CN104283351A - 定子、三相感应电机和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定子、三相感应电机和压缩机。该定子用于压缩机的三相感应电机，该定子包括：定子铁芯；沿定子的径向方向向内延伸的多个定子齿；在多个定子齿之间分布的定子槽；和缠绕定子齿以产生旋转磁场的三相绕组，三相绕组中的每一相绕组的线圈由复合导线制成，复合导线包括由第一金属导电材料制成的导线芯、包覆在导线芯的外圆周面上且由第二金属导电材料制成的外层，其中第一金属导电材料和第二金属导电材料具有不同的电导率。

Description

定子、三相感应电机和压缩机

技术领域

本发明涉及空调或制冷技术领域，尤其涉及定子、压缩机中的三相感应电机以及压缩机。

背景技术

电机通常包括安装在壳体内的定子和安装在定子内且支撑在外壳上以相对于定子旋转的转子。电机的定子和/或转子具有包括线圈的绕组。在电机中，电力被传输通过所述线圈以产生磁场，从而使得转子转动。电机，尤其三相感应电机通常用于驱动用于空调或制冷领域中的压缩机(例如涡旋式压缩机)。然而，包括电机的压缩机设备的尺寸、性能和成本通常对包括该压缩机设备的空调装置尺寸和成本产生较大影响。

目前，针对上述问题主要是有以下两个方面的改进。

对于改善效率，通常采用永磁电机代替感应电机以提高效率，或者采用优化算法优化设计电机。但是通过该方法使电机效率达到一个极限之后，很难实现继续提高电机的效率。

对于降低成本，通常使用铝线电机来替代传统的铜线电机。然而，采用铝线电机会使得电机的体积增加过大，尤其是不合适于限制电机体积的应用场合。

因此，确有需要提供一种电机，其能够在保持电机体积、电机性能、可靠性和加工性的基础上降低电机材料成本。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于压缩机的三相感应电机的定子包括：定子铁芯；沿定子的径向方向向内延伸的多个定子齿；在多个定子齿之间分布的定子槽；和缠绕定子齿以产生旋转磁场的三相绕组，三相绕组中的每一相绕组的线圈由复合导线制成，复合导线包括由第一金属导电材料制成的导线芯、包覆在导线芯的外圆周面上且由第二金属导电材料制成的外层，其中第一金属导电材料和第二金属导电材料具有不同的电导率。

在本发明的实施例中，第一金属导电材料是铝、第二金属导电材料是铜或铜合金；或者，第一金属导电材料是铝合金、第二金属导电材料是铜或铜合金。

另外，复合导线还包括包覆在外层的外圆周面上的绝缘层。

进一步，当第一金属导电材料是铝、第二金属导电材料是铜时，铜和铝的体积比为(8～12∶92～88)或(13～17∶87～83)。

在一个实施例中，定子铁芯外径的尺寸范围为6～9英寸，内径的尺寸大于或等于3.1英寸，定子铁芯的长度与内径比值为1.1～2。

具体地，复合导线的横截面面积的范围为0.6～1.5mm²。

具体地，三相感应电机的工作电压小于或等于600V。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于压缩机的三相感应电机，其包括转子和定子，转子可旋转地设置在定子中且与定子间隔开一距离，定子为上述的定子。

根据本发明的又一方面，提供了一种压缩机，该压缩机使用上述的三相感应电机。

具体地，压缩机可以为涡旋压缩机。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的使用三相感应电机的压缩机的示意图。

图2是根据本发明实施例的压缩机用三相感应电机的定子的横截面示意图。

图3是用作图2中的绕组的复合导线线圈的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-3，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

通常，压缩机用于空调或制冷领域。压缩机是把机械能转化为可压缩流体的潜能，具体地可分为往复式压缩机、涡旋式压缩机(或涡旋压缩机)、离心式压缩机和叶片式压缩机。

以下仅以涡旋式压缩机为例，说明电机在其中的使用方式和结构。虽然本实施例以涡旋压缩机为例进行描述，还可以是其他类型的压缩机。

典型地，涡旋压缩机的工作原理是通过动涡旋盘围绕静涡旋盘的基圆中心旋转，并逐渐缩小由所述动涡旋盘和静涡旋盘的接合所形成的气体压缩室的体积，从而达到压缩气体的目的。其中，动涡旋盘直接支撑到固定在压缩机壳体中的支架上。此外，用于驱动所述动涡旋盘转动的曲轴的一端(上端)通过支架中的中心孔连接至动涡旋盘，另一端(下端)直接支撑到固定在涡旋压缩机壳体内的下支撑架上，从而当曲轴沿着顺时针或逆时针方向转动时，可以执行相应的吸气、压缩和排气操作。其中被压缩的气体通过排放阀排放到涡旋压缩机的高压腔中，最终通过排放口排出。

如图1所示，其显示出了本发明的一种涡旋压缩机100。该涡旋压缩机100包括：涡旋压缩机壳体1；支架2，该支架2固定在涡旋压缩机壳体1内；静涡旋盘3，其固定在涡旋压缩机壳体1中；动涡旋盘4，其可转动地支撑在所述支架2上且与所述静涡旋盘3接合以形成气体压缩室11；下支撑架5，固定在所述压缩机壳体1的下端；诸如电机的致动机构7，固定在涡旋压缩机100的下端，其通过曲轴机构71传递其的转动力。曲轴机构71的上端与动涡旋盘4相连接来驱动所述动涡旋盘4转动，其的下端支撑在下支撑架5上；排放阀8，用于排放气体压缩室11中的气体且防止气体回流到涡旋压缩机100中。

动涡旋盘4支撑在支架2的上表面或支撑面上；涡旋压缩机壳体1在其内部限定出一密闭空间，且将上述的静涡旋盘3、动涡旋盘4、支架2等部件容纳到其中。静涡旋盘3的涡旋线结构和动涡旋盘4的涡旋线结构相互配合啮合或接合形成压缩室11。静涡旋盘3设置在动涡旋盘4的上方。电机7包含定子和转子，该电机通过曲轴机构71驱动动涡旋盘4。

当涡旋压缩机100工作时，从吸入口9吸入气体，在致动机构7(例如电机)启动之后，动涡旋盘4由曲轴机构7驱动且由防自转机构联轴节6约束，围绕静涡旋盘3的基圆中心做小半径的回转回动，进而在动涡旋盘4和静涡旋盘3形成的气体压缩室11中产生高压高温气体，该高压高温气体随着动涡旋盘4的移动通过排放阀8排放到高压腔12中，此时使用排放阀8来防止高压腔12中气体的回流；最终该高压腔12中的气体通过排气口10排出。循环上述过程，可以在涡旋压缩机100中不断产生高温高压气体。

在本发明实施例中，支架2包括支架体21和支架盘22。另外，支架体21以过盈配合方式固定在涡旋压缩机壳体1中，且搭接在涡旋压缩机100的壳体端面上。支架盘22以间隙配合的方式固定在支架体21上，且支架盘22的滑槽搭接在支架体21上，由此固定支架盘22且使支架盘22不能转动。十字滑环23具有成十字分布的两个相对的上凸起和下凸起，下凸起被插入到支架盘22上的滑槽内，上凸起被插入到动涡旋盘4的耳槽内。在涡旋压缩机100开始工作时，动涡旋盘4可以相对于支架盘22进行小半径的回转平动。

如果需要时(例如支撑盘22的用于支撑动涡旋盘4的支撑面积不够大)，还可以在动涡旋盘4和十字滑环23之间设置止推轴承盘24以增加对动涡旋盘4的支撑面积，该止推轴承盘24被以过盈配合方式固定且搭接在支架盘22上，以及支撑动涡旋盘4。

鉴于涡旋压缩机100的涡旋压缩原理、压缩操作和其它的辅助部件(尽管没有示出)均为本领域普通技术人员所熟知。因此，关于涡旋压缩机100整体结构的描述在此不再进行详细说明。

如图1所示，用于压缩机的电机通常为三相感应电机。当然，可以理解，电机不限于本发明所述的三相感应电机。在此示出的三相感应电机仅是一个示例，可以将本发明的发明构思用于任何其他类型的电机，只要是在可行的情况下。另外，本发明的三相感应电机并不仅限于图1所述的涡旋压缩机中，还可以应用于其他类型的压缩机中。

三相电机或三相感应电机通常包括定子和转子以及一些其他的相关部件(诸如壳体等)。本发明实施例对现有的三相感应电机的定子进行改进，在制造和设计三相感应电机时，可以利用改进的定子替代现有技术中的三相感应电机的定子。

通常，三相感应电机主要包括转子和定子，转子可旋转地设置在定子中且与定子间隔开一距离。

具体地，如图2所示，定子70包括定子铁芯77；多个沿定子70的径向方向向内延伸的定子齿78；在多个定子齿78之间分布的定子槽79；和缠绕定子齿78以产生旋转磁场的三相绕组74、75、76(在此，也被显示为A相、B相、C相绕组，具体地在一个示例中可以是空间上依次间隔开120°电角度的三相绕组)，其中，每一相绕组(例如A相绕组、B相绕组或C相绕组)的线圈由复合导线80制成。复合导线80包括有第一金属导电材料制造的导线芯81和包覆在导线芯81的外圆周面上且由第二金属导电材料制造的外层82；其中，第一金属导电材料和第二金属导电材料具有不同的电导率。在一实施例中，第一金属导电材料可以是铝、第二金属导电材料可以是铜或铜合金。或者，第一金属导电材料可以是铝合金、第二金属导电材料可以是铜或铜合金。复合导线80还可以包括包覆在外层82的外圆周面上的绝缘层83。在实施例中，定子铁芯77可以使圆筒形的，或其他适用于三相电机的定子铁芯的形状。在一个实施例中，绝缘层83可以为绝缘漆。当然，绝缘层83也可以采用其他形式或由其他材料制成。

在本发明实施例中，复合导线80的第一金属导电材料为铝且其第二金属导电材料为铜时，铜和铝的体积比可以选择为(8～12∶92～88)或(13～17∶87～83)。

定子铁芯77外径的尺寸范围为6～9英寸，内径的尺寸大于或等于3.1英寸，定子铁芯77的长度与内径比值为1.1～2。复合导线80的横截面面积的范围为0.6～1.5mm²。当然，本领域技术人员可以在不背离本发明的精神和范围的情况下，选择合适尺寸的定子铁芯77和复合导线80。

一般地，三相感应电机的工作电压小于或等于600V。

本发明实施例的复合导线80，其在与铜导体直流电阻相同的条件下具有如下优点：1)其导体间和与接线端子的热循环指标比铜好；2)其与锡可焊性与铜相同；3)其接触电阻与铜相同；4)其电阻率可通过导体截面和铜含量调整来解决；5)密度比纯铜线小，仅为纯铜线的36％-42％。另外，本发明实施例的复合导线80可以克服铝导体接触电阻大、强度低、易蠕变、易腐蚀、易氧化的弊端。

综上分析可知，本发明实施例，通过采用复合导线80，可以实现将铜导线线圈和铝导线线圈的优势结合在一起，使得相应的电机既降低了材料成本又提高了电机的可靠性和生产工艺，同时还解决了铝线电机体积增加过大的技术问题。

以上仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于压缩机的三相感应电机的定子，其特征在于，所述定子包括：

定子铁芯；

沿所述定子的径向方向向内延伸的多个定子齿；

在所述多个定子齿之间分布的定子槽；和

缠绕所述定子齿以产生旋转磁场的三相绕组，

所述三相绕组中的每一相绕组的线圈由复合导线制成，所述复合导线包括由第一金属导电材料制成的导线芯、包覆在导线芯的外圆周面上且由第二金属导电材料制成的外层，其中所述第一金属导电材料和所述第二金属导电材料具有不同的电导率。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述第一金属导电材料是铝、所述第二金属导电材料是铜或铜合金；

或者，所述第一金属导电材料是铝合金、所述第二金属导电材料是铜或铜合金。

3.根据权利要求1或2所述的定子，其特征在于，

所述复合导线还包括包覆在所述外层的外圆周面上的绝缘层。

4.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，

当所述第一金属导电材料是铝、所述第二金属导电材料是铜时，所述铜和铝的体积比为(8～12∶92～88)或(13～17∶87～83)。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，

所述定子铁芯外径的尺寸范围为6～9英寸，内径的尺寸大于或等于3.1英寸，定子铁芯的长度与内径比值为1.1～2。

6.根据权利要求5所述的定子，其特征在于，

所述复合导线的横截面面积的范围为0.6～1.5mm²。

7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，

所述三相感应电机的工作电压小于或等于600V。

8.一种用于压缩机的三相感应电机，其特征在于，包括转子和定子，所述转子可旋转地设置在所述定子中且与所述定子间隔开一距离，

所述定子为根据权利要求1-7中任一项所述的定子。

9.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机使用根据权利要求8所述的三相感应电机。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为涡旋压缩机。