CN1367317A - 压缩机和驱动马达组件 - Google Patents

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Abstract

在一种压缩机和驱动马达组件中,该驱动马达是一混合永磁马达和/或具有一转子,该转子直接安装在该压缩机的驱动轴上,该驱动轴用作一支撑着该转子的悬臂。

Description

压缩机和驱动马达组件
技术领域
本发明涉及一种压缩机和驱动马达组件。
背景技术
使用常规的电动马达驱动压缩机的传统方法不仅包括直接驱动连接，而且包括中间联接件、带、滑轮和齿轮。在最简单的已知形式中，用直接连接在压缩机的输入轴上的马达转子来直接驱动。这样的已知压缩机和马达组件在图1中示出。它包括一具有轴承7的旋转螺旋空气压缩机1，以及连接在马达4的转子3上的延伸的凸出输入轴2。即使在这个最简单的形式中，该转子的剪切载荷需要该转子3和输入轴2支撑在附加的轴承5上面。
已知不同类型的马达用于驱动压缩机。例如，已知用于驱动旋转螺旋空气压缩机的定速驱动马达，不管是浸没式的还是无油式的，都已经包含了联接在空气流速控制器的不同机构上的感应马达，例如自动起动和停止以及更复杂的入口控制器，该入口控制器随着系统压力中的变化来限制流速。
还已知可变速驱动马达用于压缩机，例如旋转螺旋空气压缩机。这些马达包括机械变速马达、可变速感应马达(VFD)和可变速转换磁阻马达(SRD)。
虽然已经在有限的空气压缩机应用中试用具有机械速度变化的马达，这些马达具有这样的缺点，即潜在的复杂性、不稳定的可靠性和总体很差的效率。
更广泛地使用由变频转换器驱动的可变速感应马达。其缺点是，因为由感应马达自身包括的电子仪器和施加的限制，所以降低了效率。虽然在大部分情况下提高了改进的绝缘性，但从可靠性和效率的观点来看，感应马达仍然不过是一种折衷方案。
另外，即使对可变频率感应马达作出改进以满足变频转换驱动器的严格要求，这些可变频率感应马达也是大的和实在重的单元。因为由感应马达的应用所施加的物理约束，所以现今市场上使用VFD驱动系统的所有压缩机产品是现有的压缩机组装技术的改进。在所有这些情况下，由于所包含的马达的尺寸和质量，驱动压缩机的马达通常不具有齿轮，而是具有适配壳体、联接件等。而且，由于马达绕组、转子组件等的构制方法和尺寸，需要常规的马达结构，该常规的马达结构包括有重的外壳、轴承、端盖、联接件、适配壳体和其它相对昂贵的部件。
还已知压缩机包括转换磁阻主驱动马达和合适地改进的变频转换驱动器(SRD)，然而这些马达也具有类似的缺点。
作为一单独的情况，混合永磁马达本身是已知的。在这些马达中，驱动转子的磁通量由两个永久磁铁和电磁线圈中流通的电流来产生。例如，美国专利US 4079278和US 4830412、英国专利申请GB-A-2291274和欧洲专利EP-A-0780954中描述了一些实例。
发明内容
本发明在其第一方面提供了一种压缩机和驱动马达组件，其中该马达包括一转子和一定子组件，并且该压缩机包括一支撑着一驱动轴的主体，该转子直接安装在该驱动轴上，其中该驱动轴用作一支撑该转子的悬臂。
因此在其优选实施例中，该组件中提供了“扁平”型马达。并不需要而且也最好不提供与压缩机相隔一段距离的支撑轴承。转子到驱动轴的直接连接不需要附加的连接装置，例如联接件、轴承、齿轮和带，它们会增加能量损失，提高复杂性和成本以及这些部件并不可靠的危险。该压缩机包括轴承，在完全支撑转子时，该轴承上的载荷是可承受的。在结构和装配的便易性方面，优选实施例是小的和紧凑的以及简单的，并且很少维护。
最好使该转子成形为具有锥形的纵向中心孔，该纵向中心孔适于与该驱动轴的对应的锥形部分相配装。该驱动轴最好包括可释放的保持装置，该保持装置将一次配装在驱动轴上的转子有效固定起来。
该定子组件最好连接在该压缩机的壳体上。这种连接最好直接或者通过一适配法兰连在该壳体上。
该压缩机最好是一空气压缩机。该压缩机最好是一旋转螺旋压缩机。
本发明在其第二方面提供了一种压缩机和驱动马达组件，该驱动马达是一混合永磁马达。
本发明在其优选实施例中有利地提供了一种压缩机组件，该压缩机组件具有比先前已知的组件更小和更轻的马达，先前已知的组件包括例如感应驱动马达或SRD型驱动马达这样的马达。有利的是，该马达是足够小和轻的，以致不需要与该压缩机相隔一段距离的支撑轴承来支撑该马达。
该马达最好直接安装在该压缩机上。该马达的转子最好直接安装在该压缩机的轴上(以便提供直接驱动)。该马达的壳体直接连接在该压缩机壳体或者支撑盘上，该支撑盘连接在该压缩机壳体上。
该压缩机最好是一空气压缩机。该压缩机最好是一旋转螺旋压缩机。
该马达可以是一定速马达或者可以是一可变速马达。
该旋转螺旋空气压缩机可以是浸没型的或者可以是无油型的。
该优选组件是小的、紧凑的、技术简单的、有效的和可靠的。
附图说明
现在将通过实例并参考附图对本发明优选实施例进行描述，其中：
图1是现有技术的空气压缩机和马达组件的示意性剖视图；
图2是根据本发明的优选空气压缩机和马达组件与图1相比较的示意性剖视图；
图3是图2中所示的空气压缩机和马达组件的分解透视图；以及
图4是图2和3中所示的空气压缩机和马达组件的一部分的更为详细的剖视图。
具体实施方式
                          组件
如图2至4中所示，优选压缩机和马达组件10包括旋转螺旋空气压缩机12和马达14。
                  旋转螺旋空气压缩机12
旋转螺旋空气压缩机12(也被称为空气端)包括一壳体16，轴18(称为空气端输入轴)从该壳体延伸出来，其用于由马达14驱动以旋转。
马达14由一插销(未示出)定位，并且由穿过安装块22的螺栓20连接到该压缩机12的适配法兰24上，该压缩机12的适配法兰24连接在压缩机12的壳体16上。该适配法兰24包括一主轴密封件26，将该主轴密封件26成形为与围绕着该轴18的圆柱部分30的轴封耐磨套筒28相配合。该适配法兰24还包括同样与该套筒28相配合的防尘轴密封件32。该压缩机12包括位于其壳体16中的输入轴轴承34。
该轴18具有截头圆锥即逐渐变细的端部36，该端部具有成形为接纳一保持螺栓38的螺纹端孔(未示出)。
                      马达
该马达14是混合永磁(HPM)马达41。它包括定子40，该定子40包括定子层叠件42和定子线圈44。转子层叠件48安装在开孔的转子轴50上，该转子轴的孔52是锥形的形状以配合该压缩机12的轴18的端部36。该转子轴50通过保持螺栓38固定在该压缩机12的轴18上。
该马达14具有连接在转子46上的马达冷却风扇54。马达14具有包括一风扇罩58的外壳56。该风扇罩58具有空气进入孔60。
如图4中所示，该马达14包括至少一个转子定位传感器62，或者如图3中所示，有选择地包括一编码器64(即轴定位装置)。
在转子46和定子40之间有一空气间隙66。冷却空气出口68来自该马达外壳56，该马达外壳位于距入口60一段距离的位置。
              马达到压缩机的驱动连接
如图4中所能见到的那样，使用简单的锥形的配装将转子46直接安装在该空气压缩机12的轴18上。由于该混合永磁马达的尺寸和重量很小，所以这是可行的。
该转子46使用一单个保持螺栓38来固定，同时压缩机流体和或压缩空气通过一常规的带唇密封布置(主密封件26)保持在该压缩机自身的内部，该常规的带唇密封布置的后面是一单唇防尘密封件32。
然后将定子安装在由一插销件定位的转子上方，并且使用安装块22和螺栓20来保持。提供一简单的风扇罩58以影响该马达的冷却，然而在其它的实施例中，这个根据国际电气委员会IEC 34-5保护标准No.IP 23的罩的开口防滴漏设计由根据国际电气委员会IEC 34-5保护标准IP 54保护的完全封闭的罩来代替。
以下可以列出将马达的转子安装到压缩机的驱动轴上的优选的直接即悬臂式布置的一些优点：
减少装配时间
降低成本
减少资源
减小尺寸
降低重量
降低传输动力损失
改进操纵性
不需齿轮
不需润滑(马达)
不需轴承
马达中不需密封件
不需对中程序
不需或者大大减少维护
显著提高可靠性
显著降低产品变型
由一种设计来适应电压和频率的改变
在本发明的一些其它的实施例中，该压缩机是其气体不同于空气的气体压缩机，或者是冰箱压缩机。在一些其它的实施例中，该压缩机是往复式的即活塞型，或旋转型，或任何其它具有内旋转元件的类型。

Claims (17)

1.一种压缩机和驱动马达组件，其中该马达包括一转子和一定子组件，并且该压缩机包括一支撑着一驱动轴的主体，该转子直接安装在该驱动轴上，其中该驱动轴用作一支撑该转子的悬臂。
2.如权利要求1所述的组件不具有在与该压缩机的主体相隔一段距离处用以支撑该转子的轴承。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，该马达是混合永磁马达。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，使该转子成形为具有一纵向中心孔，该纵向中心孔适于与该驱动轴的对应的锥形部分相配装。
5.如权利要求1所述的组件，其特征在于，该压缩机具有一壳体，并且该定子组件连接在压缩机的该壳体上。
6.如权利要求5所述的组件，其特征在于，该定子组件直接连接在该壳体上。
7.如权利要求5所述的组件，其特征在于，该定子组件通过一适配法兰连接在壳体上。
8.如权利要求5所述的组件，其特征在于，该压缩机是一空气压缩机。
9.如权利要求5所述的组件，其特征在于，该压缩机是一旋转螺旋压缩机。
10.一种旋转螺旋空气压缩机和驱动马达组件，该驱动马达是一混合永磁马达。
11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该压缩机是一空气压缩机。
12.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该压缩机是一旋转螺旋压缩机。
13.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该马达是一定速马达。
14.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该马达是一可变速马达。
15.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该压缩机是浸没类型的。
16.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该压缩机是无油类型的。
17.如权利要求10所述的组件，其特征在于，该马达包括一转子，该转子直接安装在该压缩机的一驱动轴上。
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