CN101540531B - 电机的转子和具有这种转子的电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机的转子,尤其是用于密封封闭的制冷剂压缩机的驱动电动机的转子,其具有包括导磁材料的主体(4),该转子具有多个轴向延伸的槽(5,6),其填充有导电材料。本发明试图实现良好性能。为此目的,确保:第一组槽(5)的延伸部分(7)比第二组槽(6)进一步径向向内延伸,并且至少一个第二组槽(6)必须布置在两个第一组槽(5)之间,第一流横截面形成在相邻延伸部分(7)之间两个延伸部分(7)之间圆周方向上最短距离(a)处,第二流横截面形成在相邻槽(5,6)之间槽(5,6)之间圆周方向上最短距离(b)处,第一流横截面对应于两个第一组槽(5)之间的第二流横截面的总和。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机的转子,尤其是用于密封封闭的制冷剂压缩机的驱动电动机,其具有包括导磁材料的主体,该转子具有多个轴向延伸槽,槽填有导电材料。
背景技术
例如从DE 692 06 626 T2已知这种转子。
利用这种转子,轭形成在槽径向内侧,所述轭用作磁通量的路径。轭被孔径向内侧地限制,所述孔用于容纳转子轴。如果使用小直径的转子轴,孔对应地可以做得更小。在此情况下,可以获得相对大的轭,对于磁性原因,这是不需要的。
理论上,因此获得的空间然后可以使槽径向向内延伸,因此为电流提供更大的线横截面。然而,槽径向向内的延伸会有以下缺点:槽在径向内端将严重变窄。在此情况下,在槽中完全填充导电材料,至少通过保护性努力,实际上是不可能的。会产生气孔和其它冲突,这对于电机的运行情况又具有负面的影响,并降低了性能。
将根据图7和8讨论问题:如果如图7中所示,转子中的槽径向向内地延伸,这导致了非常狭窄的槽底部,这不再能够适当地填充导电材料。为了提供磁通量的充分的流径,保留在两个槽中的转子齿必须具有一定宽度,因此单个槽沿圆周方向的限制被预先确定。如果如图8所示,沿圆周方向的这些限制将进一步向内延伸,槽会产生,其在几何形状上包括两个单独的主体。逻辑上,这不是恰当的解决方案。
发明内容
本发明基于以下任务:设计一种转子,从而在电机中实现良好性能。
利用引言中提到的该种转子,该任务通过以下实现:带延伸部分的第一组槽比第二组槽更进一步径向向内延伸,且至少一个第二组槽必须布置在两个第一组槽之间,在相邻延伸部分之间第一流横截面形成在两个延伸部分的圆周方向上最短距离处,在相邻槽之间,第二流横截面形成槽之间圆周方向上最短距离处,第一流横截面对应于两个第一组槽之间的第二流横截面的总和。
该实施例提供了一种电磁情况的优选方案。延伸使得能够设计槽的横截面,从而其可以容易地填充有导电材料。另一方面,确保仅有极少干扰的情况下引导磁通量。磁通量实际上遇到与相邻延伸部分之间的流横截面相同的相邻槽之间的流横截面。磁通量的横截面不必精确地相同。只要磁通量不受到严重地干扰,例如±10%的小偏差是允许的。一部分槽的延伸允许保持大量槽,因为仍能在转子径向内侧获得充分的流横截面。如果所有槽进一步径向向内延伸,径向内侧可获得的横截面将被严重地减小,从而导电材料不会再以需要的可靠性填充槽,且槽的数量将不得不减少。填充有导电材料的槽的延伸减少了短路式转子的电阻,其中槽内由导电材料形成的导体通过两前侧处的短路线圈彼此连接。然而,主体内的径向磁通路不被、或不显著地被减小,因此不产生额外的损失。
优选地,在径向方向上,第一组槽比第二组槽长20-50%。因而,径向内侧可获得的空间被利用到最佳。另一方面,对于电流可获得的线横截面被最优化。另一方面,在干扰意义上,对于磁通量可获得的流横截面(flow cross-section)未被削弱。
在优选的实施例中,确保:相邻的延伸部分具有相邻的限制壁,其平行于彼此延伸超过延伸部分的径向延伸部的至少50%。另外如果壁实际上在整个延伸部分的径向延伸上平行于彼此,除了延伸部分径向内径和径向外侧的端部,此处会是有利的。另外以此方式,其可以实现:在一定径向延伸上可以获得用于磁通量的恒定流横截面,因此避免磁通量的干扰。另外,如果最短距离位于平行延伸的壁的区域中,其也是有利的。磁流横截面在该区域中保持为恒定,从而此处不会出现磁通量的干扰。这进一步提供了转子的运行性能。
优选地,延伸部分具有横截面,其大小使得直径为能够配合至少2mm的圆圈。如果槽填充有导电材料,该实施例是尤其有利的。在此情况下,避免了形成中空的风险,中空会增加电阻并降低电动机的性能。
优选的是,横截面具有半径为至少0.4mm的拐角部。如果转子的核芯由冲孔层压制成,这是尤其有利的。
优选地,第一组槽在圆周方向上径向向内地减小,并在延伸部分的区域中沿圆周方向扩大。该实施例使得尤其容易使第一流横截面调整为第二流横截面的和。
优选的是,从延伸部分到第一组槽的剩下部分的过渡部分带弧形地产生。该实施例具有两个优点。首先,弧形过渡部分提供以下:磁通量的干扰被保持为很小或者甚至完全避免。其次,弧形过渡部分提供改善的情况,如果槽填充有导电材料、例如铝或者铜。
优选地,第二组槽径向内侧具有弧形终止部分,过渡部分至少部分地平行于端部延伸。因而,同样在第二组的槽的径向内端的区域中,谐波过程产生用于磁通量,其在此处暴露于大致恒定的流横截面。如果弧形端部具有圆形形状且过渡部分也部分地符合圆形形状,这尤其容易实现。
优选地,第二组槽布置在每两个第一组槽之间。因而,第一组槽和第二组槽交替。这产生最优的情况。尽管一些槽的延伸,不发生横截面的径向内侧变窄,变窄会使得槽的完全填充更困难。因此,可以保持大量槽。
在选择性实施例中,可以确保:两个第二组槽布置在每两个第一组槽之间。因而,仅隔一个槽沿径向方向向内延伸。这也给出有利条件。
本发明也涉及具有这种转子的电动机。
优选的是,转子中槽的数量与定子槽口的数量之间的关系等于28∶24。例如,14个第一组槽和14个第二组槽可以与24个定子槽口一起使用。这导致非常小的谐波损失。其它选择是20∶24、32∶24或者14∶12的关系。
选择性地,它可以确保:转子中的槽的数量和定子槽口的数量之间的关系等于27∶24。这给出最优的情况。可以使用槽的数量和定子槽口的数量之间的其它关系而没有关于槽沿径向方向长度不同的问题。
附图说明
以下,结合附图,根据优选实施例说明本发明:
图1显示了转子的横截面;
图2显示了根据图1的细节II的放大;
图3显示了根据图1的细节III的放大;
图4显示了转子的立体图、尤其以截面;
图5显示了第二实施例的转子的横截面视图;
图6是根据图5的细节VI的放大;
图7是解释该问题的示意图;和
图8是另一相似视图。
具体实施方式
电机的转子2制成短路式转子。例如,其由多个冲孔金属层压板2制成,其中一个在图4中显示,具有非常大厚度。然而,其也可以通过不同方式制成。转子具有中心孔3,其将最后容纳转子轴。
金属层压板2形成主体4,其是导磁的。主体4具有多个槽5、6,其沿圆周方向分布。每一槽5、6填有导电材料。该材料例如可以是铝,其以流体形式填入槽5、6,并然后在那里固化。因而,槽5、6完全地填有导电材料。导电材料然后形成电导体。所有槽5、6中的电导体通过短路线圈在转子的两前侧彼此连接,这未详细显示。
与传统的孔相比,孔3具有一定程度减小的直径。密封封闭的制冷剂压缩机的驱动电动机的这种转子通常具有直径为18mm的中央开口。在此情况下,该直径减小到15mm。
可以看出,槽5、6具有不同的径向延伸。为了简化说明,槽5、6分为两组。槽5形成第一组。槽6形成第二组。第一组的槽5比第二组的槽6径向地更向内延伸。
该延伸由延伸部分7形成。
所有槽5、6径向向内地沿圆周方向逐渐变细。径向内侧地,第二组的槽6结束于终止部分(stop)8,其横截面具有圆形形状。然而,第一组的槽5延伸入延伸部分7中,过渡部分9具有弧形形状。
第一组的相邻槽5的延伸部分7具有相邻的壁10、11,其平行于彼此延伸。在这些平行延伸的壁10、11的区域中,两个延伸部分7具有沿圆周方向的最短距离a,所述距离形成磁通量的第一流横截面。
进一步,相邻的槽5、6也具有相邻的壁12、13,其又平行于彼此延伸。这些壁12、13的径向延伸合计为第二组的槽6的径向延伸的至少50%。
沿圆周方向,壁12、13具有距离b,其对应于相邻槽5、6之间的最小距离。距离b限定磁通量的第二流横截面。
延伸部分7现在通过以下方法确定大小和布置:
a=2xb
在此情况下,不需要极其精确的相等。一定百分比的偏差、尤其最大10%、优选地最大5%是允许的,而没有问题。
终止部分8和相邻的过渡部分9还大致平行地延伸,因此磁通量与第一组的两个槽5之间的实际上恒定的流横截面相遇。以此方式,磁通量实际上不被扰乱。
每个延伸部分7被制成为直径为至少2mm的圆圈14配合入。该尺寸确保导电材料可以在槽5中铸型(mould)而无中空或空腔。
沿径向方向,第一组的槽5比第二组的槽6长20-50%。
如从图2可见,延伸部分7的所有角15、16制成至少0.4mm半径。优选地,0.6mm。
如果如所示,该转子1设置有14个第一组槽5和14个第二组槽6,并与具有24个定子槽口的定子一起使用,这导致非常小的谐波损耗。对于转子中槽相对于定子槽口为20∶24、32∶24或者14∶12,相似的情况产生。
图5和6显示了修改的实施例,其中相同的元件具有相同的附图标记。基本不同在于,此处,第一组每两个槽5之间存在两个第二组槽6,因此仅每隔一个槽5属于第一组。进一步,27个槽5、6被设置,即,9个第一组槽5和18个第二组槽6。
如本身已知的,对于所有槽5、6通常的是,径向外侧地,它们以尖部结束。
Claims (13)
1.一种电机的转子,所述转子具有包括导磁材料的主体,所述转子具有多个轴向延伸的槽,所述槽填有导电材料,其特征在于,
带延伸部分(7)的第一组槽(5)比第二组槽(6)更径向向内地延伸,并且至少一个所述第二组槽(6)布置在两个所述第一组槽(5)之间,在相邻的延伸部分(7)之间,第一流横截面形成在这两个延伸部分(7)的圆周方向上最短距离(a)处,在相邻的槽(5,6)之间,第二流横截面形成在所述槽(5,6)之间的圆周方向上最短距离(b)处,所述第一流横截面对应于两个第一组槽(5)之间的第二流横截面的总和,沿径向方向,所述第一组槽(5)比所述第二组槽(6)长20-50%。
2.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,相邻的所述延伸部分(7)具有相邻的限制壁(10,11),所述限制壁(10,11)平行于彼此延伸超过延伸部分(7)的径向延伸部的至少50%。
3.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,所述延伸部分(7)具有横截面,其大小为能够配合至少2mm直径的圆圈(14)。
4.根据权利要求3所述的转子,其特征在于,所述横截面具有半径为至少0.4mm的拐角部(15,16)。
5.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,所述第一组槽(5)沿圆周方向径向向内变细,并在延伸部分(7)的区域内在圆周方向上扩大。
6.根据权利要求5所述的转子,其特征在于,从延伸部分(7)到第一组槽(5)的剩余部分的过渡部分(9)实现为弧形。
7.根据权利要求6所述的转子,其特征在于,所述第二组槽(6)在径向内侧具有弧形端(8),所述过渡部分(9)至少部分地平行于所述端(8)而延伸。
8.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,一个第二组槽(6)布置在每两个第一组槽(5)之间。
9.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,两个第二组槽(6)布置在每两个第一组槽(5)之间。
10.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,该转子是用于密封封闭的制冷剂压缩机的驱动电动机的转子。
11.一种电动机,其具有根据权利要求1-10中一项所述的转子。
12.根据权利要求11所述的电动机,其特征在于,转子(1)中的槽(5,6)的数量和定子槽口的数量之间的关系等于28∶24,20∶24,32∶24或者14∶12。
13.根据权利要求11所述的电动机,其特征在于,转子(1)中的槽(5,6)的数量和定子槽口的数量之间的关系等于27∶24。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DANFOSS COMPRESSORS GMBH Free format text: FORMER OWNER: DANFOSS FLENSBURGER CO., LTD. Effective date: 20110630 |
|
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110630 Address after: Germany Flensburg Applicant after: Danforth home compressors Ltd Address before: Germany Flensburg Applicant before: Danfoss Flensburg limited liability company |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |