CN101970955A - 用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机。在用于压缩机的马达中使用铝线圈，而且，将主槽部和副槽部的截面面积及其数量进行调整以便能够适于使用条件，由此能够极大地降低用于压缩机的马达和封闭式压缩机的制造成本。而且，当用于压缩机的马达的铝线圈以焊接的方式耦联于导线时，可以避免当将铝线圈耦联于导线时可能发生的铝线圈的断裂，从而提高了往复式压缩机的组装可靠性。

Description

用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机。

背景技术

通常，作为小型家电的冰箱和空调设有用于压缩制冷剂的压缩机。用于压缩机的典型马达--其驱动压缩机--是众所周知的感应马达。感应马达包括：定子，在该定子上缠绕线圈；转子，该转子具有鼠笼式导体并以可旋转的方式插到定子内；以及旋转轴，该旋转轴压配合到转子的中心，用于将旋转力传送到压缩机的压缩单元，该旋转力是通过由流过定子的线圈中的交流电(AC)产生的旋转磁场与由转子产生的感应电流之间的相互作用而产生。

每个定子和转子构造成使得多片薄定子铁芯被叠置在一起以进行焊接。定子的定子铁芯包括：磁轭部，该磁轭部以近似环形形成并实现动磁路；多个齿部，该多个齿部以一定间距从磁轭部的内周表面突出并具有绕其缠绕的线圈；以及槽部，该槽部在齿部之间凹进以便使绕齿部缠绕的线圈插到该槽部中。

普遍地利用具有高导电性的铜(Cu)来实施线圈。导电性表明电流在材料中流动得如何好。然而，不能说高导电性总是意味着较多数量的电子流动。电子的数量正比于电流。因此，如果导电性低但是电流相同，则可以说电子的数量是相同的。然而，对于相同的电流，较高的导电性能够减少在材料本身中产生的热量损失。已知的具有最高导电性的材料是银(Ag)，但是银非常昂贵。因此，使用所需价格相对低廉并具有高导电性的铜来用于压缩机的马达。

然而，在相关的用于压缩机的马达中，为了将外部电源连接于定子线圈，利用夹紧端子(在下文中，称作“夹具”)将定子的线圈和导线彼此连接。当利用夹具来连接定子的线圈时，如果定子的线圈具有较低的张力，则当夹紧夹具时线圈容易断裂，从而导致故障。特别地，在利用铝线圈(张力：11.4kgf·cm)作为定子线圈的情况下，铝线圈具有相应于铜线圈(张力：24.2kgf·cm)的张力的一半的张力。因此，当使用夹具时，可能经常发生由于断裂的线圈所导致的故障。

发明内容

技术方案

为了解决由于在相关现有技术的用于压缩机的马达的线圈与导线之间利用夹具进行连接所导致的断裂线圈的问题，本发明提供一种当利用夹具将定子线圈和导线彼此连接时能够使线圈的断裂最小化的用于压缩机的马达，以及一种具有该马达的封闭式压缩机。

为了实现本发明的该方面，提供一种用于压缩机的马达，包括：定子，所述定子设置有磁轭部并且在周向上设置有多个齿部和多个槽部，所述磁轭部以环形形成用以构造磁力流通的通道，所述多个齿部从磁轭部的内周表面以一定长度朝向其中心突出，所述多个槽部在齿部之间凹进的深度设置为构造一定的截面面积；线圈，所述线圈缠绕在定子的槽部和齿部上，至少其中一些线圈由铝形成；转子，所述转子以一定间距插到定子中并在其中具有导体，所述转子通过线圈的电磁感应旋转；旋转轴，所述旋转轴压配合到转子的中心以用于将旋转力传递到压缩单元；以及端子，所述端子具有以焊接的方式连接于线圈的导线以用于将线圈连接于外部电源。

在本发明的一个方面中，提供一种封闭式压缩机，包括：封闭外壳；驱动马达，所述驱动马达安装在封闭外壳中以用于产生旋转力；以及压缩单元，所述压缩单元安装在封闭外壳中并由驱动马达驱动以用于压缩制冷剂，其中，驱动马达的定子由铝线圈缠绕，并且以焊接的方式将线圈连接于导线。

在根据本发明的用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机中，铝线圈的使用使得用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机的制造成本极大降低。而且，当以焊接的方式将用于压缩机的马达的铝线圈连接于导线时，能够预先避免当将用于压缩机的马达的线圈连接于导线时可能发生的铝线圈的断裂，由此提高了用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机的可靠性。

附图说明

图1是示出拆开的根据本发明的用于压缩机的马达的立体图；

图2是图1中所示的用于压缩机的马达的平面图；

图3是示出图1中所示的用于压缩机的马达的定子的立体图；

图4是示出图1中所示的用于压缩机的马达的定子的平面图；

图5是示出在图1中所示的用于压缩机的马达中的铝线圈与导线之间的连接状态的平面图；

图6是示出图5中所示的用于将铝线圈和导线彼此连接的方法的一个实施方式的放大图；

图7是示出图5中所示的用于将导线和端子彼此连接的方法的另一实施方式的放大图；以及

图8是示出具有图1中所示的用于压缩机的马达的往复式压缩机的纵向截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的用于压缩机的马达以及具有该马达的封闭式压缩机。

如图1和图2所示，根据本发明的用于压缩机的马达200可包括：定子210，该定子210固定于压缩机的封闭外壳并具有缠绕其上的线圈240；转子220，该转子220以可旋转的方式插到定子210内并在其中具有导体250；以及旋转轴230，该旋转轴230压配合到转子220的中心，用于将旋转力传递到压缩机的压缩单元。

通过轴向层压多片定子铁芯直至一定高度并将它们焊接在一起而形成定子210。多片定子铁芯形成了具有近似四边形(或者可类似于圆形)的外周表面以及近似圆形的内周表面的转子插入孔210a。

定子铁芯形成了构造动磁路的磁轭部211，磁轭部在其周边处沿大致周向方向连接。磁轭部211可一体形成。可替代地，取决于加工用于定子铁芯的金属片，磁轭部211可以以圆弧的形式形成，从而以凸出且空心的结合体彼此耦联或从而焊接在一起。磁轭部211对马达200的效率具有重要影响。如将在后面进行说明，根据关于定子210的内直径以及槽部213的全部面积的决定，可适当地确定磁轭部211的全部可用面积。

如图3和图4所示，定子铁芯设有其间具有一定间距以便由线圈进行缠绕的多个齿部212，所述多个齿部212形成在中心侧并从磁轭部211的内周表面在径向方向上突出。齿部212形成有一致的间距，其中，槽部213(将在后面说明)置于齿部212之间。齿部212在纵向方向上大致具有相同的宽度B。虽然取决于马达的容量，但是每个齿部212的宽度B大致形成为不长于其径向方向的长度L。齿部212的外侧与相邻的齿部212以特定的曲率R弯曲连接。

每个齿部212的宽度B与相邻的齿部212之间的曲率R的比率--即，将在下面说明的齿部212的宽度B与槽部213的曲率R的比率--与用于压缩机的马达的效率有关。即，用于压缩机的马达200构造成使得利用齿部212的宽度B与槽部213的曲率R的低比率B/R来提高马达的效率。优选地，比率B/R近似地在1.05和1.15之间的范围中。

每个齿部212的宽度B与定子210的内直径D的比率D/B也与用于压缩机的马达的效率相关。即，对于用于压缩机的马达200，优选地，利用定子210的内直径D与每个齿部212的宽度B的高比率来提高马达200的效率，并且比率D/B近似地在13.9和15.0之间的范围中。

极部212a在周向方向上从每个齿部212的中心侧的端部延伸，从而与相邻的齿部212具有一定间距。为了便于线圈240的缠绕工作，极部212a之间的间距A(或槽部的开口侧的区域)应形成为至少不小于线圈240的直径d。根据线圈240的材料、线圈240的直径d和定子210的槽的数量，可以以不同的方式形成极部212a之间的间距A(即，内极间距A)--其对于马达的效率具有重要影响。例如，当线圈240具有0.5mm的直径时，优选地，对于二十槽定子(即，具有二十个槽的定子)，内极间距A应近似地短于1.73mm，对于二十四槽定子，近似地短于2.10mm，并且对于二十八槽定子，近似地短于2.00mm。

定子铁芯设有槽部213，该槽部213以近似一致的间隔在齿部212之间凹进，以便构造线圈240插入的空间。基于其平面投影，槽部213形成为在径向上较长。槽部的两侧表面形成为从其中心侧朝向其周边变宽，而且其周边表面形成为向外弯曲。

如图3和图4所示，槽部213可包括：多个主槽部213a，主线圈缠绕在所述多个主槽部213a上；以及多个副槽部213b，副线圈缠绕在所述多个副槽部213b上。其间具有一定间距的主槽部213a和副槽部213b在周向方向上交替地形成。例如，如图4所示，在周向方向上形成多个主槽部213a，随后以90°的相位差形成多个副槽部213b。接下来，以90°的相位差形成多个主槽部213a，随后以90°的相位差形成多个副槽部213b。

每个主槽部213a的截面面积可形成为大于每个副槽部213b的截面面积。在考虑马达的生产率的情况下，根据线圈的圈数，可适当地确定主槽部213a和副槽部213b的截面面积。即，对于主槽部213a，优选地，圈数N与槽部213a的截面面积S1的比率N/S1是在2.18和2.22之间的范围中。对于副槽部213b，优选地，比率N/S2是在1.85和1.89之间的范围中。此处，主槽部213a和副槽部213b的截面面积可同样地应用于如下情况：其中主槽部213a和副槽部213b都由铝线圈缠绕以及其中主槽部213a由铜线圈缠绕而副槽部213b由铝线圈缠绕。

主槽部213a和副槽部213b的单个截面面积或全部截面面积以及数量可构造成相同的或彼此不同。通过从在马达中缠绕的线圈的价格方面考虑效率，可对它们进行设计。例如，在仅使用铝线圈用于线圈240的情况下，与铜线圈相比，主槽部213a和副槽部213b的单个截面面积或全部截面面积以及数量可扩大，但是它们之间的相对比率可构造成并不是与典型马达的槽部的形状存在非常大的差别。然而，在使用铝线圈用于主槽部213a而使用铜线圈用于副槽部213b的情况下，铝线圈的直径扩大得大于铜线圈的直径，并且因此，与副槽部213b的单个截面面积或全部截面面积以及数量相比，主槽部213a的单个截面面积或全部截面面积以及数量可相对地增加。相反，在使用铜线圈用于主槽部213a而使用铝线圈用于副槽部213b的情况下，与主槽部213a的单个截面面积或全部截面面积以及数量相比，副槽部213b的单个截面面积或全部截面面积以及数量可相对地增加。

缠绕在定子210上的线圈240可由铝制成(具有62.7％的导电率)，其具有的导电率低于铜(具有99.9％的导电率)、但不是较大程度地低于铜，而且特别地，铝线圈240的价格与铜的价格相比更加便宜。

铝线圈与铜相比具有较低的导电率，从而导致了降低用于压缩机的马达的效率的可能。因此，为了对此进行补偿，优选地，铝线圈的直径可比铜线圈的直径粗大约25％。

对于铝线圈，因为铝在其材料特性中具有低于铜的刚度，为了保持线圈的刚度，在覆盖有绝缘材料的铝线圈的外周表面上覆盖的漆包层的厚度应至少厚于在铜线圈的外周表面上覆盖的漆包层。

对于铝线圈，因为铝在其材料特性中具有低于铜的刚度，所以阻尼效应可能会劣化。因此，噪声可能会在低频带增加。然而，通过使定子210的内直径D和每个槽部213的面积S最优化或者使定子210的内直径D和下端部线圈242的高度最优化，可解决这个问题。

如图5和图6所示，端子260可包括：主体261，该主体261实施成导体并且每个都具有槽状形状的截面，导线270分别容置在主体中；多个剥离肋262，所述多个剥离肋分别通过剥离在纵向方向上容置在相应的主体261中的导线270的覆盖层来实施，以便允许导线270的铜线和相应的主体260之间电连接；以及多个固定件263，所述多个固定件分别沿着导线270的周向方向塑性变形，以便整体地将导线270固定于相应的主体261。

连接于外部电源(未示出)的电源连接部264形成在每个主体261的纵向方向上的一侧。多个剥离肋262形成在每个主体的纵向方向上的另一侧，剥离肋262从每个主体261的凹进的下部突出以在宽度方向上延伸。此处，多个剥离肋262在纵向方向上彼此间隔开。一对固定件263在横向方向上布置在每个剥离肋262的两侧，所述一对固定件263在每个导线270的周向方向上塑性变形，以用于保持相应的导线270和铜线271之间的连接状态。此处，对于端子260可采用多种其他结构。例如，在没有剥离肋262的情况下，将固定件263构造成直接穿过每个导线270，以便直接与铜线271电力传导。

导线270的另一端部--即，没有连接于端子260的另一端部--焊接于定子210的铝线圈240--即焊接于铝线243，通过从铝线圈240剥去覆盖层而使铝线243露出。对于该端，将环绕导线271的另一端部的覆盖层剥除以暴露铜线271。然后，缠绕线圈240的铝线243和暴露的铜线271被拧在一起以暂时地彼此耦联，之后以超声波焊接的方式被焊接W于彼此。焊接部由诸如热收缩绝缘层的绝缘层包住，以便防止焊接部的暴露。

因此，即使将由铝制成的缠绕线圈缠绕在往复式马达的定子上，导线仍是由与铝相比具有更强张力的铜制成并且铝线圈也焊接于导线，该导线连接于定子的缠绕线圈以允许缠绕线圈和外部电源之间的连接。因而，即使使用铝线圈作为用于压缩机的马达的缠绕线圈，导线仍是由铜制成。因此，当将导线夹于端子时，可避免由于夹紧力所导致的导线的断裂或损坏。

另一方面，在先前的实施方式中，导线270由铜制成并且然后以焊接的方式耦联于定子210的缠绕线圈240。然而，在该实施方式中，导线270由铝制成并且然后以超声波焊接等方式直接焊接于端子。

例如，如图7所示，端子260的主体261构造成导体。电源连接部264形成在每个主体261的一侧，外部电源连接于该电源连接部264，并且线圈连接部265从主体261的另一侧延伸，导线270以焊接的方式耦联于该线圈连接部265。在这种情况下，每个主体261在没有剥离肋和固定件的情况下实施。可替代地，固定件263仍被保留以加强导线270的耦联状态。因此，在焊接W导线270之后使固定件263塑性变形，以便环绕导线270。相应的主体261与导线270之间的焊接部可由诸如热收缩绝缘管280的绝缘管包住，因此待利用端子罩(未示出)来罩住，或者在不使用诸如热收缩绝缘管280的绝缘管的情况下进行模制，由此避免它暴露在外面。类似地，导线270和定子210的缠绕线圈240可彼此连结或以超声波焊接等方式焊接。

该实施方式在它们的结构和运行效果方面与先前的实施方式类似或相同，并因此将不再重复其详细描述。然而，在将由铝制成的导线直接焊接于端子260的相应的主体261的情况下，因为导线270和定子210的线圈240由相同的材料制成，所以将便于对其的焊接操作。

在下文中，将参照图8描述具有根据上述实施方式的往复式马达的往复式压缩机。

即，根据本发明的往复式压缩机可包括：封闭外壳100；驱动马达200，该驱动马达200用作安装在封闭外壳100中的驱动源；压缩单元300，该压缩单元300构造成使得活塞320通过连杆330连接于驱动马达200的旋转轴230以便在具有阀组件340的气缸体310的压缩空间中线性往复运动，因此用以压缩制冷剂；以及支撑单元400，该支撑单元400安装在封闭外壳100的底面与驱动马达200的下表面之间，以用于弹性地支撑驱动马达200和压缩单元300。

驱动马达200可实施成前述用于压缩机的马达，即，感应马达，其中铝线圈插在定子210的主槽部213a和副槽部213b中以缠绕在齿部212上，或者，铜线圈插在主槽部213a中而铝线圈插在副槽部213b中或反之亦然以便缠绕在相应的齿部212上。驱动马达200具有的定子210的结构与上述用于往复式马达的定子的结构相同，因此，将省略其详细描述。

然而，在驱动马达200中，当为了保持马达的效率而使铝线圈的直径形成得长于铜线圈的直径时，定子210的重量增加，并且定子210的上端部线圈241和下端部线圈242的高度也增加。因此，由于考虑到与压缩单元300的冲突，因此压缩单元300的安装位置和封闭外壳100的高度应该提高。还需要增加支撑单元400在纵向方向上的弹性力，使其和定子210的增加的重量一样。为了这个目的，可以降低构成支撑单元400的压缩线圈弹簧的高度。然而，在这种情况下，应当考虑到安装在驱动马达200的旋转轴230的下端部处的供油器不应碰到封闭外壳100。由于考虑到定子100的重量和压缩单元300的高度的增加，因此为了避免由于驱动马达200的定子210和转子220之间的摩擦所产生的噪声，应对安装在转子220或旋转轴230处的偏心质量的重量进行适当地调整。

在根据本发明的实施方式的往复式压缩机中，当将电力供应给驱动马达200时，旋转轴230旋转并且通过连杆330将旋转力转化成压缩单元300的线性往复运动以便进行传递。而且，在压缩单元300中，重复一系列的过程，即，当活塞320在气缸体310的压缩空间中线性往复运动时活塞320通过阀组件340吸入制冷剂以便压缩制冷剂，并且然后将压缩的制冷剂排出到制冷系统。

此处，在驱动马达200中，当将交流电从外部施加于缠绕在定子210上的主线圈和副线圈时，施加力使得由于形成了由电流引起的旋转磁场而致使副线圈--其极轴在电力上先于主线圈90°--首先旋转。而且，由于电容顺次地连接于副线圈，因此副线圈具有的电流相位先于主线圈。因此，驱动马达200以高速旋转。当驱动马达200以高速旋转时，旋转力通过连杆330转化成线性运动，以便被传递给活塞320。

同样地，与其中具有缠绕的铜线圈的马达相比，通过采用其中具有缠绕的铝线圈的驱动马达，可降低驱动马达的材料成本，从而在不较大地改变往复式压缩机的效率的情况下极大地降低制造成本。而且，通过适当地设计主槽部和副槽部的单个截面面积、全部截面面积或数量，从其价格方面考虑可以提高往复式压缩机的效率。此外，用于将驱动马达连接于外部电源的导线被焊接于驱动马达的铝线圈。因此，可以避免当将铝线圈耦联于导线时可能发生的铝线圈的断裂，从而提高了往复式压缩机的组装可靠性。

根据本发明的用于压缩机的马达可以应用于其他压缩机和往复式压缩机。然而，对于每个压缩机，用于每个部件的标准可以不同。

关键词

用于压缩机的马达，定子，铝线圈，端子

Claims (24)

1.一种用于压缩机的马达，包括：

定子，所述定子设置有磁轭部并且在周向上设置有多个齿部和多个槽部，所述磁轭部以环形形成用以构造磁力流通的通道，所述多个齿部从所述磁轭部的内周表面以一定长度朝向其中心突出，所述多个槽部在所述齿部之间凹进的深度设置为构造一定的截面面积；

线圈，所述线圈缠绕在所述定子的槽部和齿部上，至少其中一些所述线圈由铝形成；

转子，所述转子以一定间距插到所述定子中并在其中具有导体，所述转子通过所述线圈的电磁感应旋转；

旋转轴，所述旋转轴压配合到所述转子的中心以用于将旋转力传递到压缩单元；以及

端子，所述端子具有以焊接的方式耦联于所述线圈的导线以用于将所述线圈连接于外部电源。

2.如权利要求1所述的马达，其中，在所述线圈与所述导线之间的焊接部由绝缘管包住。

3.如权利要求1所述的马达，其中，所述线圈和所述导线以超声波焊接的方式彼此耦联。

4.如权利要求1所述的马达，其中，所述导线由铜制成。

5.如权利要求4所述的马达，其中，所述导线被夹至具有塑性变形部的端子。

6.如权利要求1所述的马达，其中，所述端子设有导体，所述导体均允许所述端子和所述导线之间的连接，所述导线连接于所述线圈以使所述线圈连接于所述外部电源，由铝制成的所述导线以焊接的方式耦联于各导体。

7.如权利要求6所述的马达，其中，在所述导线与所述导体之间的焊接部由绝缘管包住或进行模制。

8.如权利要求6所述的马达，其中，在所述定子处缠绕的至少部分所述线圈由铝制成。

9.如权利要求1所述的马达，其中，所述齿部的宽度至少不小于所述线圈的直径。

10.如权利要求1所述的马达，其中，所述齿部的外端部利用弯曲表面连接于相邻的齿部，所述弯曲表面的曲率至少不小于所述线圈的曲率。

11.如权利要求1所述的马达，其中，所述槽部设有由主线圈缠绕的主槽部以及由副线圈缠绕的副槽部，所述主槽部和所述副槽部具有不同的截面面积，并且多个主槽部和副槽部交替布置。

12.如权利要求11所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈都是铝线圈。

13.如权利要求11所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈中的至少一种是铝线圈，而另一种是与所述铝线圈相比具有更高导电性的线圈。

14.如权利要求13所述的马达，其中，在未被所述铝线圈缠绕的槽部处缠绕由铜形成的线圈。

15.如权利要求1所述的马达，其中，所述槽部设有由主线圈缠绕的主槽部以及由副线圈缠绕的副槽部，所述主槽部和所述副槽部具有相同的截面面积，并且多个主槽部和副槽部交替布置。

16.如权利要求15所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈都是铝线圈。

17.如权利要求15所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈中的至少一种是铝线圈，而另一种是与所述铝线圈相比具有更高导电性的线圈。

18.如权利要求17所述的马达，其中，在未被所述铝线圈缠绕的槽部处缠绕由铜形成的线圈。

19.如权利要求1所述的马达，其中，所述槽部设有由主线圈缠绕的主槽部以及由副线圈缠绕的副槽部，所述主槽部和所述副槽部具有不同的截面面积，并且多个主槽部和副槽部交替布置。

20.如权利要求19所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈都是铝线圈。

21.如权利要求19所述的马达，其中，在所述主槽部和所述副槽部处缠绕的线圈中的至少一种是铝线圈，而另一种是与所述铝线圈相比具有更高导电性的线圈。

22.如权利要求21所述的马达，其中，在未被所述铝线圈缠绕的槽部处缠绕由铜形成的线圈。

23.一种封闭式压缩机，包括：

封闭外壳；

驱动马达，所述驱动马达安装在所述封闭外壳中以用于产生旋转力；以及

压缩单元，所述压缩单元安装在所述封闭外壳中并由所述驱动马达驱动以用于压缩制冷剂，

其中，所述驱动马达具有如权利要求1至22中任一项所述的特征。

24.如权利要求23所述的压缩机，其中，所述压缩单元包括：

气缸体，所述气缸体安装在所述封闭外壳中以用于形成压缩空间；

连杆，所述连杆的一个端部耦联于所述驱动马达的旋转轴以用于将旋转运动转化成线性运动；

活塞，所述活塞耦联于所述连杆的另一端部并在所述气缸体的压缩空间中线性运动以便压缩制冷剂；以及

阀组件，所述阀组件耦联于所述气缸体以用于控制制冷剂的吸入和排出。

Images