一种转子冲片、电机和压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种转子冲片、电机和压缩机。

背景技术

随着制冷设备的快速发展和广泛的应用，促进了变频压缩机技术的快速提升。目前，常用的变频压缩机的电机普遍使用内置式永磁电动机，针对内置式永磁同步电机空载反电势谐波含量大，引起的齿槽转矩大以及谐波引起的损耗大等问题，转子外径通常采用不均匀设计来建立不均匀气隙且改变吸气磁阻的方式来优化电机，使空载反电势趋于正弦，进而减小齿槽转矩，最终优化转矩脉动和电磁噪声。转子铁芯上设置有防止漏磁的空气槽和连接筋，连接筋的厚度设置在合理范围内可以更好地起到限制漏磁的作用。

发明内容

本发明提供一种转子冲片、电机和压缩机，通过合理设置连接筋的厚度，更好地限制漏磁。

一种转子冲片，包括铁芯本体；第一空气槽，第一空气槽沿铁芯本体的周向均匀交替设置有多个，第一空气槽具有相互平行设置的第一长边和第二长边，第一长边与铁芯本体的外周壁之间形成第一连接筋；

其中，第一长边和第二长边之间的垂直距离为第一空气槽的最小厚度L1，第一长边和铁芯本体的外周壁之间的垂直距离为第一连接筋的最小厚度L2，满足1≤(L1/L2)≤4。

在一些实施方式中，铁芯本体的周向上还均匀交替设置有多个第二空气槽，第二空气槽与第一空气槽关于Q轴分别对称设置。

在一些实施方式中，第一空气槽和第二空气槽分别具有第一短边和第二短边，两个第一短边相互靠近形成第二连接筋，两个第二短边相互远离。

第二连接筋的厚度为L4，且满足0.4mm≤L4≤1mm。

在一些实施方式中，铁芯本体的外轮廓线为弧形段和切边直线段交替设置连接而成的闭合线条，切边直线段平行于第一长边。

在一些实施方式中，切边直线段与Q轴之间的夹角为a，且满足90°＜a＜93°。

在一些实施方式中，铁芯本体的周向上还均匀交替设置有多个第三空气槽，第三空气槽位于第一空气槽和第二空气槽之间，第三空气槽呈V形，其中，第三空气槽的一端与一个第一空气槽连通，第三空气槽的另一端与一个第二空气槽连通。

在一些实施方式中，相邻的第三空气槽的端部与铁芯本体的轴心之间的夹角为d；切边直线段的两端与铁芯本体的轴心之间形成的夹角为b，且满足1.7≤≤1.9。

在一些实施方式中，第三空气槽的厚度为L3，且满足(L1+L2)＞L3。

一种电机，其包括转子冲片，转子冲片为上述的转子冲片。

一种压缩机，其包括电机，电机为上述的电机。

本发明提供的一种转子冲片、电机和压缩机，具有以下有益效果：

第一连接筋的最小厚度与第一空气槽的最小厚度有关，当第一空气槽的厚度增大时，第一长边与铁芯本体的外周壁之间的距离越小，也即第一连接筋的厚度越小，磁阻就越大，从而起到限制漏磁的作用，但是第一连接筋的厚度过小会导致硅钢片的机械强度减弱。由于空气磁导率远远小于铁芯本体，所以第一空气槽的厚度同样起到隔磁的作用，通过合理设置第一空气槽和第一连接筋的厚度，从而减少漏磁提升转矩，同时降低转矩波动，改善压缩机的电机振动噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明转子冲片的示意图；

图2为本发明的第二连接筋的示意图；

图3为图1中A处的细节放大图；

图4为本发明的第三空气槽的示意图；

图5为本发明电机输出转矩优化的对比示意图；

图6为本发明空载反电势谐波的对比图；

图7为本发明的方案1改变第一长边的位置和长度的磁力线分布示意图；

图8为本发明的方案2改变第二长边的位置和长度的磁力线分布示意图；

图9为本发明的方案3改变第一短边的位置和长度的磁力线分布示意图；

图10为本发明的最优方案的磁力线分布示意图。

附图：1-铁芯本体；101-弧形段；102-切边直线段；21-第一空气槽；22-第二空气槽；201-第一长边；202-第二长边；203-第一短边；204-第二短边；23-第三空气槽；31-第一连接筋；32-第二连接筋；4-永磁体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

结合参见图1所示，根据本发明的实施例，提供一种转子冲片，其包括铁芯本体1以及第一空气槽21，第一空气槽21沿铁芯本体1的周向均匀交替设置有多个，第一空气槽21具有相互平行设置的第一长边201和第二长边202，第一长边201与铁芯本体1的外周壁之间形成第一连接筋31；其中，第一长边201和第二长边202之间的垂直距离为第一空气槽21的最小厚度L1，第一长边201和铁芯本体1的外周壁之间的垂直距离为第一连接筋31的最小厚度L2，且满足1≤(L1/L2)≤4。

第一连接筋31的最小厚度与第一空气槽21的最小厚度有关，当第一空气槽21的厚度增大时，第一长边201与铁芯本体1的外周壁之间的距离越小，也即第一连接筋31的厚度越小，磁阻就越大，从而起到限制漏磁的作用，但是第一连接筋31的厚度过小会导致硅钢片的机械强度减弱。由于空气磁导率远远小于铁芯本体1，所以第一空气槽21的厚度同样起到隔磁的作用，通过合理设置第一空气槽21和第一连接筋31的厚度，从而减少漏磁提升转矩，同时降低转矩波动，改善压缩机的电机振动噪声。

第一空气槽21的最小厚度L1与第一连接筋31的最小厚度L2的比值，优选的，1.5≤(L1/L2)≤3.75，第一空气槽21的最小厚度与第一连接筋31的最小厚度比值在此范围内，转子侧产生的磁场与定子侧产生的磁场相互作用产生转矩，能够让转子侧磁场尽快流入定子侧，而不是在转子中形成回路磁场。

结合参见图3所示，第一空气槽21呈矩形，第一空气槽21由依次连接的第一长边201、第一短边203、第二长边202和第二短边204包围形成，第一长边201、第一短边203、第二长边202和第二短边204用于限定第一空气槽21的面积以及与第一连接筋31的相对长度，不对具体数值和形状进行限定。

结合参见图2所示，铁芯本体1的周向上还均匀交替设置有多个第二空气槽22，一个第二空气槽22与一个第一空气槽21关于Q轴对称设置。

结合参见图3所示，第一空气槽21和第二空气槽22分别具有第一短边203和第二短边204，两个第一短边203相互靠近形成第二连接筋32，两个第二短边204相互远离。

具体的，第二空气槽22的形状与第一空气槽21相同，第二空气槽22由依次连接的第一长边201、第一短边203、第二长边202和第二短边204包围形成。第二空气槽22的第一长边201与铁芯本体1的外周壁之间同样形成第一连接筋31。

在本实施例中，第二连接筋32的厚度为L4，且满足0.4mm≤L4≤1mm，第一连接筋31的厚度L2满足0.4mm≤L2≤0.7mm。第一空气槽21和第二空气槽22是由铁芯本体1挖孔形成，第一连接筋31和第二连接筋32确保铁芯本体1是完整的，考虑到工艺生产，第一连接筋31和第二连接筋32的宽度越小越好，能够避免磁场产生的磁场自身产生回路和磁场未经过定子侧产生输出转矩。

第一空气槽21和第二空气槽22具有圆弧倒角R1和R2，由于模具工艺的限制，隔磁孔倒角不低于0.3mm，同时为了保证转子外边及磁钢槽边结构强度，(R1＝R2)≥0.2mm。

结合参见图7所示，本发明的方案1改变了第一长边201的位置和长度，此时的第一长边201与切边直线段102的距离较大，也即第一连接筋31的宽度较大，此时图中第一连接筋31处的磁力线较多，第一连接筋31起到的漏磁作用效果较差，且第二连接筋32处也存在着较多的磁力线；结合参见图8所示，本发明的方案2改变了第二长边202的位置和长度，此时第一长边201与切边直线段102的距离较小，也即第一连接筋31的宽度较窄，此时图中第一连接筋31处的磁力线较少，第一连接筋31起到的漏磁作用效果较好，且第二连接筋32处存在着少量的磁力线；结合参见图9所示，本发明的方案3改变了第一短边203的位置和长度，此时的第一连接筋31和第二连接筋32的宽度均较大，第一连接筋31和第二连接筋32处的磁力线更密集，第一连接筋31和第二连接筋32起到的漏磁作用效果较差；结合参见图10所示，本发明的最优方案将第一长边201、第二长边202、第一短边203和第二短边204均设置在最佳位置和最优长度，此时的第一连接筋31处存在着较少的磁力线，第二连接筋32处存在着少量的磁力线，也就表明第一空气槽21和第二空气槽22的设置位置和面积大小均影响着第一连接筋31和第二连接筋32的防漏磁作用。结合参见图5所示，本发明通过合理设置第一空气槽21和第二空气槽22来改变第一连接筋31和第二连接筋32的厚度，从而减少漏磁，提高转子的转矩。

结合参见图4所示，铁芯本体1的周向上还均匀交替设置有多个第三空气槽23，第三空气槽23位于第一空气槽21和第二空气槽22之间，第三空气槽23呈V形，其中，第三空气槽23的一端与一个第一空气槽21连通，第三空气槽23的另一端与一个第二空气槽22连通。

具体的，第三空气槽23包括相互连通的第一永磁体安装槽和第二永磁体安装槽，第一永磁体安装槽和第二永磁体安装槽中分别安装有一个永磁体4，第一次永磁体安装槽与第二空气槽22连通，第二永磁体安装槽与第一空气槽21连通。第三空气槽23呈V形使得两个永磁体4呈V字形分布在转子铁芯上，能够提高聚磁效果。永磁体4的横截面为矩形且永磁体4可以采用钕铁硼永磁铁，永磁体4为平行充磁的永磁体4。

在本实施例中，第三空气槽23的面积为S2，第一空气槽21和第二空气槽22的面积之和为S1，且满足4.5≤(S2/S1)≤7.5，第三空气槽23的面积大小决定了可放置永磁体4的体积大小，因此第三空气槽23与第一空气槽21设置在合理范围里，能够使永磁体4提供所需的磁通量，而且第一空气槽21也能够起到防止漏磁的作用。

在本实施例中，第三空气槽23的厚度为L3，且满足(L1+L2)＞L3。由于第三空气槽23主要是为了放置永磁体4，第三空气槽23厚度影响着电机的磁通，永磁体4厚度越大，该磁极提供磁通越多，同时第一连接筋31和第一空气槽21厚度是减少漏磁通作用。因此，第一空气槽21的最小厚度与第一连接筋31的最小厚度之和大于第三空气槽23的厚度，能够使得永磁体4所产生的磁通尽可能的流入定子侧，进而提升转子输出的转矩。

铁芯本体1的外轮廓线为弧形段101和切边直线段102交替连接而成的闭合线条，切边直线段102平行于第一长边201，第一连接筋31的最小厚度L2为第一长边201与切边直线段102的垂直距离。铁芯本体1的外周壁采用斜切角形式形成切边直线段102，通过斜切角约束改变气隙磁阻，改善空载反电势，在电机的径向气隙磁密中，产生的反电势谐波也得到明显改善，波形更加趋于正弦。此外，铁芯本体1的外轮廓线与定子冲片之间的气隙不均匀，能够显著削弱齿槽转矩，降低低速运行时的速度波动，保证位置控制系统的精确定位，同时减小振动和噪声，使电机运行更加平稳。并且，通过弧形段101和切边直线段102交替设置的方式，更易于控制整个转子冲片外廓的形状，使气隙的设置更加合理。

切边直线段102与Q轴之间的夹角为a，且满足90°＜a＜93°。结合参见图5所示，其中5磁谐波和7磁谐波含量减少，对电机的电磁噪声进行改善。针对电机谐波改善，电机的反电势波形也进行改善，有利于变频控制器的控制。

相邻的第三空气槽23的端部与铁芯本体1的轴心之间的夹角为d；切边直线段102的两端与铁芯本体1的轴心之间形成的夹角为b，且满足1.7≤(b/d)≤1.9，该设置用于调整主磁通使转子侧永磁体4产生的磁通尽可能流入定子侧。

本发明将铁芯本体1的外周壁的设置切边直线段102，能够改变定转子气隙，降低转矩脉动。本发明同时优化了铁芯本体1内部的第一空气槽21、第二空气槽22和第三空气槽23，改变第一连接筋31和第二连接筋32的宽度，用来加大磁阻，起到限制漏磁通的效果，进而对电机转矩输出及振动噪声有显著改善。

一种电机，其包括转子冲片，转子冲片为上述的转子冲片。

一种压缩机，其包括电机，电机为上述的电机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。