用于旋转式压缩机的电机及具有该电机的旋转式压缩的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于旋转式压缩机的电机及具有该电机的旋转式压缩机。该电机包括：定子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯包括齿部和轭部，绕组设在齿部上，其中轭部的宽度为W，定子的定子外圆的直径为D，轭径比i=W/D，i满足关系式：0.05＜i＜0.25。本发明的电机，通过合理地设计定子轭部宽度和定子外圆直径，使轭径比控制在适宜的范围内，从而可以将定子径向振动固有频率控制在较大径向电磁力频率以上，这样便可降低电磁振动噪声的总体水平，同时可以将电磁力引起的共振往高频段转移，以便在将压缩机装配于空调系统上时，可以采用隔音棉将噪声大幅度阻隔掉。
【专利说明】用于旋转式压缩机的电机及具有该电机的旋转式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于旋转式压缩机的电机及具有该电机的旋转式压缩机。
【背景技术】
[0002]旋转式压缩机广泛应用于空调、冰箱等制冷设备中，旋转式压缩机包括压缩机构和驱动电机，驱动电机驱动压缩机构的曲轴旋转，以对进入气缸内的冷媒进行压缩。旋转式压缩机在运行时，其驱动电机会产生很大的噪音，现有的旋转式压缩机上设置有隔音棉，但是隔音效果有限，驱动电机工作噪音大是本领域的技术人员一直渴望解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本申请是基于发明人对以下事实和问题的认知与发现作出的:
[0004]电磁噪声主要是由于径向电磁力作用于定子内径，导致定子发生周期性变形从而形成振动而辐射噪声。因此较大径向电磁力频率和定子径向固有频率越接近，电磁振动噪声越大。发明人发现，较大电磁力频率属于中低频，而定子径向固定频率也属于中低频，这样电磁力频率与定子较大径向固有频率接近，从而引起较大的振动噪声，特别是在电磁力频率与定子径向固有频率一致或基本一致时，将会引起定子共振。因此发明人发现，通过改进定子的结构，使得定子径向固有频率增加，从而可以改善振动噪音。
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
[0006]为此,本发明的一个目的在于提出一种用于旋转式压缩机的电机，该电机具有改进的定子结构，可以改善电磁噪声。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机包括上述的电机。
[0008]根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的电机，包括:定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯包括齿部和轭部，所述绕组设在所述齿部上，其中所述轭部的宽度为W，所述定子的定子外圆的直径为D，轭径比i=W/D，i满足关系式:0.05 < i < 0.25。
[0009]根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的电机，通过合理地设计定子轭部宽度和定子外圆直径，使轭径比控制在适宜的范围内，从而可以将定子径向振动固有频率控制在较大径向电磁力频率以上，这样便可降低电磁振动噪声的总体水平，同时可以将电磁力引起的共振往高频段转移，以便在将压缩机装配于空调系统上时，可以采用隔音棉将噪声大幅度阻隔掉。
[0010]另外，根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的电机，还可以具有如下附加技术特征:
[0011]根据本发明的一些实施例，所述轭径比i进一步满足关系式:0.07 < i < 0.25。由此,可以改善电机的电磁噪声。
[0012]根据本发明的一些实施例，所述轭径比i进一步满足关系式:0.09 < i < 0.25。由此,可以进一步改善电机的电磁噪声。[0013]根据本发明的一些实施例，所述轭径比i=0.08。由此，电机的电磁噪声较小。
[0014]根据本发明的一些实施例，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由多段线段依次相连构成。
[0015]根据本发明的一些实施例，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由多段曲线依次相连构成。
[0016]根据本发明的一些实施例，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由至少一段线段和至少一段曲线相连构成。
[0017]根据本发明的一些实施例，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的数量为N，N为大于零的自然数。
[0018]根据本发明的一些实施例，所述定子铁芯由至少一片硅钢冲片叠成。
[0019]根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括根据本发明上述实施例中的用于旋转式压缩机的电机。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是根据本发明实施例的电机的定子的立体图；
[0021]图2是定子铁芯的截面图；
[0022]图3是传统旋转式六槽四极压缩机的电磁力幅值与电磁力频率的示意图。
[0023]附图标记:
[0024]定子100 ；
[0025]定子铁芯I，绕组2;
[0026]齿部11，轭部12，槽部13，定子切边槽14。
【具体实施方式】
[0027]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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028]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”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。
[0029]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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本发明中，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发明中的具体含义。
[0031]在本发明中，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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]本申请是基于发明人对以下事实和问题的认知与发现作出的:电磁噪声主要是由于径向电磁力作用于定子100内径，导致定子100发生周期性变形从而形成振动而辐射噪声。因此较大径向电磁力频率和定子100径向固有频率越接近，电磁振动噪声越大。发明人发现，较大电磁力频率属于中低频，而定子100径向固定频率也属于中低频,这样电磁力频率与定子100径向固有频率接近，从而引起较大的振动噪声，特别是在电磁力频率与定子100径向固有频率一致或基本一致时，将会引起定子100共振。在此基础上，通过改进定子100的结构，使得定子100径向固有频率增加，从而可以改善振动噪音。
[0033]下面参照图1-图3详细描述根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的电机。
[0034]根据本发明实施例的旋转式压缩机包括定子100和转子，转子可转动地设置在定子100的内部。定子100包括定子铁芯I和绕组2，定子铁芯I包括多个齿部11和轭部12，绕组2缠绕在齿部11上，轭部12用于连接多个齿部11。相邻的齿部11与轭部12之间限定出槽部13，其中在图2的示例中，由ab段、be段、Cd段、de段和ef段依次相连构成的空间即为槽部13。
[0035]其中，轭部12的宽度为W，这里，需要说明的是，轭部12的宽度W为相邻的两个齿部11之间的轭部部分的内侧面上(即图2示例中的Cd段)任意一点到定子外圆的最小距离，如图2所示。
[0036]如图2所示，定子100的定子外圆的直径为D，这里，需要说明的是，定子外圆指的是以定子外圆的中心为圆心，且通过定子100外周面上任意一点所形成的外接圆中最大的一个。一般地，由于定子100的外周面上需要设置定子切边槽14，因此定子100的外周面为非圆周面，此时定子100的定子外圆指的是未去除定子切边槽14的定子100的外周面。应当理解，轭部12的宽度和定子外圆均为本领域通用的技术术语。
[0037]由于发明人发现，电磁力频率属于中低频且定子100径向固有频率也属于中低频，因此可以通过改进定子100的结构，增加定子100径向固有频率，从而可以有效改善电机的振动噪音。
[0038]发明人通过多年的行业经验和大量实验发现，定子100径向振动的固有频率基本上与轭径比成线性关系，因此通过增加定子100的轭径比，可以改善电机的振动噪音。
[0039]在行业内，一般是以电机转速为5400转时衡量定子100的振动噪音，参照图3所示，图3示出了现有旋转式压缩机的电磁力频率和幅值的示意图，从图3中可以看出，定子100所受到的径向电磁力的幅值(纵坐标)是随频率(横坐标)的增大而减小的，当定子100的径向振动固有频率较低如约为1000Hz时(业内电机定子100的径向振动固有频率一般为IOOOHz左右)，定子100会发生共振，产生较大的噪音，而1000Hz附近左右的噪声对于人耳而言，可以清楚地听见，另外压缩机设置的隔音棉对1000Hz频段附近及以下的噪声几乎起不到有效阻隔作用，因此在现有压缩机在运行时，电机的振动噪音很大。
[0040]发明人通过仿真实验发现，将定子100的轭径比控制在0.05以上，便可使定子100的径向振动固有频率提闻到IlOOHz以上，而从图3的不意图中可以看出，在定子100的径向固有频率为IlOOHz以上时，电机产生的噪音较小。
[0041]例如，轭径比为0.08时，定子100的径向固有频率约为1750Hz，而从图3中可以看出，在1750Hz处电磁力的幅值比1000Hz小得多，而且在定子100的径向固有频率约为1750Hz，压缩机上设置的消音棉可以很好地吸收振动噪音。
[0042]出于电机的整体尺寸以及成本等因素的考虑，轭径比优选有一个上限值，该上限值优选为0.25，换言之，根据本发明的一些实施例，轭径比i=W/D满足关系式:0.05 < i< 0.25。
[0043]由此，根据本发明实施例的用于旋转式压缩机的电机，通过合理地设计定子100轭部12宽度和定子外圆直径，使轭径比控制在适宜的范围内，从而可以将定子100径向振动固有频率控制在较大径向电磁力频率以上，这样便可降低电磁振动噪声的总体水平，同时可以将电磁力引起的共振往高频段转移，以便在将压缩机装配于空调系统上时，可以采用隔音棉将噪声大幅度阻隔掉。
[0044]需要说明一点，在行业内，上述作用于定子100内径的径向电磁力是指定子100和转子相互作用的电磁力中垂直于电机轴线、同时作用方向为从圆心指向圆外的力，上述定子100径向振动固有频率是指定子100振动时定子100的变形只发生在垂直于轴线的平面内。
[0045]根据本发明的进一步实施例，轭径比i进一步满足关系式:0.07 < i < 0.25。由此，可以进一步改善电机的振动噪音。
[0046]根据本发明的更进一步实施例，轭径比i进一步满足关系式:0.09 < i < 0.25。由此，可以更好地改善电机的振动噪音。
[0047]根据本发明的一个优选实施例，轭径比i取0.08。由此电机径向固有频率与径向电磁力频率相差较大，电磁振动较小，可以很好地降低电机的工作噪音。
[0048]参照图3所示，根据本发明的一些实施例，相邻的齿部11与轭部12之间限定出槽部13，槽部13可用于走线，即容纳铜线，槽部13的横截面由多段线段依次相连构成。
[0049]但是，本发明并不限于此，在发明的另一些实施例，槽部13的横截面可由多段曲线依次相连。
[0050]或者，根据本发明的再一个实施例，如图2所示，槽部13的横截面由至少一段线段和(或)至少一段曲线相连构成。例如在图2的示例中，线段为四段即ab段、be段以及de段和ef段，曲线为一段即Cd段，
[0051]根据本发明的一些实施例，槽部13的数量为N，N为大于零的自然数，换言之，N为正整数。例如在图1和图2的示例中，定子100具有六个齿部11和六个槽部13，但是，本发明并不限于此。
[0052]根据本发明的一些实施例，定子铁芯I由至少一片硅钢冲片叠成。由此，结构简单，制造方便。但是，本发明并不限于此。
[0053]下面简单描述根据本发明实施例的旋转式压缩机。
[0054]根据本发明实施例的旋转式压缩机可以包括壳体、上述实施例中描述的电机、压缩机构等，压缩机构可以是单缸结构，当然也可以是双缸结构，以单缸压缩机构为例，压缩机构可以包括气缸，设在气缸上面的主轴承，设在气缸下面的副轴承，曲轴贯穿主轴承、气缸和副轴承且由主轴承和副轴承支承，曲轴上设置有偏心部，偏心部外套设有活塞，活塞位于气缸内，气缸内还设置有滑片槽和可移动地设在滑片槽内的滑片，滑片的先端伸入到气缸内且抵靠在活塞的外周面上。转子与曲轴固定，用于驱动曲轴绕曲轴的中心轴线旋转，以对进入气缸内的冷媒进行压缩。
[0055]应当理解，上述的压缩机构等均已为现有技术，且可采用与现有技术中相同或相近的结构，因此这里对于压缩机除去电机之外的其它部件不作特殊限定。
[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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。
[0057]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明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】
1.一种用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，包括: 定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯包括齿部和轭部，所述绕组设在所述齿部上，其中所述轭部的宽度为W，所述定子的定子外圆的直径为D，轭径比i=W/D，i满足关系式:0.05 < i < 0.25。
2.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，所述轭径比i进一步满足关系式:0.07 < i < 0.25。
3.根据权利要求2所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，所述轭径比i进一步满足关系式:0.09 < i < 0.25。
4.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，所述轭径比i=0.08。
5.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由多段线段依次相连构成。
6.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由多段曲线依次相连构成。
7.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的横截面由至少一段线段和至少一段曲线相连构成。
8.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，相邻的所述齿部与所述轭部之间限定出槽部，所述槽部的数量为N，N为大于零的自然数。
9.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机的电机，其特征在于，所述定子铁芯由至少一片娃钢冲片叠成。
10.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于旋转式压缩机的电机。
【文档编号】H02K1/14GK103683567SQ201310655800
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】左正发 申请人:广东美芝制冷设备有限公司