交替极电机及具有其的压缩机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交替极电机及具有其的压缩机，交替极电机包括：转子；所述转子由软磁材料制成，转子上设置有一组以上的狭槽组，所述狭槽组在径向设置有三层狭槽，狭槽从转子周缘至转子轴孔分为第一层狭槽、第二层狭槽和第三层狭槽，其中两层安装有永磁体，所有永磁体面向转子外周缘的极性为相同极性。本实用新型专利技术设计的电机采用多层槽结构，但是并不是所有的槽中都安装有永磁体，可以显著提高电机的q轴电感Lq，增大Lq‑Ld的值，提高电机的电磁转矩，显著提高了转子的抗退磁能力，削弱转矩波动。

【技术实现步骤摘要】
交替极电机及具有其的压缩机
本专利技术属于电机
，特别涉及一种交替极电机及具有其的压缩机。
技术介绍
传统永磁电机，例如8极永磁电机，其具有8个永磁体，围绕转子中心沿旋转方向布置，并且相邻的永磁体具有不同的磁化方向。而交替极永磁同步电机仅有4个永磁体，同样是沿圆周均匀分布，并且相邻的永磁体具有相同的磁化方向长度，有永磁体安装槽的称为永磁极，两个永磁体安装槽之间的软磁材料被永磁极磁化成与具有与永磁极相反的极性，因此称为交替极永磁电机，采用这种电机可以显著降低永磁体使用量。例如中国专利CN201310042049.9公开了一种永磁体电机，其具有转子，所述转子包括具有至少两个收容槽的转子铁芯及分别收容于所述收容槽内的永磁体，所述收容槽的两端分别具有凹槽，所述永磁体的磁场不穿过其它的永磁体，位于同一所述收容槽两侧的凹槽末端与转子中心之间形成一个角度，角度的大小定义为α，两个不同所述收容槽的相邻所述凹槽末端与转子中心之间形成一个角度，角度的大小定义为β，α/β的值为0.8～1.2。中国专利CN201710906334.9公开了一种磁阻式交替极永磁电机，包括转子，转子上具有以转子的轴线为中心，并沿转子周向均匀排布的至少两个永磁极，永磁极包括：沿转子的径向依次排布并相互分隔的内层磁槽和外层磁槽；在内层磁槽内设置有与内层磁槽相匹配的内层永磁体，在外层磁槽内设置有与外层磁槽相匹配的外层永磁体。但是，交替极电机一对极下的磁力线仅穿过一块永磁体，尽管其单块永磁体厚度较常规电机厚，但是常规电机磁力线回路中存在两块永磁体，所以交替极电机d轴磁路上永磁体厚度明显小于常规电机d轴磁路上等效永磁体厚度。因此，一方面交替极电机d轴磁路磁阻较小，d轴电感较大导致q轴与d轴的电感差值较小，从而引起磁阻转矩较小，限制了电磁转矩的提升。另一方面，由于永磁体等效厚度较薄，抗退磁能力下降较为明显。此外，由于交替极电机的相邻磁极不对称，在运行过程中形成较大的转矩波动。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种交替极电机及具有其的压缩机。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种交替极电机，包括：转子；所述转子由软磁材料制成，转子上设置有一组以上的狭槽组，所述狭槽组在径向设置有三层狭槽，狭槽从转子周缘至转子轴孔分为第一层狭槽、第二层狭槽和第三层狭槽，其中两层安装有永磁体，所有永磁体面向转子外周缘的极性为相同极性。进一步的，第一层狭槽空置，所述第二层狭槽和第三层狭槽安装有永磁体。进一步的，电机还包括定子，所述定子设置有齿部，齿部的数量为z，狭槽组的数量为N组，其中第一层狭槽所面对的范围内至少有z/6N个定子齿部。进一步的，狭槽组的数量为N组，相邻狭槽组之间形成夹角a1，其中a1×N/180°＝0.6～1。进一步的，相邻的狭槽组之间的软磁材料上设置有两个半圆形凹槽，凹槽分别靠近两侧的狭槽组。进一步的，两个半圆形凹槽圆形之间形成的夹角为a2，狭槽组的数量为N组，其中(360°/N-a1)/a2＝1～1.5。进一步的，第一层狭槽的厚度为t1,第二层狭槽距离转子外周缘的距离为t2，其中t1/t2＝0.4～0.7。进一步的，第二层狭槽厚度为t3，第三层狭槽厚度为t4，其中t3/t4＝0.8～1.7。进一步的，第一层狭槽在转子外周缘形成宽度为w1，第二层狭槽在转子外周缘形成宽度为w2，其中w1/w2＝0.5～0.7。进一步的，第二层狭槽在转子外周缘形成宽度为w2，第三层狭槽在转子外周缘形成宽度为w3，其中w2/w3＝0.6～0.8。进一步的，第二层狭槽厚度为t3，第三层狭槽厚度为t4，第三层狭槽在转子外周缘形成宽度为w3，其中4<w3/(t3+t4)<8。进一步的，第一层狭槽与转子外周缘之间形成宽度为wb1的磁桥，第二层狭槽与转子外周缘形成宽度为wb2的磁桥，第三层狭槽与转子外周缘形成宽度为wb3的磁桥，其中wb1≥wb2≥wb3。进一步的，第二层狭槽内的永磁体采用高剩磁、高矫顽力的永磁材料制成，第三层狭槽内的永磁体采用低剩磁、低矫顽力的永磁材料制成。进一步的，第一层狭槽呈一字形或V型；所述第二层狭槽和第三层狭槽呈V型或U型。进一步的，狭槽内安装的永磁体数量为一块以上。进一步的，第二层狭槽空置，所述第一层狭槽和第三层狭槽安装有永磁体。一种压缩机，包括上述任一所述的交替极电机。本专利技术设计的电机采用多层槽结构，但是并不是所有的槽中都安装有永磁体，可以显著提高电机的q轴电感Lq，增大Lq-Ld的值，提高电机的电磁转矩，显著提高了转子的抗退磁能力，削弱转矩波动。实验表明，在与对比样机保持一致的永磁体使用量时，相同电枢电流下本专利技术方案的最大电磁转矩可以提高5％，转矩波动降低4％，抗退磁能力提升10％。附图说明图1是实施例1交替极电机转子的结构示意图。图2是实施例1交替极电机转子的局部放大示意图。图3是实施例1交替极电机转子和定子的局部放大示意图。图4是实施例1交替极电机转子dq轴磁路示意图。图5是实施例1交替极电机的结构示意图。图6是实施例1第一层狭槽1包含的定子齿部对电磁转矩、退磁率的影响示意图。图7是实施例1转矩波动随(360deg/N-a1)/a2变化示意图。图8是实施例1电机与常规电机的q轴电感对比图。图9是实施例1电机与常规电机电磁转矩随电流角变化曲线图。图10是实施例1电机与常规电机退磁率随退磁电流变化曲线图。图11是实施例1电机与常规电机转矩曲线对比图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1一种交替极永磁电机，其包括转子、定子。图1所示为转子的结构示意图。转子上开有四组狭槽组，每一组狭槽组径向上由3层构成，第一层狭槽1中不安装永磁体，第二层、第三层狭槽(2、3)中安装有永磁体4，所有的永磁体面向转子外周缘的极性为相同极性，永磁体所在的扇区一般称为永磁极5。不同的狭槽组之间的软磁材料被磁化成与永磁体相反的极性，称为交替极6。狭槽分三层设置，可以理解为在两层永磁体的外面增加了一层空气槽，增加了如图4所示的d轴磁路上的磁阻，d轴磁路磁阻增加会减少电机运行过程中反向磁场对永磁体的直接作用，提升电机的抗退磁能力。尽管这也会让电机的永磁转矩降低，但是如电机的电磁转矩公式(1)所示，电机的电磁转矩公式：Te＝p(ψfiq+(Ld-Lq)idiq)(1)电磁转矩包括两部分，+号左边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交替极电机，其特征在于包括：转子；所述转子由软磁材料制成，转子上设置有一组以上的狭槽组，所述狭槽组在径向设置有三层狭槽，狭槽从转子周缘至转子轴孔分为第一层狭槽、第二层狭槽和第三层狭槽，其中两层安装有永磁体，所有永磁体面向转子外周缘的极性为相同极性。

【技术特征摘要】
1.一种交替极电机，其特征在于包括：转子；所述转子由软磁材料制成，转子上设置有一组以上的狭槽组，所述狭槽组在径向设置有三层狭槽，狭槽从转子周缘至转子轴孔分为第一层狭槽、第二层狭槽和第三层狭槽，其中两层安装有永磁体，所有永磁体面向转子外周缘的极性为相同极性。2.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述第一层狭槽空置，所述第二层狭槽和第三层狭槽安装有永磁体。3.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述电机还包括定子，所述定子设置有齿部，齿部的数量为z，狭槽组的数量为N组，其中第一层狭槽所面对的范围内至少有z/6N个定子齿部。4.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述狭槽组的数量为N组，相邻狭槽组之间形成夹角a1，其中a1×N/180°＝0.6～1。5.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述相邻的狭槽组之间的软磁材料上设置有两个半圆形凹槽，凹槽分别靠近两侧的狭槽组。6.根据权利要求5所述的交替极电机，其特征在于：所述两个半圆形凹槽圆形之间形成的夹角为a2，狭槽组的数量为N组，其中(360°/N-a1)/a2＝1～1.5。7.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述第一层狭槽的厚度为t1,第二层狭槽距离转子外周缘的距离为t2，其中t1/t2＝0.4～0.7。8.根据权利要求1所述的交替极电机，其特征在于：所述第二层狭槽厚度为t3，第三层狭槽厚度为t4，其中t3/t4＝0.8～1.7。9.根据权利要求1所述的交替极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李权锋，周博，肖勇，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44