压缩机和制冷设备的制作方法

本实用新型涉及压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种压缩机和制冷设备。

背景技术：

压缩机是制冷设备的重要且核心的部件，相关技术提出了绕组切换的技术方案，即：压缩机的电机在低速运转时，压缩机的定子绕组呈星形连接，压缩机的电机在高速运转时，压缩机的定子绕组呈三角形连接。相关技术中，并未涉及切换临界转速的技术方案，若临界转速设计不当，可能会造成在转换绕组的连接方式时冲击大，能耗大，且易发生卡滞，严重影响产品的工作效率，用户体验差。

技术实现要素：

本实用新型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，本实用新型的第一方面提出了一种压缩机。

本实用新型的第二方面提出了一种制冷设备。

有鉴于此，本实用新型的第一方面提出了一种压缩机，用于制冷设备，制冷设备包括连接组件和与连接组件的一端相连接的变频器压缩机包括：第一壳体；永磁电机，设置在第一壳体内，连接连接组件的另一端；制冷设备的控制器连接永磁电机、连接组件和变频器；永磁电机的临界转速为n0；永磁电机的预设转速为n’；当永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器输出的线电压有效值为U1；当永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器输出的线电压有效值为U2；制冷设备的控制器控制变频器，使得U1和U2的关系满足：1.1U2≤U1≤1.6U2；其中，n’的取值范围为0r/s＜n’≤1r/s。

本实用新型提供的一种压缩机的永磁电机的临界转速为n0，当永磁电机的绕组呈星形连接时，永磁电机的转速小于n0，当永磁电机的绕组呈角形连接时，永磁电机的转速大于n0，使得当永磁电机的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，此时变频器输出的线电压有效值为U1，同时，使得当永磁电机的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，此时变频器输出的线电压有效值为U2，制冷设备的控制器控制变频器，进而控制U1和U2的关系，使之满足：1.1U2≤U1≤1.6U2，也就是说，使得U1和U2满足上述关系，进而保证永磁电机的转速在极接近临界转速时，绕组呈星形接法的永磁电机具有一定的弱磁深度，绕组呈角形接法的永磁电机不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能；进一步地，通过合理设置预设转速，使之取值范围为0r/s＜n’≤1r/s，进而限定了接近永磁电机的临界转速的范围：n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’，使得永磁电机的绕组的连接方式在这个区域内进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。

根据本实用新型上述的压缩机，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，压缩机在相同的吸排气压力下时，当永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器输出的线电流为I1；当永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器输出的线电流为I2；制冷设备的控制器控制变频器，使得I1和I2的关系满足：I2≤1.7I1。

在该技术方案中，当永磁电机的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器输出的线电流为I1，当永磁电机的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器输出的线电流为I2，制冷设备的控制器控制变频器，进而控制I1和I2的关系，使之满足：I2≤1.7I1，进而保证永磁电机的转速在接近临界转速时，绕组呈星形接法的永磁电机具有一定的弱磁深度，绕组呈角形接法的永磁电机不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机的绕组的连接方式的切换无卡滞，切换地更顺畅，保证了过渡的平稳性。

在上述任一技术方案中，优选地，压缩机在相同的吸排气压力下时，当永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，压缩机的输入功率为P1；当永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，压缩机的输入功率为P2；制冷设备的控制器控制压缩机，使得P1和P2的关系满足：0.95P2≤P1≤1.05P2。

在该技术方案中，当永磁电机的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，压缩机的输入功率为P1，当永磁电机的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，压缩机的输入功率为P2，制冷设备的控制器控制压缩机，进而控制P1和P2的关系，使之满足0.95P2≤P1≤1.05P2，即，减小了对永磁电机的绕组连接方式进行切换前后的功率差，保证了永磁电机的转速a在n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’的范围内的产品性能过渡的平稳性，保证了产品使用的稳定性及可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁电机包括：定子，设置有定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的绕组；转子，设置有转子铁芯和位于转子铁芯上的永磁体。

在该技术方案中，定子包括定子铁芯和绕组，通过将绕组缠绕在定子铁芯上，定子在压缩机运行时是静止不动的，当电流经过绕组后，定子会产生磁场；转子包括转子铁芯和永磁体，永磁体的磁极不会变化，通过将永磁体设置在转子铁芯上，使得在压缩机工作时，定子产生旋转磁场，转子在旋转磁场中被磁力线切割进而产生输出电流，为压缩机的运转提供了动力。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体为稀土永磁体；或永磁体为铁氧永磁体。

在上述任一技术方案中，优选地，转子铁芯包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯的周向间隔分布，永磁体设置在插槽内。

在该技术方案中，具体限定了转子的一种永磁体设置方案。通过在转子铁芯上加工插槽，可以为永磁体提供安装位置，便于永磁体的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

在上述任一技术方案中，优选地，永磁体呈筒状，永磁体套设在转子铁芯的外壁上。

在该技术方案中，具体限定了转子的一种永磁体设置方案。通过永磁体套设在转子铁芯的外壁上，转子铁芯起到支撑的作用，便于永磁体的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

本实用新型的第二方面提出了一种制冷设备，包括：第二壳体；变频器，设置在第二壳体内；如第一方面中任一技术方案所述的压缩机，压缩机设置在第二壳体内；连接组件，设置在第二壳体内，分别连接变频器和压缩机；控制器，设置在第二壳体内，连接连接组件、变频器和压缩机，用于控制变频器，使得U1和U2的关系满足：1.1U2≤U1≤1.6U2。

本实用新型提供的制冷设备包括：第二壳体、变频器、压缩机、连接组件及控制器。通过设置控制器，使得永磁电机的绕组的接线方式在n0＜a≤n0+n’及n0-n’≤a＜n0范围内切换时，控制器控制变频器，使得变频器输出的线电压有效值U1和U2满足1.1U2≤U1≤1.6U2的关系，进而保证永磁电机的转速在极接近临界转速时，绕组呈星形接法的永磁电机具有一定的弱磁深度，绕组呈角形接法的永磁电机不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机的绕组的连接方式的切换无卡滞，切换地更顺畅，保证了过渡的平稳性。

在上述技术方案中，优选地，制冷设备还包括：检测装置，设置在第二壳体内，连接控制器和压缩机，用于检测永磁电机的转速。

在该技术方案中，通过在第二壳体内设置检测装置，利用检测装置实时检测永磁电机的转速，为控制判断永磁电机的转速是否进入或离开n0＜a≤n0+n’及n0-n’≤a＜n0范围，提供了实时数据，便于控制器准确且及时的控制其他部件动作，从而保证了产品使用的可靠性及精确性。

在上述任一技术方案中，优选地，连接组件包括：切换开关，用于实现永磁电机的绕组呈星形连接与呈角形连接的切换。

在该技术方案中，通过设置切换开关，利用切换开关的开启或关闭来实现永磁电机的绕组与变频器的连接状态，进而实现永磁电机的绕组呈星形连接及永磁电机的绕组呈角形连接。同时，该结构设置便于加工、安装及后续的拆卸、更换，互换性强。

本实用新型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是本实用新型第一个实施例的变频器、永磁电机及切换开关的结构示意图；

图2是本实用新型第二个实施例的变频器、永磁电机及切换开关的结构示意图；

图3是本实用新型第三个实施例的变频器、永磁电机及切换开关的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的永磁电机效率随转速变化的示意图；

图5是本实用新型一个实施例的永磁电机的剖视图；

图6是本实用新型一个实施例的压缩机的剖视图。

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：

1压缩机，10变频器，20永磁电机，202定子，204定子铁芯，206绕组，208转子，210转子铁芯，212永磁体，214首接头，216尾接头，30第二壳体，40切换开关。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型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描述根据本实用新型一些实施例所述压缩机1和制冷设备。

如图1至图3所示，本实用新型第一方面的实施例提出了一种压缩机1，用于制冷设备，制冷设备包括连接组件和与连接组件的一端相连接的变频器10压缩机1包括：第一壳体；永磁电机20，设置在第一壳体内，连接连接组件的另一端；制冷设备的控制器连接永磁电机20、连接组件和变频器10；永磁电机20的临界转速为n0；永磁电机20的预设转速为n’；当永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器10输出的线电压有效值为U1；当永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器10输出的线电压有效值为U2；制冷设备的控制器控制变频器10，使得U1和U2的关系满足：1.1U2≤U1≤1.6U2；其中，n’的取值范围为0r/s＜n’≤1r/s。

本实用新型提供的一种压缩机1的永磁电机20的临界转速为n0，当永磁电机20的绕组206呈星形连接时，永磁电机20的转速小于n0，当永磁电机20的绕组206呈角形连接时，永磁电机20的转速大于n0，使得当永磁电机20的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，此时变频器10输出的线电压有效值为U1，同时，使得当永磁电机20的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，此时变频器10输出的线电压有效值为U2，制冷设备的控制器控制变频器10，进而控制U1和U2的关系，使之满足：1.1U2≤U1≤1.6U2，也就是说，使得U1和U2满足上述关系，进而保证永磁电机20的转速在极接近临界转速时，绕组206呈星形接法的永磁电机20具有一定的弱磁深度，绕组206呈角形接法的永磁电机20不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能；进一步地，通过合理设置预设转速，使之取值范围为0r/s＜n’≤1r/s，进而限定了接近永磁电机20的临界转速的范围：n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’，使得永磁电机20的绕组206的连接方式在这个区域内进行切换的话，切换更顺畅，可以极大地减小冲击，过渡更平稳，提高了产品的运行能效，提升了产品的使用性能及市场竞争力。具体地，电源输出的电流通过导线流入变频器10，进而使得变频器10根据具体实际使用需求通过改变电源频率的方式将电能通过连接组件输送给压缩机1。

具体实施例中，如图1所示，切换开关40的数量为6个，分别为S1、S2、S3、S4、S5及S6。永磁电机20通过变频器10供电，且在连接组件中设置6个切换开关40。如图2所示，当S1、S2及S3导通，S4、S5及S6断开时，永磁电机20的绕组206呈星形连接。如图3所示，当S1、S2及S3断开，S4、S5及S6导通时，永磁电机20的绕组206呈角形连接。其中，如图1至图3所示，标注了由变频器10输出的部分电流I、I1及I2的流向及变频器10输出的线电压有效值U、U1及U2。

具体实施例中，如图4所示，箭头指示了永磁电机20转轴逐渐增大及永磁电机20效率逐渐增大的方向，永磁电机20的临界转速为n0，当永磁电机20的绕组206呈星形连接时，永磁电机20的转速小于n0，当永磁电机20的绕组206呈角形连接时，永磁电机20的转速大于n0。由图可知，临界转速n0时星形连接绕组206的永磁电机20的效率曲线处于下降模式，临界转速n0时角形连接绕组206的永磁电机20的效率曲线处于上升模式。星形连接时，假设永磁电机20的转速大于等于n1时，永磁电机20的效率随着转速的上升而下降，且永磁电机20的转速为1.1n1时为临界转速n0的下限值。角形连接时，假设永磁电机20的转速大于等于n2时，永磁电机20的效率随着转速的上升而下降，且永磁电机20的转速为0.9n2时为临界转速n0的上限值。从而保证临界转速n0附近，星形连接时具有一定的弱磁深度，而在角形连接时具有一定的永磁电机20的转速上升而不弱磁的范围。故，综合选择1.1n1≤n0≤0.9n2。

具体实施例中，如图1至图3所示，假设转速在n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’的范围内永磁电机20均不弱磁时，U1≈1.732U2；假设转速在n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’的范围内永磁电机20均弱磁时，U1≈U2。为兼顾产品的全频段的综合性能，根据上述综合选择：1.1n1≤n0≤0.9n2，从而得出1.1U2≤U1≤1.6U2的优化控制范围。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，压缩机1在相同的吸排气压力下时，当永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器10输出的线电流为I1；当永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器10输出的线电流为I2；制冷设备的控制器控制变频器10，使得I1和I2的关系满足：I2≤1.7I1。

在该实施例中，当永磁电机20的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，变频器10输出的线电流为I1，当永磁电机20的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，变频器10输出的线电流为I2，制冷设备的控制器控制变频器10，进而控制I1和I2的关系，使之满足：I2≤1.7I1，进而保证永磁电机20的转速在接近临界转速时，绕组206呈星形接法的永磁电机20具有一定的弱磁深度，绕组206呈角形接法的永磁电机20不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机20的绕组206的连接方式的切换无卡滞，切换地更顺畅，保证了过渡的平稳性。

具体实施例中，永磁电机20弱磁控制时，电流分为Iq和Id。设置Id和Iq的夹角为α，则Iq＝I×cosα。永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，α≥10°；永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，α≈10°。压缩机1在相同的吸排气压力下，n0-n’≤a＜n0和n0＜a≤n0+n’的范围内均不弱磁时，I2＝1.732I1。在满足上述弱磁条件下，可得出I2≤1.7I1。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，压缩机1在相同的吸排气压力下时，当永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，压缩机1的输入功率为P1；当永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，压缩机1的输入功率为P2；制冷设备的控制器控制压缩机1，使得P1和P2的关系满足：0.95P2≤P1≤1.05P2。

在该实施例中，当永磁电机20的转速小于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0-n’≤a＜n0的范围内时，压缩机1的输入功率为P1，当永磁电机20的转速大于临界转速n0，且非常接近临界转速n0的转速时，即，永磁电机20的转速a位于n0＜a≤n0+n’的范围内时，压缩机1的输入功率为P2，制冷设备的控制器控制压缩机1，进而控制P1和P2的关系，使之满足0.95P2≤P1≤1.05P2，即，减小了对永磁电机20的绕组206连接方式进行切换前后的功率差，保证了永磁电机20的转速a在n0-n’≤a＜n0及n0＜a≤n0+n’的范围内的产品性能过渡的平稳性，保证了产品使用的稳定性及可靠性。

具体实施例中，综合考虑产品的全频段的综合性能，压缩机1的输入功率在转速处于n0-n’≤a＜n0和n0＜a≤n0+n’两个范围内的差值在5％以内，尤其越接近越优。

具体实施例中，U1和U2的关系满足：1.1U2≤U1≤1.6U2，且I1和I2的关系满足：I2≤1.7I1，且P1和P2的关系满足：0.95P2≤P1≤1.05P2。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图5所示，永磁电机20包括：定子202，设置有定子铁芯204和缠绕在定子铁芯204上的绕组206；转子208，设置有转子铁芯210和位于转子铁芯210上的永磁体212。

在该实施例中，定子202包括定子铁芯204和绕组206，通过将绕组206缠绕在定子铁芯204上，定子202在压缩机1运行时是静止不动的，当电流经过绕组206后，定子202会产生磁场；转子208包括转子铁芯210和永磁体212，永磁体212的磁极不会变化，通过将永磁体212设置在转子铁芯210上，使得在压缩机1工作时，定子202产生旋转磁场，转子208在旋转磁场中被磁力线切割进而产生输出电流，为压缩机1的运转提供了动力。

具体实施例中，如图5所示，永磁电机20为9槽6极结构。以每相绕组206串联为例，每相绕组206具有一个首接头214和一个尾接头216，首接头214和尾接头216分别连接引出线。根据实际应用，每相绕组206的接头可以是2k个(k＝1,2……)。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，永磁体212为稀土永磁体；或永磁体212为铁氧永磁体。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，转子铁芯210包括插槽，插槽的数量为至少一个，全部插槽沿转子铁芯210的周向间隔分布，永磁体212设置在插槽内。

在该实施例中，具体限定了转子208的一种永磁体212设置方案。通过在转子铁芯210上加工插槽，可以为永磁体212提供安装位置，便于永磁体212的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，永磁体212呈筒状，永磁体212套设在转子铁芯210的外壁上。

在该实施例中，具体限定了转子208的一种永磁体212设置方案。通过永磁体212套设在转子铁芯210的外壁上，转子铁芯210起到支撑的作用，便于永磁体212的定位和装配。同时，该结构设置加工工序少，加工工艺简单，生产成本低，便于量产。

如图6所示，根据本实用新型的第二方面实施例，还提出了一种制冷设备，包括：第二壳体30；变频器10，设置在第二壳体30内；如第一方面实施例所述的压缩机1，压缩机1设置在第二壳体30内；连接组件，设置在第二壳体30内，分别连接变频器10和压缩机1；控制器，设置在第二壳体30内，连接连接组件、变频器10和压缩机1，用于控制变频器，使得U1和U2的关系，使之满足：1.1U2≤U1≤1.6U2。

本实用新型提供的制冷设备包括：第二壳体30、变频器10、压缩机1、连接组件及控制器。通过设置控制器，使得永磁电机20的绕组206的接线方式在n0＜a≤n0+n’及n0-n’≤a＜n0范围内切换时，控制器控制变频器10，使得变频器10输出的线电压有效值U1和U2满足1.1U2≤U1≤1.6U2的关系，进而保证永磁电机20的转速在极接近临界转速时，绕组206呈星形接法的永磁电机20具有一定的弱磁深度，绕组206呈角形接法的永磁电机20不进入该弱磁区域内，从而保证产品在全频段具有较高的性能，且保证了永磁电机20的绕组206的连接方式的切换无卡滞，切换地更顺畅，保证了过渡的平稳性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，制冷设备还包括：检测装置，设置在第二壳体30内，连接控制器和压缩机1，用于检测永磁电机20的转速。

在该实施例中，通过在第二壳体30内设置检测装置，利用检测装置实时检测永磁电机20的转速，为控制判断永磁电机20的转速是否进入或离开n0＜a≤n0+n’及n0-n’≤a＜n0范围，提供了实时数据，便于控制器准确且及时的控制其他部件动作，从而保证了产品使用的可靠性及精确性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图1所示，连接组件包括：切换开关40，用于实现永磁电机20的绕组206呈星形连接与呈角形连接的切换。

在该实施例中，通过设置切换开关40，利用切换开关40的开启或关闭来实现永磁电机20的绕组206与变频器10的连接状态，进而实现永磁电机20的绕组206呈星形连接及永磁电机20的绕组206呈角形连接。同时，该结构设置便于加工、安装及后续的拆卸、更换，互换性强。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

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。

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