压缩机用电机磁环的充磁工装的制作方法
本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种压缩机用电机磁环的充磁工装。
背景技术：
现有技术中各向同性的永磁体的磁化方向，完全由充磁工装的结构决定。磁环的磁化方向，一般分为径向、平行和Halbach三种方式，Halbach充磁方式具有磁通利用率高、磁通波形正弦化等优点，而成为磁环磁化方式的首选。
目前，斜槽甚至螺旋状槽的充磁工装作为Halbach充磁工装的结构方向。然而，斜槽及螺旋状槽的充磁工装，会使得磁环磁化后的磁通幅值有所下降，一定程度上降低了磁环的性能
技术实现要素：
本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本实用新型的目的在于提出一种压缩机用电机磁环的充磁工装，所述充磁工装能够实现磁环正弦化充磁，提高磁环的磁通幅值，以提高磁环的性能。
根据本实用新型的压缩机用电机磁环的充磁工装，用于向外半径为R、内半径为r的磁环充磁，所述压缩机用电机磁环的充磁工装包括：铁芯，所述铁芯为导磁材料件，所述铁芯具有与所述磁环的目标极数P相同的P个齿部，相邻两个所述齿部之间限定出铁芯槽，所述铁芯槽的内壁面形成为槽壁面，所述铁芯槽与所述铁芯的外周面之间形成为轭部；
导电绕组，所述导电绕组设在所述铁芯槽内，所述齿部在所述铁芯周向的最小宽度为Wt_min，所述轭部在所述铁芯径向上的最小宽度为Wy_min，Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r；在同一所述铁芯槽内，从所述铁芯槽的几何中心到该铁芯槽的槽壁面的最大距离为Lv_max，从所述铁芯槽的几何中心到该铁芯槽的槽壁面的最小距离为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6。
根据本实用新型的压缩机用电机磁环的充磁工装，通过对铁芯的结构限定，即齿部在铁芯周向的最小宽度为Wt_min，轭部在铁芯径向上的最小宽度为Wy_min，Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r；在同一铁芯槽内，从铁芯槽的几何中心到该铁芯槽的槽壁面的最大距离为Lv_max，从铁芯槽的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6。从而可将磁环正弦化充磁，同时提高磁环的磁通幅值以提高磁环的性能，进而有利于实现电机的高性能低噪音。
另外，根据本实用新型的压缩机用电机磁环的充磁工装还可以具有如下附加的技术特征：
根据本实用新型的一些实施例，所述铁芯槽的槽口宽度Wn满足：Wn≤(R-r)/2。
可选地，所述铁芯的内半径为R’，R'＞R，且R'-R＜Wn。
根据本实用新型的一些实施例，所述铁芯槽的轮廓线为一段或多段圆弧。
根据本实用新型的一些实施例，所述铁芯槽的轮廓线为三边或三边以上的多边形。
根据本实用新型的一些实施例，所述铁芯槽的轮廓线包括圆弧段和直线段。
根据本实用新型的一些实施例，所述压缩机用电机磁环的充磁工装还包括：封装件，所述封装件密封安装在所述铁芯的外周和端面上。
可选地，所述封装件为非导磁材料件。
可选地，所述封装件与所述铁芯之间限定出冷却空腔，所述冷却空腔被构造成适于通入冷却液。
本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/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是根据本实用新型的一个实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装和磁环的结构示意图；
图2是根据本实用新型的另一个实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的铁芯的结构示意图；
图3是根据本实用新型的另一个实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的结构示意图；
图4是根据本实用新型的另一个实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的结构示意图；
图5是根据本实用新型的另一个实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的轴向的剖视图；
图6是根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的磁环表磁曲线图；
图7是根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装的磁环表磁幅值和畸变率变化图。
附图标记说明：
100：压缩机用电机磁环的充磁工装；
1：铁芯，11：铁芯槽，12：槽壁面，13：齿部，14：轭部，15：槽口；
2：导电绕组；
3：封装件，31：冷却空腔，32：冷却液入口，33：冷却液出口；
200：磁环。
具体实施方式
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。
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”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
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。
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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100。
结合图1-图4所示，根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100可以包括铁芯1和和导电绕组2，根据本实用新型的压缩机用电机磁环的充磁工装100用于向外半径为R、内半径为r的磁环200充磁。
具体地，铁芯1为导磁材料件，铁芯1具有与磁环200的目标极数P相同的P个齿部13，相邻两个齿部13之间限定出铁芯槽11，铁芯槽11的内壁面形成为槽壁面12，铁芯槽11与铁芯1的外周面之间形成为轭部14，导电绕组2设在铁芯槽11内，齿部13在铁芯1周向的最小宽度为Wt_min，轭部14在铁芯1径向上的最小宽度为Wy_min，Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r；在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离为Lv_max，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6。
换言之，本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100用于向外半径为R、内半径为r的磁环200充磁。
压缩机用电机磁环的充磁工装100可以包括铁芯1和导电绕组2，铁芯1为导磁材料件，如图1所示，磁环200可设置在铁芯1的内部进行充磁，铁芯1的内端设有多个齿部13，多个齿部13的个数与磁环200的目标极数，即磁环200的目标极数为P，则铁芯1内设有与磁环200的目标极数P相同的P个齿部13。
铁芯1可以包括轭部14和P个齿部13，铁芯1的P个齿部13可沿铁芯1的周向间隔开设置，相邻的两个齿部13之间可限定出铁芯槽11，多个齿部13之间可限定出多个铁芯槽11，多个铁芯槽11沿铁芯1的周向间隔开设置，每个铁芯槽11的内壁面可形成为槽壁面12，铁芯槽11与铁芯1的外壁面之间形成为轭部14。在如图1-图4所示的示例中，轭部14和P个齿部13可一体形成。
导电绕组2设在铁芯槽11内，导电绕组2通电时，在齿部13可产生径向向内/向外交替的磁通。由此，可使得磁环200磁化后的磁极按N/S(即北极/南极)交替。在如图1所示的示例中，充磁工装100的铁芯1具有10个齿槽以向磁环200充磁，充磁后的磁环200具有10个N/S交替的磁极。
如图1-图3所示，铁芯1的齿部13沿铁芯1的周向的最小宽度可以为Wt_min，轭部14在铁芯1径向上的最小宽度可以为Wy_min，即沿铁芯1的周向方向上，铁芯1的齿部13的两侧之间的最小宽度为Wt_min，铁芯1的外周面到铁芯槽11的沿铁芯1的径向方向的最短距离为Wy_min。其中Wt_min和Wy_min分别满足Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r。R为磁环200的外半径，r为磁环200的内半径，R-r即磁环200的外周面至内周面的厚度，也就是说，铁芯1的齿部13沿铁芯1的周向的最小宽度Wt_min和轭部14在铁芯1径向上的最小宽度Wy_min均大于等于磁环200的厚度。
如图1-图3所示，在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离可以为Lv_max，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离可以为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6，也就是说，在同一铁芯槽11，该铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离Lv_max与该铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离Lv_min之间的比值满足Lv_max/Lv_min≤1.6。从而有利于对磁环200充磁使得得到的磁环200的表面磁通的波形正弦度好，从而可提高磁环200的磁通幅值以提高磁环200的使用性能，进而提高电机的性能。
由此，根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100，通过对铁芯1的结构限定，即齿部13在铁芯1周向的最小宽度为Wt_min，轭部14在铁芯1径向上的最小宽度为Wy_min，Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r；在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离为Lv_max，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6。从而可对磁环200正弦化充磁，同时提高磁环200的磁通幅值，也有利于实现电机的高性能以及降低噪音。
对于磁环200的表磁，一般而言，磁通幅值越高，电机的性能越高；波形的正弦度越高(即波形畸变率越低)，电机的噪音越优良。例如，如图6和图7所示，图7是磁环200表磁幅值和波形畸变率随铁芯槽11尺寸的变化图。其中，图7中实线表示磁环200表磁幅值随Lv_max/Lv_min变化的变化曲线，虚线表示磁环200的表磁畸变率Lv_max/Lv_min变化的变化曲线。由图7可知，在Lv_max/Lv_min＝1，即铁芯槽11的内壁面在同一圆弧上时，磁环200的表磁幅值最大，波形畸变率最小。随着Lv_max/Lv_min变大，表磁幅值减小，波形畸变大。Lv_max/Lv_min≤1.6时，表磁幅值变化和波形畸变率变化均在10％以内，对电机的性能及噪音影响较小。当Lv_max/Lv_min＞1.6时，表磁幅值与波形畸变率变化加剧，明显导致电机性能的下降和噪音的恶化。
由此，在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离Lv_max和从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离Lv_min满足Lv_max/Lv_min≤1.6。从而可有利于对磁环200正弦化充磁，提高磁环200的磁通幅值，也有利于实现电机的高性能以及降低噪音。
可选地，铁芯槽11的槽口15宽度Wn可以满足：Wn≤(R-r)/2。如图1-3所示，铁芯槽11的槽口15设在铁芯槽11的内端且朝向铁芯1内侧敞开，从而有利于导电绕组2设在铁芯槽11内，也可限制槽口15的大小以减小漏磁，以有利于磁环200的正弦化充磁以及提高磁环200的性能。
进一步地，铁芯1的内半径可以为R’，R'＞R，且R'-R＜Wn。换言之，铁芯1的内半径R’大于磁环200的外半径，从而有利于磁环200安装在铁芯1内，同时铁芯1的内侧面与磁环200的外周之间的距离小于磁环200的厚度Wn，由此，在方便磁环200的安装的同时也可保证充磁工装100对磁环200的正弦化充磁。
在本实用新型的一些实施例中，铁芯槽11的轮廓线可以为一段或多段圆弧。换言之，铁芯槽11的槽壁面12的横截面的形状可以为一段或多段圆弧。如图1所示，铁芯槽11的轮廓线可以为大体椭圆形。在本实用新型的另一些实施例中，铁芯槽11的轮廓线可以包括圆弧段和直线段。由此，从而有利于改善充磁工装100的制造性的改善和磁路优化。
在本实用新型的又一些实施例中，铁芯槽11的轮廓线可以为三边或三边以上的多边形。从而有利于在铁芯槽11内设置导电绕组2。进一步地，铁芯槽11的轮廓线可以为四边形、五边形或六边形，从而可进一步地有利于导电绕组2设置在铁芯槽11内。优选地，在多边形的直边之间可设置圆弧倒角，从而有利于改善充磁工装100的制造性的改善和磁路优化。
在本实用新型的一些实施例中，压缩机用电机磁环200充磁工装100还可以包括：封装件3，封装件3密封安装在铁芯1的外周和端面上。由此，通过封装件3可对铁芯1和导电绕组2进行封装，从而可有利于磁环200的充磁，提高充磁效果。可选地，通过封装件3可将铁芯1及导电绕组2采用塑封形式封装起来。
可选地，封装件3可以为非导磁材料件。从而可实现封装件3的密封效果，进一步地提高充磁工装100的充磁效果。优选地，封装件3与铁芯1之间可限定出冷却空腔31，冷却空腔31被构造成适于通入冷却液。通过将冷却液通入冷却空腔31内，可对充磁工装100进行冷却，从而可保证充磁工装100的长期可靠使用，提高充磁工装100的使用寿命。
如图4和图5所示，冷却空腔31可具有冷却液入口32和冷却液出口33。工作时，冷却液通过冷却液入口32通入冷却空腔31，并通过冷却液出口33流出，从而可形成冷却液的循环使用，以对充磁工装100降温，提高充磁工装100的寿命。优选地，冷却液入口32可设置在充磁工装100的中下部，冷却液出口33设置在充磁工装100的中上部，由此，冷却效果更佳，以进一步地提高充磁工装100的使用寿命。
下面参照附图详细描述根据本实用新型一个具体实施例的压缩机用电机磁环200的电磁工装。值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对本实用新型实施例的限制。
根据本实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100用于向外半径为R、内半径为r的磁环200充磁。
结合图1-图5所示，压缩机用电机磁环的充磁工装100包括铁芯1、导电绕组2和封装件3，铁芯1为导磁材料件，铁芯1具有与磁环200的目标极数P相同的P个齿部13，相邻两个齿部13之间限定出铁芯槽11，铁芯槽11的内壁面形成为槽壁面12，铁芯槽11与铁芯1的外周面之间形成为轭部14；导电绕组2设在铁芯槽11内，齿部13在铁芯1周向的最小宽度为Wt_min，轭部14在铁芯1径向上的最小宽度为Wy_min，Wt_min≥R-r，Wy_min≥R-r；在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离为Lv_max，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离为Lv_min，Lv_max/Lv_min≤1.6。
对于磁环200的表磁，一般而言，磁通幅值越高，电机的性能越高；波形的正弦度越高(即波形畸变率越低)，电机的噪音越优良。例如，如图6和图7所示，图7是磁环200表磁幅值和波形畸变率随铁芯槽11尺寸的变化图。其中实线表示磁环200表磁幅值随Lv_max/Lv_min变化的变化曲线，虚线表示磁环200的表磁畸变率Lv_max/Lv_min变化的变化曲线。由图7可知，在Lv_max/Lv_min＝1，即铁芯槽11的内壁面在同一圆弧上时，磁环200的表磁的幅值最大，波形畸变率最小。随着Lv_max/Lv_min变大，表磁幅值减小，波形畸变大。Lv_max/Lv_min≤1.6时，表磁幅值变化和波形畸变率变化均在10％以内，对电机的性能及噪音影响不明显。当Lv_max/Lv_min＞1.6时，表磁幅值与波形畸变率变化加剧，会明显造成电机性能的下降和噪音的恶化。如图6所示，图6是根据本实用新型实施例的充磁工装100充磁的磁环200的表磁曲线图。
由此，在同一铁芯槽11内，从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最大距离Lv_max和从铁芯槽11的几何中心到该铁芯槽11的槽壁面12的最小距离Lv_min满足Lv_max/Lv_min≤1.6，通过本实用新型实施例的充磁工装100能够对磁环200正弦化充磁，提高磁环200的磁通幅值，提高磁环200的性能，进而提高具有其的电机的使用性能，降低噪音。
如图1-图3所示，铁芯槽11的内侧设有槽口15，铁芯槽11的槽口15宽度Wn满足：Wn≤(R-r)/2，铁芯1的内半径为R’，R'＞R，且R'-R＜Wn。从而有利于实现磁环200的正弦化充磁以及提高磁环200的性能。
对于铁芯槽11的轮廓线而言，铁芯槽11的轮廓线可以为一段或多段圆弧，铁芯槽11的轮廓线也可以包括圆弧段和直线段，或者铁芯槽11的轮廓线可以为三边或三边以上的多边形。例如，铁芯槽11的轮廓线可以为四边形、五边形或六边形。
结合图4和图5所示，封装件3密封安装在铁芯1的外周和端面上，封装件3为非导磁材料件，封装件3与铁芯1之间限定出冷却空腔31，冷却空腔31被构造成适于通入冷却液。如图5所示，冷却空腔31可具有冷却液入口32和冷却液出口33。冷却液入口32可设置在充磁工装100的中下部，冷却液出口33设置在充磁工装100的中上部，工作时，冷却液通过冷却液入口32通入冷却空腔31，并通过冷却液出口33流出，从而可形成冷却液的循环使用，以对充磁工装100降温，提高充磁工装100的寿命。
由此，根据实用新型实施例的压缩机用电机磁环的充磁工装100，通过对铁芯1的铁芯槽11、齿部13和轭部14的结构尺寸的限定，可使磁环200得到正弦度高且幅值高的磁通，从而使得使用该磁环200的压缩机用电机高性能低噪音化。同时，通过设置封装件3，形成冷却空腔31以对充磁工装100冷却，从而保证了充磁工装100的使用寿命和可靠性。
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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下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。
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