转矩补偿组件、电动组件和电器设备的制作方法

文档序号:25614284发布日期:2021-06-25 15:43阅读:503来源:国知局
转矩补偿组件、电动组件和电器设备的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域,具体涉及一种转矩补偿组件、电动组件和电器设备。


背景技术:

2.目前,在相关技术中,压缩机在压缩气体过程中,气体阻力矩呈周期性变化,造成压缩机负载转矩周期性波动。但由于压缩机驱动电机输出转矩为恒定值,导致压缩机出现转矩不平衡的情况,进而导致压缩机转速波动。


技术实现要素:

3.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。
4.为此,本发明的第一方面提出一种转矩补偿组件。
5.本发明的第二方面提出一种电动组件。
6.本发明的第三方面提出一种电器设备。
7.有鉴于此,本发明的第一方面提供了一种转矩补偿组件,转矩补偿组件用于电动组件,电动组件包括支撑件和转轴,转矩补偿组件包括:第一磁性组件,第一磁性组件包括第一铁心和第一补偿部件,第一铁心与支撑件相连接,第一补偿部件沿第一铁心的周向呈环状设置;第二磁性组件,第二磁性组件包括第二铁心和第二补偿部件,第二铁心与转轴相连接,第二补偿部件沿第二铁心的周向呈环状设置;其中,第一补偿部件和第二补偿部件通过磁场作用产生补偿转矩。
8.在该技术方案中,第一磁性组件与第二磁性组件之间存在气隙间隔,第一磁性组件和电动组件的支撑件相连接,第二磁性组件和与电动组件的转轴相连接,进而实现电动组件工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,实现对第一磁性组件和第二磁性组件的安装和固定。当电动组件工作时,通过第一补偿部件产生的静止磁场与第二补偿部件产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件输出转矩可跟随电动组件压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件出现转矩不平衡的情况,降低压缩机的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在压缩机以低频低速工作时,可更好地降低压缩机的转速波动,减小振动和噪声,进而改善压缩机的低频性能。
9.并且,单缸压缩机具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件为单缸压缩机时,由于单缸压缩机负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件对压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。
10.并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
11.第一磁性组件内含有第一补偿部件,第一磁性组件中第一补偿部件的极对数为1
(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件内含有第二补偿部件,第二磁性组件中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件和第二磁性组件产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。电动组件每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
12.具体的,第一磁性组件在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当电动组件运行时,第一磁性组件中产生的静止磁场分布与第二磁性组件产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
13.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴正交的平面内闭合。
14.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
15.在本发明的一个技术方案中,第一磁性组件套设于第二磁性组件的外部。
16.在该技术方案中,将第一磁性组件套设在第二磁性组件外部的设置方式,使得该结构不是设置在电动组件的定子组件和转子组件上的,进而不会对电动组件的功能产生影响,又可以实现在电动组件运行时,产生补偿转矩。
17.在本发明的一个技术方案中,第一铁心呈环状,第一补偿部件沿第一铁心的内壁设置;第二补偿部件沿第二铁心的外壁设置;第一补偿部件和第二补偿部件之间具有间隙。
18.在该技术方案中,第一铁心呈环状,使得第一贴心也可以套设在第二补偿部件的外部,并且将第一补偿部件设置在第一铁心的内壁,将第二补偿部件设置在第二铁心的外壁,实现对第一补偿部件和第二补偿部件的安装和固定,由于第一补偿部件和第二补偿部件之间具有间隙,进而实现第一补偿部件可以在气隙中形成静止磁场分布,第二补偿部件在气隙中形成旋转磁场分布。
19.具体的,第一磁性组件永和第二磁性组件均包含有2块瓦片形磁极,采用相反的充磁方向实现n、s两种极性。充磁方式为径向辐射式充磁或径向平行式充磁等,参考普通表贴式永磁电机的永磁体充磁方式。
20.可选地,第一磁性组件和第二磁性组件由多个第一补偿部件和多个第二补偿部件在圆周方向拼块组合而成,从而减小单个第一补偿部件和第二补偿部件的尺寸。基于此第一补偿部件和第二补偿部件拼块组合方案,各单个第一补偿部件和第二补偿部件允许设计成为不同的尺寸以满足磁场谐波构造的需求。
21.在本发明的一个技术方案中,第一磁性组件和第二磁性组件沿转轴的轴向设置。
22.在该技术方案中,第一磁性组件和第二磁性组件还可以是沿电动组件转轴的轴向设置,进而使得第一磁性组件和第二磁性组件可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
23.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
24.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,磁通路径在与转轴平行的曲面内闭合。
25.在本发明的一个技术方案中,第一铁心呈盘状或环状,第一补偿部件设置于第一铁心在轴向上的至少一侧;第二铁心呈盘状或环状,第二补偿部件设置于第二铁心在轴向上的至少一侧,与第一补偿部件相对设置;第一补偿部件和第二补偿部件之间的间隙。
26.在该技术方案中,第一补偿部件设置第一铁心在轴向上的至少一侧,第二补偿部件设置于第二铁心轴向上的至少一侧,与第一补偿部件相对设置,并且在第一补偿部件和第二补偿部件之间存在间隙。
27.具体的,当第二补偿部件设置在两个第一补偿部件之间时,则第二补偿部件是设置在第二铁心的两侧的,第一补偿部件是设置在第一铁心的一侧的。
28.具体的,当第一补偿部件设置在两个第二补偿部件之间,则第一补偿部件是设置在第一铁心两侧的,而第二补偿部件是设置在第二铁心的一侧的。
29.在本发明的一个技术方案中,第二补偿部件的数量为多个,分别设置于第二铁心在轴向上的两侧;第一磁性组件的数量为两组,分别设置于第二磁性组件在轴向上的两侧。
30.在该技术方案中,第一磁性组件为两组,设置在第二磁性组件轴向上的两侧,并且第二补偿组件可以是多个,设置在第二铁心轴向上的两侧,使得在两组第一磁性组件之间可以设置多个第二补偿部件,形成轴向复合结构,进而使得在第一磁性组件与第二磁性组件之间形成新的第二气隙,使得新添轴向复合段的第一磁性组件的极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件另一侧极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
31.具体的,第二补偿部件的数量为一个,分别设置于第二铁心在轴向上的两侧;第一磁性组件的数量为两组,分别设置于第二磁性组件在轴向上的两侧。
32.具体的,第二补偿部件的数量为两个,分别设置于第二铁心在轴向上的两侧;第一磁性组件的数量为两组,分别设置于第二磁性组件在轴向上的两侧。
33.在本发明的一个技术方案中,第一补偿部件的数量为多个,分别设置于第一铁心在轴向上的两侧;第二磁性组件的数量为两组,分别设置于第一磁性组件在轴向上的两侧。
34.在该技术方案中,第二磁性组件的数量为两组,设置在第一磁性组件在轴向上的两侧,第一补偿部件的数量可以是多个,分别设置在第一铁心在轴向上的两侧,同样可以形成轴向复合结构,进而使得在第一磁性组件与第二磁性组件之间形成新的第二气隙,使得新添轴向复合段的第一磁性组件的极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件另一侧极对数为1,按n、s极性交替排
列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
35.具体的,第一补偿部件的数量为一个,分别设置于第一铁心在轴向上的两侧;第二磁性组件的数量为两组,分别设置于第一磁性组件在轴向上的两侧。
36.具体的,第一补偿部件的数量为两个,分别设置于第一铁心在轴向上的两侧;第二磁性组件的数量为两组,分别设置于第一磁性组件在轴向上的两侧。
37.在本发明的一个技术方案中,第一补偿部件包括至少两组第一磁性部件,至少两组磁性部件沿第一铁心的周向间隔设置;第二补偿部件包括至少两组第二磁性部件,至少两组第二磁性部件沿第二铁心的周向间隔设置。
38.在该技术方案中,第一补偿部件由至少两组第一磁性部件组成,沿第一铁心的周向间隔设置,同样的,第二补偿部件由至少两组第二磁性部件组成,并且沿第二铁心的周向间隔设置,这样的设置方式可以实现在,在电动组件工作过程中,通过设置至少两组第一补偿部件和两组第二补偿组件,使得电动组件在吸入气体和排出气体的过程中,第一补偿部件产生的静止磁场与第二补偿部件产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而可以对电动组件的转矩进行补偿。
39.具体的,两组第一磁性部件的磁性方向相反,两组第一磁性部件的磁性方向为顺时针方向,即按照顺时针的方向为该组第一磁性部件充磁,另一组第一磁性部件的磁性方向为逆时针方向,即按照逆时针方向为该组第一磁性部件充磁。
40.具体的,第二补偿部件包括两组第二磁性部件,两组第二磁性部件的磁性方向相反,两组第二磁性部件中的一组第二磁性部件的充磁方向为由转子铁心的轴线向第二铁心的外壁,两组第二磁性部件中的另一组第二磁性部件的充磁方向为由第二铁心的外壁向转子铁心的轴线。
41.在本发明的一个技术方案中,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括至少一个第一磁性部件;和/或至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括至少一个第二磁性部件。
42.在该技术方案中,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括至少一个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括至少一个第二磁性部件,使得在电动组件工作过程中,通过改变第一磁性部件的数量和第二磁性部件的数量,进而可以改变补偿转矩的大小。
43.具体的,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括两个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括两个第二磁性部件,进而在第一补偿组件和第二补偿组件中分别形成极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
44.具体的,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括三个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括三个第二磁性部件,进而在第一补偿组件和第二补偿组件中分别形成极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
45.在本发明的一个技术方案中,第一补偿部件和第二补偿部件之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
46.在该技术方案中,通过设置第一补偿部件和第二补偿部件之间的间隙由一端向另
一端先减小再增大,使得第一补偿部件和第二补偿部件之间的气隙间距不再是均匀的,进而实现对补偿转矩的波形的优化。
47.具体的,第二补偿部件的厚度为均匀的,第一补偿部件的厚度为两端的厚度小于第一补偿部件中间的厚度,并且保证第一补偿部件和第二补偿部件之间具有间隙,使得第一补偿部件和第二补偿部件之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
48.具体的,第一补偿部件的厚度为均匀的,第二补偿部件的厚度为两端的厚度小于第二补偿部件中间的厚度,并且保证第一补偿部件和第二补偿部件之间具有间隙,使得第一补偿部件和第二补偿部件之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
49.在本发明的一个技术方案中,第一磁性组件的轴向长度不等于第二磁性组件的轴向长度;和/或第一磁性组件的直径不等于第二磁性组件的直径。
50.在该技术方案中,第一磁性组件的轴向长度不等于第二磁性组件的轴向长度;第一磁性组件的直径不等于第二磁性组件的直径,进而使得第一磁性组件和第二磁性组件在电动组件运行时可以稳定的产生补偿转矩。
51.在本发明的一个技术方案中,第一磁性组件还包括通流孔,通流孔设置于第一铁心上,沿第一铁心的轴向贯通;和或,第二磁性组件也包括通流孔,通流孔设置于第二铁心上,沿第二铁心的轴向贯通。
52.在该技术方案中,在第一磁性组件的第一铁心上设置有通流孔,并且沿第一铁心的轴向贯通,在第二磁性组件的第二铁心上设置有通流孔,并沿第二铁心的轴向贯通,使得电动组件将抽入的气体压缩后可以通过第一铁心上的通流孔排出。
53.具体的,在第一磁性组件中有多组第一补偿部件时,则在每个第一铁心上均具有通流孔,在第二磁性组件中有多组第二补偿部件时,则在每个第二铁心上也均有通流孔。
54.本发明第二方面提供了一种电动组件,包括上述转矩补偿组件,因此,该电动组件具备上述任一技术方案的全部有益效果。
55.在该技术方案中,第一磁性组件与第二磁性组件之间存在气隙间隔,第一磁性组件和电动组件的支撑件相连接,第二磁性组件和与电动组件的转轴相连接,进而实现电动组件工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,实现对第一磁性组件和第二磁性组件的安装和固定,当电动组件工作时,通过第一补偿部件产生的静止磁场与第二补偿部件产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件输出转矩可跟随电动组件压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件出现转矩不平衡的情况,降低压缩机的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在压缩机以低频低速工作时,可更好地降低压缩机的转速波动,减小振动和噪声,进而改善压缩机的低频性能。
56.并且,单缸压缩机具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件为单缸压缩机时,由于单缸压缩机负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件对压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。
57.并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
58.第一磁性组件内含有第一补偿部件,第一磁性组件中第一补偿部件极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件内含有第二补偿部件,第二磁性组件中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件和第二磁性组件产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。压缩机每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
59.具体的,第一磁性组件在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当压缩机运行时,第一磁性组件产生的静止磁场分布与第二磁性组件产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
60.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴正交的平面内闭合。
61.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
62.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件还可以是沿电动组件转轴的轴向设置,进而使得第一磁性组件和第二磁性组件可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
63.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
64.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,和常规轴向磁通结构永磁电机(盘式电机)气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴平行的曲面内闭合。
65.另外,本发明提供的上述技术方案中的电动组件还可以具有如下附加技术特征:
66.在本发明的一个技术方案中,支撑件为壳体,电动组件还包括:定子,定子设置于壳体内,与壳体相连接;转子,转子插设于定子内,转轴插设于转子内;气缸,气缸包括缸体和活塞,缸体与壳体相连接,活塞与转轴相连接。
67.在该技术方案中,定子设置于壳体内,与壳体相连接,转子插设于定子内,转轴插设于转子内;气缸包括缸体和活塞,缸体与壳体相连接,活塞与转轴相连接,实现了对定子、转子和转轴的安装和固定,在电动组件运行时,定子和转子按照永磁同步电机的原理产生转矩,进而可以为压缩机汽缸带动活塞旋转并压缩气体提供初始动力。
68.本发明第三方面提供了一种电器设备,包括上述电动组件,因此,该电器设备具备
上述任一技术方案的全部有益效果。
69.在该技术方案中,第一磁性组件与第二磁性组件之间存在气隙间隔,第一磁性组件和电动组件的支撑件相连接,第二磁性组件和与电动组件的转轴相连接,进而实现电动组件工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,而实现对第一磁性组件和第二磁性组件的安装和固定,当电动组件工作时,通过第一补偿部件产生的静止磁场与第二补偿部件产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件输出转矩可跟随电动组件压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件出现转矩不平衡的情况,降低电动组件的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在电动组件以低频低速工作时,可更好地降低电动组件的转速波动,减小振动和噪声,进而改善电动组件的低频性能。
70.并且,单缸压缩机具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件为单缸压缩机时,由于单缸压缩机负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件对压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。
71.并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
72.第一磁性组件内含有第一补偿部件,第一磁性组件中第一补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件内含第二补偿部件有,第二磁性组件中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件和第二磁性组件产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。电动组件每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
73.具体的,第一磁性组件在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当电动组件运行时,第一磁性组件中产生的静止磁场分布与第二磁性组件产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
74.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴正交的平面内闭合。
75.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
76.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件还可以是沿电动组件转轴的轴向设置,进
而使得第一磁性组件和第二磁性组件可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
77.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
78.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,和常规轴向磁通结构永磁电机(盘式电机)气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴平行的曲面内闭合。
79.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
80.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:
81.图1示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件与电动组件的示意图之一;
82.图2示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
83.图3示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
84.图4示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
85.图5示出了根据本发明的一个实施例的补偿转矩与磁场之间的关系示意图;
86.图6示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
87.图7示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
88.图8示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
89.图9示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
90.图10示出了根据本发明的一个实施例的电器设备示意图之一;
91.图11示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件与电动组件的示意图之一;
92.图12示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
93.图13示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
94.图14示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
95.图15示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
96.图16示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
97.图17示出了根据本发明的一个实施例的转矩补偿组件的示意图之一;
98.图18示出了根据本发明的一个实施例的电器设备示意图之一。
99.其中,图1至图18中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100.100转矩补偿组件,110第一磁性组件,112第一铁心,114第一补偿部件,120第二磁性组件,122第二铁心,124第二补偿部件,200电动组件,202转轴,204壳体,206定子,208转子,210气缸。
具体实施方式
101.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。
102.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。
103.下面参照图1至图18描述根据本发明一些实施例转矩补偿组件、电动组件和电器设备。
104.实施例一:
105.本发明提供了一种转矩补偿组件100,转矩补偿组件100用于电动组件200,电动组件200包括支撑件和转轴202,转矩补偿组件100包括:第一磁性组件110,第一磁性组件110包括第一铁心112和第一补偿部件114,第一铁心112与支撑件相连接,第一补偿部件114沿第一铁心112的周向呈环状设置;第二磁性组件120,第二磁性组件120包括第二铁心122和第二补偿部件124,第二铁心122与转轴202相连接,第二补偿部件124沿第二铁心122的周向呈环状设置;其中,第一补偿部件114和第二补偿部件124通过磁场作用产生补偿转矩。
106.如图1、图2和图5所示,在该实施例中,第一磁性组件110与第二磁性组件120之间存在气隙间隔,第一磁性组件110和电动组件200的支撑件相连接,第二磁性组件120和与电动组件200的转轴202相连接,进而实现电动组件200工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,而实现对第一磁性组件110和第二磁性组件120的安装和固定,当电动组件200工作时,通过第一补偿部件114产生的静止磁场与第二补偿部件124产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件200本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件200输出转矩可跟随电动组件200压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件200出现转矩不平衡的情况,降低电动组件200的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在电动组件200以低频低速工作时,可更好地降低电动组件200的转速波动,减小振动和噪声,进而改善电动组件200的低频性能。
107.并且,单缸电动组件200具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件200为单缸压缩机时,由于单缸压缩机负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响单缸压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件100对压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。
108.并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
109.第一磁性组件110内含有第一补偿部件,第一磁性组件110中第一补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件120内含有第二补偿部件,第二磁性组件120中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件110和第二磁性组件120产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。电动组件200每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
110.具体的,第一磁性组件110在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件120在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当电动组件200运行时,第一磁性组件110产生的静止磁场分布与第二磁性组件120产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件200运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件200每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
111.具体的,第一磁性组件110和第二磁性组件120在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴202正交的平面内闭合。
112.第一磁性组件110和第二磁性组件120的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件110和第二磁性组件120的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
113.当电动组件运行时,第一磁性组件110中产生的静止磁场分布与第二磁性组件120产生的旋转磁场分布相互作用,形成补偿转矩。
114.在图5中,n
·
m表示转矩和补偿转矩的单位牛
·
米。
115.实施例二:
116.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
117.第一磁性组件110套设于第二磁性组件120的外部。
118.如图2、图3和图4所示,在该实施例中,将第一磁性组件110套设在第二磁性组件120外部的设置方式,使得该结构不是设置在电动组件200的定子206组件和转子208组件上的,进而不会对电动组件200的功能产生影响,又可以实现在电动组件200运行时,产生补偿转矩。
119.实施例三:
120.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
121.第一铁心112呈环状,第一补偿部件114沿第一铁心112的内壁设置;第二补偿部件124沿第二铁心122的外壁设置;第一补偿部件114和第二补偿部件124之间具有间隙。
122.如图2、图3和图4所示,在该实施例中,第一铁心112呈环状,使得第一贴心也可以套设在第二补偿部件124的外部,并且将第一补偿部件114设置在第一铁心112的内壁,将第二补偿部件124设置在第二铁心122的外壁,实现对第一补偿部件114和第二补偿部件124的安装和固定,由于第一补偿部件114和第二补偿部件124之间具有间隙,进而实现第一补偿部件114可以在气隙中形成静止磁场分布,第二补偿部件124在气隙中形成旋转磁场分布。
123.具体的,第一磁性组件110永和第二磁性组件120均包含有2块瓦片形磁极,采用相反的充磁方向实现n、s两种极性。充磁方式为径向辐射式充磁或径向平行式充磁等,参考普通表贴式永磁电机的永磁体充磁方式。
124.可选地,第一磁性组件110和第二磁性组件120的由多个第一补偿部件和多个第二补偿部件在圆周方向拼块组合而成,从而减小单个第一补偿部件和第二补偿部件的尺寸。基于此第一补偿部件和第二补偿部件拼块组合方案,各单个第一补偿部件和第二补偿部件允许设计成为不同的尺寸以满足磁场谐波构造的需求。
125.实施例四:
126.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
127.第一磁性组件110和第二磁性组件120沿转轴202的轴向设置。
128.如图11、图12和图13所示,在该实施例中,第一磁性组件110和第二磁性组件120还可以是沿电动组件200转轴202的轴向设置,进而使得第一磁性组件110和第二磁性组件120可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
129.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
130.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,磁通路径在与转轴202平行的曲面内闭合。
131.实施例五:
132.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
133.第一铁心112呈盘状或环状,第一补偿部件114设置于第一铁心112在轴向上的至少一侧;第二铁心122呈盘状或环状,第二补偿部件124设置于第二铁心122在轴向上的至少一侧,与第一补偿部件114相对设置;第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的间隙。
134.如图11、图12、图13、图14和图15所示,在该实施例中,第一补偿部件114设置第一铁心112在轴向上的至少一侧,第二补偿部件124设置于第二铁心122轴向上的至少一侧,与第一补偿部件114相对设置,并且在第一补偿部件114和第二补偿部件124之间存在间隙。
135.具体的,当第二补偿部件124设置在两个第一补偿部件114之间时,则第二补偿部件124是设置在第二铁心122的两侧的,第一补偿部件114是设置在第一铁心112的一侧的。
136.具体的,当第一补偿部件114设置在两个第二补偿部件124之间,则第一补偿部件114是设置在第一铁心112两侧的,而第二补偿部件124是设置在第二铁心122的一侧的。
137.实施例六:
138.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
139.第二补偿部件124的数量为多个,分别设置于第二铁心122在轴向上的两侧;第一磁性组件110的数量为两组,分别设置于第二磁性组件120在轴向上的两侧。
140.如图16所示,在该实施例中,第一磁性组件110为两组,设置在第二磁性组件120轴向上的两侧,并且第二补偿组件可以是多个,设置在第二铁心122轴向上的两侧,使得在两组第一磁性组件110之间可以设置多个第二补偿部件124,形成轴向复合结构,进而使得在
第一磁性组件110与第二磁性组件120之间形成新的第二气隙,使得新添轴向复合段的第一磁性组件的极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件另一侧极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
141.具体的,第二补偿部件124的数量为一个,分别设置于第二铁心122在轴向上的两侧;第一磁性组件110的数量为两组,分别设置于第二磁性组件120在轴向上的两侧。
142.具体的,第二补偿部件124的数量为两个,分别设置于第二铁心122在轴向上的两侧;第一磁性组件110的数量为两组,分别设置于第二磁性组件120在轴向上的两侧。
143.实施例七:
144.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
145.第一补偿部件114的数量为多个,分别设置于第一铁心112在轴向上的两侧;第二磁性组件120的数量为两组,分别设置于第一磁性组件110在轴向上的两侧。
146.如图17所示,在该实施例中,第二磁性组件120的数量为两组,设置在第一磁性组件110在轴向上的两侧,第一补偿部件114的数量可以是多个,分别设置在第一铁心112在轴向上的两侧,同样可以形成轴向复合结构,进而使得在第一磁性组件110与第二磁性组件120之间形成新的第二气隙,使得新添轴向复合段的第一磁性组件的极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件另一侧极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
147.具体的,第一补偿部件114的数量为一个,分别设置于第一铁心112在轴向上的两侧;第二磁性组件120的数量为两组,分别设置于第一磁性组件110在轴向上的两侧。
148.具体的,第一补偿部件114的数量为两个,分别设置于第一铁心112在轴向上的两侧;第二磁性组件120的数量为两组,分别设置于第一磁性组件110在轴向上的两侧。
149.实施例八:
150.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
151.第一补偿部件114包括至少两组第一磁性部件,至少两组磁性部件沿第一铁心112的周向间隔设置;第二补偿部件124包括至少两组第二磁性部件,至少两组第二磁性部件沿第二铁心122的周向间隔设置。
152.如图6和图7所示,在该实施例中,第一补偿部件114由至少两组第一磁性部件组成,沿第一铁心112的周向间隔设置,同样的,第二补偿部件124由至少两组第二磁性部件组成,并且沿第二铁心122的周向间隔设置,这样的设置方式可以实现在,在电动组件200工作过程中,通过设置至少两组第一补偿部件114和两组第二补偿组件,使得电动组件200在吸入气体和排出气体的过程中,第一补偿部件114产生的静止磁场与第二补偿部件124产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而可以对电动组件200的转矩进行补偿。
153.具体的,两组第一磁性部件的磁性方向相反,两组第一磁性部件的磁性方向为顺时针方向,即按照顺时针的方向为该组第一磁性部件充磁,另一组第一磁性部件的磁性方向为逆时针方向,即按照逆时针方向为该组第一磁性部件充磁。
154.具体的,第二补偿部件包括两组第二磁性部件,两组第二磁性部件的磁性方向相反,两组第二磁性部件中的一组第二磁性部件的充磁方向为由转子208铁心的轴线向第二铁心的外壁,两组第二磁性部件中的另一组第二磁性部件的充磁方向为由第二铁心的外壁向第二铁心的轴线。
155.实施例九:
156.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
157.在该实施例中,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括至少一个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括至少一个第二磁性部件,使得在电动组件200工作过程中,通过改变第一磁性部件的数量和第二磁性部件的数量,进而可以改变补偿转矩的大小。
158.具体的,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括两个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括两个第二磁性部件,进而在第一补偿组件和第二补偿组件中分别形成极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
159.具体的,至少两组第一磁性部件中每组第一磁性部件包括三个第一磁性部件;至少两组第二磁性部件中每组第二磁性部件包括三个第二磁性部件,进而在第一补偿组件和第二补偿组件中分别形成极对数为1,按n、s极性交替排列,并在第二气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。
160.实施例十:
161.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
162.第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
163.如图8和图9所示,在该实施例中,通过设置第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的间隙由一端向另一端先减小再增大,使得第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的气隙间距不再是均匀的,进而实现对补偿转矩的波形的优化。
164.具体的,第二补偿部件124的厚度为均匀的,第一补偿部件114的厚度为两端的厚度小于第一补偿部件114中间的厚度,并且保证第一补偿部件114和第二补偿部件124之间具有间隙,使得第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
165.具体的,第一补偿部件114的厚度为均匀的,第二补偿部件124的厚度为两端的厚度小于第二补偿部件124中间的厚度,并且保证第一补偿部件114和第二补偿部件124之间具有间隙,使得第一补偿部件114和第二补偿部件124之间的间隙由一端向另一端先减小,再增大。
166.实施例十一:
167.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
168.第一磁性组件110的轴向长度不等于第二磁性组件120的轴向长度;和/或第一磁
性组件110的直径不等于第二磁性组件120的直径。
169.如图3所示,在该实施例中,第一磁性组件110的轴向长度不等于第二磁性组件120的轴向长度;第一磁性组件110的直径不等于第二磁性组件120的直径,进而使得第一磁性组件110和第二磁性组件120在电动组件200运行时可以稳定的产生补偿转矩。
170.实施例十二:
171.本实施例提供了一种转矩补偿组件100,除上述实施例的技术特征以外,本实施例进一步地包括了以下技术特征。
172.第一磁性组件110还包括通流孔,通流孔设置于第一铁心上,沿第一铁心112的轴向贯通;和或,第二磁性组件120也包括通流孔,通流孔设置于第二铁心122上,沿第二铁心122的轴向贯通。
173.在该实施例中,在第一磁性组件110的第一铁心112上设置有通流孔,并且沿第一铁心112的轴向贯通,在第二磁性组件120的第二铁心122上设置有通流孔,并沿第二铁心122的轴向贯通,使得电动组件200将抽入的气体压缩后可以通过第一铁心112上的通流孔排出。
174.具体的,在第一磁性组件110中由多组第一补偿部件114时,则在每个第一铁心112上均具有通流孔,在第二磁性组件120中有多组第二补偿部件124时,则在每个第二铁心122上也具有通流孔。
175.实施例十三:
176.本实施例提供了一种电动组件200,包括上述转矩补偿组件100,因此,该电动组件200具备上述任一实施例的全部有益效果。
177.如图10所示,在该实施例中,第一磁性组件110与第二磁性组件120之间存在气隙间隔,第一磁性组件110和电动组件200的支撑件相连接,第二磁性组件120和与电动组件200的转轴202相连接,进而实现电动组件200工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,而实现对第一磁性组件110和第二磁性组件120的安装和固定,当电动组件200工作时,通过第一补偿部件114产生的静止磁场与第二补偿部件124产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件200本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件200输出转矩可跟随电动组件200压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件200出现转矩不平衡的情况,降低电动组件200的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在电动组件200以低频低速工作时,可更好地降低电动组件200的转速波动,减小振动和噪声,进而改善电动组件200的低频性能。
178.并且,单缸电动组件200具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件200为单缸压缩机时,由于单缸压缩机200负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响单缸压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件100对单缸压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。
179.并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
180.第一磁性组件内含有第一补偿部件,第一磁性组件中第一补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第
二磁性组件内含有第二补偿部件,第二磁性组件中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件和第二磁性组件产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。电动组件200每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
181.具体的,第一磁性组件在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当电动组件200运行时,第一磁性组件产生的静止磁场分布与第二磁性组件产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件200运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件200每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
182.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴202正交的平面内闭合。
183.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
184.如图18所示,具体的,第一磁性组件110和第二磁性组件120还可以是沿电动组件200转轴202的轴向设置,进而使得第一磁性组件110和第二磁性组件120可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
185.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
186.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,和常规轴向磁通结构永磁电机(盘式电机)气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴202平行的曲面内闭合。
187.实施例十四:
188.本实施例提供了一种电动组件200,包括上述转矩补偿组件100,因此,该电动组件200具备上述任一实施例的全部有益效果。
189.支撑件为壳体204,电动组件200还包括:定子206,定子206设置于壳体204内,与壳体204相连接;转子208,转子208插设于定子206内,转轴202插设于转子208内;气缸210,气缸210包括缸体和活塞,缸体与壳体204相连接,活塞与转轴202相连接。
190.如图1和图11所示,在该实施例中,定子206设置于壳体204内,与壳体204相连接,转子208插设于定子206内,转轴202插设于转子208内;气缸210包括缸体和活塞,缸体与壳体204相连接,活塞与转轴202相连接,实现了对定子206、转子208和转轴202的安装和固定,
在电动组件200运行时,定子206和转子208按照永磁同步电机的原理产生转矩,进而可以为电动组件200汽缸带动活塞旋转并压缩气体提供初始动力。
191.实施例十五:
192.本实施例提供了一种电器设备,包括上述电动组件200,因此,该电器设备具备上述任一实施例的全部有益效果。
193.如图10所示,第一磁性组件110与第二磁性组件120之间存在气隙间隔,第一磁性组件110和电动组件200的支撑件相连接,第二磁性组件120和与电动组件200的转轴202相连接,进而实现电动组件200工作时,电动组件带动活塞旋转并压缩气体,第二磁性组件也同步旋转,并与第一磁性组件发生相对旋转运动,而实现对第一磁性组件110和第二磁性组件120的安装和固定,当电动组件200工作时,通过第一补偿部件114产生的静止磁场与第二补偿部件124产生的旋转磁场相互作用产生补偿转矩,进而实现通过电动组件200本身的结构即可实现对转矩的补偿,使得电动组件200输出转矩可跟随电动组件200压缩气体过程进行变化,避免出现电动组件200出现转矩不平衡的情况,降低电动组件200的转速波动,从而减小振动和噪声,尤其在电动组件200以低频低速工作时,可更好地降低电动组件200的转速波动,减小振动和噪声,进而改善电动组件200的低频性能。
194.并且,单缸电动组件200具有结构简单和成本低的优势,可以广泛应用于空调和电冰箱等制冷设备,尤其对于电动组件200为单缸压缩机时,由于单缸压缩机负载转矩波动大,如果不进行转矩补偿将出现明显的转速波动问题,产生振动和噪声并降低可靠性,严重影响单缸压缩机的低频性能,本申请通过转矩补偿组件100对压缩机的转矩进行补偿,进而可以更好的降低转速波动,以及减小振动和噪声,改善单缸压缩机的低频性能。并且,与常规通过电控进行电机电流调节产生补偿转矩相比,不需要额外引入补偿电流,也不会导致电驱动系统效率下降,可以满足所需的转矩补偿。
195.第一磁性组件内含有第一补偿部件,第一磁性组件中第一补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第二磁性组件内含有第二补偿部件,第二磁性组件中第二补偿部件的极对数为1(极数为2),按n、s极性交替排列,并在气隙中形成基波极对数同样为1的气隙磁场分布。第一磁性组件和第二磁性组件产生的磁场相互作用,形成补偿转矩。电动组件200每旋转一周,补偿转矩的基波周期数为1。
196.具体的,第一磁性组件在气隙中形成静止磁场分布,第二磁性组件在气隙中形成旋转磁场分布并随第二磁性组件同步旋转。当电动组件200运行时,第一磁性组件产生的静止磁场分布与第二磁性组件产生的旋转磁场分布相互作用,二者极对数均为1,满足磁场极对数相等的条件,因此形成转矩作用。由于上述静止磁场分布与旋转磁场分布存在相对运动,故所产生的转矩并非恒定值,而是方向和大小呈周期性变化的交变转矩,交变周期等于电动组件200运行的机械周期除以磁场极对数。因此,电动组件200每旋转一周,补偿转矩的周期数为1。
197.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为径向,和常规径向磁通结构永磁电机气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴202正交的平面内闭合。
198.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生
的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
199.如图18所示,具体的,第一磁性组件110和第二磁性组件120还可以是沿电动组件200转轴202的轴向设置,进而使得第一磁性组件110和第二磁性组件120可以在轴向上产生静止磁场和旋转磁场。
200.第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式灵活多样,只须分别保证在气隙中产生的磁场分布的基波极对数均为1即可。第一磁性组件和第二磁性组件的布置方式包括但不限于无铁心结构、halbach(海尔贝克)阵列结构、第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心表面的表贴式结构,以及第一补偿部件和第二补偿部件安装在铁心槽内的内置式结构,即常规永磁电机的永磁体布置方式均可方便地移植使用。
201.具体的,第一磁性组件和第二磁性组件在气隙中产生的磁场的磁通方向均为轴向,和常规轴向磁通结构永磁电机(盘式电机)气隙磁场的磁通方向类似,磁通路径在与转轴202平行的曲面内闭合。
202.在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非有额外的明确限定,术语“上”、“下”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,仅是为了更方便地描述本发明和使得描述过程更加简便,而不是为了指示或暗示所指的装置或元件必须具有所描述的特定方位、以特定方位构造和操作,因此这些描述不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,举例来说,“连接”可以是多个对象之间的固定连接,也可以是多个对象之间的可拆卸连接,或一体地连接;可以是多个对象之间的直接相连,也可以是多个对象之间的通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据上述数据地具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
203.在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中,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。在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中,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。
204.以上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。
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