电机、压缩机和制冷设备 |
|||||||
| 申请号 | CN202211297339.3 | 申请日 | 2022-10-21 | 公开(公告)号 | CN117955267A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 广东美芝制冷设备有限公司; | 发明人 | 张德金; 邱小华; 杨勤; 盖蕊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 电机 、 压缩机 和 制冷设备 。根据本发明的电机，包括 定子 和 转子 ，所述转子中的 永磁体 为含铈永磁体，所述定子包括定子 铁 芯，所述定子铁芯的长度为L，且所述电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，其中，x/100为所述永磁体中含有的铈的 质量 百分数，Ke是所述电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。本发明根据永磁体中铈的质量百分数，通过调整定子铁芯长度，保证Ke值，进而能在降低成本的同时提高电机效率。本发明还提供包括所述电机的压缩机和制冷设备。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电机，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 电机、压缩机和制冷设备技术领域[0001] 本发明属于电机技术领域，具体涉及一种电机、压缩机和制冷设备。 背景技术[0003] 钕铁硼永磁体中含有相当含量的镨、钕等稀土元素，通过使用含铈永磁体替代常规钕铁硼永磁体，能够减少永磁体中的镨钕元素用量，从而降低成本，促进行业的可持续发展。然而，随着铈元素的加入和镨钕元素含量的降低，永磁体的矫顽力下降，会造成电机抗退磁能力下降及效率损失。 [0004] 因此，如何在降成本的同时兼顾电机性能是目前亟需解决的问题。 发明内容[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种电机，能在降成本的同时，保证电机效率。 [0006] 本发明还提供了一种包括上述电机的压缩机。 [0007] 本发明还提供了一种包括上述电机或上述压缩机的制冷设备。 [0008] 本发明的第一方面提供了一种电机，包括： [0009] 定子，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯的长度为L； [0011] 所述电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L； [0012] 其中，x/100为所述永磁体中含有的铈的质量百分数，Ke是所述电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0013] 本发明第一方面的电机，至少具有以下有益效果： [0014] 本发明根据永磁体中铈的质量百分数x/100，通过改变定子铁芯的长度L，调节Ke值的取值范围，使Ke值满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，由此，因使用含铈永磁体所造成的反电势下降的问题，能够通过改变定子铁芯的长度得到解决，进而提高电机效率。而含铈永磁体的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，本发明在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。 [0015] 具体地，在使用含铈永磁体作为转子的磁极时，永磁体的剩磁下降，电机气隙磁密降低。根据反电势E计算公式：E＝4.44fNKФ，其中，Ф为磁通量，Ф＝Bδ*S，S∝L，Bδ为气隙磁密，f为电流频率，N为绕组匝数，K为绕组系数，容易理解，若永磁体剩磁下降，气隙磁密Bδ降低，会导致反电势E或者Ke值降低。而电机的输出功率 在运行过程中电机的反电势不可以太低，否则会使电流增大，电机效率下降。本发明根据永磁体中铈的质量百分数，对电机进行适应性设计，通过增大定子铁芯的长度，进而增大磁通面积S，使Ke值达到1.5*L‑(1.8‑x/100)*L的范围，进而能够避免电机的效率损失，并通过含铈永磁体的使用实现了降成本的目的。 [0016] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中铈的质量百分数x/100满足：0＜x/100≤0.1。 [0017] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中铈的质量百分数x/100满足：0＜x/100≤0.06。 [0018] 铈含量越高，相同剩磁下，永磁体的矫顽力下降越多，在满足同样退磁电流的情况下，需要对电机进行减匝数设计，导致Ke值下降。控制永磁体中铈的质量百分数不超过10％，能获得更优的性价比。进一步地，在铈的质量百分数不超过6％时，效果最优。 [0019] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中铈的质量百分数x/100满足：0.03≤x/100≤0.1。 [0020] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中铈的质量百分数x/100满足：0.03≤x/100≤0.06。 [0021] 当永磁体中的铈含量在3％以上时，降成本效果更好。 [0022] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体在20℃下的剩磁≥1.30T。永磁体的剩磁与温度相关，在使用含铈永磁体时，保证永磁体在20℃下的剩磁Br≥1.30T，以确保磁通量和反电势，从而提高电机的抗退磁能力和效率。 [0023] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体在20℃下的剩磁≥1.32T。进而，可以使电机在130℃/22A下的退磁率＜1.8％，电机效率＞92.4％。 [0024] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体在20℃下的剩磁为1.32T。进而，可以使电机在130℃/22A下的退磁率达到1.6％‑1.8％，电机效率达到92.4％‑93.5％。 [0025] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体的厚度为1.5mm‑2.5mm。 [0026] 增加永磁体的厚度，能够提高剩磁，但也会增加成本。控制永磁体的厚度在上述范围，能更好地兼顾成本和抗退磁性能。 [0027] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体的厚度为1.5mm‑2.0mm。作为示例，所述永磁体的厚度可以为约1.5mm、1.6mm、1.7mm或1.8mm。 [0028] 根据本发明的一些实施方式，所述定子铁芯上设有若干个定子槽。 [0029] 根据本发明的一些实施方式，所述定子槽的数量≥12。 [0030] 随着定子槽的数量增加，绕组匝数降低，电机的耐退磁能力增强，可以降低永磁体矫顽力以增加剩磁，抑制因掺铈而造成的反电势下降。由此，能够使用具有更高铈含量的永磁体，进一步降低成本。反之，如定子槽的数量减少，为使永磁体不容易退磁，需要增加永磁体的厚度或增大永磁体的矫顽力，会增加成本。 [0031] 根据本发明的一些实施方式，所述定子槽的数量为12或15。 [0032] 根据本发明的一些实施方式，所述转子的磁极数≥8。 [0033] 根据本发明的一些实施方式，所述转子的磁极数为8‑16。例如，所述转子的磁极数可以为8、10、14或16。 [0034] 根据本发明的一些实施方式，所述定子槽的数量为12，所述转子的磁极数为8、10或14。 [0035] 根据本发明的一些实施方式，所述定子槽的数量为15，所述转子的磁极数为10、14或16。 [0036] 可以理解，永磁电机的定子槽的数量与适配的转子的磁极数可以有多种组合，并不局限于所例举的类型。整体而言，随着定子槽的数量增加，适配的最大磁极数可以适当提高。 [0037] 根据本发明的一些实施方式，所述定子铁芯上设有若干个定子齿，每个所述定子齿上绕设有定子绕组。 [0038] 永磁同步电动机的定子绕组分为分布式和集中式两种。其中，集中式绕组的端部高度小，成本低；分布式绕组的端部高度相对更大，成本更高，但电机运行噪音更小。 [0039] 根据本发明的一些实施方式，每个所述定子齿上绕设有集中式绕组。 [0040] 根据本发明的一些实施方式，每个所述定子齿上的所述集中式绕组的匝数为N，所述集中式绕组每相并联的支路的数量为a，则： [0041] 当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为Y接时，N和a满足：N/a≤(25‑x)*26/5；当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为三角形接时，N和a满足：N/a≤(25‑x)*26*sqrt(3)/5。 [0042] 绕组匝数过高，电机退磁的磁势增加，抗退磁能力会降低，为保证电机性能，需要增加永磁体的厚度或者提高永磁体的矫顽力，会降低电机的性价比。限制N、a、x满足以上关系，能更好地平衡电机性能和成本。 [0043] 根据本发明的一些实施方式，当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为Y接时，每个所述定子齿上的所述集中式绕组的匝数为N满足：50≤N≤90。 [0044] 根据本发明的一些实施方式，当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为Y接时，每个所述定子齿上的所述集中式绕组的匝数为N满足：50≤N≤80。 [0045] 根据本发明的一些实施方式，当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为Y接时，每个所述定子齿上的所述集中式绕组的匝数N为80。 [0046] 根据本发明的一些实施方式，当所述集中式绕组在所述定子齿上的连接形式为三角形接时，每个所述定子齿上的所述集中式绕组的匝数N满足：80≤N≤170。 [0047] 根据本发明的一些实施方式，所述集中式绕组每相并联的支路的数量a为：1≤a≤4。 [0048] 根据本发明的一些实施方式，所述集中式绕组每相并联的支路的数量a为1。 [0049] 根据本发明的一些实施方式，所述定子铁芯的长度L满足：20mm≤L≤50mm。 [0050] 定子铁芯的长度增大时，铁损增加，铜损降低。在上述所限定的范围内，随着定子铁芯的长度增加，铜损降低值高于铁损增加值，因此，电机整体损耗会降低，电机效率增加。若进一步增加定子铁芯的长度，则可能导致铜损降低值低于铁损增加值，反而影响电机效率。 [0051] 根据本发明的一些实施方式，所述定子铁芯的长度L满足：30mm≤L≤40mm。 [0052] 作为示例，所述定子铁芯的长度L可以为30mm、35mm。 [0053] 根据本发明的一些实施方式，所述转子的外径D满足：40mm≤D≤80mm。 [0054] 磁通面积S∝DS2，D增大可以提高反电势，利于增加永磁体中的铈元素含量。但转子外径过大时，若维持定子槽面积不变，则电机外径会增加，导致硅钢用量成本上升；若维持电机尺寸不变，则定子槽面积会降低，电流密度会增加，导致电机可靠性下降。 [0055] 根据本发明的一些实施方式，所述转子的外径D满足：40mm≤D≤65mm。 [0056] 根据本发明的一些实施方式，所述转子铁芯上设有若干个转子槽，若干个所述永磁体分别设置在若干个所述转子槽内。 [0057] 在一个转子槽内可以设一个或多个永磁体，位于同一个转子槽内的所有永磁体构成一个磁极。 [0058] 根据本发明的一些实施方式，在每个所述转子槽内设两个以上的永磁体，利于降低定子齿的磁密，降低铁损，增加电机的抗退磁能力。 [0059] 根据本发明的一些实施方式，所述转子槽呈V字形。 [0060] 根据本发明的一些实施方式，所述转子槽呈V字形，每两个所述永磁体对称设置在V字形的转子槽的两侧。 [0061] 采用V字形的转子槽，并在每个转子槽内对称设两个永磁体，能够增加磁极宽度，降低铁损，增强抗退磁能力。 [0062] 根据本发明的一些实施方式，所述V字形的开口朝向转子外侧。 [0063] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中含有镨和钕，其中，镨和钕的总质量百分数为20％‑32％。 [0064] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中，镨和钕的总质量百分数为25％‑32％。 [0065] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中含有镝和/或铽，其中，镝铽的总质量百分数≤3％。 [0066] 镝、铽为重稀土元素，能够提高永磁体的矫顽力。 [0067] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中还含有钴，其中，钴的质量百分数≤2％。 [0068] 根据本发明的一些实施方式，所述永磁体中，钴的质量百分数为1％‑2％。 [0069] 永磁体中含钴，能够提高矫顽力。 [0071] 根据本发明的一些实施方式，所述其他元素的总质量百分数≤2％。 [0072] 根据本发明的一些实施方式，按质量百分比计，所述永磁体主要组成包括： [0073] 镨钕总量20％‑32％，铈3％‑10％，镝铽总量0‑3％，钴1％‑2％，其余主要成分为铁。 [0074] 本发明的第二方面提供了一种压缩机，所述压缩机包括所述的电机。 [0075] 本发明的第二方面的压缩机，至少具有以下有益效果： [0076] 本发明的压缩机，由于使用了本发明的电机，因此至少具有上述电机的技术方案所带来的所有有益效果。 [0077] 具体而言，本发明的压缩机，其含有本发明的电机，该电机包括定子和转子。其中，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯的长度为L；所述转子包括转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的若干个永磁体，所述永磁体中含有铈；所述电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L；其中，x/100为所述永磁体中含有的铈的质量百分数，Ke是所述电机在20℃、 1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0078] 本发明根据永磁体中铈的质量百分数x/100，通过改变定子铁芯的长度L，调节Ke值的取值范围，使Ke值满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，由此，因使用含铈永磁体所造成的反电势下降的问题，能够通过改变定子铁芯的长度得到解决，进而提高电机效率。而含铈永磁体的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，本发明在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。进而，压缩机的效率能够得到保证，同时压缩机的成本降低，提高了压缩机的性价比。 [0079] 本发明的第三方面提供了一种制冷设备，所述制冷设备包括所述的电机或所述的压缩机。 [0080] 本发明的第三方面的制冷设备，至少具有以下有益效果： [0081] 本发明的制冷设备，由于使用了本发明的电机或压缩机，因此至少具有上述电机或压缩机的技术方案所带来的所有有益效果。 [0082] 进一步地，本发明的制冷设备，其含有本发明的压缩机，该压缩机中含有本发明的电机，该电机包括定子和转子。其中，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯的长度为L；所述转子包括转子铁芯和设置在所述转子铁芯上的若干个永磁体，所述永磁体中含有铈；所述电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L；其中，x/100为所述永磁体中含有的铈的质量百分数，Ke是所述电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0083] 本发明根据永磁体中铈的质量百分数x/100，通过改变定子铁芯的长度L，调节Ke值的取值范围，使Ke值满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，由此，因使用含铈永磁体所造成的反电势下降的问题，能够通过改变定子铁芯的长度得到解决，进而提高电机效率。而含铈永磁体的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，本发明在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。最终，制冷设备的效率能够得到保证，同时其成本降低，提高了制冷设备的性价比。 [0085] 图1是本发明一实施例的电机的结构剖视图。 [0086] 附图标记： [0087] 110、定子；111、定子齿；112、定子槽； [0088] 120、转子；121、转子铁芯；122、转子槽；123、永磁体。 具体实施方式[0089] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0090] 在本发明的描述中，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0091] 本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。 [0092] 在本发明的描述中，若干个指的是一个或多个，多个指的是两个以上，“以上”均包括本数。 [0093] 参照图1，为本发明的一个实施例，本实施例提供了一种电机，包括定子110和转子120。其中，定子110包括长度为L的定子铁芯；转子120包括转子铁芯121和设置在转子铁芯 121上的若干个永磁体123，永磁体123中含有铈。 [0094] 其中，电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L；x/100为永磁体123中含有的铈的质量百分数，Ke是电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0095] 可以理解，在使用含铈的永磁体123作为转子120的磁极时，永磁体123的剩磁下降，电机气隙磁密降低。根据反电势E的计算公式：E＝4.44fNKФ，其中，Ф为磁通量，Ф＝Bδ*S，S∝L，Bδ为气隙磁密，f为电流频率，N为绕组匝数，K为绕组系数，容易理解，若永磁体123的剩磁下降，气隙磁密Bδ降低，会导致反电势E或者Ke值降低。而电机的输出功率在运行过程中电机的反电势不可以太低，否则会使电流增大，电机效率下降。 [0096] 本发明根据永磁体123中铈的质量百分数，对电机进行适应性设计，通过增大定子铁芯的长度，进而增大磁通面积S，使Ke达到1.5*L‑(1.8‑x/100)*L的范围，由此，因使用含铈的永磁体123而带来的剩磁及气隙磁密下降的问题，能够通过增加定子铁芯的长度而得到弥补，进而避免了电机的效率损失。而含铈的永磁体123的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，本发明在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。 [0097] 作为一种实施方式，永磁体123中铈的质量百分数x/100满足：0＜x/100≤0.1。作为更优选的实施方式，永磁体123中铈的质量百分数x/100满足：0＜x/100≤0.06。 [0098] 铈含量越高，相同剩磁下，永磁体123的矫顽力下降越多，在满足同样退磁电流的情况下，需要对电机进行减匝数设计，导致Ke值下降。控制永磁体123中铈的质量百分数不超过10％，能获得更优的性价比。进一步地，在铈的质量百分数不超过6％时，效果最优。 [0099] 作为一种实施方式，永磁体123中铈的质量百分数x/100满足：0.03≤x/100≤0.1。作为更优选的实施方式，永磁体123中铈的质量百分数x/100满足：0.03≤x/100≤0.06。上述铈含量范围，既能保证降成本幅度，又能使电机效率最优化，从而更好地兼顾成本和电机效率。 [0100] 参考表1，为铈含量x/100取0‑0.15，定子铁芯的长度L取25mm、30mm、35mm时，对应的Ke的取值区间[Ke(min)，Ke(max)]。 [0101] 表1电机相关参数取值 [0102] [0103] [0104] 作为一种实施方式，永磁体123在20℃下的剩磁≥1.30T。 [0105] 剩磁过低，会影响转子120在20℃下的磁通，降低电动势，进而会影响到电机效率。 [0106] 作为一种实施方式，永磁体123在20℃下的剩磁≥1.32T。进而，可以使电机在130℃/22A下的退磁率＜1.8％，电机效率＞92.4％。 [0107] 例如，永磁体123在20℃下的剩磁为1.32T时，可以使电机在130℃/22A下的退磁率达到1.6％‑1.8％，电机效率达到92.4％‑93.5％。 [0108] 参照图1，作为一种实施方式，定子铁芯上设有若干个定子槽112。 [0109] 作为一种实施方式，定子槽112的数量≥12。 [0110] 随着定子槽112的数量增加，绕组匝数降低，电机的耐退磁能力增强，可以降低永磁体123的矫顽力以增加剩磁，抑制因掺铈而造成的反电势下降。由此，能够使用具有更高铈含量的永磁体123，进一步降低成本。 [0111] 例如，一般电机设计为三相，设每相串联匝数为N，当定子槽112的数量为9时，每相的槽数为3，每齿匝数Nc为N/3；当定子槽112的数量为12时，每相的槽数为4，每齿匝数Nc为N/4。即定子槽112的数量越多，Nc越低。由退磁磁势F＝Nc*I(I为退磁电流，不变)可知，Nc越低，退磁磁势越低，对永磁体123的矫顽力要求更低，可以采用更薄的永磁体123或者具有更低矫顽力的永磁体123。 [0112] 反之，如定子槽112的数量减少，为使永磁体123不容易退磁，需要增加永磁体123的厚度或增大永磁体123的矫顽力，会增加成本。 [0113] 作为一种实施方式，定子槽112的数量为12或15。 [0114] 作为一种实施方式，转子120的磁极数≥8。例如，转子120的磁极数可以为8‑16，更具体地，转子120的磁极数可以为8、10、14或16。 [0115] 作为一种实施方式，定子槽112的数量为12，转子120的磁极数为8、10或14。 [0116] 作为一种实施方式，定子槽112的数量为15，转子120的磁极数为10、14或16。 [0117] 可以理解，永磁电机的定子槽112的数量与适配的转子120的磁极数可以有多种组合，并不局限于所例举的类型。例如，在定子槽112的数量Q为12时，适配的磁极数可以是8、10或14等。整体而言，随着定子槽112的数量增加，适配的最大磁极数可以适当提高。 [0118] 作为一种实施方式，在定子铁芯上设有若干个定子齿111，每个定子齿111上绕设有定子绕组。 [0119] 永磁同步电动机的定子绕组分为分布式和集中式两种。其中，集中式绕组的端部高度小，成本低；分布式绕组的端部高度相对更大，成本更高，但电机运行噪音更小。 [0120] 作为一种实施方式，每个定子齿111上绕设有集中式绕组。 [0121] 作为更优选的一种实施方式，每个定子齿111上的集中式绕组的匝数为N，集中式绕组每相并联的支路的数量为a，则电机还满足：当集中式绕组在定子齿111上的连接形式为Y接时，N和a满足：N/a≤(25‑x)*26/5；当集中式绕组在定子齿111上的连接形式为三角形接时，N和a满足：N/a≤(25‑x)*26*sqrt(3)/5。 [0122] 若绕组匝数过高，电机退磁的磁势会增加，抗退磁能力会降低。在这种情况下，需要增加永磁体123的厚度或者提高永磁体123的矫顽力，以保证电机性能，但同时也会增加成本。通过控制N/a在上述范围，能更好地实现成本与电机性能的均衡。 [0123] 作为一种实施方式，当集中式绕组在定子齿111上的连接形式为Y接时，每个定子齿111上的集中式绕组的匝数为N满足：50≤N≤90。作为更优选的实施方式，集中式绕组的匝数N满足：50≤N≤80。例如，集中式绕组的匝数N可以为80。 [0124] 作为一种实施方式，当集中式绕组在定子齿上的连接形式为三角形接时，每个定子齿上的集中式绕组的匝数N满足：80≤N≤170。 [0125] 作为一种实施方式，集中式绕组每相并联的支路的数量a为：1≤a≤4。例如，a可以为1。 [0126] 作为一种实施方式，定子铁芯的长度L满足：20mm≤L≤50mm。 [0127] 定子铁芯的长度增大时，铁损增加，铜损降低。在上述所限定的范围内，随着定子铁芯的长度增加，铜损降低值高于铁损增加值，因此，电机整体损耗会降低，电机效率增加。若进一步增加定子铁芯的长度，则可能导致铜损降低值低于铁损增加值，反而影响电机效率。 [0128] 作为一种实施方式，定子铁芯的长度L满足：30mm≤L≤40mm。例如，定子铁芯的长度L可以为30mm、35mm。 [0129] 作为一种实施方式，转子120的外径D满足：40mm≤D≤80mm。 [0130] 磁通面积S∝DS2，因此D增大可以增加磁通面积，提高反电势，进而利于增加永磁体123中的铈元素含量。但转子120外径过大时，若维持定子槽112面积不变，则电机外径会增加，导致硅钢用量成本上升；若维持电机尺寸不变，则定子槽112面积会降低，电流密度会增加，影响电机可靠性。 [0131] 作为一种实施方式，转子120的外径D满足：40mm≤D≤65mm。 [0132] 参照图1，作为一种实施方式，在转子铁芯121上设有若干个转子槽122，该若干个永磁体123分别设置在该若干个转子槽122内。 [0133] 可以理解，在一个转子槽122内可以设一个或多个永磁体123，位于同一个转子槽122内的所有永磁体123构成一个磁极。当在每个转子槽122内设两个以上的永磁体123时，有利于降低定子齿111的磁密，降低铁损，增加电机的抗退磁能力。 [0134] 作为一种实施方式，转子槽122呈V字形，每两个永磁体123对称设置在V字形的转子槽122的两侧。 [0135] 采用V字形的转子槽122，并在每个转子槽122内对称设两个永磁体123，能够增加磁极宽度，降低铁损，增强抗退磁能力。 [0136] 参见图1，在一实施例中，转子槽122呈开口朝向转子120外侧的V字形结构。 [0137] 作为一种实施方式，永磁体123的厚度为1.5mm‑2.5mm。进一步地，永磁体123的厚度为1.5mm‑2.0mm。 [0138] 增加永磁体123的厚度，能够提高剩磁，但也会增加永磁体123的成本。控制永磁体123的厚度在上述范围，能保证抗退磁性能，实现更优性价比。 [0139] 作为一种实施方式，永磁体123中含有镨和钕，其中，镨和钕的总质量百分数为20％‑32％。进一步地，镨和钕的总质量百分数为20‑32％。 [0140] 作为一种实施方式，永磁体123中含有镝和/或铽，其中，镝铽的总质量百分数≤3％。 [0141] 作为一种实施方式，永磁体123中含有钴，钴的质量百分数为1％‑2％。 [0142] 永磁体123中含有包括镝、铽、钴在内的元素，能够提高矫顽力。 [0143] 作为一种实施方式，永磁体123中含有微量的其他元素，该其他元素选自锰、铜、镓、铽、铌等，用于提高永磁体123的工作温度和稳定性等综合性能。 [0144] 作为一种实施方式，该其他元素的总质量百分数≤2％。 [0145] 作为一种实施方式，按质量百分比计，永磁体123的组成如下：镨钕总量20％‑32％，铈3％‑10％，镝铽总量0‑3％，钴1％‑2％，其余主要成分为铁。 [0146] 上述的永磁体123可以市购获得，或采用本领域普通技术人员已知的方法制备，此处未详细描述。 [0147] 下面通过示例性实施例对本发明作进一步说明。 [0148] 实施例1 [0149] 本实施例的电机，如图1所示，包括定子110和转子120。 [0150] 定子110包括定子铁芯，定子铁芯具有12个定子齿111和12个定子槽112。定子铁芯的长度L＝35mm，定子110的外径为101mm。每个定子齿111上绕设有集中式绕组(图未示出)，集中式绕组在定子齿111上的连接形式为三角形接，每个定子齿111上的集中式绕组的匝数为N＝140，集中式绕组每相并联的支路的数量为a＝1。 [0151] 转子120包括转子铁芯121和16个永磁体123，转子120的外径D＝56.4mm。转子铁芯121上沿其截面周向均匀设有8个V字形且开口朝外的转子槽122。每两个永磁体123对称分布在V字形槽的两侧，每个转子槽122内的永磁体123形成一个磁极，共8极。 [0153] 实施例1的电机的主要参数见表2。 [0154] 电机满足：1.5*L＝1.5*35＝52.5≤Ke＝55.5≤(1.8‑x/100)*L＝(1.8‑5/100)*35＝61.25。 [0155] 电机还满足：N/a＝140≤(25‑x)*26*sqrt(3)/5＝(25‑5)*26*sqrt(3)/5＝180.13。 [0156] 其中，Ke是电机在20℃、1000rpm下的反电势。Ke值的测试方法如下： [0157] (1)将电机放置在20℃环境4小时以上； [0158] (2)固定安装好电机，定转子中心对齐； [0160] 表2实施例1的部分电机参数 [0161] [0162] 实施例2 [0163] 与实施例1相比，区别在于，绕组连接形式为Y接，本实施例的电机的主要参数见表3。 [0164] 电机满足：1.5*L＝1.5*30＝45≤Ke＝55.5≤(1.8‑x/100)*L＝(1.8‑5/100)*30＝52.5。 [0165] 电机还满足：N/a＝80≤(25‑x)*26/5＝(25‑5)*26/5＝104。 [0166] 除本实施例所示出的区别以外，电机的其他结构同实施例1。 [0167] 表3实施例2的部分电机参数 [0168] [0169] 对比例1 [0170] 与实施例1相比，本对比例的电机的主要参数见表4。 [0171] 电机满足：1.5*L＝1.5*35＝52.5≤Ke＝55.5≤(1.8‑x/100)*L＝(1.8‑12/100)*35＝58.8。 [0172] 电机还满足：N/a＝108≤(25‑x)*26*sqrt(3)/5＝(25‑12)*26*sqrt(3)/5＝117.09。 [0173] 除本对比例所示出的区别以外，电机的其他结构同实施例1。 [0174] 表4对比例1的部分电机参数 [0175] [0176] [0177] 对比例2 [0178] 与实施例1相比，本对比例的电机的主要参数见表5。 [0179] 电机满足：1.5*L＝1.5*35＝52.5≤Ke＝55.5≤(1.8‑5/100)*L＝(1.8‑5/100)*35＝61.25。 [0180] 电机还满足：N/a＝157≤(25‑x)*26*sqrt(3)/5＝(25‑5)*26*sqrt(3)/5＝180.13。 [0181] 除本对比例所示出的区别以外，电机的其他结构同实施例1。 [0182] 表5对比例2的部分电机参数 [0183] [0184] 测试例 [0185] 本测试例测试了实施例1、实施例2、对比例1的电机性能，结果见表6。 [0186] 其中，电机的退磁率测试过程如下： [0187] (1)测试常温磁通量； [0188] (2)将电机放置在130℃高温环境4小时以上，然后在电机中通入22A直流退磁电流，并旋转转子一周； [0189] (3)将电机放置在常温环境4小时以上，测试退磁后的磁通量，并与退磁前对比，计算退磁率。 [0190] 内禀矫顽力、剩磁、电机效率采用行业通用测试方法。 [0191] 表6本发明实施例和对比例1的电机性能 [0192] [0193] 由以上结果可以看出，实施例1和实施例2中，永磁体123的铈含量为5％，剩磁＝1.32T，退磁率不超过1.79％，抗退磁可靠性好，电机效率得到保证，实现了降本增效的目的。 [0194] 对比例1由于铈含量较高，在剩磁相当时，矫顽力下降较多，因而在满足同样的退磁电流的情况下，需要对电机进行减匝数设计，难以保证电机的Ke值，导致电机效率下降。 [0195] 对比例2的铈含量为5％，N＝157，Ke值可达62.2，Ke＞(1.8‑x/100)*L。此时N较实施例1增加12％，退磁的磁势会增加12％，电机耐退磁能力减弱，需要增加永磁体123的厚度或者提高永磁体123的矫顽力来增强抗退磁能力，会大幅增加成本，与使用含铈永磁体来降成本的目的相悖。 [0196] 成本方面，以实施例1为例，按照现行的稀土大宗材料价格计算，常规镨钕永磁体42SH的克重单价是0.38元/克，含铈(5wt％)的永磁体123(42SHC)的克重单价是0.279元/克。每一片永磁体123的重量约为3.1g，一台电机共16片，本发明采用掺铈的永磁体123替换传统技术中的钕铁硼永磁体，则每台电机材料成本能下降5元左右，永磁体123成本降幅达 26.58％(((0.38‑0.279)/0.38)*100％)，降成本效果显著。 [0197] 作为本发明的另一种实施方式，提供了一种压缩机，其包括以上实施例的电机。 [0198] 可以理解，本实施例的压缩机，由于使用了以上实施例的电机，因此至少具有上述电机的技术方案所带来的所有有益效果。 [0199] 具体地，本实施例的压缩机，其含有以上实施例的电机，该电机包括定子110和转子120。其中，定子110包括定子铁芯，定子铁芯的长度为L；转子120包括转子铁芯121和设置在转子铁芯121上的若干个永磁体123，永磁体123中含有铈；电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L；其中，x/100为永磁体123中含有的铈的质量百分数，Ke是电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0200] 本实施例的压缩机，所使用的永磁体123中铈的质量百分数x/100，通过改变定子铁芯的长度L，调节Ke值的取值范围，使Ke值满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，由此，因使用含铈的永磁体123所造成的反电势下降的问题，能够通过改变定子铁芯的长度得到解决，进而提高电机效率。而含铈的永磁体123的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。进而，压缩机的效率能够得到保证，同时压缩机的成本降低，提高了压缩机的性价比。 [0201] 作为本发明的另一种实施方式，提供了一种制冷设备，其包括以上实施例的电机或压缩机。 [0202] 可以理解，本实施例的制冷设备，由于使用了以上实施例的电机或压缩机，因此至少具有上述电机或压缩机的技术方案所带来的所有有益效果。 [0203] 进一步地，本实施例的制冷设备，其含有以上实施例的压缩机，该压缩机中含有以上实施例的电机，该电机包括定子110和转子120。其中，定子110包括定子铁芯，定子铁芯的长度为L；转子120包括转子铁芯121和设置在转子铁芯121上的若干个永磁体123，永磁体123中含有铈；电机满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L；其中，x/100为永磁体123中含有的铈的质量百分数，Ke是电机在20℃、1000rpm下的反电势，Ke的单位为V/krpm，L的单位为mm。 [0204] 本实施例的压缩机，所使用的永磁体123中铈的质量百分数为x/100，通过改变定子铁芯的长度L，调节Ke值的取值范围，使Ke值满足：1.5*L≤Ke≤(1.8‑x/100)*L，由此，因使用含铈的永磁体123所造成的反电势下降的问题，能够通过改变定子铁芯的长度得到解决，进而提高电机效率。而含铈的永磁体123的成本低于常规钕铁硼永磁体，因此，在保证电机效率的同时，降低了电机的成本，提高了电机的性价比。最终，制冷设备的效率能够得到保证，同时其成本降低，提高了制冷设备的性价比。 [0205] 作为一种实施方式，制冷设备为空调。 [0206] 作为一种实施方式，制冷设备为冰箱或冰柜。 [0207] 容易理解，上述的空调、冰箱或冰柜，通过使用上述的电机或压缩机，从而提高了整体性价比。 [0208] 需要说明的是，本发明实施例的电机、压缩机和制冷设备的其他构成对于本领域普通技术人员而言是已知的，在此不再详细描述。 [0209] 上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈