轉子鐵芯、轉子、電機和壓縮機的製作方法

2023-05-17 03:19:46

本發明涉及壓縮機技術領域，具體而言，涉及一種轉子鐵芯、具有所述轉子鐵芯的轉子、具有所述轉子的電機和具有所述電機的壓縮機。

背景技術：

相關技術中的旋轉式壓縮機，為了提高在高轉速下的穩定性，通常曲軸的上端設置輔助軸承。由於電機軸向的下部繞組端需與泵體留有一定的安全距離，使得轉子下移的空間受到限制。而電機高速運行時，由於轉子質量不平衡所產生離心力的作用和定轉子間隙不均勻所產生的單邊磁拉力作用，曲軸會對輔助軸承內側施加較大的壓力，導致壓縮機摩擦功耗增大、噪音惡化，嚴重時會發生曲軸卡死而壓縮機停轉等現象。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的上述技術問題之一。為此，本發明提出一種轉子鐵芯，該轉子鐵芯能夠提高壓縮機的穩定性、減小壓縮機的摩擦功耗和振動噪音。

本發明還提出一種具有所述轉子鐵芯的轉子。

本發明還提出一種具有所述轉子的電機。

本發明還提出一種具有所述電機的壓縮機。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面的實施例提出一種轉子鐵芯，所述轉子鐵芯具有沿其軸向貫通所述轉子鐵芯的軸孔和多個永磁體槽，所述轉子鐵芯至少包括沿其軸向層疊的第一層疊部和第二層疊部，所述軸孔包括設在所述第一層疊部上的第一避讓段和設在所述第二層疊部上的裝配段且所述第一避讓段的半徑大於所述裝配段的半徑，所述第一層疊部的厚度為LB，所述第二層疊部的厚度為LA，其中，

根據本發明實施例的轉子鐵芯能夠提高壓縮機的穩定性、減小壓縮機的摩擦功耗和振動噪音。

另外，根據本發明實施例的轉子鐵芯還可以具有如下附加的技術特徵：

根據本發明的一個實施例，所述第一避讓段的半徑為RA，所述裝配段的半徑為RB，其中，

根據本發明的一個實施例，

所述轉子鐵芯還包括第三層疊部，所述第一層疊部、所述第二層疊部和所述第三層疊部沿所述轉子鐵芯的軸向層疊且所述第二層疊部在所述轉子鐵芯的軸向上位於所述第一層疊部和所述第三層疊部之間，所述軸孔還包括設在第三層疊部上的第二避讓段且所述第二避讓段的半徑大於所述裝配段的半徑，所述第三層疊部的厚度為LC，其中，

根據本發明的一個實施例，

所述第一層疊部的中心軸線、所述第二層疊部的中心軸線、所述第三層疊部的中心軸線、所述第一避讓段的中心軸線、所述裝配段的中心軸線、所述第二避讓段的中心軸線彼此重合，所述第一層疊部的外直徑、所述第二層疊部的外直徑、所述第三層疊部的外直徑均相等。

根據本發明的一個實施例，在所述轉子鐵芯的橫截面內，多個所述永磁體槽關於所述轉子鐵芯的中心對稱設置。

根據本發明的一個實施例，所述轉子鐵芯的橫截面的外輪廓為圓形。

根據本發明的一個實施例，以經過轉子鐵芯的旋轉中心且垂直於任意一個所述磁性件的假想直線為d軸，所述轉子鐵芯的橫截面的外輪廓為非圓形且被所述轉子鐵芯的d軸分為關於所述轉子鐵芯的中心對稱的多段。

根據本發明的一個實施例，所述永磁體槽為一字形且兩端分別設有間隙部。

根據本發明的第二方面的實施例提出一種轉子，所述轉子包括：轉子鐵芯，所述轉子鐵芯為根據本發明的第一方面的實施例所述的轉子鐵芯；多個永磁體，多個所述永磁體分別設在多個所述永磁體槽內。

根據本發明實施例的轉子能夠提高壓縮機的穩定性、減小壓縮機的摩擦功耗和振動噪音。

根據本發明的第三方面的實施例提出一種電機，所述電機包括：定子；轉子，所述轉子為根據本發明的第二方面的實施例所述的轉子，所述轉子可旋轉地配合在所述定子內。

根據本發明實施例的電機能夠提高壓縮機的穩定性、減小壓縮機的摩擦功耗和振動噪音。

根據本發明的第四方面的實施例提出一種壓縮機，所述壓縮機包括：壓縮機構，所述壓縮機構包括主軸承、副軸承、設在所述主軸承和所述副軸承之間的氣缸、沿所述氣缸的內周壁可滾動地設在所述氣缸內的活塞以及與所述活塞傳動連接的曲軸；電機，所述電機為根據本發明的第三方面的實施例所述的電機，所述曲軸裝配在所述裝配段內且所述第二層疊部相對於所述第一層疊部更加鄰近所述主軸承；輔助軸承，所述輔助軸承配合在所述曲軸上，所述輔助軸承鄰近所述第一層疊部且一部分伸入所述第一避讓段。

根據本發明實施例的壓縮機具有穩定性高、摩擦功耗和振動噪音小等優點。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的轉子的結構示意圖。

圖2是根據本發明另一個實施例的轉子的結構示意圖。

圖3是根據本發明實施例的轉子的軸向示意圖。

圖4是根據本發明另一個實施例的轉子的軸向示意圖。

圖5是根據本發明又一個實施例的轉子的軸向示意圖。

圖6是根據本發明實施例的電機的結構軸向示意圖。

圖7是根據本發明實施例的壓縮機的結構示意圖。

附圖標記：

壓縮機1、電機100、氣缸200、主軸承310、副軸承320、輔助軸承330、曲軸400、活塞500、

轉子10、轉子鐵芯11、永磁體槽111、間隙部112、軸孔113、第一避讓段114、裝配段115、第一層疊部116、第二層疊部117、第三層疊部118、永磁體12、定子20。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參考附圖描述根據本發明實施例的壓縮機1。

如圖7所示，根據本發明實施例的壓縮機1包括壓縮機構、電機100和輔助軸承330。

首先參考附圖描述根據本發明實施例的電機100。

如圖1-圖6所示，根據本發明實施例的電機100包括定子20和轉子10，轉子10可旋轉地設在定子20內。

具體地，轉子10包括永磁體槽111和多個永磁體12。轉子鐵芯11具有沿轉子鐵芯11的軸向貫通轉子鐵芯11的軸孔113和多個永磁體槽111，多個永磁體12分別設在多個永磁體槽111內。

轉子鐵芯11至少包括沿轉子鐵芯11的軸向層疊的第一層疊部116和第二層疊部117，軸孔113包括設在第一層疊部116上的第一避讓段114和設在第二層疊部117上的裝配段115，換言之，軸孔113由彼此連通的裝配段115和第一避讓段114構成，第一避讓段114的半徑大於裝配段115的半徑，第一層疊部116的在轉子鐵芯11的軸向上的厚度為LB，第二層疊部117的在轉子鐵芯11的軸向上的厚度為LA，其中，

在根據本發明實施例的壓縮機1中，所述壓縮機構包括主軸承310、副軸承320、設在主軸承310和副軸承320之間的氣缸200、沿氣缸200的內周壁可滾動地設在氣缸200內的活塞500以及與活塞500傳動連接的曲軸400。曲軸400裝配在裝配段115內，轉子10旋轉時帶動曲軸400旋轉，進而帶動活塞500壓縮氣缸200內的氣體，第二層疊部117相對於第一層疊部116更加鄰近主軸承310。輔助軸承330配合在曲軸400上，輔助軸承330鄰近第一層疊部116且輔助軸承330的一部分伸入第一避讓段114。

舉例而言，壓縮機1為立式旋轉壓縮機，主軸承310設在氣缸200的上方且副軸承320設在氣缸200的下方，電機100位於主軸承310上方且第二層疊部117朝向主軸承310，輔助軸承330設在電機100上方且第一層疊部116朝向輔助軸承330，輔助軸承330的一部分向下伸入軸孔113的第一避讓段114，曲軸400分別與副軸承320、活塞500、主軸承310、軸孔113的裝配段115和輔助軸承330配合。

根據本發明實施例的轉子鐵芯11、轉子10和電機100，通過設置層疊的第一層疊部116和第二層疊部117，且第一層疊部116上的第一避讓段114的半徑大於第二層疊部117上的裝配段115的半徑，並進一步限定第一層疊部116的厚度LB與第二層疊部117的厚度LA的關係，即由此可以在保持電機100原有性能的前提下，允許輔助軸承330的一部分伸入軸孔113的第一避讓段114，減小輔助軸承330與主軸承310之間的距離，從而削弱轉子10離心力的作用，減小曲軸400的上部擺動撓度，有效地提高電機100在高速運行時的穩定性。當電機100高速運行時有利於減小曲軸400對輔助軸承330內側施加的壓力，提升整個壓縮機1軸系的穩定性，從而減小壓縮機1的振動噪音，減小摩擦功耗和機械摩擦轉矩，提高性能。

因此，根據本發明實施例的轉子鐵芯11、轉子10和電機100，能夠在保持電機原有性能的前提下提升壓縮機整個軸系穩定性、減小振動噪音、減小摩擦功耗和提高性能的能力。

根據本發明實施例的壓縮機1，通過利用根據本發明上述實施例的電機100，具有穩定性高、摩擦功耗和振動噪音小等優點。

下面參考附圖描述根據本發明具體實施例的轉子鐵芯11。

在本發明的一些具體實施例中，如圖1所示，第一層疊部116的中心軸線、第二層疊部117的中心軸線、第一避讓段114的中心軸線和裝配段115的中心軸線彼此重合，第一層疊部116的外直徑與第二層疊部117的外直徑相等，即轉子鐵芯11的具有平滑的外周面。

進一步地，如圖1所示，第一避讓段114的半徑為RA，裝配段115的半徑為RB，其中，通過限定第一避讓段114和裝配段115的大小關係，不僅可以保證曲軸400與裝配段115裝配後不會發生相對轉動，而且可以保證輔助軸承330的一部分能夠順利伸入第一避讓段114，且不影響電機100的原有性能。

在本發明的一些具體示例中，如圖2所示，轉子鐵芯11還包括第三層疊部118，即轉子鐵芯11包括沿轉子鐵芯11的軸向層疊的第一層疊部116、第二層疊部117和第三層疊部118，第二層疊部117在轉子鐵芯11的軸向位於第一層疊部116和第三層疊部118之間。軸孔113包括設在第一層疊部116上的第一避讓段114、設在第二層疊部117上的裝配段115和設在第三層疊部118上的第二避讓段(圖中未示出)，換言之，軸孔113由彼此連通的第一避讓段114、裝配段115和第二避讓段構成，第一避讓段114和第二避讓段的半徑分別大於裝配段115的半徑，其中，第一避讓段114的半徑可以等於第二避讓段的半徑，第一層疊部116的在轉子鐵芯11的軸向上的厚度為LB，第二層疊部117的在轉子鐵芯11的軸向上的厚度為LA，第三層疊部118的在轉子鐵芯11的軸向上的厚度為LC，其中，

可選地，如圖2所示，第一層疊部116的中心軸線、第二層疊部117的中心軸線、第三層疊部118的中心軸線、第一避讓段114的中心軸線、裝配段115的中心軸線、所述第二避讓孔的中心軸線彼此重合，第一層疊部116的外直徑、第二層疊部117的外直徑、第三層疊部118的外直徑相等，即轉子鐵芯11的具有平滑的外周面。

在本發明的一些具體示例中，如圖1-圖6所示，在轉子鐵芯11的橫截面內，多個永磁體槽111沿轉子鐵芯11的周向等間距設置且關於轉子鐵芯11的中心對稱設置。

舉例而言，如圖3-圖5所示，轉子鐵芯11上設有4個永磁體槽111，4個永磁體槽111相對於轉子鐵芯11的旋轉中心旋轉對稱，即每個永磁體槽111繞轉子鐵芯11的旋轉中心轉180°後與另一個永磁體槽111重合，每個永磁體槽111內分別設有一個永磁體12，d軸經過轉子鐵芯11的旋轉中心且垂直於永磁體12，永磁體12的兩端分別位於d軸的兩側且與d軸的距離相等。

本領域的技術人員可以理解地是，d軸是指直軸，即位於轉子10的磁極的中心線上。

可選地，在轉子鐵芯11的橫截面內，轉子鐵芯11的外輪廓相對於d軸對稱設置。也就是說，如圖3、圖4和圖6所示，轉子鐵芯11的外輪廓形成為軸對稱圖形，並且，轉子鐵芯11的外輪廓的對稱軸M與d軸重合。這樣可以提高永磁體12的利用率，使永磁體12易於實現充磁。

例如，轉子鐵芯11的橫截面的外輪廓為圓形，從而便於加工、製造。

當然，轉子鐵芯11的對稱軸M也可以與d軸不重合。具體地，如圖5所示，轉子鐵芯11的外輪廓相對於d軸不對稱設置。這樣可以在有限的轉子鐵芯11的空間內，更多地設置永磁體12，增加轉子鐵芯11的利用率，進一步提升電機100的性能。

例如，轉子鐵芯11的橫截面的外輪廓為非圓形，轉子鐵芯11的外輪廓具有半徑R1和半徑R2，其中，R1＞R2，轉子鐵芯11的外輪廓被轉子鐵芯11的d軸分為關於轉子鐵芯11的中心對稱的多段，即轉子鐵芯11的外輪廓的位於相鄰d軸之間的部分，繞轉子鐵芯11的旋轉中心轉180°後，與轉子鐵芯11的外輪廓的位於其它相鄰d軸之間的部分重合。這樣可以通過優化電機100的氣隙磁密波形，進而降低電機100的噪聲，提高電機100的性能。

在本發明的一些具體實施例中，如圖1-圖6所示，永磁體槽111為一字形，且永磁體槽111的兩端分別設有間隙部112，間隙部112未被永磁體12填充。

具體地，每個永磁體槽111內分別安裝有永磁體12，每個永磁體槽111的兩端分別設有一段空出的間隙，即間隙部112。由此，有利於優化氣隙磁密波形，提升永磁體12的利用率，從而可以改善電機的噪音，提高電機的性能，並且，間隙部112可以有效地防止永磁體12沿永磁體槽111的兩端漏磁，進一步地，永磁體12形成為矩形，從而實現易於加工和製造的目的。

可選地，永磁體槽111為4個或6個或8個。其中，當永磁體槽111的個數為4個時，定子20的定子槽數可以為6個；當永磁體槽111的個數為6個時，定子20的定子槽數可以為9個；當永磁體槽111的個數為8個時，定子20的定子槽數可以為12個。由此，可以根據不同電機的需要進行合理調節，通用性強，適用於多種極數的永磁同步電機。

根據本發明實施例的壓縮機1的其他構成以及操作對於本領域普通技術人員而言都是已知的，這裡不再詳細描述。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。