压缩机转子和具有其的永磁电机、压缩机的制作方法

本实用新型属于永磁电机技术领域，具体地，涉及一种压缩机转子和具有其的永磁电机、压缩机。

背景技术：

现有技术中，永磁电机中采用磁环的转子结构，一般地，转子铁芯与转子磁环采用间隙配合，在间隙中通过粘胶的方式来装配，装配间隙一般比较小，且装配面完全是圆柱形，实际粘入胶水量少，因此在电机高速运转或者重负载情况下，易出现打滑现象，直接导致电机报废，影响了电机可靠性。

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，本实用新型提出一种压缩机转子，该压缩机转子能够防止转子磁环与转子铁芯之间发生打滑现象，优化了压缩机转子的结构设计，提升了工作性能。

本实用新型还提出一种具有上述压缩机转子的永磁电机。

本实用新型还提出一种具有上述永磁电机的压缩机。

根据本实用新型第一方面的压缩机转子包括：转子磁环和转子铁芯，所述转子磁环的截面大致形成为环形，所述转子磁环的内周半径为R1，所述转子磁环的外周半径为R2，所述转子磁环的极对数为P，P为大于0的自然数，所述转子磁环的内壁面设有位于相邻两个磁极中心位置的第一止挡部，所述转子铁芯的截面大致形成为环形且设在所述转子磁环内，所述转子铁芯的外壁面设有与所述第一止挡部位置相对应的第二止挡部，所述第一止挡部形成为大致沿所述转子铁芯的径向延伸的凹槽和/或与所述凹槽结构相对应的凸台，所述第二止挡部形成为与所述凹槽或所述凸台结构相对应的凸台或凹槽，所述转子铁芯与所述转子磁环之间的最大间隙值为J，0<J≤1.5(R2-R1)。

根据本实用新型的压缩机转子，通过在转子磁环与转子铁芯之间设置第一止挡部与第二止挡部，用凹槽与凸台之间的卡接配合限制转子磁环与转子铁芯之间的相互移动，从而防止压缩机转子在旋转工作过程中出现打滑的现象，提高了转子铁芯与转子磁环之间的连接稳定性和装配牢固度，而且凹槽或凸台均设置在相邻磁极的中心位置，能够保证转子磁环表磁波的对称性，降低了压缩机的工作噪音，提高了压缩机转子的稳定性和可靠性，优化了压缩机的结构设计，提升了压缩机的工作性能。

另外，根据本实用新型的压缩机转子，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述第一止挡部与所述第二止挡部的总个数为n，n＝1、2、3···2P。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽或所述凸台的截面由直线、圆弧或曲线中的一种或多种组合而成。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子铁芯与所述转子磁环之间的最大间隙值位于所述第一止挡部与所述第二止挡部之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子铁芯与所述转子磁环之间的间隙内填充有使所述转子铁芯与所述转子磁环粘合的粘结剂。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一止挡部形成为所述凸台，所述第二止挡部形成为所述凹槽，所述凸台和所述凹槽的总个数为n，n＝1、2、3···2P，多个所述凸台在所述转子磁环上对称分布。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一止挡部形成为所述凸台和所述凹槽，所述凸台和所述凹槽的总个数为n，n＝2、4、6···2P，多个所述凸台和所述凹槽在所述转子磁环上的位置相互对称。

根据本实用新型的一个实施例，所述转子磁环为粘接钕铁硼材料件。

根据本实用新型第二方面的永磁电机，包括根据上述实施例的压缩机转子。

根据本实用新型第三方面的压缩机，包括根据上述实施例的永磁电机。

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是根据本实用新型实施例一的压缩机转子的轴向截面图；

图2是根据本实用新型实施例二的压缩机转子的轴向截面图；

图3是根据本实用新型实施例三的压缩机转子的轴向截面图；

图4是根据本实用新型实施例四的压缩机转子的轴向截面图；

图5是根据本实用新型实施例五的压缩机转子的轴向截面图；

图6是根据本实用新型实施例六的压缩机转子的轴向截面图；

图7是根据本实用新型实施例七的压缩机转子的轴向截面图；

图8是根据本实用新型实施例的永磁电机的轴向截面图；

图9是根据本实用新型实施例的压缩机转子的凸台设置在磁极上的表磁波形数据；

图10是根据本实用新型实施例的压缩机转子的无凸台磁环表磁数波形据；

图11是根据本实用新型实施例的压缩机转子的凸台设置在磁极之间表磁波形数据；

图12是根据本实用新型实施例的压缩机的结构示意图。

附图标记：

100：压缩机；

10：永磁电机；

11：压缩机转子；

111：转子磁环；1111：第一止挡部；

112：转子铁芯；1121：第二止挡部；

12：定子；121：定子铁芯；122：定子绕组；

20：机壳；30：曲轴；40：主轴承；50：气缸；

60：活塞；70：副轴承。

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。

下面结合附图1至附图11具体描述根据本实用新型第一方面实施例的压缩机转子11。

根据本实用新型实施例的压缩机转子11包括转子磁环111和转子铁芯112，转子磁环111的截面大致形成为环形，转子磁环111的内周半径为R1，转子磁环111的外周半径为R2，转子磁环111的极对数为P，P为大于0的自然数，转子磁环111的内壁面设有位于相邻两个磁极中心位置的第一止挡部1111，转子铁芯112的截面大致形成为环形且设在转子磁环111内，转子铁芯112的外壁面设有与第一止挡部1111位置相对应的第二止挡部1121，第一止挡部1111形成为大致沿转子铁芯112的径向延伸的凹槽和/或与凹槽结构相对应的凸台，第二止挡部1121形成为与凹槽或凸台结构相对应的凸台或凹槽，转子铁芯112与转子磁环111之间的最大间隙值为J，0<J≤1.5(R2-R1)。

换言之，压缩机转子11主要由转子磁环111和转子铁芯112组成，转子磁环111的横截面大致形成为环形结构，其中，内圈半径为R1，外圈半径为R2，转子磁环111的极对数大于零，在这里，极对数的数量用P表示，也就是说，P是大于0的整数，转子磁环111的相邻磁极之间设有第一止挡部1111，且第一止挡部1111设在转子磁环111的内壁面上。

其中，转子磁环111的内侧设有转子铁芯112，转子铁芯112大致与转子磁环111适配的环形，转子铁芯112外壁面与转子磁环111的内壁面配合，且转子铁芯112与转子磁环111之间的间隙小于转子磁环111沿其径向的宽度的1.5倍。

进一步地，转子铁芯112上设有与转子磁环111的第一止挡部1111适配的第二止挡部1121，即第一止挡部1111与第二止挡部1121的位置对应，如图1所示，第一止挡部1111形成为沿转子铁芯112径向延伸的凹槽或凸台，第二止挡部1121与第一止挡部1111对应形成沿转子铁芯112径向延伸的凸台或凹槽，也就是说，第一止挡部1111与第二止挡部1121分别为凹槽或凸台，且若第一止挡部1111为凹槽，则第二止挡部1121形成为凹槽，相反，若第一止挡部1111为凸台，则第二止挡部1121形成为与凸台对应的凹槽。

由此，根据本实用新型实施例的压缩机转子11，通过在转子磁环111与转子铁芯112之间设置第一止挡部1111与第二止挡部1121，用凹槽与凸台之间的卡接配合限制转子磁环111与转子铁芯112之间的相互移动，从而防止压缩机转子11在旋转工作过程中出现打滑的现象，提高了转子铁芯112与转子磁环111之间的连接稳定性和装配牢固度，而且凹槽或凸台均设置在相邻磁极的中心位置，能够保证转子磁环111表磁波的对称性，降低了压缩机100的工作噪音，提高了压缩机转子11的稳定性和可靠性，优化了压缩机100的结构设计，提升了压缩机100的工作性能。

优选地，第一止挡部1111与第二止挡部1121的总个数为n，n＝1、2、3···2P，也就是说，第一止挡部1111的数量之和加上第二止挡部1121的数量之和小于或等于磁极对数的两倍。

由于第一止挡部1111设置在相邻磁极的中心位置，第二止挡部1121对应于第一止挡部1111设置，因此第一止挡部1111和第二止挡部1121的数量受到磁极对数的影响限制，在每两个相邻磁极之间设置一个第一止挡部1111，并在对应位置设置第二止挡部1121时，第一止挡部1111的数量之和加上第二止挡部1121的数量之和达到最大值情况，此时第一止挡部1111的数量之和加上第二止挡部1121的数量之和等于磁极对数的两倍，即n＝2P，当然第一止挡部1111的数量之和加上第二止挡部1121的数量和也可以小于2P，可以是2个，即只设置一个第一止挡部1111和一个第二止挡部1121，也可以是4个、6个或是小于2P的其他值。

将第一止挡部1111和第二止挡部1121的总个数限制在2P之内，不仅能够满足转子铁芯112和转子磁环111之间的限制作用，防止转子打滑，还能优化压缩机转子11的结构设计，防止因第一止挡部1111与第二止挡部1121数量过多影响磁环表磁波对称性。

可选地，凹槽或凸台的截面由直线、圆弧或曲线中的一种或多种组合而成。也就是说，凹槽或凸台的横截面的轮廓线可以是多条直线组成的折线，也可以是圆弧，也可以由曲线组成，同时可也以是由其中的多种线型组合，例如，部分曲线和直线配合，或者是圆弧与曲线配合。

如图2和3所示，在本实施例中，转子磁环111的凸台的横截面轮廓线由折线构成形成为梯形或矩形，截面轮廓线由直线构成的压缩机转子11的加工工艺较为简单，而且压缩机转子11装配工艺简单顺畅，提高了压缩机转子11的装配效率，降低了生产成本。

如图4和5所示，在本实施例中，转子磁环111的凸台的截面有圆弧构成，这样可以进一步提高转子磁环111与转子铁芯112的连接牢固度，不影响电机的正常性能，而且减少了压缩机转子11在周向不平衡量，减小电机工作过程中的颤动，降低了电机的工作噪声。

由此，可以根据转子铁芯112和转子磁环111的需要合理地设定凹槽与凸台的形状，增加了凹槽与凸台的可选择性，有利于优化转子铁芯112和转子磁环111的结构设计，降低凸台与磁环对压缩机转子11的影响。

可选地，转子铁芯112与转子磁环111之间的最大间隙值位于第一止挡部1111与第二止挡部1121之间。

如图5所示，转子铁芯112与转子磁环111之间相配合，且转子铁芯112的外壁面与转子磁环111的内壁面在至少一部分位置存在间隙，例如在第一止挡部1111与第二止挡部1121之外的位置，转子铁芯112的外壁面与转子磁环111的内壁面紧密贴合，而第一止挡部1111与第二止挡部1121之间设有间隙，且该间隙大于转子铁芯112与转子磁环111之间的其他连接处的间隙，也就是说，第一止挡部1111与第二止挡部1121之间的间隙为转子铁芯112与转子磁环111之间的最大间隙。

由此，将转子铁芯112与转子磁环111之间的最大间隙设置在第一止挡部1111与第二止挡部1121之间，能够提高转子铁芯112与转子磁环111的连接稳定性和可靠性，防止因转子铁芯112与转子磁环111之间的间隙过大造成压缩机转子11的震动或滑动，且进一步保证了转子磁环111表磁波的对称性。

其中，转子铁芯112与转子磁环111之间的间隙内填充有使转子铁芯112与转子磁环111粘合的粘结剂。

具体而言，转子铁芯112的外壁面与转子磁环111的内壁面之间的间隙内充填粘结剂，例如，在凹槽与凸台之间的空隙中充填粘结剂，粘结剂能够将转子铁芯112与转子磁环111粘接，从而增加了转子铁芯112与转子磁环111之间的连接稳定性，防止压缩机转子11在旋转过程中发生震动。

如图4和图5所示，在本实用新型的一个实施例中，第一止挡部1111形成为凸台，第二止挡部1121形成为凹槽，所述凸台和所述凹槽的总个数为n，n＝1、2、3···2P，多个凸台在转子磁环111上对称分布。

具体而言，转子磁环111的内壁面设有沿转子磁环111径向向内延伸的凸台，该凸台凸出于转子磁环111的内壁面，转子铁芯112的外壁面上设有沿转子铁芯112径向向内延伸的凹槽，该凹槽相对于转子铁芯112的外壁面向内凹陷，转子铁芯112的凹槽与转子磁环111的凸台的位置对应，且凸台的数量小于磁极对数，可以是1个、2个或是多个，凹槽的个数与凸台相等，其中，多个凸台沿转子磁环111的周向分布，且相对于转子磁环111的中心轴呈中心对称，同时相对于转子磁环111的一条直径所在的直线轴对称布置。

由此，根据本实用新型实施例的压缩机转子11的第一止挡部1111与第二止挡部1121均对称布置，从而保证压缩机转子11的质量均匀，不仅保证了转子磁环111表磁波的对称性，保障压缩机100正常工作，还能防止因凸台处质量增加造成的转子重心偏离，降低了压缩机转子11旋转过程中的震动，其中，为了进一步保证压缩机转子11的工作性能与稳定性，需要严格控制凹槽的尺寸与数量，防止因凹槽尺寸过大或数量过多影响转子磁环1111的结构稳定性。

可选地，第一止挡部1111形成为凸台和凹槽，凸台和凹槽的总个数为n，n＝2、4、6···2P，多个凸台和凹槽在转子磁环111上的位置相互对称。

换言之，转子磁环111内的多个第一止挡部1111中的一部分形成凸台，另一部分形成凹槽，且凸台与凹槽分别对称设置，其中，凸台与凹槽的数量之和小于磁极对数的两倍，且凸台与凹槽的数量之和为偶数个。

如图6所示，在本实施例中，转子磁环111的内侧壁设有两个凸台和两个凹槽，且两个凸台与两个凹槽依次错开且间隔布置；如图7所示，在本实施例中，转子磁环111的内侧壁设有四个凹槽两个凸台，四个凹槽与两个凸台相对于转子磁环111的一条直径所在的直线对称布置，位于对称轴的一侧的两个凹槽与一个凸台间隔开布置，且凸台位于两个凹槽之间，且凸台与两个凹槽之间的距离相等。

由此，通过在转子磁环111的内侧组合设置凸台与凹槽，且凸台与凹槽在圆周上实现对称分布，转子铁芯112上设置与之对应的凹槽与凸台，从利用凹槽处挖槽质量降低消除凸台处质量增加对压缩机转子11的影响，在压缩机转子11永磁材料不增加的情况下，保证压缩机转子11运转过程中转子磁环111与转子铁芯112之间转配的牢固性，保证压缩机转子11在质量上达到平衡，从而降低了压缩机100旋转过程中产生的噪声与震动，为了进一步保证压缩机转子11的工作性能与稳定性，需要严格控制凹槽的尺寸与数量，防止因凹槽尺寸过大或数量过多影响转子磁环1111的结构稳定性。

需要说明的是，转子磁环111为粘接钕铁硼材料件，采用钕铁硼材料制作转子磁环111，增强了转子磁环111的磁场强度，从而增强了压缩机100的工作性能，而且钕铁硼材料的硬度较大，能够提高转子磁环111的结构稳定性，防止压缩机转子11损坏，延长了压缩机100的使用寿命。

附图9至附图11为本实用新型实施例的压缩机转子11的表磁测试数据，其中，从图9可以看出，当第一止挡部1111的凸台或凹槽设置在转子磁环111的磁极上时，N极最大值与最小值相差17mT，S极最大值最小值相差16mT，表磁波强度的变化较大，从图10可以看出，若转子磁环111与转子铁芯112之间不设置第一止挡部1111与第二止挡部1121时，N极最大值与最小值相差3mT，S极最大值与最小值相差7mT，从图11可以看出，当第一止挡部1111的凸台与凹槽设置在磁极极间的中心处时，N极最大值与最小值相差1mT，S极最大值与最小值相差4mT，能够保证转子磁环111的性能不受影响。

若凸台的设置位置不在相邻磁极之间，则会影响表磁幅值的部分变大，影响压缩机转子11的正常工作，凸台设置在转子磁环11磁极之间的中心处时，能够保证磁环磁性能不受凸台的影响，保障永磁电机10正常工作。

下面具体描述根据本实用新型第二方面实施例的永磁电机10。

如图8所示，根据本实用新型实施例的永磁电机10包括根据上述实施例的压缩机转子11。具体地，永磁电机10包括电机壳20、定子12和压缩机转子11，其中，电机壳20内限定出容纳腔，容纳腔内设有定子12，定子12固定连接在电机壳20的内壁面上，定子12主要由定子铁芯121和定子绕组122构成，定子12内侧设有压缩机转子11，压缩机转子11可旋转地设置在定子12内。

由于根据本实用新型的压缩机转子11具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的永磁电机10也具有上述技术效果，即该永磁电机10各部件连接可靠，在保证转子磁环111表磁波对称的前提下，提高了永磁电机10的工作效率，提升了永磁电机10工作性能，而且增强了永磁电机10的稳定性和可靠性，降低了永磁电机10工作过程中的震动与噪声。

下面具体描述根据本实用新型第三方面实施例的压缩机100。

如图12所示，根据本实用新型实施例的压缩机100包括根据上述实施例的永磁电机10。如图12所示，压缩机100包括机壳20、曲轴30、主轴承40、气缸50、活塞60、副轴承70和永磁电机10，机壳20内限定出腔体，腔体内设有永磁电机10，永磁电机10通过曲轴30连接活塞60，活塞60可活动的设置在气缸50内。

由于根据本实用新型的永磁电机10具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的压缩机100也具有上述技术效果，即该压缩机100的各部件连接稳定，可靠性强，提升了压缩机100的工作性能和工作效率，优化了压缩机100的结构设计，而且降低了压缩机100工作过程中的噪声，降低了压缩机100对用户生活环境的影响。

根据本实用新型实施例的压缩机100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

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”、“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。

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。