一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

电机、压缩机和制冷设备的制作方法

2022-03-02 02:43:34 来源:中国专利 TAG:


1.本技术属于电机制造技术领域,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:

2.目前,电机的定子铁芯和转子铁芯往往采用一体冲压或者分体冲压的制备方式,而采用一体冲压的制备方式会降低铁芯材料的利用率,采用分体冲压的制备方式能很好的解决铁芯材料利用率低的问题,但是会带来铁芯材料损耗增大的问题,而为了提升电机的性能,电机的铁芯往往采用铁损低的材料,材料成本较高。因此,对于分体式冲压形成的电机铁芯,如何能够提升材料的利用率、降低损耗成为亟待解决的问题。


技术实现要素:

3.本技术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。
4.为此,本技术的第一个方面在于,提出一种电机。
5.本技术的第二个方面在于,提出一种压缩机。
6.本技术的第三个方面在于,提出一种制冷设备。
7.有鉴于此,根据本技术的第一方面,提出了一种电机,包括:定子铁芯和转子铁芯,其中,定子铁芯包括多个沿周向拼接的铁芯块,每个铁芯块包沿电机轴向堆叠的多个定子冲片,转子铁芯包括多个轴向堆叠的转子冲片;其中,定子冲片的数量大于转子冲片的数量,每个定子冲片的铁损值小于每个转子冲片的铁损值。
8.具体而言,本技术提出的电机中包括定子铁芯和转子铁芯。其中,定子铁芯包括为多个铁芯块,所有的铁芯块沿周向连接可得到定子铁芯。定子铁芯包括齿部,在齿部上绕设有定子绕组,而为了提高电机的性能,在其他条件不变的情况下,需要尽可能的在同一齿部上缠绕更多匝数的定子绕组。齿部通常位于定子铁芯的内侧并向定子铁芯内部空心处中心延伸,在齿部上绕设定子绕组时常常会被定子铁芯的其他部分影响,绕设定子绕组变得困难;而相邻两个齿部的间距固定且狭窄,在一齿部上缠绕定子绕组时往往会被该齿部相邻的其他齿部挡住,这种结构进一步阻碍了定子绕组的绕设,使电机的装配增加了难度,影响定子铁芯的满槽率。而定子铁芯包括多个铁芯块,在铁芯块未连接成定子铁芯时,对每个铁芯块分别绕设定子绕组,铁芯块包括齿部,齿部直接露出,在绕设定子绕组时不会被定子铁芯的其他部分所阻碍;若每个铁芯块仅包括一个齿部,在将定子绕组绕设在该齿部上时,该齿部两侧不存在相邻齿部,操作空间变大,极大的降低了定子绕组的绕设难度,能够在齿部上绕设尽可能多匝数的定子绕组,最后,将所有定子绕组绕设完成后的铁芯块沿周向拼接,得到完整的定子。
9.进一步地,在电机工作过程中,定子铁芯和转子铁芯的铁损来自多个方面,而涡流损耗是铁损最重要的来源之一。为了降低定子铁芯和转子铁芯所产生的涡流损耗,定子铁芯包括多个铁芯块,每个铁芯块包括多个沿电机轴向堆叠的定子冲片;转子铁芯包括多个
沿电机轴向堆叠的转子冲片。这种靠定子冲片层叠成铁芯块,以及转子冲片层叠成转子铁芯的方法能有效降低定子铁芯和转子铁芯的涡流损耗,提升电机的能效。
10.具体地,由于电机在工作过程中,转子的铁损通常要远远小于定子的铁损,因此,通过设置每个转子冲片的铁损值大于每个定子冲片的铁损值,可以在保证电机性能的前提下,降低转子的成本,进而降低电机的成本,提高电机的性价比。
11.进一步地,定子冲片的数量要大于转子冲片的数量。转子铁芯的铁损要远远小于定子铁芯的铁损,因此,在满足电机性能和电机效率的条件下,对转子铁芯的材料、结构要求可以适当放宽,以降低电机成本。通常情况下,电机的定子和转子的轴向厚度基本相同,也就是说定子铁芯的轴向厚度与转子铁芯的轴向厚度相当。为降低定子铁芯和转子铁芯所产生的涡流损耗,定子铁芯的铁芯块包括多个沿电机轴向堆叠的定子冲片,转子铁芯包括多个沿电机轴向堆叠的转子冲片。为了降低电机的制造成本,设置定子冲片的数量大于转子冲片的数量,由于定子铁芯的轴向厚度与转子铁芯的轴向厚度基本相当,定子冲片的厚度要小于转子冲片的厚度,可以理解地,定子冲片或转子冲片的厚度越薄、堆叠数量越多,定子铁芯或转子铁芯的铁损值越小,制造、装配成本越高,因此,在满足电机效率的条件下,可以对本身铁损更小的转子铁芯放宽制造、装配条件,减少转子冲片的数量的同时增加转子冲片的厚度,在满足电机效率的条件下降低了转子的制造成本,进而降低电机的制造成本,提高电机的性价比。
12.本技术方案中提供的电机,通过将定子铁芯包括多个沿周向拼接的铁芯块,从而降低在定子铁芯上绕设定子绕组的难度并增加定子铁芯的满槽率,提升电机的性能;铁芯块包括多个沿电机轴向堆叠的定子冲片,转子铁芯能包括多个沿电机轴向堆叠的转子冲片,这种结构能有效降低定子铁芯和转子铁芯的涡流损耗,减少电机的铁损,提升电机的能效;而通过使定子冲片的数量大于转子冲片的数量,即使转子冲片的厚度大于定子冲片的厚度,并使每个定子冲片的铁损值小于每个转子冲片的铁损值,在保证电机性能的同时尽可能降低转子的制造、装配成本,进而降低电机的成本,提高电机的性价比。
13.根据本技术提供上述的电机,还可以具有以下附加技术特征:
14.在上述技术方案中,进一步地,上述定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值大于等于1.8w/kg,小于等于3.8w/kg。
15.在该技术方案中,上述定子冲片的铁损值在当定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要小于等于3.8w/kg,大于等于1.8w/kg,对定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限和下限均作出了限定,保证了电机的性能,而每个转子冲片的铁损值要大于每个定子冲片的铁损值,也就是说转子冲片的铁损值至少要大于等于1.8w/kg,转子冲片的材料成本要低于定子冲片的材料成本,在尽可能不影响电机性能的条件下降低转子冲片材料的成本,从而提高了电机的性价比。
16.本技术方案中提供的电机,通过设置定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限数值和下限数值,对定子冲片的材料性能作出了具体的要求,而由于每个转子冲片的铁损值要大于每个定子冲片的铁损值,因此转子冲片的材料性能也间接得到了限定。可以理解的是,转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值不限为1.8w/kg和3.8w/kg这两个极限值,至少大于1.8w/kg,只要在保证电机性能的同时,可以适当增大当在该条件下的转子冲片的铁损值,降低转子冲片的材料成本,提高本技术方案所提供电机的性价比。而
且,只要定子冲片的数量大于转子冲片的数量,每个转子冲片的铁损值大于每个定子冲片的铁损值,当铁损测定条件为其他例如定子冲片在为60hz频率下磁化到1.7t等,也在本技术的保护范围之内。
17.其中,1.6t代表1.6特斯拉,3.8w/kg代表3.8瓦特每千克。
18.在上述任一技术方案中,进一步地,上述转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值小于等于12.5w/kg。
19.在该技术方案中,上述转子冲片的铁损值在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要小于等于12.5w/kg,对转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限作出了具体限定。由于同一条件下转子的铁损值由转子的材料决定,而转子的材料对电机的制造成本有着重要的影响,因此,需要找出在某一环境下合适的转子冲片的铁损值上限,使得在满足电机效率的情况下尽可能的降低电机的制造成本。而在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值一旦超过12.5w/kg,电机相应的成本变化不大,但是电机效率降低的幅度变得剧烈。因此,可以对转子冲片的铁损值作出限定,当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值要小于等于12.5w/kg,进而限定了转子冲片材料的选择。
20.本技术方案中提供的电机,通过设置在60hz频率下磁化到1.6t时转子冲片的铁损值要小于等于12.5w/kg,进而限制了转子冲片材料的选择,能够在保证电机工作效率的条件下尽可能降低电机的成本。
21.在上述任一技术方案中,进一步地,上述转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值大于等于2.4w/kg。
22.在该技术方案中,上述转子冲片的铁损值在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要大于等于2.4w/kg,对转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的下限作出了具体限定。由于转子的材料决定了电机的成本以及同一条件下转子的铁损值,转子的铁损值则对电机的效率有着重要的影响。因此,需要找出在某一环境下合适的转子冲片的铁损值下限,使得在可以接收的电机成本范围内尽可能提高电机的效率。而在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值有限的大于等于2.4w/kg时,电机的效率已经满足工作要求,而当转子冲片的铁损值一旦小于2.4w/kg时,电机的成本则会升高的非常剧烈,此时电机的成本已经超过一般制造者可以接收的范围。因此,可以对转子冲片的铁损值作出限定,当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值要大于等于2.4w/kg,进而限定了转子冲片材料的选择。
23.本技术方案中提供的电机,通过设置在60hz频率下磁化到1.6t时转子冲片的铁损值要大于等于2.4w/kg,进而限制了转子冲片材料的选择,能够在可以接受的电机成本范围内尽可能提高电机的效率。
24.在上述任一技术方案中,进一步地,上述定子冲片的数量为x,转子冲片的数量为y,满足,1.15y≤x≤1.5y。
25.在该技术方案中,上述定子冲片的数量要大于转子冲片的数量。设定定子冲片的数量为x,转子冲片的数量为y,则x>y。定子冲片的数量和转子冲片的数量均对电机的效率会产生影响,而且,定子冲片的铁损值要小于转子冲片的铁损值,定子铁芯的沿电机轴向厚度与转子铁芯的沿电机轴向厚度相当,也就是说,定子冲片的成本要高于转子冲片,为了尽可能的解约成本,应该结合实际需要设定定子冲片的数量x与转子冲片的数量y,使两者相
差不能过于悬殊。当定子冲片数量x一定而转子冲片的数量y过少时,电机工作过程中,转子铁芯的涡流损耗过大,铁损值过大,使电机的效率降低;而当定子冲片数量x一定而转子冲片的数量y过多时,转子铁芯的制造、装配成本过大,电机的效率提高有限,电机的成本提高,性价比降低。因此,在定子冲片的数量x一定时,需要对转子冲片的数量y进行限定,转子冲片的数量y的具体范围为1.15y≤x≤1.5y。
26.本技术方案中提供的电机,通过设置定子冲片的数量x为一定值,为了使得电机的效率尽可能提高的同时尽可能降低电机的成本,提高电机的性价比,对转子冲片的数量y的值作出限定,将y的值限制在一个范围内,具体为,1.15y≤x≤1.5y。
27.在上述任一技术方案中,进一步地,多个上述铁芯块中相邻两个铁芯块之间具有定子槽,定子槽的槽口宽度为m,定子铁芯和转子铁芯之间的最小间隙为l1,其中,0.15≤l1/m≤1.5。
28.在该技术方案中,上述铁芯块中相邻两个铁芯块之间具有定子槽,定子槽的槽口宽度为m。铁芯块包括齿部,齿部的顶部设置有用于对绕设在该齿部上的定子绕组进行限位的齿靴,相邻两个齿部顶部各有一个相互接近的齿靴,而这两个齿靴之间的距离被称为槽口,槽口的宽度为m,m越大,转子的铁损值越大,m过小,会影响电机的性能,使电机工作不稳定。而定子铁芯和转子铁芯之间的最小间隙为l1,l1越大,转子的铁损值越小,但会造成磁漏过多,增加电机运行的成本,降低电机的效率,l1过小,定子铁芯和转子铁芯之间的间隙过小,在转子转动时,两者非常容易发生擦碰,造成扫膛的现象,损坏电机。因此,为使l1的值和m的值能够在一个合理的范围内,对两者之间的关系进行限定,使0.15≤l1/m≤1.5,进而使得两者之间相互影响,相互限制,进而使l1和m均能取到一个合适的值使得在保证电机工作效率的条件下尽可能降低转子的铁损值。
29.本技术方案中提供的电机,槽口的宽度m与定子铁芯和转子铁芯之间的最小间隙为l1之间相互限定以使得两者均处于一个合理的范围内,具体为0.15≤l1/m≤1.5,通过在合理范围内尽可能的减小m,进而将l1的值进行限定,最大限度的降低电机转子的铁损,从而达到一种电机效率变化不大,电机成本降低的效果,提高了电机的性价比。
30.在上述任一技术方案中,进一步地,上述定子铁芯和上述转子铁芯之间的最大间隙为l2,其中,0.15≤l2
×
l1≤2。
31.在该技术方案中,上述定子铁芯和转子铁芯之间存在间隙,由于定子铁芯和转子铁芯的结构特点,因此两者之间的间隙宽度不是恒定值。定子铁芯和转子铁芯的最小间隙为l1,定子铁芯和转子铁芯的最大间隙为l2。根据定子铁芯和转子铁芯的具体结构,当电机转子的直轴与电机定子的齿部中心线对齐时,沿着交轴中心线,定子铁芯与转子铁芯在交轴中心线上的距离就是定子铁芯与转轴铁芯之间的最大间隙l2。与l1类似,l2的值过大的话,会造成磁漏过多,降低电机的效率,l2的值过小的话,相应的l1的值会更小,定子铁芯和转子铁芯之间的间隙会非常小,在转子转动时,两者非常容易发生擦碰,造成扫膛的现象,损坏电机。因此,类似l1,需要对l2的值进行限定。而l1的值已经被限定在一个范围内,可以通过l1来限定l2,具体为:0.15≤l2
×
l1≤2。
32.在上述任一技术方案中,进一步地,上述铁芯块包括轭部和齿部,齿部连接在轭部上,齿部包括齿根和齿靴,齿根连接在轭部和齿靴之间;其中,相邻两个铁芯块的齿靴之间具有槽口,齿靴的端部宽度为l3,0.16≤l3/m≤3。
33.在该技术方案中,上述铁芯块上设置有轭部和齿部,齿部与轭部相互连接。在多个铁芯块拼合成定子铁芯时,相邻的两个铁芯块通过轭部连接,相邻的两个铁芯块的齿部互不接触。而齿部包括齿根和齿靴,齿靴通过齿根连接在轭部上。当两个铁芯块相连接后,上述两个铁芯块的齿靴相互靠近,两个齿靴之间的间隔称为槽口,槽口的长度为m,而齿靴的端部宽度为l3。齿靴的端部宽度l3过大时,会减小在齿部绕设定子绕组的空间,减少定子绕组的匝数,降低电机的性能;而齿靴的端部宽度l3过小,则会无法对定子绕组进行有效的限制,易造成定子绕组的脱落。因此。需要对l3的值进行限制。可以通过m的值对l3进行限制,具体为:0.16≤l3/m≤3。
34.在上述任一技术方案中,进一步地,多个上述铁芯块包括多个沿周向排布的轭部,每个轭部包括分布在周向两侧的凸部和凹部,一个轭部的凸部伸入相邻轭部的凹部内。
35.在该技术方案中,多个上述铁芯块包括多个沿周向排布的轭部,每个轭部的两侧都分别设置有凸部和凹部。当每一个铁芯块轭部上的凸部都插入相邻铁芯块的凹部,相邻的两个铁芯块相互连接,所有的铁芯块连接在一起共同组成定子铁芯。
36.本技术方案中提供的电机,通过在每个铁芯块的轭部的周向两侧分别设置形状相互配合的凸部和凹部,使得相邻的两个铁芯块可以通过凸部和凹部的配合进行连接。当同一个铁芯块的轭部的凸部伸入另一个铁芯块轭部的凹部,这两个铁芯块连接在一起,所有的铁芯块依次连接共同组成定子铁芯。
37.在上述任一技术方案中,进一步地,上述定子槽的数量大于等于6,小于等于12。
38.在该技术方案中,上述定子槽是相邻两个齿部之间的空间。当铁芯块连接组成一个完整的定子铁芯后,定子槽的数量等于齿部的数量,而齿部和轭部一一对应,定子槽的数量同时也等于轭部的数量。当定子大小一定时,定子绕组的数量、定子的满槽率以及定子槽空间的大小对电机的定子性能有着非常重要的影响,而定子绕组的数量、定子的满槽率和定子槽空间的大小可以说是由定子铁芯上齿部的数量所决定的。因此,当定子大小一定时,定子铁芯包括齿部的数量对电机的性能有着非常重要的影响。通过对定子槽的数量进行限定,也就限定了定子铁芯上齿部以及轭部的数量,进而保证了电机的性能在合理的范围内。具体为,定子槽的数量大于等于6,小于等于12。
39.本技术方案中提供的电机,通过对定子铁芯上定子槽的数量进行限定,要求定子槽的数量大于等于6,小于等于12,同时也限定了该定子铁芯上与定子槽数量相同的齿部的数量和轭部的数量,进而保证了该定子铁芯所在电机的性能属于合理的范围。
40.在上述任一技术方案中,进一步地,上述定子铁芯的外径为d1,转子铁芯的外径为d2,其中,0.47≤d1/d2≤0.68。
41.在该技术方案中,上述转子铁芯设置在定子铁芯的内部,在电机工作时,转子铁芯需要在定子铁芯内部进行转动,因此,转子铁芯需要小于定子铁芯的内径。当转子铁芯的外径以及定子铁芯的内径一定时,定子铁芯的外径大小决定了定子铁芯上定子槽空间的大小,进而决定了齿部上绕设的定子绕组数量以及电机工作时定子铁芯内所产生磁力的大小。而当定子铁芯的外径过大时,定子铁芯上齿部以及定子槽也同样过大,定子的性能受到影响使电机工作时定子铁芯内部磁场过大,转子在过大的磁场中转动,浪费了产生磁场的能量以及定子铁芯的部分材料,在实现同样技术效果的条件下浪费了成本;当定子铁芯的外径过小时,定子铁芯上齿部以及定子槽也同样过小,定子的性能收到影响使电机工作时
定子铁芯内部磁场过小,转子在过小的磁场中转动困难,影响了电机的性能,降低了电机的效率,无法实现所需要的技术效果。因此,对转子铁芯大小和定子铁芯大小之间的关系进行限定,以保证电机的效率。具体为,定子铁芯的外径d1与转子铁芯的外径d2的比值上限为0.68,下限为0.47,即0.47≤d1/d2≤0.68。
42.本技术方案中提供的电机,通过设置定子铁芯的外径d1与转子铁芯的外径d2的比值上限为0.68,下限为0.47,进而使定子铁芯和转子铁芯两者的大小均属于一个合理的范围内,保证了电机的效率,避免定子铁芯相对转子铁芯过大或者过小,进而导致浪费了成本,降低了电机的效率。
43.在上述任一技术方案中,进一步地,上述电机的极数大于等于4,小于等于10。
44.在该技术方案中,上述电机的极数直接决定了电机的功率、转速以及性能,是电机最重要的参数之一。为在保证电机的效率的条件下尽可能的降低成本,需要对电机的极数进行限定。电机的极数不能过小,以使电机的功率过小影响电机的使用;电机的极数也不能过大,过大的极数会增加电机的制造成本,造成不必要的浪费。具体地,将上述电机的极数限定为大于等于4,并小于等于10。
45.在上述任一技术方案中,进一步地,上述转子铁芯套设在上述定子铁芯的内侧。
46.在该技术方案中,上述转子铁芯套设在上述定子铁芯的内侧,当电机工作使,转子铁芯在定子铁芯的内部空间收到磁力的影响转动工作。本技术方案中所提供的电机是一种内转子电机。
47.在上述任一技术方案中,进一步地,上述电机包括永磁电机。
48.在该技术方案中,上述电机包括永磁电机,永磁电机具有功率效率高、功率因数高、铁损小等优点,并且在工作过程中摩擦小、噪音小。从多个角度来说,永磁电机相比其他种类的电机具有很大的优势,适合本技术方案所采用的电机。
49.根据本技术的第二方面,还提出了一种压缩机,上述压缩机包括如上述技术方案中任一项所提出的电机。
50.本技术提出的压缩机包括如上述任一技术方案的电机,因此,具有上述电机的全部有益效果,在此不再一一论述。
51.在该技术方案中,上述压缩机还包括轴、动力部、主轴承和副轴承,其中轴穿设于转子的转子铁芯,并与转子铁芯相连接;动力部包括活塞和气缸,气缸与活塞连接,活塞与轴连接;主轴承设置在轴上,并位于动力部和电机之间;副轴承同样设置在轴的一端,动力部位于副轴承和主轴承之间。
52.具体地,压缩机的轴贯穿转子铁芯的轴孔并于转子铁芯相连接,轴上还连接有动力部,当压缩机工作时,动力部的气缸驱动活塞运动,活塞带动轴转动进而带动转子铁芯转动,主轴承和副轴承分别位于动力部的沿轴向两端。
53.根据本技术的第三方面,还提出了一种制冷设备,上述制冷设备包括如上述技术方案中任一项所提出的电机,或者,如上述技术方案中任一项所提出的压缩机。
54.制冷设备是一种典型的需要使用电机的电器设备。常规的制冷设备需要使用压缩机,只有很少的特殊制冷设备,并没有设置压缩机而是直接由电机带动其他种类的设备进行降温制冷。
55.本技术提出的制冷设备包括如上述技术方案的电机,或者,如上述技术方案的压
缩机。因此,上述制冷设备具有上述电机,或者,上述压缩机的全部有益效果,在此不再一一论述。
56.本技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
57.本技术的上述和/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:
58.图1示出了本技术实施例中电机沿轴向截面的结构示意图;
59.图2示出了本技术实施例中a部的放大结构示意图;
60.图3示出了本技术实施例中铁芯块的结构示意图;
61.图4示出了本技术实施例中转子材料铁损变化引起的电机效率影响图;
62.图5示出了本技术实施例中转子材料变化引起的电机成本变化图;
63.图6示出了本技术实施例中气隙l1变化与转子铁耗变化关系图;
64.图7示出了本技术实施例中槽口m变化与转子铁耗变化关系图;
65.图8示出了本技术实施例中压缩机的结构示意图。
66.附图标记:
67.100电机,110定子铁芯,111铁芯块,112轭部,113齿部,114齿根,115齿靴,116槽口,120转子铁芯,121永磁体,130定子绕组,200压缩机,210轴,220动力部,221气缸,222活塞,230主轴承,240副轴承。
具体实施方式
68.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
69.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术,但是,本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
70.下面参照图1至图8描述根据本技术一些实施例所提供的电机100、压缩机200和制冷设备。
71.如图1至图3所示,根据本技术的第一方面,提出了一种电机100,包括:定子铁芯110和转子铁芯120,其中,定子铁芯110包括多个沿周向拼接的铁芯块111,每个铁芯块111包沿电机100轴向堆叠的多个定子冲片,转子铁芯120包括多个轴向堆叠的转子冲片;其中,定子冲片的数量大于转子冲片的数量,每个定子冲片的铁损值小于每个转子冲片的铁损值。
72.具体而言,本技术提出的电机100中包括定子铁芯110和转子铁芯120。其中,定子铁芯110包括为多个铁芯块111,所有的铁芯块111沿周向连接可得到定子铁芯110。定子铁芯110包括齿部113,在齿部113上绕设有定子绕组130,而为了提高电机100的性能,在其他条件不变的情况下,需要尽可能的在同一齿部113上缠绕更多匝数的定子绕组130。齿部113
通常位于定子铁芯110的内侧并向定子铁芯110内部空心处中心延伸,在齿部113上绕设定子绕组130时常常会被定子铁芯110的其他部分影响,绕设定子绕组130变得困难;而相邻两个齿部113的间距固定且狭窄,在一齿部113上缠绕定子绕组130时往往会被该齿部113相邻的其他齿部113挡住,这种结构进一步阻碍了定子绕组130的绕设,使电机100的装配增加了难度,影响定子铁芯110的满槽率。而定子铁芯110包括多个铁芯块111,在铁芯块111未连接成定子铁芯110时,对每个铁芯块111分别绕设定子绕组130,铁芯块111包括齿部113,齿部113直接露出,在绕设定子绕组130时不会被定子铁芯110的其他部分所阻碍;若每个铁芯块111仅包括一个齿部113,在将定子绕组130绕设在该齿部113上时,该齿部113两侧不存在相邻齿部113,操作空间变大,极大的降低了定子绕组130的绕设难度,能够在齿部113上绕设尽可能多匝数的定子绕组130,最后,将所有定子绕组130绕设完成后的铁芯块111沿周向拼接,得到完整的定子。
73.进一步地,在电机100工作过程中,定子铁芯110和转子铁芯120的铁损来自多个方面,而涡流损耗是铁损最重要的来源之一。为了降低定子铁芯110和转子铁芯120所产生的涡流损耗,定子铁芯110包括多个铁芯块111,每个铁芯块111包括多个沿电机100轴向堆叠的定子冲片;转子铁芯120包括多个沿电机100轴向堆叠的转子冲片。这种靠定子冲片层叠成铁芯块111,以及转子冲片层叠成转子铁芯120的方法能有效降低定子铁芯110和转子铁芯120的涡流损耗,提升电机100的能效。
74.可以理解地,由于电机100在工作过程中,转子的铁损通常要远远小于定子的铁损,因此,通过设置每个转子冲片的铁损值大于每个定子冲片的铁损值,可以在保证电机100性能的前提下,降低转子的成本,进而降低电机100的成本,提高电机100的性价比。
75.进一步地,定子冲片的数量要大于转子冲片的数量。转子铁芯120的铁损要远远小于定子铁芯110的铁损,因此,在满足电机100性能和电机100效率的条件下,对转子铁芯120的材料、结构要求可以适当放宽,以降低电机100成本。通常情况下,电机100的定子和转子的轴向厚度基本相同,也就是说定子铁芯110的轴向厚度与转子铁芯120的轴向厚度相当。为降低定子铁芯110和转子铁芯120所产生的涡流损耗,定子铁芯110的铁芯块111包括多个沿电机100轴向堆叠的定子冲片,转子铁芯120包括多个沿电机100轴向堆叠的转子冲片。为了降低电机100的制造成本,设置定子冲片的数量大于转子冲片的数量,由于定子铁芯110的轴向厚度与转子铁芯120的轴向厚度基本相当,定子冲片的厚度要小于转子冲片的厚度,可以理解地,定子冲片或转子冲片的厚度越薄、堆叠数量越多,定子铁芯110或转子铁芯120的铁损值越小,制造、装配成本越高,因此,在满足电机100效率的条件下,可以对本身铁损更小的转子铁芯120放宽制造、装配条件,减少转子冲片的数量的同时增加转子冲片的厚度,在满足电机100效率的条件下降低了转子的制造成本,进而降低电机100的制造成本,提高电机100的性价比。
76.本实施例中提供的电机100,通过将定子铁芯110包括多个沿周向拼接的铁芯块111,从而降低在定子铁芯110上绕设定子绕组130的难度并增加定子铁芯110的满槽率,提升电机100的性能;铁芯块111包括多个沿电机100轴向堆叠的定子冲片,转子铁芯120能包括多个沿电机100轴向堆叠的转子冲片,这种结构能有效降低定子铁芯110和转子铁芯120的涡流损耗,减少电机100的铁损,提升电机100的能效;而通过使定子冲片的数量大于转子冲片的数量,即使转子冲片的厚度大于定子冲片的厚度,并使每个定子冲片的铁损值小于
每个转子冲片的铁损值,在保证电机100性能的同时尽可能降低转子的制造、装配成本,进而降低电机100的成本,提高电机100的性价比。
77.根据本技术提供上述的定子,还可以具有以下附加技术特征:
78.在一些可能的实施例中,进一步地,上述定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值大于等于1.8w/kg,小于等于3.8w/kg。
79.在该实施例中,上述定子冲片的铁损值在当定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要小于等于3.8w/kg,大于等于1.8w/kg,对定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限和下限均作出了限定,保证了电机100的性能,而每个转子冲片的铁损值要大于每个定子冲片的铁损值,也就是说转子冲片的铁损值至少要大于1.8w/kg,转子冲片的材料成本要低于定子冲片的材料成本,在尽可能不影响电机100性能的条件下降低转子冲片材料的成本,从而提高了电机100的性价比。
80.进一步地,本实施例中提供的电机100,通过设置定子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限数值和下限数值,对定子冲片的材料性能作出了具体的要求,而由于每个转子冲片的铁损值要大于每个定子冲片的铁损值,因此转子冲片的材料性能也间接得到了限定。可以理解的是,转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值不限为1.8w/kg和3.8w/kg这两个极限值,至少大于1.8w/kg,只要在保证电机100性能的同时,可以适当增大当在该条件下的转子冲片的铁损值,降低转子冲片的材料成本,提高本实施例所提供电机100的性价比。而且,只要定子冲片的数量大于转子冲片的数量,每个转子冲片的铁损值大于每个定子冲片的铁损值,当铁损测定条件为其他例如定子冲片在为60hz频率下磁化到1.7t等,也在本技术的保护范围之内。
81.其中,1.6t代表1.6特斯拉,3.8w/kg代表3.8瓦特每千克。
82.如图4和图5所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值小于等于12.5w/kg。
83.在该实施例中,上述转子冲片的铁损值在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要小于等于12.5w/kg,对转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的上限作出了具体限定。由于同一条件下转子的铁损值由转子的材料决定,而转子的材料对电机100的制造成本有着重要的影响,因此,需要找出在某一环境下合适的转子冲片的铁损值上限,使得在满足电机100效率的情况下尽可能的降低电机100的制造成本。而在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值一旦超过12.5w/kg,电机100相应的成本变化不大,但是电机100效率降低的幅度变得剧烈。因此,可以对转子冲片的铁损值作出限定,当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值要小于等于12.5w/kg,进而限定了转子冲片材料的选择。
84.本实施例中提供的电机100,通过设置在60hz频率下磁化到1.6t时转子冲片的铁损值要小于等于12.5w/kg,进而限制了转子冲片材料的选择,能够在保证电机100工作效率的条件下尽可能降低电机100的成本。
85.如图4和图5所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值大于等于2.4w/kg。
86.在该实施例中,上述转子冲片的铁损值在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时要大于等于2.4w/kg,对转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时的铁损值的下限作出了具体
限定。由于转子的材料决定了电机100的成本以及同一条件下转子的铁损值,转子的铁损值则对电机100的效率有着重要的影响。因此,需要找出在某一环境下合适的转子冲片的铁损值下限,使得在可以接受的电机100成本范围内尽可能提高电机100的效率。而在当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值有限的大于等于2.4w/kg时,电机100的效率已经满足工作要求,而当转子冲片的铁损值一旦小于2.4w/kg时,电机100的成本则会升高的非常剧烈,此时电机100的成本已经超过一般制造者可以接收的范围。因此,可以对转子冲片的铁损值作出限定,当转子冲片在60hz频率下磁化到1.6t时,转子冲片的铁损值要大于等于2.4w/kg,进而限定了转子冲片材料的选择。
87.本实施例中提供的电机100,通过设置在60hz频率下磁化到1.6t时转子冲片的铁损值要大于等于2.4w/kg,进而限制了转子冲片材料的选择,能够在可以接收的电机100成本范围内尽可能提高电机100的效率。
88.如图1所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述定子冲片的数量为x,转子冲片的数量为y,满足,1.15y≤x≤1.5y。
89.在该实施例中,上述定子冲片的数量要大于转子冲片的数量。设定定子冲片的数量为x,转子冲片的数量为y,则x>y。定子冲片的数量和转子冲片的数量均对电机100的效率会产生影响,而且,定子冲片的铁损值要小于转子冲片的铁损值,定子铁芯110的沿电机100轴向厚度与转子铁芯120的沿电机100轴向厚度相当,也就是说,定子冲片的成本要高于转子冲片,为了尽可能的解约成本,应该结合实际需要设定定子冲片的数量x与转子冲片的数量y,使两者相差不能过于悬殊。当定子冲片数量x一定而转子冲片的数量y过少时,电机100工作过程中,转子铁芯120的涡流损耗过大,铁损值过大,使电机100的效率降低;而当定子冲片数量x一定而转子冲片的数量y过多时,转子铁芯120的制造、装配成本过大,电机100的效率提高有限,电机100的成本提高,性价比降低。因此,在定子冲片的数量x一定时,需要对转子冲片的数量y进行限定,转子冲片的数量y的具体范围为1.15y≤x≤1.5y。
90.本实施例中提供的电机100,通过设置定子冲片的数量x为一定值,为了使得电机100的效率尽可能提高的同时尽可能降低电机100的成本,提高电机100的性价比,对转子冲片的数量y的值作出限定,将y的值限制在一个范围内,具体为,1.15y≤x≤1.5y。
91.如图1、图2、图6和图7所示,在一些可能的实施例中,进一步地,多个上述铁芯块111中相邻两个铁芯块111之间具有定子槽,定子槽的槽口116宽度为m,定子铁芯110和转子铁芯120之间的最小间隙为l1,其中,0.15≤l1/m≤1.5。
92.在该实施例中,上述铁芯块111中相邻两个铁芯块111之间具有定子槽,定子槽的槽口116宽度为m。铁芯块111包括齿部113,齿部113的顶部设置有用于对绕设在该齿部113上的定子绕组130进行限位的齿靴115,相邻两个齿部113顶部各有一个相互接近的齿靴115,而这两个齿靴115之间的距离被称为槽口116,槽口116的宽度为m,m越大,转子的铁损值越大,m过小,会影响电机100的性能,使电机100工作不稳定。而定子铁芯110和转子铁芯120之间的最小间隙为l1,l1越大,转子的铁损值越小,但会造成磁漏过多,增加电机100运行的成本,降低电机100的效率,l1过小,定子铁芯110和转子铁芯120之间的间隙过小,在转子转动时,两者非常容易发生擦碰,造成扫膛的现象,损坏电机100。因此,为使l1的值和m的值能够在一个合理的范围内,对两者之间的关系进行限定,使0.15≤l1/m≤1.5,进而使得两者之间相互影响,相互限制,进而使l1和m均能取到一个合适的值使得在保证电机100工
作效率的条件下尽可能降低转子的铁损值。
93.本实施例中提供的电机100,槽口116的宽度m与定子铁芯110和转子铁芯120之间的最小间隙为l1之间相互限定以使得两者均处于一个合理的范围内,具体为0.15≤l1/m≤1.5,通过在合理范围内尽可能的减小m,进而将l1的值进行限定,最大限度的降低电机100转子的铁损,从而达到一种电机100效率变化不大,电机100成本降低的效果,提高了电机100的性价比。
94.如图1、图2和图6所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述定子铁芯110和上述转子铁芯120之间的最大间隙为l2,其中,0.15≤l2
×
l1≤2。
95.在该实施例中,上述定子铁芯110和转子铁芯120之间存在间隙,由于定子铁芯110和转子铁芯120的结构特点,因此两者之间的间隙宽度不是恒定值。定子铁芯110和转子铁芯120的最小间隙为l1,定子铁芯110和转子铁芯120的最大间隙为l2。根据定子铁芯110和转子铁芯120的具体结构,当电机100转子的直轴与电机100定子的齿部113中心线对齐时,沿着交轴中心线,定子铁芯110与转子铁芯120在交轴中心线上的距离就是定子铁芯110与转轴铁芯之间的最大间隙l2。与l1类似,l2的值过大的话,会造成磁漏过多,降低电机100的效率,l2的值过小的话,相应的l1的值会更小,定子铁芯110和转子铁芯120之间的间隙会非常小,在转子转动时,两者非常容易发生擦碰,造成扫膛的现象,损坏电机100。因此,类似l1,需要对l2的值进行限定。而l1的值已经被限定在一个范围内,可以通过l1来限定l2,具体为:0.15≤l2
×
l1≤2。
96.如图1至图3和图7所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述铁芯块111包括轭部112和齿部113,齿部113连接在轭部112上,齿部113包括齿根114和齿靴115,齿根114连接在轭部112和齿靴115之间;其中,相邻两个铁芯块111的齿靴115之间具有槽口116,齿靴115的端部宽度为l3,0.16≤l3/m≤3。
97.在该实施例中,上述铁芯块111上设置有轭部112和齿部113,齿部113与轭部112相互连接。在多个铁芯块111拼合成定子铁芯110时,相邻的两个铁芯块111通过轭部112连接,相邻的两个铁芯块111的齿部113互不接触。而齿部113包括齿根114和齿靴115,齿靴115通过齿根114连接在轭部112上。当两个铁芯块111相连接后,上述两个铁芯块111的齿靴115相互靠近,两个齿靴115之间的间隔称为槽口116,槽口116的长度为m,而齿靴115的端部宽度为l3。齿靴115的端部宽度l3过大时,会减小在齿部113绕设定子绕组130的空间,减少定子绕组130的匝数,降低电机100的性能;而齿靴115的端部宽度l3过小,则会无法对定子绕组130进行有效的限制,易造成定子绕组130的脱落。因此。需要对l3的值进行限制。可以通过m的值对l3进行限制,具体为:0.16≤l3/m≤3。
98.如图1至图3所示,在一些可能的实施例中,进一步地,多个上述铁芯块111包括多个沿周向排布的轭部112,每个轭部112包括分布在周向两侧的凸部和凹部,一个轭部112的凸部伸入相邻轭部112的凹部内。
99.在该实施例中,多个上述铁芯块111包括多个沿周向排布的轭部112,每个轭部112的两侧都分别设置有凸部和凹部。当每一个铁芯块111轭部112上的凸部都插入相邻铁芯块111的凹部,相邻的两个铁芯块111相互连接,所有的铁芯块111连接在一起共同组成定子铁芯110。
100.本实施例中提供的电机100,通过在每个铁芯块111的轭部112的周向两侧分别设
置形状相互配合的凸部和凹部,使得相邻的两个铁芯块111可以通过凸部和凹部的配合进行连接。当同一个铁芯块111的轭部112的凸部伸入另一个铁芯块111轭部112的凹部,这两个铁芯块111连接在一起,所有的铁芯块111依次连接共同组成定子铁芯110。
101.如图1所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述定子槽的数量大于等于6,小于等于12。
102.在该实施例中,上述定子槽是相邻两个齿部113之间的空间。当铁芯块111连接组成一个完整的定子铁芯110后,定子槽的数量等于齿部113的数量,而齿部113和轭部112一一对应,定子槽的数量同时也等于轭部112的数量。当定子大小一定时,定子绕组130的数量、定子的满槽率以及定子槽空间的大小对电机100的定子性能有着非常重要的影响,而定子绕组130的数量、定子的满槽率和定子槽空间的大小可以说是由定子铁芯110上齿部113的数量所决定的。因此,当定子大小一定时,定子铁芯110包括齿部113的数量对电机100的性能有着非常重要的影响。通过对定子槽的数量进行限定,也就限定了定子铁芯110上齿部113以及轭部112的数量,进而保证了电机100的性能在合理的范围内。具体为,定子槽的数量大于等于6,小于等于12。
103.本实施例中提供的电机100,通过对定子铁芯110上定子槽的数量进行限定,要求定子槽的数量大于等于6,小于等于12,同时也限定了该定子铁芯110上与定子槽数量相同的齿部113的数量和轭部112的数量,进而保证了该定子铁芯110所在电机100的性能属于合理的范围。
104.如图1所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述定子铁芯110的外径为d1,转子铁芯120的外径为d2,其中,0.47≤d1/d2≤0.68。
105.在该实施例中,上述转子铁芯120设置在定子铁芯110的内部,在电机100工作时,转子铁芯120需要在定子铁芯110内部进行转动,因此,转子铁芯120需要小于定子铁芯110的内径。当转子铁芯120的外径以及定子铁芯110的内径一定时,定子铁芯110的外径大小决定了定子铁芯110上定子槽空间的大小,进而决定了齿部113上绕设的定子绕组130数量以及电机100工作时定子铁芯110内所产生磁力的大小。而当定子铁芯110的外径过大时,定子铁芯110上齿部113以及定子槽也同样过大,定子的性能受到影响使电机100工作时定子铁芯110内部磁场过大,转子在过大的磁场中转动,浪费了产生磁场的能量以及定子铁芯110的部分材料,在实现同样技术效果的条件下浪费了成本;当定子铁芯110的外径过小时,定子铁芯110上齿部113以及定子槽也同样过小,定子的性能收到影响使电机100工作时定子铁芯110内部磁场过小,转子在过小的磁场中转动困难,影响了电机100的性能,降低了电机100的效率,无法实现所需要的技术效果。因此,对转子铁芯120大小和定子铁芯110大小之间的关系进行限定,以保证电机100的效率。具体为,定子铁芯110的外径d1与转子铁芯120的外径d2的比值上限为0.68,下限为0.47,即0.47≤d1/d2≤0.68。
106.本实施例中提供的电机100,通过设置定子铁芯110的外径d1与转子铁芯120的外径d2的比值上限为0.68,下限为0.47,进而使定子铁芯110和转子铁芯120两者的大小均属于一个合理的范围内,保证了电机100的效率,避免定子铁芯110相对转子铁芯120过大或者过小,进而导致浪费了成本,降低了电机100的效率。
107.如图1所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述电机100的极数大于等于4,小于等于10。
108.在该实施例中,上述电机100的极数直接决定了电机100的功率、转速以及性能,是电机100最重要的参数之一。为在保证电机100的效率的条件下尽可能的降低成本,需要对电机100的极数进行限定。电机100的极数不能过小,以使电机100的功率过小影响电机100的使用;电机100的极数也不能过大,过大的极数会增加电机100的制造成本,造成不必要的浪费。具体地,将上述电机100的极数限定为大于等于4,并小于等于10。
109.具体在实施例中,转子铁芯120包括一定数量的沿电机100轴向堆叠的转子冲片,转子冲片为硅钢片。一定数量的转子冲片沿电机100轴向堆叠成转子铁芯120后,转子铁芯120上设置有安装槽,安装槽位于转子铁芯120的内部并沿转子铁芯120的周向分布,多个永磁体121插入安装槽内进而安装在转子铁芯120内,进而在转子上形成两倍电机100极数个周向上极性交替变化的磁极。
110.如图1所示,在一些可能的实施例中,进一步地,上述转子铁芯120套设在上述定子铁芯110的内侧。
111.在该实施例中,上述转子铁芯120套设在上述定子铁芯110的内侧,当电机100工作使,转子铁芯120在定子铁芯110的内部空间收到磁力的影响转动工作。本实施例中所提供的电机100是一种内转子电机100。
112.在一些可能的实施例中,进一步地,上述电机100包括永磁电机。
113.在该实施例中,上述电机100包括永磁电机,永磁电机具有功率效率高、功率因数高、铁损小等优点,并且在工作过程中摩擦小、噪音小。从多个角度来说,永磁电机相比其他种类的电机100具有很大的优势,适合本实施例方案所采用的电机100。
114.如图8所示,根据本技术的第二方面,还提出了一种压缩机200,上述压缩机200包括如上述实施例中任一项所提出的电机100。
115.本技术提出的压缩机200包括如上述任一实施例的电机100,因此,具有上述电机100的全部有益效果,在此不再一一论述。
116.在该实施例中,上述压缩机200还包括轴210、动力部220、主轴承230和副轴承240,其中轴210设置于转子的转子铁芯120,并与转子铁芯120相连接;动力部220包括活塞222和气缸221,气缸221与活塞222连接,活塞222与轴210连接;主轴承230设置在轴210上,并位于动力部220和电机100之间;副轴承240同样设置在轴210的一端,动力部220位于副轴承240和主轴承230之间。
117.具体在实施例中,压缩机200的轴210贯穿转子铁芯120的轴孔并于转子铁芯120相连接,轴210上还连接有动力部220,当压缩机200工作时,动力部220的气缸221驱动活塞222运动,活塞222带动轴210转动进而带动转子铁芯120转动,主轴承230和副轴承240分别位于动力部220的沿轴210向两端。
118.根据本技术的第三方面,还提出了一种制冷设备,上述制冷设备包括如上述实施例中任一项所提出的电机100,或者,如上述实施例中任一项所提出的压缩机200。
119.制冷设备是一种典型的需要使用电机100的电器设备。常规的制冷设备需要使用压缩机200,只有很少的特殊制冷设备,并没有设置压缩机200而是直接由电机100带动其他种类的设备进行降温制冷。
120.本技术提出的制冷设备包括如上述实施例的电机100,或者,如上述实施例的压缩机200。因此,上述制冷设备具有上述电机100,或者,上述压缩机200的全部有益效果,在此
不再一一论述。
121.在本技术中,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技术中的具体含义。
122.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技术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。
123.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

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