CN109245336A - 压缩机电机及应用其的压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种压缩机电机及应用其的压缩机，涉及压缩机领域，主要目的在于提供一种新型的定子与壳体装配关系，重新定义电机与压缩机匹配关系。采用的方案为：一种压缩机电机，包括壳体和定子铁芯；壳体和定子铁芯两者中的一个上设有凸起，另一个上设有凹槽；所述凸起插入所述凹槽内，以将所述定子铁芯嵌套在所述壳体内。根据本发明提供的技术方案，因为定子铁芯与壳体两者采用凸起与凹槽相配合的方式进行装配，以将定子铁芯嵌套在壳体内，保证了定子的定位精度，降低了压缩机定转子的高度差，降低了噪音、振动；并且相对于现有技术中的热套装配，本发明的技术方案减少了生产过程中壳体热套带来的能量损耗，加快了生产节奏。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种压缩机电机及应用其的压缩机。
背景技术
随着压缩机系列逐渐增加，压缩机排量、电机尺寸、泵体尺寸和排气压力等参数都越来越大，噪音、振动等问题越来越明显，此时，气路的设计优劣往往更为重要。为了增大气路流通面积，通常在转子铁芯上开设通流孔，以使下腔泵体排出的高压气体能上升至排气口排出。转子通流孔开设越大，电机性能下降越多，曲轴与转子抱紧力越小，严重时无法传递扭矩；同时，定子外径切边也不允许开设过多，会影响定子与壳体的热套抱紧力。因此设计通流孔大小与气路增设大小需权衡两者的比例关系。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种压缩机电机及应用其的压缩机，主要目的在于提供一种新型的定子与壳体装配关系，打破压缩机系列与电机定子外径的固定关系，重新定义电机与压缩机匹配关系。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种压缩机电机，其包括壳体和定子铁芯；
所述壳体和所述所述定子铁芯两者中的一个上设有凸起，另一个上设有凹槽；所述凸起插入所述凹槽内，以将所述定子铁芯嵌套在所述壳体内。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述定子铁芯具有沿径向凸起的支角，所述支角沿所述定子铁芯的轴向延伸；所述支角的数量为两个以上、且在定子铁芯的周向上间隔分布，以在相邻的两支角之间形成沿轴向延伸的通流孔；
所述凸起或所述凹槽设置在所述定子铁芯的支脚上。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述定子铁芯是由多个定子块依次首尾连接所形成的链式定子铁芯；
所述凸起或所述凹槽设置在所述定子块上。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述凸起设置在所述壳体的内壁上，所述凹槽设置在所述定子铁芯的外壁上；
所述凸起呈直条状、且沿定子铁芯的轴向延伸；
所述凹槽沿定子铁芯的轴向具有相背的第一端和第二端；
所述凹槽的第一端贯穿所述定子铁芯的一端，以在所述定子铁芯的所述一端形成供所述凸起插入的插入口。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述定子铁芯在轴向上具有依次连接的第一段和第二段；
所述凹槽从所述第二段的远离所述第一段的一端延伸至所述第二段的靠近所述第一段的一端；
所述第一段的靠近所述第二段的一端用于在轴向上对装配在凹槽内的凸起止挡限位。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述第一段是由第一冲片叠压而成，所述第二段是由第二冲片叠压而成；
所述定子铁芯由所述第一段与所述第二段叠压而成。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述定子铁芯的各冲片上均具有扣点，相邻的两冲片通过扣点固定连接；
其中，当定子铁芯具有沿径向凸起的支角时，各冲片上的扣点设置在支角上，或设置在定子铁芯的基体与支脚的连接处。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述凸起和凹槽两者的延伸方向与所述定子铁芯的轴线平行；
或，所述凸起和凹槽两者的延伸方向一致，且与所述定子铁芯的轴线呈夹角设置。
在前述的压缩机电机中，可选的，所述凹槽为具有限位结构的槽，以阻止所述凸起沿所述定子铁芯的径向从所述凹槽内脱出。
另一方面，本发明的实施例还提供一种压缩机，其包括上述任一种所述的压缩机电机。
借由上述技术方案，本发明压缩机电机及应用其的压缩机至少具有以下有益效果：
1、因为定子铁芯与壳体两者采用凸起与凹槽相配合的方式进行装配，以将定子铁芯嵌套在壳体内，保证了定子的定位精度，降低了压缩机定转子的高度差，降低了噪音、振动；并且相对于现有技术中的热套装配，本发明的技术方案减少了生产过程中壳体热套带来的能量损耗，加快了生产节奏。
2、高压气通过支角与支角之间的通流孔流入到上腔，增大了通流面积，降低噪音问题，同时避免了在转子上开设通流孔对转子铁芯机械强度的影响，提高了电机性能。
3、定子通过支角与壳体配合，定子大小不受壳体限制，若将曲轴设计成阶梯轴，可使用小系列电机匹配大系列压缩机，降低成本，完善电机设计。
4、电机能量传递是通过定转子间气隙来实现的，本发明技术方案改变了气路通道，优化了气隙环境，提高了电机性能。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的一实施例提供的一种壳体与支角式定子铁芯两者装配的剖面视图；
图2是本发明的一实施例提供的一种壳体的剖面视图；
图3是本发明的一实施例提供的一种壳体的俯视图；
图4是本发明的一实施例提供的一种支角式定子铁芯的结构示意图；
图5是图4中A处的放大结构示意图；
图6是本发明的一实施例提供的一种支角式定子铁芯的第一冲片的俯视图；
图7是本发明的一实施例提供的一种支角式定子铁芯的第二冲片的俯视图；
图8是本发明的一实施例提供的一种壳体与链式定子铁芯两者装配的结构示意图；
图9是本发明的一实施例提供的一种链式定子铁芯的结构示意图；
图10是本发明的一实施例提供的一种链式定子铁芯的定子块的结构示意图。
附图标记：1、壳体；2、定子铁芯；3、凸起；4、凹槽；5、定子槽；11、支角；21、第一段；22、第二段；23、定子块；41、插入口；101、通流孔；201、第一冲片；202、第二冲片。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1至图5所示，本发明的一个实施例提出的一种压缩机电机，其包括壳体1和定子铁芯2。壳体1和定子铁芯2两者中的一个上设有凸起3，另一个上设有凹槽4。凸起3插入凹槽4内，以将定子铁芯2嵌套在壳体1内。
优选的，前述凸起3与凹槽4两者的形状一致，以提高两者的连接稳定性。前述的凹槽4可以为燕尾槽或T型槽等，或者凸起3与凹槽4两者的结构可调整成其他配合结构，比如三角棱形等多边形结构等。
在一个具体的应用示例中，如图5所示，前述的凹槽4为T型槽，T型槽的长度和宽度可以均为3mm。T型槽内部的各连接处通过圆角过渡，保证与壳体1连接牢固，平滑装配间隙。
在一些应用场合中，上述的凸起3可以称之为齿部，相应的，凹槽4称之为齿槽。
在上述提供的技术方案中，因为定子铁芯2与壳体1两者采用凸起3与凹槽4相配合的方式进行装配，以将定子铁芯2嵌套在壳体1内，保证了定子的定位精度，降低了压缩机定转子的高度差，降低了噪音、振动；并且相对于现有技术中的热套装配，本发明的技术方案减少了生产过程中壳体热套带来的能量损耗，加快了生产节奏。
上述的定子铁芯2可以具有不同的结构形式。比如定子铁芯2可以为支角式定子铁芯或链式定子铁芯，而无论定子铁芯2采用何种结构形式，均可采用上述凸起3与凹槽4相配合的结构，使定子铁芯1嵌套在壳体1内。
在第一示例中，前述的定子铁芯2为支角式定子铁芯。如图4所示，定子铁芯2具有沿径向凸起的支角11。支角11沿定子铁芯2的轴向延伸。支角11的数量为两个以上、且在定子铁芯2的周向上间隔分布，以在相邻的两支角11之间形成沿轴向延伸的通流孔101。前述的凸起3或凹槽4设置在定子铁芯2的支角11上。其中，通过设置的通流孔101，压缩机在工作时，高压气可以通过支角与支角之间的通流孔101流入到上腔，增大了通流面积，降低噪音问题，同时避免了在转子上开设通流孔对转子铁芯机械强度的影响，提高了电机性能。另外，由于定子是通过支角11与壳体1配合，定子大小不受壳体1限制，若将曲轴设计成阶梯轴，可使用小系列电机匹配大系列压缩机，降低成本，完善电机设计。
上述的支角11绕定子铁芯2的轴线呈圆形均匀分布，以使定子铁芯2上的受力更加均匀。
在一个具体的应用示例中，如图4所示，前述定子铁芯2上支角11的数量可以为8个。
在第二示例中，前述的定子铁芯2为链式定子铁芯。如图8至图10所示，定子铁芯2是由多个定子块23依次首尾连接而成。前述的凸起3或凹槽4设置在定子块23上。其中，通过将定子铁芯2设置为链式定子铁芯，方便线圈的绕线，如此可以提高定子铁芯2的定子槽5的槽满率，槽满率即线圈占满定子槽5的比例，槽满率越大，电子整体的性能越好。
前述的凸起3可以设置在壳体1的内壁上，凹槽4设置在定子铁芯2的外壁上。或凸起3设置在定子铁芯2的外壁上，凹槽4设置在壳体1的内壁上。下面以凸起3设置在壳体1的内壁上，凹槽4设置在定子铁芯2的外壁上具体举例说明。
如图2至图5所示，凸起3设置在壳体1的内壁上，凹槽4设置在定子铁芯2的外壁上。比如在定子铁芯2为支角式定子铁芯时，凹槽4设置在定子铁芯2的支角11上。在定子铁芯2为链式定子铁芯时，凹槽4设置在定子铁芯2的定子块23上。凸起3呈直条状、且沿定子铁芯2的轴向延伸。凹槽4沿定子铁芯2的轴向具有相背的第一端和第二端。凹槽4的第一端贯穿定子铁芯2的一端，以在定子铁芯2的一端形成供凸起3插入的插入口41。在本示例中，通过设置的插入口41，方便了凸起3与凹槽4的装配。
进一步的，如图4所示，前述的定子铁芯2在轴向上可以具有依次连接的第一段21和第二段22。凹槽4从第二段22的远离第一段21的一端延伸至第二段22的靠近第一段21的一端。第一段21的靠近第二段22的一端用于在轴向上对装配在凹槽4内的凸起3止挡限位，以限制定子上下窜动，提高定子的稳定性。
进一步的，如图4所示，前述第二段22的长度大于第一段21的长度，如此使凹槽4和凸起3两者的长度均相对较长，增大了凸起3与凹槽4两者的装配面积，提高了具有凸起3的壳体1与具有凹槽4的定子铁芯2两者的连接稳定性。
在一个具体的应用示例中，如图6和图7所示，前述的第一段21可以是由第一冲片201叠压而成，第二段22可以是由第二冲片202叠压而成。前述的定子铁芯2由第一段21与第二段22叠压而成。在本示例中，通过冲片的方式进行叠压组装，具有方便加工的效果。
进一步的，前述定子铁芯2的各冲片上均具有扣点。相邻的两冲片通过扣点固定连接。其中，当定子铁芯2为支角式定子铁芯，即定子铁芯2具有沿径向凸起的支角11时，各冲片上的扣点设置在支角11上，或设置在定子铁芯2的基体与支脚11的连接处。其中，定子铁芯2的基体即为定子铁芯2上支角11之外的部分，支角11从基体的外侧壁上凸出。
通过上述的设置，使扣点能够尽量远离定子铁芯2的定子槽5，防止在加工的过程中定子槽5变形。
前述凸起3和凹槽4两者的延伸方向可以与定子铁芯2的轴线平行。或者，凸起3和凹槽4两者的延伸方向一致，且与定子铁芯2的轴线呈夹角设置，以达到定子绕组斜槽意图，有利于电机性能的改善。
进一步的，前述的凹槽4可以为具有限位结构的槽，以阻止凸起3沿定子铁芯2的径向从凹槽4内脱出，以进一步提高定子铁芯2与壳体1两者的连接稳定性，防止定子铁芯2发生晃动。
本发明的实施例还提供一种压缩机，其可以包括上述任一示例中的压缩机电机。
在上述实施例中，本发明提供的压缩机由于设置上述压缩机电机的缘故，因此也具有降低能源损耗，有利于定转子高度差的控制，改善电机性能的优点。
下面介绍一下本发明的工作原理，并以定子铁芯2为支角式定子铁芯具体举例说明。
1、本发明技术方案中的定子与壳体1两者采用嵌套装配。定子外径有多根支角11，该多根支角11与壳体1上同等数量的凸出部位嵌套配合，保证了定子的定位准确，并减少了生产过程中壳体1热套带来的能量损耗，确保压缩机定转子高度差。
2、增大通流面积，改善气路。由于定子与壳体1采用嵌套配合，支角11与支角11之间存在大量通流面积，改善气路，并且不影响电机扭矩传递，可以取消转子通流孔设计，提高电机性能。
3、电机与压缩机匹配不再受外径限制。定子上设计支角11，解放电机外径，不再拘泥于壳体1外径设计电机，可较小铁损，提高电机效率。
4、降低高压气体对转子的冲击。气路改善后，泵体排出的高压气体从支角11间通过，流入上腔，电机运行环境得到改善，提高电机性能。
在本发明提供的技术方案中：
1、定子采用多根支角11与壳体1固定，泵体排出的高温高压气体从支角11间流入上腔，设计新型气路结构与定子固定方式；
2、支角11末端与壳体1通过嵌套方式固定，支角11上设置多个齿槽(即前述的凹槽4)，壳体1的内壁上设有与支角11配合的凸出的多个齿部(即前述的凸起3)。同时定子铁芯由两种冲片叠压而成，一种冲片的支角11上开有齿槽，另一种冲片的支角11上不开齿槽。该两种冲片叠压后，未开齿槽的冲片在上端，限制壳体1上的齿部，固定定子，防止定子窜动。
3、壳体1上的齿部设计成凸起结构，齿槽也设计成配套结构。此结构可防止定子左右晃动。
4、改善气路通道，大幅提高通流面积，降低压缩机噪音、振动。
本发明的定子铁芯2采用硅钢片冲制而成，其是由第一冲片201和第二冲片202叠压而成，叠压厚度为90mm。第一冲片201的外壁上具有8根支角11，支角11端部无齿槽。第一冲片201的叠压厚度为20mm，第一冲片201上的扣点设置在支角11上，支角11内径即为定子外径，其值与定子槽5外径相距应大于3mm，尺寸过小将影响定子结构机械强度。第二冲片202在第一冲片201的基础上，叠压厚度70mm，第二冲片202的支角11端部开设4个齿槽，齿槽长度3mm，宽度3mm，并在连接处设置R1圆角，保证与壳体1连接牢固，平滑装配间隙。
与定子配套的壳体1内壁上设置8列齿部，每个齿部设计4根齿，保证与定子配合时有足够的过盈量，以固定定子。在8个齿部每根齿对应壳体1位置打上相应小孔，将每根齿使用电焊工艺，焊接至壳体1上固定，长度为70mm，与定子上的齿槽配合。齿设计成T字形，增大与齿槽接触面积，保证定子在平面内固定，齿部顶端与第一冲片201叠压的部分限位配合，并根据定子自身重量，限制定子上下窜动。
在装配时，使用机械手臂或者手动将定子铁芯2垂直深入壳体1中，未开槽的支角11端朝上。定子8根支角11齿槽与壳体18列齿部对正装配，直至第一冲片201的叠层限位住齿部。压缩机运行时，排气阀排出高压高温气态冷媒，从定子支角11间的通流孔101流入上腔，并从排气口进入空调系统。与现有电机结构相比，本发明技术方案的通流面积增加了350％，极大优化了气路结构，降低了噪音和振动，并舍弃热套定子方式，使用机械配合，降低了能源损耗，有利于定转子高度差的控制，改善了电机性能。同时，定子外径不再受壳体1大小限制，在保证机械强度下，可使用较小电机，通过支角11与壳体1配合，驱动泵体。
其中，齿部与齿槽结构可调整成其他配合结构，如三角棱形等多边形；支角11大小可改变，并可调整齿部根数，如设置5根齿部；定子的第一冲片201可变为镂空开槽，齿部端部可设置一小凸起3，与镂空槽配合使用，固定定子铁芯2。齿和齿槽可与轴向偏差一定角度，以达到定子绕组斜槽意图，有利于电机性能改善。
有益效果：
1、定子与壳体1嵌套配合，与以往热套方案相比，可较少加热壳体1所需的能量，加快生产节奏；同时，嵌套配合是由支角11与壳体T形齿、槽装配，提高定子定位精度，降低压缩机定转子高度差，降低噪音、振动。
2、高压气通过支角11与支角11之间的空间流入到上腔，增大了通流面积，降低噪音问题，同时避免了在转子上开设通流孔对转子铁芯机械强度的影响，提高电机性能。
3、定子通过支角11与壳体1配合，定子大小不受壳体1限制，若将曲轴设计成阶梯轴，可使用小系列电机匹配大系列压缩机，降低成本，完善电机设计。
4、电机能量传递是通过定转子间气隙来实现的，本专利改变气路通道，优化气隙环境，提高电机性能。
这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压缩机电机，其特征在于，包括壳体(1)和定子铁芯(2)；
所述壳体(1)和所述定子铁芯(2)两者中的一个上设有凸起(3)，另一个上设有凹槽(4)；所述凸起(3)插入所述凹槽(4)内，以将所述定子铁芯(2)嵌套在所述壳体(1)内。
2.如权利要求1所述的压缩机电机，其特征在于，
所述定子铁芯(2)具有沿径向凸起的支角(11)，所述支角(11)沿所述定子铁芯(2)的轴向延伸；所述支角(11)的数量为两个以上、且在定子铁芯(2)的周向上间隔分布，以在相邻的两支角(11)之间形成沿轴向延伸的通流孔(101)；
所述凸起(3)或所述凹槽(4)设置在所述定子铁芯(2)的支角(11)上。
3.如权利要求1所述的压缩机电机，其特征在于，
所述定子铁芯(2)是由多个定子块(23)依次首尾连接所形成的链式定子铁芯；
所述凸起(3)或所述凹槽(4)设置在所述定子块(23)上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的压缩机电机，其特征在于，
所述凸起(3)设置在所述壳体(1)的内壁上，所述凹槽(4)设置在所述定子铁芯(2)的外壁上；
所述凸起(3)呈直条状、且沿定子铁芯(2)的轴向延伸；
所述凹槽(4)沿定子铁芯(2)的轴向具有相背的第一端和第二端；
所述凹槽(4)的第一端贯穿所述定子铁芯(2)的一端，以在所述定子铁芯(2)的所述一端形成供所述凸起(3)插入的插入口(41)。
5.如权利要求4所述的压缩机电机，其特征在于，
所述定子铁芯(2)在轴向上具有依次连接的第一段(21)和第二段(22)；
所述凹槽(4)从所述第二段(22)的远离所述第一段(21)的一端延伸至所述第二段(22)的靠近所述第一段(21)的一端；
所述第一段(21)的靠近所述第二段(22)的一端用于在轴向上对装配在凹槽(4)内的凸起(3)止挡限位。
6.如权利要求5所述的压缩机电机，其特征在于，
所述第一段(21)是由第一冲片(201)叠压而成，所述第二段(22)是由第二冲片(202)叠压而成；
所述定子铁芯(2)由所述第一段(21)与所述第二段(22)叠压而成。
7.如权利要求6所述的压缩机电机，其特征在于，
所述定子铁芯(2)的各冲片上均具有扣点，相邻的两冲片通过扣点固定连接；
其中，当定子铁芯(2)具有沿径向凸起的支角(11)时，各冲片上的扣点设置在支角(11)上，或设置在定子铁芯(2)的基体与支脚(11)的连接处。
8.如权利要求1至7中任一项所述的压缩机电机，其特征在于，
所述凸起(3)和凹槽(4)两者的延伸方向与所述定子铁芯(2)的轴线平行；
或，所述凸起(3)和凹槽(4)两者的延伸方向一致，且与所述定子铁芯(2)的轴线呈夹角设置。
9.如权利要求1至7中任一项所述的压缩机电机，其特征在于，
所述凹槽(4)为具有限位结构的槽，以阻止所述凸起(3)沿所述定子铁芯(2)的径向从所述凹槽(4)内脱出。
10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的压缩机电机。
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