转子、永磁同步电机及压缩机的制作方法

本发明涉及制冷设备领域，具体地说，涉及一种转子、永磁同步电机及压缩机。

背景技术：

磁铁是永磁同步电机中的一种重要部件，用于产生磁场。

目前，用于永磁同步电机的磁铁主要是长方体，例如为长度与电机高度一致的长方体。当需要通过磁铁来优化电机性能与成本时，通常使用高规格的磁铁或调整电机整体的高度，使用高规格的磁铁会增大成本，而调整电机整体的高度又会影响电机的整体设计，局限性比较大。

因此，一种解决方案通过减小长方体磁铁的长度来节省磁铁用量，提升电机性价比。但这种设计容易造成磁铁端部漏磁，涡旋损耗增加，以及和转子的组装变得复杂、制造效率降低等问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种转子、永磁同步电机及压缩机，通过精确设计磁片的体积，不仅可以节约材料成本，且保证磁片装配到转子过程的流畅性和可操作性，提高电机性能。

根据本发明的一个方面，提供一种转子，适用于永磁同步电机，所述转子包括：

铁芯，所述铁芯沿其周向开设有多个定位槽，所述定位槽具有定位槽容积；以及

多个磁片，分别安插于多个所述定位槽内，所述磁片具有磁片体积，所述磁片体积小于所述定位槽容积。

优选地，所述磁片具有长方体本体，所述长方体本体缺失多个顶角，形成多个缺失面。

优选地，所述缺失面的数量为2至8个。

优选地，任一所述缺失面为平面、圆弧面、阶梯面中的任意一种或多种的组合。

优选地，与所述缺失面相邻的边长的五倍长度大于所述长方体本体的对应边长的长度。

优选地，每个所述定位槽内设有一所述磁片，所述磁片包含沿所述铁芯的旋转中心轴的方向分割的多个磁条部分。

优选地，每两个所述磁条部分之间设有间隙。

优选地，多个所述磁条部分各自沿所述铁芯的周向的宽度相等。

根据本发明的另一个方面，提供一种永磁同步电机，所述永磁同步电机包括上述的转子。

根据本发明的另一个方面，提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的永磁同步电机。

与现有技术相比，本发明的有益之处体现在：

本发明将用于转子的长方体磁片的顶角切割一部分磁铁材料形成缺失面，通过控制缺失面的数量和大小，不仅节约磁铁材料成本，同时配合使用高性能的磁铁保证磁通量不变；

另外，本发明的设计能保证切割形成缺失面后的磁片装配到转子的过程中的流畅性和可操作性，提高电机性能。

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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明的转子的一种俯视示意图；

图2是本发明的转子的另一种俯视示意图；

图3是本发明的磁片的缺失面的一种切割方式示意图；

图4是本发明的磁片的缺失面的另一种切割方式示意图；

图5是本发明的磁片具有平面缺失面的示意图；

图6是本发明的磁片具有圆弧面缺失面的示意图；

图7是本发明的磁片具有阶梯面缺失面的示意图；

图8是本发明的磁片在一个优选实施方式中的尺寸示意图；

图9是本发明在转子的一个定位槽中磁片的分割示意图；

图10是本发明的永磁同步电机的俯视示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

图1和图2是本发明的转子的两种俯视示意图。结合图1和图2所示，本发明的转子1包括：

铁芯11，该铁芯11通常呈筒状，具有沿其周向开设的多个定位槽12。定位槽12的长度方向沿铁芯11的旋转中心轴的方向延伸，且与铁芯11的高度相等。也即，在一个优选的实施方式中，定位槽12是贯穿铁芯11沿其旋转中心轴方向的两端部的长方体槽状结构。多个定位槽12沿铁芯11的周向均匀分布，从俯视图上看，多个定位槽12关于铁芯11的圆点o点呈辐射状均匀分布。如图1所示，定位槽12可以包括4个，或者如图2所示，定位槽12可以包括8个，在实际运用中，也可根据不同需求在铁芯11上开设不同数量的定位槽12，本发明对此不做限制。

其中，每个定位槽12具有定位槽容积，其定位槽容积由长度、宽度和厚度相乘所得。定位槽12的长度是指其沿铁芯11的旋转中心轴的方向延伸的距离，在优选的实施方式中等于铁芯11的高度；定位槽12的宽度是指其沿铁芯11的周向延伸的距离；定位槽12的厚度是指其沿铁芯11的径向延伸的距离。

多个磁片2，分别安插于多个定位槽12内。每个磁片2具有磁片体积，磁片2的磁片体积小于定位槽12的定位槽容积。

通过控制磁片2的磁片体积小于定位槽12的定位槽容积，可以减少磁铁用量，节约材料成本。

具体的，磁片2具有长方体本体，其长方体本体缺失多个顶角，形成多个缺失面，从而使得磁片2的磁片体积小于定位槽12的定位槽容积。

参照图3所示，磁片2具有长方体本体21，在长方体本体21上缺失顶角形成缺失面22。需要说明的是，在优选的实施方式中，长方体本体21上缺失面22的数量大于等于1个，小于等于8个，更优选的缺失面22的数量为2至8个。在图3和图4中为清楚展示缺失面22与长方体本体21之间的位置关系，仅在长方体本体21上示意出一个缺失面22，这不应视为对本发明的限制。在图3的示意中，缺失面22是沿长方体本体21的厚度t方向进行的切割，也可以视为缺失面22同时缺失掉了长方体本体21的两个顶角。或者参照图4所示，缺失面22也可以只缺失长方体本体21的一个顶角。在优选的实施方式中，缺失面22采用图3所示的方式在长方体本体21上切割形成，因此下文以及附图5～9中，将省略绘示长方体本体21的厚度t，仅绘示长方体本体21的长度l和宽度w，这不应视为对本发明的限制。

其中，磁片2的磁片体积是指磁片2的真实体积，也即缺失掉缺失面22后的体积。长方体本体21的长度l等于定位槽12的长度，也即等于铁芯11的高度；长方体本体21的宽度w等于定位槽12的宽度，也即指其沿铁芯11的周向延伸的距离；长方体本体21的厚度等于定位槽12的厚度，也即指其沿铁芯11的径向延伸的距离。也即在优选的实施方式中，磁片2虽然缺失一部分顶角形成缺失面22，但磁片2整体的长度仍等于长方体本体21的长度l，也即等于定位槽12的长度；磁片2整体的宽度仍等于长方体本体21的宽度w，也即等于定位槽12的宽度；磁片2整体的厚度仍等于长方体本体21的厚度t，也即等于定位槽12的厚度。这样，磁片2可以非常牢固地卡合于定位槽12中，不会因转子1在工作中旋转而滑动。

参照图5至图7所示，缺失面22可以为平面、圆弧面、阶梯面中的任意一种或多种的组合。具体的，参照图5所示，磁片2上具有两个平面缺失面22。图中虚线框示部分既可视为磁片2在切割前的长方体本体21，也可视为定位槽12的轮廓线。参照图6所示，磁片2上具有两个圆弧面缺失面22。或者参照图7所示，磁片2上具有两个阶梯面缺失面22。或者，缺失面22可以是平面、圆弧面、阶梯面多种的组合，此处不再重复绘示。

在优选的实施方式中，磁片2的缺失面的数量设置为小于等于7个，这样在将磁片2安插于定位槽12中时，磁片2至少具有一个顶角与定位槽12完全契合，有利于磁片2卡合固定于定位槽12中。而磁片2其他顶角被切割掉一部分形成缺失面22，从而可以节省磁铁用量。

参照图8所示，在一个优选的实施方式中，与缺失面22相邻的边长的五倍长度大于长方体本体21的对应边长的长度。图8中磁片2具有沿其厚度方向被切割掉的三个缺失面22，此处为描述方便，将磁片2视为一个扁平的平面多边形，包括平行于长度l方向的第一组对边，该第一组对边具体包含长度为l1的第一边和长度为l2的第二边，以及平行于宽度w方向第二组对边，该第二组对边具体包含宽度为w1的第三边和宽度为w2的第四边；其中，5l1>l，5l2>l，5w1>w，5w2>w。也就是说，在切割磁片2形成缺失面22的过程中，并不会把磁片2的长边l或宽边w全部切割掉，而是控制切割后形成的第一组对边的长度的五倍分别大于整个磁片2的长度；具体为第一边长度l1的五倍大于磁片2的长度l，且第二边长度l2的五倍大于磁片2的长度l。同时控制切割后形成的第二组对边的宽度的五倍分别大于整个磁片2的宽度；具体为第三边宽度w1的五倍大于磁片2的宽度w，且第四边宽度w2的五倍大于磁片2的宽度w。

本发明将用于转子1的磁片2的顶角切割一部分磁铁材料形成缺失面22，通过控制缺失面22的数量和大小，不仅节约磁铁材料成本，同时配合使用高性能的磁铁保证磁通量不变。以图8为例，磁片2的磁铁性能主要考核标准为磁通量，由公式φ＝b*s可知，φ为磁通量，b为磁通密度，s为磁路截面积，即垂直于磁片2的厚度方向的磁路截面积。其中l为30mm，w为10mm，l1为10mm，l2为20mm，w1为4mm，w2为7mm。当采用传统磁铁结构，其磁通面面积值等于磁片2的长度l与宽度w的乘积，即l*w＝30mm*10mm＝300mm²。传统磁铁牌号38sh(磁通密度b为1.23t)，则其磁通量为1.23t*300mm²，即369t*mm²。

而采用本发明的磁片结构，其磁通面面积值s＝30mm*10mm-3mm*10mm*3/2＝255mm²。磁片2的磁铁牌号48sh(磁通密度b为1.42t)，则其磁通量为1.42t*255mm²，即362t*mm²，与切割前采用低牌号磁铁的磁通量基本相当，但磁铁用量降低了15％左右。

因此，本发明将磁片2的顶角切割去一部分磁铁材料形成缺失面22，通过控制缺失面22的数量，在优选情况下保证磁片2至少具有一顶角与定位槽12完全契合，有利于磁片2卡合固定于定位槽12中。并通过控制切割后形成的与缺失面22相邻的边长的五倍长度大于磁片2的长方体本体21的对应边长的长度，保证切割后的磁片2装配到转子1过程的流畅性和可操作性。采用本发明的磁片结构，整体磁铁用量大幅减少，配合使用高性能牌号磁铁保证磁通量不变，从而优化电机性能。

另外，本发明的转子1还包括端板(图中未示出)，盖合于铁芯11沿其旋转中心轴的两端部；端板面向铁芯11的表面设有凸起，该端板上的凸起和磁片2的缺失面22对应契合，从而将缺失面22与定位槽12间的缺口填补，有利于消除气隙，从而消除转子1旋转过程中的噪音。

在本发明另一个优选的实施例中，每个定位槽12内设有一磁片2，该磁片2包含沿铁芯11的旋转中心轴的方向分割的多个磁条部分。每两个磁条部分之间设有间隙，且多个磁条部分各自沿铁芯11的周向的宽度相等。

参照图9所示，每个定位槽12内设有一磁片2，且每片磁片2包括沿铁芯11的旋转中心轴13的方向分割的第一部分201和第二部分202。第一部分201与第二部分202之间设有间隙。采用第一部分201和第二部分202分割开形成均匀间隙的结构，可以有效消除电机旋转过程中对磁片2的涡流损耗。

分割后的第一部分201和第二部分202可分别独立地视为一个磁片结构，每部分可分别包含多个缺失面22，例如图示第一部分201和第二部分202分别包含两个缺失面22。则第一部分201和第二部分202间隙拼接后形成的磁片结构在其顶角分别具有缺失面22。

进一步的，分割后的第一部分201的宽度和第二部分202的宽度相等。从而确保两部分之间对称，提升电机性能。

参照图10所示，本发明还提供一种永磁同步电机，包括上述包含有磁片2的转子1，以及套设于转子1外围的定子3。

另外，本发明还提供一种压缩机，其包括上述的永磁同步电机。因除转子1外，永磁同步电机和压缩机的其他结构部件均采用现有结构部件，因此本发明不再对这些现有的结构部件展开阐述。

综上，本发明将用于转子的长方体磁片的顶角切割一部分磁铁材料形成缺失面，通过控制缺失面的数量和大小，不仅节约磁铁材料成本，同时配合使用高性能的磁铁保证磁通量不变；另外，本发明的设计能保证切割形成缺失面后的磁片装配到转子的过程中的流畅性和可操作性，提高电机性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。