一种定、转子结构及永磁电机、压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种定、转子结构及永磁电机、压缩机。


背景技术：

2.通常永磁电机由一个外部的定子和一个内部的转子构成，其中，在定子上设有定子槽，在定子槽中嵌入绕组，在转子上设有磁铁槽，在磁铁槽中插入磁铁结构。通过向固定的定子绕组中通入电流产生的磁场与转子磁铁结构产生的磁场相互作用，使转子旋转。
3.永磁电机广泛应用在高科技领域和人们的日常生活中，人们根据永磁电机使用场合的不同，对永磁电机性能以及永磁电机的制造工艺也在不断进行改进和提高。
4.在传统的永磁电机的定、转子制造工艺中，受制于传统设计理论和传统制造工艺以及材料的因素，采用的机械几何外形和一些重要的机械尺寸的比例不是很合理，因此产生如下问题：
5.1)定子和转子的外径比例不合理，会导致转子转动惯量不适合压缩机工况，在电机低速运行过程中造成能量损失。
6.2)定子中，由于齿部、轭部的尺寸设计不合理导致磁路不均匀，从而使定子发热不均，使永磁电机的转矩脉动较大，影响永磁电机效率的提高。
7.3)转子中，磁铁槽中磁铁结构的夹角角度不合理会导致磁铁结构漏磁较多，使磁铁结构的利用率下降，且会影响永磁电机的反电动势，增加永磁电机运行时的铜损，降低永磁电机性能。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种定、转子结构及永磁电机、压缩机，以解决现有技术中永磁电机的定、转子制造工艺因受制于传统设计理论和传统制造工艺以及材料的因素，采用的机械几何外形和一些重要的机械尺寸的比例不是很合理，从而影响永磁电机性能的问题。具体技术方案如下：
9.第一方面，本实用新型提供一种定、转子结构，用于9槽6极的永磁电机，所述定、转子结构包括定子和转子，所述定子的外径为d1，所述转子的外径为d2，所述d1与d2的比值满足：1.76≤d1/d2≤1.87；
10.所述定子包括定子轭部和沿周向分布的若干个定子齿，两个所述定子齿之间形成定子槽，其中，所述定子齿的齿宽为l1，所述定子轭部的轭厚为l2，所述l1和所述l2的比值满足：0.65≤l1/l2≤0.75。
11.可选的，所述转子上设有偶数个磁铁槽，每个所述磁铁槽中插入一磁铁结构。
12.可选的，所述磁铁结构呈v型，v型的所述磁铁结构的夹角为θ，所述θ与d2的比值满足：2.25≤θ/d2≤2.46。
13.可选的，每个所述定子齿对应的定子外边缘向内凹陷，形成一定子通流槽，所述定子通流槽的深度为l3，所述定子通流槽的宽度为l4，所述l3与l1的比值满足：0.25≤l3/l1
≤0.28。
14.可选的，所述l4与l2的比值满足：1.5≤l4/l2≤2.2。
15.第二方面，本实用新型提供一种永磁电机，包括如第一方面所述的定、转子结构。
16.第三方面，本实用新型提供一种压缩机，包括如第二方面所述的永磁电机。本实用新型提供的一种定、转子结构及永磁电机、压缩机，具有以下有益效果：其中所述定、转子结构包括定子和转子，所述定子的外径为d1，所述转子的外径为d2，所述d1与d2的比值满足：1.76≤d1/d2≤1.87，所述定子包括定子轭部和沿周向分布的若干个定子齿，两个所述定子齿之间形成定子槽，其中，所述定子齿的齿宽为l1，所述定子轭部的轭厚为l2，所述l1和所述l2的比值满足：0.65≤l1/l2≤0.75。本实用新型通过合理设置定、转子结构中定子和转子的机械几何外形和一些重要的机械尺寸的比例，以改善永磁电机的性能，具体通过限定所述定子的外径与所述定子的外径的比值以及所述定子齿的齿宽与所述定子轭部的轭厚的比值，以改善永磁电机运行过程中的能量损耗，提高了永磁电机性能。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型一实施例提供的一种定、转子结构；
19.图2是本实用新型一实施例提供的一种定、转子结构的局部示意图；
20.其中，附图1～2的附图标记说明如下：
[0021]1‑
定子；11
‑
定子齿；12
‑
定子轭部；13
‑
定子槽；14
‑
定子通流槽；2
‑
转子；21
‑
磁铁结构。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种定、转子结构及电机、压缩机作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0023]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比列可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0024]
本实用新型的核心思想在于提供一种定、转子结构及永磁电机、压缩机，通过合理设置定、转子结构中定子和转子的机械几何外形和一些重要的机械尺寸的比例，以改善永磁电机的性能。
[0025]
为此，本实用新型提供了一种定、转子结构，特别适用于9槽6极的永磁电机，请参阅图1和图2，所述定、转子结构包括定子1和转子2，所述定子1的外径为d1，所述转子2的外径为d2，所述d1与d2的比值满足：1.76≤d1/d2≤1.87。本实施例通过合理设置定、转子结构
中所述定子1和所述转子2的外径比值，限定了合适于压缩机工况的转子转动惯量，弥补了永磁电机低速运行过程中造成的能量损失。
[0026]
进一步的，所述定子1包括定子轭部12和沿周向分布的若干个定子齿11，两个所述定子齿11之间形成定子槽13，其中，所述定子齿11的齿宽为l1，所述定子轭部12的轭厚为l2，所述l1和所述l2的比值满足：0.65≤l1/l2≤0.75。
[0027]
发明人实验发现，在所述定子1和所述转子2的裂比(即所述定子和所述转子的外径比值)合适(即满足1.76≤d1/d2≤1.87)的前提下，例如设定永磁电机中所述定子1的外径d1＝101.1mm，所述转子2的外径d2＝57mm，即在所述定子1和所述转子2的裂比为d1/d2＝101.1/57的前提下，调整所述定子齿11的齿宽l1与所述定子轭部12的轭厚l2的比值，以研究l1/l2不同取值下，永磁电机的性能指数变化。本实施例将l1、l2分别取以下几组数据研究相比，主要参数的对比如下表：
[0028]
定、转子裂比ф101.1/ф57l1(mm)l2(mm)定子磁密电机性能现有技术尺寸6.09.51.64592.11％本实施例尺寸17.09.51.63292.84％本实施例尺寸27.310.31.61993.24％
[0029]
经发明人在多方尝试、总结和反复试验、测算的基础上得出，当所述定子1和所述转子2的裂比满足1.76≤d1/d2≤1.87时，调整所述定子齿11的齿宽l1与所述定子轭部12的轭厚l2的比值，使其满足0.65≤l1/l2≤0.75，可有效降低定子磁密，从而减少定子铁损，增加永磁电机性能。
[0030]
进一步的，所述转子2上设有偶数个磁铁槽，每个所述磁铁槽中插入一磁铁结构21。具体的，所述磁铁结构21呈v型，v型的所述磁铁结构21的夹角为θ，所述θ与d2的比值满足：2.25≤θ/d2≤2.46。
[0031]
发明人实验发现，在所述定子1和所述转子2的裂比(即所述定子和所述转子的外径比值)合适(即满足1.76≤d1/d2≤1.87)以及所述定子齿11的齿宽l1与所述定子轭部12的轭厚l2的比值合适(即满足0.65≤l1/l2≤0.75)的共同前提下，调整所述磁铁结构21的夹角θ，以研究θ/d2不同取值下，永磁电机的性能指数变化。本实施例固定所述转子2的外径d2取值，取d2＝57mm，分别将θ取以下几组数据研究相比，主要参数的对比如下表：
[0032]
转子ф57角度θ反电动势电机运行电流电机性能对比尺寸124
°
52.341.8492.84％本实施例尺寸1140
°
52.411.8292.91％本实施例尺寸1137
°
53.521.7893.37％
[0033]
经发明人在多方尝试、总结和反复试验、测算的基础上得出，当所述定子1和所述转子2的裂比满足1.76≤d1/d2≤1.87以及所述定子齿11的齿宽l1与所述定子轭部12的轭厚l2的比值满足0.65≤l1/l2≤0.75时，调整所述磁铁结构21的夹角θ与所述转子2的外径d2的比值，使其满足2.25≤θ/d2≤2.46，可优化永磁电机的反电动势，降低永磁电机运行电流，从而减少永磁电机运行时候的铜损，增加永磁电机性能。
[0034]
进一步的，每个所述定子齿11对应的定子外边缘向内凹陷，形成一定子通流槽14，所述定子通流槽14的深度为l3，所述定子通流槽14的宽度为l4，所述l3与l1的比值满足：0.25≤l3/l1≤0.28，所述l4与l2的比值满足：1.5≤l4/l2≤2.2。经发明人研究发现，所述
l3与l1的比值在上述取值范围内以及所述l4与l2的比值在上述取值范围内，可减少定子内径变形，保证定子强度，同时还可使得定、转子间隙均匀，改善电磁噪音。
[0035]
可见，本实施例提供的定、转子结构通过选取合适的定、转子的外径比值，限定了合适于压缩机工况的转子转动惯量，弥补了电机低速运行过程中造成的能量损失。同时，根据特定永磁电机(本实施例为9槽6极的永磁电机)的绕线规格，合理设计定子齿的齿宽与定子轭部的轭厚的比值以及磁铁结构的夹角，平衡了永磁电机运行过程中的铜、铁损，提高了永磁电机的反电动势，改善了永磁电机运行过程中的能量损耗，提高了永磁电机性能。
[0036]
基于同一发明构思，本实施例还提供一种永磁电机，包括如上所述的定、转子结构。
[0037]
基于同一发明构思，本实施例又提供一种压缩机，包括如上所述的永磁电机。
[0038]
综上所述，本实用新型提供的一种永磁电机的定、转子结构，具有以下优点：其中所述定、转子结构包括定子和转子，所述定子的外径为d1，所述转子的外径为d2，所述d1与d2的比值满足：1.76≤d1/d2≤1.87，所述定子包括定子轭部和沿周向分布的若干个定子齿，两个所述定子齿之间形成定子槽，其中，所述定子齿的齿宽为l1，所述定子轭部的轭厚为l2，所述l1和所述l2的比值满足：0.65≤l1/l2≤0.75。本实用新型通过合理设置定、转子结构中定子和转子的机械几何外形和一些重要的机械尺寸的比例，以改善永磁电机的性能，具体通过限定所述定子的外径与所述定子的外径的比值以及所述定子齿的齿宽与所述定子轭部的轭厚的比值，以改善永磁电机运行过程中的能量损耗，提高了永磁电机性能。
[0039]
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。