CN118100477B - 定子结构、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种定子结构、压缩机和制冷设备，涉及电机技术领域，压缩机包括机壳，定子结构包括定子铁芯，定子铁芯的中部设有供转子安装的中心孔，定子铁芯包括轭部和沿轭部的内周分布的多个齿部，轭部的外周均匀分布有多个避让槽和多个回流槽，避让槽用以避让机壳的焊缝；定义齿部的数量为Q，定义所述避让槽的数量为P，转子极对数或极数与避让槽的数量一致，定义回流槽的数量为n，定义避让槽的周向宽度为H1，定义定子铁芯的外径为D1，n、H1、P、Q及D1满足：。本发明技术方案旨在提升定子铁芯上回流槽的通流面积，进而提升压缩机的运行可靠性，同时提升定子结构各阶模态的固有频率，避免压缩机整机各部件发生共振，从而降低整机噪音。

Description

定子结构、压缩机和制冷设备

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种定子结构、压缩机和制冷设备。

背景技术

在空调、冰箱等制冷设备中，通常利用压缩机压缩冷媒进行循环，实现能量的传递。在压缩机的运转过程中，需要冷冻机油维持电机、泵体的正常运转，往往会将冷媒和冷冻机油融在一起。相关技术中，通常在电机定子和转子上设置轴向的通孔，以使冷媒能够经转子的通孔自压缩机的下腔流动至上腔，冷冻机油能够经定子的通孔自压缩机的上腔回流至下腔，以确保压缩机运行的能效。然而，由于定子的设置位置和体积限制，定子上的通孔容易对压缩机油循环的顺畅性造成影响，增加压缩机在运行过程的振动风险。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种定子结构，旨在提升定子铁芯上回流槽的通流面积，以改变定子结构各阶模态的固有频率，避免压缩机各部件发生共振，从而降低压缩机的噪音并提升压缩机的运行可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的定子结构应用于压缩机，所述压缩机包括机壳，所述定子结构包括：

定子铁芯，所述定子铁芯的中部设有供转子安装的中心孔，所述定子铁芯包括轭部和沿所述轭部的内周分布的多个齿部，所述轭部的外周均匀分布有多个避让槽和多个回流槽，所述避让槽用以避让所述机壳的焊缝；

定义所述齿部的数量为Q，定义所述避让槽的数量为P，所述转子极对数或极数与所述避让槽的数量一致，定义所述回流槽的数量为n，定义所述避让槽的周向宽度为H1，定义所述定子铁芯的外径为D1，所述n、所述H1、所述P、所述Q及所述D1满足：。

可选地，所述回流槽与所述齿部径向相对。

可选地，所述轭部的外周设有焊接部，所述焊接部的周向宽度大于任意相邻两个所述回流槽的周向间距，所述焊接部用以与所述机壳焊接。

可选地，所述焊接部和所述避让槽的数量一致，定义所述焊接部的周向宽度为K，所述n还满足：。

可选地，所述H和所述K满足：0.8＜H1/K＜1.2。

可选地，所述焊接部位于所述避让槽和所述回流槽之间。

可选地，多个所述焊接部处于对应的所述避让槽的周向同侧。

可选地，所述避让槽沿所述轭部的周向延伸，定义所述回流槽的周向宽度为H2，所述H1和所述H2满足：3H2＜H1。

可选地，定义所述避让槽的径向深度为L1，定义所述回流槽的径向深度为L2，所述L1和所述L2满足：L1≤L2。

可选地，定义所述轭部的径向宽度为L3，所述L2和所述L3满足：L2≤L3/3。

可选地，定义所述定子铁芯的内径为D2，所述D1和所述D2满足：0.5≤D2/D1≤0.65。

本发明还提出一种压缩机，所述压缩机包括机壳和如前述的定子结构，所述定子铁芯固定连接于所述机壳。

本发明还提出一种制冷设备，所述制冷设备包括如前述的压缩机。

本发明技术方案通过在定子铁芯的外周设置多个避让槽和多个回流槽，并将多个避让槽和多个回流槽各自独立地均匀分布在轭部的外周，以使定子铁芯达到较好的整体性和平衡性，其中，避让槽用以避让机壳的焊缝，使得定子铁芯的外周能够较好地贴合于机壳的内侧，且避让槽的数量等同于转子的极对数或极数，以使避让槽与机壳形成的间隙数量适配转子所传递的扭矩，从而在定子结构安装于机壳后，较好地提升压缩机的整体性，再者，将回流槽的数量等于，即齿部的总数减去与避让槽径向相对的齿部数量后，获得回流槽对应的齿部数量，实现将回流槽的数量尽可能地与其对应的齿部数量保持一致，提升回流槽的通流面积，以促进冷冻机油循环的顺畅性，并实现提升定子结构各阶模态的固有频率，使得压缩机内各部件的振动频率错开，从而避免压缩机内各部件发生共振，进而降低压缩机产生噪音的可能性，并提升压缩机的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明定子结构一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明压缩机中定子铁芯和机壳装配的结构示意图；

图4为本发明定子结构的通流面积增长图；

图5为本发明定子结构的4阶和5阶模态固有频率增长图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明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。

另外，若本发明实施例中有涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种定子结构。

在本发明实施例中，请参照图1、图2、图4和图5，该定子结构应用于压缩机，压缩机包括机壳300，定子结构包括：

定子铁芯，定子铁芯的中部设有供转子安装的中心孔，定子铁芯包括轭部200和沿轭部200的内周分布的多个齿部100，轭部200的外周均匀分布有多个避让槽210和多个回流槽220，避让槽210用以避让机壳300的焊缝；

定义齿部100的数量为Q，定义避让槽210的数量为P，转子极对数或极数与避让槽210的数量一致，定义回流槽220的数量为n，定义避让槽210的周向宽度为H1，定义定子铁芯的外径为D1，n、H1、P、Q及D1满足：。

本发明技术方案通过在定子铁芯的外周设置多个避让槽210和多个回流槽220，并将多个避让槽210和多个回流槽220各自独立地均匀分布在轭部200的外周，以使定子铁芯达到较好的整体性和平衡性，其中，避让槽210用以避让机壳300的焊缝，使得定子铁芯的外周能够较好地贴合于机壳300的内侧，且避让槽210的数量等同于转子的极对数或极数，以使避让槽210与机壳300形成的间隙数量适配转子所传递的扭矩，从而在定子结构安装于机壳300后，较好地提升压缩机的整体性，再者，将回流槽220的数量等于，即齿部100的总数减去与避让槽210径向相对的齿部100数量后，获得回流槽220对应的齿部100数量，实现将回流槽220的数量尽可能地与其对应的齿部100数量保持一致，提升回流槽220的通流面积，以促进冷冻机油循环的顺畅性，并实现提升定子结构各阶模态的固有频率，使得压缩机内各部件的振动频率错开，从而避免压缩机内各部件发生共振，进而降低压缩机产生噪音的可能性，并提升压缩机的运行可靠性。

需要说明的是，P×H1理解为避让槽210在轭部200外周的总长度，π×D1理解为轭部200的外周长，P×H1/(π×D1)则可理解为避让槽210的周向长度占轭部200外周长的比例，该比例有可能是小数，也有可能是整数，由于齿部100的数量为整数，设定为定子铁芯中与避让槽210径向相对的齿部100数量，并且该数量为Q×P×H1/(π×D1)向上取整的结果，此时，用齿部100总数Q减去/>，能够得出与回流槽220完全径向相对的齿部100数量，该数量与回流槽220的数量一致，使得多个形状一致的回流槽220在轭部200的外周均匀分布，并充分适配其径向相对的齿部100数量，从而保障了定子铁芯的结构稳定性和提升了回流槽220的通流面积，进而提升压缩机的运行能效。具体地，在本实施例中，齿部100的数量为36，转子极数为6，极对数为3，避让槽210的数量为6，其对应的齿部100数量为12，回流槽220对应的齿部100数量为24，即回流槽220的数量为24，相对于在轭部200的外周设置随意且常规的凹槽结构而言，如图4所示，本方案设置的回流槽220使其通流面积增加了15.6%；或者，在另一实施例中，齿部100的数量为24，转子极数为6，极对数为3，避让槽210的数量为3，其对应的齿部100数量为6，回流槽220对应的齿部100数量为18，即回流槽220的数量为18。

可以理解，避让槽210用于避让机壳300的成型焊缝，避让槽210在轭部200周向的宽度较大，并且，转子极对数或极数越多，转子的转速越低，其输出的扭矩越大，则将避让槽210的数量与转子极对数或极数一致，且使避让槽210均匀分布在轭部200的外周，使得避让槽210与机壳300之间的空隙数量和分布位置较好地适配转子的转速和输出的扭矩，从而较好地提升定子铁芯与机壳300的整体性。特别地，压缩机的振动频率与转子极对数或极数的相关性较大，设定避让槽210的数量与转子极对数或极数一致，能够有效提升机壳300和定子铁芯于转子极数或极对数所处数值的阶数模态的固有频率，避免转子极数或极对数引发的振动与机壳300发生共振，从而提升了机壳300的抗振动能力，进而降低压缩机某些频段的噪音幅值，以降低压缩机整机的噪音与振动。

在一实施例中，请参照图1至图3，回流槽220与齿部100径向相对。可以理解，轭部200设有齿部100的位置的强度相对没设置有齿部100的位置的强度好，以回流槽220自轭部200的外周凹设，并与齿部100径向相对，能够提升回流槽220所处位置的结构强度，从而避免因设置回流槽220而削弱定子铁芯的结构强度，以在压缩机的运行过程或者定子铁芯与机壳300连接的过程中，可避免定子铁芯发生变形，保障压缩机能够以良好且稳定的状态运行，从而有效避免电机出现异响，提升用户的使用体验。在其他实施例中，回流槽220也可以与齿部100径向错位设置，或是，部分与齿部100径向相对。

在一实施例中，请参照图1至图3，轭部200的外周设有焊接部230，焊接部230的周向宽度大于任意相邻两个回流槽220的周向间距，焊接部230用以与机壳300焊接。可以理解，定子铁芯通过焊接的方式连接于机壳300，焊接部230的周向宽度大于两个回流槽220的周向间距，即焊接部230与机壳300的焊接处在周向上的间距较长，可保障定子铁芯与机壳300的焊接稳定性。另外，定子铁芯通过焊接的方式直接与压缩机的机壳300连接，降低了压缩机的体积，提升了压缩机的紧凑性和能效。当然，在其他实施例中，定子铁芯也可以通过卡接的方式与机壳300连接。

进一步地，在本实施例中，请参照图1至图3、图5，焊接部230和避让槽210的数量一致，定义焊接部230的周向宽度为K，n还满足：。参照设置避让槽210对回流槽220数量的影响，定义回流槽220的数量n由决定，可以理解，基于/>的基础上，继续减去焊接部230所径向对应的齿部100数量，以确定回流槽220所径向对应的齿部100数量，并使回流槽220与该齿部100数量一致，能够有效保障回流槽220的通流面积，提升压缩机的运行能效，具体地，焊接部230的数量与避让槽210或转子的极对数或极数一致，使得，轭部200与机壳300之间的焊接处的数量和分布位置较好地适配转子的转速和输出的扭矩，从而较好地提升定子铁芯与机壳300的整体性。特别地，压缩机的振动频率与转子极对数或极数的相关性较大，设定焊接部230的数量与转子极对数或极数一致，能够有效提升机壳300和定子铁芯于转子极数或极对数所处数值的阶数模态的固有频率，避免转子极数或极对数引发的振动与机壳300发生共振，从而提升了机壳300的抗振动能力，进而降低压缩机的噪音，提升压缩机的运行可靠性。如图5所示，定子铁芯和机壳300在本方案的回流槽220的设置情况下，相对于在轭部200的外周设置随意且常规的凹槽结构而言，定子铁芯和机壳300的整体4阶模态固有频率从5239赫兹提升至6256赫兹，提升了19.4%，5阶模态固有频率从6658赫兹提升至7907赫兹，提升了18.8%。

进一步地，在本实施例中，请参照图1至图3，H1和K满足：0.8＜H1/K＜1.2。能够理解，避让槽210的周向宽度与焊接部230的周向宽度邻近设置，保障避让槽210能够有效避让机壳300的焊缝，同时焊接部230也可使定子铁芯与机壳300焊接稳定，使得焊接部230与机壳300之间的作用力能够平衡因避让槽210与机壳300的间隙所削弱的结构强度，保障了定子铁芯与机壳300的整体性，从而提升了压缩机的抗振能力。若H1/K＜0.8，这容易使得焊接部230的周向宽度较大，降低了回流槽220的数量，影响冷冻机油的循环流动，降低压缩机的能效；若1.2＜H1/K，则容易使得避让槽210的周向宽度过大，降低了定子铁芯与机壳300的连接稳定性和整体性，导致压缩机容易振动而发出异响，同时也降低了回流槽220的数量，影响冷冻机油的循环流动，降低压缩机的能效。

进一步地，在本实施例中，请参照图1至图3，焊接部230位于避让槽210和所述回流槽220之间。可以理解，焊接部230邻近于避让槽210设置，提升了因设置避让槽210而削弱的定子铁芯和机壳300的连接强度，保障了机壳300和定子铁芯的连接稳定性，降低了压缩机发生振动的可能性。当然，在其他实施例中，焊接部230也可以位于两个回流槽220之间。

进一步地，在本实施例中，请继续参照图1至图3，多个焊接部230处于对应的避让槽210的周向同侧。如此，定子铁芯呈中心对称设置，能够充分平衡定子铁芯的结构分布，以使定子铁芯与机壳300的作用力在周向上平衡分布，在压缩机运行的过程中，使得转子可以均匀平稳运转，降低压缩机产生振动而发出异响的可能性。当然，在其他实施例中，多个焊接部230也可以处于对应的避让槽210的周向异侧。

在一实施例中，请参照图1至图3，避让槽210沿轭部200的周向延伸，定义回流槽220的周向宽度为H2，H1和H2满足：3H2＜H1。需要说明的是，避让槽210用于避让机壳300的成型焊接缝，而机壳300的成型焊接缝在周向上具有一定的宽度，设定避让槽210的周向宽度大于3倍的回流槽220的周向宽度，能够保障回流槽220对焊接缝的避让效果，保障定子铁芯与机壳300的贴合程度，以提升机壳300和定子铁芯的整体性，同时，回流槽220的周向宽度小于避让槽210周向宽度的三分之一，避免回流槽220的周向宽度过大，从而能够增加回流槽220的设置数量，以保障轭部200的外周能够均匀且充分地供冷冻机油回流，提升了通流面积的同时，也保障了压缩机的运行能效。若H1/3＜H2，回流槽220的周向宽度过大，降低了回流槽220的数量，使得定子铁芯与机壳300之间的抵接面减少，从而影响定子铁芯与机壳300的整体性，再者，过大的回流槽220，使其难以在定子铁芯的周向上均匀分布，从而对冷冻机油的周向均匀回流造成影响。当然，在合适的结构基础上，H1和H2也可满足：H1/3≤H2＜H1/2。

在一实施例中，请参照图1至图3，定义避让槽210的径向深度为L1，定义回流槽220的径向深度为L2，L1和L2满足：L1≤L2。可以理解，避让槽210用于避让机壳300的成型焊接缝，该焊接缝在径向的厚度较低，回流槽220用于供冷冻机油回流，如此，将避让槽210的径向深度不大于回流槽220的径向深度，既保障避让槽210对焊接缝的避让作用，保障定子铁芯与机壳300之间能够充分贴合，同时，回流槽220的径向深度较避让槽210的径向深度大，能够保障回流槽220的通流面积，提升冷冻机油循环流动的顺畅性，从而提升了压缩机的运行能效。

进一步地，在本实施例中，请参照图1至图3，定义轭部200的径向宽度为L3，L2和L3满足：L2≤L3/3。可以理解，回流槽220的径向深度不大于轭部200径向宽度的三分之一，在保障回流槽220的通流面积的同时，也避免设置回流槽220对轭部200的强度造成影响，提升了定子铁芯和机壳300连接的稳定性，再者，将回流槽220与齿部100径向相对，能够较好地避免回流槽220对定子铁芯在结构强度上的影响，提升定子铁芯和机壳300连接后的模态固有频率，进而提升压缩机的抗震动能力，避免出现较大的异响。具体地，回流槽220的径向深度可以是轭部200的径向宽度的三分之一，或者四分之一。

在一实施例中，请参照图1至图3，定义定子铁芯的内径为D2，D1和D2满足：0.5≤D2/D1≤0.65。可以理解，在本实施例中，定子铁芯的内径较大，同时，转子的体积也同步配置地较大，以提升转子铁芯的磁饱和能力，因此，可同步地降低转子铁芯上永磁体的体积或剩磁，以降低成本，也保障了压缩机的输出功率，或者，永磁体的剩磁随其体积同步提升，进而提升了压缩机的输出功率。同样地，转子铁芯的体积较大，转子内部供冷冻机油和冷媒流通的通孔的面积也较大，从而能够有效保障冷冻机油和冷媒顺利通过转子，此时，适应性地增大回流槽220的通流面积，即可充分提升压缩机的运行能效。此外，大内径的定子铁芯，齿部100数量较多，以提升绕组数量，同时，相邻两个齿部100之间形成定子槽，绕组在不相连的两个定子槽之间绕设，以使绕组能够尽可能地填充定子槽，提升压缩机的输出功率。当然，在其他实施例中，定子铁芯的内径也可以较小，表现为0.4＜D2/D1＜0.5。

本发明还提出一种压缩机，该压缩机包括定子结构，该定子结构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。其中，如图3所示，定子结构直接固定连接于压缩机的机壳300，从而减小压缩机的体积，并充分提升压缩机的整体性。

本发明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。具体而言，制冷设备可以是空调器、冰箱。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种定子结构，应用于压缩机，所述压缩机包括机壳，其特征在于，所述定子结构包括：

定子铁芯，所述定子铁芯的中部设有供转子安装的中心孔，所述定子铁芯包括轭部和沿所述轭部的内周分布的多个齿部，所述轭部的外周均匀分布有多个避让槽和多个回流槽，所述避让槽用以避让所述机壳的焊缝；

定义所述齿部的数量为Q，定义所述避让槽的数量为P，所述转子极对数或极数与所述避让槽的数量一致，定义所述回流槽的数量为n，定义所述避让槽的周向宽度为H1，定义所述定子铁芯的外径为D1，所述n、所述H1、所述P、所述Q及所述D1满足：。

2.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述回流槽与所述齿部径向相对。

3.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述轭部的外周设有焊接部，所述焊接部的周向宽度大于任意相邻两个所述回流槽的周向间距，所述焊接部用以与所述机壳焊接。

4.如权利要求3所述的定子结构，其特征在于，所述焊接部和所述避让槽的数量一致，定义所述焊接部的周向宽度为K，所述n还满足：。

5.如权利要求4所述的定子结构，其特征在于，所述H1和所述K满足：0.8＜H1/K＜1.2。

6.如权利要求3所述的定子结构，其特征在于，所述焊接部位于所述避让槽和所述回流槽之间；

和/或，多个所述焊接部处于对应的所述避让槽的周向同侧。

7.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述避让槽沿所述轭部的周向延伸，定义所述回流槽的周向宽度为H2，所述H1和所述H2满足：3H2＜H1。

8.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，定义所述避让槽的径向深度为L1，定义所述回流槽的径向深度为L2，所述L1和所述L2满足：L1≤L2。

9.如权利要求8所述的定子结构，其特征在于，定义所述轭部的径向宽度为L3，所述L2和所述L3满足：L2≤L3/3。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的定子结构，其特征在于，定义所述定子铁芯的内径为D2，所述D1和所述D2满足：0.5≤D2/D1≤0.65。

11.一种压缩机，其特征在于，包括机壳和如权利要求1至10中任意一项所述的定子结构，所述定子铁芯固定连接于所述机壳。

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。