转子结构及压缩机.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020487326.2 (22)申请日 2020.04.03 (73)专利权人 珠海凌达压缩机有限公司 地址 519000 广东省珠海市斗门区龙山工 业区龙山大道1号 专利权人 珠海格力电器股份有限公司 (72)发明人 刘贤义 (74)专利代理机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 11471 代理人 王金宝 (51)Int.Cl. H02K 1/27(2006.01) (54)实用新型名称 转子结构及压缩机 (57)摘要 本实用新型提供了一种转子结构及压缩机， 涉及。

2、永磁电机技术领域， 解决现有技术中存在的 当转子为常规 “U” 字型转子的永磁电机在高速旋 转时， 采用增加电压以抵消反电势电压的方式， 会导致电机的电流增加而产生一些不良后果的 技术问题。 该转子结构包括沿转子铁芯周向分布 的磁钢槽， 其中， 磁钢槽部分区段为磁通调节段 且磁通调节段靠近转子铁芯中心一端的磁阻小 于远离转子铁芯中心一端的磁阻， 磁通调节段内 仅设置有磁钢且该磁钢在离心力的作用下能向 磁通调节段磁阻小的一端移动以用于降低磁通。 本实用新型用于当转子高速旋转时， 转子能 “自 动” 降低磁通量， 以抵消反电动势的增长， 保证电 机有较高的效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图3。

3、页 CN 212183209 U 2020.12.18 CN 212183209 U 1.一种转子结构， 其特征在于， 包括沿转子铁芯(2)周向分布的磁钢槽(1)， 其中， 所述磁钢槽(1)部分区段为磁通调节段(11)且所述磁通调节段(11)靠近转子铁芯(2) 中心一端的磁阻小于远离转子铁芯(2)中心一端的磁阻， 所述磁通调节段(11)内仅设置有 磁钢且该所述磁钢在离心力的作用下能向所述磁通调节段(11)磁阻大的一端移动以用于 降低磁通量。 2.根据权利要求1所述的转子结构， 其特征在于， 所述转子铁芯(2)上设置有隔磁孔 (3)， 所述隔磁孔(3)靠近所述磁通调节段(11)远离所述转子铁芯(。

4、2)中心的一端。 3.根据权利要求1-2中任一项所述的转子结构， 其特征在于， 所述磁钢槽(1)包括内部 均设置磁钢的长磁钢槽(12)和短磁钢槽(13)， 所述短磁钢槽(13)设置在所述长磁钢槽(12) 的两侧且两个所述短磁钢槽(13)均与所述长磁钢槽(12)连通， 所述短磁钢槽(13)形成所述 磁通调节段(11)， 当所述转子结构处于转动状态时， 所述短磁钢槽(13)内的磁钢能克服所 述转子铁芯(2)其他磁钢的相互作用向远离所述转子铁芯(2)中心的方向移动。 4.根据权利要求3所述的转子结构， 其特征在于， 同一所述磁钢槽(1)中， 两个所述短磁 钢槽(13)均为所述磁通调节段(11)； 同。

5、一所述磁钢槽(1)中， 两个所述短磁钢槽(13)内的磁 钢沿各自所在所述短磁钢槽(13)内的移动方向上长度相同或者不相同。 5.根据权利要求3所述的转子结构， 其特征在于， 所述转子铁芯(2)上设置有隔磁孔 (3)， 所述隔磁孔(3)靠近所述短磁钢槽(13)远离所述转子铁芯(2)中心的一端， 且所述隔磁 孔(3)位于同一所述磁钢槽(1)的两个所述短磁钢槽(13)之间。 6.根据权利要求5所述的转子结构， 其特征在于， 所述短磁钢槽(13)内的磁钢为短磁钢 (4)， 所述短磁钢(4)沿所述短磁钢槽(13)内移动的方向为q轴方向， 所述短磁钢(4)沿q轴方 向的长度为L3， 所述短磁钢(4)沿所述。

6、q轴方向在所述短磁钢槽(13)内活动范围的长度为 L1， 其中， L31/3L1。 7.根据权利要求5或6所述的转子结构， 其特征在于， 所述短磁钢槽(13)内的磁钢为短 磁钢(4)， 所述短磁钢(4)沿所述短磁钢槽(13)内移动的方向为q轴方向， 所述短磁钢(4)沿 所述q轴方向在所述短磁钢槽(13)内活动范围的长度为L1， 所述隔磁孔(3)沿所述q轴方向 的长度为L2， 其中， L21/3L1。 8.根据权利要求7所述的转子结构， 其特征在于， 所述短磁钢(4)沿q轴方向的长度为 L3， L3与L2的关系为L33/2L2。 9.根据权利要求3所述的转子结构， 其特征在于， 所述短磁钢槽(1。

7、3)内的磁钢为短磁钢 (4)， 所述短磁钢(4)沿所述短磁钢槽(13)内移动的方向为q轴方向， 沿垂直于所述q轴方向 所述短磁钢(4)与对应的所述短磁钢槽(13)之间的平均单边间隙为L4， 其中， L40.1mm。 10.一种压缩机， 其特征在于， 包括权利要求1-9任一所述的转子结构。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212183209 U 2 转子结构及压缩机 技术领域 0001 本实用新型涉及压缩机技术领域， 尤其是涉及一种能自动弱磁的转子结构及具有 该转子结构的压缩机。 背景技术 0002 永磁电机在转速较高时的反电势电压可能超出变频器提供的输入电压， 这样压缩 机能运行的最大转速会。

8、受到限制， 目前各压缩机厂家常规的解决方案是通过控制器进行弱 磁控制的策略解决(增加电压， 抵消反电势电压)， 弱磁控制使得电机的电流增加， 电机的铜 损增加， 效率降低， 使得电机转子磁钢存在不可逆退磁风险， 电机的最大转速运行范围受到 限制。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于提供一种转子结构及永磁电机， 以解决现有技术中存在的 当转子为常规 “U” 字型转子的永磁电机在高速旋转时， 采用增加电压以抵消反电势电压的 方式， 会导致电机的电流增加而产生一些不良后果的技术问题。 本实用新型提供的诸多技 术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。 0004 为实现上述目。

9、的， 本实用新型提供了以下技术方案： 0005 本实用新型提供的一种转子结构， 包括沿转子铁芯周向分布的磁钢槽， 其中， 所述 磁钢槽部分区段为磁通调节段且所述磁通调节段靠近转子铁芯中心一端的磁阻小于远离 转子铁芯中心一端的磁阻， 所述磁通调节段内仅设置有磁钢且该所述磁钢在离心力的作用 下能向所述磁通调节段磁阻大的一端移动以用于降低磁通量。 0006 可选地或优选地， 所述转子铁芯上设置有隔磁孔， 所述隔磁孔靠近所述磁通调节 段远离所述转子铁芯中心的一端。 0007 可选地或优选地， 所述磁钢槽包括内部均设置磁钢的长磁钢槽和短磁钢槽， 所述 短磁钢槽设置在所述长磁钢槽的两侧且两个所述短磁钢槽均。

10、与所述长磁钢槽连通， 所述短 磁钢槽形成所述磁通调节段， 当所述转子结构处于转动状态时， 所述短磁钢槽内的磁钢能 克服所述转子铁芯其他磁钢的相互作用向远离所述转子铁芯中心的方向移动。 0008 可选地或优选地， 同一所述磁钢槽中， 两个所述短磁钢槽均为所述磁通调节段； 同 一所述磁钢槽中， 两个所述短磁钢槽内的磁钢沿各自所在所述短磁钢槽内的移动方向长度 相同或者不相同。 0009 可选地或优选地， 所述转子铁芯上设置有隔磁孔， 所述隔磁孔靠近所述短磁钢槽 远离所述转子铁芯中心的一端， 且所述隔磁孔位于同一所述磁钢槽的两个所述短磁钢槽之 间。 0010 可选地或优选地， 所述短磁钢槽内的磁钢为短。

11、磁钢， 所述短磁钢沿所述短磁钢槽 内移动的方向为q轴方向， 所述短磁钢沿q轴方向的长度为L3， 所述短磁钢沿所述q轴方向在 所述短磁钢槽内活动范围的长度为L1， 其中， L31/3L1。 说明书 1/4 页 3 CN 212183209 U 3 0011 可选地或优选地， 所述短磁钢槽内的磁钢为短磁钢， 所述短磁钢沿所述短磁钢槽 内移动的方向为q轴方向， 所述短磁钢沿所述q轴方向在所述短磁钢槽内活动范围的长度为 L1， 所述隔磁孔沿所述q轴方向的长度为L2， 其中， L21/3L1。 0012 可选地或优选地， 所述短磁钢沿q轴方向的长度为L3， L3与L2的关系为 L33/ 2L2。 001。

12、3 可选地或优选地， 所述短磁钢槽内的磁钢为短磁钢， 所述短磁钢沿所述短磁钢槽 内移动的方向为q轴方向， 沿垂直于所述q轴方向所述短磁钢与对应的所述短磁钢槽之间的 平均单边间隙为L4， 其中， L40.1mm。 0014 一种压缩机， 包括所述的转子结构。 0015 本实用新型提供的转子结构， 在转子结构由 “低” 速旋转至 “高” 速旋转的过程中， 磁通调节段内的磁钢在离心力的作用下， 会向远离转子铁芯中心一端移动， 实现 “自动” 寻 找磁阻最大位置， 使得转子产生的整体磁通量降低， 以抵消反电动势的增长， 可以替代采用 增加电压以抵消反电势电压的方式， 以解决现有技术中存在的当转子为常规。

13、 “U” 字型转子 的永磁电机在高速旋转时， 采用增加电压以抵消反电势电压的方式， 会导致电机的电流增 加而产生一些不良后果的技术问题。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 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 是本实用新型的一些实施例， 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， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0017 图1是现有技术中的转子结构(磁钢槽为常规 “U” 字型)； 0018 图2是本实用新型实施例提供的转子结构的结构示意图(转子处于 “低” 速旋转状 。

14、态)； 0019 图3是本实用新型实施例提供的转子结构在 “低” 速旋转时磁钢位置以及磁力线分 布的结构示意图； 0020 图4是本实用新型实施例提供的转子结构的结构示意图(转子处于 “高” 速旋转状 态)； 0021 图5是本实用新型实施例提供的转子结构在 “高” 速旋转时磁钢位置以及磁力线分 布的结构示意图； 0022 图6是本实用新型实施例提供的转子结构上各尺寸关系的结构示意图。 0023 图中1、 磁钢槽； 11、 磁通调节段； 12、 长磁钢槽； 13、 短磁钢槽； 2、 转子铁芯； 3、 隔磁 孔； 4、 短磁钢。 具体实施方式 0024 为使本实用新型的目的、 技术方案和优点更加。

15、清楚， 下面将对本实用新型的技术 方案进行详细的描述。 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部 的实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前 提下所得到的所有其它实施方式， 都属于本实用新型所保护的范围。 说明书 2/4 页 4 CN 212183209 U 4 0025 参见图1-图6， 本实用新型提供了一种转子结构， 包括沿转子铁芯2周向分布的磁 钢槽1， 其中， 磁钢槽1部分区段为磁通调节段11且磁通调节段11 靠近转子铁芯2中心一端 的磁阻小于远离转子铁芯2中心一端的磁阻， 磁通调节段11内仅设置有磁钢且该磁钢在离 心力的。

16、作用下能向磁通调节段11磁阻大的一端移动以用于降低磁通。 在转子结构由 “低” 速 旋转至 “高” 速旋转的过程中， 磁通调节段11内的磁钢在离心力的作用下， 会向远离转子铁 芯2中心一端移动， 实现 “自动” 寻找磁阻最大位置， 使得转子产生的整体磁通量降低； 参见 图2和图3， 示意出了转子结构处于 “低” 速旋转时状态时， 磁通调节段 11内的磁钢位置(磁 通调节段11内的磁钢位于靠近转子铁芯2中心一端)以及磁力线分布情况； 参见图4和图5， 示意出了转子结构处于 “高” 速旋转状态时， 磁通调节段11内的磁钢位置(磁通调节段11内 的磁钢位于远离转子铁芯2中心一端)以及磁力线分布情况；。

17、 本实用新型提供了一种转子结 构， 当电机高速运行时能够减弱转子磁场， 实现电机弱磁， 以抵消反电动势的增长， 保证电 机有较高的效率。 0026 作为可选地实施方式， 转子铁芯2上设置有隔磁孔3， 隔磁孔3的形状不定， 参见图 2-图6， 示意出的隔磁孔3横截面的形状可以为方形， 隔磁孔3靠近磁通调节段11远离转子铁 芯2中心的一端。 通过设置隔磁孔3， 使得磁通调节段11靠近转子铁芯2中心一端的磁阻小于 远离转子铁芯2中心一端的磁阻。 参见图2-图6， 隔磁孔3的具体位置情况可以如下： 磁通调 节段11内的磁钢沿磁通调节段11移动的方向为q轴方向， 沿垂直于q轴的方向， 磁通调节段 11 。

18、靠近转子铁芯2外周的侧面与隔磁孔3(隔磁孔3为磁通调节段11相邻的隔磁孔3)靠近转 子铁芯2外周的侧面相平齐。 0027 作为可选地实施方式， 磁钢槽1包括内部均设置磁钢的长磁钢槽12和短磁钢槽13， 短磁钢槽13设置在长磁钢槽12的两侧且两个短磁钢槽13均与长磁钢槽12连通， 短磁钢槽13 形成磁通调节段11， 当转子结构处于转动状态时， 短磁钢槽13内的磁钢能克服转子铁芯2其 他磁钢的相互作用向远离转子铁芯2 中心的方向移动。 参见图1， 现有技术中的转子结构， 该转子结构的磁钢槽为常规 “U” 字型， 从图1中可以明显看出， 磁钢在磁钢槽内位置相对稳 定； 而本实用新型提供的转子结构， 。

19、对常规 “U” 字型的转子结构进行了改进， 短磁钢槽13内 的磁钢可以在短磁钢槽13内移动， 以实现短磁钢4 “自动” 寻找磁阻最大位置， 降低磁通量； 当转子结构处于静止或 “低” 速旋转状态时， 短磁钢 4在转子铁芯2其他磁钢的相互作用位 于靠近转子铁芯2中心位置的一端， 在转子结构 “高” 速旋转时， 短磁钢4在离心力的作用下 克服转子铁芯2其他磁钢的相互作用， 并能移动至远离转子铁芯2的一端， 由于磁通调节段 11靠近转子铁芯2中心一端的磁阻小于远离转子铁芯2中心一端的磁阻， 使得当短磁钢 4位 于远离转子铁芯2一端时， 此时的磁通量小于当短磁钢4位于靠近转子铁芯2一端时的磁通 量。 。

20、0028 作为可选地实施方式， 同一磁钢槽1中， 两个短磁钢槽13均为磁通调节段 11； 且同 一磁钢槽1中， 两个短磁钢槽13内的磁钢沿各自所在短磁钢槽13内的移动方向， 两个磁钢 (短磁钢4)长度可以相同， 参见图2-图6， 示意出了短磁钢4长度相同； 或者， 两个磁钢(短磁 钢4)长度也可以不相同。 0029 作为可选地实施方式， 参见图2-图6， 转子铁芯2上设置有隔磁孔3， 隔磁孔3靠近短 磁钢槽13远离转子铁芯2中心的一端， 且隔磁孔3位于同一磁钢槽1的两个短磁钢槽13之间， 隔磁孔3会阻碍短磁钢4产生的磁场。 说明书 3/4 页 5 CN 212183209 U 5 0030 作。

21、为可选地实施方式， 短磁钢槽13内的磁钢为短磁钢4， 短磁钢槽13与其内的短磁 钢4的尺寸关系可以如下： 短磁钢4沿短磁钢槽13内移动的方向为 q轴方向， 短磁钢4沿q轴 方向的长度为L3， 短磁钢4沿q轴方向在短磁钢槽 13内活动范围的长度为L1， 其中， L31/ 3L1； 沿垂直于q轴方向短磁钢4与对应的短磁钢槽13之间的平均单边间隙为L4， 其中， L4 0.1mm。 0031 作为可选地实施方式， 短磁钢槽13和与其相邻的隔磁孔3的尺寸关系可以如下： 短 磁钢4沿短磁钢槽13内移动的方向为q轴方向， 短磁钢4沿q轴方向在短磁钢槽13内活动范围 的长度为L1， 隔磁孔3沿q轴方向的长度。

22、为L2， 其中， L21/3L1。 0032 作为可选地实施方式， 短磁钢4和与其对应的短磁钢4的尺寸关系可以如下： 短磁 钢4沿q轴方向的长度为L3， L3与L2的关系为L33/2L2。 0033 实施例1: 0034 本实用新型提供的一种转子结构， 包括沿转子铁芯2周向分布的磁钢槽1， 磁钢槽1 包括内部均设置磁钢的长磁钢槽12和短磁钢槽13， 短磁钢槽13设置在长磁钢槽12的两侧且 两个短磁钢槽13均与长磁钢槽12连通， 转子铁芯2 上设置有隔磁孔3， 隔磁孔3靠近短磁钢 槽13远离转子铁芯2中心的一端， 且隔磁孔3位于同一磁钢槽1的两个短磁钢槽13之间， 当转 子结构处于转动状态时， 。

23、短磁钢槽13内的磁钢能克服转子铁芯2其他磁钢的相互作用向远 离转子铁芯2中心的方向移动以用于降低磁通； 短磁钢槽13内的磁钢为短磁钢4， 短磁钢4沿 短磁钢槽13内移动的方向为q轴方向， 短磁钢4沿q轴方向的长度为 L3， 短磁钢4沿q轴方向 在短磁钢槽13内活动范围的长度为L1， 隔磁孔3沿q 轴方向的长度为L2， 其中， L21/3L1， 1/3L1L33/2L2； 沿垂直于q轴方向短磁钢4与对应的短磁钢槽13之间的平均单边间隙为 L4， L40.1mm。 0035 针对常规 “U” 字型的转子结构， 本实用新型提供的转子结构， 在电机 “高” 转速运行 时， 可以有效降低转子磁通量、 转。

24、子磁链值、 降低定子反电势、 提高电机弱磁控制的开始转 速、 减小压缩机高转速时候的弱磁电流、 提升电机最大转速运行范围、 提升电机性能。 0036 实施例2： 0037 一种永磁电机， 包括实施例1描述的转子结构。 解决了永磁电机弱磁控制的电流增 加， 电机的铜损增加效率降低， 弱磁控制电机转子磁钢存不可逆退磁风险， 电机的最大转速 运行范围受到限制等问题。 0038 以上所述， 仅为本实用新型的具体实施方式， 但本实用新型的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 可轻易想到变化 或替换， 都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。 因此， 本实用新型的保护范围应以所述权 利要求的保护范围为准。 说明书 4/4 页 6 CN 212183209 U 6 图1 图2 说明书附图 1/3 页 7 CN 212183209 U 7 图3 图4 说明书附图 2/3 页 8 CN 212183209 U 8 图5 图6 说明书附图 3/3 页 9 CN 212183209 U 9 。