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CN101330231A - 压缩机用永磁电机定转子 - Google Patents

压缩机用永磁电机定转子 Download PDF

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CN101330231A
CN101330231A CNA2007100421636A CN200710042163A CN101330231A CN 101330231 A CN101330231 A CN 101330231A CN A2007100421636 A CNA2007100421636 A CN A2007100421636A CN 200710042163 A CN200710042163 A CN 200710042163A CN 101330231 A CN101330231 A CN 101330231A
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王鲁
郭建文
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Abstract

本发明涉及一种压缩机用永磁电机定转子，包括外部定子(5)和内部转子(9)，定子(5)的定子齿顶包括圆弧部分(18)、两个凹槽(17)和两个直线部分(19)；转子(9)上设有偶数个磁铁槽(15)，每个磁铁槽(15)中插入一块永磁体，每个磁铁槽(15)的两端各有一个隔磁气隙(12)，隔磁气隙(12)与磁铁槽(15)连通；在相邻磁铁的磁极(16A，16B)之间的转子外周上设有凹口(13)，隔磁桥(14)将隔磁气隙(12)与凹口(13)分开。该结构一方面可减少永磁体漏磁，提高永磁体利用率，即减少永磁体用量，另一方面可降低因电机交直轴磁路磁阻的差异引起的转矩脉动，通过降低转矩脉动从而降低噪音。

Description

压缩机用永磁电机定转子
技术领域
本发明涉及一种永磁电机定转子，尤其是用于压缩机的永磁电机定转子。
背景技术
通常永磁电机由一个外部的定子和一个内部的转子构成，其中，在定子上设有定子槽，在定子槽中嵌入绕组，在转子中插入永磁体。通过向固定的定子绕组中通入电流产生的磁场与转子永磁体产生的磁场相互作用，使转子旋转。定子中的定子齿顶一般为一段圆弧部分，该圆弧部分与转子外周同心。这样，在定子齿顶与转子外周之间形成均匀气隙，该均匀气隙使气隙磁密波形接近矩形波。矩形波磁密中包含幅值较大的高次谐波，从而使绕组电流中产生幅值较大的高次谐波电流，影响电机的效率。
根据永磁电机的转子中插入的不同永磁材料，将现有压缩机永磁转子分为两类，一类使用铁氧体永磁材料，一类使用钕铁硼永磁材料。
在使用铁氧体永磁材料的转子中，由于铁氧体永磁材料的剩磁较低，内禀矫顽力也较小，为了产生一定的磁通量与保持足够的抗去磁能力，永磁体的面积和厚度较大，这样使得永磁材料的使用量较多，电磁钢板的使用量也较多。
在使用钕铁硼永磁材料的转子中，永磁体插入转子铁芯中，由于永磁体的磁导率接近与空气的磁导率，因此，转子的交直轴磁路磁阻差异较大(即电机凸极比较大)，造成电机转矩脉动较大，噪音也较大。而且，这种结构的永磁体漏磁较多，使的永磁体的利用率下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中压缩机用永磁电机存在的上述问题。
本发明的一个目的是改变定子齿顶形状使气隙磁密接近正弦波，并且减小通过定子齿顶漏掉的永磁体产生的磁通，从而提高永磁体的利用率。
本发明的另一目的在于减小转子中交直轴磁路磁阻的差异(即降低凸极比)降低转矩脉动，从而降低噪音。
本发明的又一目的还在于减小转子中漏磁，提高永磁体的利用率。
本发明提供了一种压缩机用永磁电机的定转子，包括外部定子和内部转子，定子的定子齿顶包括圆弧部分、两个凹槽和两个直线部分；转子上设有偶数个磁铁槽，每个磁铁槽中插入一块永磁体，每个磁铁槽的两端各有一个隔磁气隙，隔磁气隙与磁铁槽连通；在相邻磁铁的磁极之间的转子外周上设有凹口，隔磁桥将隔磁气隙与凹口分开。
根据本发明的定子，能够使气隙磁密波形接近正弦波，定子齿顶开槽使永磁体产生的磁通通过齿顶的漏磁减少。
而且，根据本发明的转子，能够使得压缩机电机的交直轴磁路磁阻相差很小，与转子外径无凹槽结构的转子相比转矩脉动可下降1.5％，噪音下降2分贝。与永磁体两侧无隔磁气隙的转子相比，漏磁下降5％。
附图说明
下面通过结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的特征及优点将更加清楚。
图1表示了本发明的定转子示意图；
图2表示了本发明的定子齿部局部示意图；
图3表示了本发明中转子隔磁气隙和外周凹口的局部示意图。
附图标记说明：
5-定子
6-定子槽
7-永磁体
8-转轴
9-转子
10-定子固定孔
11-转子铆钉孔
12-转子隔磁气隙
13-转子外周凹口
14-隔磁桥
15-磁铁槽
16-磁极
17-定子齿顶凹槽
18-定子齿顶圆弧部分
19-定子齿顶直线部分
20-定子齿边
21-定子绕组
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种压缩机用永磁电机的定转子示意图。所述定转子由一个外部的定子5和一个内部的转子9构成。其中，在定子5中设有多个沿周向均匀分布的定子槽6，在定子槽6中嵌入绕组21。如图2中最佳所示，定子5中的定子齿顶包括圆弧部分18、两个凹槽17和两个直线部分19。其中，所述圆弧部分18位于定子齿顶的中部，直线部分19位于定子齿顶的两端并与齿边20垂直，两个凹槽17分别位于圆弧部分18和直线部分19之间。在转子9冲片上沿周向等间隔地设有偶数个磁铁槽15，在每个磁铁槽15中插入一块永磁体7，相邻两块永磁体7的极性相反。每个磁铁槽15的两端各具有一个隔磁气隙12，所述隔磁气隙12与相应的磁铁槽15连通。由图3清楚可见，在相邻的永磁体7的磁极16A和16B之间的转子外周上设有凹口13，隔磁桥14位于隔磁气隙12与凹口13之间以便将隔磁气隙12与凹口13分隔开。
定子齿顶处的定转子间隙被设置为沿周向从齿顶中心向两端逐渐增大，从而使气隙磁场波形接近正弦波，由于空气的磁导率很小，因此隔磁气隙12可使永磁体7的漏磁减少。为了减少漏磁，位于隔磁气隙12与凹口13之间的隔磁桥14的宽度越小越好，但隔磁桥14太窄会导致机械强度不够。综合考虑机械强度和减小漏磁，隔磁桥14的宽度与永磁体7的厚度比为约0.1～0.5。所述凹口13的深度与永磁体7的厚度比为约0.8～1.2，优选为1.0，这样使交直轴磁路的磁阻比较接近。所述凹口13在转子外周上的宽度为约20～40度电角度，优选为30度。
定子齿顶中的凹槽17的宽度与定子齿宽的比为约0.1～0.2，凹槽17的深度与宽度比约为0.3～1，凹槽17的形状可以为三角形、四边形或多边形。

Claims (10)

1.一种定转子，包括外部定子(5)和内部转子(9)，其特征在于：定子(5)的定子齿顶包括圆弧部分(18)、两个凹槽(17)和两个直线部分(19)；转子(9)上设有偶数个磁铁槽(15)，每个磁铁槽(15)中插入一块永磁体，每个磁铁槽(15)的两端各有一个隔磁气隙(12)，隔磁气隙(12)与磁铁槽(15)连通；在相邻磁铁的磁极(16A，16B)之间的转子外周上设有凹口(13)，隔磁桥(14)将隔磁气隙(12)与凹口(13)分开。
2.如权利要求1所述的定转子，其特征在于：所述圆弧部分(18)位于定子齿顶的中部，直线部分(19)位于定子齿顶的两端并与齿边(20)垂直，两个凹槽(17)分别位于圆弧部分18和直线部分19之间。
3.如权利要求1或2所述的定转子，其特征在于，所述凹槽(17)的宽度与定子齿宽比为0.1～0.2之间，所述凹槽(17)的深度与宽度比为0.3～1之间。
4.如权利要求1或2所述的定转子，其特征在于，所述凹槽(17)的形状可以为三角形、四边形、多边形或者由直线与弧线组合而形成的形状。
5.如权利要求1所述的定转子，其特征在于：相邻的磁铁槽(15)中插入的永磁体(7)的极性相反。
6.如权利要求1或5所述的定转子，其特征在于：所述隔磁气隙(12)的形状可以为三角形、四边形、多边形或者由直线与弧线结合而形成的形状。
7.如权利要求1或5所述的定转子，其特征在于：所述凹口(13)的深度与永磁体(7)的厚度比为0.8～1.2，以便使交直轴磁路的磁阻接近。
8.如权利要求7所述的定转子，其特征在于：所述凹口(13)的深度与永磁体(7)的厚度比为1.0。
9.如权利要求1或5所述的定转子，其特征在于：所述凹口(13)在外径处的宽度为20～40度电角度。
10.如权利要求9所述的定转子，其特征在于：所述凹口(13)在外径处的宽度为30度电角度。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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