本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種稀土永磁電機(jī)以及具有該電機(jī)的壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

對(duì)于現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)用電機(jī)，由于分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)具有效率高、成本低的明顯優(yōu)勢(shì)，通常作為用于壓縮機(jī)的首選類型。一般來說，引起電磁振動(dòng)的三個(gè)關(guān)鍵因素分別為徑向電磁力各次諧波幅值、頻率和階次，而非負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。對(duì)于分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)而言，其最低階次的諧波電磁力一般低于相同極對(duì)數(shù)的整數(shù)槽電機(jī)，且該力波是引起定子振動(dòng)和電機(jī)噪聲的主要根源。此外，由于小型電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率一般較高，所以，當(dāng)定子結(jié)構(gòu)階數(shù)和頻率與徑向電磁力的階次和頻率接近時(shí)，電機(jī)會(huì)產(chǎn)生共振。當(dāng)這種電機(jī)用于高轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，低階且高頻的徑向諧波電磁力均出現(xiàn)在高頻范圍內(nèi)，定子模態(tài)頻率會(huì)覆蓋這些諧波電磁力的頻率，定子發(fā)生共振，向電機(jī)外部輻射更大的噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，提供一種在高速狀態(tài)下仍能保持較小的振動(dòng)噪聲的稀土永磁電機(jī)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種壓縮機(jī)，包括上述稀土永磁電機(jī)。

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)目的，本發(fā)明提出了一種電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括沿定子的周向間隔分布的多個(gè)定子齒、相鄰兩個(gè)定子齒之間限定出的定子槽以及由多個(gè)定子齒的內(nèi)端邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部，定子繞組設(shè)置于定子槽中，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部中；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯；其中，定子鐵芯沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值的取值范圍為：1.284≤ls/dor≤1.48。

本發(fā)明提供的一種稀土永磁電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，其中定子包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯又由定子周向間隔均勻分布的多個(gè)定子齒，相鄰的兩個(gè)定子齒之間限定出的定子槽，以及由多個(gè)定子齒的內(nèi)部邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部構(gòu)成；定子繞組設(shè)置在定子槽中，轉(zhuǎn)子則相對(duì)與定子旋轉(zhuǎn)設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部中；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯；其中，定子鐵芯沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值的取值范圍為：1.284≤ls/dor≤1.48。一般來說，電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產(chǎn)生的，而定子鐵芯的變形量與諧波力波幅值的一次方成正比，所以要降低這種電機(jī)的電磁振動(dòng)噪聲，削弱其各次徑向電磁力波的幅值是主要手段之一。在本發(fā)明的電機(jī)中，對(duì)定子鐵芯沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過對(duì)上述比值ls/dor的調(diào)整，限定其取值范圍在1.284至1.48之間，降低氣隙磁場基波及其各次諧波幅值，削弱定子側(cè)的負(fù)載電樞反應(yīng)，有效減小各次徑向諧波電磁激振力的幅值，從而達(dá)到減小電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲的效果。

另外，根據(jù)本發(fā)明提供的上述的稀土永磁電機(jī)，還可以具有以下附加技術(shù)特征：

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向方向的長度lr與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值的取值范圍為：1.1≤lr/dor≤1.6。

在該技術(shù)方案中對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向方向的長度lr與轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑dor的比值lr/dor的取值進(jìn)行優(yōu)化取值，限定其在1.1至1.6之間，實(shí)現(xiàn)降低氣隙磁場基波及其各次諧波幅值，削弱定子側(cè)的負(fù)載電樞反應(yīng)，從而有效減少各次徑向電磁激振力的幅值，達(dá)到減小電機(jī)電磁噪聲的效果。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯上沿周向間隔地設(shè)置有多個(gè)磁體槽；其中，轉(zhuǎn)子鐵芯的磁體槽對(duì)的數(shù)量滿足2≤n≤4，n為自然數(shù)。

在該技術(shù)方案中轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，其中轉(zhuǎn)子鐵芯上沿周向間隔地設(shè)置有多個(gè)磁體槽，對(duì)其中磁體槽對(duì)的數(shù)量取值進(jìn)行優(yōu)化取值，使磁體槽對(duì)的數(shù)量n在2至4之間，這樣，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在較高轉(zhuǎn)速下時(shí)，可以有效地抑制電機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯損耗，提升電機(jī)性能，同時(shí)，不過多的設(shè)置磁體槽對(duì)控制了相應(yīng)的電機(jī)制造成本，減少了不必要的成本消耗。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子還包括分別設(shè)置于多個(gè)磁體槽中的多個(gè)磁性件，磁性件的延伸方向垂直于轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向，并且磁性件沿轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向的尺寸hm的取值范圍為：1.1×(ris-ror)≤hm≤5×(ris-ror)；其中，ris為轉(zhuǎn)子容納部的半徑，ror為轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑。

在該技術(shù)方案中，轉(zhuǎn)子還包括設(shè)置于多個(gè)磁體槽中的多個(gè)磁性件，磁性件的延伸方向垂直于轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向，并且對(duì)磁性件沿轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向的尺寸hm取值作優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲得較大的能量密度，從而盡可能的獲得足夠大轉(zhuǎn)矩，且可以將高頻諧波電磁場在定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯中產(chǎn)生的渦流損耗控制在合適范圍，保證電機(jī)效率；同時(shí)，磁性件可沿著垂直與轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向延伸，在一定頻率下，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)與每極磁通量的一次方成正比，即，增加沿軸向方向長度會(huì)使電機(jī)的徑向氣隙磁密基波幅值及其各次諧波幅值均有不同程度的降低。由于電機(jī)徑向氣隙磁密是產(chǎn)生徑向電磁力的根源，因此，徑向氣隙磁密基波幅值及其各次諧波幅值降低必然使得各次徑向諧波電磁力減小，進(jìn)而減小電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)噪聲。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯垂直于軸向的橫截面的外輪廓為圓形。

在該技術(shù)方案中轉(zhuǎn)子鐵芯垂直于軸向的橫截面的外輪廓設(shè)置為圓形，一方面圓形的外邊緣可以有限的減少轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的空氣阻力，從而減少能量損耗，保證電機(jī)的效率，另一方面圓形的設(shè)計(jì)可以減小定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙的不均勻性，降低轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁拉力，減小不平衡振動(dòng)，從而減小產(chǎn)生的噪聲。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯層，轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度hr的取值范圍為：hr≤0.3mm。

在該技術(shù)方案中轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，其中轉(zhuǎn)子鐵芯又包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯層，通過對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度hr取值優(yōu)化，使其取值范圍小于等于0.3mm，從而在提供滿足需求的扭矩的條件下適當(dāng)?shù)臏p少轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度，從而合理控制電機(jī)的制造成本，有效減低渦流損耗，提高相應(yīng)的電機(jī)效率。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，定子鐵芯的外輪廓的半徑ros的取值范圍為ros≥40mm；和/或轉(zhuǎn)子容納部的半徑ris與定子鐵芯的外輪廓的半徑ros的比值的取值范圍為0.48≤ris/ros≤0.58。

在該技術(shù)方案中對(duì)定子鐵芯的外輪廓半徑取值設(shè)定大于等于40mm，和/或轉(zhuǎn)子容納部的半徑與定子鐵芯的外輪廓的半徑比值取值設(shè)定取值范圍在0.48至0.58之間，從而保證轉(zhuǎn)子有足夠的空間進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保證其能夠具有充分足夠的磁體槽來容納一定尺寸的磁性件，從而增加電機(jī)的效率。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，沿定子鐵芯的徑向，定子槽的底部與定子鐵芯的外邊緣之間的距離tsy的取值范圍為15mm≥tsy≥8mm。

在該技術(shù)方案中對(duì)定子槽的底部與定子鐵芯的外邊緣之間的距離tsy的取值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)取得8mm至15mm之間時(shí)，在這種情況下，定子的軛部具有較厚的厚度，從而可以有效的降低噪聲，同時(shí)保證了電機(jī)具有足夠的電機(jī)效率。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，定子鐵芯沿軸向方向的長度ls的取值范圍為50mm≤ls≤90mm。

在該技術(shù)方案中對(duì)定子鐵芯沿軸向方向的長度ls的取值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)取值范圍在50mm至90mm之間時(shí)，可以有效的降低噪聲，同時(shí)又使得定子鐵芯的軸向長度不會(huì)過長進(jìn)而影響到電機(jī)的效率。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，定子鐵芯還包括沿定子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)定子鐵芯層，定子鐵芯層的厚度hs的取值范圍為：hs≤0.3mm。

在該技術(shù)方案中定子鐵芯包括沿定子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)定子鐵芯層，定子鐵芯層的厚度hs進(jìn)行優(yōu)化取值，合理控制定子鐵芯層的厚度實(shí)現(xiàn)合理控制電機(jī)的制造成本，有效減少渦流損耗，從而提高電機(jī)效率。

在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，電機(jī)的額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于6000轉(zhuǎn)/分鐘；和/或電機(jī)的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于9000轉(zhuǎn)/分鐘；和/或電機(jī)的反電勢(shì)常數(shù)ke＝e/n，ke的取值范圍為7伏/(千轉(zhuǎn)/分)≤ke≤36伏/(千轉(zhuǎn)/分)，其中，e為電機(jī)的引出線端子之間的反電勢(shì)有效值，n電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

在該技術(shù)方案中電機(jī)的額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定為大于或者等于6000轉(zhuǎn)/分鐘，使電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高電機(jī)效率，降低能量的損耗；和/或電機(jī)的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于9000轉(zhuǎn)/分鐘，能夠達(dá)到較高的功率；和/或電機(jī)的反電勢(shì)常數(shù)ke的取值設(shè)定在7伏/(千轉(zhuǎn)/分)至36伏/(千轉(zhuǎn)/分)之間，以使電機(jī)獲得足夠的電流，保證電機(jī)有足夠的轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)的效率，其中電機(jī)的反電勢(shì)常數(shù)為電機(jī)的引出線端子之間的反電勢(shì)有效值與電機(jī)的轉(zhuǎn)速的比值。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)目的，本發(fā)明提出了一種壓縮機(jī)，包括上述任一技術(shù)方案中提供的電機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明提出的壓縮機(jī)，具有本發(fā)明提供的電機(jī)，因此該壓縮機(jī)具有上述任一技術(shù)方案提供的電機(jī)的全部有益效果。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述部分中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明第一方面實(shí)施例的稀土永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中定子與轉(zhuǎn)子相配合；

圖2是圖1電機(jī)中的定子的示意圖；

圖3是圖1電機(jī)中的轉(zhuǎn)子的示意圖；

圖4是圖1電機(jī)中的定子軸向剖視圖的示意圖；

圖5是本發(fā)明第二方面實(shí)施例的壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，該壓縮機(jī)包括圖1中示出的電機(jī)；

圖6為具有不同ls/dor尺寸的多個(gè)電機(jī)在額定工況下(轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)矩為6.9n·m)的電機(jī)3階2倍頻徑向電磁力密度理論計(jì)算值；

圖7為具有不同ls/dor尺寸的多個(gè)電機(jī)在額定工況下(轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)矩為6.9n·m)的電機(jī)3階4倍頻徑向電磁力密度理論計(jì)算值；

圖8為具有不同ls/dor尺寸的多個(gè)電機(jī)在額定工況下(轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)矩為6.9n·m)的電機(jī)3階8倍頻徑向電磁力密度理論計(jì)算值；

圖9為具有不同ls/dor尺寸的多個(gè)電機(jī)在額定工況下(轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)矩為6.9n·m)的電機(jī)6階4倍頻徑向電磁力密度理論計(jì)算值；

圖10為具有不同ls/dor尺寸并且額定轉(zhuǎn)速均為7200轉(zhuǎn)/分鐘的多個(gè)電機(jī)在負(fù)載且轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，不同電頻率下定子鐵芯表面的振動(dòng)加速度的曲線圖；

圖11為具有不同ls/dor尺寸并且額定轉(zhuǎn)速均為7200轉(zhuǎn)/分鐘的多個(gè)電機(jī)在負(fù)載且轉(zhuǎn)速為5400轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，不同電頻率下定子鐵芯表面的振動(dòng)加速度的曲線圖；

圖12為具有不同ls/dor尺寸并且額定轉(zhuǎn)速均為7200轉(zhuǎn)/分鐘的多個(gè)電機(jī)分別在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘和3600轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m，電機(jī)效率對(duì)比圖；

圖13為ls/dor為1.176時(shí)，電機(jī)在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m的工況下的負(fù)載反電勢(shì)波形；

圖14為ls/dor為1.345時(shí)，電機(jī)在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m的工況下的負(fù)載反電勢(shì)波形；

圖15為ls/dor為1.176時(shí)，電機(jī)在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m的工況下的負(fù)載徑向氣隙磁密波形；

圖16為ls/dor為1.345時(shí)，電機(jī)在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m的工況下的負(fù)載徑向氣隙磁密波形；

圖17為具有不同ls/dor尺寸并且額定轉(zhuǎn)速均為7200轉(zhuǎn)/分鐘的多個(gè)電機(jī)分別在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m工況下，負(fù)載徑向氣隙磁密對(duì)比圖；

圖18為隨著電機(jī)的ls/dor尺寸變化，為保證電機(jī)效率不變，通過增加電機(jī)軸向長度所帶來的電機(jī)的成本變化的曲線圖。

其中，圖1至圖5中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

1電機(jī)，12定子，14轉(zhuǎn)子，120定子鐵芯，122定子齒，124定子槽，126定子繞組，128轉(zhuǎn)子容納部，142轉(zhuǎn)子鐵芯，144磁體槽，146磁性件。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

下面參照?qǐng)D1至圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的第一方面實(shí)施例提供的稀土永磁電機(jī)1。

如圖1至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第一方面實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種稀土永磁電機(jī)1，包括：定子12和轉(zhuǎn)子14。

具體而言，定子12包括定子鐵芯120和定子繞組126，定子鐵芯120包括沿定子的周向間隔分布的多個(gè)定子齒122、相鄰兩個(gè)定子齒122之間限定出的定子槽124以及由多個(gè)定子齒122的內(nèi)端邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部128，定子繞組126設(shè)置于定子槽124中，轉(zhuǎn)子14相對(duì)于定子12旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部128中；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯；其中，定子鐵芯120沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值的取值范圍為：1.284≤ls/dor≤1.48。

本發(fā)明提供的電機(jī)1，包括定子12和轉(zhuǎn)子14，其中定子12包括定子鐵芯120和定子繞組126，定子鐵芯120又由定子周向間隔均勻分布的多個(gè)定子齒122，相鄰的兩個(gè)定子齒122之間限定出的定子槽124，以及由多個(gè)定子齒122的內(nèi)部邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部128構(gòu)成；定子繞組126設(shè)置在定子槽124中，轉(zhuǎn)子14則相對(duì)與定子12旋轉(zhuǎn)圓周設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部128中；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯。其中，定子鐵芯120沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯的最大外徑dor的比值的取值范圍為：1.284≤ls/dor≤1.48。一般來說，電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產(chǎn)生的，通過定子鐵芯的軛部向外傳播，使定子鐵芯產(chǎn)生振動(dòng)變形。具體地，分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場諧波頻譜較密，產(chǎn)生的諧波次數(shù)低于基波磁場的階次，且較低階次的徑向電磁激振力的幅值高，產(chǎn)生的定子鐵芯的徑向變形量較大，因此這種電機(jī)振動(dòng)噪音大。而定子鐵芯120的變形量與諧波力波幅值的一次方成正比，所以要降低這種電機(jī)1的電磁振動(dòng)噪聲，削弱其各次徑向電磁力波的幅值是主要手段之一。由圖6至圖11可知，隨著ls/dor比值的增大，電機(jī)定子12的徑向振動(dòng)加速度均大幅減小，從而使得電機(jī)1振動(dòng)降低，相應(yīng)的產(chǎn)生的噪聲也對(duì)應(yīng)減少。由圖12可知，在額定工況下電機(jī)的效率隨著ls/dor的增加有所提高。由圖13至圖17可知，隨著ls/dor比值的增大，相應(yīng)的負(fù)載徑向氣隙磁密波形規(guī)則，波動(dòng)幅值較低，而波形的畸變率也大幅減少，隨之減少產(chǎn)生的噪音。圖18顯示了為保證電機(jī)效率不變，通過增加電機(jī)軸向長度所帶來的電機(jī)的成本變化的曲線圖，即，隨著比值的增大相應(yīng)的電機(jī)成本也逐漸增加，因此，合理控制比值的取值有利于成本的控制。在本發(fā)明的電機(jī)中，對(duì)定子鐵芯120沿軸向方向的長度ls與轉(zhuǎn)子鐵芯142的外徑dor的比值進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此通過對(duì)上述比值ls/dor的調(diào)整，綜合考慮徑向振動(dòng)加速度、額定工況下的電機(jī)效率和電機(jī)成本，ls/dor的比值適宜取值在1.284至1.48之間，來使其降低氣隙磁場基波及其各次諧波磁密所產(chǎn)生的各次徑向諧波電磁激振力的諧波幅值，消弱定子側(cè)的負(fù)載電樞反應(yīng)，從而達(dá)到減小電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲的效果，同時(shí)控制了電機(jī)的制造成本。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子鐵芯142沿軸向方向的長度lr與轉(zhuǎn)子鐵芯142的外徑dor的比值的取值范圍為：1.1≤lr/dor≤1.6。

在該實(shí)施例中，對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向方向的長度lr與轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑dor的比值lr/dor的取值進(jìn)行優(yōu)化取值，限定其在1.1至1.6之間，實(shí)現(xiàn)降低氣隙磁場基波及其各次諧波幅值，消弱定子側(cè)的負(fù)載電樞反應(yīng)，從而有效減少各次徑向電磁激振力的幅值，達(dá)到減小電機(jī)電磁噪聲的效果。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子鐵芯142上沿周向間隔地設(shè)置有多個(gè)磁體槽144；其中，轉(zhuǎn)子鐵芯142的磁體槽對(duì)144的數(shù)量滿足2≤n≤4，n為自然數(shù)。

在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子鐵芯142，其中轉(zhuǎn)子鐵芯142上沿周向均勻間隔地設(shè)置有多個(gè)磁體槽144，這些磁體槽144位置設(shè)置軸向?qū)ΨQ，以保證受力均勻，同時(shí)對(duì)其中磁體槽144對(duì)的數(shù)量取值進(jìn)行優(yōu)化取值，使磁體槽對(duì)的數(shù)量n在2至4之間，這樣，使轉(zhuǎn)子14可獲得足夠的能量從而獲得足夠的轉(zhuǎn)矩使其高速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，不過多的設(shè)置磁體槽144對(duì)控制了相應(yīng)的電機(jī)1制造成本，減少了不必要的成本消耗。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子14還包括分別設(shè)置于多個(gè)磁體槽144中的多個(gè)磁性件146，磁性件146的延伸方向垂直于轉(zhuǎn)子鐵芯142的徑向，并且磁性件146沿轉(zhuǎn)子鐵芯142的徑向的尺寸hm的取值范圍為：1.1×(ris-ror)≤hm≤5×(ris-ror)；其中，ris為轉(zhuǎn)子容納部128的半徑，ror為轉(zhuǎn)子鐵芯142的半徑。

在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子14還包括設(shè)置于多個(gè)磁體槽144中的多個(gè)磁性件146，磁性件146的延伸方向垂直于轉(zhuǎn)子鐵芯142的徑向，并且對(duì)磁性件146沿轉(zhuǎn)子鐵芯142的徑向的尺寸hm取值作優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲得較大的能量密度，從而盡可能的獲得足夠大轉(zhuǎn)矩，且可以將高頻諧波電磁場在定子12和轉(zhuǎn)子14的鐵芯中產(chǎn)生的渦流損耗控制在合適范圍，保證電機(jī)1的效率；同時(shí)，磁性件146可沿著垂直與轉(zhuǎn)子鐵芯142的徑向延伸，在一定頻率下，電機(jī)1的反電動(dòng)勢(shì)與每極磁通量的一次方成正比，即，增加沿軸向方向長度會(huì)使電機(jī)1的徑向氣隙磁密基波幅值及其各次諧波幅值均有不同程度的降低。由于電機(jī)徑向氣隙磁密是產(chǎn)生徑向電磁力的根源，因此，徑向氣隙磁密基波幅值及其各次諧波幅值降低必然使得各次徑向諧波電磁力減小，進(jìn)而減小電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)噪聲。

進(jìn)一步地，磁性件的剩余磁通密度為br，可以滿足br≥1.3，以獲得較大的能量密度，在合適磁體件體積的條件下盡可能獲得足夠大轉(zhuǎn)矩。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子鐵芯142，轉(zhuǎn)子鐵芯142垂直于軸向的橫截面的外輪廓為圓形。

在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯142垂直于軸向的橫截面的外輪廓設(shè)置為圓形，一方面圓形的外邊緣可以有限的減少轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的空氣阻力，從而減少能量損耗，保證電機(jī)1的效率，另一方面圓形的設(shè)計(jì)可以減小定子12和轉(zhuǎn)子14之間的間隙的不均勻性，降低轉(zhuǎn)子14產(chǎn)生的磁拉力，減小不平衡振動(dòng)，從而減小產(chǎn)生的噪聲。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子鐵芯142，轉(zhuǎn)子鐵芯142包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯層，轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度hr的取值范圍為：hr≤0.3mm。

在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子鐵芯142，其中轉(zhuǎn)子鐵芯142又包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向堆疊的多個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯層，通過對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度hr取值優(yōu)化，使其取值范圍小于等于0.3mm，從而在提供滿足需求的扭矩的條件下適當(dāng)?shù)臏p少轉(zhuǎn)子鐵芯層的厚度，從而合理控制電機(jī)1的制造成本，有效減低渦流損耗，提高相應(yīng)的電機(jī)效率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，定子鐵芯120的外輪廓的半徑ros的取值范圍為ros≥40mm；和/或轉(zhuǎn)子容納部128的半徑ris與定子鐵芯120的外輪廓的半徑ros的比值的取值范圍為0.48≤ris/ros≤0.58。

在該實(shí)施例中，對(duì)定子鐵芯120的外輪廓半徑取值設(shè)定大于等于40mm，和/或轉(zhuǎn)子容納部128的半徑與定子鐵芯的外輪廓的半徑比值取值設(shè)定取值范圍在0.48至0.58之間，參見圖2和圖4，從而保證轉(zhuǎn)子14有足夠的空間進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保證其能夠具有充分足夠的磁體槽144來容納一定尺寸的磁性件，從而增加電機(jī)的效率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，沿定子鐵芯120的徑向，定子槽124的底部與定子鐵芯120的外邊緣之間的距離tsy的取值范圍為15mm≥tsy≥8mm。

在該實(shí)施例中，參見圖1和圖2，對(duì)定子槽124的底部與定子鐵芯120的外邊緣之間的距離tsy的取值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)取得8mm至15mm之間時(shí)，在這種情況下，定子的軛部具有較厚的厚度，從而可以有效的降低噪聲，同時(shí)保證了電機(jī)1具有足夠的電機(jī)效率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，定子鐵芯120沿軸向方向的長度ls的取值范圍為50mm≤ls≤90mm。

在該實(shí)施例中，對(duì)定子鐵芯120沿軸向方向的長度ls的取值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，當(dāng)取值范圍在50mm至90mm之間時(shí)，可以有效的降低噪聲，同時(shí)又使得定子鐵芯120的軸向長度不會(huì)過長進(jìn)而影響到電機(jī)的效率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，定子鐵芯120還包括沿定子鐵芯120軸向堆疊的多個(gè)定子鐵芯層，定子鐵芯層的厚度hs的取值范圍為：hs≤0.3mm。

在該實(shí)施例中，定子鐵芯120包括沿定子鐵芯120軸向堆疊的多個(gè)定子鐵芯層，定子鐵芯層的厚度hs進(jìn)行優(yōu)化取值，合理控制定子鐵芯層的厚度實(shí)現(xiàn)合理控制電機(jī)的制造成本，有效減少渦流損耗，從而提高電機(jī)效率。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選地，電機(jī)1的額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于6000轉(zhuǎn)/分鐘；和/或電機(jī)的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于9000轉(zhuǎn)/分鐘；和/或電機(jī)1的反電勢(shì)常數(shù)ke＝e/n，ke的取值范圍為7伏/(千轉(zhuǎn)/分)≤ke≤36伏/(千轉(zhuǎn)/分)，其中，e為電機(jī)1的引出線端子之間的反電勢(shì)有效值，n永磁電機(jī)1的轉(zhuǎn)速。

在該實(shí)施例中，電機(jī)1的額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定為大于或者等于6000轉(zhuǎn)/分鐘，使電機(jī)1高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高電機(jī)效率，降低能量的損耗，參見圖12；和/或電機(jī)的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于9000轉(zhuǎn)/分鐘，能夠達(dá)到較高的功率；和/或電機(jī)1的反電勢(shì)常數(shù)ke的取值設(shè)定在7伏/(千轉(zhuǎn)/分)至36伏/(千轉(zhuǎn)/分)之間，以使電機(jī)1獲得足夠的電流，保證電機(jī)1有足夠的轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)1的效率，其中電機(jī)的反電勢(shì)常數(shù)為電機(jī)的引出線端子之間的反電勢(shì)有效值與電機(jī)的轉(zhuǎn)速的比值。

具體實(shí)施例中，電機(jī)的額定運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于6000轉(zhuǎn)/分鐘，并且電機(jī)的引出線端子之間的反電勢(shì)有效值為e伏，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n千轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，電機(jī)的反電勢(shì)常數(shù)ke為e/n，滿足7伏/(千轉(zhuǎn)/分)≤ke≤36伏/(千轉(zhuǎn)/分)，以保證電機(jī)獲得電流。進(jìn)一步，電機(jī)的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于或者等于9000轉(zhuǎn)/分鐘。

本發(fā)明的第二方面實(shí)施例提供了一種壓縮機(jī)，包括上述任一實(shí)施例提出的電機(jī)1。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的壓縮機(jī)，具有本發(fā)明第一方面實(shí)施例提供的電機(jī)1，參見圖5，因此該壓縮機(jī)具有上述任一項(xiàng)實(shí)施例提供的電機(jī)1的全部有益效果。

具體實(shí)施例中，永磁電機(jī)的定子齒122和定子槽124均沿定子鐵芯的周向等間隔地布置有多個(gè)，磁體槽144貫通轉(zhuǎn)子鐵芯142的軸向，并且沿轉(zhuǎn)子鐵芯142的周向等間隔地布置有多個(gè)。

具體實(shí)施例中，如圖5所示，壓縮機(jī)包括主軸承、副軸承以及設(shè)置于所述主軸承和所述副軸承之間的氣缸，所述氣缸中設(shè)置有活塞，所述壓縮機(jī)還具有與所述活塞連接的曲軸，該曲軸裝配在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔中。所述永磁電機(jī)通過變頻器與電源相連。

具體實(shí)施中，稀土永磁電機(jī)1的額定工況均為7200轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)矩均為6.9n·m，并均具有如圖1至圖4所示的結(jié)構(gòu)，具體包括定子12和轉(zhuǎn)子14，定子12包括定子鐵芯120和定子繞組126，所述定子鐵芯120包括沿所述定子的周向間隔分布的多個(gè)定子齒122、相鄰兩個(gè)所述定子齒122之間限定出的定子槽124以及由所述多個(gè)定子齒122的內(nèi)端邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部128，定子繞組126設(shè)置于所述定子槽124中轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)于定子12旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部128中，轉(zhuǎn)子14包括轉(zhuǎn)子鐵芯142，轉(zhuǎn)子鐵芯142上沿周向間隔地設(shè)置有多個(gè)磁體槽144，轉(zhuǎn)子14還包括分別設(shè)置于所述多個(gè)磁體槽144中的多個(gè)磁性件146，定子鐵芯120沿軸向方向的長度為ls，轉(zhuǎn)子鐵芯142的外徑為dor，并且，在試驗(yàn)中，多個(gè)稀土永磁電機(jī)1的ls/dor比值分別為：1.176、1.345。

通過噪音振動(dòng)分析設(shè)備和模塊進(jìn)行試驗(yàn)測定，參見圖6至圖12，分別顯示了上述多個(gè)電機(jī)1在負(fù)載且轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘和5400轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)不同電頻率下定子鐵芯120表面的振動(dòng)加速度的曲線圖以及在轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘和轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分鐘、轉(zhuǎn)矩為6.9n·m下的電機(jī)效率對(duì)比圖。另外，圖18顯示了隨著電機(jī)1的ls/dor比值變化所帶來的電機(jī)的成本變化的曲線圖。

通過圖6和圖7能夠看出，隨著ls/dor比值的增大，在電機(jī)1產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的主要段下，如2倍電頻率、4倍電頻率所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)加速度，所述電機(jī)1定子12的徑向振動(dòng)加速度均大幅減小，伴隨著電機(jī)振動(dòng)的降低，電機(jī)1在轉(zhuǎn)速為3600rpm和7200rpm且額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的電機(jī)效率與優(yōu)化前的電機(jī)效率相當(dāng)；通過圖18能夠看出，隨著ls/dor比值的增大，電機(jī)的成本增加明顯，而在ls/dor大于1.345后，成本增加相較ls/dor＝1.176超過10元/臺(tái)，且電機(jī)的軸向長度過長會(huì)給壓縮機(jī)的裝配等帶來一系列難題，因此，ls/dor的取值最好小于或者等于1.345，而對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)而言，根據(jù)一般需求，ls/dor的取值需要大于或者等于1.28后才能滿足噪聲和損耗的要求。綜合考慮徑向振動(dòng)加速度、額定工況下的電機(jī)效率和電機(jī)成本，lr/lor的比值適宜取值1.3至1.35。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。

綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例提供的電機(jī)，包括包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯包括沿定子的周向間隔分布的多個(gè)定子齒、相鄰兩個(gè)定子齒之間限定出的定子槽以及由多個(gè)定子齒的內(nèi)端邊緣限定出的轉(zhuǎn)子容納部，定子繞組設(shè)置于定子槽中，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于轉(zhuǎn)子容納部中；其中，定子鐵芯沿軸向方向的長度ls與定子鐵芯的外徑dor的比值的取值范圍為在1.284至1.48之間，從而降低了氣隙磁場基波及其各次諧波幅值，有效減小各次徑向電磁激振力的幅值，消弱定子側(cè)的負(fù)載電樞反應(yīng)，達(dá)到減小電機(jī)電磁噪聲的效果，同時(shí)在保證電機(jī)效率的前提下控制了電機(jī)制造成本。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“多個(gè)”則指兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確的限定，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制；術(shù)語“連接”、“安裝”、“固定”等均應(yīng)做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“具體實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。