CN208571744U - 转子、永磁电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转子、永磁电机和压缩机，其中，转子，包括：转子铁芯，至少一个插槽，贯穿于转子铁芯的两端；至少一个永磁体，每个永磁体对应设于每个插槽内，其中，永磁体在转子铁芯径向截面上的投影至少包括相平行的第一边与第二边，第一边的中点、第二边的中点与转子铁芯径向截面的圆心三点连线与第一边相垂直，第一边与圆心的距离大于第二边与圆心的距离，且第一边的长度大于第二边的长度。通过本实用新型的技术方案，一方面有效提高了永磁体的利用率，在不减少永磁体厚度的情况下降低永磁体的成本，增强永磁体的抗退磁性能，另一方面实现转子无转矩波动的平稳旋转，提高电机的运行性能。

Description

转子、永磁电机和压缩机

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，具体而言，涉及一种转子、一种永磁电机和一种压缩机。

背景技术

目前，随着空调能效标准的调整，使得压缩机的电机向高速小型化发展，相同输出功率的压缩机电机体积越来越小，在实际应用中难以兼顾电机体积和性能，因此行业内用于电机的永磁铁的材料性能不断得到提升以增强电机性能，而永磁铁材料的价格随着性能的提升会大幅增加，电机仅通过替换材料来提升功率越来越困难，现有技术的压缩机，通过减少永磁体的厚度以减小永磁体的稀土用量，但由于永磁体的厚度的减小，永磁体的抗退磁能力减弱，降低了永磁体的性能和可靠性。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提供一种转子。

本实用新型的另一个目的在于提供一种永磁电机。

本实用新型的再一个目的在于提供一种压缩机。

为实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种转子，包括：转子铁芯，至少一个插槽，贯穿于转子铁芯的两端；至少一个永磁体，每个永磁体对应设于每个插槽内，其中，永磁体在转子铁芯径向截面上的投影至少包括相平行的第一边与第二边，第一边的中点、第二边的中点与转子铁芯径向截面的圆心三点连线与第一边相垂直，第一边与圆心的距离小于第二边与圆心的距离，且第一边的长度大于第二边的长度。

在该技术方案中，转子的转子铁芯用于增强感应磁场的强度和磁力线的密度，以进一步增强转子在电磁场的作用的下的转动力矩，每个插槽内固定有一个永磁体，永磁体用于产生磁场，适用于小型电机，其中，永磁体在转子铁芯径向截面上的投影至少包括相平行的第一边与第二边，第一边的中点、第二边的中点与转子铁芯径向截面的圆心三点连线与第一边相垂直，第一边与圆心的距离小于第二边与圆心的距离，且第一边的长度大于第二边的长度，即永磁体中远离转子铁芯圆心的一边的长度小于靠近转子铁芯圆心的一边的长度，进而一方面减小永磁体在径向方向的两侧的厚度，有效提高了永磁体的利用率，在不减少永磁体厚度的情况下降低永磁体的成本，增强永磁体的抗退磁性能，另一方面减少发生磁通短路的可能性，实现转子无转矩波动的平稳旋转，提高电机的运行性能。

需要说明的是，永磁体的径向横截面上缺少的面积沿转子铁芯的轴向方向贯穿整个永磁体。

永磁体的密度ρ的范围为：7.2g/cm³≤ρ≤7.8g/cm³，永磁体在25℃下的剩磁Br的范围为：Br≥1.3T。

在上述技术方案中，优选地，第一边的长度、第一边与第二边之间的距离、永磁体在转子铁芯径向截面上的投影面积满足关系式： 0.5×H₁×W₁≤S≤0.98×H₁×W₁，其中，H₁为第一边与第二边之间的距离，W₁为第一边的长度，S为永磁体在转子铁芯径向截面上的投影面积。

在该技术方案中，通过对永磁体的厚度(即第一边与第二边之间的距离H₁)和转子铁芯径向截面上的投影面积(即S)的关系做了限定，在此大小范围内的永磁体，在满足抗退磁性能的条件下，尽可能减小永磁体的体积，以进一步减少永磁体的成本。

在上述任一技术方案中，优选地，沿平行于第一边的方向上，插槽的长度大于设于插槽内的永磁体的长度。

在该技术方案中，永磁体除第一边和第二边外的其他两边与插槽之间存在空隙，通过空隙，能够增大插槽的两端部附近的磁阻，以减少永磁体的短路磁通，从而能够实现高转矩，进一步减小转子转矩的衰减以及转矩的波动。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体以转子铁芯的轴线呈圆周阵列。

在该技术方案中，永磁体以转子铁芯的轴线呈圆周阵列，使转子的磁场分别更为均匀，转子受到的转动力矩更为均衡，转子的转动更为平稳。

需要说明的是，以第一边的中垂线为对称线，永磁体可以是对称结构，也可以是非对称结构。

在上述技术方案中，优选地，插槽与永磁体均沿第一边的中垂线对称，第一边的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₃、第二边的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₁、以及第一边的端点与第二边的端点在永磁体的轮廓线中的任一点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₂满足：

在该技术方案中，第一边的长度大于第二边的长度，且对第一边的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₁、第二边的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₃、以及第一边的端点与第二边的端点在永磁体的轮廓线中的任一点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₂的关系做了限定，在此尺寸范围内的永磁体，进一步增强了在高温运行环境下的永磁体的抗退磁性能，增强了电机的运行稳定性。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种永磁电机，包括：上述第一方面的技术方案中任一项的转子；定子，定子套接于转子外，且定子的轴线与转子的轴线共线。

在该技术方案中，永磁电机包括转子和定子，定子套接于转子外，且定子的轴线与转子的轴线共线，转子在电磁场的作用下转动，将电能转化为机械能，永磁电机包括第一方面的技术方案中任一项的转子，因此运转更为平稳、永磁电机在高频率和低频率下的运转能效更高。

在上述技术方案中，优选地，定子的内径大于转子的外径。

在该技术方案中，定子的内径大于转子的外径，即定子与转子之间形成气隙，减小转子转动时因晃动而和定子发生摩擦的可能性。

在上述技术方案中，优选地，定子包括：至少一个凸齿，以定子的轴线呈圆周阵列，至少一个线圈组，每个线圈组绕于凸齿上，每个线圈组包括：引入线接头和引出线接头。

在该技术方案中，定子包括凸齿和至少一个线圈组，凸齿以定子的轴线呈圆周阵列，每个线圈组绕于凸齿上，每个线圈组包括一个引入线接头和一个引出线接头，即一根导线按照特定方式缠绕在凸齿上形成引入线接头和引出线接头，引入线接头和引出线接头与驱动源电连接，通电后，定子形成电磁场，转子在电磁场的作用下转动。由于凸齿以定子的轴线呈圆周阵列，每个线圈组绕于凸齿上，因此电磁场的磁通较为均衡。

在上述技术方案中，优选地，永磁电机还包括：两组电机引线组，每组电机引线组的引线数量与线圈组的数量相等，一组电机引线组中的每个引线的一端分别与每个线圈组的引入线接头电连接，另一组电机引线组中的每个引线的一端分别与每个线圈组的引出线接头电连接；两个插座，每个插座分别与每组电机引线组分别电连接。

在该技术方案中，电机引线组包括至少一根引线，由于每个线圈组都包括一个引入线接头和一个引出线接头，与每个引入线接头电连接的引线构成一组电机引线组，与每个引出线接头电连接的引线构成另一组电机引线组，因而共有两组电机引线组。永磁电机还包括两个插座，每个插座与每组电机引线组分别电连接，插座与永磁电机的控制电路的插头电连接，因而可以通过控制与引入线接头电连接的插座或与引出线接头电连接的插座的通断来控制通过定子的电流，进而可控制永磁电机的转速，永磁电机的控制方法更为灵活、方便。

在上述技术方案中，优选地，定子包括：由多个分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成的定子铁芯。

在该技术方案中，定子包括由多个分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成的定子铁芯组成，凸齿与线圈组设于分体铁芯上，便于将线圈组先绕于凸齿上，再将分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成定子铁芯。

本实用新型第三方面的技术方案提供了一种压缩机，包括：上述第二方面的技术方案中任一项的永磁电机；至少六个接线端子，与所述永磁电机的引线分别电连接。

在该技术方案中，压缩机包括上述第二方面的技术方案中任一项的永磁电机，从而具有上述永磁电机的全部优点。压缩机还包括至少六个接线端子，接线端子与永磁电机的引线分别电连接，便于压缩机的控制电路分别控制通过引线的电流大小，进而控制永磁电机的转速。

其中，若永磁电机为三相电机，则接线端子的数量为6个，若永磁电机为四相电机，则接线端子的数量为8个，以此类推。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的第一个实施例的转子的截面图；

图2示出了根据本实用新型的第二个实施例的转子的截面图；

图3示出了根据本实用新型的第三个实施例的转子的截面图；

图4示出了根据本实用新型的第四个实施例的转子的截面图；

图5示出了根据本实用新型的第五个实施例的转子的截面图；

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的永磁电机的截面图；

图7示出了根据本实用新型的永磁电机的结构示意图；

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1永磁电机，10转子，20转子铁芯，30插槽，40永磁体，402第一边， 404第二边，50定子，502凸齿，504线圈组，506定子铁芯，60电机引线组，602引线，70插座。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图7对根据本实用新型的实施例的转子10、永磁电机和压缩机进行具体说明。

实施例1：

如图1至图5所示，根据本实用新型的一个实施例的转子10，包括：转子铁芯20，至少一个插槽30，贯穿于转子铁芯20的两端；至少一个永磁体40，每个永磁体40对应设于每个插槽30内，其中，永磁体40在转子铁芯20径向截面上的投影至少包括相平行的第一边402与第二边404，第一边402的中点、第二边404的中点与转子铁芯20径向截面的圆心三点连线与第一边402相垂直，第一边402与圆心的距离小于第二边404与圆心的距离，且第一边402的长度大于第二边404的长度。

转子10的转子铁芯20用于增强感应磁场的强度和磁力线的密度，以进一步增强转子10在电磁场的作用的下的转动力矩，每个插槽30内固定有一个永磁体40，永磁体40用于产生磁场，适用于小型电机1，其中，永磁体40在转子铁芯20径向截面上的投影至少包括相平行的第一边402与第二边404，第一边402的中点、第二边404的中点与转子铁芯20径向截面的圆心三点连线与第一边402相垂直，第一边402与圆心的距离小于第二边404与圆心的距离，且第一边402的长度大于第二边404的长度，即远离转子铁芯20圆心的永磁体40的一边的长度小于靠近转子铁芯20圆心的永磁体40的一边的长度，一方面减小相邻永磁体40在径向方向的两侧的厚度，有效提高了永磁体40的利用率，在不减少永磁体40厚度的情况下降低永磁体40的成本，增强永磁体40的抗退磁性能，另一方面减少发生磁通短路的可能性，实现转子10无转矩波动的平稳旋转，提高电机1的运行性能。

需要说明的是，永磁体的径向横截面上缺少的面积沿转子铁芯的轴向方向贯穿整个永磁体。

永磁体40的密度ρ的范围为：7.2g/cm³≤ρ≤7.8g/cm³，永磁体40在25℃下的剩磁Br的范围为：Br≥1.3T，永磁体40为稀土元素，在制备时，采用扩散工艺将稀土元素中的重稀土元素扩散到永磁体40中。

具体地，永磁体40在转子铁芯20径向截面上的投影的形状还可以如图2至图4所示。

如图1至图4所示，沿平行于第一边402的方向上，插槽30的长度大于设于插槽30内的永磁体40的长度。

永磁体40除第一边402和第二边404外的其他两边与插槽30之间存在空隙，通过空隙，能够增大插槽30的两端部附近的磁阻，以减少永磁体 40的短路磁通，从而能够实现高转矩，进一步减小转子10转矩的衰减以及转矩的波动。

永磁体40以转子铁芯20的轴线呈圆周阵列，使转子10的磁场分别更为均匀，转子10受到的转动力矩更为均衡，转子10的转动更为平稳。

需要说明的是，以第一边402的中垂线为对称线，永磁体40可以是对称结构，也可以是非对称结构。

如图，第二边404的长度、第一边402与第二边404之间的距离、永磁体40在转子铁芯20径向截面上的投影面积满足关系式： 0.5×H₁×W₁≤S≤0.98×H₁×W₁，其中，H₁为第一边402与第二边404之间的距离，W₁为第一边402的长度，S为永磁体40在转子铁芯20径向截面上的投影面积。

通过对永磁体40的厚度(即第一边402与第二边404之间的距离H₁) 和转子铁芯20径向截面上的投影面积(即S)的关系做了限定，在此大小范围内的永磁体40，在满足抗退磁性能的条件下，尽可能减小永磁体40 的体积，以进一步减少永磁体40的成本。

如图5所示，进一步地，插槽30与永磁体40均沿第一边402的中垂线对称，第一边402的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₃、第二边404 的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₁、以及第一边402的端点与第二边 404的端点在永磁体40的轮廓线中的任一点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₂满足：

第一边402的长度大于第二边404的长度，且对第一边402的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₁、第二边404的端点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₃、以及第一端点与第二端点在永磁体40的轮廓线中的任一点至圆心的连线与中垂线的夹角θ₂的关系做了限定，在此尺寸范围内的永磁体40，进一步增强了在高温运行环境下的永磁体40的抗退磁性能，增强了电机1 的运行稳定性。

实施例2：

如图6所示，根据本实用新型的一个实施例的永磁电机1，包括：上述任一实施例的转子10；定子50，定子50套接于转子10外，且定子50 的轴线与转子10的轴线共线。

永磁电机1包括转子10和定子50，定子50套接于转子10外，且定子50的轴线与转子10的轴线共线，转子10在电磁场的作用下转动，将电能转化为机械能，永磁电机1包括第一方面的技术方案中任一项的转子10，因此运转更为平稳、永磁电机1在高频率和低频率下的运转能效更高。

其中，定子50的内径大于转子10的外径，即定子50与转子10之间形成气隙，减小转子10转动时因晃动而和定子50发生摩擦的可能性。

定子50包括：至少一个凸齿502，以定子50的轴线呈圆周阵列，至少一个线圈组504，每个线圈组504绕于凸齿502上，每个线圈组504包括：引入线接头和引出线接头。

定子50包括凸齿502和至少一个线圈组504，凸齿502以定子50的轴线呈圆周阵列，每个线圈组504绕于凸齿502上，每个线圈组504包括一个引入线接头和一个引出线接头，即一根导线按照特定方式缠绕在凸齿 502上形成引入线接头和引出线接头，引入线接头和引出线接头与驱动源电连接，通电后，定子50形成电磁场，转子10在电磁场的作用下转动。由于凸齿502以定子50的轴线呈圆周阵列，每个线圈组504绕于凸齿502 上，因此电磁场的磁通较为均衡。

实施例3：

如图7所示，在实施例1的基础上，永磁电机1还包括：两组电机引线组60，每组电机引线组的引线60数量与线圈组504的数量相等，一组电机引线组60中的每个引线602的一端分别与每个线圈组504的引入线接头电连接，另一组电机引线组60中的每个引线602的一端分别与每个线圈组504的引出线接头电连接；两个插座70，每个插座70分别与每组电机引线组60分别电连接。

永磁电机1还包括两组电机引线组60，每组电机引线组60包括的引线602的数量与与线圈组504的数量相等，由于每个线圈组504都包括一个引入线接头和一个引出线接头，与每个引入线接头电连接的引线602构成一组电机引线组60，与每个引出线接头电连接的引线602构成另一组电机引线组60，因而共有两组电机引线组60。永磁电机1还包括两个插座 70，每个插座70与每组电机引线组60分别电连接，插座70与永磁电机1 的控制电路的插头电连接，因而可以通过控制与引入线接头电连接的插座 70或与引出线接头电连接的插座70的通断来控制通过定子50的电流，进而可控制永磁电机1的转速，永磁电机1的控制方法更为灵活、方便。实际应用中，每个线圈组504的每个线圈都包括一个引入线接头和一个引出线接头，因此每个线圈组504包括偶数个接头，每个线圈组504的引入线接头合并为一个引入线接头与引线602电连接，构成一个电机引线组60，每个线圈组504的引出线接头合并为一个引出线接头与另外的引线602电连接，构成另一个电机引线组60。

定子50包括：由多个分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成的定子铁芯 506。

定子50包括由多个分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成的定子铁芯506 组成，凸齿502与线圈组504设于分体铁芯上，便于将线圈组504先绕于凸齿502上，再将分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成定子铁芯506。

实施例4：

根据本实用新型的一个实施例的压缩机，包括：上述任一实施例的永磁电机1；至少六个接线端子，与所述永磁电机的引线602分别电连接。

压缩机包括上述任一实施例的永磁电机1，从而具有上述永磁电机1 的全部优点。压缩机还包括至少六个接线端子，接线端子与永磁电机1的引线602分别电连接，便于压缩机的控制电路分别控制通过引线602的电流大小，进而控制永磁电机1的转速。

其中，若永磁电机1为三相电机，则接线端子的数量为6个，若永磁电机1为四相电机，则接线端子的数量为8个，以此类推。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种转子及永磁电机，永磁体在转子铁芯径向截面上的投影至少包括相平行的第一边与第二边第一边的中点、第二边的中点与转子铁芯径向截面的圆心三点连线与第一边相垂直，第一边与圆心的距离大于第二边与圆心的距离，且第一边的长度大于第二边的长度，一方面减小永磁体在径向方向的两侧的厚度，有效提高了永磁体的利用率，在不减少永磁体厚度的情况下降低永磁体的成本，增强永磁体的抗退磁性能，另一方面减少发生磁通短路的可能性，实现转子无转矩波动的平稳旋转，提高电机的运行性能。在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；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实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

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实用新型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。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，

至少一个插槽，贯穿于所述转子铁芯的两端；

至少一个永磁体，每个所述永磁体对应设于每个所述插槽内，

其中，所述永磁体在所述转子铁芯径向截面上的投影至少包括相平行的第一边与第二边，所述第一边的中点、所述第二边的中点与所述转子铁芯径向截面的圆心三点连线与所述第一边相垂直，所述第一边与所述圆心的距离小于所述第二边与所述圆心的距离，且所述第一边的长度大于所述第二边的长度。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一边的长度、所述第一边与所述第二边之间的距离、所述永磁体在所述转子铁芯径向截面上的投影面积满足关系式：0.5×H₁×W₁≤S≤0.98×H₁×W₁，

其中，H₁为所述第一边与所述第二边之间的距离，W₁为所述第一边的长度，S为所述永磁体在所述转子铁芯径向截面上的投影面积。

3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，沿平行于所述第一边的方向上，所述插槽的长度大于设于所述插槽内的永磁体的长度。

4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述永磁体以所述转子铁芯的轴线呈圆周阵列。

5.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述插槽与所述永磁体均沿所述第一边的中垂线对称，所述第一边的端点至圆心的连线与所述中垂线的夹角θ₃、所述第二边的端点至圆心的连线与所述中垂线的夹角θ₁、以及所述第一边的端点与所述第二边的端点在所述永磁体的轮廓线中的任一点至圆心的连线与所述中垂线的夹角θ₂满足：

6.一种永磁电机，包括：

权利要求1至5中任一项所述的转子；

定子，所述定子套接于所述转子外，且所述定子的轴线与所述转子的轴线共线。

7.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于，所述定子的内径大于所述转子的外径。

8.根据权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，所述定子包括：

至少一个凸齿，以所述定子的轴线呈圆周阵列，

至少一个线圈组，每个线圈组绕于所述凸齿上，每个所述线圈组包括：引入线接头和引出线接头。

9.根据权利要求8所述的永磁电机，其特征在于，还包括：

两组电机引线组，每组电机引线组的引线数量与所述线圈组的数量相等，一组所述电机引线组中的每个所述引线的一端分别与每个所述线圈组的引入线接头电连接，另一组所述电机引线组中的每个所述引线的一端分别与每个所述线圈组的引出线接头电连接；

两个插座，每个插座与每组所述电机引线组分别电连接。

10.根据权利要求6所述的永磁电机，其特征在于，所述定子包括：

由多个分体铁芯沿周向首尾相连拼接而成的定子铁芯。

11.一种压缩机，其特征在于，包括：

权利要求6至10中任一项所述的永磁电机；

至少六个接线端子，与所述永磁电机的引线分别电连接。