定子鐵芯以及具有該定子鐵芯的定子、電機和壓縮機的製作方法

2023-10-28 18:17:35 1

本發明涉及電機領域，具體地，涉及定子鐵芯，還涉及具有該定子鐵芯的定子、電機和壓縮機。

背景技術：

現有的具有集中卷結構的電機由於採用單齒繞線結構，因此該電機的定子的定子槽具有較大的通流面積，從而可以使定子繞組的散熱效果較好，但是該電機的噪音較大。

為了降低電機的噪音，電機的定子採用多槽結構，以便使電機的磁密分布合理、噪音低。但是，具有多槽結構的定子的定子槽的通流面積較小，由此不僅影響電機的可靠性，而且不利於壓縮機性能提升。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術存在的問題，提供定子鐵芯和具有該定子鐵芯的定子、電機和壓縮機，該定子鐵芯具有通流面積大、散熱性好的優點。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種定子鐵芯，所述定子鐵芯具有多個沿所述定子鐵芯的周向間隔開的定子槽，每個所述定子槽沿所述定子鐵芯的徑向延伸，所述定子鐵芯上設有散熱孔，所述散熱孔在所述定子鐵芯的周向上位於相鄰兩個所述定子槽之間，所述散熱孔在所述定子鐵芯的徑向上位於所述定子槽的外側，其中相鄰兩個所述定子槽的最短距離為b1，所述散熱孔與所述定子槽的最短距離為b2，b2≥b1/2。

根據本發明實施例的定子鐵芯通過在其上設置位於相鄰兩個定子槽之間的散熱孔，從而可以使定子鐵芯具有較大的通流面積。由此可以更好地對纏繞在定子鐵芯上的定子繞組進行散熱，從而不僅可以提高電機和壓縮機的可靠性，而且可以提升電機和壓縮機的性能。

因此，根據本發明實施例的定子鐵芯具有通流面積大、散熱性好的優點，從而不僅可以提高電機和壓縮機的可靠性，而且可以提升電機和壓縮機的性能。

優選地，所述定子槽的數量為s，所述散熱孔的數量為n，0＜n≤s。

優選地，相鄰兩個所述定子槽之間設有一個所述散熱孔。

優選地，相鄰兩個所述定子槽相對於第一對稱線對稱，所述散熱孔的中心位於所述第一對稱線上。

優選地，36≤s≤102。

優選地，所述定子鐵芯的外直徑為φ1，所述定子鐵芯的內直徑為φ2，φ2/φ1＝0.55-0.7。

本發明第二方面提供定子，根據本發明實施例的定子包括：定子鐵芯，所述定子鐵芯為根據本發明第一方面所述的定子鐵芯；和定子繞組，所述定子繞組纏繞在所述定子鐵芯上。

根據本發明實施例的定子通過設置根據本發明第一方面所述的定子鐵芯，從而具有通流面積大、散熱性好的優點，從而不僅可以提高電機和壓縮機的可靠性，而且可以提升電機和壓縮機的性能。

本發明第三方面提供電機，根據本發明實施例的電機包括：定子，所述定子為根據本發明第二方面所述的定子；和轉子，所述轉子相對所述定子可旋轉地設置，所述轉子包括轉子鐵芯和多個永磁體，所述轉子鐵芯上設有多個永磁體槽，多個所述永磁體一一對應地設在多個所述永磁體槽內。

根據本發明實施例的電機具有通流面積大、散熱性好、可靠性高、性能優越的優點。

優選地，所述定子的定子鐵芯的外直徑為φ1，所述定子鐵芯的內直徑為φ2，所述轉子鐵芯的外直徑為φ3，所述轉子的磁極數為p，θ＝360/p，每個所述永磁體的橫截面具有遠離所述轉子鐵芯的橫截面的圓心的第一頂點和第二頂點，所述第一頂點與所述圓心位於第一直線上，所述第二頂點與所述圓心位於第二直線上，所述第一直線與所述第二直線的夾角為α，其中所述電機滿足條件(a)、(b)和(c)中的至少一個：(a)所述轉子鐵芯的橫截面的外沿為完整的圓形；(b)(φ2-φ3)/2＝0.35毫米-1毫米；(c)α/θ＝0.58-0.9。

優選地，α/θ＝0.6-0.8。

優選地，(φ2-φ3)/2＝0.4毫米-0.6毫米。

本發明第四方面提供壓縮機，根據本發明實施例的壓縮機包括：殼體；和電機，所述電機為根據本發明第三方面所述的電機，所述電機設在所述殼體內。

根據本發明實施例的壓縮機具有通流面積大、散熱性好、可靠性高、性能優越的優點。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的電機的定子的結構示意圖；

圖2是根據本發明實施例的電機的轉子的結構示意圖；

圖3是根據本發明實施例的壓縮機的剖視圖。

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。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定子鐵芯111。如圖1所示，根據本發明實施例的定子鐵芯111具有多個沿定子鐵芯111的周向間隔開的定子槽113，每個定子槽113沿定子鐵芯111的徑向延伸。定子鐵芯111上設有散熱孔118，散熱孔118在定子鐵芯111的周向上位於相鄰兩個定子槽113之間，散熱孔118在定子鐵芯111的徑向上位於定子槽113的外側。其中，相鄰兩個定子槽113的最短距離為b1，散熱孔118與定子槽113的最短距離為b2，b2≥b1/2。

根據本發明實施例的定子鐵芯111通過在其上設置位於相鄰兩個定子槽113之間的散熱孔118，從而可以使定子鐵芯111具有較大的通流面積。由此可以更好地對纏繞在定子鐵芯111上的定子繞組112進行散熱，從而不僅可以提高電機10和壓縮機1的可靠性，而且可以提升電機10和壓縮機1的性能。

而且，通過使b2≥b1/2，從而可以確保電機10的磁場不受影響，以便保證電機10的磁路正常運行。

因此，根據本發明實施例的定子鐵芯111具有通流面積大、散熱性好等優點，從而不僅可以提高電機10和壓縮機1的可靠性，而且可以提升電機10和壓縮機1的性能。

如圖1-圖3所示，在本發明的一些實施例中，壓縮機1包括殼體20和電機10，電機10設在殼體20內。具體地，電機10可以是永磁同步電機，壓縮機1可以是旋轉式壓縮機。

如圖3所示，壓縮機1還可以包括氣缸30、主軸承40、副軸承50、曲軸60和活塞70。氣缸30、主軸承40、副軸承50、曲軸60和活塞70都可以是已知的且可以利用已知的方式進行安裝，也可以利用已知的方式將電機10安裝在殼體20內，由於這些與本申請的發明點無關，因此不再詳細地描述。

電機10包括定子110和轉子120。定子110包括定子鐵芯111和纏繞在定子鐵芯111上的定子繞組112。根據本發明實施例的定子110通過設置定子鐵芯111，從而具有通流面積大、散熱性好等優點，從而不僅可以提高電機10和壓縮機1的可靠性，而且可以提升電機10和壓縮機1的性能。

相應地，設有定子110的電機10和壓縮機1具有通流面積大、散熱性好、可靠性高、性能優越等優點。

優選地，定子繞組112可以由扁銅線製成，即定子繞組112可以使用扁銅線。可以利用已知的方式將定子繞組112纏繞在定子鐵芯111上，由於定子繞組112纏繞在定子鐵芯111上的方式與本申請的發明點無關，因此不再詳細地描述。

定子鐵芯111的外直徑為φ1，定子鐵芯111的內直徑為φ2，φ2/φ1＝0.55-0.7。通過使φ2/φ1＝0.55-0.7，從而可以增大電機10的裂比，且可以增大相鄰兩個定子槽113的最短距離b1，由此可以防止電機10的磁場容易飽和，以便可以提高電機10的性能。

優選地，φ2/φ1＝0.58-0.65，由此可以進一步增大電機10的裂比，且可以增大相鄰兩個定子槽113的最短距離b1，從而可以進一步防止電機10的磁場容易飽和，以便可以進一步提高電機10的性能。

如圖1所示，定子鐵芯111上可以設有多個沿定子鐵芯111的周向間隔開的定子槽113，即多個定子槽113可以沿定子鐵芯111的周向間隔開地設在定子鐵芯111上，每個定子槽113可以沿定子鐵芯111的徑向延伸。優選地，多個定子槽113可以沿定子鐵芯111的周向等間距地設在定子鐵芯111上。

優選地，定子槽113的數量為s，36≤s≤102。由此可以在降低電機10噪音、使電機10的磁密分布合理的情況下，不使電機10的工藝成本過高。更加優選地，48≤s≤72，由此可以在有效地控制電機10的工藝成本的情況下，儘可能降低電機10噪音、使電機10的磁密分布更加合理，即使電機10具有更高的性價比。

如圖1所示，每個定子槽113的兩個側壁115彼此平行，定子繞組112可以是矩形。由此可以使定子110的結構更加合理。

優選地，每個定子槽113可以是矩形或正方形，即每個定子槽113的橫截面可以是矩形或正方形，每個定子槽113的橫截面可以垂直於定子110的軸向。

如圖1所示，每個定子槽113可以包括兩個側壁115以及內端壁116和外端壁117，即定子槽113的上端和下端都可以敞開。其中，上下方向垂直於圖1的紙面方向。在圖1中，該上下方向可以與定子110的軸向相同，即該上下方向可以平行於定子110的軸向。

每個定子槽113上可以不設置槽口114，即每個定子槽113的橫截面的邊沿是封閉的。此外，每個定子槽113上也可以設有槽口114，即每個定子槽113的橫截面的邊沿有至少一處可以是敞開的。如圖1所示，槽口114可以設在定子槽113的內端壁116上。

每個定子槽113的槽口114的寬度為h，優選地，0≤h≤0.6毫米。其中，h＝0是指每個定子槽113上不設置槽口114。當h＝0時，電機10的噪音較低，但是電機10的性能稍差。當h不等於0時，電機10的性能較好，但是電機10的噪音稍大，而且h越大，電機10的性能越好且噪音越大。通過使h小於等於0.6，從而可以在控制電機10的噪音的情況下，儘可能提高電機10的性能。

如圖1所示，定子鐵芯111上設有散熱孔118，散熱孔118在定子鐵芯111的周向上位於相鄰兩個定子槽113之間，散熱孔118在定子鐵芯111的徑向上位於定子槽113的外側。其中，相鄰兩個定子槽113的最短距離為b1，散熱孔118與定子槽113的最短距離為b2，b2≥b1/2。

由於每個定子槽113可以沿定子鐵芯111的徑向延伸，因此相鄰兩個定子槽113的最短距離b1為相鄰兩個定子槽113的內端(定子槽113的鄰近定子鐵芯111的中心的端部)之間的距離。具體而言，相鄰兩個定子槽113的最短距離b1為相鄰兩個定子槽113的側壁115的內端之間的距離。

散熱孔118與定子槽113的最短距離b2為散熱孔118的邊沿與定子槽113的遠離定子鐵芯111的中心的頂點之間的最短距離。下面結合圖1，以定子槽113為矩形槽或正方形槽為例，對最短距離b2進行進一步描述。定子槽113具有四個頂點，定子槽113的兩個頂點(外頂點)遠離定子鐵芯111的中心，散熱孔118的邊沿鄰近兩個該外頂點中的一個，散熱孔118的邊沿與兩個該外頂點中的該一個之間的距離為最短距離b2。

散熱孔118可以是圓孔、橢圓孔、多邊形孔等，即散熱孔118的橫截面可以是圓形、橢圓形、多邊形等。

在本發明的一個實施例中，定子槽113的數量為s，散熱孔118的數量為n，其中0＜n≤s。也就是說，散熱孔118的數量不大於定子槽113的數量。由此可以在確保定子鐵芯111的散熱效果的情況下，不設置過多的散熱孔118，從而可以有效地控制定子鐵芯111的工藝成本。

優選地，相鄰兩個定子槽113之間可以設有一個散熱孔118。換言之，散熱孔118的數量可以等於定子槽113的數量，在定子鐵芯111的周向上，定子槽113和散熱孔118可以交替設置。由此可以在有效地控制定子鐵芯111的工藝成本的情況下，進一步提高定子鐵芯111的散熱效果。

如圖1所示，在本發明的一個具體示例中，相鄰兩個定子槽113可以相對於第一對稱線對稱，散熱孔118的中心可以位於該第一對稱線上。

具體而言，在定子鐵芯111的橫截面上，相鄰兩個定子槽113的橫截面可以相對於該第一對稱線對稱，散熱孔118的橫截面的中心可以位於該第一對稱線上。由此散熱孔118對與其相鄰的兩個定子槽113內的定子繞組112的散熱效果大體相同，從而可以進一步提高定子鐵芯111的散熱效果。

轉子120相對定子110可旋轉地設置。可以利用已知的方式相對定子110可旋轉地設置轉子120，由於這與本申請的發明點無關，因此不再詳細地描述。

如圖2所示，在本發明的一些示例中，轉子120包括轉子鐵芯121和多個永磁體122。轉子鐵芯121上設有多個永磁體槽123，多個永磁體122一一對應地設在多個永磁體槽123內。也就是說，永磁體122的數量可以等於永磁體槽123的數量，一個永磁體122可以設在一個永磁體槽123內。

優選地，多個永磁體槽123可以沿轉子鐵芯121的周向等間距地設在轉子鐵芯121上。相應地，多個永磁體122可以沿轉子鐵芯121的周向等間距地設在轉子鐵芯121上。

如圖2所示，轉子鐵芯121的外直徑為φ3，轉子120的磁極數為p，θ＝360/p。每個永磁體122的橫截面具有遠離轉子鐵芯121的橫截面的圓心o的第一頂點m1和第二頂點m2。

具體而言，每個永磁體122的橫截面和轉子鐵芯121的橫截面可以位於同一個平面上，每個永磁體122的橫截面和轉子鐵芯121的橫截面都可以垂直於轉子120的軸向。

每個永磁體122的橫截面具有遠離轉子鐵芯121的橫截面的圓心o的第一頂點m1和第二頂點m2，即第一頂點m1和第二頂點m2相比永磁體122的橫截面的其他頂點，鄰近轉子鐵芯121的橫截面的外沿。

第一頂點m1與圓心o位於第一直線l1上，第二頂點m2與圓心o位於第二直線l2上，第一直線l1與第二直線l2的夾角為α。也就是說，圓心o為第一圓形的圓心，第一頂點m1和第二頂點m2為該第一圓形上的兩個點，α為該第一圓形的位於第一頂點m1與第二頂點m2之間的劣弧所對應的圓心角。

其中，電機10滿足條件(a)、(b)和(c)中的至少一個：

(a)轉子鐵芯121的橫截面的外沿為完整的圓形，

(b)α/θ＝0.58-0.9。

轉子鐵芯121的橫截面的外沿為完整的圓形是指：轉子鐵芯121的橫截面的外沿上的任意一點到圓心o的距離都等於φ3。也就是說，轉子鐵芯121的橫截面的外沿為圓形，轉子鐵芯121的橫截面的外沿上沒有設置凸起、凹槽等結構。

通過使轉子鐵芯121的橫截面的外沿為完整的圓形，從而可以減小電機10的氣隙。由此與現有的具有多槽結構的定子的電機的轉子相比，根據本發明實施例的轉子120隻需使用更少的永磁體，從而可以降低轉子120的原料成本，進而降低電機10的總成本。

而且，通過使α/θ＝0.58-0.9，從而可以減小電機10的極弧係數。由此與現有的具有多槽結構的定子的電機的轉子相比，根據本發明實施例的轉子120隻需使用更少的永磁體，從而可以降低轉子120的原料成本，進而降低電機10的總成本。

根據本發明實施例的轉子120通過滿足上述條件(a)和(b)中的至少一個，從而與現有的具有多槽結構的定子的電機的轉子相比，轉子120隻需使用更少的永磁體，由此可以降低轉子120的原料成本，進而降低電機10的總成本。

也就是說，現有的具有多槽結構的定子的電機與現有的具有集中卷結構的電機相比，具有磁密分布合理、噪音低的優點，但是存在工藝成本高的缺點(進而導致總成本高)。根據本發明實施例的轉子120通過滿足上述條件(a)和(b)中的至少一個，從而可以降低轉子120的原料成本，由此降低電機10的總成本。換言之，根據本發明實施例的轉子120用降低原料成本的方式，來抵消電機10的工藝成本的上升，從而避免電機10的總成本上升、甚至使電機10的總成本下降，以便提高電機10和壓縮機1的競爭力。

因此，根據本發明實施例的轉子120具有原料成本低、總成本低等優點。

根據本發明實施例的電機10滿足條件(a)、(b)和(c)中的至少一個：

(a)轉子鐵芯121的橫截面的外沿為完整的圓形，

(b)α/θ＝0.58-0.9，

(c)(φ2-φ3)/2＝0.35毫米-1毫米。

通過使轉子鐵芯121的橫截面的外沿為完整的圓形，從而可以減小電機10的氣隙。通過使(φ2-φ3)/2＝0.35毫米-1毫米，從而也可以減小電機10的氣隙。由此與現有的具有多槽結構的定子的電機相比，根據本發明實施例的電機10隻需使用更少的永磁體，從而可以降低電機10的原料成本，進而降低電機10的總成本。

而且，通過使α/θ＝0.58-0.9，從而可以減小電機10的極弧係數。由此與現有的具有多槽結構的定子的電機相比，根據本發明實施例的電機10隻需使用更少的永磁體，從而可以降低電機10的原料成本，進而降低電機10的總成本。

根據本發明實施例的電機10通過滿足上述條件(a)、(b)和(c)中的至少一個，從而與現有的具有多槽結構的定子的電機相比，電機10隻需使用更少的永磁體，由此可以降低電機10的原料成本，進而降低電機10的總成本。

也就是說，現有的具有多槽結構的定子的電機與現有的具有集中卷結構的電機相比，具有磁密分布合理、噪音低的優點，但是存在工藝成本高的缺點(進而導致總成本高)。根據本發明實施例的電機10通過滿足上述條件(a)、(b)和(c)中的至少一個，從而在保持磁密分布合理、噪音低的優點的情況下，降低電機10的原料成本，由此降低電機10的總成本。換言之，根據本發明實施例的電機10用降低原料成本的方式，來抵消工藝成本的上升，從而避免電機10的總成本上升、甚至使電機10的總成本下降，以便提高電機10和壓縮機1的競爭力。

因此，根據本發明實施例的電機10具有原料成本低、總成本低、磁密分布合理、噪音低等優點。

根據本發明實施例的壓縮機1通過設置電機10，從而具有原料成本低、總成本低、磁密分布合理、噪音低等優點。

相應地，滿足上述條件(a)、(b)和(c)中的至少一個且設有散熱孔118的電機10，具有原料成本低、總成本低、磁密分布合理、噪音低、通流面積大、散熱性好、可靠性高、性能優越等優點。因此，設有電機10的壓縮機1也具有這些優點。

優選地，(φ2-φ3)/2＝0.4毫米-0.6毫米。由此可以使電機10的氣隙的大小更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

更加優選地，(φ2-φ3)/2＝0.45毫米-0.55毫米。由此可以使電機10的氣隙的大小更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

最優選地，(φ2-φ3)/2＝0.52毫米。由此可以使電機10的氣隙的大小更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

優選地，α/θ＝0.6-0.8。由此可以使電機10的極弧係數更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

更加優選地，α/θ＝0.65-0.75。由此可以使電機10的極弧係數更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

最優選地，α/θ＝0.68。由此可以使電機10的極弧係數更加合理，從而可以進一步減少電機10所需使用的永磁體，以便可以進一步降低電機10的原料成本，進而進一步降低電機10的總成本。

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」、「軸向」、「徑向」、「周向」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至少一個該特徵。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，也可以是電連接或彼此可通訊；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，除非另有明確的限定。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。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

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一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，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以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

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。