CN104410232A - 单相异步电机及具有其的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单相异步电机及具有其的旋转式压缩机，所述单相异步电机包括：定子和转子，定子上形成有多个定子槽；转子包括转子铁芯和两个端环，两个端环分别设在转子铁芯的轴向两端，转子铁芯上形成有周向间隔开设置的多个转子槽，每个转子槽内设有导电条，导电条的两端分别与两个端环连接，导电条和两个端环由铜或含铜材料一体压铸而成，转子槽的个数为Zr，定子槽的个数为Zs，其中Zr、Zs满足：Zs+5≤Zr≤Zs+10。根据本发明的单相异步电机，通过将导电条和端环由铜或含铜材料一体压铸而成，既可以实现单相异步电机性能的提升，又可以缩小单相异步电机的体积。

Description

单相异步电机及具有其的旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及电机制造技术领域，尤其是涉及一种单相异步电机及具有其的旋转式压缩机。

背景技术

相关技术中指出，应用于旋转式压缩机的单相异步电机采用的是铸铝转子，铸铝转子的导电条和端环均为铸铝材料。然而，由于铝是一种电阻率较高的材料，容易导致单相异步电机的功率密度低、体积大，从而单相异步电机的效率难以提升。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种单相异步电机，可以提升单相异步电机的性能。

本发明的一个目的在于提出一种具有上述单相异步电机的旋转式压缩机。

根据本发明第一方面实施例的单相异步电机，包括：定子，所述定子上形成有多个定子槽；和转子，所述转子包括转子铁芯和两个端环，所述两个端环分别设在所述转子铁芯的轴向两端，所述转子铁芯上形成有周向间隔开设置的多个转子槽，每个所述转子槽内设有导电条，所述导电条的两端分别与所述两个端环连接，所述导电条和所述两个端环由铜或含铜材料一体压铸而成，所述转子槽的个数为Zr，所述定子槽的个数为Zs，其中Zr、Zs满足：Zs+5≤Zr≤Zs+10。

根据本发明实施例的单相异步电机，通过将导电条和端环由铜或含铜材料一体压铸而成，既可以实现单相异步电机性能的提升，又可以缩小单相异步电机的体积。当单相异步电机应用于旋转式压缩机上时，可以实现旋转式压缩机体积的减小以及成本的降低。

可选地，所述多个转子槽邻近所述转子铁芯的边缘设置。

进一步地，所述转子铁芯上形成有至少一个通气孔，所述至少一个通气孔位于所述多个转子槽的邻近所述转子铁芯的中心的一侧。

可选地，每个所述转子槽为开口槽或闭口槽。

可选地，所述转子铁芯由多个硅钢片叠置而成。

可选地，每个所述转子槽的中心轴线与所述转子铁芯的中心轴线平行。

可选地，所述转子设在所述定子的内侧或外侧。

根据本发明第二方面实施例的旋转式压缩机，包括根据本发明上述第一方面实施例的单相异步电机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对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单相异步电机的转子的示意图；

图2是图1中所示的转子的纵向截面示意图；

图3是根据本发明实施例的单相异步电机与传统的采用铸铝转子的单相异步电机的电机效率对比图；

图4是根据本发明实施例的单相异步电机与传统的采用铸铝转子的单相异步电机的另一个电机效率对比图。

附图标记：

1：转子；

11：转子铁芯；111：转子槽；112：铆扣点；113：通气孔；

12：端环；13：导电条。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的单相异步电机。其中，单相异步电机可以用于旋转式压缩机(图未示出)上。在本申请下面的描述中，以单相异步电机用于旋转式压缩机上为例进行说明。

如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的单相异步电机，包括定子(图未示出)和转子1。

定子上形成有多个定子槽。其中，多个定子槽优选在定子的周向上均匀间隔分布。可以理解，定子槽的个数以及在定子上的布置方式等可以根据电机类型的不同而适应性改变，本发明对此不作特殊限定。

参照图1并结合图2，转子1包括转子铁芯11和两个端环12，两个端环12分别设在转子铁芯11的轴向两端(例如，图2中的左端和右端)。其中，转子铁芯11可以由多个硅钢片叠置而成，例如，如图1所示，转子铁芯11由周向间隔分布的四个铆扣点112将多个硅钢片铆扣而成，每个硅钢片的厚度可以为0.35mm或0.5mm。

转子铁芯11上形成有周向间隔开设置的多个转子槽111，例如在图1的示例中，多个转子槽111在转子铁芯11的周向上均匀间隔分布，多个转子槽111邻近转子铁芯11的边缘设置，此时每个转子槽111的中心与转子铁芯11的边缘之间的距离小于每个转子槽111的中心与转子铁芯11的中心之间的距离。

可选地，如图1所示，每个转子槽111为闭口槽，即每个转子槽111在其周向上是封闭的。当然，每个转子槽111还可以为开口槽(图未示出)，例如，当每个转子槽111的外端敞开时，转子1可以设在定子的内侧，此时单相异步电机为内转子1式电机；当每个转子1的内端敞开时，转子1可以设在定子的外侧，此时单相异步电机为外转子1式电机。这里，需要说明的是，方向“外”可以理解为朝向转子铁芯11中心的方向，其相反方向被定义为“内”，即远离转子铁芯11中心的方向。

其中，每个转子槽111内设有导电条13，导电条13的两端分别与两个端环12连接，导电条13和两个端环12由铜或含铜材料一体压铸而成。具体而言，导电条13和两个端环12可以由铜材料一体压铸而成，也可以由含铜材料例如铜合金等一体压铸而成。由此，通过采用一体压铸的方式，简化了转子铁芯11的制造工艺，提高了生产效率，从而节约了成本。转子槽111的个数为Zr，定子槽的个数为Zs，其中Zr、Zs满足：Zs+5≤Zr≤Zs+10。

当单相异步电机应用于旋转式压缩机上时，转子铁芯11上还可以形成有供冷媒流通的至少一个通气孔113，其中，至少一个通气孔113可以位于多个转子槽111的邻近转子铁芯11的中心的一侧(即内侧)。例如，参照图1，转子铁芯11上形成有周向均匀间隔分布的四个通气孔113，每相邻的两个通气孔113之间的夹角为90°。每个通气孔113大体为长圆形。当然，每个通气孔113还可以为圆形、椭圆形或多边形等。

下面以一款额定功率为1.8kW的旋转式压缩机的单相异步电机为例，该单相异步电机为内转子1电机，其定子槽的个数Zs为24，转子槽111的个数Zr为34。传统的单相异步电机采用的是铸铝转子1，该铸铝转子1的单相异步电机的折算至定子侧的转子1电阻为1.15Ω，从而该单相异步电机的效率为86.66％；采用根据本发明实施例的单相异步电机，该单相异步电机的折算至定子侧的转子1电阻为0.7Ω，从而该单相异步电机的效率为88.43％，如图3所示。由此可知，采用根据本发明实施例的单相异步电机与传统的采用铸铝转子1的单相异步电机相比，单相异步电机效率提升了2％。

由于铝的电阻率约为0.0283Ω·mm²/m，铜的电阻率约为0.0175Ω·mm²/m，铜比铝的电阻率低约38％。也就是说，相对于铝，铜的电阻率更低，因此，应用更小的转子槽111面积就可以实现单相异步电机的转子1电阻设计要求。随着转子槽111面积的减小，转子铁芯11的磁通回路面积被扩大。为了保持转子铁芯11的材料的利用率，转子铁芯11中的磁密水平应维持在一定的程度上，换言之，随着转子槽111面积的减小，转子铁芯11的横截面面积也应减小。转子铁芯11的横截面面积减小后，转子铁芯11的外径和定子的内径相应减小，因此定子的外径也相应减小。综上所述，通过将导电条13和两个端环12由铜或含铜材料一体压铸而成，可以减小单相异步电机的体积。

对于单相异步电机来说，单相异步电机体积的减小有利于节省转子铁芯11的材料。当单相异步电机应用于旋转式压缩机上时，单相异步电机外径的减小有利于旋转式压缩机的壳体、压缩机构及其它部件的材料节省。而且，综合考虑单相异步电机的转子铁芯11成本以及旋转式压缩机的成本后，根据本发明实施例的单相异步电机在旋转式压缩机中的应用优势较高。

同样以定子槽的个数Zs为24、转子槽111的个数Zr为34的单相异步电机的旋转式压缩机为例，对单相异步电机的定子和转子1的冲片(例如，转子铁芯11的硅钢片)进行重新设计。如图4所示，在维持根据本发明实施例的单相异步电机的成本与传统的采用铸铝转子1的单相异步电机的成本一致的前提下，根据本发明实施例的单相异步电机的效率约有0.8％的提升。

根据本发明实施例的单相异步电机，通过将导电条13和端环12由铜或含铜材料一体压铸而成，既可以实现单相异步电机性能的提升，又可以缩小单相异步电机的体积。当单相异步电机应用于旋转式压缩机上时，可以实现旋转式压缩机体积的减小以及成本的降低。

根据本发明的一个可选实施例，如图1所示，每个转子槽111的中心轴线与转子铁芯11的中心轴线平行，此时转子槽111为直槽。根据本发明的另一个可选实施例，每个转子槽111还可以大体形成为扭斜方式，例如，当多个硅钢片装配时，后一硅钢片的转子槽111与前一硅钢片的转子槽111在转子铁芯11的周向上依次错开一定角度(图未示出)。

根据本发明实施例的单相异步电机，通过将电阻率比铝更低的铜应用于旋转式压缩机的单相异步电机的转子1中，且转子1的导电条13与端环12一体压铸而成，该转子1能够在更小的转子槽111面积中达到更低的电阻值，有利于转子1电阻损耗的降低以及电机功率密度的提升，从而实现单相异步电机性能的提升、电机与压缩机体积的缩小和对成本的控制。

根据本发明第二方面实施例的旋转式压缩机，包括根据本发明上述第一方面实施例的单相异步电机。

根据本发明实施例的旋转式压缩机的其他构成例如压缩机构等以及操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种单相异步电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子上形成有多个定子槽；和

转子，所述转子包括转子铁芯和两个端环，所述两个端环分别设在所述转子铁芯的轴向两端，所述转子铁芯上形成有周向间隔开设置的多个转子槽，每个所述转子槽内设有导电条，所述导电条的两端分别与所述两个端环连接，所述导电条和所述两个端环由铜或含铜材料一体压铸而成，所述转子槽的个数为Zr，所述定子槽的个数为Zs，其中Zr、Zs满足：Zs+5≤Zr≤Zs+10。

2.根据权利要求1所述的单相异步电机，其特征在于，所述多个转子槽邻近所述转子铁芯的边缘设置。

3.根据权利要求2所述的单相异步电机，其特征在于，所述转子铁芯上形成有至少一个通气孔，所述至少一个通气孔位于所述多个转子槽的邻近所述转子铁芯的中心的一侧。

4.根据权利要求1所述的单相异步电机，其特征在于，每个所述转子槽为开口槽或闭口槽。

5.根据权利要求1所述的单相异步电机，其特征在于，所述转子铁芯由多个硅钢片叠置而成。

6.根据权利要求1所述的单相异步电机，其特征在于，每个所述转子槽的中心轴线与所述转子铁芯的中心轴线平行。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的单相异步电机，其特征在于，所述转子设在所述定子的内侧或外侧。

8.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的单相异步电机。