本實用新型涉及電機技術領域，尤其涉及一種電機轉子及具有其的電機和壓縮機。

背景技術：

目前永磁電機應用越來越廣泛，要求電機效率高，降低能耗；電機轉矩脈動小，便于進行系統控制，能夠可靠穩定運行；電機振動噪聲小，滿足用戶舒適性要求。

專利CN104600938B通過在磁鋼槽端部設置倒角減小電機轉矩脈動，但效果有限，而且位置沒有限定，如果位置改變不一定有效果；同樣，專利CN105846558A中對磁鋼槽切角角度有限定，該專利文獻所述9槽6極電機，切角角度范圍太大，且切角大小沒有限定，影響使用效果。以上各專利對磁鋼槽切角沒有進行有效限定，不能達到所需使用效果。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種電機轉子及具有該電機轉子的電機和壓縮機，可以有效削弱電機齒槽轉矩及轉矩脈動，降低電機電磁力，降低電機振動噪聲，提升電機運行穩定性及可靠性。

本實用新型的一個方面提供一種電機轉子，采用以下方案：

一種電機轉子，包括轉子鐵芯，所述轉子鐵芯中設有用于放置磁體的磁體槽，其中，所述電機轉子每一極的磁體槽均包括第一磁體槽，所述第一磁體槽具有第一槽壁和第二槽壁，所述第一槽壁相對于所述第二槽壁位于徑向外側，其中，所述第一槽壁的兩端設置有第一切角，所述第一切角的內頂點到所述轉子鐵芯外圓的徑向距離d滿足：3*δ≤d≤7*δ，其中，δ為所述電機轉子和與其配合的定子之間的氣隙寬度。

優選地，每個第一磁體槽的兩個第一切角的外頂點相對于所述轉子鐵芯圓心的夾角α滿足：nθ≤α≤(n+0.5)θ，其中n為正整數，θ為與所述電機轉子配合的定子的一個定子齒距。

優選地，所述電機轉子每一極的磁體槽均包括第二磁體槽，所述第二磁體槽位于所述第一磁體槽的徑向內側，所述第二磁體槽具有第三槽壁和第四槽壁，所述第三槽壁相對于所述第四槽壁位于徑向外側。

優選地，所述第三槽壁的兩端頂點相對于所述轉子鐵芯的圓心的夾角β滿足：(m+0.5)θ≤β≤(m+1)θ，其中n為正整數，θ為與所述電機轉子配合的定子的一個定子齒距。

優選地，所述第三槽壁的兩端設置有第二切角，兩個第二切角的外頂點相對于所述轉子鐵芯的圓心的夾角β滿足：(m+0.5)θ≤β≤(m+1)θ，其中n為正整數，θ為與所述電機轉子配合的定子的一個定子齒距。

優選地，所述磁體槽的橫截面形狀整體上為弧形、倒置的︹形、或U形。

優選地，所述轉子鐵芯由多層轉子沖片疊置而成。

優選地，所述磁體槽在所述轉子鐵芯中沿圓周方向均勻分布。

優選地，每一個磁體槽中放置有磁體，所述磁體由多塊磁體單元拼接而成，或者為一整塊磁體。

本實用新型的另一方面提供一種電機，采用以下方案：

一種電機，包括轉子和與所述轉子配合的定子，其中，所述轉子為前面任一項所述的電機轉子。

優選地，所述電機為分布繞組電機。

本實用新型的又一方面提供一種壓縮機，采用以下方案：

一種壓縮機，其包括前面所述的電機。

本實用新型提供的電機轉子可以使得磁極端部與定子齒槽作用力矩分散，有效削弱電機齒槽轉矩及轉矩脈動，提升電機運行穩定性及可靠性，而且電機效率不降低；同時，還可以有效降低電機電磁力，降低電機振動噪聲，特別是對降低由齒槽效應引起的諧波及電磁力效果明顯。

附圖說明

通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1是本實用新型的一種實施方式的電機轉子和與之配合的定子的局部結構示意圖；

圖2是本實用新型的另一種實施方式的電機轉子的局部結構示意圖；

圖3是本實用新型的又另一種實施方式的電機轉子的局部結構示意圖；

圖4是現有技術的電機轉子與本實用新型的優選實施方式的電機轉子的轉矩曲線對比圖；

圖5是不具有切角的電機轉子與本實用新型的優選實施方式的電機轉子的轉矩曲線對比圖；

圖6是現有技術的電機轉子與本實用新型的優選實施方式的電機轉子的主要低階倍頻電磁力對比圖。

其中，1為定子鐵芯、2為轉子鐵芯、3為磁體、4為磁體槽、41為第一磁體槽、42為第二磁體槽、410為第一切角、420為第二切角、411為第一槽壁、412為第二槽壁、421為第三槽壁、422為第四槽壁、5為軸孔、6為連接孔。

具體實施方式

以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。

如圖1-3所示，本實用新型第一方面提供一種電機轉子，優選為永磁同步磁阻電機轉子，其包括轉子鐵芯2和轉軸(未示出)等，轉子鐵芯2中設有用于放置磁體3(優選永磁體，例如磁鋼)的磁體槽4。圖中示出的優選實施方式中，轉子鐵芯2中還設有連接孔6以及用于與轉軸配合的軸孔5。

圖1中還示出了與所述電機轉子配合的定子的鐵芯1的一部分，其中，定子與轉子之間形成有氣隙，氣隙寬度記為δ；同時，定子包括沿圓周方向均勻布置的齒槽(即繞組槽)，相鄰兩個齒槽之間的圓心角稱為一個齒距，記為θ，即θ＝360°/Z，Z為定子的齒槽數。

具體可參見圖2，所述電機轉子的每一極的磁體槽4都包括第一磁體槽41，所述第一磁體槽41具有第一槽壁411和第二槽壁412，所述第一槽壁411相對于所述第二槽壁412位于徑向外側，所述第一磁體槽41還具有位于兩端的槽端壁，其中，所述第一槽壁411的兩端設置有第一切角410，如圖1-3所示。所述第一切角410可以看作是第一槽壁411與相鄰的槽端壁處的內倒角結構，所述第一切角410相應地具有兩個頂點，分別是第一切角410與第一槽壁411的交點，以及第一切角410與相應的槽端壁的交點。如圖所示，分別屬于這兩處第一切角410的四個頂點中，兩個相對靠近的頂點可稱為內頂點，兩個相對遠離的頂點可稱為外頂點。本實用新型的實施方式中，內頂點是第一切角410與第一槽壁411的交點，外頂點則是第一切角410與槽端壁的交點。

本實用新型中，所述第一切角410的內頂點到所述轉子鐵芯1外圓的徑向距離d滿足：3*δ≤d≤7*δ，其中，δ為所述電機轉子和與其配合的定子之間的氣隙寬度。

通過限定第一切角410的內頂點的位置，可以確定第一切角的大小，并且，實驗證明，當第一切角410滿足上述關系時，能夠有效削弱相應的電機齒槽轉矩及轉矩脈動，降低電機電磁力，并降低電機振動噪聲，從而提升電機運行穩定性及可靠性。

優選地，電機轉子的每一級的磁體槽均包括至少兩層磁體槽，例如如圖1-3所示，還包括第二磁體槽42，其中第一磁體槽41位于徑向外側，為外層磁體槽，第二磁體槽42位于徑向內側，為內層磁體槽。同樣，仍參見圖2，第二磁體槽42具有第三槽壁421和第四槽壁422，所述第三槽壁421相對于所述第四槽壁422位于徑向外側，所述第二磁體槽42還具有位于兩端的槽端壁。相應地，在完成組裝后，電機轉子的每一極中將至少包括兩層磁體，例如，第一磁體槽中為第一層磁體，第二磁體槽中為第二層磁體，等等。

進一步地，每個第一磁體槽41兩端的兩個第一切角410的外頂點相對于轉子鐵芯2的圓心的夾角α滿足：nθ≤α≤(n+0.5)θ，其中n＝1、2、3等，為正整數，θ為一個定子齒距，即θ＝360°/Z，Z為定子的齒槽數。

通過進行一步限定第一切角410的外頂點的夾角，使得第一切角410的大小和位置進一步明確。實驗證明，當第一切角同時滿足上述條件時，可進一步削弱磁體槽中的磁體端部處的磁阻突變，分散該處磁阻力矩，使得在旋轉過程中電感趨向于線性變化，進而減小轉矩脈動，減小齒槽效應引起的諧波含量。

進一步地，如圖1和圖3所示，第二磁體槽42中，第三槽壁421的兩端頂點相對于轉子鐵芯2圓心的夾角β滿足：(m+0.5)θ≤β≤(m+1)θ，其中m為正整數，m≥n，θ為一個定子齒距。這種設置使得第二層磁體端部對應定子齒槽的位置與第一層磁體端部對應定子齒槽的位置不同，使得兩層磁體端部與定子齒產生的電磁力矩錯開或抵消，進一步減小轉矩脈動。

例如，當第二層磁體端部與定子產生最大切向力矩時，由于位置不同，此時第一層磁體端部與定子產生切向力矩將較小或為負值，使得總力矩較小。

替代地，如果第二磁體槽42無法滿足上述條件，即，第三槽壁421兩端頂點相對于轉子圓心的夾角滿足不了上述要求時，同樣可以采用磁體槽兩端切角的方式來增大β，從而可以達到相同的效果。具體地，如圖2所示，第二磁體槽42中，第三槽壁421的兩端設置有第二切角420，此時，兩個第二切角420的外頂點相對于所述轉子鐵芯2的圓心的夾角為β，并使其滿足：(m+0.5)θ≤β≤(m+1)θ，其中m為正整數，m≥n，θ為一個定子齒距。

與第一切角410類似地，所述第二切角420可以看作是第三槽壁421與相鄰的槽端壁處的內倒角結構，所述第二切角420相應地具有兩個頂點，分別是第二切角420與第三槽壁421的交點，以及第二切角420與相應的槽端壁的交點。如圖2所示，分別屬于這兩處第二切角420的四個頂點中，兩個相對靠近的頂點為內頂點，兩個相對遠離的頂點為外頂點。本實用新型的實施方式中，內頂點是第二切角420與第三槽壁421的交點，外頂點則是第二切角420與槽端壁的交點。

優選地，如圖1和圖2所示，每個磁體槽的橫截面形狀整體上為倒置的︹形，例如，包括三段側壁為平面的槽段(可稱為矩形槽段)；或者如圖3所示，每個磁體槽的橫截面形狀整體上為弧形，例如，磁體槽的兩個側壁均為圓弧形。

優選地，所述轉子鐵芯2由多層轉子沖片疊置而成，例如，可由硅鋼片層疊而成，并通過鉚釘穿過連接孔6來進行固定。硅鋼片的固定不限于采用鉚接方式，還可以采用螺栓連接等方式。

進一步地，如圖1-3所示，轉子各極的磁體槽4在轉子鐵芯中沿圓周方向均勻分布。

優選地，每一層磁體槽4中的一層磁體3可以由多塊磁體單元拼接而成，例如如圖1所示的三塊矩形磁鋼單元；也可以是一整塊磁體，例如如圖3所示的一整塊圓弧磁鋼，都可以達到本實用新型的目的。

盡管上述實施例是以36槽6極電機為例進行描述，但是，本領域的技術人員能夠明了，上述結構同樣適合于其他結構的電機。

本實用新型另一方面還提供了一種電機，優選永磁同步磁阻電機，其包括轉子和與所述轉子配合的定子，其中，所述轉子為本實用新型前面所述的電機轉子。優選地，本實用新型的電機為分別繞組電機。

本實用新型的電機由于采用本實用新型的提供的電機轉子，因而能有效削弱電機齒槽轉矩及轉矩脈動，提升電機運行穩定性及可靠性，而且電機效率不降低；同時，還可以有效降低電機電磁力，降低電機振動噪聲，特別是對降低由齒槽效應引起的諧波及電磁力效果明顯。

如圖4所示，其中示出的是當電機中分別采用現有技術的電機轉子與本實用新型的優選實施方式的電機轉子時，其轉矩曲線的對比情況。其中，現有技術的電機轉子不具有切角，同時，其第一磁體槽、第二磁體槽兩端頂點相對于轉子鐵芯圓心的夾角的值也不同于本實用新型的電機轉子中的α和β的值。對比可以看出，采用本實用新型的技術方案后，電機轉矩脈動大幅減小，但電機出力沒有下降，由此證明本實用新型的電機轉子有助于提升電機運行穩定性及可靠性，降低振動噪聲。

如圖5所示，其中示出的當電機中分別采用不具有切角的電機轉子與本實用新型的優選實施方式的電機轉子時，其轉矩曲線的對比情況。其中，本對比例中所指的不具有切角的電機轉子，與本實用新型的優選實施方式的電機轉子的主要區別僅在于第一磁體槽兩端不具有切角，而其第一磁體槽、第二磁體槽兩端頂點相對于轉子鐵芯圓心的夾角的值則等于本實用新型的電機轉子中的α和β的值。也即，本對比例可清楚地反映第一磁體槽41兩邊端部進行切角對轉矩脈動的影響。對比可以看出，設置切角后，電機轉矩脈動下降一半以上，進一步說明切角的效果。

如圖6所示，現有技術的電機與本實用新型的電機主要低階倍頻電磁力對比，其中f為轉子機械頻率，對比可以看出，采用本實用新型的電機轉子時，36倍頻電磁力大幅下降，因而可以大幅降低電機振動噪聲，提升電機運行穩定性及可靠性。

本實用新型的第三方面還提供了一種壓縮機，包括本實用新型前面所述的電機。本實用新型的壓縮機由于電機運行穩定和可靠性高、并且電磁力和振動噪聲小，因而整機的性能優越。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領域技術人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。