永磁型同步磁阻電機(jī)及壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種永磁型同步磁阻電機(jī)及壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在高導(dǎo)磁性材料制成的電機(jī)中，為提升電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩以及效率，一般具有多組埋置于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的永磁體，每組永磁體槽包括多個(gè)沿徑向或者切向布置的永磁體槽，該類電機(jī)具有充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，以提升電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及效率。
[0003]中國專利CN10405227A的公開說明書中公開了一種永磁同步磁阻電機(jī)，為獲得較高的輸出轉(zhuǎn)矩，上述專利對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的永磁體排布及設(shè)置參數(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新。
[0004]但是由內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式，T = p/ω (EOXiq+(Xd-Xq) X idXiq) ο式中，P為電機(jī)極對(duì)數(shù)，ω為電機(jī)轉(zhuǎn)速，ρ/ω可視為常數(shù)。EO為電機(jī)空載反電勢(shì)，Xd、Xq分別為d軸和q軸電抗，id、iq是定子電流空間向量在d、q軸方向上的分量。括號(hào)中第一項(xiàng)EOXiq為永磁轉(zhuǎn)矩，永磁轉(zhuǎn)矩與空載反電勢(shì)EO成正比。括號(hào)中第二項(xiàng)(Xd-Xq) X idX iq為磁阻轉(zhuǎn)矩，磁阻轉(zhuǎn)矩與交直軸電流的乘積idX iq以及交直軸電抗的差值Xd-Xq成正比。也就是說，在電機(jī)極對(duì)數(shù)一定的前提下，內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩取決于永磁轉(zhuǎn)矩與磁阻轉(zhuǎn)矩之和。
[0005]前述專利中，電機(jī)雖然通過提高交直軸電抗的差值提高了磁阻轉(zhuǎn)矩，但會(huì)導(dǎo)致電機(jī)空載反電勢(shì)降低，且磁阻轉(zhuǎn)矩提高的比例并不能有效彌補(bǔ)永磁轉(zhuǎn)矩下降的比例，因此會(huì)導(dǎo)致電機(jī)總輸出轉(zhuǎn)矩下降，電機(jī)的效率提升并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)是基于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題而提出的。為此，本發(fā)明旨在提供一種永磁型同步磁阻電機(jī)，該永磁型同步磁阻電機(jī)可有效提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而提高電機(jī)的運(yùn)行效率。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有上述永磁型同步磁阻電機(jī)的壓縮機(jī)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁型同步磁阻電機(jī)，包括:定子，所述定子具有定子內(nèi)孔和在周向上環(huán)繞所述定子內(nèi)孔的多個(gè)定子槽，每相鄰的兩個(gè)所述定子槽之間限定出一個(gè)定子齒；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在所述定子內(nèi)孔內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子內(nèi)孔和在周向上環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子內(nèi)孔的多組安裝槽組，每組所述安裝槽組包括多個(gè)安裝槽，每個(gè)所述安裝槽內(nèi)設(shè)有永磁體，其中所述定子齒的在周向上的寬度為T，相鄰兩組所述安裝槽組之間的最短距離為D，所述D與所述T滿足如下關(guān)系:0.8〈D/T〈1。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁型同步磁阻電機(jī)，當(dāng)定子齒的在周向上的寬度T與轉(zhuǎn)子上相鄰兩組安裝槽組之間的最短距離D的比值大于0.8且小于I時(shí)，可增大電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，同時(shí)保持永磁轉(zhuǎn)矩不變或者略有降低，從而使電機(jī)單位電流產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩提高，進(jìn)而提高永磁型同步磁阻電機(jī)的效率。而且在電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩不變的前提下，可減小定子輸入的電流，提高電機(jī)的功率密度，降低永磁體的使用量，從而降低永磁型同步磁阻電機(jī)的成本。另外，搭載了該電機(jī)后的壓縮機(jī)具有較高的APF的能效。
[0010]在一些實(shí)施例中，每組所述安裝槽組包括間隔設(shè)置的第一安裝槽至第三安裝槽，所述第一安裝槽和第二安裝槽對(duì)稱設(shè)置且排布成開口朝向外側(cè)的“V”形形狀，所述第三安裝槽位于所述“V”形的開口處且關(guān)于所述第一安裝槽和所述第二安裝槽的對(duì)稱中心線對(duì)稱。相對(duì)于“U”形的安裝槽而言，當(dāng)采用定子自身給轉(zhuǎn)子磁鐵充磁時(shí)，此種磁鐵的布置方式可顯著降低充磁電壓，降低了充磁過程中對(duì)定子繞組絕緣的破壞，提高了永磁體的充磁飽和程度，從而提高了電機(jī)的實(shí)際性能。另外，在轉(zhuǎn)子磁鐵總用量相同的前提下，采用本專利所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有較大反電勢(shì)基波幅值，從而提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。另外，還可降低反電勢(shì)中奇次諧波的含量，從而降低電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)的鐵耗，同時(shí)降低噪音振動(dòng)。
[0011]具體地，所述第一安裝槽和所述第二安裝槽內(nèi)放置的所述永磁體的長度Wl相同，所述第三安裝槽內(nèi)放置的所述永磁體的長度為W2，所述長度W2和Wl滿足如下關(guān)系:0.6< W2/W1 < 1由此，不但加工簡(jiǎn)單方便，還可進(jìn)一步提高永磁體的充磁飽和程度，同時(shí)提高電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)矩。
[0012]有利地，每個(gè)所述安裝槽在長度方向上的兩端與相應(yīng)的所述永磁體在長度方向上的兩端之間具有間隙。這樣，可有效減少漏磁通。
[0013]優(yōu)選地，每個(gè)所述安裝槽的最長長度W與相應(yīng)的所述永磁體的最長長度L滿足如下關(guān)系:0.5 < L/W < 0.8。由此，可優(yōu)化永磁體在長度方向上的兩端處的間隙尺寸，以進(jìn)一步減少漏磁通。
[0014]具體地，每個(gè)所述安裝槽形成為大體矩形。由此，安裝槽的形狀簡(jiǎn)單，加工容易，轉(zhuǎn)子的加工成本較低。
[0015]可選地，全部所述安裝槽的寬度均相等。由此，永磁體安裝容易。
[0016]優(yōu)選地，所述永磁體為稀土銣鐵硼永磁體。由此，可使永磁體性價(jià)比高，且具有良好的機(jī)械特性，另外，由于銣鐵硼磁性材料具有高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，從而便于永磁體的小型化、輕量化及薄型化。
[0017]具體地，所述轉(zhuǎn)子由厚度相同的多個(gè)電磁鋼板壓體構(gòu)成，所述定子由厚度相同的多個(gè)電磁鋼板壓體構(gòu)成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)，包括本發(fā)明上述實(shí)施例所述的永磁型同步磁阻電機(jī)。
[0019]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0020]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:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁型同步磁阻電機(jī)的剖面示意圖；
[0022]圖2是與圖1所示實(shí)施例相對(duì)比的不符合本發(fā)明實(shí)施例參數(shù)設(shè)置要求的永磁型同步磁阻電機(jī)的剖面示意圖；
[0023]圖3是圖1與圖2所示兩種電機(jī)的反電勢(shì)的波形仿真結(jié)果的對(duì)比圖，其中，A所示線條為圖1所示永磁型同步磁阻電機(jī)的波形仿真變化曲線，B所示線條為圖2所示永磁型同步磁阻電機(jī)的波形仿真變化曲線；
[0024]圖4是圖1所示永磁型同步磁阻電機(jī)的定子在初始位置的磁力線分布圖；
[0025]圖5是圖2所示永磁型同步磁阻電機(jī)的定子在初始位置的磁力線分布圖；
[0026]圖6是圖1與圖2所示兩種電機(jī)在輸入同樣大小電流時(shí)的轉(zhuǎn)矩曲線對(duì)比圖，其中，A所示線條為圖1所示永磁型同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化曲線，B所示線條為圖2所示永磁型同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化曲線。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]永磁型同步磁阻電機(jī)100、第一電機(jī)A、第二電機(jī)B、
[0029]定子1、定子內(nèi)孔101、定子槽102、定子線圈103、定子齒104、
[0030]轉(zhuǎn)子2、安裝槽組20、安裝槽200、第一安裝槽201、第二安裝槽202、第三安裝槽203、永磁體組21、永磁體210、第一永磁體211、第二永磁體212、第三永磁體213、轉(zhuǎn)子內(nèi)孔22、間隙23、
[0031]轉(zhuǎn)軸3、
[0032]定子齒的在周向上的寬度T，相鄰兩組安裝槽組之間的最短距離D、
[0033]第一永磁體和第二永磁體的長度Wl、第三永磁體的長度W2、
[0034]每個(gè)安裝槽的最長長度W、每個(gè)永磁體的最長長度L。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0036]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”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(jiǎn)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。
[0037]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。