專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其涉及一種應(yīng)用于家用電冰箱和空調(diào)機(jī)以及其他不 同類(lèi)型的工業(yè)機(jī)械的壓縮機(jī)中的永磁電機(jī)，能夠降低轉(zhuǎn)距脈動(dòng)，改善諧波分 量的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)是這樣一種機(jī)械裝置，即它能夠在得到由電動(dòng)機(jī)(motor)或渦輪 (turbine)等動(dòng)力發(fā)生裝置傳導(dǎo)的動(dòng)力之后，將空氣、制冷劑等驅(qū)動(dòng)流體予 以壓縮，從而使驅(qū)動(dòng)流體的壓力升高。這樣的壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用在從空氣調(diào)節(jié) 器、冰箱等一般家電產(chǎn)品到工廠設(shè)備等眾多產(chǎn)品中。
上述壓縮機(jī)根據(jù)壓縮形式可以分為容積式壓縮機(jī)(positive displacement compressor)禾口渦輪式壓縮機(jī)(dynamic compressor or turbo compressor)。其中容積式壓縮機(jī)多應(yīng)用在工廠中，它采用的是通過(guò)減小體 積來(lái)增加壓力的壓縮方式。上述容積式壓縮機(jī)又可以分為往復(fù)運(yùn)動(dòng)式壓縮機(jī) (reciprocating compressor)禾口旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(rotary compressor)。
壓縮機(jī)主要由殼體、泵體和電機(jī)三大部分組成。泵體結(jié)構(gòu)包括具有偏心 結(jié)構(gòu)的曲軸，套在曲軸偏心部的滾套，構(gòu)成工作腔體的氣缸和將吸氣腔與排 氣腔分開(kāi)的葉片。殼體主要是由外殼形成一個(gè)封閉腔，將泵體和電機(jī)安裝在 其中，殼體內(nèi)充滿了高壓氣體。電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。壓縮機(jī)的工作原理 是由吸氣側(cè)吸入低壓氣體，由滾套和曲軸構(gòu)成的整體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將低壓氣 體壓縮成高壓氣體，然后由安裝在氣缸上側(cè)的軸承的排氣口排出。壓縮過(guò)程 進(jìn)行的很快，可近似的將壓縮過(guò)程認(rèn)為絕熱過(guò)程。電機(jī)的轉(zhuǎn)子熱裝在曲軸的 長(zhǎng)軸上，與曲軸一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而改變腔體容積，將低壓氣體壓縮為 高壓氣體。完成整個(gè)壓縮過(guò)程則必須有曲軸與轉(zhuǎn)子間的相互配合運(yùn)動(dòng)來(lái)改變 腔體容積，這樣才能改變腔體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
壓縮機(jī)中使用的電機(jī)有多種，比如同步電機(jī)、異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)以及 永磁電機(jī)等。永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用永磁材料制造，特別是采用稀土材料，近
年來(lái)隨著稀土材料的開(kāi)發(fā)，永磁電機(jī)在壓縮機(jī)的使用量大約占到20%左右。
現(xiàn)有的永磁電機(jī)由于轉(zhuǎn)子采用永磁材料制造，其磁場(chǎng)強(qiáng)度是不變的，因此啟 動(dòng)(靜止)阻力距非常大，過(guò)大的啟動(dòng)阻力距在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流非常大，或 者是動(dòng)力力矩要求非常高，因此該電機(jī)的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)值較高，諧波分量也很大， 從而導(dǎo)致其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)和噪音，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅到電機(jī)本身的 安全。
參閱圖l、圖2所示，現(xiàn)有的一種永磁電機(jī)，其包括定子1與轉(zhuǎn)子2，定 子1上纏繞線圈，轉(zhuǎn)子2可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子1上；轉(zhuǎn)子2是由多個(gè)磁性鋼 板疊置成的圓柱形體，設(shè)置在定子1的中空部分，該轉(zhuǎn)子2與定子1之間具 有相降的間隙3 (氣隙)，即均勻氣隙型。這種結(jié)構(gòu)存在的缺陷是，在定子1 與轉(zhuǎn)子2之間存在一個(gè)由于磁能而產(chǎn)生的靜態(tài)力矩，即定位轉(zhuǎn)距，該定位轉(zhuǎn) 距的存在不僅使電機(jī)轉(zhuǎn)子只能靜止在相對(duì)于定子的某一位置上，而且在電機(jī) 啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的啟動(dòng)力矩，即靜態(tài)啟動(dòng)阻力距；在定位轉(zhuǎn)距較大的 情況下，造成電機(jī)啟動(dòng)困難；另外，由于定位轉(zhuǎn)距的存在，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程 中，特別是在低速時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，從而引發(fā)振動(dòng)噪聲；再者，這種 結(jié)構(gòu)形式含有的諧波分量很大，也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)和產(chǎn)生噪聲；振動(dòng)噪聲不僅污 染環(huán)境，而且消耗能量。經(jīng)電機(jī)仿真測(cè)試，上述現(xiàn)有永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)為 23.8%,諧波分量為94.4。％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種改進(jìn) 的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其在轉(zhuǎn)子外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面，使轉(zhuǎn)子與定子之 間的間隙成為非均勻型，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)和諧波分量，達(dá)到減小電 機(jī)振動(dòng)，降低噪聲的效果，提高電機(jī)的工作性能，改善電機(jī)的使用環(huán)境。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子與轉(zhuǎn)子，定子上纏繞線圈， 轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子上；轉(zhuǎn)子是由多個(gè)磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設(shè) 置在定子的中空部分；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面。
前述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述數(shù)個(gè)平面為沿轉(zhuǎn)子 外圓周面等距切設(shè)。
前述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述數(shù)個(gè)平面為8n個(gè)， 其中n是l至9的自然數(shù)。
前述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述平面的長(zhǎng)度等于轉(zhuǎn) 子長(zhǎng)度，寬度為弦心角為5度至45度的弦長(zhǎng)。
本發(fā)明改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的有益效果，降低轉(zhuǎn)距脈動(dòng)和諧波分量 是永磁電機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo)，本發(fā)明在轉(zhuǎn)子外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面， 使轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙成為非均勻型(即弧形氣隙轉(zhuǎn)子代替均勻氣隙轉(zhuǎn) 子)，此轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可降低均勻氣隙產(chǎn)生的諧波分量，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)， 達(dá)到減小電機(jī)振動(dòng)，降低噪聲的效果，提高電機(jī)的工作性能，改善電機(jī)的使 用環(huán)境。


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圖1為現(xiàn)有的一種永磁電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)外觀圖。
圖2為圖1所示轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)局部放大示意。
圖3為本發(fā)明永磁電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)外觀圖。
圖4為本發(fā)明永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。
圖5為本發(fā)明永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明永磁電機(jī)諧波分量改善效果圖。
圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明
現(xiàn)有技術(shù)部分l定子、2轉(zhuǎn)子、3間隙(氣隙)；
本發(fā)明部分l定子、4轉(zhuǎn)子、41平面、411平面長(zhǎng)度、412平面寬度、5 間隙(氣隙)。
具體實(shí)施例方式
參閱圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子 l與轉(zhuǎn)子4，定子l上纏繞線圈，轉(zhuǎn)子4可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子1上；轉(zhuǎn)子4是 由多個(gè)磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設(shè)置在定子1的中空部分；其改進(jìn)之處 在于，該轉(zhuǎn)子4外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面41;該數(shù)個(gè)平面41為沿轉(zhuǎn)子4外圓 周面等距切設(shè)；數(shù)個(gè)平面為8n個(gè)，其中n是l至9的自然數(shù)；平面41的長(zhǎng) 度411等于轉(zhuǎn)子4的長(zhǎng)度，寬度412為弦心角為5度至45度的弦長(zhǎng)。
參閱圖4、圖5所示，本發(fā)明改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)實(shí)施時(shí)，先在圓形
磁性鋼片疊置成的圓柱形體轉(zhuǎn)子4上切設(shè)8個(gè)平面，該8個(gè)平面為沿轉(zhuǎn)子4 外圓周面等距切設(shè)，平面41的長(zhǎng)度411等于轉(zhuǎn)子4的長(zhǎng)度，寬度412為弦心 角為45度的弦長(zhǎng)，然后轉(zhuǎn)子4放置在定子1的中空部分，使定子1與轉(zhuǎn)子4 之間的氣隙為間隔弧形氣隙形式，即非均勻型。經(jīng)電機(jī)仿真測(cè)試，本發(fā)明永 磁電機(jī)的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)為12.5%，諧波分量為94.6%，；使振動(dòng)量降低10分貝， 噪聲減低到70分貝。
參閱圖6所示，改善后的弧形轉(zhuǎn)子模型比均勻氣隙模型的3， 17次諧波 分量有明顯的下降，諧波是有害的，改善諧波分量的弧形轉(zhuǎn)子模型可以降低 電機(jī)的振動(dòng)噪音，提高電機(jī)的性能。
本發(fā)明改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的工作原理是，通過(guò)改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使用 不均勻氣隙消除電機(jī)的諧波分量從而達(dá)到降低噪聲，減小振動(dòng)，提高性能的目 的。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上 的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等 同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子與轉(zhuǎn)子，定子上纏繞線圈，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子上；轉(zhuǎn)子是由多個(gè)磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設(shè)置在定子的中空部分；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 數(shù)個(gè)平面為沿轉(zhuǎn)子外圓周面等距切設(shè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述數(shù)個(gè)平面為8n個(gè)，其中n是l至9的自然數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述平面的長(zhǎng)度等于轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度，寬度為弦心角為5度至45度的弦長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子與轉(zhuǎn)子，定子上纏繞線圈，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在定子上；轉(zhuǎn)子是由多個(gè)磁性鋼板疊置成的圓柱形體，設(shè)置在定子的中空部分；其改進(jìn)之處在于，轉(zhuǎn)子外圓周面上切設(shè)數(shù)個(gè)平面；使轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙成為非均勻型，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)和諧波分量，達(dá)到減小電機(jī)振動(dòng)，降低噪聲的效果，提高電機(jī)的工作性能，改善電機(jī)的使用環(huán)境。
文檔編號(hào)H02K1/27GK101388573SQ20071005960
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者張為民 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司