CN106208575A - 一种用于涡旋压缩机的高效率电机 - Google Patents

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Abstract

一种用于涡旋压缩机的高效率电机，包括定子铁芯和转子，定子铁芯上设有绕组和连接线，所述绕组的线圈由复合漆包线绕制而成；所述定子铁芯由一组带有定子槽的定子冲片焊接叠压而成，所述转子由一组带有转子槽的转子冲片铸铝叠压而成，且两端分别设有转子端环；所述定子槽的深度为19~20mm，其底部呈圆形，且半径为4.5~5mm；每个定子槽内复合漆包线的匝数为41。转子直接安装在涡旋压缩机的转轴上，使得电机结构简化、体积减小，使电机的容量裕度提升；节省部件，降低成本；采用优化设计，可以减少损耗，电机效率提高。

Description

一种用于涡旋压缩机的高效率电机
技术领域
本发明涉及电机的技术领域，特别涉及一种用于涡旋压缩机的高效率电机。
背景技术
由于能效高、结构紧凑、噪音低、操作简单等优势，目前，涡旋式制冷压缩机正在逐步取代传统的半封闭活塞式压缩机，这是一个发展趋势。而提高压缩机能效比的主要着手处就是电机，但是由于涡旋压缩机的结构相对比较紧凑，就决定能容纳电机的空间有限，要进一步提高电机的效率就十分困难，为此有不少公司在进行探索，无奈效果欠佳。
另外，大多数电机除转子和定子外，还带有机壳、端盖、轴承和转子轴，作为一个独立整体与涡旋压缩机通过联轴器连接并传递动力，使得整体设备结构松散、空间占用量大，涡旋压缩机和电机设有中间连接，影响了两者之间的同轴精度和传动效率，并且容易产生噪音。
中国专利CN2013203252503公开了一种内啮合摆线转子泵，电机的电机输出轴采用加长轴结构，电机输出轴加长至电机输出轴可直接作为摆线油泵内外转子的传动轴，将电机输出轴加长成为摆线油泵内转子的定心轴，形成摆线油泵与电机装配成一体式的内啮合摆线转子油泵，这种设计省去了中间连接，使得同轴精度提高，并降低工作噪音，也提高了传动效率。但是电机输出轴采用加长轴，使得电机长度大，而且也没有减小电机的外径。
发明内容
发明的目的：本发明公开一种用于涡旋压缩机的高效率电机，转子直接安装在涡旋压缩机的转轴上，使得电机结构简化、体积减小，使电机的容量裕度提升；节省部件，降低成本；定子铜耗、转子铝耗降低，电机效率提高。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种用于涡旋压缩机的高效率电机，包括定子铁芯和转子，定子铁芯上设有绕组和连接线，所述绕组的线圈由复合漆包线绕制而成；所述定子铁芯由一组带有定子槽的定子冲片焊接叠压而成，所述转子由一组带有转子槽的转子冲片铸铝叠压而成，且两端分别设有转子端环；所述定子槽的深度为19～20mm，其底部呈圆形，且半径为4.5～5mm；每个定子槽内复合漆包线的匝数为41。这种设计的电机不带有机壳、端盖和转子轴，转子直接安装在涡旋压缩机的转轴上，使得电机结构简化、体积尤其是电机长度大大减小，并充分利用有限的空间，提高电机能力，而且节省了多个部件，降低成本；采用优化设计，增大了定子槽的有效面积，可以减少损耗，提高电机效率；另外，电机的热负荷降低，其过载能力得到改善，电机的可靠性随之提高。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述绕组上设有电流热敏型中点保护器。在电机运行异常时，电流热敏型中点保护器自动动作，切断电机的电源，起到保护电机的作用。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述定子铁芯和转子直接设置在涡旋压缩机内部。这种设计的电机不设置机壳，直接安装在涡旋压缩机内部，且转子直接安装在涡旋压缩机的转轴上，定子铁芯直接安装在涡旋压缩机的壳体上，使涡旋压缩机整体结构紧凑、体积减小。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述复合漆包线包括导体和绝缘层，其中导体为铜线，绝缘层为聚酰胺酰亚胺复合聚酯亚胺漆包线。这种设计的复合漆包线具有相当高的耐热性能、机械性能、耐溶剂性能和耐冷媒性能，并且耐辐射，综合性能好且适用范围广；可以满足涡旋压缩机内部的电机在耐冷冻机油和耐氟利昂性能方面的要求。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述线圈包括大、中、小3个线圈，其端部形状包括相互平行的直线段和连接直线段的弧线段，其中弧线段的高度与宽度的比值为0.075～0.150；且大、中、小3个线圈，其弧线段的高度与宽度的比值依次均匀减小。这种设计通过改善线圈的端部形状和尺寸，来减少杂散损耗，提高电机的效率；同时，这种设计的线圈端部较矮，更容易嵌入定子铁芯的定子槽内，能够提高劳动生产率。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述定子铁芯的叠厚为80～90mm，定子铁芯和转子之间的气隙宽度为0.5～0.6mm。利用电磁优化设计选择的气隙宽度和定子铁芯叠厚，降低定子铜耗和转子铝耗，提高了电机效率。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述线圈之间设有联线绝缘套管，线圈层间设有层间绝缘保护片，定子槽内设有槽绝缘片。这种设计进一步提高了电机的绝缘性能，避免绝缘击穿而导致连线间短路。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述槽绝缘片包括两层无纺布和夹设在两层无纺布之间的聚酯薄膜，且槽绝缘片使用绝缘树脂浸渍。这种设计的槽绝缘片柔韧性好，并具有很好的挺度，因此可以容易的入槽，并理想张开以保证良好的接触效果。
进一步的，上述一种用于涡旋压缩机的高效率电机，所述绕组外周设有树脂绝缘漆层；其通过在改性环氧树脂浸渍漆中浸渍，并固化而成，所述改性环氧树脂浸渍漆包括改性环氧树脂、固化剂和水。外层固化的树脂绝缘漆层可以使复合漆包线得到进一步的保护，并使其凝胶成一体以提高机械强度；避免电机在运行过程中因电磁交变引起的复合漆包线间的摩擦，有利于电机的散热；同时能抵抗氧化和水解作用，起到保护电机的作用。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，转子直接安装在涡旋压缩机的转轴上，使得电机结构简化、体积减小，使电机的容量裕度提升；节省部件，降低成本；采用优化设计，定子铜耗、转子铝耗和杂散损耗降低，电机效率提高，另外，电机的热负荷降低，绝缘性能和过载能力得到改善，可靠性提高；运行异常时，电机有自动保护功能；嵌线更容易，提高劳动生产率；绕组的机械强度增加，散热效果好。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机的结构图；
图2为本发明所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机的左视结构图；
图3为本发明所述的线圈端部形状示意图；
图中：1-定子铁芯，2-转子，3-绕组，4-连接线，5-转子端环，6-电流热敏型中点保护器，7-直线段，8-弧线段。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例
本发明的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，如图1和图2所示，包括定子铁芯1和转子2，定子铁芯1和转子2直接设置在涡旋压缩机内部，其中转子2直接安装在涡旋压缩机的转轴上，定子铁芯1直接安装在涡旋压缩机的壳体上，定子铁芯1上设有绕组3和连接线4，绕组3上设有电流热敏型中点保护器6，其中定子铁芯1和转子2之间的气隙宽度为0.5～0.55mm，电机的接线方法为星形接法，包括2根0.75mm和1根0.7mm的导线，所述绕组3的线圈由复合漆包线绕制而成，复合漆包线包括导体和绝缘层，其中导体为铜线，绝缘层为聚酰胺酰亚胺复合聚酯亚胺漆包线；所述定子铁芯1的叠厚为80～85mm，叠压系数为0.97，其由一组带有定子槽的定子冲片焊接叠压而成，定子铁芯1外径为163mm，内径为79.3mm，定子槽数为24，所述定子槽的深度为19～20mm，其底部呈圆形，且半径为4.5～5mm，每个定子槽内复合漆包线的匝数为41；所述转子2由一组带有转子槽的转子冲片铸铝叠压而成，且两端分别设有转子端环5，转子2内径为31mm，毛坯外径为79.3mm，转子槽数为28；所述线圈之间设有联线绝缘套管，线圈层间设有层间绝缘保护片，定子槽内设有槽绝缘片；槽绝缘片包括两层无纺布和夹设在两层无纺布之间的聚酯薄膜，且槽绝缘片使用绝缘树脂浸渍，另外，为防止线圈与定子铁芯1的直角边缘接触，槽绝缘片两端分别设有翻边；绕组3外周设有树脂绝缘漆层；其通过在改性环氧树脂浸渍漆中浸渍，并固化而成，所述改性环氧树脂浸渍漆包括改性环氧树脂、固化剂和水。
如图3所示，所述线圈包括大、中、小3个线圈，其端部属于弧形端部，并在弧形端部的基础上做出改进，改进后的端部形状包括相互平行的直线段7和连接直线段7的弧线段8，其中弧线段8的高度与宽度的比值为0.075～0.150；且大、中、小3个线圈，其弧线段8的高度与宽度的比值依次均匀减小；其中大线圈宽度为140～145mm，弧线段8高度为20～23mm，中线圈宽度为115～120mm，弧线段8高度为10～13mm，小线圈宽度为90～95mm，弧线段8高度为5～8mm，线圈周长决定了复合漆包线的用量，影响电机效率和生产成本，而线圈的形状影响嵌线的难易程度，因此线圈的改善重点在于：保证3个线圈周长基本不超设计值的前提下，缩短线圈弧线段8的高度，把缩减的部分分配到线圈的直线部分，这样线圈端部较矮，容易嵌线，实际证明改进线圈端部尺寸和形状后电机的制造工艺性提高，一般一个熟练工每天完成嵌线工作量由改进前的3～4个变为改进后的8～10个，提高了生产效率。
上述改进带来的结果：
改进前 改进后
定子铜耗(W) 307.7 246.6
转子铝耗(W) 202.3 181
总损耗(W) 735.53 657.6
定子轭磁密(Gs) 15713 15771
定子电密(A/mm2) 6.81 5.9
电机热负荷AJ 2055 1744
电机效率 86.1％ 88.39％
其中定子轭磁密基本没有变化，不影响电机的正常运行，而定子电密与电机热负荷降低，电机的发热得到改善、过载能力得到提升，电机效率提高了2.8个百分点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：包括定子铁芯（1）和转子（2），定子铁芯（1）上设有绕组（3）和连接线（4），所述绕组（3）的线圈由复合漆包线绕制而成；所述定子铁芯（1）由一组带有定子槽的定子冲片焊接叠压而成，所述转子（2）由一组带有转子槽的转子冲片铸铝叠压而成，且两端分别设有转子端环（5）；
所述定子槽的深度为19~20mm，其底部呈圆形，且半径为4.5~5mm；每个定子槽内复合漆包线的匝数为41。
2.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述绕组（3）上设有电流热敏型中点保护器（6）。
3.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述定子铁芯（1）和转子（2）直接设置在涡旋压缩机内部。
4.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述复合漆包线包括导体和绝缘层，其中导体为铜线，绝缘层为聚酰胺酰亚胺复合聚酯亚胺漆包线。
5.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述线圈包括大、中、小3个线圈，其端部形状包括相互平行的直线段（7）和连接直线段（7）的弧线段（8），其中弧线段（8）的高度与宽度的比值为0.075~0.150；且大、中、小3个线圈，其弧线段（8）的高度与宽度的比值依次均匀减小。
6.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述定子铁芯（1）的叠厚为80~90mm，定子铁芯（1）和转子（2）之间的气隙宽度为0.5~0.6mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述线圈之间设有联线绝缘套管，线圈层间设有层间绝缘保护片，定子槽内设有槽绝缘片。
8.根据权利要求7所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述槽绝缘片包括两层无纺布和夹设在两层无纺布之间的聚酯薄膜，且槽绝缘片使用绝缘树脂浸渍。
9.根据权利要求1所述的一种用于涡旋压缩机的高效率电机，其特征在于：所述绕组（3）外周设有树脂绝缘漆层；其通过在改性环氧树脂浸渍漆中浸渍，并固化而成，所述改性环氧树脂浸渍漆包括改性环氧树脂、固化剂和水。
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