CN1420606B - 电动机转子及电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使为了用于密闭式压缩机而设置通气孔，也很少导致磁阻增加、输出和效率降低的同步感应电动机的转子。其特征为，具有产生感应转矩的线槽和产生磁阻转矩的狭缝，在前述线槽和前述狭缝内填充铝，在转子的两端部用端环将填充的铝短路，转子配备有沿轴向贯通的通气孔，将前述通气孔制成从d轴方向观察时磁阻尽可能小的形状。

Description

电动机转子及电动机

技术领域

本发明主要涉及利用感应转矩起动、利用磁阻转矩进行同步运转的、用于密闭式压缩机等中的同步感应电动机的转子的通气孔结构。

背景技术

用于密闭式压缩机中的电动机的转子例如象实公昭64-36581号公报所述，为了制造更好地使冷煤气体通过、没有压力损失、效率高的密闭式压缩机而设置有通气孔。电动机的种类为感应电动机及用永磁铁作为转子的直流无刷电动机。

此外，如实公昭64-36581号公报所述，在转子的通气孔出口上设置油屏蔽板，减少混入冷媒气体进行循环的密闭式压缩机的润滑油向冷媒回路的循环，不存在密闭式压缩机的断油，提高致冷循环效率。

如上所述，在用于密闭式压缩机上的电动机转子上有必要设置使冷媒气体通过用的通气孔。在把转子结构为产生磁阻转矩的转子的狭缝内填充铝、用端环将转子两端短路的同步感应电动机用于密闭式压缩机的情况下，虽然也有必要设置通气孔，但由于在转子上设置狭缝，在所述狭缝内填充铝，所以，难以在狭缝部设置孔。由于没有狭缝的部分是磁通通过的部分，所以在开孔时，存在着磁阻增大，输出功率降低导致效率降低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种即使为了用于密闭式压缩机而设置通气孔，也不会导致磁阻增加、输出功率下降、效率降低的同步感应电动机的转子。

此外，本发明的目的是提供一种不仅可以用于同步感应电动机、也可以用于其它电动机、将含在冷媒气体中的油分离、降低冷媒回路中的油循环量的转子的通气孔。

此外，本发明的目的是提供通过利用上述同步感应电动机的转子及转子的通气孔而效率高价格低廉的电动机、密闭式压缩机、冰箱以及空调机。

本发明技术方案1的电动机转子具有将电磁钢板叠层的叠层钢板，在叠层钢板上形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔，其特征为，具有：第一部件，通过将设有部分被堵塞的通气孔的第一转子冲裁板叠层制成；第二部件，通过将设有全面开口的通气孔的第二转子冲裁板叠层构成；第三部件，通过将设有部分被堵塞的通气孔、且该被堵塞部分与第一转子冲裁板上的通气孔被堵塞的部分相反的第三转子冲裁板叠层制成；将这些部件组合，形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔。

此外，本发明技术方案2的电动机的转子，其特征为，将第一部件，第二部件，第三部件依次反复叠层，形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔。

此外，本发明技术方案3的电动机的转子，其特征为，将通气孔的形状制成圆形。

此外，本发明技术方案4的电动机的转子，其特征为，将第一转子冲裁板与第三转子冲裁板的通气孔的形状制成半月形。

此外，本发明技术方案5的电动机的转子，其特征为，通气孔的气体流入侧全面开口，通气孔的气体流出侧在转子的外径侧的一部分堵塞。

此外，本发明技术方案6的电动机的转子，其特征为，由第二部件构成气体流入侧，由第一部件或第三部件构成气体流出侧，气体流出侧的通气孔是转子外径侧的一部分被堵塞。

此外，本发明技术方案7的电动机的转子，其特征为，在技术方案1、2或5中任何一项所述的电动机的转子中，将通气孔制成从d轴方向观察时磁阻尽可能小的形状。

此外，本发明技术方案8的同步感应电动机，其特征为，采用技术方案1、2或5中任何一项所述的电动机的转子。

此外，本发明技术方案9的感应电动机，其特征为，采用技术方案1、2或5中任何一项所述的电动机的转子。

根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，由于通过在狭缝上设置沿轴向贯通的不填充铝的非填充部，可以将非填充部作为通气孔使用，所以，在不存在狭缝的d轴方向不必设置通气孔，可以减少磁阻，产生大的磁阻转矩，制成高效率的马达。此外，由于利用更加紧凑、宽度小的转子产生转矩，从而，可以将其小型化，降低成本。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过在靠近转子中心的狭缝上设置非填充部，不会减少端环的铝的量，可以加大作为转差率小的领域的感应电动机的转矩。并且，在把同步感应电动机用于密闭式压缩机的情况下，可以缩小通过非填充部的冷媒气体的压力损失。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过在最靠近转子中心的狭缝上设置非填充部，可进一步加大作为转差率小的领域的感应电动机的转矩。并且，在把同步感应电动机用于密闭式压缩机时，可以进一步缩小通过非填充部的冷媒气体的压力损失。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过在狭缝的中心附近设置非填充部，可以保持旋转平衡。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过转子配置沿轴向贯通的通气孔，将通气孔制成尽量缩小从轴向方向观察的磁阻的形状，即使设置通气孔，也可以极大地抑制从d轴侧观察到的定子线圈的电感Ld的减少，加大磁阻转矩，获得效率高的同步感应电动机。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通气孔为具有长轴和短轴的形状，配置成长轴为d轴方向，可极大地抑制从d轴侧观察时的定子线圈的电感Ld的减少，加大磁阻转矩，获得高效率的同步感应电动机。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过把通气孔制成椭圆形，极力地抑制从d轴侧观察时的定子线圈的电感Ld的减少，加大磁阻转矩，获得效率高的同步感应电动机。

根据本发明的实施方式的电动机的转子，通过在叠层钢板上形成沿轴向贯通的内部具有凹凸的通气孔，在用于密闭式压缩机时，由于当冷媒气体通过通气孔时，可以把含在冷媒气体中的润滑油分离，降低冷媒回路中的油循环量，从而可提高作为冷媒回路的性能。此外，由于不必另外安装油分离板，同时从密闭式压缩机带出的润滑油少，可以减少封入密闭式压缩机内的润滑油的量，降低成本，由于可以缩小储油部，所以可将密闭式压缩机小型化。由于从密闭式压缩机中被带出的润滑油少，所以不会烧坏密闭式压缩机，提高可靠性。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，具有将设置一部分被堵塞的通气孔的第一转子冲裁板叠层制成的第一部件，将设置全面开口的通气孔的第二转子冲裁板叠层制成的第二部件，将设置与第一转子冲裁板相反侧的一部分被堵塞的通气孔的第三转子冲裁板叠层制成的第三部件，通过把这些部件组合形成沿轴向贯通的内部具有凹凸的通气孔，可以很容易形成内部具有凹凸的通气孔。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，通过依次反复将第一部件、第二部件、第三部件叠层，形成沿轴向贯通的内部具有凹凸的通气孔，可以在通气孔内形成排列的凹凸。

根据本发明的实施方式的电动机的转子，通过将通气孔的形状制成圆形，可以容易制作转子冲裁板的冲模。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，通过将第一转子冲裁板和第三转子冲裁板的通气孔的形状制成半月形，可以容易制作转子冲裁板的冲模。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，通过在叠层钢板上形成沿轴向贯通的通气孔，通气孔的气体流入侧全面开口，通气孔的气体流出侧部分地堵塞转子的外径侧部分，在用于密闭式压缩机的情况下，在气体流出侧借助离心力阻止含在冷媒气体中的润滑油从转子的出口流出，在冷媒气体流入侧所分离的润滑油很容易返回到密闭式压缩机内，所以，在使冷媒气体顺滑地通过的同时，将冷媒气体中的润滑油分离，可以减少冷媒回路中的油循环量，从而可以提高作为冷媒回路的性能。此外，由于从密闭式压缩机中带出的润滑油很少，从而，可以减少封入密闭式压缩机内的油量，可以降低成本，缩小储油部，可使密闭式压缩机小型化。由于从密闭式压缩机带出的润滑油很少，从而不会烧坏密闭式压缩机，提高可靠性。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，在电动机的转子中，通过通气孔的气体流入侧全面开口，通气孔的气体流出侧部分堵塞转子的外径侧，在用于密闭式压缩机的情况下，为冷媒气体通过通气孔时，将含在冷媒气体中的润滑油分离，在气体流出侧利用离心力阻止所述润滑油从转子出口流出，在冷媒气体流入侧分离的润滑油容易返回密闭式压缩机内，密闭式压缩机不会烧伤，进一步提高可靠性。

此外，根据本发明的实施方式的电动机的转子，具有将设置部分被堵塞的通气孔的第一转子冲裁板叠层的第一部件，将设置全面开口的通气孔的第二转子冲裁板叠层的第二部件，将设置与第一转子冲裁板相反侧被部分堵塞的通气孔的第三转子冲裁板叠层的第三转子，用第二部件构成气体流入侧，用第一部件或第三部件构成气体流出侧，通过气体流出侧的通气孔为转子的外径侧被部分地堵塞，可以很容易地制成在通气孔的气体流入侧全面开口，通气孔的气体流出侧部分堵塞转子外径侧的通气孔。

根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过把通气孔制成从d轴方向观察的磁阻极力缩小的形状，在用于密闭式压缩机的情况下，在冷媒气体通过通气孔时，可将含在冷媒气体中的润滑油分离。可以极大地抑制从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld，加大磁阻转矩，获得高效率的同步感应电动机。

根据本发明的实施方式的同步感应电动机，通过采用同步感应电动机的转子，提高效率。

此外，根据本发明的实施方式的同步感应电动机，通过采用电动机的转子，在用于密闭式压缩机的情况下，提高密闭式压缩机的可靠性。

根据本发明的实施方式的感应电动机，通过采用电动机的转子，在用于密闭式压缩机的情况下，提高密闭式压缩机的可靠性。

根据本发明的实施方式的直流无刷电动机，通过利用同步感应电动机的转子或电动机的转子，在用于密闭式压缩机的情况下，提高密闭式压缩机的可靠性。

根据本发明的实施方式的密闭式压缩机，通过利用同步感应电动机或感应电动机或直流无刷电动机，提高密闭式压缩机的制冷系数及可靠性。

根据本发明的实施方式的冰箱，通过采用密闭式压缩机，提高性能及可靠性。

根据本发明的实施方式的空调机，通过采用密闭式压缩机，提高性能及可靠性。

根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子的制造方法，在利用压铸将铝填充到转子的线槽及狭缝中时，预先将平板状的模具插入到非填充部进行压铸，在从压铸模具中取出转子时，通过拔出平板状模具，可以简单地形成不填充铝的非填充部。

根据本发明的实施方式的同步感应电动机的转子，通过将狭缝相对于d轴平行地配置，可加大从d轴侧观察的定子线圈的电感，可以产生磁阻转矩。

附图说明

图1是表示实施方式1的图示，是同步感应电动机的定子和转子的横剖面图。

图2是表示实施方式1的图示，是同步感应电动机的转子的透视图。

图3是表示实施方式1的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。

图4是表示实施方式1的图示，是在狭缝上设置非填充部的同步感应电动机的转子的横剖面图。

图5是表示实施方式2的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。

图6是表示实施方式3的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。

图7是表示实施方式4的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。

图8是表示实施方式4的图示，是同步感应电动机的转子的纵剖面图。

图9是表示实施方式5的图示，是同步感应电动机的转子的纵剖面图。

具体实施方式

下面基于附图说明本发明的实施方式。

实施方式1.

图1～图4是表示实施方式1的图示，图1是同步感应电动机的定子与转子的横剖面图，图2是同步感应电动机的转子的透视图，图3是同步感应电动机的转子的横剖面图，图4是在狭缝上设置非填充部的同步感应电动机的转子的横剖面图。

在图1～图3中，1是同步感应电动机的定子，设置在定子1的内径侧的多个线槽2中的线圈3以给出使转子4旋转用的旋转磁场的方式卷绕。转子4配置在定子1的内侧，在转子4上成一整体地设置产生感应转矩用的线槽部5与产生磁阻转矩用的狭缝部6，在线槽部5和狭缝部6内填充构成导体的铝7。

如图2所示，填充到各线槽部5、狭缝部6内的铝7与端环8成为一个整体，填充到各线槽部5、狭缝部6内的铝7用端环8短路。

9是设置在转子4上的沿轴向贯通的通气孔，是为了把同步感应电动机用于密闭式压缩机中，并使含有润滑油的冷媒气体易于通过电动机部而设置的。

本实施方式的同步感应电动机为了产生磁阻转矩，例如，如图3所示，通过将狭缝部6相对于d轴平行配置设置在转子4上，利用从图3所示的q轴侧观察的定子线圈的电感Lq与从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld之差得到(1)式所示的磁阻转矩T。

T＝(Ld-Lq)IdIq    ...(1)

其中，Id，Iq分别为分解成定子线圈的d、q轴成分时的电流值，d，q轴相互正交。

本实施方式的同步感应电动机利用线槽部5产生的感应转矩起动，利用由狭缝部6产生的磁阻转矩进行同步运转，所以，是一种无需特别的起动装置，进行高效率的同步运转的优异的电动机。

由于本实施方式所示的同步感应电动机的磁阻转矩由(1)式决定，为了产生大的磁阻转矩，必须尽可能地加大Ld与Lq之差。即，由于必须缩小从d轴观察到的磁阻，所以，如图3所示，在不存在狭缝部6的部分上沿d轴方向配置通气孔9时，磁阻增加，从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld变小，从而，所产生的转矩降低，结果是，为获得必要的转矩，需要加大电流，成为效率差的马达。

这里，如图4所示，在狭缝部6的一部分上设置不填充铝的非填充部10，将该非填充部10作为用于密闭式压缩机时所必需的通气孔。在图中，将非填充部10设置在各狭缝部6的中央附近。非填充部10沿轴向贯通，起着通气孔的作用。但非填充部10也可以设置在狭缝部6的任意部位。

根据这种结构，由于在不存在狭缝部6的部分上，在d轴方向上没有通气孔9，所以磁阻降低，可以加大从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld，增大所产生的转矩，从而，缩小为获得必要转矩所需的电流，成为高效率的马达。

作为非填充部10的制造方法，例如，通过压铸将铝7填充到转子的线槽部5及狭缝部6内时，在不填充铝7的狭缝部6内，预先插入平板状的模具，进行压铸，如果在将转子4从模具中取出时也拔出平板状的模具的话，则可以简单地形成不填充铝的非填充部10。

实施方式2.

图5是表示实施方式2的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。如图所示，将非填充部10设置在最靠近转子4的中心的狭缝部6上。

通过这种结构，由于不减少起着感应电动机的转子作用的端环8的铝的量，可以缩小转子的次级侧电阻，可以加大作为转差率小的区域的感应电动机的转矩，在马达起动之后，可以稳定地进入同步运转。

此外，在把同步感应电动机用于密封式压缩机时，由于起着通气孔功能的非填充部10的旋转产生的圆周速度在非填充部10位于转子中心侧时较小，所以可以缩小通过非填充部10的冷煤气体的压力损失。

在上述的实施方式中，描述了将非填充部10设置在最接近转子4的中心的狭缝部6上的情况，但是，在把非填充部10设在靠近转子4的中心处的狭缝部6上也可以产生同样的效果。

实施方式3.

图6是表示实施方式3的图示，是同步感应电动机的转子的横剖面图。如图所示，在d轴的径向方向上设置两个椭圆形的通气孔9，且将椭圆孔以沿d轴的径向方向为长孔的方式进行配置。

利用这种结构，可以极大地抑制因设置通气孔9造成的给予磁阻转矩的部分的d轴方向的磁阻的增加，极大地抑制从d轴侧观察的定子线圈电感Ld的减少，所以，获得磁阻转矩增大，效率高的同步感应电动机。此外，由于可以利用更加紧凑、宽度小的转子产生转矩，所以可以将其小型化，降低成本。

在上述的实施方式中，说明了设置椭圆形通气孔9的情况，但并不限于椭圆状。只要是能够极大地抑制从d轴侧观察的定子线圈的电感Ld减少的形状的话，其它形状也可以。

实施方式4.

图7、8是表示实施方式4的图示，图7是同步感应电动机的转子的横剖面图，图8是同步感应电动机的转子的纵剖面图。图7是从侧面观察时看到的加在转子上的通气孔9的图示，是本实施方式的同步感应电动机组装到密闭式压缩机中时所看到的气体跑出的出口侧的状态，看见的半圆形的孔，虚线表示位于内部的圆筒孔。

下面利用图8说明通气孔9的结构。将一个或多个冲裁成具有两个半月状的通气孔的转子形状的电磁钢板叠层制成的部件作为第一部件12。然后将一个或多个冲裁成通气孔的形状为圆形的转子形状的电磁钢板叠层制成的部件作为第二部件13。然后，将多个冲裁成通气孔的形状为和第一部件12方向相反的半月形的转子形状的电磁钢板叠层制成的部件作为第三部件14。

当把上述三种部件，第一部件12，第二部件13，第三部件14依次叠层时，通气孔9的截面成为凹凸形状。通过截面为凹凸形状的通气孔9的气流如箭头15所示成为之字形。

如上所述，由于形成其内部具有凹凸的通气孔9，所以在把本实施方式的同步感应电动机用于密闭式压缩机的情况下，当冷媒气体通过通气孔9时，将含在冷媒气体中的润滑油分离，可以降低冷媒回路中的油循环量，可以提高冷媒回路的性能。此外，由于不必另外安装油分离板，而且带走的密闭式压缩机中的润滑油少，可以减少封装到密闭式压缩机内的润滑油的量，降低成本，可以缩小油存储部，使密闭式压缩机小型化。由于从密闭式压缩机被带走的润滑油变少，从而不会烧伤密闭式压缩机，提高可靠性。

在上述的实施方式中，是将半月形状的通气孔和圆形的通气孔组合而形成通气孔9的，但并不限于半月形状、圆形。只要通气孔9的形状为凹凸形状，则可以是任意形状。

在上述的实施方式中，作为电动机是以同步感应电动机为例进行说明的，但并不限于同步感应电动机。例如也适用于感应电动机，直流无刷电动机等。

实施方式5.

图9是表示实施方式5的图示，是同步感应电动机的转子的纵剖面图。如上面的实施方式4中所说明的，将三种部件，第一部件12，第二部件13，第三部件14堆叠，使通气孔9的截面成为凹凸状，将冷媒气体流出口的通气孔的形状制成半月形，且将半月形的通气口加在内径侧，冷媒流入口为圆形。

通过采用这种结构，在把本实施方式的同步感应电动机用于密闭式压缩机的情况下，借助离心力阻止含于冷媒气体中的润滑油在出口侧从转子出口流出，在冷媒气体流入侧被分离的润滑油很容易返回到密闭式压缩机内，所以，在使冷媒气体顺滑地通过的同时，将冷媒气体中的润滑油分离，降低冷媒回路中的油循环量，从而可以提高作为冷媒回路的性能。此外，由于带出的密闭式压缩机的润滑油少，从而可以减少封入密闭式压缩机内的油量，从而可以降低成本，并且，由于可以缩小储油部，从而可将密闭式压缩机小型化。由于带出的密闭式压缩机的润滑油少，从而不会烧坏密闭式压缩机，提高其可靠性。

在本实施方式中，通气孔并不限于半月形、圆形。

此外，在本实施方式中，电动机并不局限于同步感应电动机。例如，也适用于感应电动机，直流无电刷马达等。

实施方式6.

在实施方式4、5中，也可以将第一部件12，第二部件13，第三部件14的通气孔的形状制成沿d轴方向的长孔。在这种情况下的电动机为同步感应电动机。

通过这种结构，在上述实施方式4、5的效果的基础上，由于可极大地抑制设置通气孔9而造成的赋予磁阻转矩部分的d轴方向的磁阻增加，极大地抑制从d轴侧观察到的定子线圈的电感Ld的减少，所以获得磁阻转矩大、效率高的同步感应电动机。此外，由于利用更加紧凑、幅度小的转子产生转矩，从而可以小型化并降低成本。

此外，通过把采用上面所述的同步感应电动机或感应电动机及直流无刷马达的密闭式空气压缩机用于空调机、冰箱，利用高效率的电动机可以提高密闭式压缩机的COP(制冷系数)，使产品节能。此外，可以提供低成本的产品。

在上述实施方式4、5中，描述了在转子上设置内部有凹凸的通气孔的情况，在定子上设置内部有凹凸的通气孔也具有同样的效果。

Claims (9)

1.一种电动机的转子，具有将电磁钢板叠层的叠层钢板，在前述叠层钢板上形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔，其特征为，

具有：第一部件，通过将设有部分被堵塞的通气孔的第一转子冲裁板叠层制成；第二部件，通过将设有全面开口的通气孔的第二转子冲裁板叠层制成；第三部件，通过将设有部分被堵塞的通气孔、且该被被堵塞部分与前述第一转子冲裁板上的通气孔被堵塞的部分相反的第三转子冲裁板叠层制成，将这些部件组合，形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔。

2.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征为，将前述第一部件，前述第二部件及前述第三部件依次反复叠层，形成沿轴向贯通的、内表面上具有凹凸的通气孔。

3.如权利要求1或2所述的电动机的转子，其特征为，将前述通气孔的形状制成圆形。

4.如权利要求3所述的电动机的转子，其特征为，将前述第一转子冲裁板与前述第三转子冲裁板的通气孔的形状制成半月形。

5.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征为，前述通气孔的气体流入侧全面开口，将前述通气孔的气体流出侧在转子的外径侧的一部分堵塞。

6.如权利要求5所述的电动机的转子，其特征为，由前述第二部件构成气体流入侧，由前述第一部件或前述第三部件构成气体流出侧，气体流出侧的通气孔是转子外径侧的一部分被堵塞。

7.如权利要求1、2或5中任何一项所述的电动机的转子，其特征为，将前述通气孔制成从d轴方向观察的磁阻尽可能小的形状。

8.一种同步感应电动机，其特征为，它采用权利要求1、2或5中任何一项所述的电动机的转子。

9.一种感应电动机，其特征为，它采用权利要求1、2或5中任何一项所述的电动机的转子。

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