电机、压缩机和制冷设备的制作方法

本技术属于电机，具体涉及一种电机、压缩机和制冷设备。

背景技术：

1、在空调、冰箱等家用电器的压缩机领域，变频电机已成为主流。变频电机的永磁体大多为钕铁硼永磁体，其一般含有相当含量的镨、钕等贵稀土元素，随着这类稀土材料价格的大幅增长，钕铁硼永磁体和电机的成本随之攀升。

2、使用含铈永磁体替代常规钕铁硼永磁体是降成本的一种手段。铈作为储量最丰富的稀土元素，其成本仅为镨钕的几十分之一，利用铈置换部分镨钕元素，能够降低永磁体的成本。然而，引入铈元素后，镨钕元素含量减少，永磁体矫顽力下降，影响电机性能。

3、因此，如何降低永磁体成本，并兼顾电机性能是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本实用新型提供了一种电机，能兼顾制造成本和电机性能。

2、本实用新型还提供了一种包括上述电机的压缩机。

3、本实用新型还提供了一种包括上述电机或上述压缩机的制冷设备。

4、本实用新型的第一方面提供了一种电机，包括：

5、定子，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯具有q个定子齿，所述定子铁芯的长度为l，所述定子的外径为d；

6、转子，所述转子包括转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的若干个永磁体，

7、所述永磁体中含有铈，需要说明的是，本实用新型中提到的“永磁体中含有铈”等类似表述，意即本实用新型所采用的永磁体为含铈永磁体，后文中不再重复赘述；

8、所述电机满足：6*q*l/d≥x，其中，x％为所述永磁体中含有的铈的质量百分比。

9、本实用新型第一方面的电机，至少具有以下有益效果：

10、本实用新型使用含铈永磁体作为转子的磁极，通过约束定子齿的数量q、定子的外径d、定子铁芯的长度l及其与永磁体中铈的质量百分比x％之间的相互关系，使其满足以下关系式6*q*l/d≥x，根据该特定的电机尺寸设计，使得因掺铈所引起的永磁体矫顽力的下降损失能够通过电机尺寸设计得到弥补，能够保证永磁体矫顽力，进而能够在降成本的同时，保证电机效率。

11、具体地，定子铁芯的长度l越大，或者定子齿(也即定子槽)的数量越多，绕组匝数可以对应减少，电机的耐退磁能力增强。因此，可以对电机进行以下的尺寸优化：增加定子齿的数量和/或增加定子铁芯的长度，以提高电机的耐退磁性，从而得以通过使用具有更高铈含量的永磁体，降低永磁体中镨钕元素的含量，实现更优的降本增效的目的。

12、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中的铈含量x％满足：3％≤x％≤10％。

13、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中的铈含量x％满足：3％≤x％≤6％。

14、若铈含量过低，对镨钕的置换量有限，限制了降成本幅度。当永磁体中的铈含量在3％以上时，降成本效果更好。

15、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子齿上绕设有定子绕组。

16、永磁同步电动机的定子绕组分为分布式和集中式两种。其中，集中式绕组的端部高度小，成本低；分布式绕组的端部高度相对更大，成本更高，但电机运行噪音更小。

17、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子齿上绕设有集中式绕组。

18、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子齿的数量q满足：q≥12。

19、随着定子槽的数量增加，绕组匝数降低，电机的耐退磁能力增强，在这种情况下，电机对永磁体矫顽力的要求更低，能够使用铈含量更高的永磁体，并保证电机性能。

20、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子铁芯上设有若干个定子槽。

21、通常，定子槽由相邻的两个定子齿围设形成，因此，定子槽的数量等于定子齿的数量q。

22、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子槽的数量≥12。

23、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子槽的数量为12或15。

24、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子的磁极数≥8。

25、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子的磁极数为8-16。例如，所述转子的磁极数可以为8、10、14或16。

26、根据本实用新型的一些实施方式，在所述定子槽的数量为12时，所述转子的磁极数为8、10或14。

27、根据本实用新型的一些实施方式，在所述定子槽的数量为15时，所述转子的磁极数为10、14或16。

28、永磁电机的转子磁极数与定子槽的数量可以有多种组合，并不限于所例举的组合方式。整体而言，随着定子槽的数量增加，适配的最大磁极数可以适当提高。

29、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子的外径d满足：80mm≤d≤130mm。

30、定子的外径增大可以增强电机的抗退磁能力，但同时也会增加成本。控制定子的外径在上述范围，能满足大部分家用压缩机电机的使用要求。

31、根据本实用新型的一些实施方式，所述电机还满足：q*bt/(p*bm)≤1.36-x/100，且5*q*bt/(4*p*bm)≥1.36-x/100，其中，bt为所述定子齿的宽度，p为所述转子的极对数，bm为每极永磁体的宽度。

32、永磁体产生的磁通经过气隙、定子齿、定子轭部再回到定子齿、气隙、永磁体形成整个闭合的磁力线，若定子齿的宽度bt过大，将导致齿部磁密过小，不利于性能的发挥；bt过小，则齿部磁密度过高，导致电机铁损增加明显，将降低电机效率。通过满足上述条件，能在降成本的同时，获得更优的电机效率。

33、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子齿的宽度bt满足：5mm≤bt≤9mm。

34、当定子齿的宽度增加时，定子槽面积降低，在同等绕组匝数下，铜线线径降低，铜损增加；当定子齿的宽度降低时，定子齿部磁密增加，电机铁损增加，在上述定子齿宽范围，能兼顾铁损与铜损的平衡，提高电机效率。

35、根据本实用新型的一些实施方式，每极永磁体的宽度bm满足：15mm≤bm≤21mm。

36、每极永磁体的宽度与电机的励磁磁场大小正相关，若每极永磁体的宽度过大，电机效率的增加幅度不明显，若每极永磁体的宽度过小，相同负荷下，电机运行电流增大，损耗增加，影响电机效率。

37、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子的极对数p≥4。

38、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子的极对数为4-8。例如，所述转子的极对数可以为4、5、7或8。

39、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子铁芯的长度l满足：20mm≤l≤50mm。

40、在上述定子铁芯的长度范围内，能满足一般压缩机电机的使用要求，且成本最低。

41、根据本实用新型的一些实施方式，所述定子铁芯的长度l满足：30mm≤l≤40mm。作为示例，所述定子铁芯的长度l可以为30mm、35mm。

42、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子铁芯上设有若干个转子槽，若干个所述永磁体分别设置在若干个所述转子槽内。

43、在转子槽内可以设一个或多个永磁体，位于同一个转子槽内的所有永磁体构成一个磁极。因此，在转子槽内设一个永磁体时，该极永磁体宽度为该一个永磁体的宽度；在转子槽内设两个以上的永磁体时，该极永磁体宽度为该两个以上的永磁体的总宽度。

44、根据本实用新型的一些实施方式，在每个所述转子槽内设两个以上的永磁体，利于降低定子齿的磁密，降低铁损，增加电机的抗退磁能力。

45、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子槽呈v字形。

46、根据本实用新型的一些实施方式，所述转子槽呈v字形，每两个所述永磁体对称设置在v字形的转子槽的两侧。

47、采用v字形的转子槽，并在每个转子槽内对称设两个永磁体，能够增加磁极宽度，降低铁损，增强抗退磁能力。

48、根据本实用新型的一些实施方式，所述v字形的开口朝向转子外侧。

49、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体的厚度为1.5mm-2.5mm。

50、增加永磁体厚度，能够提高剩磁，但也会增加永磁体成本。控制永磁体厚度在上述范围，能更好地兼顾成本和抗退磁性能。

51、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体的厚度为1.5mm-2.0mm。

52、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体的厚度为1.5mm-1.8mm。

53、作为示例，所述永磁体的厚度可以为约1.5mm、1.6mm、1.7mm或1.8mm。

54、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中含有镨和钕，其中，镨和钕的总质量百分数为20％-32％。

55、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中，镨和钕的总质量百分数为25％-32％。

56、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中含有镝和/或铽，

57、其中，镝、铽的总质量百分数≤3％。

58、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中还含有钴，其中，钴的质量百分数≤2％。

59、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中，钴的质量百分数为1％-2％。

60、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体中还含有微量的其他元素，所述其他元素可以是锰、铜、镓、铽、铌等，以提高永磁体工作温度和稳定性等综合性能。

61、根据本实用新型的一些实施方式，所述其他元素的总质量百分数≤2％。

62、根据本实用新型的一些实施方式，按质量百分比计，所述永磁体主要组成包括：

63、镨钕总量20％-32％，铈3％-10％，镝铽总量0-3％，钴1％-2％，其余主要成分为铁。

64、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体的内禀矫顽力hcj≥1500ka/m。

65、根据本实用新型的一些实施方式，所述永磁体的内禀矫顽力hcj为：1500ka/m≤hcj≤2000ka/m。

66、本实用新型的第二方面提供了一种压缩机，所述压缩机包括所述的电机。

67、本实用新型的第二方面的压缩机，至少具有以下有益效果：

68、本实用新型的压缩机，由于使用了本实用新型的电机，因此至少具有上述电机的技术方案所带来的所有有益效果。

69、具体而言，本实用新型的压缩机，其含有本实用新型的电机，该电机包括定子和转子。其中，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯具有q个定子齿，所述定子铁芯的长度为l，所述定子的外径为d；所述转子包括转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的若干个永磁体，所述永磁体中含有铈；所述电机满足：6*q*l/d≥x，其中，x％为所述永磁体中含有的铈的质量百分比。

70、本实用新型使用含铈永磁体作为转子的磁极，通过约束定子齿的数量q、定子的外径d、定子铁芯的长度l及其与永磁体中铈的质量百分比x％之间的相互关系，使其满足以下关系式6*q*l/d≥x，根据该特定的电机尺寸设计，使得因掺铈所引起的永磁体矫顽力的下降损失能够通过电机尺寸设计得到弥补，能够保证永磁体矫顽力，从而兼顾电机成本和效率。具体地，定子铁芯的长度l越大，或者定子齿(也即定子槽)的数量越多，绕组匝数可以对应减少，电机的耐退磁能力增强。因此，可以通过增加定子齿的数量和/或增加定子铁芯的长度以提高电机的耐退磁能力，从而得以通过使用具有更高铈含量的永磁体，降低永磁体中镨钕元素的含量，进而在降成本的同时，保证电机效率。由此，压缩机的效率能够得到保证，同时压缩机的成本得到降低。

71、本实用新型的第三方面提供了一种制冷设备，所述制冷设备包括所述的电机或所述的压缩机。

72、本实用新型的第三方面的制冷设备，至少具有以下有益效果：

73、本实用新型的制冷设备，由于使用了本实用新型的电机或压缩机，因此至少具有上述电机或压缩机的技术方案所带来的所有有益效果。

74、进一步地，本实用新型的制冷设备，其含有本实用新型的压缩机，该压缩机中含有本实用新型的电机，该电机包括定子和转子。其中，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯具有q个定子齿，所述定子铁芯的长度为l，所述定子的外径为d；所述转子包括转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的若干个永磁体，所述永磁体中含有铈；所述电机满足：6*q*l/d≥x，其中，x％为所述永磁体中含有的铈的质量百分比。

75、本实用新型使用含铈永磁体作为转子的磁极，通过约束定子齿的数量q、定子的外径d、定子铁芯的长度l及其与永磁体中铈的质量百分比x％之间的相互关系，使其满足以下关系式6*q*l/d≥x，根据该特定的电机尺寸设计，使得因掺铈所引起的永磁体矫顽力的下降损失能够通过电机尺寸设计得到弥补，能够保证永磁体矫顽力，从而兼顾电机成本和效率。具体地，定子铁芯的长度l越大，或者定子齿(也即定子槽)的数量越多，绕组匝数可以对应减少，电机的耐退磁能力增强。因此，可以通过增加定子齿的数量和/或增加定子铁芯的长度以提高电机的耐退磁能力，从而得以通过使用具有更高铈含量的永磁体，降低永磁体中镨钕元素的含量，进而在降成本的同时，保证电机效率。最终，制冷设备的效率能够得到保证，同时其成本得到降低。

76、根据本实用新型的一些实施方式，所述的制冷设备包括空调、冰箱或冰柜。