CN105846632A - 一种扇形高效率有限转角压缩机电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扇形高效率有限转角压缩机电机，它为解决压缩机工作效率低、控制器复杂且不可靠问题而提出；它包括定子铁心、中心转子铁心、定子磁体、转子磁体、定子电枢绕组组成，根据定子组件及转子组件之间的不对称性向外提供有限转角的输出；在压缩机处于压缩制冷剂模式时，定转子组件中的磁体间相互作用力为输出转矩主要形式，而压缩机处于吸气模式时，定子电枢绕组通电，大大简化了电机结构，优化了控制模式，降低了成本。

Description

一种扇形高效率有限转角压缩机电机

技术领域

本发明涉及一种制冷压缩机的电动机，具体涉及一种可以直接驱动压缩机的扇形高效有限转角压缩机电动机。

背景技术

随着空调、冷箱等需求的不断增加，对于高效率高功率密度压缩机的需求越来越高。现阶段，压缩机多采用旋转电机+传动部件作为动力源，将旋转电机的圆周运动转化为直线运动，进而与压缩机的连杆相连，而后连杆做直线运动压缩制冷剂和引入制冷剂，进而借助于高压气体的膨胀来降温。

但是由于压缩机的运动方式可以分成两个过程：首先是压缩制冷剂，要求电机提供给压缩机足够的转矩；其次是引入制冷剂，要求电机的转矩较小。而现在的电机运转起来后，其转矩与电流成正比关系，如需要完成压缩机的两个运动过程，需要时时调节电机电流。这种运行方式导致了电机运行起来后，电流调节频繁，高频变换的电流导致电机系统容易出现振动，进而使得压缩机噪音大。同时，频繁变换电机内绕组电流使得电机控制器具有较大的容量，能够耐住电压冲击，使得压缩机电机控制系统容易故障。

发明内容

本发明为解决现阶段压缩机电机中存在的效率不够、振动大、体积大、易故障的问题，提出一种扇形高效有限转角直流电机结构，该电机与传统电机不同的是电机只是传统电机的一部分，而且只旋转过有限转角，这个有限转角经过传动系统转换为直线运动，推动压缩机运行。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

一种扇形高效率有限转角压缩机电机，包括：定子铁心、定子电枢绕组、定子磁体、中心转子铁心和转子磁体；

定子铁心内壁通过设置径向凹槽分割为磁体安装部和电枢绕组安装部，其中，定子磁体设置于磁体安装部内壁表面，定子电枢绕组固定于电枢绕组安装部，且保证定子电枢绕组作用范围部分或者全部覆盖定子磁体；

中心转子铁心外壁通过设置径向凹槽分割为分别与定子铁心内壁的磁体安装部和电枢绕组安装部对应的转子磁体安装部和铁心部，其中，转子磁体固定于转子磁体安装部外壁，铁心部为中心转子铁心本体部分；

其中，定子铁心的磁体安装部和电枢绕组安装部弧度之和大于中心转子铁心转子磁体安装部和铁心部弧度之和，且两个和的差值为电机最大旋转转角。

进一步的，定子磁体与转子磁体弧度相同。

进一步的，磁体安装部大于电枢绕组安装部，其优选为1.5倍。

进一步的，转子磁体安装部安装转子磁体后外径大于等于铁心部最大外径处一致，小于定子磁体内径；

采用上述技术方案的本发明，该型电机在压缩机压缩制冷剂时，采用两块磁体之间的磁力模式，该模式不消耗能量，能够实现压缩机电机的高效运行。

该型电机定子绕组通入交替的直流电流，且该直流电流只在压缩机的回程吸气阶段运行，使得该型电机具有高效率的特点。

本发明的有益效果：该型电机在压缩机的两个运动行程中采用不同的运动模式，高扭力运行时采用磁体之间的吸引力，而在吸气模式条件下，采用线圈激磁，吸引转子回归原位置，使得电机具有高效率特点；同时，由于该型电机定子绕组只有一个线圈，且通入电流为稳定直流电流，控制器相对简单且可靠，能够有效提高压缩机电机的可靠性。

该型电机的提出有助于提高压缩机能源利用率，且具有长时间运行稳定的特点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共3幅附图,其中：

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的定子结构示意图。

图3为本发明的转子结构示意图。

图中：1、定子铁心，2、定子电枢绕组，3、定子磁体，4、中心转子铁心，5、转子磁体。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种扇形高效率有限转角压缩机电机，包括：定子铁心1、定子电枢绕组2、定子磁体3、中心转子铁心4和转子磁体5；

定子铁心1内壁通过设置径向凹槽分割为磁体安装部和电枢绕组安装部，其中，定子磁体3设置于磁体安装部内壁表面，定子电枢绕组2固定于电枢绕组安装部，且保证定子电枢绕组2作用范围部分或者全部覆盖定子磁体3；

中心转子铁心4外壁通过设置径向凹槽分割为分别与定子铁心1内壁的磁体安装部和电枢绕组安装部对应的转子磁体安装部和铁心部，其中，转子磁体5固定于转子磁体安装部外壁，铁心部为中心转子铁心4本体部分；

其中，定子铁心1的磁体安装部和电枢绕组安装部弧度之和大于中心转子铁心4转子磁体安装部和铁心部弧度之和，且两个和的差值为电机最大旋转转角。

进一步的，定子磁体3与转子磁体5弧度相同。

进一步的，磁体安装部大于电枢绕组安装部，其优选为磁体安装部大于电枢绕组安装部1.5倍。

进一步的，转子磁体安装部安装转子磁体5后外径大于等于铁心部最大外径处一致，小于定子磁体3内径，其中，内径所指为截面圆圆心至定子磁体内壁的半径长度，外径所指为在同一个截面圆内，截面圆圆心至转子磁体外壁半径长度；

具体实施方式一，如图1所示，定子铁心组件和转子铁心组件之间为气隙；图1中表明的是该型电机在压缩制冷剂步骤中最终行程时所处的状态，定子磁体3和转子磁体5完全相对。再达到此位置前，电机出力达到最大。

具体实施方式二，如图2所示，本实施方式说明该型电机在压缩机吸气时的工作状态。在实施方式1的基础上，定子电枢绕组2通电，在定子电枢绕组2缠绕的磁极上产生与定子磁体3相同极性的磁场，该磁场经过气隙与定子磁体3进行铰链，从而中和一部分定子磁体3与转子磁体5之间的连结力，为转子向相反方向旋转做准备；同时，由定子电枢绕组2产生的磁场与中心转子铁心相互作用，吸引中心转子铁心向右侧旋转，充分利用线圈磁场的磁阻力，向右侧拉回转子组件，进而完成压缩机的吸气步骤。

具体实施例三，如图2所示，该型电机的定子是由定子铁心1、定子电枢绕组2和定子磁体3三部分组成。其中定子铁心被定子电枢绕组2和定子磁体3分成两个部分，定子电枢绕组2对应的铁心为控制铁心，定子磁体3对应的铁心为磁回路铁心，两者之间相差Θ角，Θ角的取值受到电机出力大小及加工精度的要求而变化。

具体实施方式四：如图3所示中心转子铁心弧度为Ψ，小于定子铁心弧度α，且转子运动角度为α-Ψ。

具体实施方式五：如图1和图3所示，转子磁体弧度与定子磁体弧度一致，且大于中心转子铁心右侧极靴角度，这样保证电机压缩时出力两块永磁体之间作用大大于定子线圈通入小电流时的反作用力。这是为了保证定子电枢绕组2在控制器输出不稳定时(电流应为零时，未及时降低为0)，电机可以继续工作。

具体实施方式六：如图2和图3所示，转子完全向右侧偏转至最大偏角时，定子磁体3及转子磁体5之间应存在角度差(未完全对应状态)，且转子磁体5应完全或部分旋转出定子磁体3对应范围，这样才可以保证电机在压缩状态下的工作。

其中，可以根据需要单独添加磁体安装部与转子磁体安装部装配形式组合，组合数量越多，电机输出转矩越大。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种扇形高效率有限转角压缩机电机，包括：定子铁心(1)、定子电枢绕组(2)、定子磁体(3)、中心转子铁心(4)和转子磁体(5)；

其特征在于：

所述定子铁心(1)内壁通过设置径向凹槽分割为磁体安装部和电枢绕组安装部，其中，定子磁体(3)设置于磁体安装部内壁表面，定子电枢绕组(2)固定于电枢绕组安装部，且保证定子电枢绕组(2)作用范围部分或者全部覆盖定子磁体(3)；

所述中心转子铁心(4)外壁通过设置径向凹槽分割为分别与定子铁心(1)内壁的磁体安装部和电枢绕组安装部对应的转子磁体安装部和铁心部，其中，转子磁体(5)固定于转子磁体安装部外壁，铁心部为中心转子铁心(4)本体部分；

其中，定子铁心(1)的磁体安装部和电枢绕组安装部弧度之和大于中心转子铁心(4)转子磁体安装部和铁心部弧度之和，且两个和的差值为电机最大旋转转角。

2.根据权利要求1所述的一种扇形高效率有限转角压缩机电机，其特征在于：所述定子磁体(3)与转子磁体(5)弧度相同。

3.根据权利要求1所述的一种扇形高效率有限转角压缩机电机，其特征在于：所述磁体安装部大于电枢绕组安装部，其优选为1.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种扇形高效率有限转角压缩机电机，其特征在于：所述转子磁体安装部安装转子磁体(5)后外径大于等于铁心部最大外径处一致，小于定子磁体(3)内径。