电机及具有其的压缩的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电机及具有其的压缩机。电机包括：定子和转子，转子包括转子铁芯和永久磁铁，转子铁芯内设有多组磁铁槽组，多组磁铁槽组绕转子铁芯的周向均匀间隔分布，每组磁铁槽组包括两个在转子铁芯的径向方向上间隔设置的磁铁槽，每个磁铁槽包括第一翼和第二翼，第一翼和第二翼彼此连通以限定出开口朝向转子铁芯的外周面的“V”形磁铁槽，每个磁铁槽的第一翼和第二翼内分别设有永久磁铁，第一翼和第二翼的连接处充有空气或填充有非导磁材料件。根据本实用新型的电机，可以有效的减少插入至每个磁铁槽的永久磁铁在相应的连接处产生的漏磁，减少了漏磁带来的电机的输出转矩的损失，增大了电机的磁阻转矩，从而输出力矩和输出功率大。
【专利说明】电机及具有其的压缩机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及驱动领域，尤其是涉及一种电机及具有其的压缩机。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机根据永久磁铁在转子上安装位置的差异通常可分为表贴式永磁同 步电机（SMPM)和内置式永磁同步电机（IPM)。内置永磁同步电机因为永久磁铁埋在转子铁 芯内，转子的牢固性增强并且可减小永磁体内部的涡流。此外，永久磁铁内置式永磁同步电 机d轴（直轴）、q轴（交轴）之间电感存在差异，除了可利用电机的永磁转矩之外还可以 利用电机的磁阻转矩，得以提高电机的效率。因此其应用越来越广泛。
[0003] 相关技术中的永磁同步电机存在电机的耐退磁能力差、容易发生失效、存在漏磁 通而损失电机的输出力矩等缺点。 实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型的一个目的在于提出一种可以减少漏磁而增大输出力矩和输出 功率的电机。
[0006] 本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述电机的压缩机。
[0007] 根据本实用新型的电机，包括：定子；转子，所述转子可转动地设在所述定子内， 所述转子包括转子铁芯和永久磁铁，所述转子铁芯内设有多组磁铁槽组，所述多组磁铁槽 组绕所述转子铁芯的周向均匀间隔分布，每组所述磁铁槽组包括两个在所述转子铁芯的径 向方向上间隔设置的磁铁槽，每个所述磁铁槽包括第一翼和第二翼，所述第一翼和所述第 二翼彼此连通以限定出开口朝向所述转子铁芯的外周面的"V"形磁铁槽，每个所述磁铁槽 的所述第一翼和所述第二翼内分别设有所述永久磁铁，所述第一翼和所述第二翼的连接处 充有空气或填充有非导磁材料件。
[0008] 根据本实用新型的电机，由于每个磁铁槽的第一翼和第二翼连通，因此每个磁铁 槽的第一翼和第二翼的连接处的导磁性能较差，可以有效的减少插入至每个磁铁槽的永久 磁铁在相应的连接处产生的漏磁，减少了漏磁带来的电机的输出转矩的损失，同时由于每 组磁铁槽组的两个磁铁槽之间形成一层可供q轴磁通流通的回路，增加了 q轴电感，增大了 交直轴电感之间的差值，增大了电机的磁阻转矩，从而根据本实用新型实施例的电机的输 出力矩和输出功率大。
[0009] 另外，根据本实用新型上述的电机还可以具有如下附加的技术特征：
[0010] 优选地，每个所述磁铁槽的所述第一翼和所述第二翼之间的夹角大于90°。
[0011] 可选地，所述第一翼和所述第二翼的形状均为矩形。
[0012] 在本实用新型的一些实施例中，所述第一翼和所述第二翼的所述连接处设有用于 限定所述永久磁铁移动自由度的凸起。
[0013] 进一步地，所述凸起为多个，所述多个凸起沿所述磁铁槽的深度方向间隔设置。
[0014] 可选地，所述凸起的横截面为三角形、矩形或半球形。
[0015] 在本实用新型的进一步实施例中，所述第一翼沿所述转子铁芯的径向方向延伸至 所述转子铁芯的外周面，所述第二翼沿所述转子铁芯的径向方向延伸至所述转子铁芯的外 周面。
[0016] 可选地，所述永久磁铁为稀土类永磁材料件。
[0017] 根据本实用新型的压缩机，包括根据本实用新型上述的电机。
[0018] 根据本实用新型的压缩机，通过设有上述的电机，从而具有输出转矩大、能效高等 优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为根据本实用新型实施例的电机的剖面图；
[0020] 图2为根据本实用新型实施例的转子铁芯的剖面图；
[0021] 图3为根据本实用新型实施例的转子的剖面图；
[0022] 图4为根据本实用新型实施例的转子的局部剖面图；
[0023] 图5为相关技术中的永磁同步电机的转子的磁场磁力线分布图；
[0024] 图6为根据本实用新型实施例的电机的磁场磁力线分布图；
[0025] 图7为相关技术中的永磁同步电机和根据本实用新型实施例的电机的输出转矩 对比图。
[0026] 附图标记：
[0027] 电机 1000、
[0028] 定子1、定子铁芯101、定子槽102、定子绕组103、
[0029] 转子2、转子铁芯104、永久磁铁108、第一永久磁铁108a、第二永久磁铁108b、第 三永久磁铁108c、第四永久磁铁108d、外层磁铁槽105、内层磁铁槽106、外层磁铁槽的第 一翼105-1、外层磁铁槽的第二翼105-2、内层磁铁槽的第一翼106-1、内层磁铁槽的第二翼 106-2、第一连接处110、第二连接处111、转轴107。
【具体实施方式】
[0030] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0031] 在本实用新型的描述中，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"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"、"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 了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0032] 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 者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两 个以上，除非另有明确具体的限定。
[0033] 在本实用新型中，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；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。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实用新型中的具体含义。
[0034] 下面参考图1-图7描述根据本实用新型实施例的电机100,该电机100为内置式 永磁同步电机。电机100可以应用在压缩机中用于驱动压缩机的转动。
[0035] 如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的电机100包括：定子1和转子2。其 中，定子1包括设有多个定子槽102的定子铁芯101和分别设在多个定子槽102中的多个 定子绕组103,多个定子绕组103在多个定子槽102中的安装方式可以是集中卷或分布卷。
[0036] 转子2可转动地设在定子1内，转子2包括转子铁芯104和永久磁铁108,转子铁 芯104内设有多组磁铁槽组20,多组磁铁槽组20绕转子铁芯104的周向均匀间隔分布，每 组磁铁槽组20包括两个在转子铁芯104的径向方向上间隔设置的磁铁槽，两个磁铁槽分别 为外层磁铁槽105和内层磁铁槽106,外层磁铁槽105邻近转子铁芯104的外周壁设置，内 层磁铁槽106邻近转子铁芯104的中心轴线设置。
[0037] 每个磁铁槽包括第一翼和第二翼，第一翼和第二翼彼此连通以限定出开口朝向转 子铁芯104的外周面的"V"形磁铁槽，即每个磁铁槽形成为"V"形，每个磁铁槽的开口朝向 转子铁芯104的外周面，每个磁铁槽的第一翼和第二翼彼此连通以形成一个连接处。其中， 第一翼和第二翼的连接处可以填充有非导磁材料件。当然，第一翼和第二翼的连接处还可 充有空气。
[0038] 每个磁铁槽的第一翼和第二翼内分别设有永久磁铁108。具体地，同一组磁铁槽组 20中的两个磁铁槽的第一翼和第二翼内分别插入磁极相同的永久磁铁108,相邻组的磁铁 槽组20中的永久磁铁108的磁性相反。为了提高电机100的耐退磁特性和输出力矩，在本 实用新型的一些示例中，永久磁铁108为稀土类永磁材料件，即永久磁铁108采用剩磁和矫 顽力较高的稀土类永磁材料。
[0039] 需要进行说明的是，内置永磁同步电机100的d轴（直轴）、q轴（交轴）之间电 感存在差异，内置式永磁同步电机1〇〇的电磁转矩由永磁转矩和磁阻转矩构成，其电磁转 矩公式如下：T = pX WPMXiq+pX (Ld-Lq) XidXiq，其中第一项为永磁转矩，第二项为磁 阻转矩。其中P为电机100极对数，ΨΡΜ为转子2的永久磁铁108在定子绕组103上产生 的磁链，Ld、Lq分别为d轴和q轴电感，id、iq是定子1的电流空间向量在d、q轴方向上的 分量。因此，通过增加第一项中间的Ψ ΡΜ以及通过提高电机100的d轴电感与q轴电感的 差值（提高q轴电感或减小d轴电感）都可以实现电机100输出转矩的提高。
[0040] 根据本实用新型实施例的电机100,由于每个磁铁槽的第一翼和第二翼连通，且第 一翼和第二翼的连接处充有空气或填充有非导磁材料件，因此每个磁铁槽的第一翼和第二 翼的连接处的导磁性能较差，可以有效的减少插入至每个磁铁槽的永久磁铁108在相应的 连接处产生的漏磁，减少了漏磁带来的电机100的输出转矩的损失，同时由于每组磁铁槽 组20的两个磁铁槽之间形成一层可供q轴磁通流通的回路，增加了 q轴电感，增大了交直 轴电感之间的差值，增大了电机100的磁阻转矩，从而根据本实用新型实施例的电机100的 输出力矩和输出功率大。
[0041] 下面参考图1-图7详细描述根据本实用新型具体实施例的电机100。
[0042] 如图1所示，电机100包括定子1和转子2。转子2隔着气隙可旋转地设在定子1 内。定子1包括设有多个定子槽102的定子铁芯101和置于定子槽102中的多个定子绕组 103,多个定子绕组103在定子槽102的安装方式可以是集中卷或分布卷。定子铁芯101由 多层被冲裁成固定形状的电磁钢板层叠而形成。
[0043] 转子2主要可由转子铁芯104和设在转子铁芯104内的多片永久磁铁108构成。 转子铁芯104由多层被冲裁成一定形状的电磁钢板层叠而形成，并与转轴107紧固。多个 定子绕组103通入三相电流，定子绕组103产生的磁场与永久磁铁108生成的磁场相互铰 链，使得转子2具备要求的旋转速度，通过转轴107驱动压缩机工作。
[0044] 转子铁芯104沿其周向方向设有六组磁铁槽组20,六组磁铁槽组20绕转子铁芯 104的周向均匀间隔分布。每组磁铁槽组20包括靠近转子铁芯104外周面的外层磁铁槽 105及与外层磁铁槽105隔着部分转子铁芯104设置的内层磁铁槽106。每组磁铁槽组20 的外层磁铁槽105和内层磁铁槽106分别形成为"V"形。其中，每组磁铁槽组20的内层磁 铁槽106包括第一翼106-1和第二翼106-2,每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105包括第一 翼105-1和第二翼105-2。同时每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105的第一翼105-1和第二 翼105-2之间的夹角为A1，每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106的第一翼106-1和第二翼 106-2之间的夹角为A2,夹角A1和夹角A2分别大于90度。
[0045] 换言之，每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105和内层磁铁槽106被设为朝向转子铁 芯104的外周面并且分别张开角度（A1和A2)为大于90度的机械角度的V字型。简言之， 每个磁铁槽的第一翼和第二翼之间的夹角大于90°。从而通过使得每个磁铁槽的第一翼和 第二翼之间的夹角大于90° (即张开角度设为大于90度的机械角度），可明显地提高电机 的聚磁效应，提高电机的输出功率。同时，第一翼和第二翼的形状均为矩形。也就是说，每 个磁铁槽可由大致矩形状的两翼（即第一翼和第二翼）组成。从而便于两翼插入矩形状的 永久磁铁108,使得电机100的加工简单方便。为了便于描述，在下面的描述中将每个磁铁 槽的第一翼和第二翼称为两翼。
[0046] 此外，每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106及外层磁铁槽105的两翼设为彼此连通 的一体，每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105和内层磁铁槽106各自的两翼形成连接处，即 如图4所不，每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105的第一翼105-1和第二翼105-2连通以形 成第一连接处110,每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106的第一翼106-1和第二翼106-2连 通以形成第二连接处111。
[0047] 第一翼和第二翼的连接处设有用于限定永久磁铁108移动自由度的凸起（图未示 出），凸起的横截面为三角形、矩形或半球形。其中，凸起可以为多个，多个凸起沿磁铁槽的 深度方向间隔设置。换言之，每个连接处设有凸起（凸起的表面可以是圆弧也可以是方形 或三角形状，可以是一个凸起或多个凸起），用于隔住两翼的永久磁铁，使它们无法移动。同 时，每个磁铁槽的两翼的连接处形成空气或填入有非磁性材料。从而，与相关技术中的永磁 同步电机相比，由于每个磁铁槽的两翼的连接处形成为空气或填入有非磁性材料，而不是 如相关技术中所示的多处连接处与转子铁芯形成为一整体。这样，由于空气或非磁性材料 的导磁性能较差，其可有效地减少插入至每个磁铁槽的永久磁铁108在相应的连接处产生 的漏磁，减小了电机100的输出转矩的损失，提高了电机100的输出转矩。同时，设置凸起 可使永久磁铁108紧固在磁铁槽中而不会发生移动，增强了转子2的机械强度，提高了电机 100的可靠性。
[0048] 如图6所示，根据本实用新型实施例的每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105和内层 磁铁槽106各自的两翼的连接处的漏磁通较少，如图5所示，相关技术中的每组磁铁槽组的 外层磁铁槽和内层磁铁槽各自的两翼的连接处的漏磁通较为严重。得益于以上的结果，如 图7中所示的那样，根据本实用新型实施例的电机的输出转矩较相关技术中的输出转矩髙 约6%。
[0049] 进一步地，第一翼沿转子铁芯104的径向方向延伸至转子铁芯104的外周面，第二 翼沿转子铁芯104的径向方向延伸至转子铁芯104的外周面。换言之，多组磁铁槽组20的 外层磁铁槽105和内层磁铁槽106各自的两翼沿着转子2的径向方向延伸至转子铁芯104 的外周面。
[0050] 每组磁铁槽组20的外层磁铁槽105的两翼分别插入第一永久磁铁108a和第二永 久磁铁108b，每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106的两翼分别插入第三永久磁铁108c和第 四永久磁铁l〇8d。同时，同组磁铁槽组20的外层磁铁槽105和内层磁铁槽106各自的两翼 插入磁极相同的永久磁铁108,相邻组的外层磁铁槽105和内层磁铁106相对的两翼插入磁 极相反的永久磁铁108 (即相邻组的永久磁铁108的磁性相反），从而根据本实用新型实施 例的6组磁铁槽组20形成了转子极数为6极的电机。
[0051] 综上所述，转子2设有多组磁铁槽组20,每组磁铁槽组20包含"V"字型的内层磁 铁槽106和"V"字型的外层磁铁槽105,同时，每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106和外层磁 铁槽105各自的两翼设为彼此连通的一体，两翼的连接处设为空气或填入非磁性材料，其 可有效地减少插入至每个磁铁槽中的两翼的永久磁铁108在两翼的连接处产生的漏磁，减 少了漏磁带来的输出转矩的损失。同时，每组磁铁槽组20的内层磁铁槽106和外层磁铁槽 105之间形成一层可供q轴磁通流通的回路，增加了 q轴电感，增大了交直轴电感之间的差 值（Lq-Ld)，增大了电机100的磁阻转矩。因此，根据本实用新型实施例的电机100,可提供 更大的输出转矩和输出功率。
[0052] 需要补充说明的是，在本实用新型的实施例中，仅列举了定子槽数为18槽、转子 极数为6极的情况，但本实用新型并不局限于此。其他的定子槽数、转子极数的组合，采用 与本实用新型的实施例的实施方法，也可以达到相同的有益效果。
[0053] 根据本实用新型实施例的压缩机，包括根据本实用新型上述实施例的电机100。
[0054] 根据本实用新型实施例的压缩机，通过设有上述的电机100,从而具有输出转矩 大、能效1?等优点。
[0055] 在本实用新型中，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。
[0056] 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 点包含于本实用新型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。
[0057] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是 示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围 内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1. 一种电机，其特征在于，包括： 定子； 转子，所述转子可转动地设在所述定子内，所述转子包括转子铁芯和永久磁铁，所述转 子铁芯内设有多组磁铁槽组，所述多组磁铁槽组绕所述转子铁芯的周向均匀间隔分布，每 组所述磁铁槽组包括两个在所述转子铁芯的径向方向上间隔设置的磁铁槽，每个所述磁铁 槽包括第一翼和第二翼，所述第一翼和所述第二翼彼此连通以限定出开口朝向所述转子铁 芯的外周面的"V"形磁铁槽，每个所述磁铁槽的所述第一翼和所述第二翼内分别设有所述 永久磁铁，所述第一翼和所述第二翼的连接处充有空气或填充有非导磁材料件。
2. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，每个所述磁铁槽的所述第一翼和所述第 二翼之间的夹角大于90°。
3. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一翼和所述第二翼的形状均为矩 形。
4. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一翼和所述第二翼的所述连接处 设有用于限定所述永久磁铁移动自由度的凸起。
5. 根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述凸起为多个，所述多个凸起沿所述磁 铁槽的深度方向间隔设置。
6. 根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述凸起的横截面为三角形、矩形或半球 形。
7. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一翼沿所述转子铁芯的径向方向 延伸至所述转子铁芯的外周面，所述第二翼沿所述转子铁芯的径向方向延伸至所述转子铁 芯的外周面。
8. 根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述永久磁铁为稀土类永磁材料件。
9. 一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电机。
【文档编号】H02K1/27GK203911704SQ201420291803
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】张尊睦, 陈正胜, 胡健华, 杨泾涛 申请人:广东美芝制冷设备有限公司