CN100472071C - 一种制冷压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种制冷压缩机，设有电机(1)，与电机驱动轴(7)传动连接的压缩泵(2)，与压缩泵连通的气液分离器(12)，所述的电机和压缩泵密封在机壳(14)内，其特征在于：所述的电机(1)是开关磁阻电机，其定子(3)凸极上装有线圈(5)，其转子(6)为外凸极结构，所述的机壳内设有由耐高温高压材料制成的转子相位传感器(8，9)，转子相位传感器与主控驱动电路连接。本发明具有结构简单紧凑、高效节能的优点。本发明进一步方案采用的转子相位传感器可在压缩机高温高压容器里保证正常工作，在转子凸极间设置转子平衡块可使转子转动起来更加平衡、平滑，降低转子在压力容器中转动时受到的阻力。

Description

一种制冷压缩机
技术领域
本发明属一种压缩装置，特别是用于冰箱、冷库或空调等制冷装置的压缩机。
背景技术
现有空调、冰箱、冷库存之类的制冷装置多采用常规的单相、三相电动机或直流电动机作为压力容器的驱动装置。这类电动机存在启动电流大，对电网冲击力大，起动困难，启动力矩不理想，功率因素低和调速困难等缺点，其启动电流约为额定电流的5-6倍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、高效节能的制冷压缩机。
解决上述问题的技术方案是(参见实施例图)：本发明设有电机(1)，与电机驱动轴(7)传动连接的压缩泵(2)，与压缩泵连通的气液分离器(12)，所述的电机和压缩泵密封在机壳(14)内，其特征在于：所述的电机(1)是开关磁阻电机，其定子(3)凸极上装有线圈(5)、其转子(6)为外凸极结构，所述的机壳内设有由耐高温高压材料制成的转子相位传感器(8，9)，转子相位传感器与主控驱动电路连接。
上述制成转子相位传感器的材料耐高温、高压是指能够承受通常制冷压缩机压力容器内的工作压力18—30个大气压，工作温度90°—120℃。
本发明的进一步方案是：所述的转子相位传感器结构为：设有固定在电机驱动轴(7)上的相位信号转动体(8)，转动体的转动面上设有与转子凸极数量相同、且圆周向均匀分布的金属导电区(10)，相邻金属导电区之间是绝缘材料区(11)，壳体内装有电极架(9)，电极架上设有可滑动触刷相位信号转动体上转动面的碳刷电极。
本发明进一步的又一方案是：所述转子(6)圆周向的外凸极之间嵌有非导电、非导磁材料制成的平衡块(13)，使外凸极式转子(6)呈圆柱体形。
本发明采用先进的开关磁阻电机作为制冷压缩机的驱动装置，具有结构简单紧凑、高效节能的优点。
本发明进一步方案采用的转子相位传感器可以克服通常采用的光电、光纤、霍耳等相位传感器不能耐受高压容器内高温高压工作条件的不足，在18—30个大气压和90°-120℃以上的工作条件下。转动体上的金属导电区和触刷转动体的碳刷电极均能保持正常的工作。
本发明进一步的又一方案转子采用圆柱体形结构，可以克服转子凸极在高压容器里转动产生阻力大的问题，并提高转子转动的平衡度。
附图说明
图1、本发明实施例结构示意图
图2、图1的D-D向结构示意图
图3、图1实施例相位信号转动体8的E向结构示意图
图4、本发明压缩机采用二相开关磁阻电机的结构示意图
图5、本发明压缩机采用四相开关磁阻电机的结构示意图
1-电机 2-压缩泵 3-定子 4-永磁体 5-驱动绕组 6-转子 7-主轴8-相位信号转动体 9-电极架 10-导电区 11-绝缘材料电区 12-气液分离器13-转子平衡块 14-机壳
具体实施方案
本例制冷压缩机采用永磁式开关磁阻调速电动机作为驱动装置。具体结构如下：
机壳14是用A3钢板制成的圆筒形压力容器，圆筒形机壳内腔下部装有压缩泵2，压缩泵与装在其上部的电机的主轴7传动连接，并与外部的气液分离器12连接。
电机1为三相永磁式开关磁阻调速电动机，参见图2，其定子3用普通硅钢片叠压而成，设有6个内凸极，凸极上均装有漆包线绕成的驱动绕组5，接法为A-A’、B-B’、C-C’对称联接、串联或并联，定子中装有两块用稀土钕铁硼永磁材料制成的线性去磁曲线的高磁能积永磁体，两块永磁体4在定子上相隔180度对称安装，
安装永磁体4的目的是：从能量转换的观点看，常规的开关磁阻电动机仅能获得一半的利用率，因为电磁转矩的方向是由绕组电感随转角的变化率决定，与电流无关，故在电感上升期通以电流时产生正向驱动转矩；在电感下降期通以电流时产生制动转矩，这样在定子绕组的一个开关周期中，最多只有半个周期得到利用，为避免在电感下降区产生制动转矩、绕组电流的关断角不得不较多地提前于最大电感位置，半个周期都未得到充分利用，由此产生了换流问题和相对材料利用率低问题，本例在电机定子中用永磁材料预生建立一个磁场，通过控制定子绕组电流方向，使永磁体产生的磁场和绕组电流产生的磁场相互作用，就能实现在电感下降区也能产生正向转矩，从而大大提高了永磁式开关磁阻电动机的性能
参见图2，转子6用硅钢片叠压成4凸极结构，圆周向的4个凸极之间嵌有用不导电，也不导磁的电木或环氧板制成的转子平衡块13，使转子6呈圆柱体形，从而使转子转动起来更加平衡、平滑，降低转子在压力容器中转动时受到的阻力。
开关磁阻电动机的驱动需要有控制信号指令，控制信号指令主要根据转子的相位信号发出，所以开关磁阻电动机均设有用于检测转子旋转角度的光电、光纤、霍耳等相位信号传感器，由于本发明的开关磁阻电机是用在高温压力容器里，其中的工作压力可达18—30个大气压，工作温度可达90°—120℃，因此前述的传感器不能保证工作的可靠性。
本例检测转子旋转角度的相位信号传感器结构为：设有固定在电机驱动轴7上的相位信号转动体8，转动体的转动面上设有与转子凸极数量相同、且圆周向均匀分布的金属导电区10，相邻金属导电区之间是绝缘材料区11，壳体内装有电极架9，电极架上设有可滑动触刷相位信号转动体上转动面的碳刷电极。参见图3，所述的相位信号转动体8呈圆盘形，在用绝缘材料制成的圆盘盘面上设有与转子凸极数量N相同、圆周向均匀分布的所述金属导电区10，所述的金属导电区分别呈360度/2N角度的扇形区，圆盘形转动体8装在电机主轴上部，电极架9上设置的电刷与设有金属导电区的圆盘盘面滑动配合地触刷连接。
本例转子6设有四个凸极，所以相位信号转动体8圆盘面上的扇形金属导电区呈45度角，圆盘形转动体形用电木板制成，其盘面上的扇形金属导电区为铜板制成。
本发明压缩机采用的开关磁阻驱动电机为三相电机，还可以采用两相、四相及更多不同相数的电机，图4为本发明可采用的两相开关磁阻驱动电机，图5为本发明可采用的四相开关磁阻驱动电机。
驱动系统功率变换器是永磁式开关磁阻电动机的能量供给者，本例主电路采用裂相式电子驱动电路，以对称电源供电、对电网无冲击力、高效节能。
本例采用开关磁阻电动机的制冷压缩机具有结构简单、工作可靠、节能、在调速范围内具有很高效率的优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1、一种制冷压缩机，设有电机(1)、与电机驱动轴(7)传动连接的压缩泵(2)、与压缩泵连通的气液分离器(12)，所述的电机和压缩泵密封在机壳(14)内，其特征在于：所述的电机(1)是开关磁阻电机，其定子(3)凸极上装有线圈(5)，其转子(6)为外凸极结构，所述的机壳内设有由耐高温高压材料制成的转子相位传感器(8，9)，所述转子相位传感器与主控驱动电路连接。
2、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其特征在于：所述的转子相位传感器结构为：设有固定在电机驱动轴(7)上的相位信号转动体(8)，所述转动体的转动面上设有与转子凸极数量相同、且圆周向均匀分布的金属导电区(10)，相邻的该金属导电区之间是绝缘材料区(11)，壳体内装有电极架(9)，所述电极架上设有可滑动触刷相位信号转动体上转动面的碳刷电极。
3、根据权利要求2所述的制冷压缩机，其特征在于：所述的相位信号转动体(8)呈圆盘形，在用绝缘材料制成的该圆盘盘面上设有与转子凸极数量N相同、圆周向均匀分布的所述金属导电区(10)，所述的金属导电区分别呈360度/2N角度的扇形区，所述的圆盘形相位信号转动体(8)装在电机主轴上部，所述电极架(9)上设置的碳刷电极与所述设有金属导电区的转动体圆盘盘面滑动配合地触刷连接。
4、根据权利要求1-3任一权利要求所述的制冷压缩机，其特征在于：所述转子(6)圆周向的外凸极之间嵌有非导电、非导磁材料制成的平衡块(13)，使外凸极式转子(6)呈圆柱体形。
5、根据权利要求1-3任一权利要求所述的制冷压缩机，其特征在于：所述的定子(3)中装有两块相隔180度对称安装的永磁体(4)。
6、根据权利要求4所述的制冷压缩机，其特征在于：所述的定子(3)中设有两块相隔180度对称安装的永磁体(4)。
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