CN102738917A - 电动马达以及使用该电动马达的马达驱动压缩机 - Google Patents

Abstract

一种电动马达，包括：旋转轴；固定在旋转轴上的转子；以及具有多个槽的定子，不同相的线圈缠绕在所述多个槽中。线圈中的每一个具有至少一对端线。至少在最接近转子定位的线圈中，端线中定位成比另一个端线离转子更远的一个端线用作引线，该引线电连接于驱动电路以激励线圈。

Description

电动马达以及使用该电动马达的马达驱动压缩机

技术领域

本发明涉及一种包括缠绕有三相线圈的定子的电动马达，以及使用该电动马达的马达驱动压缩机。

背景技术

已知一种用于在车辆的空调中使用的马达驱动压缩机，在该马达驱动压缩机中，电动马达容纳在压缩机外壳中，该电动马达由三相AC(交流)电驱动以驱动压缩机构。电动马达包括：定子，该定子上缠绕有三相线圈；转子，该转子具有永磁体；以及与转子一起旋转的旋转轴。缠绕在定子上的三相线圈中的每一个具有一对端线。在六个端线中，不同相的三个端线系在一起作为中性点并固定于定子的周缘，并且另外三个端线用作引线。在线圈端部形成之后，从定子引出引线。然而，在引出引线时，引线的一部分可能进入用于转子的空间。在将转子和定子组装在一起时，这种引线可能与转子发生干涉，由此导致引线破损。

日本未审专利申请公开文献No.2010-59809公开了一种马达驱动压缩机，在该马达驱动压缩机中，容纳在外壳中的三相同步电动马达由从逆变器供给的三相交流电驱动，以驱动压缩机构。该电动马达包括：连接于压缩机构的旋转轴；固定在旋转轴上的转子；以及固定在外壳中的定子。逆变器外壳安装于外壳的端壁以在其中形成设置逆变器的逆变器空间。从定子上的各个三相线圈引出的引线通过马达线束连接于密封端子，该密封端子又连接于逆变器。上面引用的文献No.2010-59809还公开了一种结构，在该结构中，引线连接于集线盒，该集线盒预先安装在外壳中的定子的周缘上以便于引线与密封端子之间的连接。

在文献No.2010-59809中公开的电动马达中，从各个三相线圈引出的引线的一部分会进入转子空间。这种引线在将转子和定子组装在一起时会与转子发生干涉，这会导致引线的漆包层被刮擦并因此降低引线的绝缘性能，由此导致引线破损。

特别地，在集线盒安装在定子的周缘上的上述结构中，各个线圈的引线需要弯曲以连接于集线盒。引线的这种弯曲不仅在集线盒安装在定子周缘上之后将引线连接于集线盒的情况下需要，而且在将预先连接于引线的集线盒安装在定子周缘上的情况下也需要。

这样弯曲的引线的邻近线圈的部分会进入用于转子的空间，并且还会在组装转子和定子时与转子发生干涉，由此导致引线破损。在三相线圈中，线圈端部最接近转子定位的那个线圈的引线中尤其会发生这种问题。

本发明旨在防止缠绕在电动马达的定子上的线圈的引线进入用于电动马达的转子的空间。

发明内容

根据本发明的一方面，电动马达包括：旋转轴；固定在旋转轴上的转子；以及具有多个槽的定子，不同相的线圈缠绕在所述多个槽中。每个线圈具有至少一对端线。至少在最接近转子定位的线圈中，端线中定位成比另一个端线离转子更远的一个端线用作引线，该引线用于电连接于驱动电路以激励线圈。

根据结合附图通过示例的方式说明本发明的原理的以下描述，本发明的其他方面和优点将变得明显。

附图说明

图1是涡旋件式马达驱动压缩机的纵向剖视图，该涡旋件式马达驱动压缩机使用根据本发明的实施方式的电动马达；

图2是示意图，其示出了图1的电动马达的定子的端部并且还示出了缠绕在定子上的三相线圈的线圈端部；

图3是说明缠绕线圈的过程的示意性俯视图；

图4是说明将缠绕的线圈形成为星形的过程的示意图；

图5是插入在定子的槽中的A相线圈的示意性前视图。

具体实施方式

下面将参照图1至5描述根据本发明的实施方式的涡旋件式马达驱动压缩机。参照图1，该马达驱动压缩机包括前外壳1和后外壳2，前外壳1和后外壳2通过螺栓3彼此固定，由此形成气密密封的压缩机外壳。前外壳1和后外壳2都由诸如铝或者铝合金之类的金属制成并分别形成有出口5和入口4，出口5和入口4连接于外部制冷剂回路(未示出)。

在前外壳1和后外壳2的内部空间2A中容纳有涡旋件压缩机构6和用于驱动压缩机构6的电动马达7。电动马达7具有：旋转轴8，旋转轴8通过轴承以可旋转的方式支撑在后外壳2中；固定在旋转轴8上的转子9；以及定子10，定子10围绕转子9固定在后外壳2的内壁上。转子9包括由多个层压磁性钢板构成的转子芯11，以及多个永磁体12。定子10具有缠绕在其上的三相线圈13。

压缩机构6主要由定涡旋件14和动涡旋件15构成，定涡旋件14固定在前外壳1和后外壳2的内壁上，动涡旋件15相对于定涡旋件14以面对关系布置，由此在定涡旋件14与动涡旋件15之间形成用于压缩制冷剂的压缩室16，压缩室16的容积是可变的。动涡旋件15通过轴承和偏心衬套17连接于旋转轴8的偏心销18，并随着旋转轴8的旋转而绕定涡旋件14进行绕动以改变压缩室16的容积。

在后外壳2的端壁2B上固定地安装有逆变器外壳20以在其中形成逆变器空间19。在逆变器空间19中，用于驱动电动马达7的逆变器21和通过连接件23电连接于逆变器21的密封端子22安装在后外壳2的端壁2B上。在后外壳2的内部空间2A中，具有导电端子销22A的密封端子22电连接于集线盒24，集线盒24安装在定子10的外表面10A上并电连接于从定子10上的各个线圈13引出的引线25。

预先连接于引线25的集线盒24安装在定子10的外表面10A上，这使得仅仅通过将密封端子22A安装到端壁2B上就能够将密封端子22的导电端子销22A经由集线盒24自动地连接到引线25。因而，该实施方式中集线盒预先安装于定子10的结构有助于组装马达驱动压缩机。在这种马达驱动压缩机中，当三相交流电从逆变器21通过密封端子22和引线25供给到电动马达7的线圈13时，转子9与旋转轴8一起旋转，由此驱动压缩机构6。

图2是示意图，其示出了当转子9具有六个极而定子10具有十八个槽26时三相电动马达7的定子10的端部，并且图2还示出了以波绕法缠绕在定子10上的三相线圈13的适当形成的线圈端部。如附图中示出的那样，分别与三相交流电的U相、V相和W相对应的A相、B相和C相线圈13缠绕在定子10的与其相关的槽26中。当形成线圈端部时，沿转子9的径向方向观察，A相线圈13的线圈端部定位在离转子9最远的位置处，而C相线圈13的线圈端部定位在离转子9最近的位置处。B相线圈13的线圈端部定位在A相线圈13和C相线圈13的线圈端部之间。

缠绕线圈13中的每一个具有相对于线圈13的厚度方向或者在定子10的径向方向上观察时处于不同位置的始端和终端。换句话说，A相线圈13、B相线圈13和C相线圈13中的每一个具有一对端线，所述一对端线中的一个定位成比端线中的另一个离转子9更近。在从各个A相线圈13、B相线圈13和C相线圈13引出的端线中，离转子9较近的端线A1、B1和C1用作用于中性点27的端线，并且这三个线系在一起且保持于定子10的外表面10A。另一方面，离转子9较远的端线A2、B2和C2用作引线25，引线25电连接到诸如逆变器21和密封端子22之类的驱动电路部件，并且这些引线25的端部连接于安装在定子10的外表面10A上的集线盒24。

A相线圈13、B相线圈13和C相线圈13中的每一个使用图3和图4中示出的过程来缠绕，然后以波绕法缠绕在定子10的与其相关的槽26中，如图5所示。下面将描述缠绕A相线圈13的过程。图3示出了用于将漆包线13A缠绕成线圈13的装置。该缠绕装置包括：沿箭头表示的方向旋转的圆形卷轴体28；固定于卷轴体28的底部的基部34；以及三个卷轴框架29，卷轴框架29能够在基部34上沿卷轴体28的径向方向移动。在漆包线13A在其始端处固定于卷轴体28的保持件30A的情况下，通过管嘴31供给的漆包线13A随着卷轴体28的旋转而围绕各个卷轴框架29螺旋地缠绕成俯视图中的三角形。在漆包线13A围绕卷轴框架29的缠绕完成之后，漆包线13A在其终端处固定于卷轴体28的保持件30B(见图4)。通过这种方式来缠绕线圈13。

然后，如图4所示，三个移动框架32——各个移动框架32在任意两个卷轴框架29之间的位置设置在基部34上——朝向卷轴体28的中心移动以将线圈13的周缘径向向内地挤压，从而将呈虚线所示三角形的线圈13形成为呈实线所示星形的线圈13。当线圈13形成为星形时，卷轴框架29与移动框架32的运动同步地、以足够低以保持线圈13张力的速度也朝向卷轴体28的中心移动。由此形成星形的线圈13在保持件30B与管嘴31之间的位置处被切断。

星形的线圈13从卷轴体28移除并设置在线圈插入夹具(未示出)上。之后，在通过使用夹具沿与移除卷轴体28的方向相反的方向拉动星形线圈13的中央部分、或者线圈13的被移动框架32径向向内挤压的部分的同时，将线圈13以波绕法缠绕在定子10的以等间隔成角度地隔开的任何选定的六个槽26中，即，缠绕在每隔两个的槽26中(见图5)。A相线圈13的从定子10的端部伸出的线圈端部形成为使得该线圈端部位于定子10的径向向外处，由此便于B相线圈13和C相线圈13的后续插入。B相线圈13和C相线圈13也以与参照图3和图4描述的A相线圈13的情形相同的方式缠绕，然后插入到相关的六个槽26中。各个线圈13的线圈端部以相同的方式形成。

在图3的过程中，漆包线13A沿远离卷轴体28的方向螺旋地缠绕，并且线圈13的始端和终端分别用作图2的端线A2、A1。具有这种端线A1、A2的线圈13使用图4的过程形成为星形，然后插入在定子10的相关的槽26中(如图5所示)，使得线圈13的固定于保持件30A的端部用作端线A2，而线圈13的固定于保持件30B的端部用作端线A1。类似地，B相线圈13和C相线圈13的固定于保持件30A的端部用作图2的端线B2、C2，而B相线圈13和C相线圈13的固定于保持件30B的端部用作图2的端线B1、C1。

因此，端线A2、B2和C2在其相关的槽26中分别位于比端线A1、B1和C1深的位置处。换句话说，沿转子9的径向方向观察，端线A2、B2和C2分别定位成比端线A1、B1和C1离转子9更远。端线A2、B2和C2保持在槽26的内壁与引出该端线A2、B2和C2的线圈13之间。这防止了端线A2、B2和C2向定子10的径向向内侧移动从而防止其进入用于转子9的空间33。

特别地，在集线盒24安装在定子10的外表面10A上的该实施方式中，引线25或端线A2、B2和C2需要预先连接于集线盒24。在该情况下，引线25以锐角沿定子10的径向向外方向弯曲，使得较大的力沿定子10的径向向内方向施加于引线25的弯曲部。然而，在该实施方式中，线圈13自身防止了引线25——其为线圈13的一部分——进入空间33并因此防止了引线25在将定子10和转子9组装在一起时与转子9发生干涉，从而防止了引线25的漆包层被刮擦并因此损坏。

应当理解，本发明不局限于上述实施方式，而是可以以下面列举的各种方式对本发明进行修改而不脱离本发明的范围。

(1)在图2中，B相线圈13和C相线圈13的存在防止了A相线圈13的端线A1、A2进入用于转子9的空间33。类似地，C相线圈13的存在防止了B相线圈13的端线B1、B2进入空间33。因此，端线A1、A2中的任何一个都可以用作A相线圈13的引线25，并且端线B1、B2中的任何一个都可以用作B相线圈13的引线25。将至少端线C2用作C相线圈13(其位于最接近转子9处)的引线25防止了各个线圈13的引线进入用于转子9的空间。

(2)线圈13不仅可以以波绕法来缠绕，而且可以以同心式缠绕——作为分布式缠绕的一种——来缠绕，或者以任何其他适合的缠绕技术比如集中绕组来缠绕。

(3)线圈13不仅可以使用单根漆包线13A来缠绕，而且还可以使用多根漆包线来缠绕。在该情况下，每个线圈13的端线的数量不是二(2)，而是2n，其中，n为用于缠绕线圈13的漆包线13A的数量。在较接近转子的一侧上的端线的数量为n，并且在相反侧上的端线的数量为n。

(4)集线盒24可以自由地设置在后外壳2的内部空间2A中而不安装在定子10上。

(5)逆变器21不仅可以安装在后外壳2的后端壁2B上，而且还可以安装在后外壳2的外周表面上。在这种情况下，集线盒24可以安装在定子10的外表面10A上，或者可以自由地设置在后外壳2的内部空间2A中而不安装在定子10上。

(6)尽管在以上实施方式中，电动马达7是转子9定位在定子10的径向内侧的内部马达型，但本发明也适用于转子定位在定子的径向外侧的外部马达型电动马达。

(7)尽管在电动马达7的以上实施方式中，转子9的极数为六并且定子10的槽数为十八，但极和槽不局限于这些数量，而是例如转子的极数可以为四，而定子的槽数可以为十二。

(8)尽管在以上实施方式中，电动马达7位于将会暴露于从入口4引入的制冷剂的区域，但电动马达7也可以位于暴露于从出口5排出的制冷剂的区域。

(9)本发明不仅适用于马达驱动涡旋件式压缩机，而且还适用于任何其他类型的马达驱动旋转式压缩机，比如叶片式压缩机和螺杆式压缩机，并且本发明也适用于马达驱动往复运动式压缩机，比如斜盘式压缩机和摇盘式压缩机。

Claims (4)

1.一种电动马达(7)，包括：

旋转轴(8)；

固定在所述旋转轴(8)上的转子(9)；以及

具有多个槽(26)的定子(10)，不同相的线圈(13)缠绕在所述多个槽(26)中，每个所述线圈(13)具有至少一对端线，

其特征在于，至少在最接近所述转子(9)定位的所述线圈(13)中，所述端线中定位成比另一个端线离所述转子(9)更远的一个端线用作引线(25)，所述引线(25)用于电连接于驱动电路(21)以激励所述线圈(13)。

2.根据权利要求1所述的电动马达(7)，其中，所述线圈(13)以波绕法缠绕。

3.根据权利要求1所述的电动马达(7)，其中，各个所述线圈(13)的所述引线(25)连接于安装在所述定子(10)的外表面(10A)上的集线盒(24)。

4.一种马达驱动压缩机，包括：

压缩机构(6)；

根据权利要求1至3中任一项所述的电动马达(7)，其中，所述旋转轴(8)连接于所述压缩机构(6)；以及

容纳所述压缩机构(6)和所述电动马达(7)的外壳(1、2)。

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