CN114696493A - 同步磁阻电动机和电气产品 - Google Patents

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徐豫伟
颜圣展
罗大殷
林信男
颜国智
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Abstract

本申请提供一种同步磁阻电动机和电气产品。所述同步磁阻电动机具有转子和包围所述转子的定子，所述转子具有旋转轴，所述转子具有沿径向排列的多个磁通屏障层，在所述多个磁通屏障层中，最靠近所述定子的磁通屏障层中填充有导体，最靠近所述旋转轴的磁通屏障层为空隙。在本申请的直接在线同步磁阻电动机(DOL‑SynRM)的具有多个磁通屏障层的转子中，最靠近定子的磁通屏障层中充填导体，最靠近轴的磁通屏障层为空隙。在其他的磁通屏障层中根据需要的启动转矩选择充填导体或作为空隙。由此，兼顾了DOL‑SynRM的启动转矩和效率。

Description

同步磁阻电动机和电气产品
技术领域
本申请实施例涉及机电领域，尤其涉及一种同步磁阻电动机和电气产品。
背景技术
不需要驱动电路直接连接于三相交流电源即可驱动的同步磁阻电动机被称为DOL(Direct On Line，直接在线)同步磁阻电动机(Synchronous Reluctance Motor，SynRM)。为了实现不通过驱动电路来驱动SynRM，在SynRM的转子的磁通屏障层内充填导体(铝合金)。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
发明人发现，如果在磁通屏障层内充填导体的话，虽然能够提高启动转矩，但作为平衡降低了效率。例如，如果在磁通屏障层充填导体，当电动机运转时，将额外产生转子电流，由此，虽然启动转矩提高了，但铜损也增加了。
以具有三个磁通屏障层的转子为例，如图1所示，当在三个磁通屏障层内都充填导体时，对应于三个磁通屏障层的铜损如表1所示，由表1可知，最靠近轴的磁通屏障层3的对应铜损占一半以上。
表1
导***置(conductor position) 转子铜损(％)
磁通屏障层(barrier)1 24.45
磁通屏障层(barrier)2 22.27
磁通屏障层(barrier)3 53.28
另一方面，在三个磁通屏障层中充填导体时，每个磁通屏障层的启动转矩如图2所示。由此可知，最靠近定子的磁通屏障层1的启动转矩最大。
为了兼顾直接在线同步磁阻电动机(DOL-SynRM)的启动转矩和效率，本申请实施例提供一种同步磁阻电动机和电气产品。
根据本申请实施例的一方面，提供一种同步磁阻电动机，具有转子和包围所述转子的定子，所述转子具有旋转轴，其中，
所述转子具有沿径向排列的多个磁通屏障层，
在所述多个磁通屏障层中，最靠近所述定子的磁通屏障层中填充有导体，最靠近所述旋转轴的磁通屏障层为空隙。
根据本申请实施例的再一方面，提供一种电气产品，所述电气产品包括前述的同步磁阻电动机。
本申请实施例的有益效果之一在于：在本申请的DOL-SynRM的具有多个磁通屏障层的转子中，最靠近定子的磁通屏障层中充填导体，最靠近轴的磁通屏障层为空隙。在其他的磁通屏障层中根据需要的启动转矩选择充填导体或作为空隙。由此，兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。在附图中：
图1是现有的同步磁阻电动机的转子结构的示意图；
图2是图1所示的转子的三个磁通屏障层对应的启动转矩的示意图；
图3是本申请实施例的同步磁阻电动机的一个示例的示意图；
图4是根据本申请实施例的具有四个磁通屏障层的转子的一个示例的示意图；
图5是根据本申请实施例的具有四个磁通屏障层的转子的另一个示例的示意图；
图6是根据本申请实施例的具有三个磁通屏障层的转子的一个示例的示意图；
图7是根据本申请实施例的具有五个磁通屏障层的转子的一个示例的示意图；
图8是根据本申请实施例的具有五个磁通屏障层的转子的另一个示例的示意图；
图9是根据本申请实施例的具有五个磁通屏障层的转子的再一个示例的示意图；
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等可以包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
在本申请实施例的下述说明中，为了说明的方便，将与沿着同步磁阻电动机的中心轴线O延伸的方向平行的方向称为“轴向”；将以中心轴线O为中心的半径方向称为“径向”；将靠近中心轴线O的方向称为“径向内侧”或“内侧”；将远离中心轴线O的方向称为“径向外侧”或“外侧”。值得注意的是，这些只是为了说明的方便，并不限定同步磁阻电动机使用和制造时的朝向。
下面参照附图对本申请实施例的实施方式进行说明。
第一方面的实施例
本申请实施例提供一种同步磁阻电动机。
图3是本申请实施例的同步磁阻电动机的一个示例的示意图。如图3所示，本申请实施例的同步磁阻电动机具有转子10和包围转子10的定子20。此外，该同步磁阻电动机还包括其他构成，例如轴、轴承、机壳等，可以参考相关技术。
在本申请实施例中，转子10具有沿径向排列的多个磁通屏障层，在该多个磁通屏障层中，最靠近定子的磁通屏障层(也即径向最外侧的磁通屏障层)中填充有导体，最靠近旋转轴的磁通屏障层(也即径向最内侧的磁通屏障层)为空隙。
根据本申请实施例的同步磁阻电动机，最靠近定子的磁通屏障层中充填导体，最靠近轴的磁通屏障层为空隙。在其他的磁通屏障层中根据需要的启动转矩选择充填导体或作为空隙。由此，兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
在一些实施例中，磁通屏障层的个数为2N个，N大于1，在靠近定子的N以上个数的磁通屏障层内填充有导体。在一些实施例中，在上述多个磁通屏障层中，从最靠近定子侧算起的第N+1至2N-1个磁通屏障层的至少一部分内充填有导体。
以N＝2为例，也即转子10具有四个磁通屏障层。
图4是该具有四个磁通屏障层的转子10的一个示例的示意图，如图4所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一和第二个(也即N个)磁通屏障层11和12内填充有导体，在第三个磁通屏障层13中的一部分中充填有导体，第四个磁通屏障层14为空隙。由此设计，兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
图5是该具有四个磁通屏障层的转子10的另一个示例的示意图，如图5所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一和第二个(也即N个)磁通屏障层11和12内填充有导体，在第三个磁通屏障层13的整个部分中充填有导体，第四个磁通屏障层14为空隙。由此设计，也兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
在一些实施例中，磁通屏障层的个数为2N+1个，N＝1，也即，转子10具有三个磁通屏障层，则在靠近定子的N+1个磁通屏障层内填充有导体。
图6是该具有三个磁通屏障层的转子10的一个示例的示意图，如图6所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一和第二个(也即N+1个)磁通屏障层11和12内填充有导体，第三个磁通屏障层13为空隙。由此设计，也兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
在一些实施例中，磁通屏障层的个数为2N+1个，N>1，则在靠近定子的N+1以上个数的磁通屏障层内充填有导体。在一些实施例中，在上述多个磁通屏障层中，从最靠近定子侧算起的第N+2至2N个磁通屏障层的至少一部分内充填有导体或者没有充填导体。
以N＝2为例，也即，转子10具有五个磁通屏障层。
图7是该具有五个磁通屏障层的转子10的一个示例的示意图，如图7所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一、第二和第三个(也即N+1个)磁通屏障层11/12/13内充填有导体，第四和第五个磁通屏障层为空隙。也即，第N+2至2N个(第四个)磁通屏障层内没有充填导体。由此设计，也兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
图8是该具有五个磁通屏障层的转子10的另一个示例的示意图，如图8所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一、第二和第三个(也即N+1个)磁通屏障层11/12/13内充填有导体，第四个(也即第N+2至2N个)磁通屏障层的一部分中充填有导体，第五个磁通屏障层为空隙。由此设计，也兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
图9是该具有五个磁通屏障层的转子10的又一个示例的示意图，如图9所示，在这个示例中，从定子侧算起，第一、第二、第三个和第四个磁通屏障层11/12/13内充填有导体，第五个磁通屏障层为空隙。也即，从定子侧起的N+1个(三个)磁通屏障层11,12,13内充填有导体，第N+2至2N个(第四个)磁通屏障层的整个部分中也充填有导体。由此设计，也兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
在本申请实施例中，上述导体可以是铝合金，但本申请不限于此。
值得注意的是，以上仅对与本申请相关的同步磁阻电动机的结构做了说明，该同步磁阻电动机还可以包括其它构成，具体可以参考相关技术，此处省略说明。此外还可以增加图1至图9中没有示出的部件，或者减少图1至图9中的一个或多个部件。关于该同步磁阻电动机的其他构成和结构，可以参考相关技术，此处省略说明。
根据本申请实施例的同步磁阻电动机，最靠近定子的磁通屏障层中充填导体，最靠近轴的磁通屏障层为空隙。在其他的磁通屏障层中根据需要的启动转矩选择充填导体或作为空隙。由此，兼顾了DOL-SynRM的启动转矩和效率。
第二方面的实施例
本申请第二方面的实施例提供一种电气产品，该电气产品具有第一方面的实施例所描述的同步磁阻电动机。由于在第一方面的实施例中，已经对该同步磁阻电动机的结构进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。
在本申请实施例中，关于该电气产品的其他结构，可以参考相关技术，此处省略说明。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。
以上参照附图描述了本申请的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本申请的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

Claims (8)

1.一种同步磁阻电动机，具有转子和包围所述转子的定子，所述转子具有旋转轴，其特征在于，
所述转子具有沿径向排列的多个磁通屏障层，
在所述多个磁通屏障层中，最靠近所述定子的磁通屏障层中填充有导体，最靠近所述旋转轴的磁通屏障层为空隙。
2.根据权利要求1所述的同步磁阻电动机，其特征在于，
所述磁通屏障层的个数为2N个，N>1，在靠近所述定子的N以上个数的磁通屏障层内充填有导体。
3.根据权利要求2所述的同步磁阻电动机，其特征在于，
在多个所述磁通屏障层中，从最靠近所述定子侧算起的第N+1至2N-1个磁通屏障层的至少一部分内充填有导体。
4.根据权利要求1所述的同步磁阻电动机，其特征在于，
所述磁通屏障层的个数为2N+1个，N＝1，在靠近所述定子的N+1个磁通屏障层内充填有导体。
5.根据权利要求1所述的同步磁阻电动机，其特征在于，
所述磁通屏障层的个数为2N+1，N>1，在靠近所述定子的N+1以上个数的磁通屏障层内充填有导体。
6.根据权利要求5所述的同步磁阻电动机，其特征在于，
在多个所述磁通屏障层中，从最靠近所述定子侧算起的第N+2至2N个磁通屏障层的至少一部分内充填有导体或者没有填充导体。
7.根据权利要求1至6任一项所述的同步磁阻电动机，其特征在于，所述导体为铝合金。
8.一种电气产品，其特征在于，所述电气产品包括权利要求1至7中任一项所述的同步磁阻电动机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3764375B2 (ja) 2001-11-15 2006-04-05 三菱電機株式会社 同期誘導電動機の回転子及び電動機の回転子及び同期誘導電動機及び誘導電動機及び直流ブラシレスモータ及び密閉型圧縮機及び冷蔵庫及び空気調和機和機及び同期誘導電動機の回転子の製造方法
DE102014215304A1 (de) * 2014-08-04 2016-02-04 Ksb Aktiengesellschaft Rotor, Reluktanzmaschine und Herstellungsverfahren für Rotor
JP7005131B2 (ja) * 2016-09-16 2022-02-04 株式会社東芝 回転子の設計方法
EP3379696A1 (de) 2017-03-21 2018-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Synchrone reluktanzmaschine
JP7353786B2 (ja) * 2019-04-23 2023-10-02 東芝インフラシステムズ株式会社 回転電機の回転子
CN110212724B (zh) 2019-06-19 2023-12-08 珠海格力电器股份有限公司 自起动同步磁阻电机及具有其的压缩机
CN110138117B (zh) * 2019-06-19 2023-12-08 珠海格力电器股份有限公司 直接起动同步磁阻电机转子结构、电机及转子结构制造的方法
CN110112847B (zh) * 2019-06-19 2020-05-29 珠海格力电器股份有限公司 直接起动同步磁阻电机转子结构及具有其的电机
JP2023000053A (ja) * 2021-06-17 2023-01-04 日本電産株式会社 シンクロナスリラクタンスモータ

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