压缩机的转子、永磁电机、压缩机的制作方法

本发明属于压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种压缩机的转子、具有该转子的永磁电机、具有该永磁电机的压缩机。

背景技术：

在现有电机制造过程中，绕组采用星形接法，针对一些线径粗，存在一个中性点或多个中性点的电机，制造过程中绕线难度高，工艺节拍慢，自动化程度低，影响生产效率，制造出的电机端部高，材料利用率低。

绕组采用三角形接法时，得到同样的感应电动势前提下，三角形绕组可采用更小的线经和更多的匝数，可有效减小电机端部长度，减小成本，同时去除中性点，改善制造性。可是三角形绕组中由于反电势的三次谐波会在三角形封闭绕组里面产生环流，从而产生损耗降低电机性能，这些会严重制约三角形接法的应用。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种永磁电机的转子，所述转子可以有效降低相反电势三次谐波。

根据本发明实施例的永磁电机的转子，包括：转子铁芯和转子磁铁，所述转子铁芯具有磁铁槽，所述转子磁铁安装在所述磁铁槽内，所述磁铁槽的两端均设有第一非磁性部和第二非磁性部，所述第二非磁性部与所述第一非磁性部隔断，且所述第二非磁性部的至少部分位于所述第一非磁性部的朝向磁极中心线的一侧，且满足：0.6l1≤l3＜l2≤0.95l1，其中，l1为每极转子磁铁的两个端部之间的距离，l2为每个磁铁槽对应的两个所述第一非磁性部的靠近磁极中心线的端部之间的距离，l3为每个磁铁槽对应的两个所述第二非磁性部的靠近磁极中心线的端部之间的距离。

根据本发明实施例的永磁电机的转子，可以有效降低相反电势三次谐波产生的环流，有助于降低永磁电机的损耗，提升永磁电机的性能。

根据本发明一个实施例的永磁电机的转子，所述第二非磁性部靠近所述转子铁芯的外周的轮廓包括曲率中心在所述转子铁芯的外周外的外弧形段，所述第二非磁性部靠近所述转子铁芯中心的轮廓包括曲率中心在所述转子铁芯的外周外的内弧形段。

根据本发明一个实施例的永磁电机的转子，所述第一非磁性部靠近所述转子铁芯的外周的轮廓包括曲率中心在所述转子铁芯的外周外的外弧形段，所述第一非磁性部靠近所述转子铁芯中心的轮廓包括曲率中心在所述转子铁芯的外周外的内弧形段。

优选地，满足：60°/p≤α≤90°/p，其中，α为所述曲率中心和所述转子的中心的连线与对应的磁极中心线的夹角，p为所述转子磁铁的极对数。

优选地，所述外弧形段与所述内弧形段之间通过曲线段或直线段相连。

根据本发明一个实施例的永磁电机的转子，所述第二非磁性部包括多个间隔开的非磁性子部。

根据本发明一个实施例的永磁电机的转子，每极所述转子磁铁包括一段或多段磁铁。

本发明还提出了一种压缩机的永磁电机，具有如上述任一种所述的转子。

优选地，所述绕组分为三个线圈组，每个所述线圈组的进线端与下一线圈组出线端相连，以使所述绕组连接成闭合环路，每两个所述线圈组之间引出连接线以与外电路相接。

优选地，所述绕组为三相对称绕组。

所述永磁电机与上述的转子相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明还提出了一种压缩机，具有如上述任一种所述的永磁电机。

所述压缩机与上述的永磁电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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

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-图3是根据本发明实施例的转子的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的永磁电机的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的绕组串联接线示意图；

图6是根据本发明实施例的绕组并联接线示意图；

图7是根据本发明实施例的压缩机的结构示意图；

图8是本发明实施例的永磁电机的相反电势中3次谐波与相关技术的对比图；

图9是本发明实施例的永磁电机与现有方案相反电势波形对比图。

附图标记：

压缩机10000，

永磁电机1000，

定子100，定子铁芯110，绕线齿111，绕线槽112，线圈120，

转子200，转子铁芯210，第一非磁性部211，第二非磁性部212，磁铁槽213，转子磁铁220，

曲轴2000，气缸3000，活塞4000。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的永磁电机1000的转子200。

如图1-图3所示，根据本发明一个实施例的永磁电机1000的转子200包括：转子铁芯210和转子磁铁220。

转子铁芯210具有磁铁槽213，转子磁铁220安装在磁铁槽213内，磁铁槽213可以为多个，多个磁铁槽213可以沿转子铁芯210的周向间隔开设置，比如图1所示的实施例中，6个磁铁槽213沿转子铁芯210的周向均匀间隔开设置，每个磁铁槽213内设有一极转子磁铁220。

磁铁槽213的两端均设有第一非磁性部211和第二非磁性部212，磁铁槽213的两端指的是沿磁铁槽213的宽度方向的两端(并非厚度方向和轴向)，第一非磁性部211和第二非磁性部212可以为在转子铁芯210上开设的空心槽，空气的磁导率远小于转子铁芯210(比如钢制)的磁导率，或者开设空心槽后在空心槽后在空心槽内填充磁导率的材料。

第一非磁性部211可以磁铁槽213连通，比如图1所示的实施例中，第一非磁性部211可以从磁铁槽213的端部先向远离磁极中心线的方向向外延伸，再折返向靠近磁极中心线的方向延伸，且第一非磁性部211的至少部分可以位于磁铁槽213的外侧，需要说明的是，外指朝向转子铁芯210的外周的方向，磁极中心线为该磁铁槽213内的转子磁铁220的中心线，比如图1-图3所示的实施例，磁极中心线为磁铁槽213的中心线，磁极中心线通过转子200的中心。

第二非磁性部212与第一非磁性部211隔断，也就是说，第二非磁性部212与第一非磁性部211之间可以留有一定厚度的转子铁芯210，第二非磁性部212的至少部分位于第一非磁性部211的朝向磁极中心线的一侧，比如第二非磁性部212的背离磁极中心线的一端可以与第一非磁性部211间隔开，且第二非磁性部212可以从该端像靠近磁极中心线且向外的方向延伸。

可以理解的是，通过设置上述结构形式的第一非磁性部211和第二非磁性部212，可以有效地隔断磁铁槽213端部的磁场传导，从而降低相反电势三次谐波。

如图9所示，相关技术中的相反电势波形正弦度差，谐波含量多，本发明实施例的相反电势波形正弦度好，谐波含量少，通过大量试验，如图8所示，本发明实施例的相反电势三次谐波含量比现有技术要低约21％，特别是可有效降低绕组三角形接法带来的环流。

进一步地，限定满足：0.6l1≤l3＜l2≤0.95l1，其中，l1为每极转子磁铁220的两个端部之间的距离，l2为每个磁铁槽213对应的两个第一非磁性部211的靠近磁极中心线的端部之间的距离，l3为每个磁铁槽213对应的两个第二非磁性部212的靠近磁极中心线的端部之间的距离。这样，转子200的制造性好，且可以有效地降低相反电势三次谐波，特别是对降低绕组三角形接法带来相反电势三次谐波产生的环流的效果较佳。

根据本发明实施例的永磁电机1000的转子200，可以有效降低相反电势三次谐波，有助于降低永磁电机1000的损耗，提升永磁电机1000的性能。

如图1-图3所示，根据本发明一个优选实施例的永磁电机1000的转子200，第二非磁性部212靠近转子铁芯210的外周的轮廓包括外弧形段，第二非磁性部212的外弧形段的曲率中心在转子铁芯210的外周外，第二非磁性部212靠近转子铁芯210中心的轮廓包括内弧形段，第二非磁性部212的内弧形段的曲率中心在转子铁芯210的外周外。

第二非磁性部212的外弧形段可以为圆弧形或者近似圆弧的拟合线，第二非磁性部212的内弧形段可以为圆弧形或者近似圆弧的拟合线，第二非磁性部212的外弧形段与第二非磁性部212的内弧形段之间可以通过曲线段或直线段相连，在图1-图3所示的实施例中，第二非磁性部212的外弧形段与第二非磁性部212的内弧形段之间即通过直线段相连。发明人通过大量试验发现，上述形状的第二非磁性部212对降低相反电势三次谐波的效果最佳，特别是对降低绕组三角形接法带来相反电势三次谐波产生的环流的效果较佳。

第一非磁性部211靠近转子铁芯210的外周的轮廓包括外弧形段，第一非磁性部211的外弧形段的曲率中心在转子铁芯210的外周外，第一非磁性部211靠近转子铁芯210中心的轮廓包括内弧形段，内弧形段的曲率中心在转子铁芯210的外周外。

第一非磁性部211的外弧形段可以为圆弧形或者近似圆弧的拟合线，第一非磁性部211的内弧形段可以为圆弧形或者近似圆弧的拟合线，第一非磁性部211的外弧形段与第一非磁性部211的内弧形段之间可以通过曲线段或直线段相连，在图1-图3所示的实施例中，第一非磁性部211的外弧形段与第一非磁性部211的内弧形段之间即通过多段直线段相连。发明人通过大量试验发现，上述形状的第一非磁性部211对降低相反电势三次谐波的效果最佳，特别是对降低绕组三角形接法带来相反电势三次谐波产生的环流的效果较佳。

在一个具体的实施例中，如图1-图3所示，第一非磁性部211的外弧形段与第二非磁性部212的外弧形段均为同一个圆的圆弧段，第一非磁性部211的内弧形段与第二非磁性部212的内弧形段均为同一个圆的圆弧段，且外弧形段所在圆的直径小于内弧形段所在圆的直径，外弧形段所在圆的圆心离对应的磁极中心线的距离比内弧形段所在圆的圆心离对应的磁极中心线的距离小。

如图1-图3所示，满足：60°/p≤α≤90°/p，其中，α可以为第一非磁性部211的外弧形段的曲率中心和转子200的中心的连线与对应的磁极中心线的夹角，或者α可以为第一非磁性部211的内弧形段的曲率中心和转子200的中心的连线与对应的磁极中心线的夹角，或者α可以为第二非磁性部212的外弧形段的曲率中心和转子200的中心的连线与对应的磁极中心线的夹角，或者α可以为第二非磁性部212的内弧形段的曲率中心和转子200的中心的连线与对应的磁极中心线的夹角，p为转子磁铁220的极对数，比如图1-图3所示的实施例中，转子200包括六个转子磁铁220，p＝3。

可选地，如图1-图2所示，第二非磁性部212可以为一个整体式的非磁性部。

可选地，如图3所示，第二非磁性部212可以包括多个间隔开的非磁性子部，比如图3中的两个，也就是说，多个非磁性子部互不连通。

如图1和图3所示，每极转子磁铁220可以包括一段磁铁，在另一些可选的实施例中，如图2所示，每极转子磁铁220包括多段磁铁，比如两段磁铁。

如图1-图3所示，根据本发明一个优选实施例的永磁电机1000的转子200，满足：0.6l1≤l3＜l2≤0.95l1，其中，l1为每极转子磁铁220的两个端部之间的距离，l2为每个磁铁槽213对应的两个第一非磁性部211的靠近磁极中心线的端部之间的距离，l3为每个磁铁槽213对应的两个第二非磁性部212的靠近磁极中心线的端部之间的距离。这样，转子200的制造性好，且可以有效地降低相反电势三次谐波，特别是对降低绕组三角形接法带来相反电势三次谐波产生的环流的效果较佳。

本发明还公开了一种压缩机10000的永磁电机1000。

如图4-图6所示，压缩机10000的永磁电机1000，包括：定子和转子200。转子200可以为上述任一种实施例的转子200。根据本发明实施例的永磁电机1000，可以有效降低相反电势三次谐波产生的环流，永磁电机1000的损耗小，性能佳。

如图4所示，定子包括定子铁芯110和绕组，定子铁芯110具有多个沿周向间隔开的绕线槽112，相邻的两个绕线槽112之间形成绕线齿111，多个绕线齿111沿周向间隔开，绕组绕制在绕线齿111外，定子铁芯110还限定出用于容纳转子铁芯210的内腔，转子铁芯210可以设置在定子铁芯110的内腔内。

如图4所示，绕组可以分为三个线圈120组，每个线圈120组的进线端与下一线圈120组出线端相连，以使绕组连接成闭合环路，每两个线圈120组之间引出连接线以与外电路相接，这样三个连接线分别与外电路的三相相连，绕组可以为三相对称绕组。

换言之，永磁电机1000的绕组采用三角形接法，由于转子200的上述结构可以有效地降低三角形接法带来的环流，这样，永磁电机1000具备绕组三角形接法的优势，即在得到同样的感应电动势前提下，三角形绕组可采用更小的线经和更多的匝数，可有效减小电机端部长度，减小成本，同时去除中性点，改善制造性。

每个线圈120组可以包括多个线圈120，每个线圈120组的多个线圈120可以串联或并联。

如图5所示，每个线圈120组的多个线圈120可以串联，以18槽6极分布的永磁电机1000为例，每相绕组串联3个线圈120，a相进线ap与c相的出线cn连接在一起与外电路的三相电源u连接，b相的进线bp与a相的出线an连接在一起与外电路的三相电源v相连接，c相的进线cp与b相的出线bn连接在一起与三相电源的w相接。

如图5所示，每个线圈120组的多个线圈120可以并联，对于一些低压或者其他工艺问题需要采用并联绕组形式的永磁电机1000，可采用图3的接线方式，该接线方式，与串联接线方式不同的地方在于每相绕组并联3个线圈120，其他设置形式相同。

本发明还公开了一种压缩机10000。

如图7所示，本发明实施例的压缩机10000，包括如上述任一种实施例的永磁电机1000、曲轴2000、气缸3000、活塞4000。根据本发明实施例的压缩机10000的工作稳定，效率高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。