CN104852494A - 转子组件和具有其的电机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子组件和具有其的电机、压缩机，其中，转子组件包括：转子铁芯，所述转子铁芯上设有多个磁铁槽，多个所述磁铁槽相对于所述转子铁芯的旋转中心旋转对称，每个所述磁铁槽内分别设有一个磁性件，以经过转子铁芯的旋转中心且垂直于任意一个所述磁性件的假想直线为d轴，该磁性件的第一端与所述d轴之间的直线距离为L₁，该磁性件的第二端与所述d轴之间的直线距离为L₂，所述转子铁芯的外周沿与所述转子铁芯的旋转中心的最大距离为R₁，L₂<L₁<R₁，且根据本发明实施例的转子组件，通过将磁性件不对称分布在d轴的两侧，可以提高磁性件的利用率，并且采用该尺寸限定的磁性件易于充磁，可以有效地提高电机的性能。

Description

转子组件和具有其的电机、压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地，涉及一种转子组件和具有其的电机、压缩机。

背景技术

永磁体内置式永磁同步电机，一般分为磁通径向式和磁通切向式两种结构。磁通径向式电机结构简单，磁铁利用率高，但输出仅为电磁转矩，电机性能提升受到一定限制；磁通切向式电机输出转矩更高，电机性能更高，结构较为复杂，永磁体利用率较低，电机成本较高，尤其转子充磁难以实现。而“U”字型永磁体电机结构可以解决上述问题，但是该种电机的永磁体利用率较低，电机成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种转子组件，该转子组件结构简单、性能高。

本发明还提出一种具有上述转子组件的电机和压缩机。

根据本发明第一方面实施例的转子组件，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上设有多个磁铁槽，多个所述磁铁槽相对于所述转子铁芯的旋转中心旋转对称，每个所述磁铁槽内分别设有一个磁性件，以经过转子铁芯的旋转中心且垂直于任意一个所述磁性件的假想直线为d轴，该磁性件的第一端与所述d轴之间的直线距离为L₁，该磁性件的第二端与所述d轴之间的直线距离为L₂，所述转子铁芯的外周沿与所述转子铁芯的旋转中心的最大距离为R₁，L₂<L₁<R₁，且

根据本发明实施例的转子组件，通过将磁性件不对称分布在d轴的两侧，可以提高磁性件的利用率，并且采用该尺寸限定的磁性件易于充磁，可以有效地提高电机的性能。

另外，根据本发明实施例的转子组件，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯的中心设有轴孔，所述轴孔的外周设有多个沿其周向间隔开分布的通流孔，所述通流孔与所述转子铁芯的旋转中心在多个所述d轴上的最大投影距离为R₂，

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯的外轮廓线相对于所述d轴对称设置。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯的外轮廓线形成为圆形。

根据本发明的一个实施例，所述转子铁芯的对称轴与所述d轴不重合。

根据本发明的一个实施例，所述磁铁槽形成为一字形，每个所述磁铁槽的两端分别设有间隙部。

根据本发明的一个实施例，所述磁性件形成为矩形。

根据本发明的一个实施例，所述磁铁槽为4个或6个。

根据本发明第二方面实施例的电机，包括根据上述实施例所述的转子组件。

根据本发明第三方面实施例的压缩机，包括根据上述实施例所述的电机。

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是根据本发明一个实施例的转子组件的结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的转子组件的结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的转子组件的结构示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的转子组件的结构示意图；

图5是采用图2中的转子组件的电机的结构示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的转子组件的结构示意图；

图7是采用图6中的转子组件的电机的结构示意图；

图8是应用本发明实施例的转子组件的永磁同步电机和应用相关技术中的转子组件的永磁同步电机的输出转矩对比图；

图9是应用本发明实施例的转子组件的永磁同步电机与应用相关技术中的转子组件的永磁同步电机的性能对比图；

图10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1；电机100；气缸200；主轴承310；副轴承320；曲轴400；活塞500；

转子组件10；转子铁芯11；对称轴110；磁铁槽111；间隙部112；通流孔113；轴孔114；磁性件12；d轴120；第一端121；第二端122；定子20。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面首先结合附图1至图10具体描述根据本发明第一方面实施例的转子组件10。

根据本发明实施例的转子组件10包括转子铁芯11，转子铁芯11上设有多个磁铁槽111，多个磁铁槽111相对于转子铁芯11的旋转中心旋转对称，每个磁铁槽111内分别设有一个磁性件12，以经过转子铁芯11的旋转中心且垂直于任意一个磁性件12的假想直线为d轴120，该磁性件12的第一端121与d轴120之间的直线距离为L₁，该磁性件12的第二端122与d轴120之间的直线距离为L₂，转子铁芯11的外周沿与转子铁芯11的旋转中心的最大距离为R₁，L₂<L₁<R₁，且

换言之，如图1至图4所示，以转子铁芯11上设有4个磁铁槽111为例，4个磁铁槽111相对于转子铁芯11的旋转中心旋转对称，每个磁铁槽111内分别设有一个磁性件12，每个磁性件12分别具有第一端121和第二端122。以经过转子铁芯11的旋转中心且垂直于图1、图2、图3或图4中所示的一个磁性件12的假想直线为d轴120，该磁性件12的第一端121和第二端122分别位于d轴120的两侧。

其中，第一端121距离d轴120的直线距离为L₁，第二端122距离d轴120的直线距离为L₂，转子铁芯11的外周沿与转子铁芯11的旋转中心的最大距离为R₁，三者的尺寸需满足：L₂<L₁<R₁，且即磁性件12相对于d轴120是不对称设置的。

由此，根据本发明实施例的转子组件10，通过将磁性件12不对称分布在d轴120的两侧，可以提高磁性件12的利用率，并且采用该尺寸限定的磁性件12易于充磁，可以有效地提高电机的性能。

在大多数应用场合，电机通过在转子铁芯11上设置轴孔114以传递机械连接，从而将输出功率传递到机械部件，如图3所示，根据本发明的一个实施例，转子铁芯11的中心设有轴孔114，轴孔114的外周设有多个沿其周向间隔开分布的通流孔113，通流孔113与转子铁芯11的旋转中心在多个d轴120上的最大投影距离为R₂，由此，在转子铁芯11上设置通流孔113，可以起到通流、散热等作用。

在本发明的一些具体实施方式中，转子铁芯11的外轮廓线相对于d轴120对称设置。

也就是说，如图1至图3所示，转子铁芯11的外轮廓线形成为轴对称图形，并且，该转子铁芯11的外轮廓线的对称轴110与d轴120重合，该磁性件12的第一端121与对称轴110之间的直线距离为L₁，该磁性件12的第二端122与对称轴110之间的直线距离为L₂，该转子组件10的结构可以大大提高磁性件12的利用率，使磁性件12易于实现充磁。

具体地，如图1所示，在本实施例中，转子铁芯11的外周沿与转子铁芯11的旋转中心的最大距离为R₁，转子铁芯11的外周沿与转子铁芯11的旋转中心的最小距离为R₃，其中，R₁＞R₃，该种结构的转子组件10可以优化电机的气隙磁密波形，降低电机的噪声，提高电机的性能。

如图2和图3所示，在本实施例中，转子铁芯11的外轮廓线形成为圆形。转子铁芯11的外径尺寸为R₁，通流孔113在d轴120上的最大投影距离(如图2所示的转子铁芯11的径向上的投影)为R₂，将转子铁芯11的外轮廓线形成为圆形，便于加工、制造。

在本发明的另一些具体实施方式中，转子铁芯11的对称轴110与d轴120不重合。具体地，如图4所示，转子铁芯11的外轮廓线相对于d轴120不对称设置。该种结构的转子组件10可以在有限的转子铁芯11的空间内，更多地设置磁性件12，增加转子铁芯11的利用率，进一步提成电机的性能。

根据不同的需求场合，可以选择不同的转子铁芯11结构，有效地对气隙磁密波形进行优化，降低电机的噪声，提高电机的性能。

其中，根据本发明的一个实施例，磁铁槽111形成为一字形，每个磁铁槽111的两端分别设有间隙部112。

如图1至图4所示，每个磁铁槽111内分别安装有磁性件12，每个磁铁槽111的两端分别设有一段空出的间隙，即间隙部112，每个间隙部112分别沿转子铁芯11的径向向外延伸。由此，该结构的转子组件10有利于优化气隙磁密波形，提升磁性件12的利用率，从而可以改善电机的噪音，提高电机的性能，并且，间隙部112可以有效地防止磁性件12沿磁铁槽111的两端漏磁，进一步地，磁性件12形成为矩形，从而实现易于加工、制造的目的。

根据本发明的一个实施例，磁铁槽111为4个或6个。换言之，在本申请中，磁铁槽111的个数可以为4个(如图1至图4所示)，也可以为6个(如图6所示)。图5和图7示出了不同个数的磁铁槽111的电机，其中，当磁铁槽111的个数为4个时，转子极数可以为6个，当磁铁槽111的个数为6个时，转子极数可以为9个。

由此，该转子铁芯11的结构可以根据不同电机的需要进行合理调节，通用性强，适用于多种极数的永磁同步电机。

根据本发明第二方面实施例的电机100，包括根据上述实施例的转子组件10。也就是说，电机100主要由定子20和转子组件10组成，其中，电机100的结构如图5和图7所示，转子组件10嵌设在定子20内，由于根据本发明实施例的转子组件10具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的电机100也具有上述技术效果，即性能高，噪音低、便于加工制造。

图8所示的是应用本发明实施例的转子组件10的永磁同步电机和应用相关技术中的转子组件10的永磁同步电机的输出转矩对比图，可见本发明实施例的转子组件10可以将电机100的输出转矩提升20％以上。

图9所示的是应用本发明实施例的转子组件10的永磁同步电机与应用相关技术中的转子组件10的永磁同步电机的性能对比图，可见本发明实施例的转子组件10可以提升电机100的全频段下的性能，效果显著。

由此，根据本发明实施例的电机100，具有更高的输出转矩和更高的电机100性能，该电机100的转子组件10结构简单，磁性件12利用率高，电机100成本较低。

根据本发明第三方面实施例的压缩机1，包括根据上述实施例的电机100。如图10所示，该压缩机1主要由气缸、主轴承310、副轴承320、曲轴400、活塞500以及上述实施例的电机100组成，该压缩机1结构简单、噪声低、性能高。

根据本发明实施例的压缩机1的其他构成以及操作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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上设有多个磁铁槽，多个所述磁铁槽相对于所述转子铁芯的旋转中心旋转对称，每个所述磁铁槽内分别设有一个磁性件，以经过转子铁芯的旋转中心且垂直于任意一个所述磁性件的假想直线为d轴，该磁性件的第一端与所述d轴之间的直线距离为L₁，该磁性件的第二端与所述d轴之间的直线距离为L₂，所述转子铁芯的外周沿与所述转子铁芯的旋转中心的最大距离为R₁，L₂<L₁<R₁，且 $L_2<\sqrt{{R_1}^2-{L_1}^2}.$

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯的中心设有轴孔，所述轴孔的外周设有多个沿其周向间隔开分布的通流孔，所述通流孔与所述转子铁芯的旋转中心在多个所述d轴上的最大投影距离为R₂，

3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯的外轮廓线相对于所述d轴对称设置。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯的外轮廓线形成为圆形。

5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯的对称轴与所述d轴不重合。

6.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述磁铁槽形成为一字形，每个所述磁铁槽的两端分别设有间隙部。

7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述磁性件形成为矩形。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的转子组件，其特征在于，所述磁铁槽为4个或6个。

9.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的转子组件。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电机。