DE112015001614T5

DE112015001614T5 - Permanentmagnetmotor

Info

Publication number: DE112015001614T5
Application number: DE112015001614.7T
Authority: DE
Inventors: Chris Wehrenberg; Aaron SALESMAN; Eric Steven Mlsna
Original assignee: Trane International Inc
Current assignee: Trane International Inc
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2017-01-05
Also published as: GB2538920B; CN106460841B; US20150288234A1; GB2538920A; US10320250B2; GB201616845D0; WO2015154036A1; CN106460841A

Abstract

Verfahren und Systeme, um eine Welle an einem Motorrotor anzubringen, werden bereitgestellt. Der Motor kann eine Vielzahl von Permanentmagneten, die in einem Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sind, umfassen, die sich über die Länge des Lamellenpaketabschnitts erstrecken. Der Motor kann eine Welle umfassen, die in einer Mittelbohrung des Rotors an den Rotor gekoppelt sein kann. Die Welle kann mit einer Keilnut an den Rotor gekoppelt sein. Die Welle kann mit einer Presspassung an den Rotor gekoppelt sein. Die Welle kann mit einem Kaltschrumpfsitz an den Rotor gekoppelt sein. Der Motor kann ein Gegengewicht umfassen, das auf der Welle angebracht ist. Das Gegengewicht kann helfen, die Welle an dem Rotor festzuhalten. Die Ausführungsbeispiele wie vorliegend offenbart können helfen, die Welle und den Rotor ohne Verwendung von Wärme zu koppeln, die die Permanentmagneten demagnetisieren kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Motor, zum Beispiel eines Kompressors, in einem Heizungs-Lüftungs-und-Klimatisierungs-(HLK)-System (heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system). Genauer gesagt, die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Motor umfassend einen oder mehrere Permanengmagnete.
Hintergrund
Ein HLK-System nutzt oftmals einen Kompressor, um das Kältemittel zu komprimieren. Der Kompressor kann an einen Motor, zum Beispiel ein Elektromotor, gekoppelt sein. Typischerweise kann ein Elektromotor einen stationären Stator und einen drehbaren Rotor umfassen. Der Rotor kann an die Welle gekoppelt sein, sodass ein Drehmoment, das von dem Stator und dem Rotor generiert wird, von dem Rotor auf die Welle, welche den Kompressor antreiben kann, übertragen werden kann.
Zusammenfassung
Ein Motor kann an einen Kompressor, wie zum Beispiel ein Spiralkompressor, gekoppelt sein, um einen Komprimierungsmechanismus anzutreiben. Die vorliegenden Ausführungsformen sind auf einen Motor mit einem oder mehreren Permanentmagneten gerichtet, die in einem Lamellenpaket eines Rotors des Motors eingebettet sind. Die Ausführungsformen wie vorliegend offenbart, stellen auch Verfahren und Systeme bereit, die ausgestaltet sind, um zu helfen, eine Welle an den Rotor zu koppeln, ohne Wärme zu nutzen, die die Permanentmagneten in dem Motor demagnetisieren könnte.
In einigen Ausführungsformen kann der Motor einen Rotor mit einem Lamellenpaketabschnitt umfassen. Eine Vielzahl an Permanentmagneten kann in dem Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sein. In einigen Ausführungsformen können die benachbarten Permanentmagneten aus der Vielzahl an Permanentmagneten relativ zueinander in einem Winkel von mehr oder weniger als ungefähr 90 Grad von Ende zu Ende angeordnet sein.
Der Motor kann auch eine Welle umfassen, die an den Rotor gekoppelt ist, sodass der Rotor Drehmoment auf die Welle übertragen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Welle in einer Mittelbohrung des Rotors an den Rotor gekoppelt sein.
In einigen Ausführungsformen können die Welle und die Mittelbohrung des Rotors eine Presspassung aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Welle einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der Mittelbohrung ist, und die Welle kann in die Mittelbohrung schrumpfeingepasst sein (die Mittelbohrung kann auf die Welle aufgeschrumpft sein).
In einigen Ausführungsformen kann die Mittelbohrung eine Keilnut aufweisen und die Welle kann einen Keil aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann der Motor ein Gegengewicht umfassen, das auf der Welle angebracht ist. In einigen Ausführungsformen kann das Gegengewicht eine Presspassung mit der Welle aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Mittelbohrung des Rotors eine Flanke aufweisen und die Welle kann eine Stufe aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die die Stufe auf der Flanke der Mittelbohrung aufliegen. In einigen Ausführungsformen können das Gegengewicht und die Flanke an entgegengesetzten Enden der Mittelbohrung positioniert sein. In einigen Ausführungsformen können die Flanke und das Gegengewicht helfen, die Welle in der Mittelbohrung des Rotors festzuhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Gegengewicht eine Ausrichtungszunge aufweisen, die in der Keilnut positioniert sein kann. Die Ausrichtungszunge kann helfen, das Gegengewicht relativ zur Welle auszurichten.
In einigen Ausführungsformen, kann das Gegengewicht von den Permanentmagneten durch einen Abstand getrennt sein. In einigen Ausführungsformen können die Permanentmagnete und das Gegengewicht durch eine Trennplatte getrennt sein.
Weitere Merkmale und Aspekte der Ausführungsformen werden in Ansehung der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen gleiche Referenznummern durchgehend entsprechende Teile darstellen.
1 stellt einen Spiralkompressor mit einem Motor dar.
2 stellt eine Querschnittsansicht eines Motors gemäß einer Ausführungsform dar.
3A bis 3E stellen Aspekte eines Motors gemäß einer anderen Ausführungsform dar. 3A ist eine Querschnittsansicht. 3B ist eine Ansicht des Endes. 3C stellt ein Gegengewischt dar. 3D stellt eine Querschnittsansicht eines Rotors dar. 3E stellt eine vergrößerte Ansicht eines Endes des Motors dar.
4 stellt eine perspektivische Ansicht eines Rotors noch einer anderen Ausführungsform eines Motors dar.
5A und 5B stellen schematische Ansichten eines Doppelpol-Permanentmagnetmotors dar. 5A stellt Richtungen von magnetischer Fluss relativ zu einem Rotor dar. 5B stellt eine schematische Anordnung von Permanentmagneten relativ zu einem Rotor in einem Doppelpol-Permanentmagnetmotor dar.
Ausführliche Beschreibung
Ein Kompressor wie er in einem HLK-System verwendet werden kann, kann von einem Motor angetrieben werden. Im Allgemeinen kann ein Elektromotor einen stationären Stator und einen drehbaren Rotor umfassen. Im Betrieb können magnetische Felder, die von dem Stator und dem Rotor generiert werden, miteinander interagieren, um ein Drehmoment zu erzeugen. Das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment kann von dem Rotor auf den Kompressor über eine Welle übertragen werden, die innerhalb des Rotors festgehalten wird. Es ist erstrebenswert die Effizienz des Elektromotors zu erhöhen, sodass die die Effizienz des HLK-Systems erhöht werden kann.
Ein Elektromotor umfasst im Allgemeinen einen Stator und einen Rotor. Der Stator ist im Allgemeinen stationär und der Rotor kann sich im Allgemeinen drehen. Im Betrieb kann der Stator ein veränderliches magnetisches Feld bereitstellen, welches zu einem Drehmoment zwischen dem Stator und dem Rotor führt. Ein Typ von Elektromotor ist ein Direkt-Start-Motor (line starting motor). Ein Direkt-Start-Motor bezieht sich im Allgemeinen auf einen Typ von Elektromotor, der imstande ist aus dem Stillstand zu starten und auf die Nenngeschwindigkeit zu beschleunigen, wenn er mit einer amplitudenkonstanten und frequenzkonstanten Spannung versorgt wird. Ein oder mehrere Permanentmagnete können in dem Rotor eingebettet sein, was die Effizienz von Direkt-Start-Motoren erhöhen kann. Ein Direkt-Start-Motor mit einem oder mehreren Permanentmagneten, die in dem Rotor eingebettet sind, wird im Allgemeinen als Direkt-Start-Permanent-Motor (DSPM, line starting permanent motor LSPM) bezeichnet.
Ausführungsformen wie vorliegend offenbart, beziehen sich im Allgemeinen auf einen Motor (z. B. DSPM) der an einen Kompressor gekoppelt werden kann, um einen Kompressor anzutreiben. In einigen Ausführungsformen kann der Kompressor ein Spiralkompressor sein. In einigen Ausführungsformen kann der Kompressor ein Schraubenkompressor oder andere Typen von Kompressoren sein. In einigen Ausführungsformen kann der Motor wie vorliegend beschreiben, eine Vielzahl von Permanentmagneten umfassen, die in einem Lamellenpaket eines Rotors des Motors eingebettet sind. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich die Permanentmagneten über die Länge des Lamellenpakets des Rotors. Der Motor kann eine Welle umfassen, die an den Rotor in einer Mittelbohrung des Rotors gekoppelt sein kann. In einigen Ausführungsformen kann die Welle mit einer Keilnut an den Rotor gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Welle mit einer Presspassung an den Rotor gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Welle mit einem Kaltschrumpfsitz an den Rotor gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen kann der Motor ein Gegengewicht umfassen, das an der Welle angebracht ist. In einigen Ausführungsformen kann das Gegengewicht helfen, die Welle an dem Rotor festzuhalten. Die Ausführungsformen wie vorliegend offenbart, können helfen, die Welle und den Rotor zu koppeln, ohne Wärme zu nutzen, die die Permanentmagnete demagnetisieren könnte. Ein Kompressor mit einem Motor wie vorliegend offenbart, kann helfen die Effizienz eines Kompressors zu erhöhen.
Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon darstellen und in welchen an beispielhaften Ausführungsformen gezeigt wird wie die Ausführungsformen betrieben werden können. Es wird davon ausgegangen, dass die vorliegend verwendeten Begriffe zum Zweck der Beschreibung der Figuren und der Ausführungsformen dienen und nicht als einschränkend für den Umfang der vorliegenden Anmeldung angesehen werden sollen.
1 stellt einen Spiralkompressor 100 dar, der einen Motor 110 und eine Spirale 120 umfasst. Der Motor 110 umfasst einen Stator 112 und einen Rotor 114. Der Rotor 114 ist an eine Welle 116 gekoppelt. Die Welle 116 ist an die Spirale 120 gekoppelt. Der Motor 110 kann in einem Gehäuse 130 des Kompressors 100 untergebracht sein.
Im Betrieb kann der Motor 110 ein Drehmoment zwischen dem Rotor 114 und dem Stator 112 erzeugen. Das Drehmoment kann an die Welle 116 übertragen werden, die an den Rotor 114 gekoppelt ist, die wiederum eine kreisförmige Bewegung der Spirale 120 antreibt. Wenn Kältemittel durch die Spirale 120 fließt, kann die kreisförmige Bewegung der Spirale 120 das Kältemittel komprimieren. Die Welle 116 kann auch einen Öl-Aufnahmekanal (nicht in 1 dargestellt, aber siehe z. B. Öl-Aufnahmekanal 220 in 2 beispielsweise) umfassen, um Öl 140 vom Boden des Gehäuses 130 zum Beispiel zur Spirale 120 leiten.
Es sollte klar sein, dass die Ausführungsform, wie in 1 dargestellt, exemplarisch ist und der Motor 110 auch mit anderen Typen von Kompressoren, wie zum Beispiel einem Schraubenkompressor, genutzt werden kann.
Ein Permanentmagnet, der in dem Motor 100 verwendet wird, kann zum Beispiel durch Wärme demagnetisiert werden. Daher ist es nicht erstrebenswert Wärme zu nutzen, um zum Beispiel den Rotor 114 zu expandieren, wenn die Welle 116 an dem Rotor 114 befestigt wird. 2, 3A bis 3C sind auf Ausführungsformen gerichtet, die helfen können eine Welle (z. B. die Welle 116 in 1) an einem Rotor (z. B. dem Rotor 114 in 1) festzuhalten, ohne Wärme zu benutzen, um den Rotor zu expandieren. Im Allgemeinen umfassen die Ausführungsformen wie vorliegend offenbart, ein Festhalten des Rotors und der Welle mit einer Presspassung und/oder einer Keilnut. Die Ausführungsformen wie vorliegend offenbart, können auch eine Verwendung eines Gegengewichts umfassen, um zu helfen, die Welle an dem Rotor festzuhalten.
2 stellt einen Querschnitt eines Motors 210 dar, der eine Welle 216 und einen Rotor 214 umfasst. Die Welle 216 kann einen Öl-Aufnahmekanal 220 umfassen. Wenn der Motor 210 mit zum Beispiel einem Spiralkompressor (z. B. dem Spiralkompressor 100 in 1) verwendet wird, kann der Öl-Aufnahmekanal 200 ausgestaltet sein, um das Öl (z. B. das Öl 140 in 1) zu der Spirale (z. B. der Spirale 120 in 1) zu leiten.
Die Welle 216 kann in dem Rotor 214 mit einer Presspassung festgehalten werden. Der Begriff „Presspassung“ meint im Allgemeinen, dass ein Durchmesser D2 der Welle 216 größer als ein Durchmesser D3 einer Mittelbohrung 215 des Rotors 214 ist, sodass Kräfte benötigt werden können, um die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 einzupassen. Nachdem die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 des Rotors 214 eingefügt ist, kann die Presspassung zwischen der Welle 216 und der Mittelbohrung 215 eine Reibung bereitstellen, um ein Drehmoment von dem Rotor 214 auf die Welle 216 zu übertragen.
In einigen Ausführungsformen können die Welle 216 und die Mittelbohrung 215 eine Gleitpassung aufweisen. Der Begriff „Gleitpassung“ ist ein Typ von Passung und meint im Allgemeinen, dass der Durchmesser D2 der Welle 216 der gleiche wie oder kleiner als der Durchmesser D3 der Mittelbohrung 215 ist, sodass die Welle 216 relativ leicht in die Mittelbohrung 215 eingepasst werden kann. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D2 der Welle 216 zum Beispiel mit einer kalten Temperatur geschrumpft werden. Zum Beispiel kann die Welle 216 in flüssigem Stickstoff untergetaucht werden, um den Durchmesser D2 der Welle 216 zu schrumpfen. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser D2 nach dem Kaltschrumpfen kleiner sein als der Durchmesser D3 der Mittelbohrung 215. Das Kaltschrumpfen kann helfen, die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 einzupassen. Wenn die Welle 216 zu einer normalen Temperatur, wie zum Beispiel der Raumtemperatur, zurückkehrt, können die Welle 216 und die Mittelbohrung 215 z. B. eine Presspassung ausbilden.
Die Welle 216 kann auch ein oder mehrere Gegengewichte 230a und 230b umfassen. Die Gegengewichte 230a und 230b können auf die Welle 216 jeweils nahe eines ersten Endes 216a und eines zweiten Endes 216b der Welle 216 angepasst sein. In der Ausrichtung wie in 2 gezeigt, ist der Motor in einer vertikalen Richtung positioniert. In der vertikalen Richtung wie in 2 gezeigt, kann das erste Gegengewicht 230a auf die Welle 216 von dem oberen Ende des Motors 210 her angepasst sein und kann das zweite Gewicht 230b auf die Welle 216 von dem unteren Ende des Motors 210 her angepasst sein.
Die Welle 216 kann eine Stufe 217 umfassen und der Rotor 214 kann eine Flanke 211 umfassen. Wenn die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 des Rotors 214 von der oberen Seite her in der vertikalen Richtung eingepasst wird, kann die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 geschoben werden bis die Stufe 217 auf der Flanke 211 aufliegen kann. Nachdem die Welle 216 in die Mittelbohrung 215 eingepasst ist bis die Stufe 217 auf der Flanke 211 aufliegt, kann das zweite Gegengewicht 230b auf die Welle 216 vom unteren Ende des Motors 210 her angepasst werden. Das zweite Gegengewicht 230b kann eine Öffnung 231 aufweisen, durch welche die Welle 216 passen kann. Die Öffnung 231 und die Welle 216 können eine Presspassung ausbilden.
Das zweite Gegengewicht 230b kann entlang der Welle 216 geschoben werden bis es auf einem Ende 214b des Rotors 214 aufliegt. Der Kontakt zwischen der Flanke 211 und der Stufe 217 und/oder die Presspassung zwischen dem zweiten Gegengewicht 230b und dem Rotor 214 kann helfen, die Welle 216 in der Mittelbohrung 215 festzuhalten. Besonders bevorzugt kann der Kontakt zwischen der zwischen der Flanke 211 und der Stufe 217 und oder die Presspassung zwischen dem zweiten Gegengewicht 230b und dem Rotor 214 helfen, die Welle 216 vom Gleiten relativ zu der vertikalen Richtung in der Mittelbohrung 215 abzuhalten.
Das erste Gegengewicht 230a kann auf die Welle 216 von dem oberen Ende des Motors 210 her angepasst sein. Die ersten und zweiten Gegenwichte 230a und 230b können helfen, die Welle 216 auszugleichen, wenn die Welle 216 rotiert.
3A bis 3D stellen eine andere Ausführungsform des Motors 310 dar. Bezugnehmend auf 3A umfasst der Motor 310 eine Welle 316 und einen Rotor 314. Der Rotor 314 kann eine Keilnut 340 umfassen, in welche ein Keil 342 der Welle 316 passen kann.
Wie in 3A und 3B dargestellt, ist die Keilnut 340 ein ausgeweiteter Raum von der Mittelbohrung 315 aus entlang einer Länge L3 der Mittelbohrung 315. Eine Form des Keils 342 und eine Form der Keilnut 340 können komplementär ausgestaltet sein, sodass der Keil 342 in die Keilnut 340 entlang wenigstens eines Abschnitts der Länge L3 eingepasst sein kann. Der Keil 342 und die Keilnut 340 können eine Presspassung ausbilden, um die Welle 316 an dem Rotor 314 festzuhalten.
Beim Zusammenbauen des Motors 310, kann der Keil 342 der Welle 316 zu der Keilnut 340 des Rotors 314 ausgerichtet sein. Die Welle 316 kann in die Mittelbohrung 340 geschoben werden, während der Keil 342 in die Keilnut 340 geschoben wird.
Die Welle 316 kann eine Stufe 317 aufweisen und der Rotor 314 kann eine Flanke 311 aufweisen. In der Richtung wie in 3A gezeigt, kann die Welle 316 in die Mittelbohrung 315 von einer oberen Seite des Motors 310 her in Richtung einer unteren Seite des Motors 310 geschoben werden bis die Stufe 317 die Flanke 311 kontaktiert, die somit die Welle 316 abhält, weiter in die Mittelbohrung 340 geschoben zu werden.
Ein Gegengewicht 330b kann auf die Welle 316 von der unteren Seite des Motors 310 her angepasst sein. Das Gegengewicht 330b und die Welle 316 können eine Presspassung ausbilden. Die Presspassung zwischen dem Gegengewicht 330b und dem Rotor 314 und/oder der Kontakt zwischen der Flanke 311 und der Stufe 317 kann helfen, die Welle vom Gleiten relativ zu der Welle 316 (d. h. die Richtung, die durch die Länge D3 definiert ist) abzuhalten, wie in 3A gezeigt.
Bezugnehmend auf 3C, kann das Gegengewicht 330b einen Ausgleichsmassenabschnitt 331 aufweisen, welcher ausgestaltet sein kann, um mit der Welle 316 (wie in 3A gezeigt) während des Betriebs auszugleichen. Das Gegengewicht 330 b kann eine Ausrichtungszunge 332 umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Ausrichtungszunge 332 ausgestaltet sein, um in die Keilnut 340 des Rotors 314 zu passen. Somit ist klar, dass die ausgerichtete Zunge 332 in andere Abschnitte des Rotors 314 eingeführt werden kann, wie z. B. in einen anderen radialen Abschnitt.
Die relative Position der Ausrichtungszunge 332 und des Ausgleichsmassenabschnitts 331 kann ausgestaltet sein, um zu helfen, die Installationsprozedur des Gegengewichts 330b zu vereinfachen. Im Allgemeinen, rückbezugnehmend auf 2, kann jedes des ersten Gegengewichts 230a und des zweiten Gegengewichts 230b einen Ausgleichsmassenabschnitt haben. Im Allgemeinen befinden sich der Ausgleichsmassenabschnitt des ersten Gegengewichts 230a und der Ausgleichsmassenabschnitt des zweiten Gegengewichts 230b ungefähr 180 Grad relativ zueinander. Wenn die ersten und zweiten Gegenwichte 230a und 230b nicht die Ausrichtungszunge aufweisen, muss die relative Position der ersten und zweiten Gegenwichte 230a und 230b eingestellt werden, nachdem die Gegengewichte 230a und 230b auf der Welle 216 angebracht sind.
Die Ausrichtungszunge 332 kann helfen, das Gegengewicht 330b relativ leicht an einem richtigen Platz zu positionieren. Bezugnehmend auf 3A und 3C, da das Gegengewicht 330b die Ausrichtungszunge 332 aufweist, kann die Position des Gegengewichts 330b relativ leicht bestimmt werden, indem die Ausrichtungszunge 332 zu der Keilnut 340 ausgerichtet wird.
Rückbezugnehmend auf 3B können ein oder mehrere Permanentmagnete 350 in den Rotor 314 eingebettet sein. Die Permanentmagnete 350 können zum Beispiel in einen Lamellenpaketabschnitt 370 des Rotors 314 eingebettet sein. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl an Permanentmagneten 350 gleich vier (Permanentmagnet 350a–d), unter der Voraussetzung, dass die Anzahl an Permanentmagneten 350 andere Anzahlen sein kann.
Wie dargestellt sind die Permanentmagnete 350a–d so ausgestaltet, dass ein Winkel zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten 350a–d mehr oder weniger als 90 Grad beträgt. Zum Beispiel beträgt ein Winkel a zwischen den Permanentmagneten 350a und 350c typischer Weise mehr als 90 Grad und ein Winkel b zwischen den Permanentmagneten 350c und 350d typischer Weise weniger als 90 Grad. In einigen Ausführungsformen beträgt der Winkel b zwischen den Permanentmagneten 350c und 350d (ebenso wie der Winkel zwischen dem Permanentmagnet 350a und 350b) etwa 60–66 Grad. In einigen Ausführungsformen beträgt der Winkel a zwischen den Permanentmagneten 350b und 350d (ebenso wie der Winkel zwischen dem Permanentmagnet 350a und 350c) wenigstens oder etwa 114 Grad.
Wenn der Winkel b zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten 350c und 350d weniger als 90 Grad beträgt, können die benachbarten Permanentmagnete 350c und 350d durch einen relativ großen Abschnitt 355 des Rotors getrennt sein, der helfen kann, die Keilnut 340 aufzunehmen.
In einigen Ausführungsformen kann der Motor 310 ein Doppelpol-Motor sein. Im Allgemeinen können Permanentmagnete in einem Doppelpol-Motor angeordnet sein, um zu helfen, magnetischen Flux in zwei entgegengesetzten Richtungen relativ zu dem Rotor zu maximieren. Zum Beispiel, wie in 5A gezeigt, können Permanentmagnete so angeordnet sein, dass sich ein erster magnetischer Fluss 501 und ein zweiter magnetischer Fluss 502 in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander über den Rotor 514 hinweg befinden. In einigen Ausführungsformen, wie in 5B gezeigt, kann ein Motor zwei Permanentmagnete 550a, 550b umfassen, die an entgegengesetzten Seiten relativ zu einem Rotor 514 positioniert sind und parallel relativ zueinander angeordnet sind, sodass sich ein erster magnetischer Fluss 503, der von dem Permanentmagnet 550a bereitgestellt wird, und ein zweiter magnetischer Fluss 404, der von dem Permanentmagnet 550b bereitgestellt wird, entgegengesetzt relativ zueinander befinden.
Im Allgemeinen, wenn vier Permanentmagnete, z. B. die vier Permanentmagnete 350a–d, in einem Doppelpol-Motor verwendet werden, können die Permanentmagnet ausgestaltet sein, um magnetische Flüsse, ähnlich zu dem was in 5A dargestellt ist, bereitzustellen. Zwei der Permanentmagnete 350a–350d (z. B. die Permanentmagnete 350a und 350c, die Permanentmagnete 350b und 350d) können relativ nahe zueinander positioniert sein, um zwei Magnetgruppen auszubilden, wobei jede der Magnetgruppen einen magnetischer Fluss bereitstellen kann. Der magnetische Fluss, der von jeder der Magnetgruppen bereitgestellt wird, kann sich in entgegengesetzten Richtungen zueinander befinden. Der Winkel a kann ausgestaltet sein, um so nahe wie möglich an 180 Grad sein, sodass jede der Magnetgruppen einen Effekt von einem Magnet (wie der Magnete 550a, 550b wie in 5B dargestellt) nachahmt. Diese Konfiguration kann helfen, den magnetischer Fluss zu maximieren, der von jeder der Magnetgruppen (z. B. der Magnetgruppe umfassend Permanentmagnete 350a und 350c und der Magnetgruppe umfassend Permanentmagnete 350b und 350d) bereitgestellt wird.
Bezugnehmend auf 3D, welche eine Seitenquerschnittsansicht des Rotors 314 darstellt, kann der Rotor 314 einen Lamellenpaketabschnitt 370 umfassen, der von einem ersten Endabschnitt 371a und einem zweiten Endabschnitt 371b flankiert wird. Der Lamellenpaketabschnitt 370 kann im Allgemeinen eine Vielzahl an Lamellen umfassen, die entlang der Länge L3 zusammengepackt sind. Der erste Endabschnitt 371a und der zweite Endabschnitt 371b, die den Lamellenpaketabschnitt 370 flankieren, können ausgestaltet sein, um einen Mechanismus zu umfassen, um zu helfen, Komponenten festzuhalten, wie das Gegengewicht 330b und/oder die Welle 316. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die ersten und zweiten Endabschnitte 371a und 371b eine Vertiefungsstruktur, die ausgestaltet ist, um das Gegengewicht 330b aufzunehmen. Die Mittelbohrung 315 geht durch den kompletten Lamellenpaketabschnitt 370.
Wie in 3D dargestellt können Magnete 350 (z. B. die Magnete 350a, 350b, 350c oder 350d in 3B) in der gesamten Länge (d. h. der Länge L3) des Lamellenpaketabschnitts 370 eingebettet sein. In den dargestellten Ausführungsformen können zwei separate Magnete 350 in einer Ende-an-Ende-Art entlang der Länge L3 ausgerichtet sein, wobei klar ist, dass in einigen Ausführungsformen die Länge eines Magnets 350 ungefähr die gesamte Länge L3 des Lamellenpaketabschnitts 370 betragen kann. Die Verwendung von zwei separaten Magneten 350 kann beim Zusammenbau des Rotors helfen, da der Magnet 350 in den Lamellenpaketabschnitt 370 von beiden, dem ersten Ende 371a und dem zweiten Ende 372b, her eingebettet werden kann.
Bezugnehmend auf 3E ist der untere Abschnitt des Motors 310 dargestellt. Nach dem Zusammenbau ist die Ausrichtungszunge 332 des Gegengewichts 330b in der Keilnut 340 ausgerichtet. Das Gegengewicht 330b von dem schalenförmigen zweiten Ende 371b des Rotors 314 aufgenommen werden. Das Gegengewicht 330b wird an einem Ende 316b der Welle 316 festgehalten und liegt auf dem zweiten Ende 371b des Rotors 314 auf.
In einigen Ausführungsformen kann das Gegengewicht 330b aus einem Werkstoff hergestellt sein, der Eisen umfasst. Es ist im Allgemeinen erstrebenswert, dass das eisenenthaltende Gegengewicht 330b nicht mit den in dem Rotor 314 eingebetteten Permanentmagneten 350 in Kontakt ist. Wie in 3E dargestellt, wenn das Gegengewicht 330b auf dem zweiten Ende 371b des Rotors 314 aufliegt, kann das Gegengewicht 330b von dem Lamellenpaketabschnitt 370 durch einen Raum 360 getrennt sein, der helfen kann, das Gegengewicht 330b vom Kontaktieren des Lamellenpaketabschnitts 370 abzuhalten.
In einigen anderen Ausführungsformen, wie in 4 dargestellt, kann ein Lamellenpaketabschnitt 470 des Rotors 414 von einer Trennplatte 475 von dem Endabschnitt 471 bedeckt sein. Die Trennplatte 475 aus einem nicht-magnetisch enthaltenden Werkstoff, wie Plastik, hergestellt sein. Bezugnehmend auf 3E kann die Trennplatte 475 verwendet werden, um das Gegengewicht 330b vom direkten Kontaktieren des Lamellenpaketabschnitts 370 des Rotors 314 abzuhalten. Wegen der Trennplatte 475 kann der Raum 360 nicht benötigt werden.
Aspekte
Jeder der Aspekte 1–7 kann mit jedem der Aspekte 8–16 kombiniert werden. Jeder der Aspekte 8–14 kann mit jedem der Aspekte 15–16 kombiniert werden.
Aspekt 1. Ein Kompressor eines HLK-(HVAC)-Systems, umfassend:
einen Motor umfassend einen Rotor, der Rotor umfassend einen Lamellenpaketabschnitt;
eine Vielzahl an Permanentmagneten, die in den Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sind;
eine Welle;
ein Gegengewicht, das an der Welle angebracht ist;
wobei das Gegengewicht von den Permanentmagneten getrennt ist, der Rotor eine Mittelbohrung mit einer Flanke aufweist, die Welle eine Stufe aufweist, die Welle einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Mittelbohrung ist, die Stufe auf der Flanke der Mittelbohrung aufliegt, das Gegengewicht und die Stufe an entgegengesetzten Enden der Mittelbohrung positioniert sind, das Gegengewicht eine Presspassung mit der Welle aufweist und die Stufe und das Gegengewicht die Welle in der Mittelbohrung des Rotors festhalten.
Aspekt 2. Der Kompressor des Aspekts 1, wobei die Mittelbohrung eine Keilnut aufweist, die Welle einen Keil aufweist und der Keil in die Keilnut eingepasst ist.
Aspekt 3. Der Kompressor des Aspekts 2, wobei das Gegengewicht eine Ausrichtungszunge hat, die Ausrichtungszunge ist in der Keilnut positioniert.
Aspekt 4. Der Kompressor der Aspekte 1–3, ferner umfassend eine Trennplatte, die ausgestaltet ist, um die Permanentmagnete von dem Gegengewicht zu trennen.
Aspekt 5. Der Kompressor der Aspekte 1–4, wobei die Welle und die Mittelbohrung eine Presspassung aufweisen.
Aspekt 6. Der Kompressor des Aspekts 5, wobei die Welle in die Mittelbohrung schrumpfeingepasst ist.
Aspekt 7. Der Kompressor der Aspekte 1–6, wobei ein Winkel zwischen benachbarten Magneten der Vielzahl an Permanentmagneten nicht gleich 90 Grad beträgt.
Aspekt 8. Ein Motor für ein HLK-(HVAC)-Kompressor, umfassend:
einen Rotor, der Rotor umfassend einen Lamellenpaketabschnitt;
eine Vielzahl an Permanentmagneten, die in den Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sind;
eine Welle;
ein Gegengewicht, das an der Welle angebracht ist;
wobei das Gegengewicht von den Permanentmagneten getrennt ist, der Rotor eine Mittelbohrung mit einer Flanke aufweist, die Welle eine Stufe aufweist, die Stufe auf der Flanke der Mittelbohrung aufliegt, das Gegengewicht und die Stufe an entgegengesetzten Enden der Mittelbohrung positioniert sind, das Gegengewicht eine Presspassung mit der Welle aufweist und die Stufe und das Gegengewicht die Welle in der Mittelbohrung des Rotors festhalten.
Aspekt 9. Der Motor des Aspekts 8, wobei die Mittelbohrung eine Keilnut aufweist, die Welle einen Keil aufweist und der Keil in die Keilnut eingepasst ist.
Aspekt 10. Der Motor des Aspekts 9, wobei das Gegengewicht eine Ausrichtungszunge hat, die Ausrichtungszunge ist in der Keilnut positioniert.
Aspekt 11. Der Motor der Aspekte 8–10, ferner umfassend eine Trennplatte, die ausgestaltet ist, um die Permanentmagnete von dem Gegengewicht zu trennen.
Aspekt 12. Der Motor der Aspekte 8–11, wobei die Welle und die Mittelbohrung eine Presspassung aufweisen.
Aspekt 13. Der Motor der Aspekte 8–12, wobei die Welle einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Mittelbohrung ist, und die Welle in die Mittelbohrung schrumpfeingepasst ist.
Aspekt 14. Der Motor der Aspekte 8–13, wobei ein Winkel zwischen benachbarten Magneten der Vielzahl an Permanentmagneten nicht gleich 90 Grad beträgt.
Aspekt 15. Ein Verfahren zum Festhalten einer Welle in einem Rotor, umfassend:
Bereitstellen einer Welle mit einem Abschnitt mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser einer Mittelbohrung eines Rotors ist;
Anbringen eines Abschnitts der Welle in der Mittelbohrung des Rotors bis der Abschnitt mit dem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Mittelbohrung ist, auf einer Flanke der Mittelbohrung aufliegt; und
Anbringen eines Gegengewichts auf der Welle von einem Ende der Mittelbohrung her, das sich entgegengesetzt zu dem Abschnitt mit dem Durchmesser befindet, der größer als der Durchmesser der Mittelbohrung ist, bis das Gegengewicht auf dem Rotor aufliegt;
wobei das Gegengewicht und die Welle eine Presspassung aufweisen.
Aspekt 16. Das Verfahren des Aspekts 15, wobei Anbringen eines Abschnitts der Welle in der Mittelbohrung des Rotors Schrumpfeinpassen der Welle in die Mittelbohrung umfasst.
Mit Bezug zu der vorherigen Beschreibung, versteht es sich, dass Änderungen im Detail gemacht werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und abgebildeten Ausführungsformen nur beispielhaft betrachtet werden, wobei ein wahrer Umfang und Geist der Erfindung von der breiten Bedeutung der Ansprüche festgelegt werden.

Claims

Ein Kompressor eines HLK-(HVAC)-Systems, umfassend: einen Motor umfassend einen Rotor, der Rotor umfassend einen Lamellenpaketabschnitt; eine Vielzahl an Permanentmagneten, die in den Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sind; eine Welle; ein Gegengewicht, das an der Welle angebracht ist; wobei das Gegengewicht von den Permanentmagneten getrennt ist, der Rotor eine Mittelbohrung mit einer Flanke aufweist, die Welle eine Stufe aufweist, die Welle einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Mittelbohrung ist, die Stufe auf der Flanke der Mittelbohrung aufliegt, das Gegengewicht und die Stufe an entgegengesetzten Enden der Mittelbohrung positioniert sind, das Gegengewicht eine Presspassung mit der Welle aufweist und die Stufe und das Gegengewicht die Welle in der Mittelbohrung des Rotors festhalten.
Der Kompressor des Anspruchs 1, wobei die Mittelbohrung eine Keilnut aufweist, die Welle einen Keil aufweist und der Keil in die Keilnut eingepasst ist.
Der Kompressor des Anspruchs 2, wobei das Gegengewicht eine Ausrichtungszunge hat, die Ausrichtungszunge ist in der Keilnut positioniert.
Der Kompressor des Anspruchs 1, ferner umfassend eine Trennplatte, die ausgestaltet ist, um die Permanentmagnete von dem Gegengewicht zu trennen.
Der Kompressor des Anspruchs 1, wobei die Welle und die Mittelbohrung eine Presspassung aufweisen.
Der Kompressor des Anspruchs 1, wobei die Welle in die Mittelbohrung schrumpfeingepasst ist.
Der Kompressor des Anspruchs 1, wobei ein Winkel zwischen benachbarten Magneten der Vielzahl an Permanentmagneten nicht gleich 90 Grad beträgt.
Ein Motor für ein HLK-(HVAC)-Kompressor, umfassend: einen Rotor, der Rotor umfassend einen Lamellenpaketabschnitt; eine Vielzahl an Permanentmagneten, die in den Lamellenpaketabschnitt des Rotors eingebettet sind; eine Welle; ein Gegengewicht, das an der Welle angebracht ist; wobei das Gegengewicht von den Permanentmagneten getrennt ist, der Rotor eine Mittelbohrung mit einer Flanke aufweist, die Welle eine Stufe aufweist, die Stufe auf der Flanke der Mittelbohrung aufliegt, das Gegengewicht und die Stufe an entgegengesetzten Enden der Mittelbohrung positioniert sind, das Gegengewicht eine Presspassung mit der Welle aufweist und die Stufe und das Gegengewicht die Welle in der Mittelbohrung des Rotors festhalten.
Der Motor des Anspruchs 8, wobei die Mittelbohrung eine Keilnut aufweist, die Welle einen Keil aufweist und der Keil in die Keilnut eingepasst ist.
Der Motor des Anspruchs 9, wobei das Gegengewicht eine Ausrichtungszunge hat, die Ausrichtungszunge ist in der Keilnut positioniert.
Der Motor des Anspruchs 8, ferner umfassend eine Trennplatte, die ausgestaltet ist, um die Permanentmagnete von dem Gegengewicht zu trennen.
Der Motor des Anspruchs 8, wobei die Welle und die Mittelbohrung eine Presspassung aufweisen.
Der Motor des Anspruchs 8, wobei die Welle einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Mittelbohrung ist, und die Welle in die Mittelbohrung schrumpfeingepasst ist.
Der Motor des Anspruchs 8, wobei ein Winkel zwischen benachbarten Magneten der Vielzahl an Permanentmagneten nicht gleich 90 Grad beträgt.
Ein Verfahren zum Festhalten einer Welle in einem Rotor, umfassend: Bereitstellen einer Welle mit einem Abschnitt mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser einer Mittelbohrung eines Rotors ist; Anbringen eines Abschnitts der Welle in der Mittelbohrung des Rotors bis der Abschnitt mit dem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Mittelbohrung ist, auf einer Flanke der Mittelbohrung aufliegt; und Anbringen eines Gegengewichts auf der Welle von einem Ende der Mittelbohrung her, das sich entgegengesetzt zu dem Abschnitt mit dem Durchmesser befindet, der größer als der Durchmesser der Mittelbohrung ist, bis das Gegengewicht auf dem Rotor aufliegt; wobei das Gegengewicht und die Welle eine Presspassung aufweisen.
Das Verfahren des Anspruchs 15, wobei Anbringen eines Abschnitts der Welle in der Mittelbohrung des Rotors Schrumpfeinpassen der Welle in die Mittelbohrung umfasst.