CN104600931A - 电机转子和具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转子和具有其的压缩机，所述电机转子包括：转子铁芯，所述转子铁芯内设有沿其轴向贯通的轴孔，所述轴孔的外周设有贯通所述转子铁芯的两端的多个转子槽，多个所述转子槽分别沿所述转子铁芯的周向间隔分布；多个转子导条，多个所述转子导条分别设在多个所述转子槽内，多个所述转子导条包括至少一个铜导条，铜导条插设在转子槽内且铜导条的外侧面与转子槽的内壁面之间间隔形成间隙，间隙内浇铸有铝导电层；第一端环和第二端环，所述第一端环和所述第二端环分别设在所述转子铁芯的两端，多个转子导条分别通过所述第一端环和所述第二端环电连接。根据本发明实施例的电机转子，效率得到显著提升并且可以广泛生产制造。

Description

电机转子和具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地，涉及一种电机转子和具有其的压缩机。

背景技术

转子内采用铸铝导条的感应电机因其较高的性价比、简单的生产工艺和维护成本被广泛应用于空调压缩机等家电领域中。目前家电领域内电机效率的竞争较为激烈。但是，该种电机的电机效率较低，难以在激烈的电机效率的竞争中占据上风。电机的结构有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

电机效率较难提升的主要原因是由铜损与铁损造成的损失无法得到抑制造成的。在感应电机中，铜损又分为定子铜损和转子铜损。铜损Wcu与电流I的平方值及电阻值R存在有正比关系。具体来说，铜损Wcu与电流I及电阻值R之间的关系用Wcu＝RI*I表示。这样，在流过相同电流的情况下，铜损Wcu会在导体电阻发生变化的情况下发生变化。

那么，考虑电机效率的提升的一个主要方向即是减小定子和转子的电阻。公知铜的电阻率约是铝的电阻率的0.6倍，那么在材料使用量相同的情况下，采用铜质导条的电阻将比采用铝质导条的电阻下降约40％，电机的效率会大幅提升。通常，电机的效率值若提升0.5％，则其性能会有相当大的提升。

然而，虽然铜的电阻率较低，对电机效率和性能的提升有利。但是铝的熔点只有660℃，而铜的熔点是1083℃。在感应电机转子的制作过程中，制作熔融状态的铜比制作熔融状态的铝要困难得多，因此，若电机完全采用铜质导条，则会大幅的增加制造难度和制造成本，不利于生产制造。

因此，本申请的发明人从电机的性能与制造难度两方面兼顾考虑，提出了一种电机转子，该种电机转子的转子导条中具有铜和铝两种材料，采用铜质导条替代部分铝质导条，使铝质导条的用量减少，转子导条的电导率升高，电阻下降，使电机的效率得到了提升。

同时，与完全为铸铜导条的电机相比，本申请的电机转子仍然保留了部分铝质导条，即电机在生产制造中只需将铜质导条的部分进行更改即可，其余的仍可采用已经较为简单且成熟的制造工艺，制造工艺更改难度小，成本不会显著增加，有利于在产生中不断开发研究新的工艺。

为此，本发明提出了一种电机转子，所述电机转子的电机效率较高、性能较好，同时，制造难度不大，适于广泛生产制造。

本发明还提出了一种具有上述电机转子的压缩机。

根据本发明实施例的电机转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯内设有沿其轴向贯通的轴孔，所述轴孔的外周设有贯通所述转子铁芯的两端的多个转子槽，多个所述转子槽分别沿所述转子铁芯的周向间隔分布；多个转子导条，多个所述转子导条分别设在多个所述转子槽内，多个所述转子导条包括至少一个铜导条，所述铜导条插设在所述转子槽内且所述铜导条的外侧面与所述转子槽的内壁面之间间隔形成间隙，所述间隙内浇铸有铝导电层；第一端环和第二端环，所述第一端环和所述第二端环分别设在所述转子铁芯的两端，多个转子导条分别通过所述第一端环和所述第二端环电连接。

根据本发明实施例的电机转子，部分铝导条由高电导率的铜导条替代，使得电机的效率得到显著提升，同时制造难度不大，可以广泛生产制造。

另外，根据本发明上述实施例的电机转子还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，多个所述转子导条包括至少一个铜导条和至少一个铝导条，所述铝导条在所述转子槽内浇铸形成且所述铝导条的外侧面贴合所述转子槽的内壁面。

根据本发明的一个实施例，所述铜导条和铝导条分别包括多个，多个所述铜导条和多个所述铝导条沿所述转子铁芯的周向相间设置。

根据本发明的一个实施例，多个所述转子导条均形成为铜导条，每个所述转子槽内均设有所述铜导条和所述铝导电层。根据本发明的一个实施例，每个所述铜导条分别包括第一导条和第二导条，所述第一导条与所述第二导条分别设在所述转子槽内，所述第一导条的内端抵接所述第二导条的内端，所述第一导条的外端与所述第一端环电连接，所述第二导条的外端与所述第二端环电连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一端环与所述第二端环分别形成为铜端环。

根据本发明的一个实施例，所述第一导条和所述第一端环一体形成，所述第二导条和所述第二端环一体形成。

根据本发明的一个实施例，所述第一导条的内端面与所述第二导条的内端面形成为互相平行的平面。

根据本发明的一个实施例，每个所述转子槽分别形成为圆形、方形、菱形、三角形或者异形槽。

根据本发明实施例的压缩机，包括根据本发明实施例的电机转子。

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

图1是根据本发明一个实施例的电机转子的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电机转子的分解结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的电机转子的剖面图；

图4是根据本发明另一个实施例的电机转子的结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的电机转子的分解结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的电机转子的剖面图。

附图标记：

电机转子100；

转子铁芯10；轴孔11；转子槽12；

转子导条20；铜导条21；第一导条211；第二导条212；铝导条22；铝导电层23；

第一端环30；

第二端环40。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的电机转子100。

参照图1至图6所示，根据本发明实施例的电机转子100包括转子铁芯10、多个转子导条20、第一端环30和第二端环40。

转子铁芯10内设有沿其轴向贯通的轴孔11。轴孔11的外周设有贯通转子铁芯10的两端的多个转子槽12。多个转子槽12分别沿转子铁芯10的周向间隔分布。多个转子导条20分别设在多个转子槽12内。多个转子导条20包括至少一个铜导条21。铜导条21插设在转子槽12内并且铜导条21的外侧面与转子槽12的内壁面之间间隔形成间隙，间隙内浇铸有铝导电层23。

转子铁芯10的一端设有第一端环30，转子铁芯10的另一端设有第二端环40。多个转子导条20的一端与第一端环30相连，多个转子导条20的另一端与第二端环40相连。转子导条20通过第一端环30和第二端环40构成回路。

根据本发明实施例的电机转子100，通过在多个转子槽12内设置多个转子导条20，多个转子导条20包括至少一个铜导条21，并且在铜导条21的外侧面与转子槽12的内壁面之间浇铸有铝导电层23，，高电导率的铜导条21可替代铝导条22，使得电机的效率得到显著提升，同时制造难度不大，可以广泛生产制造。

如图3所示，在本发明的一些实施例中，每个转子槽12内均设有铜导条21，铜导条21的外侧面与转子槽12的内壁面之间间隔开形成间隙，铝导电层23浇铸在间隙内。该铝导电层23包覆在铜导条21的外周且填充在铜导条21与转子槽12的内壁面之间的间隙内。

如图5和图6所示，在本发明的一些实施例中，多个转子导条20包括至少一个铜导条21和至少一个铝导条22，铝导条21在转子槽12内浇铸形成且铝导条22的外侧面贴合转子槽12的内壁面。铜导条21插设在转子槽12内，并且铜导条21的外侧面与转子槽12的内壁面之间浇铸有铝导电层23。

由此，铜导条21和铝导条22采用不同的方法制造形成，即铜导条21在插入转子槽12内之前就已经制造形成，铝导条22则是直接在转子槽12内浇铸形成的。因此，铝导条22与转子槽12之间的贴合性好。而为了方便铜导条21的插入，铜导条21的径向尺寸小于转子槽12的径向尺寸，并且在铜导条21与转子槽12之间的间隙内填充铝导电层23，以提高转子槽12的槽满率。

铜导条21和铝导条22分别包括多个，多个铜导条21和多个铝导条22可以沿转子铁芯10的周向相间设置，以提利于电机性能的提高。如图6所示，相邻的两个铜导条21之间设有一个铝导条22，并且相邻的两个铝导条22之间设有一个铜导条21。

参照图2和图4所示，每个铜导条21分别包括第一导条211和第二导条212。第一导条211与第二导条212分别设在转子槽12内，第一导条211的内端抵接第二导条212的内端，第一导条211的外端与第一端环30电连接，第二导条212的外端与第二端环40电连接。在此，内端和外端是相对而言，内端指的处于转子槽12内的一端，外端指的处于或邻近转子槽12的端部槽口的一端。

根据本发明的一些实施例，第一端环30和第二端环40均形成为铜端环。可选地，第一导条211和第一端环30一体形成，第二导条212和第二端环40一体形成。也就是说，第一导条211与第一端环30为一体形成件，第二导条212与第二端环40为一体形成件。由此，在装配时，第一导条211与第一端环30可以同时装配到转子铁芯10上，第二导条212与第二端环40可以同时装配到转子铁芯10上，装配过程更简便，装配效率提高。

可选地，第一导条211的内端面与第二导条212的内端面形成互相平行的平面。由此，第一导条211的内端面可以完全与第二导条212的内端面紧密接触在一起，接触效果好，保证了铜导条21的导电性好。

根据本发明的一些实施例，每个转子槽12可以分别形成为圆形、方形、菱形、三角形或者异形槽。例如，如图2和图3所示，每个转子槽12可以分别大致形成为梨形槽。转子槽12的形状可以根据需要进行设置。

下面描述图1至图3所示的实施例中的电机转子100的制造工艺。在本实施例中，每个转子导条20均采用导体铜和铝共同制作而成。

具体地，转子铁芯10叠压完成后，在形成转子导条20前，事先将熔融的铜注入特定的模腔中，模腔可以采用特制的耐温耐压材料。模腔形状分为两部分，一部分为圆环状，其深度和宽度与所需的第一端环30或第二端环40的高度和宽度相同。另一部分为多根细长形的小槽，与前述圆环相连接，以圆环的轴线为中心周向分布。

在压入的熔融状态的铜冷却之后，形成了具有特定形状的一个铜质导体件，其具有一个导体圆环和Q根细长形的导条，即第一端环30和第一导条211，如图2所示。将该铜质导体件从转子铁芯10的一端面插入，使Q根导条刚好放入导转子槽12数量也为Q的转子铁芯10的转子槽12中。

然后采用相同的方法制造另一个铜质导体件，其也具有一个导体圆环和Q根细长形的导条，即第二端环40和第二导条212。从转子铁芯10的另一端面插入另一个铜质导体件，其Q根细长形的第二导条212与先前已装入的铜质导体件的Q根第一导条211刚好在转子铁芯10的转子槽12内保持接触，形成导通的回路。

在制造过程中，为使前述的两个铜质导体件能顺利插入，其细长形的导条的横截面应略小于转子铁芯10的转子槽12。这样在铜质导体件插入后，其细长形的导条与转子铁芯10的转子槽12之间会存在一个较小的间隙。为了提高转子槽12的利用率，两个铜质导体件插入后，在前述间隙中以压铸的方式填充熔融状态的铝，这些铝可形成铝导体层23。由此，转子铁芯10的转子槽12中可以充满导体，槽利用率提高。

由于铜的电阻率约是铝的电阻率的0.6倍，则若在材料使用量相同的情况下，采用铜质导条的电阻比采用铝质导条的电阻要下降约40％。上述实施例中制得的电机转子100的转子导条20的电阻比现行方式的电阻下降，在流过同样电流时电机的铜损下降明显，效率得到了提升。该种制造方法便于操作，易于实际实施。

下面描述图4至图6所示的实施例中的电机转子100的制造工艺。在本实施例中，一部分转子导条20采用导体铜和铝共同制作而成，另一部分转子导条20采用铝制造而成。

在转子的制作过程中，转子铁芯10叠压完成后，在形成转子导条20前，事先将熔融的铜注入与特定的模腔中，模腔可以采用特制的耐温耐压材料。模腔形状分为两部分，一部分为圆环状，其深度与宽度与所需的第一端环30或第二端环40的高度和宽度相同。另一部分为M根细长形的小槽，与前述圆环相连接，以圆环的轴线为中心周向分布。

在压入的熔融状态的铜冷却之后，形成了具有特定形状的一个铜质导体件，其具有一个导体圆环和M根细长形的导条，即第一端环30和第一导条211。然后采用相同方法得到另一个铜质导体件，其同样具有一个导体圆环和M根细长形的导条，即第二端环40和第二导条212。

本实施例中，转子铁芯10的转子槽12的数量仍为Q，且Q>M。将前述铜质导体件从转子铁芯10的一端面插入，使M根铜导条21刚好放入转子铁芯10的转子槽12中，则有Q-M个转子槽12中没有插入铜导条21。从转子铁芯10的另一端面插入另一个铜质导体件，其同样具有M根铜质细长形导条。在插入的过程中刚好与先前已装入的铜质导体件的M根导条在转子铁芯10的转子槽12内保持接触，形成导通的回路。

为使前述的两个铜质导体件能顺利插入，其细长形的导条的横截面应略小于转子铁芯10的转子槽12。这样在铜质导体件插入后，其细长形的导条与转子铁芯10的转子槽12之间会存在一个较小的间隙。两个铜质导体件插入后，在前述间隙中以压铸的方式填充熔融状态的铝，以提高转子槽12的利用率。

其中，本实施例中的转子铁芯10有Q-M个转子槽12中没有插入铜导条21，在这Q-M个转子槽12中同时以压铸的方式填充熔融状态的铝，冷却后即可形成铝导条22。

本实施例的电机转子100的转子导条20的电阻比现行方式的电阻下降，在流过同样电流时电机的铜损下降，效率提升。同时，在本实施例中，铜的用量比图1至图3所示的实施例中的要少，故进一步节省了成本。本实施例提供了一种效率比前述实施例的略低、但性价比要更高的感应电机。

根据本发明实施例的压缩机包括定子和根据本发明实施例的电机转子100。其中，定子在定子槽内就卷绕有绕线，电机转子100以能够旋转的方式配置在定子的内周侧。电机转子100的转子铁芯10由硅钢片叠合而成。为了设置转子导条20，转子铁芯10中形成若干个转子槽12，转子槽12以压入孔为中心沿着半径方向形成。转子铁芯10两端的内周边缘和外周边缘之间分别设置有第一端环30和第二端环40，第一端环30和第二端环40具有特定的高度和宽度，将各个转子导条20连接成一个回路。

由于根据本发明实施例的电机转子100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的压缩机的效率提高，性能提升且适于生产制造。

根据本发明实施例的压缩机的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

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”、“前”、“后”、“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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯内设有沿其轴向贯通的轴孔，所述轴孔的外周设有贯通所述转子铁芯的两端的多个转子槽，多个所述转子槽分别沿所述转子铁芯的周向间隔分布；

多个转子导条，多个所述转子导条设在多个所述转子槽内，多个所述转子导条包括至少一个铜导条，所述铜导条插设在所述转子槽内且所述铜导条的外侧面与所述转子槽的内壁面之间间隔形成间隙，所述间隙内浇铸有铝导电层；

第一端环和第二端环，所述第一端环和所述第二端环分别设在所述转子铁芯的两端，多个转子导条分别通过所述第一端环和所述第二端环电连接。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，多个所述转子导条包括至少一个铜导条和至少一个铝导条，所述铝导条在所述转子槽内浇铸形成且所述铝导条的外侧面贴合所述转子槽的内壁面。

3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述铜导条和铝导条分别包括多个，多个所述铜导条和多个所述铝导条沿所述转子铁芯的周向相间设置。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，多个所述转子导条均形成为铜导条，每个所述转子槽内均设有所述铜导条和所述铝导电层。

5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，每个所述铜导条分别包括第一导条和第二导条，所述第一导条与所述第二导条分别设在所述转子槽内，所述第一导条的内端抵接所述第二导条的内端，所述第一导条的外端与所述第一端环电连接，所述第二导条的外端与所述第二端环电连接。

6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述第一端环与所述第二端环分别形成为铜端环。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述第一导条和所述第一端环一体形成，所述第二导条和所述第二端环一体形成。

8.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述第一导条的内端面与所述第二导条的内端面形成为互相平行的平面。

9.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，每个所述转子槽分别形成为圆形、方形、菱形、三角形或者异形槽。

10.一种压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电机转子。