电机、压缩机和制冷设备的制作方法

文档序号:23623344发布日期:2021-01-12 10:34阅读:78来源:国知局
电机、压缩机和制冷设备的制作方法

本发明涉及压缩机技术领域,具体而言,涉及一种电机、一种压缩机和一种制冷设备。



背景技术:

目前,大功率压缩机的排量增加,若电机输出能力较差,会出现高负荷工况不能运行,甚至出现跳停或烧电机的问题,尤其对于分布卷电机来说,由于其电机的定子绕组端部较高,在电机运行过程中损耗较大,导致电机的能效无法满足大功率压缩机的要求。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明的第一个方面在于,提出一种电机。

本发明的第二个方面在于,提出一种压缩机。

本发明的第三个方面在于,提出一种制冷设备。

有鉴于此,根据本发明的第一个方面,提供了一种电机,包括定子铁芯和转子铁芯,其中,定子铁芯具有内腔,定子铁芯包括多个定子槽,定子槽的数量为z,定子铁芯的外径为d1,转子铁芯设于定子铁芯的内腔中,转子铁芯的外径为d2,其中,电机的极数p满足6≤p≤8,定子槽的数量z满足36≤z≤48,定子铁芯的外径d1与转子铁芯的外径d2满足

本发明提供的电机包括定子铁芯和转子铁芯,其中,转子铁芯设于定子铁芯的内腔中,定子铁芯包括多个定子槽,具体而言,定子槽的数量z满足36≤z≤48,电机的极数为6≤p≤8,也就是说,对于上述槽极配合的电机,通过对转子铁芯外径与定子铁芯外径比值的取值范围的限定,使得电机的大小能够满足特定的定子槽数量和极数的要求,从而能够通过增加定子槽的数量,使得电机的磁场分布更加均匀,进而降低谐波的产生,能够有效降低噪音的影响。同时,对于相同长度的线圈来说,由于将定子槽的数量限定在较多的范围,能够使得定子绕组绕制后的线圈端部在定子铁芯的轴向方向上能够处于相对较低的位置,即线圈绕制在定子槽数量较多的定子铁芯中线圈端部所在的位置,能够比绕制在定子槽数量相对较少的定子铁芯中线圈端部所在的位置,在定子铁芯的轴向方向上较低,从而能够降低定子绕组线圈端部的损耗,进而提升电机的能效。

具体而言,对于大功率压缩机的应用场合,由于电机的转速较高,因此压缩机的噪音也较高,通过增加定子槽的数量可以有效降低噪音的影响,然而,若定子槽的数量设计的过多,则会增加制造难度,因此,本申请通过将上述槽极配合的电机的定子铁芯和转子铁芯的尺寸范围进行限定,即控制定子铁芯外径与转子铁芯外径在一定尺寸范围内,能够在改善噪音的同时,提高电机的输出能力,提升电机的能效,使得具有该结构的电机能够满足大功率压缩机的要求。

另外,根据本发明提供的上述技术方案中的电机,还可以具有如下附加技术特征:

在一种有可能的设计中,进一步地,定子铁芯的外径d1满足:145mm≤d1≤250mm。

在该设计中,进一步对电机的尺寸进行限定,且该定子铁芯的尺寸取值能够保证容纳上述定子槽的数量,即该定子铁芯的尺寸取值能够进一步保证定子槽的数量,进而通过对定子槽的数量的限定,能够改善大功率压缩机应用场合下的噪音,提升电机的输出能力。

在一种有可能的设计中,进一步地,定子铁芯的厚度为t,定子铁芯的外径d1与定子铁芯的厚度t满足

在该设计中,在定子槽的数量为36≤z≤48,电机的极数为6极至8极的槽极配合下,通过对定子铁芯的外径与定子铁芯厚度的比值的限定,能够在改善电机噪音的基础上,进一步提升电机的输出能力和电机的效率,进而满足大功率压缩机的应用场合。

在一种有可能的设计中,进一步地,定子铁芯的厚度t满足:70mm≤t≤160mm。

在该设计中,对定子铁芯的厚度做了进一步限定,也即进一步限定了电机的尺寸范围,即该定子铁芯的尺寸取值能够进一步保证定子槽的数量,进而通过对定子槽的数量的限定,能够改善大功率压缩机应用场合下的噪音,提升电机的输出能力。通过对该尺寸范围电机的转子外径与定子外径比值的进一步限定,能够在改善电机噪音的基础上,提升电机的输出能力和电机的效率,进而满足大功率压缩机的使用要求。

在一种有可能的设计中,进一步地,定子铁芯还包括定子齿,设置在多个定子槽中相邻两个定子槽之间,定子齿的宽度为d,转子铁芯的外径与定子齿的宽度之间满足:

在该设计中,多个定子槽中相邻两个定子槽之间设置有定子齿,其中,定子齿的数量与定子槽的数量相同,通过对定子齿宽度、转子外径、电机极数和定子槽的关系进行限定,即在定子槽的数量36≤z≤48,电机的极数为6极至8极的槽极配合下,通过对定子齿宽度与转子外径的尺寸进一步限定,进而能够限定电机产生的磁力的范围。具体而言,若电机产生的磁力过小,则电机的功率密度不够,也即电机的输出能力不够,则容易出现电机跳停或烧电机的问题,且浪费材料,若电机产生的磁力过大,即电机的磁力过饱和,一方面体现不出来较大的磁力,另一方面还可能出现反作用,即容易出现噪音问题。对于定子槽112的数量36≤z≤48,电机100的极数为6极至8极的槽极配合的电机,通过对定子齿宽度与转子外径尺寸的限定,对电机产生的磁力进行了限定,能够在改善电机噪音的基础上,使得电机的输出能力和噪音保证在最佳水平。

在一种有可能的设计中,进一步地,电机还包括定子绕组,设于定子齿上,其中,定子绕组以绕制或嵌入的方式设置在定子齿上。

在该设计中,电机还包括定子绕组,定子绕组设置在定子齿上,其中,定子绕组是以绕制或嵌入的方式设在定子齿上,即限定了定子绕组的设置位置,通过绕制或嵌入的方式将定子绕组设在定子齿上,能够使得定子绕组更加稳定地设置在定子铁芯内,进而提升电机运行的稳定性。

在一种有可能的设计中,进一步地,转子铁芯的内径为d2,转子铁芯的外径与转子铁芯的内径满足:

在该设计中,通过转子铁芯的外径与内径的比值的取值范围进行限定,也就是限定了电机功率的大小。具体而言,转子铁芯的中部开设有轴孔,电机轴穿过轴孔与转子铁芯相配合,常规电机若轴孔较小,则与之配合的电机轴较小,进而电机的输出功率较小,若电机轴孔较大,则与之配合的电机轴较大,进而电机的输出功率较大。通过对转子铁芯的外径与内径的比值的取值范围的限定,即对电机的输出功率进行了限定,从而使得电机能够满足大功率的应用场合。

在一种有可能的设计中,进一步地,定子铁芯包括本体,多个定子槽沿本体的周向方向上间隔分布。

在该设计中,定子铁芯包括本体和多个定子槽,其中,定子槽沿本体的周向方向上间隔分布,本申请限定的定子槽的数量为36≤z≤48,通过设置多个定子槽在本体的周向上间隔分别,能够使得电机的磁场更加均匀。

根据本发明的第二个方面,提供了一种压缩机,包括上述任一技术方案所提供的电机。

本发明提供的压缩机,包括上述任一技术方案所述的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。

进一步地,压缩机还包括壳体,壳体被构造被具有腔体的结构,电机设置在腔体内。

根据本发明的第三个方面,提供了一种制冷设备,包括上述任一技术方案所提供的压缩机。

本发明提供的制冷设备,包括上述任一技术方案所述的压缩机,因此具有该压缩机的全部有益效果,在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,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示出了根据本发明的一个实施例的电机的结构示意图;

图2示出了根据本发明的一个实施例的转子铁芯外径d2与定子铁芯外径d1的比值的取值与电机效率的关系的示意图;

图3示出了根据本发明的一个实施例的转子铁芯外径d2与定子铁芯外径d1的比值的取值与电机最大功率的关系的示意图;

图4示出了根据本发明的一个实施例的定子铁芯外径d1与定子铁芯厚度t的比值的取值与电机效率的关系的示意图;

图5示出了根据本发明的另一个实施例的电机的结构示意图;

图6示出了根据本发明的一个实施例的压缩机的结构示意图。

其中,图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

100电机,110定子铁芯,112定子槽,114定子齿,120定子绕组,130转子铁芯。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例的电机100、压缩机和制冷设备。

实施例一

根据本发明的第一个方面的实施例,如图1所示,提供了一种电机100,包括定子铁芯110和转子铁芯130,其中,定子铁芯110具有内腔,定子铁芯110包括多个定子槽112,定子槽112的数量为z,定子铁芯110的外径为d1,转子铁芯130设于定子铁芯110的内腔中,转子铁芯130的外径为d2,其中,电机100的极数p满足6≤p≤8,定子槽112的数量z满足36≤z≤48,定子铁芯110的外径d1与转子铁芯130的外径d2满足

本发明提供的电机100包括定子铁芯110和转子铁芯130,其中,转子铁芯130设于定子铁芯110的内腔中,定子铁芯110包括多个定子槽112,具体而言,定子槽112的数量z满足36≤z≤48,电机100的极数为6≤p≤8,也就是说,对于上述槽极配合的电机100,通过对转子铁芯130外径与定子铁芯110外径比值的取值范围的限定,使得电机100的大小能够满足特定的定子槽112数量和极数的要求,从而能够通过增加定子槽112的数量,使得电机100的磁场分布更加均匀,进而降低谐波的产生,能够有效降低噪音的影响。同时,对于相同长度的线圈来说,由于将定子槽112的数量限定在较多的范围,能够使得定子绕组120绕制后的线圈端部在定子铁芯110的轴向方向上能够处于相对较低的位置,即线圈绕制在定子槽112数量较多的定子铁芯110中线圈端部所在的位置,能够比绕制在定子槽112数量相对较少的定子铁芯110中线圈端部所在的位置,在定子铁芯110的轴向方向上较低,从而能够降低定子绕组120线圈端部的损耗,进而提升电机100的能效。

具体而言,对于大功率压缩机的应用场合,由于电机100的转速较高,因此压缩机的噪音也较高,通过增加定子槽112的数量可以有效降低噪音的影响,然而,若定子槽112的数量设计的过多,则会增加制造难度,因此,本申请通过将上述槽极配合的电机100的定子铁芯110和转子铁芯130结构进行限定,即控制定子铁芯110外径与转子铁芯130外径在一定尺寸范围内,能够在改善噪音的同时,提高电机100的输出能力,提升电机100的能效,使得具有该结构的电机100能够满足大功率压缩机的要求。

其中,由图2和图3可以明显看出,随着d2/d1比值的增加,电机100的效率和最大功率先增大后减小,且到后面处于磁饱和状态时,电机100的输出功率减小,即在0.58的附近能够保证电机100的效率和最大功率在最佳状态,此时,电机100整体的铜耗减小,铁耗的增加幅度减小,进而实现电机100能效的提升。

实施例二

在上述实施例一的基础上,对定子铁芯110的外径的尺寸做具体限定,进一步地,定子铁芯110的外径d1满足:145mm≤d1≤250mm。

在该实施例中,进一步对电机100的尺寸进行限定,且该定子铁芯110的尺寸取值能够保证容纳上述定子槽112的数量,即该定子铁芯110的尺寸取值能够进一步保证定子槽112的数量,进而通过对定子槽112的数量的限定,能够改善大功率压缩机应用场合下的噪音,提升电机100的输出能力。

其中,需要说明的是,若定子铁芯110过小,则无法满足定子槽112数量的要求,若定子铁芯110过大,则会使电机100占用空间较大,且浪费材料。

实施例三

在上述实施例的基础上,如图4和图5所示,进一步地,定子铁芯110的厚度为t,定子铁芯110的外径d1与定子铁芯的厚度t满足

在该实施例中,通过对定子铁芯110外径与定子铁芯110厚度的比值的取值进行限定,也就是说,在定子槽112的数量为36≤z≤48,电机100的极数为6极至8极的槽极配合下,通过对定子铁芯110的外径与定子铁芯110厚度的比值的限定,能够在改善电机100噪音的基础上,进一步提升电机100的输出能力和电机100的效率,进而满足大功率压缩机的应用场合。

其中,随着比值的增加,电机100的效率的先增大后减小,且到后面处于磁饱和状态时,电机100的效率减小,即在的范围内,电机的效率较高,通过进一步限定定子铁芯110外径d1与定子铁芯110的厚度t之间比值的取值范围,能够保证电机100的效率和最大功率在最佳状态,进而使得电机100整体的铜耗减小,铁耗的增加幅度减小,进而实现电机100能效的提升。

在一个具体的实施例中,如图4所示,进一步地,定子铁芯110的外径与定子铁芯110的厚度之间,电机的效率进一步提高,也就是说,当定子铁芯110的外径与定子铁芯110的厚度的比值能够进一步满足1.3至2.5之间时,电机100的效率均可在95%以上,进一步保证电机100的效率和最大功率处于最佳水平。

当然,能够理解的是,定子铁芯110的外径与定子铁芯110的厚度的比值处于1.1至1.3,或2.5至2.71时,电机100的效率能够处于95%左右,电机100的效率也较高,进而也能够使电机100的效率和最大功率在较佳的状态。

其中,需要说明的是,定子铁芯110由一定数量的定子冲片堆叠而成,每个定子冲片具有一定厚度,也即一定数量的定子冲片堆叠成一定厚度的定子铁芯110,定子铁芯110是通过将一定片数的具有规定形状的定子冲片堆叠并冲压而成的,具体而言,定子冲片可以是硅钢片,硅钢片能够减小涡流损耗和磁滞损耗,进而降低铁芯发热,且多个硅钢片彼此绝缘,能够减小过流面积,进一步降低发热。

进一步地,定子铁芯的厚度t满足:70mm≤t≤160mm。

在该实施例中,对定子铁芯110的厚度做了进一步限定,也即进一步限定了电机100的尺寸范围,即该定子铁芯110的尺寸取值能够进一步保证定子槽112的数量,进而通过对定子槽112的数量的限定,能够改善大功率压缩机应用场合下的噪音,提升电机100的输出能力。通过对该尺寸范围电机100的转子外径与定子外径比值的进一步限定,能够在改善电机100噪音的基础上,提升电机100的输出能力和电机100的效率,进而满足大功率压缩机的使用要求。

实施例四

在上述任一实施例的基础上,如图1所示,进一步地,定子铁芯110还包括定子齿114,设置在多个定子槽112中相邻两个定子槽112之间,定子齿114的宽度为d,转子铁芯130的外径与定子齿114的宽度之间满足:

在该实施例中,多个定子槽112中相邻两个定子槽112之间设置有定子齿114,其中,定子齿114的数量与定子槽112的数量相同,通过对定子齿114宽度、转子外径、电机100极数和定子槽112的关系进行限定,即在定子槽112的数量36≤z≤48,电机100的极数为6极至8极的槽极配合下,通过对定子齿114宽度与转子外径的尺寸进一步限定,进而能够限定电机产生的磁力的范围。具体而言,若电机100产生的磁力过小,则电机100的功率密度不够,也即电机100的输出能力不够,则容易出现电机100跳停或烧电机100的问题,且浪费材料,若电机100产生的磁力过大,即电机100的磁力过饱和,一方面体现不出来较大的磁力,另一方面还可能出现反作用,即容易出现噪音问题。对于定子槽112的数量36≤z≤48,电机100的极数为6极至8极的槽极配合的电机,通过对定子齿宽度与转子外径尺寸的限定,对电机100产生的磁力进行了限定,能够在改善电机100噪音的基础上,使得电机100的输出能力和噪音保证在最佳水平。

例如,常规电机100能输出30kw,通过上述电机100尺寸的限定,使得电机100能够输出40kw。

实施例五

在上述任一实施例的基础上,如图1所示,进一步地,电机100还包括定子绕组120,设于定子齿114上,其中,定子绕组120以绕制或嵌入的方式设置在定子齿114上。

在该实施例中,电机100还包括定子绕组120,定子绕组120设置在定子齿114上,其中,定子绕组120是以绕制或嵌入的方式设在定子齿114上,即限定了定子绕组120的设置位置,通过绕制或嵌入的方式将定子绕组120设在定子齿114上,能够使得定子绕组120更加稳定地设置在定子铁芯110内,进而提升电机100运行的稳定性。

其中,需要说明的是,定子绕组可以包括多个线圈,具体根据实际需要进行设置。

实施例六

在上述任一实施例的基础上,如图1所示,进一步地,转子铁芯130的内径为d2,转子铁芯130的外径与转子铁芯130的内径满足:

在该实施例中,通过转子铁芯130的外径与内径的比值的取值范围进行限定,也就是限定了电机100功率的大小。具体而言,转子铁芯130的中部开设有轴孔,电机100轴穿过轴孔与转子铁芯130相配合,常规电机100若轴孔较小,则与之配合的电机100轴较小,进而电机100的输出功率较小,若电机100轴孔较大,则与之配合的电机100轴较大,进而电机100的输出功率较大。通过对转子铁芯130的外径与内径的比值的取值范围的限定,即对电机100的输出功率进行了限定,从而使得电机100能够满足大功率的应用场合。

其中,需要说明的是,转子包括转子铁芯130和永磁体,转子铁芯130由多个转子冲片按照规定的形状冲压而成,转子冲片可以为硅钢片。具体而言,转子冲片可以是硅钢片,硅钢片能够减小涡流损耗和磁滞损耗,进而降低铁芯发热,且多个硅钢片彼此绝缘,能够减小过流面积,进一步降低发热。

每一片转子冲片上沿周向方向上设有多个磁体槽,多个磁体槽沿转子冲片的周向上均匀分布,多个转子铁芯130的磁体槽沿转子铁芯130的轴向贯通以形成插槽,永磁体插入插槽中,具体地,相邻两个插槽中插入的永磁体的磁性相反,即一个插槽插入的是n极,一个插槽插入的是s极,从而形成转子铁芯130周向上极性交替变化的磁极。

其中,本申请限定的电机极数为6极至8极,如图1所示,即是极数为8极的电机结构,具体而言,由于相邻两个插槽中插入的永磁体的磁性相反,因此,对于8极的电机结构,具有4个n极和4个s极,其中,n极和s极交替插入插槽中,从而形成转子铁芯130周向上极性交替变化的磁极。

在一个具体的实施例,进一步地,定子铁芯110包括本体,多个定子槽112沿本体的周向方向上间隔分布。

在该实施例中,定子铁芯110包括本体和多个定子槽112,其中,定子槽112沿本体的周向方向上间隔分布,本申请限定的定子槽的数量为36≤z≤48,通过设置多个定子槽在本体的周向上间隔分别,能够使得电机100的磁场更加均匀。其中,需要说明的是,多个定子槽112之间可以是等间距分布,然而多个定子槽112等间距分布属于较理想状态,能够理解的是,相邻定子槽112之间的间距可以存在一定的误差范围,其对电机100的磁场均匀性没有影响。

实施例七

根据本发明的第二个方面,提供了一种压缩机,包括上述任一实施例所提供的电机100。

本发明提供的压缩机,包括上述任一实施例所述的电机100,因此具有该电机100的全部有益效果,在此不再赘述。

如图6所示,进一步地,压缩机还包括壳体和引出线,壳体被构造被具有腔体的结构,电机100设置在腔体内,引出线的一端连接定子绕组,另一端通过接线盒连接至外部电源,进而为电机供电。其中,接线盒包括多个接线柱和多个接线端子,其中,两个接线端子对应一个接线柱,具体地,两个接线端子分别焊接至接线柱的一端,接线柱的另一端通过接线单元连接至外部单元,电机的引出线可以为至少两根,从而可以通过多根引出线进行分流,能够降低引出线的线经,并减小引出线的硬度和应力,提高电机的稳定性,多根引出线中的每根引出线分别连接至接线端子,从而形成完整了回路。

对于大功率压缩机的应用场合,由于电机100的转速较高,因此压缩机的噪音也较高,通过增加定子槽112的数量,使得电机100的磁场分布更加均匀,进而谐波的产生也较少,能够有效降低噪音的影响,然而,若定子槽112的数量设计的过多,则会增加制造难度,因此,本申请通过将上述槽极配合的电机100的定子和转子结构进行设计,即控制定子铁芯110外径与转子铁芯130外径在一定尺寸范围内,能够在改善噪音的同时,提高电机100的输出能力,提升电机100的能效,使得具有该结构的电机100能够满足大功率压缩机的要求。同时,对于相同长度的线圈来说,由于将定子槽112的数量限定在较多的范围,使得定子绕组120绕制后的线圈端部在定子铁芯110的轴向方向上能够处于相对较低的位置,即线圈绕制在定子槽112数量较多的定子铁芯110中线圈端部所在的位置,能够比绕制在定子槽112数量相对较少的定子铁芯110中线圈端部所在的位置,在定子铁芯110的轴向方向上较低,从而能够降低定子绕组120线圈端部的损耗,进而提升电机100的能效。

实施例八

根据本发明的第三个方面,提供了一种制冷设备,包括上述任一实施例所提供的压缩机。

本发明提供的制冷设备,包括上述任一实施例所述的压缩机,因此具有该压缩机的全部有益效果,在此不再赘述。

在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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