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CN112152358A - 转子冲片、转子铁芯、电机和压缩机 - Google Patents

转子冲片、转子铁芯、电机和压缩机 Download PDF

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CN112152358A
CN112152358A CN202011050691.8A CN202011050691A CN112152358A CN 112152358 A CN112152358 A CN 112152358A CN 202011050691 A CN202011050691 A CN 202011050691A CN 112152358 A CN112152358 A CN 112152358A
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CN
China
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slot
rotor
motor
magnet
shaft hole
Prior art date
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Pending
Application number
CN202011050691.8A
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English (en)
Inventor
王玉龙
毛临书
邱小华
江波
李为谦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Anhui Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Anhui Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd filed Critical Anhui Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd
Priority to CN202011050691.8A priority Critical patent/CN112152358A/zh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
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    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种转子冲片、转子铁芯、电机和压缩机。转子冲片包括冲片本体、轴孔和多个安装部,其中,轴孔设置在冲片本体上。多个安装部围绕轴孔设置在冲片本体上。多个安装部中每一个安装部包括两个磁体槽,两个磁体槽中每一个磁体槽包括靠近轴孔的第一槽端,其中,第一槽端包括直槽段和连接在直槽段两端的弧槽段。本发明通过令每一个磁体槽中靠近轴孔的第一槽端包括直槽段和弧槽段,在有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机高转速,大扭矩情况下转子冲片应力变形,提高转子冲片的机械强度,增强电机可靠性,解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计。

Description

转子冲片、转子铁芯、电机和压缩机
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域,具体而言,涉及一种转子冲片、一种转子铁芯、一种电机和一种压缩机。
背景技术
目前,电机的转子组成中包括转子冲片,作为转子的关键组成,转子冲片的设计优劣直接决定电机的性能。为了改善电机的磁钢退磁和漏磁现象,提高磁钢利用率。常采用减小转子冲片的隔磁桥宽度。然而,当电机在高转速工况下,转子的隔磁桥受力大,而较窄的隔磁桥又难以满足高转速时的转子结构强度要求。因此,如何在减小漏磁的基础上提高转子结构强度成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明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,本发明的第一个方面在于,提出一种转子冲片。
本发明的第二个方面在于,提出一种转子铁芯。
本发明的第三个方面在于,提出一种电机。
本发明的第四个方面在于,提出一种压缩机。
有鉴于此,根据本发明的第一个方面,提供了一种转子冲片,其包括冲片本体、轴孔和多个安装部,其中,轴孔设置在冲片本体上。多个安装部围绕轴孔设置在冲片本体上。多个安装部中每一个安装部包括两个磁体槽,两个磁体槽中每一个磁体槽包括靠近轴孔的第一槽端,其中,第一槽端包括直槽段和连接在直槽段两端的弧槽段。
本发明提供的转子冲片包括冲片本体、轴孔和多个安装部。轴孔开设在冲片本体上,冲片本体由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比小。轴孔用于装配转子的转轴。多个安装部围绕轴孔设置在冲片本体上,值得说明的是,多个安装部中每一个安装部的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每一个安装部包括两个磁体槽,每一个磁体槽包括靠近轴孔的第一槽端,其中第一槽端的槽壁包括直槽段和连接在直槽段两端的弧槽段。两个第一槽端的直槽段能够确保位于两个直槽段间的隔磁桥宽度不会过大而影响磁钢退磁、漏磁现象以及磁钢的利用率。通过在直槽段的两端设置弧槽段,则弧槽段能够对离心力集中(受力最大)的位置进行结构增强,降低电机高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机可靠性。值得说明的是,冲片本体上离心力集中的位置是指两个第一槽端的弧槽段之间的冲片本体。本发明通过令每一个磁体槽中靠近轴孔的第一槽端包括直槽段和弧槽段,在有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机高转速,大扭矩情况下转子冲片应力变形,提高转子冲片的机械强度,增强电机可靠性,解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计。
在一种可能的设计中,进一步地,位于两个直槽段之间的部分冲片本体构成第一隔磁桥,第一隔磁桥的宽度w与冲片本体的半径R的比值大于0.012,小于0.02。
在该设计中,两个磁体槽均具有靠近轴孔的第一槽端,两个第一槽端分别具有一个直槽段,在两个直槽段之间的部分冲片本体构成第一隔磁桥,第一隔磁桥的宽度w与冲片本体的半径R之间的比值(w/R)满足上述关系,从而可以优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片的电机的电磁转矩,有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片在高转速工况时磁体槽周边的离心应力,由此解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计,此外,还能够使得永磁体的利用率与电机功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机的工作性能,提高用户的使用舒适度。
在一种可能的设计中,进一步地,第一隔磁桥的宽度w与转子冲片的极对数p的比值大于0.2,小于0.5。
在该设计中,第一隔磁桥的宽度w与转子冲片的极对数p之间的比值(w/p)满足上述关系式,从而可以优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片的电机的电磁转矩,有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片在高转速工况时磁体槽周边的离心应力,由此解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计,此外,还能够使得永磁体的利用率与电机功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机的工作性能,提高用户的使用舒适度。
在一种可能的设计中,进一步地,第一隔磁桥的宽度大于0.6mm。
在该设计中,通过设置第一隔磁桥的宽度大于0.6mm,从而确保第一隔磁桥能够为冲片本体提供一定的结构加强作用,当第一隔磁桥的宽度小于0.7mm时,一方面较小的宽度会增加加工难度,另一方面在满足隔磁需求的基础上,也能够减少压缩机电机的转子冲片的应力变形,增强转子冲片的机械强度,提高电机可靠性。
在一种可能的设计中,进一步地,两个弧槽段中的至少一个弧槽段为圆弧段,圆弧段包括位于冲片本体的轴向端面上的圆弧线,圆弧线的曲率半径r与冲片本体的半径R的比值大于等于0.015,小于等于0.02。
在该设计中,每一个第一槽端具有直槽段和连接在直槽段两端的弧槽段,即弧槽段的数量为两个。值得说明的是,两个弧槽段的弯曲程度可以相同也可以不同。两个弧槽段中至少一个弧槽段为圆弧段,即两个弧槽段包括一个圆弧段和一个非圆弧段,也可以两个弧槽段包括两个圆弧段。进一步地,该圆弧段包括位于冲片本体的轴向端面上的圆弧线,令圆弧线的曲率半径r与冲片本体的半径R满足上述关系,从而可以使得冲片本体上受离心力较为集中的位置处的变形问题得到有效改善,提高转子冲片的机械强度,增强电机可靠性,解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计。
在一种可能的设计中,进一步地,圆弧线的曲率半径大于等于0.8mm。
在该设计中,圆弧线的曲率半径满足上述取值,从而可以令第一槽端的槽壁的弯曲程度满足结构设计需求,从而可以使得冲片本体上受离心力较为集中的位置处的变形问题得到有效改善,提高转子冲片的机械强度,增强电机可靠性,解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计。
在一种可能的设计中,进一步地,位于两个磁体槽之间的部分冲片本体构成安装区,磁体槽包括靠近安装区的中心的第一直槽壁,两个第一直槽壁构成的夹角θ大于等于115°,小于等于125°。
在该设计中,部分冲片本体位于两个磁体槽之间,该部分冲片本体称为安装区。磁体槽包括靠近安装区的中心的第一直槽壁,则两个磁体槽具有两个第一直槽壁。值得说明的是,当安装区的横截面呈几何图形时,则安装区的中心即为几何图形的中心。当安装区的横截面呈非几何图形时,则安装区的中心为周向相距最远两点连线和径向相距最远两点连线的交点作为中心。两个第一直槽壁所形成的夹角θ满足上述关系式,从而能够影响电机的直轴磁路和交轴磁路,从而可以间接影响电机的各种性能。针对于电机的输出转矩而言,当θ满足前述关系时,则可以合理分配电机的磁阻转矩分量和永磁转矩分量,从而在不增加电磁件成本的情况下,提高电机输出转矩。具体来说,电机的输出转矩由磁阻转矩分量和永磁转矩分量构成,其中电机的永磁转矩与永磁体用量成正比,磁阻转矩正比于交轴电感与直轴电感的比值,而交直轴电感比值又与θ的取值直接相关,在不增加永磁体用量的情况下,合理设置θ的取值,能够增大电机的交轴电感与直轴电感的比值,提升磁阻转矩分量。而针对于输出同样大小的电机转矩时,永磁转矩可以较小,由此可以减少永磁体用量,从而降低成本。
在一种可能的设计中,进一步地,磁体槽包括远离轴孔的第二槽端,两个第一槽端之间的距离小于两个第二槽端之间的距离,第二槽端朝向安装区的内部延伸,位于第二槽端与冲片本体的外周沿之间的部分冲片本体构成第二隔磁桥。
在该设计中,磁体槽还包括远离轴孔的第二槽端,第二槽端和第一槽端为磁体槽上相背离的两端。由于磁体槽的数量为两个,则第二槽端的数量也为两个。两个第一槽端之间的距离小于两个第二槽端之间的距离,则两个磁体槽呈V字型布置在冲片本体上。进一步地,第二槽端朝安装区的内部延伸,位于第二槽端和冲片本体的外周沿之间的部分冲片本体形成第二隔磁桥。由于第二槽端的数量为两个,则一个安装部内有两个第二隔磁桥和一个第一隔磁桥。双隔磁桥结构能够提高转子冲片的机械强度,能够优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片的电机的电磁转矩,有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片在高转速工况时磁体槽周边的离心应力,由此解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计,此外,还能够使得永磁体的利用率与电机功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机的工作性能,同时一定程度上也能够削弱电机转矩脉动,降低电机的运行噪音,提高用户的使用舒适度;另一方面气隙槽位于第一端面背离轴孔的一侧,从而可以保证气隙槽在有效改善冲片本体漏磁的同时,不影响电机的d轴、q轴磁路,保证电机足够的永磁转矩。
在一种可能的设计中,进一步地,转子冲片还包括装配口,装配口设置在冲片本体上并位于多个安装部中相邻的两个安装部之间,装配口用于安装连接件。
在该设计中,转子冲片还包括装配口,在相邻的两个安装部之间设置装配口,当多个转子冲片堆叠形成转子铁芯时,多个装配口沿轴向贯穿以构成装配通槽,连接件穿设于装配通槽中以将多个转子冲片紧固连接。具体地,连接件为铆接件。
根据本发明的第二个方面,提供了一种转子铁芯,包括上述任一设计所提供的转子冲片。
本发明提供的转子铁芯,包括上述任一设计所提供的转子冲片,因此具有该转子冲片的全部有益效果,在此不再赘述。
根据本发明的第三个方面,提供了一种电机,包括上述任一设计所提供的转子铁芯。
本发明提供的电机,包括上述任一设计所提供的转子铁芯,因此具有该转子铁芯的全部有益效果,在此不再赘述。
在一种可能的设计中,进一步地,转子铁芯的多个转子冲片的两个磁体槽沿转子铁芯的轴向贯穿分别形成插槽。电机还包括两个永磁体,两个永磁体一一对应设置在两个插槽内。
在一种可能的设计中,进一步地,两个永磁体中每一个永磁体与转子冲片的第一槽端和/或第二槽端之间具有间隔。
在该设计中,每一个永磁体与插槽的两个端部中的至少一个端部之间具有间隔,间隔可以起到隔磁效果,能够进一步改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象。
根据本发明的第四个方面,提供了一种压缩机,包括上述任一设计所提供的电机。
本发明提供的压缩机,包括上述任一设计所提供的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明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示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片的结构示意图;
图2示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片的局部示意图;
图3示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片与相关技术中转子冲片的径向变形比较图;
图4示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片与相关技术中转子冲片的整体变形比较图;
图5示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片与相关技术中转子冲片的等效应力比较图;
图6示出了根据本发明的一个实施例中电机的结构示意图;
图7示出了根据本发明的一个实施例中转子冲片的第一隔磁桥的宽度与冲片本体的半径比值与转子所受应力的趋势图;
图8示出了根据本发明的一个实施例中压缩机的结构示意图。
其中,图1至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100转子冲片,
110冲片本体,
120轴孔,
130安装部,130a磁体槽,
131第一槽端,131a直槽段,131b弧槽段,
132第二槽端,
140第一隔磁桥,
150安装区,
160第二隔磁桥,
170第一直槽壁,
180装配口,
200电机,
210永磁体,
220定子,
300压缩机,
310壳体。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明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发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图8描述根据本发明一些实施例所提供的转子冲片100、转子铁芯、电机200和压缩机300。
实施例一
根据本发明的第一个方面,如图1和图2所示,提供了一种转子冲片100,其包括冲片本体110、轴孔120和多个安装部130,其中,轴孔120设置在冲片本体110上。多个安装部130围绕轴孔120设置在冲片本体110上。多个安装部130中每一个安装部130包括两个磁体槽130a,两个磁体槽130a中每一个磁体槽130a包括靠近轴孔120的第一槽端131,其中,第一槽端131包括直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b。
本发明提供的转子冲片100包括冲片本体110、轴孔120和多个安装部130。轴孔120开设在冲片本体110上,冲片本体110由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比小。轴孔120用于装配转子的转轴。多个安装部130围绕轴孔120设置在冲片本体110上,值得说明的是,多个安装部130中每一个安装部130的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每一个安装部130包括两个磁体槽130a,每一个磁体槽130a包括靠近轴孔120的第一槽端131,其中第一槽端131的槽壁包括直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b。两个第一槽端131的直槽段131a能够确保位于两个直槽段131a间的隔磁桥宽度不会过大而影响磁钢退磁、漏磁现象以及磁钢的利用率。通过在直槽段131a的两端设置弧槽段131b,则弧槽段131b能够对离心力集中(受力最大)的位置进行结构增强,降低电机200高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机200可靠性。值得说明的是,冲片本体110上离心力集中的位置是指两个第一槽端131的弧槽段131b之间的冲片本体110。本发明通过令每一个磁体槽130a中靠近轴孔120的第一槽端131包括直槽段131a和弧槽段131b,在有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机200高转速,大扭矩情况下转子冲片100应力变形,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
进一步地,如图1、图2和图7所示,位于两个直槽段131a之间的部分冲片本体110构成第一隔磁桥140,第一隔磁桥140的宽度w与冲片本体110的半径R的比值大于0.012,小于0.02。
在该实施例中,两个磁体槽130a均具有靠近轴孔120的第一槽端131,两个第一槽端131分别具有一个直槽段131a,在两个直槽段131a之间的部分冲片本体110构成第一隔磁桥140,第一隔磁桥140的宽度w与冲片本体110的半径R之间的比值(w/R)满足上述关系,如图3和图4所示,从而可以优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片100的电机200的电磁转矩,有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片100在高转速工况时磁体槽130a周边的离心应力,由此解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计,此外,还能够使得永磁体210的利用率与电机200功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机200的工作性能,提高用户的使用舒适度。如图7所示,当第一隔磁桥140的宽度w与冲片本体110的半径R的比值满足上述范围时,则冲片本体110所受到的应力小于230Mpa。
进一步地,如图1和图2所示,第一隔磁桥140的宽度w与转子冲片100的极对数p的比值大于0.2,小于0.5。
在该实施例中,第一隔磁桥140的宽度w与转子冲片100的极对数p之间的比值(w/p)满足上述关系式,如图3和图5所示,从而可以优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片100的电机200的电磁转矩,有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片100在高转速工况时磁体槽130a周边的离心应力,由此解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计,此外,还能够使得永磁体210的利用率与电机200功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机200的工作性能,提高用户的使用舒适度。
进一步地,如图1和图2所示,第一隔磁桥140的宽度大于0.6mm。
在该实施例中,通过设置第一隔磁桥140的宽度大于0.6mm,从而确保第一隔磁桥140能够为冲片本体110提供一定的结构加强作用,当第一隔磁桥140的宽度小于0.7mm时,一方面较小的宽度会增加加工难度,另一方面在满足隔磁需求的基础上,也能够减少压缩机300电机200的转子冲片100的应力变形,增强转子冲片100的机械强度,提高电机200可靠性。
进一步地,如图1和图2所示,两个弧槽段131b中的至少一个弧槽段131b为圆弧段,圆弧段包括位于冲片本体110的轴向端面上的圆弧线,圆弧线的曲率半径r与冲片本体110的半径R的比值大于等于0.015,小于等于0.02。
在该实施例中,每一个第一槽端131具有直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b,即弧槽段131b的数量为两个。值得说明的是,两个弧槽段131b的弯曲程度可以相同也可以不同。两个弧槽段131b中至少一个弧槽段131b为圆弧段,即两个弧槽段131b包括一个圆弧段和一个非圆弧段,也可以两个弧槽段131b包括两个圆弧段。进一步地,该圆弧段包括位于冲片本体110的轴向端面上的圆弧线,令圆弧线的曲率半径r与冲片本体110的半径R满足上述关系,从而可以使得冲片本体110上受离心力较为集中的位置处的变形问题得到有效改善,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
进一步地,圆弧线的曲率半径大于等于0.8mm。
在该实施例中,圆弧线的曲率半径满足上述取值,从而可以令第一槽端131的槽壁的弯曲程度满足结构设计需求,从而可以使得冲片本体110上受离心力较为集中的位置处的变形问题得到有效改善,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
进一步地,如图1和图2所示,位于两个磁体槽130a之间的部分冲片本体110构成安装区150,磁体槽130a包括靠近安装区150的中心的第一直槽壁170,两个第一直槽壁170构成的夹角θ大于等于115°,小于等于125°。
在该实施例中,部分冲片本体110位于两个磁体槽130a之间,该部分冲片本体110称为安装区150。磁体槽130a包括靠近安装区150的中心的第一直槽壁170,则两个磁体槽130a具有两个第一直槽壁170。值得说明的是,当安装区150的横截面呈几何图形时,则安装区150的中心即为几何图形的中心。当安装区150的横截面呈非几何图形时,则安装区150的中心为周向相距最远两点连线和径向相距最远两点连线的交点作为中心。两个第一直槽壁170所形成的夹角θ满足上述关系式,从而能够影响电机200的直轴磁路和交轴磁路,从而可以间接影响电机200的各种性能。针对于电机200的输出转矩而言,当θ满足前述关系时,则可以合理分配电机200的磁阻转矩分量和永磁转矩分量,从而在不增加电磁件成本的情况下,提高电机200输出转矩。具体来说,电机200的输出转矩由磁阻转矩分量和永磁转矩分量构成,其中电机200的永磁转矩与永磁体210用量成正比,磁阻转矩正比于交轴电感与直轴电感的比值,而交直轴电感比值又与θ的取值直接相关,在不增加永磁体210用量的情况下,合理设置θ的取值,能够增大电机200的交轴电感与直轴电感的比值,提升磁阻转矩分量。而针对于输出同样大小的电机200转矩时,永磁转矩可以较小,由此可以减少永磁体210用量,从而降低成本。
实施例二
在前述实施例的基础上,如图1和图2所示,本实施例中对于磁体槽130a远离轴孔120的第二槽端132做出具体说明,进一步地,磁体槽130a包括远离轴孔120的第二槽端132,两个第一槽端131之间的距离小于两个第二槽端132之间的距离,第二槽端132朝向安装区150的内部延伸,位于第二槽端132与冲片本体110的外周沿之间的部分冲片本体110构成第二隔磁桥160。
在该实施例中,磁体槽130a还包括远离轴孔120的第二槽端132,第二槽端132和第一槽端131为磁体槽130a上相背离的两端。由于磁体槽130a的数量为两个,则第二槽端132的数量也为两个。两个第一槽端131之间的距离小于两个第二槽端132之间的距离,则两个磁体槽130a呈V字型布置在冲片本体110上。进一步地,第二槽端132朝安装区150的内部延伸,位于第二槽端132和冲片本体110的外周沿之间的部分冲片本体110形成第二隔磁桥160。由于第二槽端132的数量为两个,则一个安装部130内有两个第二隔磁桥160和一个第一隔磁桥140。双隔磁桥结构能够提高转子冲片100的机械强度,能够优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片100的电机200的电磁转矩,有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片100在高转速工况时磁体槽130a周边的离心应力,由此解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计,此外,还能够使得永磁体210的利用率与电机200功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机200的工作性能,同时一定程度上也能够削弱电机200转矩脉动,降低电机200的运行噪音,提高用户的使用舒适度;另一方面气隙槽位于第一端面背离轴孔120的一侧,从而可以保证气隙槽在有效改善冲片本体110漏磁的同时,不影响电机200的d轴、q轴磁路,保证电机200足够的永磁转矩。
进一步地,如图1和图2所示,转子冲片100还包括装配口180,装配口180设置在冲片本体110上并位于多个安装部130中相邻的两个安装部130之间,装配口180用于安装连接件。
在该实施例中,转子冲片100还包括装配口180,在相邻的两个安装部130之间设置装配口180,当多个转子冲片100堆叠形成转子铁芯时,多个装配口180沿轴向贯穿以构成装配通槽,连接件穿设于装配通槽中以将多个转子冲片100紧固连接。具体地,连接件为铆接件。
实施例三
根据本发明的第二个方面,提供了一种转子铁芯,包括上述任一实施例所提供的转子冲片100。
本发明提供的转子铁芯,包括上述任一设计所提供的转子冲片100,因此具有该转子冲片100的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明提供的转子冲片100包括冲片本体110、轴孔120和多个安装部130。轴孔120开设在冲片本体110上,冲片本体110由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比小。轴孔120用于装配转子的转轴。多个安装部130围绕轴孔120设置在冲片本体110上,值得说明的是,多个安装部130中每一个安装部130的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每一个安装部130包括两个磁体槽130a,每一个磁体槽130a包括靠近轴孔120的第一槽端131,其中第一槽端131的槽壁包括直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b。两个第一槽端131的直槽段131a能够确保位于两个直槽段131a间的隔磁桥宽度不会过大而影响磁钢退磁、漏磁现象以及磁钢的利用率。通过在直槽段131a的两端设置弧槽段131b,则弧槽段131b能够对离心力集中(受力最大)的位置进行结构增强,降低电机200高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机200可靠性。值得说明的是,冲片本体110上离心力集中的位置是指两个第一槽端131的弧槽段131b之间的冲片本体110。本发明通过令每一个磁体槽130a中靠近轴孔120的第一槽端131包括直槽段131a和弧槽段131b,在有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机200高转速,大扭矩情况下转子冲片100应力变形,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
实施例四
根据本发明的第三个方面,如图6所示,提供了一种电机200,包括上述任一设计所提供的转子铁芯。
本发明提供的电机200,包括上述任一设计所提供的转子铁芯,因此具有该转子铁芯的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明提供的转子冲片100包括冲片本体110、轴孔120和多个安装部130。轴孔120开设在冲片本体110上,冲片本体110由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比小。轴孔120用于装配转子的转轴。多个安装部130围绕轴孔120设置在冲片本体110上,值得说明的是,多个安装部130中每一个安装部130的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每一个安装部130包括两个磁体槽130a,每一个磁体槽130a包括靠近轴孔120的第一槽端131,其中第一槽端131的槽壁包括直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b。两个第一槽端131的直槽段131a能够确保位于两个直槽段131a间的隔磁桥宽度不会过大而影响磁钢退磁、漏磁现象以及磁钢的利用率。通过在直槽段131a的两端设置弧槽段131b,则弧槽段131b能够对离心力集中(受力最大)的位置进行结构增强,降低电机200高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机200可靠性。值得说明的是,冲片本体110上离心力集中的位置是指两个第一槽端131的弧槽段131b之间的冲片本体110。本发明通过令每一个磁体槽130a中靠近轴孔120的第一槽端131包括直槽段131a和弧槽段131b,在有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机200高转速,大扭矩情况下转子冲片100应力变形,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
进一步地,转子铁芯的多个转子冲片100的两个磁体槽130a沿转子铁芯的轴向贯穿分别形成插槽。电机200还包括两个永磁体210,两个永磁体210一一对应设置在两个插槽内。
进一步地,两个永磁体210中每一个永磁体210与转子冲片100的第一槽端131和/或第二槽端132之间具有间隔。
在该实施例中,每一个永磁体210与插槽的两个端部中的至少一个端部之间具有间隔,间隔可以起到隔磁效果,能够进一步改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象。
进一步地,电机200还包括定子220,定子220具有装配腔,转子铁芯设置在装配腔内,并能够相对于定子220转动。
实施例五
根据本发明的第四个方面,提供了一种压缩机300,如图8所示,包括上述任一设计所提供的电机200。
本发明提供的压缩机300,包括上述任一设计所提供的电机200,因此具有该电机200的全部有益效果,在此不再赘述。
具体地,压缩机300为涡旋压缩机、旋转压缩机。压缩机300包括壳体310,壳体310形成腔体,电机200被收容于壳体310内。
具体地,本发明提供的转子冲片100包括冲片本体110、轴孔120和多个安装部130。轴孔120开设在冲片本体110上,冲片本体110由硅钢材料制得。其中,硅钢是指含硅量为1.0%~4.5%,含碳量小于0.08%的硅合金钢。硅钢具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都比小。轴孔120用于装配转子的转轴。多个安装部130围绕轴孔120设置在冲片本体110上,值得说明的是,多个安装部130中每一个安装部130的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每一个安装部130包括两个磁体槽130a,每一个磁体槽130a包括靠近轴孔120的第一槽端131,其中第一槽端131的槽壁包括直槽段131a和连接在直槽段131a两端的弧槽段131b。两个第一槽端131的直槽段131a能够确保位于两个直槽段131a间的隔磁桥宽度不会过大而影响磁钢退磁、漏磁现象以及磁钢的利用率。通过在直槽段131a的两端设置弧槽段131b,则弧槽段131b能够对离心力集中(受力最大)的位置进行结构增强,降低电机200高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机200可靠性。值得说明的是,冲片本体110上离心力集中的位置是指两个第一槽端131的弧槽段131b之间的冲片本体110。本发明通过令每一个磁体槽130a中靠近轴孔120的第一槽端131包括直槽段131a和弧槽段131b,在有效改善位于磁体槽130a内的永磁体210的漏磁以及退磁现象的基础上,还能够降低电机200高转速,大扭矩情况下转子冲片100应力变形,提高转子冲片100的机械强度,增强电机200可靠性,解决电机200在高转速下转子冲片100机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机200的设计。
具体的实施例
本发明提供了一种转子冲片100、永磁电动机及具有该电动机的压缩机300。其中,转子铁芯具有多对以供V形永磁体210插入的磁体槽130a,多个磁体槽130a在转子铁芯中绕轴孔120的外周呈对称分布,每对磁体槽130a靠近转子外圆周内侧设有第二隔磁桥160,在每对磁体槽130a相邻侧具有第一隔磁桥140。其中,第一隔磁桥140中包括直槽段131a,直槽段131a的最小宽度为w,转子冲片100的半径R满足以下关系:0.012≤w/R≤0.02。其中,还包括与直槽段131a连接的弧槽段131b,弧槽段131b弯曲弧度曲率半径r,与转子冲片100半径R存在以下关系:0.015≤r/R≤0.02,根据本发明可降低电机200高转速,大扭矩情况下转子应力及变形,提高转子的机械强度,增强电机200可靠性。
进一步地,第一隔磁桥140在每个转子冲片100的横截面上,每组磁极的中心与转子冲片100的旋转轴的轴心之间的连线形成d轴,过转子冲片100的中心和相邻两磁极之间的中点的直线设定为q轴,第一隔磁桥140与d轴轴线重合。从而可有效减少压缩机300电机200转子的应力变形,增强转子的机械强度,提高电机200可靠性。
在本发明中,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发明中的具体含义。
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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种转子冲片,其特征在于,包括:
冲片本体;
轴孔,设置在所述冲片本体上;
多个安装部,围绕所述轴孔设置在所述冲片本体上,
所述多个安装部中每一个安装部包括:
两个磁体槽,所述两个磁体槽中每一个磁体槽包括靠近所述轴孔的第一槽端,其中,所述第一槽端包括直槽段和连接在所述直槽段两端的弧槽段。
2.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,
位于两个所述直槽段之间的部分所述冲片本体构成第一隔磁桥,所述第一隔磁桥的宽度w与所述冲片本体的半径R的比值大于0.012,小于0.02。
3.根据权利要求2所述的转子冲片,其特征在于,
所述第一隔磁桥的宽度w与所述转子冲片的极对数p的比值大于0.2,小于0.5。
4.根据权利要求2所述的转子冲片,其特征在于,
所述第一隔磁桥的宽度大于0.6mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片,其特征在于,
两个所述弧槽段中的至少一个弧槽段为圆弧段,所述圆弧段包括位于所述冲片本体的轴向端面上的圆弧线,所述圆弧线的曲率半径r与所述冲片本体的半径R的比值大于等于0.015,小于等于0.02。
6.根据权利要求5所述的转子冲片,其特征在于,
所述圆弧线的曲率半径大于等于0.8mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片,其特征在于,
位于所述两个磁体槽之间的部分所述冲片本体构成安装区,所述磁体槽包括靠近所述安装区的中心的第一直槽壁,两个所述第一直槽壁构成的夹角θ大于等于115°,小于等于125°。
8.根据权利要求7所述的转子冲片,其特征在于,
所述磁体槽包括远离所述轴孔的第二槽端,两个所述第一槽端之间的距离小于两个所述第二槽端之间的距离,所述第二槽端朝向所述安装区的内部延伸,位于所述第二槽端与所述冲片本体的外周沿之间的部分所述冲片本体构成第二隔磁桥。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片,其特征在于,所述转子冲片还包括:
装配口,设置在所述冲片本体上并位于所述多个安装部中相邻的两个安装部之间,所述装配口用于安装连接件。
10.一种转子铁芯,其特征在于,包括:如权利要求1至9中任一项所述的转子冲片。
11.一种电机,其特征在于,包括:
如权利要求10所述的转子铁芯,所述转子铁芯的多个转子冲片的两个磁体槽沿所述转子铁芯的轴向贯穿分别形成插槽;
两个永磁体,所述两个永磁体一一对应设置在所述两个插槽内。
12.根据权利要求11所述的电机,其特征在于,
所述两个永磁体中每一个永磁体与所述转子冲片的第一槽端和/或第二槽端之间具有间隔。
13.一种压缩机,其特征在于,包括:如权利要求11或12所述的电机。
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