CN110875652A - 电机转子、电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转子、电机及压缩机，电机转子包括：转子铁芯，转子铁芯上设置有沿转子铁芯的周向间隔分布的多个磁铁槽，磁铁槽在轴向上贯通转子铁芯，且磁铁槽内设置有转子磁铁，每个转子磁铁在转子铁芯的径向上具有不同的内禀矫顽力。根据本发明的电机转子，在全运行频率内均可实现电机的高效率运转。

Description

电机转子、电机及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种电机转子、电机及压缩机。

背景技术

现行业内电机趋向于高转速、小型化的发展趋势，对应压缩机电机在超高转速运行条件下，受电控***母线电压限制，和弱磁影响，会将电机反电势值设计较低，以确保高频能效，但此结果会导致压缩机在中、低频段的能效低下，另超高转速电机其对压缩机曲轴刚性及可靠性要求更高，其在重负荷及超高转速下，对应曲轴的挠度变化及转子的风摩损耗更大，要求转子转动惯量相对常规电机要更小，结构更紧凑。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机转子，所述电机转子可实现电机在全运行频率内的高效率运转。

本发明还提出了一种具有上述电机转子的电机。

本发明还提出了一种具有上述电机的压缩机。

根据本发明实施例的电机转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上设置有沿所述转子铁芯的周向间隔分布的多个磁铁槽，所述磁铁槽在轴向上贯通所述转子铁芯，且所述磁铁槽内设置有转子磁铁，每个所述转子磁铁在所述转子铁芯的径向上具有不同的内禀矫顽力。

根据本发明的电机转子，采用在径向上具有不同内禀矫顽力的转子磁铁，即将高内禀矫顽力磁铁和低内禀矫顽力磁铁进行结合，从而实现电机的磁通可变，可同时兼顾低、中、高频的电机效率，满足高转速电机的运行要求。

根据本发明一个实施例的电机转子，所述转子磁铁为一体结构且在所述转子铁芯的径向上具有不同的内禀矫顽力。

根据本发明一个实施例的电机转子，所述转子磁铁为分体结构并包括沿所述转子铁芯径向堆叠的内层磁铁和外层磁铁。

可选地，所述内层磁铁的内禀矫顽力小于所述外层磁铁的内禀矫顽力。

可选地，所述内层磁铁的内禀矫顽力大于所述外层磁铁的内禀矫顽力。

进一步地，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的内禀矫顽力Hcj≥23kOe。

进一步地，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的厚度为H2，另一个磁铁的厚度为H1，H1≥H2≥0.3H1。

进一步地，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的宽度为W2，另一个磁铁的厚度为W1，0.5W2≤W1≤1.5W2。

可选地，所述内层磁铁和所述外层磁铁通过胶层粘接固定。

可选地，所述电机转子还包括：固定框，所述固定框将所述内层磁铁和所述外层磁铁包围并夹紧。

根据本发明的第二方面的电机，设置有如第一方面任一种所述的电机转子。所述电机转子还包括：定子，所述定子套设在所述电机转子外侧，所述电机转子可相对所述定子转动，所述定子包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有沿所述定子铁芯周向间隔分布的多个定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子齿上缠绕有电机绕组，所述电机绕组采用分布绕线或集中绕线的方式，所述电机相对于现有技术工作效率更高，工作更可靠。

根据本发明的第三方面的压缩机，设置有如第二方面所述的电机。所述压缩机与上述的电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，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是根据本发明第一种实施例的电机转子的结构示意图；

图2是根据本发明第二种实施例的电机转子的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是根据本发明第三种实施例的电机转子的结构示意图；

图5是根据本发明第四种实施例的电机转子的结构示意图；

图6是根据本发明第五种实施例的电机转子的结构示意图；

图7是根据本发明第六种实施例的电机转子的结构示意图；

图8是根据本发明第七种实施例的电机转子的结构示意图；

图9是图8中B处的局部放大图；

图10是根据本发明第八种实施例的电机转子的结构示意图；

图11是图10中C处的局部放大图；

图12是由第三种实施例的电机转子构成的电机的结构示意图；

图13是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图。

附图标记：

压缩机100，电机10，电子转子1，转子铁芯11，磁铁槽111，内层通气孔112，外层通气孔113，转子孔114，转子磁铁2，内层磁铁21，外层磁铁22，胶层3，固定框4，定子5，定子铁芯51，定子齿511，定子槽512，绕组513，壳体6，压缩机构部7，曲轴8，储油腔9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

下面参考图1-图13描述根据本发明实施例的电机转子1。如图1-图13所示，根据本发明实施例的电机转子1包括：转子铁芯11，转子铁芯11上设置有沿转子铁芯11的周向间隔分布的多个磁铁槽111，磁铁槽111在轴向上贯通转子铁芯11，且磁铁槽111内设置有转子磁铁2，每个转子磁铁2在转子铁芯11的径向上具有不同的内禀矫顽力。

可以理解的是，通过将具有高内禀矫顽力和具有低内禀矫顽力的磁铁相结合，构成在径向上具有不同内禀矫顽力的磁铁，这样的转子磁铁2使得电机转子1在运行过程中的磁通可变，可同时兼顾低、中、高频的电机10效率，使得电机10在从低速区域至中速区域可获得额定转矩特性，从低速区域至高速区域内可获得额定输出功率特性，从而在全运行频率内实现电机10的高效率运转。

同时，该磁铁的结合有助于提高电机10的原始磁场，可进一步减小电机转子1体积，减轻电机转子1的质量，从而减小电机转子1的转动惯量，从而降低曲轴8挠度的变化及电机转子1的风摩损耗。

可选地，如图1所示，在本发明第一种实施例中，转子磁铁2为一体结构且在转子铁芯11的径向上具有不同的内禀矫顽力，这样，不同于常规径向设置多层磁铁槽111的可变磁通转子结构，本申请中具有不同内禀矫顽力的转子磁铁2采用一体式结构，结构更紧凑，工艺更简单，磁铁的利用率也更高，适合超高转速电机10的运行要求。

可选地，如图2和图3所示，在本发明第二种实施例中，转子磁铁2为分体结构并包括沿转子铁芯11径向堆叠的内层磁铁21和外层磁铁22，由此，转子磁铁2的加工成形方式简单，且两部分磁铁的充磁、更换方便。

需要说明的是，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

可选地，如图1所示，在本发明第一种实施例中，内层磁铁21的内禀矫顽力可以小于外层磁铁22的内禀矫顽力，由此，内层磁铁21在电机转子1运行过程中不易退磁，电机转子1的运行可靠性高，当然，内层磁铁21的内禀矫顽力也可以根据实际需要而大于外层磁铁22的内禀矫顽力(如图4中的第三种实施例)，从而满足电机10在特殊工况下的使用要求。

进一步地，内层磁铁21和外层磁铁22中的内禀矫顽力较高的磁铁的内禀矫顽力Hcj≥23kOe，由此，通过采用内禀矫顽力不低于23kOe的转子磁铁2，可以克服高转速电机10在电流激增情况下的易退磁问题，有效提高高转速电机10的工作可靠性。

可选地，如图5所示，在本发明第四种实施例中，磁铁槽111可以构造为“︺”形槽，由此，“︺”形槽内可至少放置三个转子磁铁2，这样可有效增加转子铁芯11的初始磁场强度，避免电机10弱磁状态下运行引发的电流激增，进而导致转子磁铁2件退磁的问题。

当然，本发明中的磁铁槽111还可以构造为其他形式，例如在图6的第五种实施例中，磁铁槽111可以构造为“V”形槽，由此，“V”形槽内可至少放置两个转子磁铁2，这样可有效增加转子铁芯11的初始磁场强度，避免电机10弱磁状态下运行引发的电流激增，进而导致转子磁铁2件退磁的问题。

根据本发明实施例的电机转子1，转子磁铁2中的内层磁铁21和外层磁铁22的宽度和厚度可以相同，由此，转子磁铁2的加工方便，生产效率高，当然，在其他实施例中，如图7所示的第六种实施例中，内层磁铁21和外层磁铁22中的内禀矫顽力较高的磁铁的厚度为H2，另一个磁铁的厚度为H1，H1≥H2≥0.3H1，即内禀矫顽力较高的磁铁的厚度小于内禀矫顽力较低的磁铁厚度，且内禀矫顽力较高的磁铁的厚度大于内禀矫顽力较低的磁铁厚度的十分之三，这样将内禀矫顽力较低的磁铁的厚度做的较大，可有效防止内禀矫顽力较低的磁铁在电机转子1运行的过程中发生退磁现象而影响电机10的工作可靠性。

进一步地，内层磁铁21和外层磁铁22中的内禀矫顽力较高的磁铁的宽度为W2，另一个磁铁的厚度为W1，0.5W2≤W1≤1.5W2，也就是说，内禀矫顽力较高的磁铁的宽度和内禀矫顽力较低的磁铁的宽度可根据实际需要进行调整，以满足电机10在不同工况下的使用要求。

可选地，如图8和图9所示的第七种实施例中，内层磁铁21和外层磁铁22可以通过胶层3粘接固定，由此，内层磁铁21和外层磁铁22的连接方式简单，且连接牢靠，并且内层磁铁21和外层磁铁22可单独进行加工。

可选地，如图10和图11所示的第八种实施例中的电机转子1还可以包括：固定框4，固定框4用于将内层磁铁21和外层磁铁22包围并夹紧，由此，在实现内层磁铁21和外层磁铁22固定连接的条件下，可对内层磁铁21和外层磁铁22施加夹紧力，防止电机转子1在运行过程中，内层磁铁21和外层磁铁22发生脱落或错位现象，影响电机10的工作可靠性。

综上所述，根据本发明实施例的电机转子1，通过在同一磁铁槽111内放置径向具有不同内禀矫顽力的转子磁铁2，可实现永磁同步电机10在不同频段、负荷下的磁通可变，从而确保电机10在高、中、低频下都具有较高的效率，同时电机转子1的磁场强度有效得到增强，可进一步提高电机10的功率密度，降低电机10风摩损耗，且电机转子1的结构更紧凑，相对多层可变磁通转子装配工艺更简单，磁铁的利用率更高，能够满足超高转速电机10的运行要求。

如图1-11所示，转子铁芯11上还设置有转子通气孔，转子通气孔包括内层通气孔112和外层通气孔113，内层通气孔112和外层通气孔113分别位于磁铁槽111的径向内侧和径向外侧，且内层通气孔112在转子铁芯11的周向上间隔分布，并围绕着转子孔114设置，外层通气孔113包括多组通气孔，每组通气孔的数量为三个，并靠近转子铁芯11的外周边缘设置，且内层通气孔112的尺寸大于外层通气孔113的尺寸，由此一方面有利于减轻转子的质量，另一方面可有效提高电机转子1的散热效率，提高电机转子1的工作可靠性。

本发明还提供了一种电机10，该电机10包括上述的电机转子1，还包括：定子5，如图12所示，定子5套设在电机转子1外侧，电机转子1可相对定子5转动，且定子5包括：定子铁芯51，定子铁芯51具有沿定子铁芯51周向间隔分布的多个定子齿511，相邻两个定子齿511之间限定出定子槽512，定子齿511上缠绕有电机绕组513，电机绕组513可以采用分布绕线或集中绕线的方式制成，由此电机绕组513的制备效率高，可节省加工工时，提高生产效率。

本发明还提供了一种压缩机100，该压缩机100包括上述的电机10，如图13所示，电机10设置在压缩机100的壳体6的内部，且电机10的下方设置有压缩机构部7，曲轴8与压缩机构部7相连，并与电机转子1中心的转子孔114配合，从而使得曲轴8在电机10的带动下转动，进而带动压缩机构部7工作以压缩压缩腔内的介质，从而实现压缩机100的功能，同时，压缩机构部7的底部还设置有储油腔9，储油腔9用于贮存润滑油，从而对曲轴8、轴承等进行润滑，提高压缩机100的工作可靠性。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

可选地，本发明实施例的电机10可以为永磁同步电机10，可用于旋转式压缩机100。

根据本发明实施例的压缩机100的其他构成例如压缩机构部7等的具体构造对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯上设置有沿所述转子铁芯的周向间隔分布的多个磁铁槽，所述磁铁槽在轴向上贯通所述转子铁芯，且所述磁铁槽内设置有转子磁铁，每个所述转子磁铁在所述转子铁芯的径向上具有不同的内禀矫顽力。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子磁铁为一体结构且在所述转子铁芯的径向上具有不同的内禀矫顽力。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子磁铁为分体结构并包括沿所述转子铁芯径向堆叠的内层磁铁和外层磁铁。

4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁的内禀矫顽力小于所述外层磁铁的内禀矫顽力。

5.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁的内禀矫顽力大于所述外层磁铁的内禀矫顽力。

6.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的内禀矫顽力Hcj≥23kOe。

7.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的厚度为H2，另一个磁铁的厚度为H1，H1≥H2≥0.3H1。

8.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁和所述外层磁铁中的内禀矫顽力较高的磁铁的宽度为W2，另一个磁铁的厚度为W1，0.5W2≤W1≤1.5W2。

9.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述内层磁铁和所述外层磁铁通过胶层粘接固定。

10.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，还包括：固定框，所述固定框将所述内层磁铁和所述外层磁铁包围并夹紧。

11.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电机转子，还包括：定子，所述定子套设在所述电机转子外侧，所述电机转子可相对所述定子转动，所述定子包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有沿所述定子铁芯周向间隔分布的多个定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，所述定子齿上缠绕有电机绕组，所述电机绕组采用分布绕线或集中绕线的方式。

12.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电机。

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