專利名稱：改進的永磁電機轉子結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及電機，尤其涉及一種應用于家用電冰箱和空調機以及其他不 同類型的工業機械的壓縮機中的永磁電機，能夠降低轉距脈動，改善諧波分 量的改進的永磁電機轉子結構。
背景技術：
壓縮機是這樣一種機械裝置，即它能夠在得到由電動機(motor)或渦輪 (turbine)等動力發生裝置傳導的動力之后，將空氣、制冷劑等驅動流體予 以壓縮，從而使驅動流體的壓力升高。這樣的壓縮機廣泛應用在從空氣調節 器、冰箱等一般家電產品到工廠設備等眾多產品中。
上述壓縮機根據壓縮形式可以分為容積式壓縮機(positive displacement compressor)禾口渦輪式壓縮機(dynamic compressor or turbo compressor)。其中容積式壓縮機多應用在工廠中，它采用的是通過減小體 積來增加壓力的壓縮方式。上述容積式壓縮機又可以分為往復運動式壓縮機 (reciprocating compressor)禾口旋轉式壓縮機(rotary compressor)。
壓縮機主要由殼體、泵體和電機三大部分組成。泵體結構包括具有偏心 結構的曲軸，套在曲軸偏心部的滾套，構成工作腔體的氣缸和將吸氣腔與排 氣腔分開的葉片。殼體主要是由外殼形成一個封閉腔，將泵體和電機安裝在 其中，殼體內充滿了高壓氣體。電機由定子和轉子構成。壓縮機的工作原理 是由吸氣側吸入低壓氣體，由滾套和曲軸構成的整體做旋轉運動，將低壓氣 體壓縮成高壓氣體，然后由安裝在氣缸上側的軸承的排氣口排出。壓縮過程 進行的很快，可近似的將壓縮過程認為絕熱過程。電機的轉子熱裝在曲軸的 長軸上，與曲軸一起進行旋轉運動，從而改變腔體容積，將低壓氣體壓縮為 高壓氣體。完成整個壓縮過程則必須有曲軸與轉子間的相互配合運動來改變 腔體容積，這樣才能改變腔體內氣體的壓強。
壓縮機中使用的電機有多種，比如同步電機、異步電機、步進電機以及 永磁電機等。永磁電機的轉子采用永磁材料制造，特別是采用稀土材料，近
年來隨著稀土材料的開發，永磁電機在壓縮機的使用量大約占到20%左右。
現有的永磁電機由于轉子采用永磁材料制造，其磁場強度是不變的，因此啟 動(靜止)阻力距非常大，過大的啟動阻力距在電機啟動時電流非常大，或 者是動力力矩要求非常高，因此該電機的轉距脈動值較高，諧波分量也很大， 從而導致其運轉時會產生較強的振動和噪音，嚴重時還會威脅到電機本身的 安全。
參閱圖l、圖2所示，現有的一種永磁電機，其包括定子1與轉子2，定 子1上纏繞線圈，轉子2可旋轉地設置在定子1上；轉子2是由多個磁性鋼 板疊置成的圓柱形體，設置在定子1的中空部分，該轉子2與定子1之間具 有相降的間隙3 (氣隙)，即均勻氣隙型。這種結構存在的缺陷是，在定子1 與轉子2之間存在一個由于磁能而產生的靜態力矩，即定位轉距，該定位轉 距的存在不僅使電機轉子只能靜止在相對于定子的某一位置上，而且在電機 啟動時會產生一個很大的啟動力矩，即靜態啟動阻力距；在定位轉距較大的 情況下，造成電機啟動困難；另外，由于定位轉距的存在，在電機運轉過程 中，特別是在低速時，會產生很大的振動，從而引發振動噪聲；再者，這種 結構形式含有的諧波分量很大，也會導致振動和產生噪聲；振動噪聲不僅污 染環境，而且消耗能量。經電機仿真測試，上述現有永磁電機的轉距脈動為 23.8%,諧波分量為94.4。％。
發明內容
本發明的主要目的在于克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種改進 的永磁電機轉子結構，其在轉子外圓周面上切設數個平面，使轉子與定子之 間的間隙成為非均勻型，從而降低電機的轉距脈動和諧波分量，達到減小電 機振動，降低噪聲的效果，提高電機的工作性能，改善電機的使用環境。
本發明的目的是由以下技術方案實現的。
本發明改進的永磁電機轉子結構，包括定子與轉子，定子上纏繞線圈， 轉子可旋轉地設置在定子上；轉子是由多個磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設 置在定子的中空部分；其特征在于，所述轉子外圓周面上切設數個平面。
前述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于，所述數個平面為沿轉子 外圓周面等距切設。
前述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于，所述數個平面為8n個， 其中n是l至9的自然數。
前述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于，所述平面的長度等于轉 子長度，寬度為弦心角為5度至45度的弦長。
本發明改進的永磁電機轉子結構的有益效果，降低轉距脈動和諧波分量 是永磁電機設計的兩個重要指標，本發明在轉子外圓周面上切設數個平面， 使轉子與定子之間的間隙成為非均勻型(即弧形氣隙轉子代替均勻氣隙轉 子)，此轉子結構可降低均勻氣隙產生的諧波分量，從而降低電機的轉矩脈動， 達到減小電機振動，降低噪聲的效果，提高電機的工作性能，改善電機的使 用環境。
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圖1為現有的一種永磁電機定子與轉子結構外觀圖。
圖2為圖1所示轉子結構局部放大示意。
圖3為本發明永磁電機定子與轉子結構外觀圖。
圖4為本發明永磁電機轉子結構局部放大示意圖。
圖5為本發明永磁電機轉子結構示意圖。
圖6為本發明永磁電機諧波分量改善效果圖。
圖中主要標號說明
現有技術部分l定子、2轉子、3間隙(氣隙)；
本發明部分l定子、4轉子、41平面、411平面長度、412平面寬度、5 間隙(氣隙)。
具體實施例方式
參閱圖3、圖4、圖5所示，本發明改進的永磁電機轉子結構，包括定子 l與轉子4，定子l上纏繞線圈，轉子4可旋轉地設置在定子1上；轉子4是 由多個磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設置在定子1的中空部分；其改進之處 在于，該轉子4外圓周面上切設數個平面41;該數個平面41為沿轉子4外圓 周面等距切設；數個平面為8n個，其中n是l至9的自然數；平面41的長 度411等于轉子4的長度，寬度412為弦心角為5度至45度的弦長。
參閱圖4、圖5所示，本發明改進的永磁電機轉子結構實施時，先在圓形
磁性鋼片疊置成的圓柱形體轉子4上切設8個平面，該8個平面為沿轉子4 外圓周面等距切設，平面41的長度411等于轉子4的長度，寬度412為弦心 角為45度的弦長，然后轉子4放置在定子1的中空部分，使定子1與轉子4 之間的氣隙為間隔弧形氣隙形式，即非均勻型。經電機仿真測試，本發明永 磁電機的轉距脈動為12.5%，諧波分量為94.6%，；使振動量降低10分貝， 噪聲減低到70分貝。
參閱圖6所示，改善后的弧形轉子模型比均勻氣隙模型的3， 17次諧波 分量有明顯的下降，諧波是有害的，改善諧波分量的弧形轉子模型可以降低 電機的振動噪音，提高電機的性能。
本發明改進的永磁電機轉子結構的工作原理是，通過改變轉子結構，使用 不均勻氣隙消除電機的諧波分量從而達到降低噪聲，減小振動，提高性能的目 的。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上 的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1、一種改進的永磁電機轉子結構，包括定子與轉子，定子上纏繞線圈，轉子可旋轉地設置在定子上；轉子是由多個磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設置在定子的中空部分；其特征在于，所述轉子外圓周面上切設數個平面。
2、 根據權利要求1所述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于，所述 數個平面為沿轉子外圓周面等距切設。
3、 根據權利要求1或2所述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于， 所述數個平面為8n個，其中n是l至9的自然數。
4、 根據權利要求1或2所述的改進的永磁電機轉子結構，其特征在于， 所述平面的長度等于轉子長度，寬度為弦心角為5度至45度的弦長。
全文摘要
本發明提供一種改進的永磁電機轉子結構，包括定子與轉子，定子上纏繞線圈，轉子可旋轉地設置在定子上；轉子是由多個磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設置在定子的中空部分；其改進之處在于，轉子外圓周面上切設數個平面；使轉子與定子之間的間隙成為非均勻型，從而降低電機的轉距脈動和諧波分量，達到減小電機振動，降低噪聲的效果，提高電機的工作性能，改善電機的使用環境。
文檔編號H02K1/27GK101388573SQ20071005960
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者張為民 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司