一种转子结构及其变频电机的制作方法

本实用新型涉及压缩机用的直流无刷变频电动机技术领域。

背景技术：

在内置式永磁电机中，永磁体产生的磁场和定子齿槽的相互作用产生齿槽转矩，使得电机输出转矩波动，尤其是分数槽永磁电机，齿槽转矩引起的转矩更为突出，对电机控制系统的精度造成不良影响，影响电机的振动和噪音。变频电机的齿槽转矩一直是变频电机行业研究的焦点和核心，也是电机一种固有的特性，对于分数槽变频电机齿槽转矩的削弱来降低电机振动噪音，现在急需一种转子结构来解决上述出现的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种转子结构，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型结构合理，在电机径向气隙磁密中，产生的谐波也得到改善，尤其是5次谐波和7次谐波，大大削弱了齿槽波，对电机电磁噪音进行改善。针对电机谐波改善，对电网也有一定改善。电机的反电动势波形也进行改善，波形更加正弦，有利于变频控制器的控制。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种转子结构，包括转子主体，所述转子主体上开设有若干个磁钢槽孔，在每个所述磁钢槽孔外侧开设有两个用于降低径向磁密谐波含量的圆弧切口，且两个圆弧切口关于该磁钢槽孔的中心线对称。

进一步地，当所述磁钢槽孔中心线夹角为180°时，两个与该磁钢槽孔对应的圆弧切口关于转子主体圆心的夹角为40°。

进一步地，当所述磁钢槽孔中心线夹角为126°时，两个与该磁钢槽孔对应的圆弧切口关于转子主体圆心的夹角为27°。

进一步地，所述转子主体边缘设置有用于降低径向磁密谐波含量的切边，所述切边与磁钢槽孔中心线垂直，所述切边的两端以转子主体为圆心的夹角≤8°。

进一步地，所述的转子主体边缘对应磁钢槽孔处开设有隔磁孔。

本实用新型还提供一种变频电机，该变频电机采用9槽6极结构。

本实用新型的有益效果：通过在转子主体边缘开设有12个内凹的圆弧切口，其中两个圆弧切口为一组，当磁钢槽孔中心线夹角为180°时，两个与该磁钢槽孔对应的圆弧切口关于转子主体圆心的夹角为40°；当磁钢槽孔中心线夹角为126°时，两个与该磁钢槽孔对应的圆弧切口关于转子主体圆心的夹角为27°；

针对上述实用新型不规则转子外形，通过电机有限元仿真计算出来转子的齿槽转矩对比，设置为1转/min，在没有电流上计算。齿槽转矩相差比较大，说明在对电机运行平稳性有明显优势，降低电机运行过程产生的振动。在电机径向气隙磁密中，产生的谐波也得到改善，尤其是5次谐波和7次谐波，大大削弱了齿槽波，对电机电磁噪音进行改善。针对电机谐波改善，对电网也有一定改善。电机的反电动势波形也进行改善，波形更加正弦，有利于变频控制器的控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的转子结构的结构示意图；

图2为本实用新型的转子结构的结构示意图；

图3为现有一般转子的结构示意图；

图4为本实用新型变频电机的结构示意图；

图5为本实用新型的转子主体在设置为1转/min，没有电流时的定子齿槽转矩；

图6为本实用新型的转子主体在设置为1转/min，没有电流时的空载转矩；

图7为本实用新型的转子主体在两个不同基波的方案一和方案二，不同反电动势次数下的反电动势谐波对比表格图；

图8为图7的柱状图；

图中：1转子主体、2磁钢槽孔、3圆弧切口、4切边、5定子、6定子齿槽。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1-图8，本实用新型提供一种技术方案：一种转子结构，包括转子主体1，转子主体1上开设有若干个磁钢槽孔2，在每个磁钢槽孔2外侧开设有两个用于降低径向磁密谐波含量的圆弧切口3，且两个圆弧切口3关于该磁钢槽孔2的中心线对称。

本实用新型还提供一种用于该转子主体1的变频电机，该变频电机采用9槽6极结构，该变频电机中，定子5套设在转子主体1外围，定子5内侧等间距地开设有个9个定子齿槽6，另外，圆弧切口3的圆心旋转经过定子齿槽6内部下侧的中间位置，圆弧切口3设有12个。

本实用新型的转子主体1中，当磁钢槽孔2中心线夹角为180°时，两个与该磁钢槽孔2对应的圆弧切口3关于转子主体1圆心的夹角为40°。

本实用新型的转子主体1中，当磁钢槽孔2中心线夹角为126°时，两个与该磁钢槽孔2对应的圆弧切口3关于转子主体1圆心的夹角为27°。

本实用新型的转子主体1边缘设置有用于降低径向磁密谐波含量的切边4，切边4与磁钢槽孔2中心线垂直，切边4的两端以转子主体1为圆心的夹角≤8°；另外，转子主体1边缘对应磁钢槽孔2处开设有隔磁孔7。

在高转矩电流比和转矩体积比的应用场合，要求电机平稳运行，对振动和噪声的要求非常高，而定子齿槽转矩是引起振动噪声的重要来源之一。在变频电机结构方面实用新型中，解决问题主要是降低定转子气隙的径向磁密谐波含量，降低变频电机及变频压缩机在运行中的转矩波动，从而降低变频电机以及变频压缩机在运行过程中产生振动和噪音起着积极效果。本实用新型用于变频电机的转子结构主要针对6极9槽的分数槽集中绕组，对于分数槽集中绕组结构的变频电机，谐波含量非常丰富，振动噪音一般高于分布绕组。

根据电机原理，定子齿槽6数为n=9，相数为m=9，极对数为p=6，则每极每相定子齿槽6数为q，根据q=n/(3mp)，齿谐波公式ν=kz/p±1=kmq±1，对于6极9槽的分数槽集中绕组，当k=1时，ν=2和4，为偶数；当k=2时，ν=5和7，k=2时为二阶次，则是由5和7次齿谐波引起。

请参阅附图4，针对本实用新型的转子外形附图1和一般转子外形附图3通过电机有限元仿真计算出来转子的定子齿槽转矩横坐标是圆周长尺寸，纵坐标为转矩；

设置为1转/min，在没有电流上计算。定子齿槽转矩相差比较大，说明在对电机运行平稳性有明显优势，降低电机运行过程产生的振动；在电机径向气隙磁密中，产生的谐波也得到改善，尤其是5次谐波和7次谐波，大大削弱了定子齿槽波，对电机电磁噪音进行改善；针对电机谐波改善，对电网也有一定改善；电机的反电动势波形也进行改善，波形更加正弦，有利于变频控制器的控制。

请参阅附图5，通过空载试验测试空载转矩横坐标是圆周长尺寸，纵坐标为转矩；

将试验设置为1转/min，在没有电流上转动转子主体11，在测功机上测试空载转矩得出如下，灰色为附图4中的方案2的空载转矩，黑色为表1中的方案1的空载转矩，测试出来方案1明显比方案2的空载转矩低很多，说明实际测试和理论计算的结果相吻合。实用新型的转子结构得到验证，实用新型的新结构转子导致定子齿槽转矩较大的改善，说明在对电机运行平稳性有明显优势，降低电机运行过程产生的振动。

请参阅附图7和图8，反电动势5次、7次、19次降低50%左右，13次降低10倍，17次降低到没有，但是11次谐波恶化，提高三倍。整体谐波降低幅度是非常大的，说明本实用新型的转子主体在上述反电动势次数下谐波降低较大。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。