CN1639948A - 带有具有粘接层压结构的分开的定子的电动机 - Google Patents

带有具有粘接层压结构的分开的定子的电动机 Download PDF

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Abstract

一种电动机包括：定子(1)，该定子通过将多个分开的定子部件(2)装配成环形而形成，每一个定子部件(2)具有齿(10)；和面对定子(1)的转子(6)。分开的定子部件(2)通过层压多个芯板并沿着层压方向粘合至少部分芯板端面而形成。这样的结构允许形成没有焊接的芯板层压结构，该结构能避免损坏芯板之间的电绝缘。这样，在磁通量会剧烈变化的定子的内缘(11)处，涡流不会增强。因此，不会对电动机的效率产生不利影响。从而可得到一种小型的、高效的和高性能的电动机，并且也得到了使用所述电动机并享有该电动机的优点的压缩机。

Description

带有具有粘接层压结构的分开的定子的电动机
技术领域
本发明涉及一种包括一种定子的电动机或发电机，所述定子通过将分开的定子部件装配成成环形而制成，并且涉及一种使用该电动机的高效、高性能的压缩机。
背景技术
具有同心绕组的定子已经被广泛地应用于电动机或发电机。在同心绕组定子内，单相绕组缠绕在定子的每一个齿上。该定子的优点在于绕组(绕组端部)高度能够被降低，从而能够减小电动机的体积。同心绕组定子具有低绕线电阻值，从而可降低由绕线电流和绕线电阻产生的铜损耗。这样电动机能够高效地运转。此外，在能够容纳绕组的槽沟部分上的普通绕组提高了定子中绕组的空间系数。从而降低绕线电阻值，这可得到高效电动机。普通绕组设置在分开对应于定子的每一个齿的定子部件上。然后，将定子的多个齿接合成环形。这是同心绕组定子的一个构造方法。缠绕导线的每一个齿的粘合部分相互焊接并形成环形定子。
通常，定子是由厚度为0.5到0.2mm的多个芯板层压而成。为减少涡流，芯板的表面是电绝缘的。
每一个齿通过在层压层之间的边界上、与层压芯板的方向成直角地焊接若干焊点而形成。参考图7A和图7B，进一步的描述了每一个齿的结构。图7A是定子的齿的正视图。图7B是定子的齿的轴向剖视图，并示出了已焊接的芯板层压层的状态。
在图7A和图7B中，定子的齿60通过层压多个芯板61形成，绕组63经由绝缘体62同心地缠绕在叠片上。各芯板61的外缘端面和内缘端面独立焊接在焊点64上。
然而，这样的焊接损坏了层压芯板之间的焊点64处的电绝缘。在损坏点处，涡流增强，电动机效率降低。定子的内缘面对转子，并且内缘的磁通量剧烈变化。因此，对绝缘的损坏显著增强了涡流，这导致了电动机效率降低。
另一种层压法是使用粘合芯板作为用于绝缘和涂敷芯板的材料。粘合剂已经被涂敷于所述粘合芯板。这些芯板被冲压成芯型，并层压成一列。然后，层压芯板被压紧，加热，并粘合，以便整合成一个部件。为了获得高效率的电动机，冲压芯板通常要热处理以便消除由冲压产生的变形，因为变形会对磁特性产生不利影响。一种热处理环境的示例如下：保持800℃温度一个小时；然后逐渐冷却薄板。然而，粘合剂在这样的热处理温度下会失效，薄板不能得到正确的热处理。
根据现有的另一个层压芯板的方法，设置在芯板的部分上的峰和谷被铆接。然而，根据此方法铆接的部分仍对磁特性产生不利影响，降低了电动机的效率。此外，如果电动机具有一个大的轴向尺寸，例如层压得非常厚，那么由于铆接部分具有弹性会产生厚度偏差。这样的偏差对电动机是不利的，尤其对通过装配多个分开的部件而形成定子的电动机不利。
发明内容
本发明致力于解决上述的问题，旨在提供一种结构简单的小型、高效和高性能的电动机。本发明也旨在提供一种应用该电动机的压缩机。
本发明的电动机由以下部件构成：
(a)定子，该定子通过将多个具有齿的分开的定子部件装配成环形而形成；
(b)面对定子的转子。
每一个分开的定子部件通过层压多个芯板并使用粘合剂沿着芯板的层压方向粘合至少部分芯板端面而形成。
根据本发明的压缩机包括该电动机。
这种电动机的结构允许形成芯板的层压结构，而不需要在定子的内缘处进行焊接。定子的内缘面对转子，并遭遇磁通量的剧烈变化。然而，层压芯板之间的电绝缘没有被损坏，这样不会增大涡流。因而不会对电动机效率产生不利影响。结果，可获得结构简单的小型、高效和高性能的电动机。
附图说明
图1是电动机的正视图，该电动机根据本发明的第一示例性实施例采用具有同心绕组的定子。
图2A和图2B是图1所示的电动机的定子齿的透视图。
图3A和图3B是根据本发明的第二示例性实施例的电动机的定子齿的透视图。
图4是根据第二实施例的电动机的定子的透视图。
图5是根据本发明的第三示例性实施例的电动机的定子芯板的平面图。
图6示出了根据第四示例性实施例的压缩机的结构。
图7A是传统定子齿的正视图。
图7B是图7A所示的定子齿的剖视图。
具体实施方式
以下将参考附图说明本发明的示例性实施例。
第一实施例
图1是电动机的正视图，该电动机根据本发明的第一示例性实施例采用具有同心绕组的定子。图2A和图2B是图1所示电动机的定子齿的透视图。
图1中定子1通过将12个分开的定子部件2装配成环形而制成。每一个分开的定子部件2都具有齿，而且经由绝缘体5被绕组4以同心的方式缠绕。转子6的铁芯内具有8块永磁体7，并且转子6经由环形空间面对定子1。定子1和转子6形成具有内部磁体的电动机。
该第一实施例涉及到具有内部磁体的电动机；然而，本发明适用于具有表面磁体的电动机，或有转换磁阻(switched reluctance)的电动机。在具有表面磁体的电动机中，永磁体设置在转子铁芯的表面上，并且该转换磁阻电动机使用具有同心绕组的定子。在所述第一实施例内，使用了一种具有12个定子齿(12个槽)和8个转子磁极的电动机，本发明不仅限于这种电动机。
以下参考图2A和图2B描述了分开的定子部件的齿。定子齿10通过层压多个由电磁钢板制成的芯板而形成。沿芯板层压方向将至少部分端面通过粘合剂粘接在一起。更具体的，粘合剂沿着定子齿10的内缘11和外缘12渗透入层压芯板的端面。使用了氰基丙烯酸盐类(cyanoacrylate system)瞬间粘合剂，这种粘合剂具有低粘度，大约不超过100mPa·S。在该第一实施例中，当用分开的部件装配环形定子时，其中该分开的部件的齿经由绝缘体被绕组所缠绕，分开的部件与在常规定子中的部件不同，它们既不会被焊接也不会被铆接。因此，在焊点的电绝缘没有被损坏，并且涡流不会增强，由此保持了电动机的效率。结果，第一实施例可以提供一种小型、高效和高性能的电动机，该电动机使用了结构简单的同心绕组定子。
考虑到大约不超过100mPa·S的粘合剂的低粘度，可以使用如厌氧粘合剂或紫外硬化粘合剂来代替氰基丙烯酸盐类瞬间粘合剂。
第二实施例
图3A和图3B是根据本发明的第二实施例的电动机的定子齿的透视图。定子齿20通过层压多个由电磁钢板制成的芯板形成。沿芯板层压方向的至少部分端面通过粘合剂粘合在一起。更具体的，粘合剂是沿着定子齿20的内缘21渗透到层压芯板端面中，从而使芯板相互固定。与第一实施例相同，使用了氰基丙烯酸盐类瞬间粘合剂，这种粘合剂的粘度大约不超过100mPa·S。
在层压芯板中，除面对转子的部分(定子的内缘)外，齿部分被焊接以固定芯板。这不同于第一实施例。更具体的，部分外缘22(齿的背面)被焊接，也就是说，外缘22不面对转子。
因为内缘面对转子，定子的内缘遭受磁通量的剧烈变化。因此，焊接内缘可能引起对芯板之间绝缘的损坏。在这种情况下，涡流相当大地增强，这降低了电动机的效率。因此，在这个第二实施例中，因为定子内缘没有被焊接，所以仍然保持了高效率。
下文描述了焊接芯板的外缘部分的方法。图4是根据第二实施例的电动机的定子的透视图。为了使描述更容易理解，图4没有示出绕组或绝缘体而只示出了定子25外缘上的焊点。如图4所示，几个焊点被局部焊接在外缘上，从而产生充分的固定强度。这种结构可应用于大型电动机。
在所述第二实施例中，环形定子装配有分开的部件，其中部件的齿经由绝缘体被绕组缠绕，当每一个分开的定子部件形成时，每一个部件的面对转子的内缘不会被焊接或铆接，而只是部分地由粘合剂粘合。另一方面，为了将芯板相互固定，外缘被局部焊接。焊点不会对绝缘造成损坏，并且也不会增强涡流，从而保持了电动机的效率。结果，所述第二实施例可以提供一种小型、高效和高性能的电动机，该电动机使用结构简单的同心绕组定子。
第三实施例
根据将分开的定子部件整合成环形的方法，将分开的定子部件的在外缘上的相互邻接部分焊接起来，在这种情况下，一部分粘合剂蒸发成气体，这样妨碍了焊接工作。结果，造成环形定子的强度削弱和精度不准确。
参照图5，以下描述了克服这个问题的一种方法，图5是根据第三实施例的电动机的定子芯板的平面图。在图5中，芯板30包括粘合部分31，焊接部分32，和粘合部分31与焊接部分32之间的区域33。在粘合部分31中，使粘合剂渗入以粘合多个层压芯板，由此构成分开的定子部件。在焊接部分32处，将相互邻接的定子齿焊接成环形，从而使相邻的分开的定子部件相互接合。区域33是与焊接部分32邻近的非粘合部分。在该第三实施例中，区域33涂敷有防水和防油的材料，从而区域33阻止了粘合剂渗入焊接部分周围。因此，这种结构防止了由粘合剂产生的气体影响焊接。结果，可得到牢固的焊接，由此强化了定子并提高了环形定子的精确度。
就涂料而言，硅酮类快干涂敷剂有很好的效果。该涂敷剂能够在冲压、热处理后涂敷到芯板上。如果不进行热处理，涂敷剂可以在冲压过程中涂敷到芯板上。
上述第三实施例中，环形定子装配有分开的定子部件，其中分开的定子部件的齿经由绝缘体被绕组缠绕。当定子形成时，焊接所述焊接部分，使芯板固定，从而接合相互邻接的分开的定子部件。面对转子的每一个部件的内缘没有经过焊接和铆接，而是利用粘合剂局部地粘合。在外缘处的焊点不会损坏绝缘，并且不会增大涡流，从而保持了电动机的效率。结果，第三实施例可以提供一种小型、高效和高性能的电动机，该电动机使用了结构简单的同心绕组定子。
第四实施例
图6示出了根据第四示例性实施例的压缩机的结构。在图6中，电动机131包括定子101，转子102，和设置在转子102中的永磁体106。在上述实施例中示出的任何一种电动机结构都可用于该压缩机。电动机131和压缩部分132设置在密封壳体133中。压缩部分132的吸气管134设置有积贮器135，并且在壳体133的上部设置有突出管道136。从而构成压缩机。本发明实现了一种小型、高效和高性能的压缩机，该压缩机能够继承电动机131的优点。
工业实用性
本发明的电动机包括：环形定子，该定子通过将多个具有齿的分开的定子部件装配成环形而形成；和面对定子的转子。每一个分开的定子部件通过层压多个芯板，并沿芯板层压方向利用粘合剂粘接至少部分端面而制成。
本发明的压缩机使用了上述电动机。该电动机的结构允许定子的内缘形成一种不经过焊接的层压芯板，其中定子的内缘遭受磁通量的剧烈变化。各个芯板之间的电绝缘没有受到损坏，并且涡流没有增强。因此，电动机效率没有受到不利影响。从而得到了一种使用同心绕组定子的小型、高效和高性能的电动机，并且得到了应用该电动机并继承该电动机优点的压缩机。

Claims (14)

1、一种电动机包括：通过装配多个具有齿(10)的分开的定子部件(2)而形成的定子(1)；和
面对所述定子(1)的转子(6)，
其中每一个分开的定子部件(2)通过层压多个芯板并使用粘合剂沿着芯板的层压方向粘合至少部分芯板端面而形成。
2、如权利要求1所述的电动机，其中每一个分开的定子部件(2)的层压端面在除面对所述转子的部分外的部分齿(10)处被焊接，从而使芯板相互固定。
3、如权利要求1所述的电动机，其中每一个分开的定子部件(2)的层压端面在齿(20)的背面(22)处被焊接，从而使芯板相互固定。
4、如权利要求1所述的电动机，还包括通过焊接来接合相互邻接的分开的定子部件(2)的焊接部分(32)。
5、如权利要求4所述的电动机，其中在所述焊接部分(32)的附近设置有非粘接区(33)，用来阻止粘合剂渗入所述焊接部分(32)的周围。
6、如权利要求5所述的电动机，其中非粘合区(33)涂敷有防水和防油的材料。
7、如权利要求1所述的电动机，其中齿(10)被导电绕组(4)经由绝缘体(5)以同心的方式缠绕。
8、一种应用一种电动机的压缩机，其中所述电动机包括：
通过装配多个具有齿(10)的分开的定子部件(2)而形成的定子(1)；和
面对所述定子(1)的转子(6)，
其中每一个分开的定子部件(2)通过层压多个芯板并使用粘合剂沿着芯板的层压方向粘合至少部分芯板端面而形成。
9、如权利要求8所述的压缩机，其中每一个分开的定子部件(2)的层压端面在除面对所述转子的部分外的部分齿(10)处被焊接，从而使芯板相互固定。
10、如权利要求8所述的压缩机，其中每一个分开的定子部件(2)的层压端面在齿(20)的背面(22)处被焊接，从而使芯板相互固定。
11、如权利要求8所述的压缩机，还包括通过焊接来接合相互邻接的分开的定子部件的焊接部分(32)。
12、如权利要求11所述的压缩机，其中在所述焊接部分(32)的附近设置有非粘合区(33)，用来阻止粘合剂渗入所述焊接部分(32)的周围。
13、如权利要求12所述的压缩机，其中非粘合区(33)涂敷有防水和防油的材料。
14、如权利要求8所述的压缩机，其中齿(10)被导电绕组(4)经由绝缘体(5)以同心的方式缠绕。
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