11里的磁感應強度和總磁通都相應增加，在定子繞組中感應的反電動勢也會相應提升，同樣，定子電流輸出的轉矩增加，在要求輸出同樣轉矩的情況下，定子需要的電流就可以下降，由定子電流產(chǎn)生的銅損也下降了。同時在總的額定輸出不增加的情況下，由于銅耗的下降，且由于磁通的增加，鐵耗也呈現(xiàn)增加的趨勢，此時可以通過降低電機100的定子鐵芯11的軸向長度來保證電機100的性能及性價比，提尚磁鐵及娃鋼材料的利用率。
[0034]如圖3所示，根據(jù)本實用新型的一個實施例，轉子鐵芯12的軸向長度為L2，磁性件122在轉子鐵芯12的軸向上的長度為L3，0.8 < L3/L2 < 0.94。也就是說，磁性件122設在轉子鐵芯12的磁鐵槽121內，并且磁性件122的軸向長度L3小于轉子鐵芯12的軸向長度L2。
[0035]其中，圖4為壓縮機用電機100的效率隨磁性件122的軸向長度與轉子鐵芯12的軸向長度的比值(L3/L2)變化的曲線圖，電機100的效率隨著L3/L2的增加呈先增加后減小、最后趨于穩(wěn)定的趨勢。因此，磁性件122的軸向長度L3可以設置為轉子鐵芯12的軸向長度L2的
0.8倍、0.9倍或者0.94倍等。由此，通過將轉子鐵芯12與磁性件122的軸向長度進行合理匹配，可以極大地改善了電機100的端部漏磁，提高了磁性件122的材料以及轉子鐵芯12的硅鋼材料的利用率，從而提高電機100的效率和性價比。
[0036]在本實用新型的一些【具體實施方式】中，磁性件122為稀土釹鐵硼磁鐵。例如，稀土釹鐵硼磁鐵可以采用燒結工藝制成，在20°C下該磁性件122的磁性能為:剩磁Br大于1.35T，內稟矯頑力He j大于17OOkA/m。由此，通過采用剩磁較高的磁性件122，可以極大的改善了電機100端部漏磁，提高磁鐵材料的利用率，并且有利于降低銅耗，從而進一步提升了電機100性價比。
[0037]可選地，根據(jù)本實用新型的一個實施例，每個磁鐵槽121的截面形狀形成一字形、V形、U形或W形。參考圖1和圖2，在本實施例中，轉子鐵芯12內具有六個磁鐵槽121，每個磁鐵槽121的截面形狀均形成一字形。其中，磁鐵槽121的具體形狀可以根據(jù)實際要求具體設置，本實用新型對此不作具體限定。
[0038]有利地，壓縮機用電機100還包括兩個轉子端板(未示出)，兩個轉子端板分別設在轉子鐵芯12的兩端且與轉子鐵芯12相連。換言之，該壓縮機用電機100主要由定子鐵芯11、定子繞組、轉子鐵芯12、多個磁性件122和兩個轉子端板組成。其中，兩個轉子端板分別設在轉子鐵芯12的上下兩端，并且兩個轉子鐵芯12可以通過固定件固定在轉子鐵芯12上，保證電機100在運行時、多個磁性件122始終在磁鐵槽121內，從而保證該電機100的正常運行。
[0039]可選地，根據(jù)本實用新型的一個實施例，兩個轉子端板與每個磁性件122之間分別設有非導磁塊或非導磁彈片(未示出)。具體地，每個磁性件122設在轉子鐵芯12的磁鐵槽121內，并且，磁性件122的兩端分別與轉子鐵芯12的端面間隔開布置，進一步地，磁鐵槽121內位于磁性件122的兩端的位置處分別設有非導磁塊或非導磁彈片，從而起到固定磁性件122的作用。當然，本實用新型的用于固定磁性件122的結構并不限于此。
[0040]另外，根據(jù)本實用新型的一個實施例，轉子端板為非導磁材料件。兩個轉子端板可以分別通過鉚釘固定在轉子鐵芯12的兩端，該轉子端板既可以對磁鐵槽121內的磁性件122進行固定，又不影響電機100的磁場分布，保證電機100的正常工作。
[0041 ]下面針對具體的實施例進行說明。在本實施例中，電機100的額定轉矩Tn <4.5N.m，額定轉速η < 150rpm;結合轉子采用高牌號磁鐵，根據(jù)電機100理論可求得，最優(yōu)性能對應的電機100結構尺寸，即對應的定子鐵芯11的軸向長度LI ^ 50mm，且L1/D1 <0.6。
[0042 ] 轉子采用的是20 °C下剩磁Br為1.38T的磁性件122，內稟矯頑力He j為1700kA/m。因為該磁性件122的剩磁得到提高，使得可以提供到定子鐵芯11里的磁感應強度和總磁通都相應地增加，在定子繞組中感應的反電動勢也會相應提升，同樣，定子電流輸出的轉矩增加，在要求輸出同樣轉矩的情況下，定子需要的電流就可以下降，由定子電流產(chǎn)生的銅損也得到下降了。同時在總的額定輸出不增加的情況下，由于銅耗的下降，且由于磁通的增加，鐵耗也呈現(xiàn)增加的趨勢，此時可以通過降低電機100的定子鐵芯11的軸向長度來保證電機的性能以及性價比，提尚磁性件12 2以及娃鋼材料的利用率。
[0043]具體地，由于鐵損Wfe與磁感應強度B及轉速f存在正比關系。這樣，在相同的轉速f的情況下，鐵損Wfe在磁感應強度B的值發(fā)生變化的情況下發(fā)生變化。當轉子中采用的磁性件122的剩磁提高了，那么在定子鐵芯11中產(chǎn)生的磁感應強度B會變大，導致鐵損Wfe變大，對效率提升不利。由于磁通增加的同時，輸出保持不變，為抑制鐵耗增加過大，通過對電機100的定子鐵芯11的軸向長度進行約束，保證了電機100的性能及性價比。
[0044]進一步的，為減少端部漏磁，提升磁鐵的利用率，進一步約束磁性件122的軸向長度較轉子鐵芯12的軸向長度短。在考慮性價比最大化時，優(yōu)選的是比值0.8 < L3/L2 <0.94,圖3示出了L3/L2在一定范圍內變化時，電機100的效率曲線圖示，在一定的額定輸出條件下，該約束尺寸可以有效地保證電機100的性能，提升材料利用率，同時對退磁具有一定的提升作用。
[0045]在本實施例中，轉子鐵芯12位于定子鐵芯11的內側，轉子鐵芯12上形成有用于容納多個磁性件122的多個磁鐵槽121，多個磁鐵槽121沿轉子鐵芯12的周向間隔開分布，且多個磁鐵槽121鄰近轉子鐵芯12的外周壁設置。轉子鐵芯12以多個定子齒112與多個磁性件122隔開規(guī)定的空隙相對的方式配置在定子的內周側。當然，本實用新型的電機100的結構并不限于此，轉子鐵芯12也可以位于定子鐵芯11的外側(圖未示出)，這里不再贅述。
[0046]根據(jù)本實用新型第二方面實施例的壓縮機，包括根據(jù)上述實施例的壓縮機用電機100。其中，壓縮機的類型可以根據(jù)實際需求而適應性改變，本實用新型對此不作特殊限定。由于根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機用電機100具有上述技術效果，因此，根據(jù)本申請實施例的壓縮機也具有上述技術效果，即該壓縮機的結構簡單，材料利用率高，性價比高。
[0047]根據(jù)本實用新型實施例的壓縮機的其他構成以及操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0048]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0049]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0050]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0051]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0052]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0053]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種壓縮機用電機，所述電機的額定轉矩為Tn，額定轉速為n，Tn< 4.5N.m，n <150rpm，其特征在于，包括: 定子鐵芯，所述定子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的定子齒，相鄰兩個所述定子齒之間限定出定子槽，其中，所述定子鐵芯的軸向長度為LI，所述定子鐵芯的外徑為Dl，L1<50mm，Ll/Dl <0.6; 轉子鐵芯，所述轉子鐵芯套設在所述定子鐵芯內且相對于所述定子鐵芯可轉動，所述轉子鐵芯具有多個沿其周向間隔開布置的磁鐵槽，每個所述磁鐵槽沿所述轉子鐵芯的軸向延伸且每個所述磁鐵槽內分別設有磁性件，每個所述磁性件在20 0C下的剩磁Br滿足關系式:Br>1.35T。2.根據(jù)權利要求1所述的壓縮機用電機，其特征在于，每個所述磁性件在20°C下的剩磁Br為1.38T。3.根據(jù)權利要求1所述的壓縮機用電機，其特征在于，所述轉子鐵芯的軸向長度為L2，所述磁性件在所述轉子鐵芯的軸向上的長度為L3，0.8 < L3/L2 <0.94。4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的壓縮機用電機，其特征在于，所述磁性件為稀土釹鐵棚磁鐵。5.根據(jù)權利要求1所述的壓縮機用電機，其特征在于，每個所述磁鐵槽的截面形狀形成一字形、V形、U形或W形。6.根據(jù)權利要求1所述的壓縮機用電機，其特征在于，還包括兩個轉子端板，兩個所述轉子端板分別設在所述轉子鐵芯的兩端且與所述轉子鐵芯相連。7.根據(jù)權利要求6所述的壓縮機用電機，其特征在于，兩個所述轉子端板與每個所述磁性件之間分別設有非導磁塊或非導磁彈片。8.根據(jù)權利要求6所述的壓縮機用電機，其特征在于，所述轉子端板為非導磁材料件。9.一種壓縮機，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的壓縮機用電機。
【文檔編號】H02K1/27GK205544648SQ201620125144
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月17日
【發(fā)明人】邱小華, 何保剛, 向東
【申請人】廣東美芝制冷設備有限公司, 安徽美芝精密制造有限公司