壓縮機及其電的制造方法

壓縮機及其電的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓縮機及其電機，所述電機包括：定子和轉子，所述定子包括定子鐵芯和纏繞在所述定子鐵芯上的定子繞組，所述定子鐵芯具有在所述定子鐵芯的周向上間隔開分布的多個定子齒，其中所述定子鐵芯由多個定子鐵板疊置而成，其中每個所述定子鐵板的厚度θ滿足：θ≤0.3mm；所述轉子包括轉子鐵芯和設在所述轉子鐵芯上的多個轉子磁鐵件，所述轉子鐵芯由多個轉子鐵板疊置而成，其中每個所述轉子鐵板的厚度δ滿足：δ≤0.3mm，每個所述轉子磁鐵件在20℃下的剩磁Br滿足：Br＞1.35T。根據本發明的電機，通過采用板厚較小的轉子鐵板、以及剩磁較高的轉子磁鐵件，實現了銅損和鐵損的同時下降，從而提升了電機效率。
【專利說明】
壓縮機及其電機

【技術領域】
[0001]本發明涉及電機制造【技術領域】，尤其是涉及一種壓縮機及其電機。

【背景技術】
[0002]轉子內埋設永久磁鐵的無刷電動機因其較高的效率被廣泛應用于空調壓縮機等家電領域中。然而，電機的效率難以得到提升，其主要原因是由于銅損與鐵損造成的損失無法得到抑制。具體而言，電機的效率依賴于綜合了銅損和鐵損后的損失。若以損失來進行考慮，貝1J當定子齒的齒寬較小時，由銅損造成的損失占主導，當齒寬較大時，由鐵損造成的損失占主導。
[0003]在目前家電領域內，電機效率已做到比較高的水平，即設計上已經達到銅損和鐵損平衡的階段，此時通過改變定子沖片形狀，無論是降低銅損或是鐵損，都會導致另一種損耗的上升，最終都無法達到電機效率的提升。


【發明內容】

[0004]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種電機，電機的效率得到了提升。
[0005]本發明的另一個目的在于提出一種具有上述電機的壓縮機。
[0006]根據本發明第一方面實施例的電機，包括:定子，所述定子包括定子鐵芯和纏繞在所述定子鐵芯上的定子繞組，所述定子鐵芯具有在所述定子鐵芯的周向上間隔開分布的多個定子齒，其中所述定子鐵芯由多個定子鐵板疊置而成，其中每個所述定子鐵板的厚度Θ滿足:θ < 0.3mm;和轉子，所述轉子包括轉子鐵芯和設在所述轉子鐵芯上的多個轉子磁鐵件，所述轉子鐵芯由多個轉子鐵板疊置而成，其中每個所述轉子鐵板的厚度δ滿足:δ ( 0.3mm,每個所述轉子磁鐵件在20°C下的剩磁Br滿足:Br > 1.35T。
[0007]根據本發明實施例的電機，通過采用板厚較小的轉子鐵板、以及剩磁較高的轉子磁鐵件，實現了銅損和鐵損的同時下降，從而提升了電機效率。
[0008]可選地，每個所述定子鐵板的厚度Θ進一步滿足:Θ = 0.3mm,每個所述轉子鐵板的厚度δ進一步滿足:δ = 0.3mm。
[0009]可選地，每個所述轉子磁鐵件在20°C下的剩磁Br進一步滿足:Br = 1.38T。
[0010]進一步地，所述電機的磁極個數為P，每極下磁鐵的總寬度為bm，所述定子齒的個數為Q，每個所述定子齒的寬度為tl，其中，所述tl、bm滿足:0.6P/Q<tl/bm<0.8P/Q。
[0011]可選地,所述tl、bm進一步滿足:tl/bm = 0.7P/Q。
[0012]更進一步地，所述轉子鐵芯的高度為L2，所述轉子的外徑為D2，其中，所述L2、D2滿足:0.9 < L2/D2 < 1.1。
[0013]具體地，所述轉子鐵芯上形成有用于容納所述多個轉子磁鐵件的多個轉子槽。
[0014]可選地，每個所述轉子槽的形狀為“一”字型、V型、U型或W型。
[0015]可選地，所述轉子位于所述定子的內側或外側。
[0016]根據本發明第二方面實施例的壓縮機，包括根據本發明上述第一方面實施例的電機。
[0017]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1是根據本發明實施例的電機的俯視圖；
[0020]圖2是圖1中所示的電機的立體圖；
[0021]圖3是根據本發明實施例的電機和傳統的電機的效率隨(QXtl)/(PXbm)變化的曲線圖；
[0022]圖4是根據本發明實施例的電機和傳統的電機的效率隨L2/D2變化的曲線圖。
[0023]附圖標記:
[0024]100:電機；
[0025]1:定子；11:磁軛；12:定子齒；121:極靴；13:定子槽；
[0026]2:轉子；21:轉子鐵芯；211:轉子槽；22:轉子磁鐵件。

【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0028]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0029]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0030]下面參考圖1-圖4描述根據本發明第一方面實施例的電機100,電機100可以用于壓縮機中。其中，壓縮機可以為家用電器例如空調器的壓縮機。
[0031]如圖1和圖2所示，根據本發明第一方面實施例的電機100，包括定子I和轉子2。
[0032]定子I包括定子鐵芯和定子繞組(圖未示出)，定子繞組纏繞在定子鐵芯上，定子鐵芯具有在定子鐵芯的周向上間隔開分布的多個定子齒12。
[0033]具體而言，定子鐵芯包括環狀的磁軛11和多個定子齒12，磁軛11大體為圓環狀，多個定子齒12彼此間隔開地設在磁軛11的內周壁上，且多個定子齒12優選等間距地配置在磁軛11的圓周方向上。其中，每個定子齒12可以由磁軛11的內周壁的一部分向內凸出形成。在每個定子齒12的內端具有沿圓周方向加寬的極靴121，換言之，極靴121的周向寬度大于對應的定子齒12的周向寬度。這里，需要說明的是，方向“內”指的是朝向磁軛11中心的方向，其相反方向被定義為“外”，即遠離磁軛11中心的方向。定子鐵芯由多個定子鐵板疊置而成。
[0034]每相鄰的兩個定子齒12之間限定出定子槽13，定子繞組穿過多個定子槽13纏繞在定子鐵芯上。其中，定子繞組可以為一般被稱作U、v、w相的三相繞線。
[0035]轉子2包括轉子鐵芯21和設在轉子鐵芯21上的多個轉子磁鐵件22，多個轉子磁鐵件22在轉子鐵芯21的周向上間隔開分布，優選地，轉子2以S極與N極隔開等間隔地交替配置在圓周方向上的方式將多個磁極數的轉子磁鐵件22保持在轉子鐵芯21的周向上。轉子鐵芯21由多個轉子鐵板疊置而成。可選地，每個轉子磁鐵件22為高剩磁的稀土磁鐵，例如稀土磁鐵可以采用燒結工藝制成，20°C下該轉子磁鐵件22的磁性能為:剩磁Br大于1.35T，內稟矯頑力Hcj大于1700kA/m。
[0036]轉子2可以位于定子I的內側，如圖1和圖2所示，轉子鐵芯21上形成有用于容納多個轉子磁鐵件22的多個轉子槽211，多個轉子槽211沿轉子鐵芯21的周向間隔開分布，且多個轉子槽211鄰近轉子鐵芯21的外周壁設置。轉子2以多個定子齒12與多個轉子磁鐵件22隔開規定的空隙相對的方式配置在定子I的內周側。當然，轉子2也可以位于定子I的外側(圖未示出)。
[0037]可選地，每個轉子槽211的形狀為“一”字型，如圖1所示。當然，每個轉子槽211的形狀還可以為V型、U型或W型等。可以理解，轉子槽211的具體形狀可以根據實際要求具體設置，本發明對此不作具體限定。
[0038]其中，定子鐵芯采用低鐵損的薄鐵板層疊而成，每個定子鐵板的厚度Θ滿足:Θ彡0.3mm，此時PL 5/50(即50Hz、1.5T下的鐵損值)小于2.7W/kg。轉子鐵芯21采用的是低鐵損的薄鐵板層疊而成，每個轉子鐵板的厚度δ滿足:δ < 0.3mm,P1.5/50(即50Hz、1.5T下的鐵損值)小于2.7W/kg。在20°C下，每個轉子磁鐵件22的剩磁Br滿足:Br >
1.35T，內稟矯頑力Hcj大于1700kA/m。由此，可以同時抑制銅損和鐵損，實現電機100效率的大幅度提升。
[0039]在本申請下面的描述中，參照圖1和圖2，以電機100的定子齒12的個數Q(即定子槽13的個數)為九個、轉子磁鐵件22的磁極的個數P為六個為例進行說明。
[0040]其中，定子鐵芯和轉子鐵芯21均采用的是低鐵損的薄鐵板層疊而成，其板厚分別為0.3mm，PL 5/50(即50Hz、1.5T下的鐵損值)為2.4W/kg。因為鐵芯的鐵損主要由磁滯效應和渦流效應產生，而板厚減薄對于渦流效應產生的鐵損的降低有明顯的作用。
[0041]轉子2采用的是20°C下剩磁Br為1.38T的磁鐵，內稟矯頑力Hcj為1800kA/m。因為磁鐵的剩磁提高，提供到定子鐵芯里的磁感應強度和總磁通都相應增加，在定子繞組中感應的反電動勢也會相應提升，同樣的定子I電流輸出的轉矩增加了，那么在要求輸出同樣轉矩的情況下，定子I需要的電流就可以下降，由定子I電流產生的銅損也下降了。
[0042]銅損Wcu與電流I的平方值及電阻值R存在有正比關系。具體來說，銅損Wcu與電流I及電阻值R之間的關系用Wcu = RIXI表示。這樣，在使用相同的銅線的情況下，銅損Wcu在電流I的平方值發生變化的情況下發生變化。另外，電動機的轉矩T與磁通量Φ和電流I存在有簡單的正比關系。在此，若增加定子齒12的寬度，則與轉子磁鐵件22相對的相對面積增加，導向定子鐵芯的磁通量Φ增大。這樣，在轉矩T為相同轉矩的情況下，定子齒12的寬度越大，電動機的電流越小，因此，銅損Wcu也越小。
[0043]鐵損Wfe與磁感應強度B及轉速f存在有正比關系。這樣，在為相同的轉速f的情況下，鐵損Wfe在磁感應強度B的值發生變化的情況下發生變化。在此，定子齒12的寬度越大，越易于導入磁通，磁感應強度B越大。而且，由于鐵損Wfe與磁感應強度B存在有正比關系，因此定子齒12的寬度越大，鐵損Wfe也越大。
[0044]當轉子2中采用的磁鐵剩磁提高了，那么定子鐵芯中定子齒12和磁軛11的磁感應強度B會變大，導致鐵損Wfe變大，對效率提升不利。在本發明中，定子鐵芯采用的是低鐵損的薄鐵板層疊而成，其板厚為0.3mm, PL 5/50(即50Hz、1.5T下的鐵損值)為2.4W/kg。其對于渦流效應產生的鐵損有抑制作用，那么即使在定子鐵芯磁感應強度B會變大，由于板厚的降低，反而使鐵損值得到下降。
[0045]由此，根據本發明實施例的電機100，通過采用板厚較小的轉子鐵板、以及剩磁較高的轉子磁鐵件22，實現了銅損和鐵損的同時下降，從而提升了電機100效率。
[0046]根據本發明的進一步實施例，可以通過對定子鐵芯的具體尺寸進行限定來進一步提高電機100的效率。
[0047]其中，定子鐵芯和轉子鐵芯21采用的鐵板的厚度同樣均為0.3mm，轉子磁鐵件22采用的是20°C下剩磁Br為1.38T的磁鐵。同樣地，定子齒12的個數為九個，磁鐵的個數為六個。圖3是表示采用上述電機100與傳統的電機的效率的比較的圖。將Q個定子齒12的總寬度QXtl與各磁極磁鐵的總寬度PXbm的比值(QXtl)/(PXbm)作為橫軸，將改變比值tl/bm時的電機100效率作為縱軸，示出了比值從0.4變化至0.9時的電機100效率。
[0048]其中，bm為每極下磁鐵的總寬度，例如在圖1的示例中，當轉子槽211為“一”字型時，轉子槽211內設有一個轉子磁鐵件22，此時bm為轉子磁鐵件22在轉子鐵芯21的周向上的長度。tl為每個定子齒12的寬度。
[0049]根據圖3可知，當電機100的比值(QXtl)/(PXbm)為相同值(即橫坐標相同)時，根據本發明實施例的電機100的效率高于傳統的電機的效率。
[0050]當電機100應用于空調器的壓縮機中時，一般電機100的效率提升在0.5%左右，從而壓縮機的制冷效率會有明顯提升。優選地，當0.6〈 (QXtl)/(PXbm)〈0.8時，電機100效率較高。與此相對可知，在與比值(QXtl)/(PXbm)大致相同的范圍(即0.6〈 (QXtl)/(P X bm)〈0.8)內，傳統的電機的效率的變化在0.3 %以內，其實現電機100效率的提升是困難的。
[0051]通過上述比較,通過將0.3mm板厚的鐵板與具有高剩磁的磁鐵配合使用，能夠實現電機100效率的大幅度提升。在考慮效率最大化時，優選的是比值0.6〈 (QXtl)/(PXbmX0.8，即 0.6P/Q〈tl/bm〈0.8P/Q。進一步優選地，tl/bm = 0.7P/Q。
[0052]更進一步地，可以對電機100的積厚與外徑的具體尺寸進行限定以更進一步地提高電機100效率。具體而言，其它條件(定子鐵芯和轉子鐵芯21采用的鐵板的厚度同樣均為0.3mm，轉子磁鐵件22采用的是20°C下剩磁Br為1.38T的磁鐵，定子齒12的個數為九個，磁鐵的個數為六個)不變，將(QXtl)/(PXbm)的比值設定為0.7。
[0053]圖4是表示根據本發明實施例的電機100的效率的圖。將轉子鐵芯21的高度L2與轉子2的外徑D2的比值L2/D2作為橫軸，將改變比值L2/D2時的電機100效率作為縱軸，示出了比值從0.6變化至1.4時的電機100效率。其中，定子鐵芯和轉子鐵芯21高度差可以在±5mm范圍內。
[0054]根據圖4可知，當根據本發明實施例的電機100的比值L2/D2為相同值(即橫坐標相同)時，根據本發明實施例的電機100效率高于傳統的電機效率。
[0055]另外，當比值在0.9 <L2/D2< 1.1范圍內時，根據本發明實施例的電機100效率較該范圍之外的效率有明顯提升。
[0056]根據本發明實施例的電機100，電機100的制造簡單，且電機100的效率的提升可以達到0.5%，從而極大地提升了電機100的性能。
[0057]根據本發明第二方面實施例的壓縮機(圖未示出)，包括根據本發明上述第一方面實施例的電機100。其中，壓縮機的類型可以根據實際需求而適應性改變，本發明對此不作特殊限定。
[0058]根據本發明實施例的壓縮機的其他構成例如壓縮機構(包括主軸承、氣缸和副軸承等)等以及操作對于本領域技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0059]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0060]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種電機,其特征在于,包括: 定子，所述定子包括定子鐵芯和纏繞在所述定子鐵芯上的定子繞組，所述定子鐵芯具有在所述定子鐵芯的周向上間隔開分布的多個定子齒，其中所述定子鐵芯由多個定子鐵板置置而成，其中每個所述定子鐵板的厚度Θ滿足:Θ < 0.3mm ;和 轉子，所述轉子包括轉子鐵芯和設在所述轉子鐵芯上的多個轉子磁鐵件，所述轉子鐵芯由多個轉子鐵板疊置而成，其中每個所述轉子鐵板的厚度S滿足:δ <0.3_，每個所述轉子磁鐵件在20°C下的剩磁Br滿足:Br > 1.35T。
2.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，每個所述定子鐵板的厚度Θ進一步滿足:Θ = 0.3mm,每個所述轉子鐵板的厚度δ進一步滿足:δ = 0.3mm。
3.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，每個所述轉子磁鐵件在20°C下的剩磁Br進一步滿足:Br = 1.38T。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的電機，其特征在于，所述電機的磁極個數為P，每極下磁鐵的總寬度為bm，所述定子齒的個數為Q，每個所述定子齒的寬度為tl，其中，所述tl、bm 滿足:0.6P/Q〈tl/bm〈0.8P/Q。
5.根據權利要求4所述的電機,其特征在于,所述tl、bm進一步滿足:tl/bm= 0.7P/Q0
6.根據權利要求5所述的電機，其特征在于，所述轉子鐵芯的高度為L2，所述轉子的外徑為D2，其中，所述L2、D2滿足:0.9 < L2/D2 < 1.1。
7.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述轉子鐵芯上形成有用于容納所述多個轉子磁鐵件的多個轉子槽。
8.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，每個所述轉子槽的形狀為“一”字型、V型、U型或W型。
9.根據權利要求1所述的電機，其特征在于，所述轉子位于所述定子的內側或外側。
10.一種壓縮機，其特征在于，包括根據權利要求1-9中任一項所述的電機。
【文檔編號】H02K1/14GK104167835SQ201410447132
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】邱小華, 譚浩 申請人:廣東美芝制冷設備有限公司