CN1822473A - 电动机、压缩机和空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括定子和转子的电动机。定子芯包括其中直切表面被形成在层压定子芯板的圆形外周表面上的层压定子芯板所制造的层压定子芯。层压定子芯板的直切表面周向移动各预定的层压定子芯板，这样直切表面在层压定子芯的轴向和周向方向中均匀地分布。因此，保证了用于润滑油的流动通道，同时定子芯的局部磁饱和得以解决并且改进了齿槽效应力矩和感应电压波形变形。

Description

电动机、压缩机和空调

技术领域

本发明涉及电动机和压缩机。

背景技术

在压缩机中采用螺旋类型或者旋转类型压缩元件，而且压缩元件需要润滑油，因为它们是机械机构。因此，储油器设置在压缩机的底部上，储油器中的润滑油被引到压缩元件，然后润滑油通过设置在用于驱动压缩机构的电动机的层压定子芯的外周上的直切表面(在下面称为D-切口因为四个表面切口中的每个看起来是D形状的)返回储油器。设置在定子层压定子芯的外周上的直切表面作为用于流经压缩机械部分的润滑油的流动通道是不可缺少的，而且D-切口的面积越大，润滑油流回就越容易，这样有助于材料利用率的增加。JP-A-2003-269335公开了一种结构，其中切口被设置在电动机的定子芯的外周上，制冷剂流经壳体和定子芯之间的芯部切口。

对于不同的试验和检查的结果，设有D-切口的电动机涉及较大振动和噪音的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电动机，所述电动机可以保证就象在现有技术中那样的用于润滑油的流动通道，并涉及较小的振动和噪音，以及使用所述电动机的压缩机。

本发明提供了一种电动机，包括定子，所述定子包括层压定子芯，所述层压定子芯由层压定子芯板所制造，其中多个槽被形成并且电枢绕组被设置在所述槽中，直切表面形成在层压定子芯的外周表面上，以及转子，所述转子用其间具有预定的空气间隙可旋转地支撑在层压定子芯板的内周侧中，以及其中层压定子芯板的直切表面被周向地移动每个预定的层压定子芯板，这样直切表面均匀地分布在层压定子芯的轴向和周向方向上。因此，在用于润滑油的流动通道如现有技术中那样得以保证的同时，定子芯的局部磁饱和得以解决，以及齿槽效应力矩和感应电压波形变形率得以改良。

本发明的这些和/或者其它方面和特征将从实施例的下述说明并结合附图而详细了解到。

附图说明

图1是感应电动机的径向截面图；

图2a、2b是显示了用于感应电动机的定子的有限元方法分析的结果的视图；

图3a是显示了根据本发明的第一实施例的感应电动机的层压定子芯的周向位移的透视图；

图3b是显示了根据本发明的第一实施例的感应电动机的转子的透视图；

图4是根据本发明的第一实施例的感应电动机和现有技术的感应电动机之间的齿槽效应力矩中的比较的视图；

图5是显示了根据本发明的第一实施例的感应电动机和现有技术的感应电动机之间的感应电压的变形速率的比较的视图；

图6是显示了根据本发明的第二实施例的自启动类型的感应电动机的径向截面图；

图7a是根据本发明的第二实施例的自启动类型感应电动机的层压定子芯的周向位移的透视图；

图7b是显示了根据本发明的第二实施例的自启动类型感应电动机的转子的透视图；

图8显示了根据本发明的第三实施例的同步电动机的径向横截面视图；

图9a是显示了根据本发明的第三实施例的同步电动机的转子的周向位移的透视图；

图9b是根据本发明的第三实施例的同步电动机的转子的透视图；

图10是显示了根据本发明的第四实施例的电动机的层压定子芯的径向截面图；

图11是显示了根据本发明的第四实施例的电动机的层压定子芯的周向位移的透视图；

图12是显示了本发明所涉及的压缩机的结构的横截面视图。

具体实施方式

实施例涉及用于空调、冷却器、陈列橱等中的电动机、以及使用所述电动机的压缩机。

图1是电动机的轴向截面图。在图1中，定子1包括定子芯2，设置在定子芯上的多个槽3(在图中为30个槽)，以及通过槽3所分开的齿4。定子1在其外周上设有多个D-切口5(在图中为4个切口)。电枢绕组6(包括U相绕组6A、V相绕组6B、W相绕组6C)包括其中的相同相分配在多个槽3上的分布绕组。转子包括鼠笼绕组，包括围绕转子芯7的外周部分设置的多个槽中的导电杆8，以及在轴端表面上短路所述杆的导电端环(未示出)，以及轴9。

图2a、2b显示了如图1所示的定子的有限元(Finite Element)方法分析结果。图2a显示了其中通量集中在定子芯的圆柱形部分上的条件，以及没有发现任何明显的磁饱和。另一方面，如图2b中所示，当通量集中在D-切口部分上上，局部磁饱和变得明显，而且这样导致由于这样的磁饱和在转子转动时圆柱形地重复，而振动和噪音变得较大的问题。

为了解决这样的问题，根据本发明的第一实施例的电动机如图3a、3b所示实现了振动和噪音的减小。图3a时显示了根据本发明的第一实施例的感应电动机的层压定子芯的周向位移的透视图。图3b是显示了根据本发明的第一实施例的感应电动机的转子的透视图。在图3a中，D-切口5在个预定的层压定子芯板在径向方向上以两倍槽节距移动。层压定子芯板通过焊接彼此固定。如图3a、3b所示，通过周向地移动层压定子芯板的D-切口，使D-切口在轴向和径向方向上均匀地分布，定子芯板的局部磁饱和得以解决，用于润滑油的流动通道可以如现有技术中那样得以保证，以及齿槽效应力矩和感应电压波形变形速率得到改进。同样，本实施例中的D-切口通过直切线所形成，即使不是直切线，切割线从圆凹下以使得能够保证用于润滑油的流动通道已经足够。此外，当本实施例的绕组包括分布绕组时，用集中绕组也能获得实施例的效果。

当槽3的节距是12度，以及D-切口5在n(n＝1、2、…)次槽节距上位移，有下述四种情况(a)-(d)；

情况(a)：D-切口的周向节距等于槽节距，即12度节距-8层定子芯；

情况(b)：D-切口的周向节距是槽节距的两倍，即24度节距-4层定子芯；

情况(c)：D-切口的周向节距是槽节距的三倍，即36度节距-3层定子芯；以及

情况(d)：D-切口的周向节距是槽节距的四倍，即48度节距-2层定子芯。

图4、5显示了各情况(a)-(d)中的改进特征效果的测量结果。图4显示了就峰至峰值的齿槽效应力矩的比较以及图5显示了感应电压波形变形率的比较。齿槽效应力矩的急剧减小可以通过在n＝1以及n＝2的时间上来实现，以及感应电压波形变形率在n＝1-4的所有的情况下减小。相应地，考虑到制造过程的简化，优选地，可以进行周向位移以实现n＝2。

根据本发明，层压定子芯在轴向和周向方向上在芯部后区域中均匀形成，这样定子芯的局部磁饱和得以解决，用于润滑油的流动通道可以如现有技术那样得以保证，并且改进了齿槽效应力矩和感应电压波形变形速率。结果，就可以减小振动和噪音。

图6是根据本发明的第二实施例的电动机的径向截面图。第二实施例与第一实施例不同在于永久磁铁10和空位11在设置在转子芯7上的导电杆8的径向向内安置。图7a是显示了根据本发明的第二实施例的自启动类型感应电动机的层压定子芯的周向位移。图7b是显示了根据本发明的第二实施例的自启动类型感应电动机的转子的透视图。

图8显示了根据本发明的第三实施例的同步电动机的径向横截面视图。第三实施例与第一和第二实施例不同在于没有任何导电杆设置在转子芯7上，但是永久磁铁10被设置在其上。图9a是显示了根据本发明的第三实施例的同步电动机的转子的周向位移的透视图。图9b是根据本发明的第三实施例的同步电动机的转子的透视图。

图10是显示了根据本发明的第四实施例的电动机的定子的径向截面图。第四实施例与第一、第二和第三实施例的区别在于填塞孔12被设置在定子芯2上。此处，填塞孔12的数目Nk与槽的数目Ns的关系是：Nk＝Ns/n(n＝1，2，…)，以及周向节距Tk与槽节距Ts的关系是：Tk＝n·Ts。在图10中，n＝2。

图11是显示了根据本发明的第四实施例的电动机的层压定子芯的周向位移的透视图。在第四实施例中，D-切口5周向地以两倍槽节距的节距位移。层压定子芯板通过填塞孔12彼此固定。

图12是显示了本发明所涉及的压缩机的结构的横截面视图。在图12中，压缩机构部分通过与将垂直设置在固定螺旋部件13的端板14上的螺旋缠绕15配合所形成，螺旋缠绕18垂直设置在轨道螺旋部件16的端板17上，以及压缩运动通过由于曲柄27所导致的轨道螺旋部件16的轨道运动所形成。

安置在通过固定螺旋部件13所限定的压缩室之中的最外侧上安置的压缩室19以及轨道螺旋部件16以轨道运动朝向两个螺旋部件13、16的中心移动，而且其体积逐渐减小。

当压缩室19到达靠近两个螺旋部件13、16的中心时，压缩室19中的压缩气体从与压缩室19连通的释放端口20所释放。在释放时被压缩的气体通过设置在固定螺旋部件13和框架12上的气体通道(未示出)，以在框架21的下部区域中到达压力容器22的下部区域，以通过设置在压缩容器22的侧壁上的释放管23释放到压缩室的外侧。

同样，同步电动机24用压缩机被密封地容纳在压力容器22中，以在恒定的速度上旋转以执行压缩操作。

储油器25被设置在同步电动机24之下。通过旋转运动所产生的压力差异导致储油器25中的油通过设置在曲柄轴27中的油孔26以被供给用于轨道螺旋部件16和曲柄轴27、球轴承等的滑动部分的润滑。

同步电动机24包括由如图1-10所示的定子1和转子7所构成的同步电动机。

当本发明的电动机被用于压缩机的驱动电动机时，就可以实现高效的恒定速度的压缩机。同样，利用压缩机的空调可以实现高效、低噪音的空调。

尽管本发明参照了示例进行了说明，其中层压定子芯板以两层、三层、四层和八层级进地在周向方向上移动，其中每个层压定子芯板在周向方向上连续地移动的结构也是可以想象的。其中每个层压定子芯板连续地周向位移的结构对于齿槽效应力矩的减小效果最高。另一方面，其中层压定子芯板级进地周向位移以及层的数目尽可能地小的结构产生了有可能以更少的工艺来制造的优点。

尽管对本发明的实施例进行了说明，但是本领域技术人员可以理解，本发明并不局限于此，而且在不背离本发明的精神实质和附属权利要求保护范围的情况下，可以对本发明进行修改和改进。

Claims (12)

1.一种电动机，包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的层压定子芯板；形成在定子芯中的多个槽；以及设置在所述槽中的电枢绕组；以及可旋转地支撑在定子芯的内周侧上的转子，其间具有预定的空气间隙；以及其中层压定子芯板的切表面在定子芯的轴向方向上周向地位移。

2.根据权利要求1所述的电动机，其中，层压定子芯板的切表面在层压定子芯板的周向方向上以n(n＝1，2，...)倍于槽节距的节距周向地位移。

3.根据权利要求1所述的电动机，其中，层压定子芯板设有多个用于层压和固定定子芯板的填塞孔，进行这样设置以使填塞孔的数目Nk与槽的数目Ns具有Nk＝Ns/n(n＝1，2，...)的关系，以及填塞孔的周向节距Tk与槽的节距Ts具有Tk＝n·Ts的关系，以及层压定子芯板的切表面以周向节距Tk在定子芯板的轴向方向上位移。

4.根据权利要求1所述的电动机，其中，转子包括鼠笼绕组，所述鼠笼绕组包括转子芯、设置在转子芯的外周的附近中的多个槽中的导电杆，以及在周向端表面上短路导电杆的导电端环。

5.根据权利要求1所述的电动机，其中，转子包括转子芯和安置在转子芯之内的磁插入孔中安置的永久磁铁。

6.一种电动机，包括定子，所述定子包括在外周表面上具有切表面的层压定子芯板，所述切表面在定子芯板的轴向方向上周向地位移，安置在定子芯的内周侧上的转子，定子芯具有多个槽和缠绕在所述槽中的电枢绕组。

7.根据权利要求6所述的电动机，其中，层压定子芯板的切表面在层压定子芯板的轴向方向上以n(n＝1，2，...)倍于槽的节距的节距周向地位移。

8.根据权利要求6所述的电动机，其中，层压定子芯板设有多个用于层压和固定芯部板的填塞孔，进行这样设置以使填基孔的数目Nk与槽的数目Ns具有Nk＝Ns/n(n＝1，2，...)的关系，以及填塞孔的周向节距Tk与槽的节距Ts具有Tk＝n·Ts的关系，而且层压定子芯板的切表面以周向节距Tk在定子芯板的轴向方向上位移。

9.根据权利要求6所述的电动机，其中，转子包括鼠笼绕组，所述鼠笼绕组包括转子芯、设置在转子芯的外周的附近中的多个槽中的导电杆，以及在周向端表面上短路导电杆的导电端环。

10.根据权利要求6所述的电动机，其中，转子包括转子芯和安置在转子芯之内的磁插入孔中的永久磁铁。

11.一种压缩机，包括电动机，所述电动机包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的层压定子芯板，形成在定子芯中的多个槽，以及设置在所述槽中的电枢绕组，以及可旋转地支撑在定子芯的内周侧上的转子，其间具有预定的空气间隙，而且其中层压定子芯板的切表面在定子芯的轴向方向上周向地位移，以及其中电动机的转子被驱动以执行压缩运动。

12.一种空调，包括压缩机，所述压缩机包括电动机，所述电动机包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的层压定子芯板，形成在定子芯中的多个槽，以及设置在所述槽中的电枢绕组，以及可旋转地支撑在定子芯的内周侧上的转子，其间具有预定的空气间隙，以及其中层压定子芯板的切表面在定子芯的轴向方向上周向地位移，以及其中电动机的转子被驱动以执行压缩运动。

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