-
Die vorliegende Erfindung betrifft die
Konstruktion des Rotors eines Elektromotors für einen
Verdichter.
-
Herkömmliche Rotoren von Elektromotoren für einen
Verdichter haben im allgemeinen die folgende
Konstruktion.
-
Der in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr.
52359/1982 beschriebene Rotor wird durch Einsetzen
eines geschichteten Ankerkerns und magnetischer
Materialien in ein Metallrohr und einstückigen Druckguß
dieser Elemente hergestellt.
-
Der in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr.
246748/1990 beschriebene Rotor wird durch Einsetzen
eines geschichteten Ankerkerns und magnetischer
Materialien in ein Metallrohr, auf dieselbe Weise wie bei
dem zuvor beschriebenen Rotor, und einstückiges
Zusammenklemmen dieser Elemente hergestellt. Beim Klemmen
wird ein Luftspaltabschnitt zwischen benachbarten
magnetischen Materialien vorgesehen, so daß die Pole der
magnetischen Materialien sicher getrennt sind, wodurch
die Leistungsfähigkeit erhöht wird.
-
Ein weiterer Rotor ist in der Japanischen
Patentschrift Nr. 23584/1985 beschrieben. In diesem
Rotor sind magnetische Materialien, welche die
magnetischen Pole bilden, in den Ankerkern eingesetzt
(eingebettet). Dieser Rotor wird für einen
Synchronmotor verwendet, der zum Selbststarten imstande
ist.
-
Die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr.
185247/1992 offenbart einen anderen Rotor, der aus
magnetischen Materialien besteht, die in die
Schenkelpolabschnitte des Ankerkerns eingebettet sind,
der eine Schenkelpolkonstruktion aufweist. Der
Ankerkern mit den darin eingebetteten, magnetischen
Materialien und Stirnflächenelemente zur Bedeckung
seiner beiden Stirnflächen werden angeordnet, und eine
Drehwelle wird einstückig in diesem Zustand in den
Ankerkern preßgepaßt.
-
Die herkömmlichen Rotoren mit den zuvor
beschriebenen Konstruktionen sind jedoch mit Problemen
behaftet, wie mit einem großen Wirbelstromverlust, der
durch den Käfigabschnitt eines druckgegossenen
Materials (z. B. Zink und Aluminium) verursacht wird,
einem großen Wirbelstromverlust in einem Metallrohr,
und Schwierigkeiten in der Aufrechterhaltung der hohen
Maßgenauigkeit zum Zeitpunkt der Herstellung aufgrund
des Fortsatzes, der an dem Ankerkern vorgesehen ist, um
die Bewegung der magnetischen Materialien zu
verhindern.
-
Wenn in dem Rotor, der mit Luftspalten zum Trennen
von Polen versehen ist, ein Bruch wie ein Riß an dem
magnetischen Material (insbesondere Ferrit) aufgrund
eines Wärmeschocks oder eines mechanischen Schlages,
der auf den Rotor ausgeübt wird, entsteht, fliegen
Bruchstücke des magnetischen Materials in die
Luftspalte, was manchmal ein weiteres Zerbrechen oder
Absplittern zur Folge hat.
-
In einigen Rotoren wird ein Wirbelstrom durch den
sekundären Leiter im Ankerkern erzeugt, und da ein Teil
des magnetischen Flusses, der von dem magnetischen
Material erzeugt wird, im Ankerkern (Leiter)
kurzgeschlossen wird, wird die Betriebsleistung des Motors
gesenkt.
-
Andere Rotoren haben Probleme wie die Lockerung
des Kerns und die Schwierigkeit in der
Aufrechterhaltung einer hohen Maßgenauigkeit aufgrund
der geringen Montagegenauigkeit in dem Verfahren der
Preßpassung der Drehwelle.
-
Aus JP-A-2246748 ist die Bereitstellung eines
Rotors eines Elektromotors für einen Verdichter
bekannt, mit einem Verdichtungselement und einem
Elektromotor zum Antreiben des Verdichtungselementes,
die in einem einzigen geschlossenen Behälter angeordnet
sind, wobei der Rotor einen Ankerkern umfaßt, der aus
einer Mehrzahl geschichteter Eisenplatten besteht, eine
Mehrzahl von Magneten, die mit dem Ankerkern verbunden
sind, erste und zweite Stirnflächenelemente, die aus
einem nichtmagnetischen Material gebildet sind und an
den jeweiligen Enden des Ankerkerns angeordnet sind,
und eine Mehrzahl von Befestigungselementen, die sich
durch das erste Stirnflächenelement, den Ankerkern und
das zweite Stirnflächenelement erstrecken, um den
Ankerkern, das erste und zweite Stirnflächenelement zur
Bildung einer einstückigen Konstruktion sicher
aneinander zu befestigen.
-
Ähnliche Rotoren der obengenannten Art, die einen
Ankerkern enthalten, der eine Mehrzahl von Eisenplatten
umfaßt, sowie eine Mehrzahl von Magneten, die mit dem
Ankerkern verbunden sind, sind in EP-A-538472, US-A-
4144469 und US-A-4486679 offenbart.
-
Ein Rotor eines Elektromotors für einen Verdichter
ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnete aus einem
Seltenerdmetall gebildet sind und jeweils in Schlitzen
gehalten werden, die in Schenkelpolabschnitten in dem
Ankerkern ausgebildet sind, wobei der Ankerkern so
konstruiert ist, daß jeder Magnet nur in seinen
entsprechenden Schlitz durch eine Öffnung in einem der
Enden des Ankerkerns eingesetzt werden kann, und daß
auf dem ersten Stirnflächenelement ein Gegengewicht
vorgesehen ist, um zu dem Verdichtungselement des
Verdichters während der Drehung ein Gegengewicht zu
bilden, sowie ein runder Vorsprung, der die Befestigung
einer Öltrennscheibe daran ermöglicht.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von
welchen:
-
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Verdichters ist, der
ein Ausführungsbeispiel des Rotors eines
Elektromotors gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält;
-
Fig. 2 eine Teilschnittansicht des in Fig. 1
dargestellten Ausführungsbeispiels ist;
-
Fig. 3 eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 2 dargestellt ist;
-
Fig. 4 eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 2 dargestellt ist;
-
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Modifizierung des
Ankerkerns ist, der in Fig. 2 dargestellt ist;
-
Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors eines Elektromotors
für einen Verdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
Fig. 7 eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 6 dargestellt ist;
-
Fig. 8 eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 6 dargestellt ist;
-
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Modifizierung des
Ankerkerns ist, der in Fig. 6 dargestellt ist;
-
Fig. 10 eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors eines Elektromotors
für einen Verdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
Fig. 11 eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 10 dargestellt ist;
-
Fig. 12 ein Seitenriß des ersten Stirnflächenelementes
ist, das in Fig. 10 dargestellt ist;
-
Fig. 13 eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement ist, das in Fig. 10 dargestellt ist;
-
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine weitere Modifizierung
des Ankerkerns ist, der in Fig. 10 dargestellt
ist;
-
Fig. 15 eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors eines Elektromotors
für einen Verdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
Fig. 16 eine Teilschnittansicht einer Modifizierung des
Ankerkerns ist, der in Fig. 15 dargestellt ist;
-
Fig. 17 eine Teilschnittansicht einer weiteren
Modifizierung des Ankerkerns ist, der in Fig. 15
dargestellt ist;
-
Fig. 18 eine Draufsicht auf eine weitere Modifizierung
des Ankerkerns ist, der in Fig. 15 dargestellt
ist;
-
Fig. 19 eine Draufsicht auf einen Rotor gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist;
-
Fig. 20 eine Draufsicht auf einen weiteren Rotor gemäß
der Erfindung ist;
-
Fig. 21 ein weiteres Beispiel eines Verdichters ist,
der ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors
eines Elektromotors gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
-
Fig. 22 eine Teilschnittansicht des
Ausführungsbeispiels des Rotors ist, das in Fig. 21
dargestellt ist;
-
Fig. 23 eine Draufsicht auf das in Fig. 21 dargestellte
Ausführungsbeispiel ist;
-
Fig. 24 eine Draufsicht auf die elektromagnetischen
Stahlplatten (Eisenplatten für den Rotor) ist,
die für den in Fig. 22 dargestellten Ankerkern
verwendet werden;
-
Fig. 25 ein Seitenriß des Ankerkerns ist, der in dem
Ausführungsbeispiel enthalten ist, das in Fig.
22 dargestellt ist;
-
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen
Materials ist, das in dem Ausführungsbeispiel
enthalten ist, das in Fig. 22 dargestellt ist;
-
Fig. 27 die Entmagnetisierungskurven des
Permanentmagneten zeigt, der als magnetisches Material
in Fig. 26 verwendet wird, im Vergleich zu den
Entmagnetisierungskurven eines Ferritmagneten;
-
Fig. 28 eine Draufsicht auf den in Fig. 25
dargestellten Ankerkern ist, die das Magnetfeld
erklärt, das von den magnetischen Materialien
erzeugt wird;
-
Fig. 29 ein Zeitdiagramm der Erregungsmuster der
Statorspule in dem in Fig. 21 dargestellten
Verdichter ist;
-
Fig. 30 die Verbindungspläne der Statorspule zeigt,
welche die Verteilung des Magnetfeldes an dem
inneren Umfang des Stators in den Mustern 1 bis
2 in Fig. 29 zeigt;
-
Fig. 31 die Verbindungspläne der Statorspule zeigt,
welche die Verteilung des Magnetfeldes an dem
inneren Umfang des Stators in den Mustern 3 bis
4 in Fig. 29 zeigt;
-
Fig. 32 die Verbindungspläne der Statorspule zeigt,
welche die Verteilung des Magnetfeldes an dem
inneren Umfang des Stators in den Mustern 5 bis
6 in Fig. 29 zeigt;
-
Fig. 33 eine Draufsicht auf den Stator ist, welche die
Verteilung des Magnetfeldes an dem inneren
Umfang des Stators in jedem der Muster 1 bis 4
in Fig. 29 zeigt;
-
Fig. 34 eine Draufsicht auf den Stator ist, welche die
Verteilung des Magnetfeldes an dem inneren
Umfang des Stators in jedem der Muster 5 bis 6
in Fig. 29 zeigt; und
-
Fig. 35 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels
eines Verdichters ist, der den Rotor eines
Elektromotors gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält.
-
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher
mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erklärt. Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines
Rotationsverdichters. In Fig. 1 bezeichnet das
Bezugszeichen 1 einen geschlossenen Behälter, der einen
Elektromotor 2 in dem oberen Teil und ein
Verdichtungselement 3, das von dem Elektromotor 2
angetrieben wird, in dem unteren Teil aufnimmt. Der
geschlossene Behälter 1 wird durch Verbinden und
Schließen des Behälters, der den Elektromotor 2 und
eines Behälters, der das Verdichtungselement enthält,
durch Hochfrequenzschweißen oder dergleichen
hergestellt.
-
Der Elektromotor 2 besteht aus einem Stator 4, der
an der Innenwand des geschlossenen Behälters 1
befestigt ist, und einem Rotor 5, der von der
Innenseite des Stators 4 derart erhalten wird, daß er
frei um eine Drehwelle 6 drehbar ist. Der Stator 4 ist
mit einer Statorspule 7 versehen, um für den Rotor 5
einen drehenden Magnetfluß bereitzustellen.
-
Das Verdichtungselement 3 ist mit einem ersten
Drehzylinder 9 und einem zweiten Drehzylinder 10
versehen, die voneinander durch eine Trennplatte 8
getrennt sind. Exzentrische Abschnitte 11, 12, die an
dem Zylinder 9 bzw. 10 befestigt sind, werden um die
Drehwelle 6 mit einer Phasendifferenz zwischen ihnen
von 180 Grad gedreht.
-
Die Bezugszeichen 13 und 14 stellen eine erste und
zweite Walze dar, die in dem Zylinder 9 bzw. 10 mit den
Drehungen der exzentrischen Abschnitte 11 und 12
drehen.
-
Der Zylinder 9 liegt zwischen einem ersten Rahmen
15 und der Trennplatte 8, und der Zylinder 10 liegt
zwischen einem zweiten Rahmen 16 und der Trennplatte 8,
wodurch die jeweiligen Verdichtungsräume gebildet
werden. Der erste Rahmen 15 und der zweite Rahmen 16 sind
mit Lagerabschnitten 17 bzw. 18 zum Halten der
Drehwelle 6 versehen.
-
Entladekappen 19, 20 sind an dem ersten Rahmen 15
bzw. dem zweiten Rahmen 16 derart befestigt, daß sie
die entsprechenden Rahmen 15, 16 bedecken. Der Zylinder
9 und die Entladekappe 19 stehen durch eine
Entladungsöffnung (nicht dargestellt), die im ersten Rahmen 15
ausgebildet ist, und den Zylinder 10 und die
Entladungsöffnung (nicht dargestellt), die im zweiten Rahmen
16 ausgebildet ist, in Verbindung. Ein Umlaufrohr 21,
das an der Außenseite des geschlossenen Behälters 1
vorgesehen ist, steht mit der Entladekappe 20 in
Verbindung.
-
Das Bezugszeichen 22 bezeichnet ein Ablaßrohr, das
an der Oberseite des Behälters 1 vorgesehen ist, und
23, 24 Saugrohre, die an den Zylinder 9 bzw. 10
angeschlossen sind. Eine Einschaltklemme 25 liefert
elektrischen Strom von einer äußeren Ausrüstung zu der
Spule 7 des Stators 4. (Die Leitungsdrähte zur
Verbindung der Statorspule 7 und der Einschaltklemme 25
sind nicht dargestellt). Das Bezugszeichen 26 stellt
eine Öltrennscheibe dar, die an der Drehwelle 6 durch
eine Schraube 27 befestigt ist. Die Scheibe 26 kann
durch einen runden Vorsprung befestigt sein, der später
beschrieben wird.
-
Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht des Rotors 5,
der in Fig. 1 dargestellt ist, bevor die Drehwelle 6 in
diesen preßgepaßt ist. Ein Ankerkern 28 besteht aus
einer Mehrzahl geschichteter, elektromagnetischer
Stahlplatten (Eisenplatten für einen Rotor) mit jeweils
einer Dicke von 0,5 mm, die in eine vorbestimmte Form
gestanzt sind. Die elektromagnetischen Stahlplatten
sind miteinander verstemmt und einstückig geschichtet
(oder einstückig geschweißt).
-
Das Bezugszeichen 29 bezeichnet ein magnetisches
Material, der aus einem gesinterten Seltenerdmetall
oder einem Kunststoff, der ein Seltenerdmetall enthält,
besteht. Als Beispiele für das Seltenerdmetall werden
Praseodym und Neodym genannt. Das magnetische Material
29 ist in einen Schlitz preßgepaßt oder eingesetzt, der
in dem Ankerkern 28 in die Längsrichtung ausgebildet
ist. Eine Mehrzahl magnetischer Materialien 29 ist in
dem Ankerkern 28 entlang dem äußeren Umfang des
Ankerkerns 28 angeordnet.
-
Ein erstes Stirnflächenelement 30, das an einem
Ende des Ankerkerns 28 befestigt ist, hat Gegengewichte
33, 35, 35 und 36, um zu dem Verdichtungselement 3 ein
Gegengewicht zu bilden, und runde Vorsprünge 31, 32,
die an dem Gegengewicht 35 bzw. 36 angeordnet sind. Das
erste Stirnflächenelement 30, die Gegengewichte 33 bis
36 und die runden Vorsprünge 31 und 32 sind einstückig
aus einem nichtmagnetischen Material wie Aluminium und
Zink durch Druckguß oder Ziehen oder aus einem
synthetischen Harzmaterial gebildet.
-
Die Positionen und Formen des runden Vorsprünge
31, 32 sind in Übereinstimmung mit der Öltrennscheibe
26 festgelegt.
-
Ein zweites Stirnflächenelement 38, das an dem
anderen Ende des Ankerkerns 28 befestigt ist, ist
einstückig zu einer ringförmigen Form aus einem
nichtmagnetischen Material wie Aluminium durch Druckguß
oder Ziehen oder aus einem synthetischen Harzmaterial
auf dieselbe Weise wie das erste Stirnflächenelement 30
gebildet.
-
Eine Mehrzahl von Schweißabschnitten 37 ist an dem
äußeren Umfang des Rotors 5 in die Längsrichtung
vorgesehen. Nachdem die magnetischen Materialien 29 in den
Ankerkern 28 preßgepaßt und das erste
Stirnflächenelement 30 und das zweite Stirnflächenelement 38 eingerichtet
sind, werden diese Schweißabschnitte 37
gleichzeitig zur Herstellung des Rotors 5 geschweißt.
-
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement 30, das in Fig. 2 dargestellt ist.
Das Stirnflächenelement 30 hat eine konzentrische
(ringförmige) Form, und die Drehwelle 6 des Rotors 5
wird durch eine Wellenöffnung 39 geführt.
-
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement 38, das in Fig. 2 dargestellt ist.
Das Stirnflächenelement 38 hat eine konzentrische
(ringförmige) Form, und die Drehwelle 6 des Rotors 5
wird durch eine Wellenöffnung 40 geführt.
-
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Ankerkern 28,
der in Fig. 2 dargestellt ist. Der in Fig. 5
dargestellte Ankerkern besteht aus einer Mehrzahl
geschichteter elektromagnetischer Stahlplatten 50, die
jeweils in eine Form zur Bildung von
Schenkelpolabschnitten 51 bis 54 gestanzt sind. Die
Bezugszeichen 55 bis 58 bezeichnen gekerbte Abschnitte
zur Bildung der Schenkelpolabschnitte 51 bis 54.
-
Die Bezugszeichen 59 bis 62 bezeichnen Schlitze,
in welche die magnetischen Materialien 29 preßgepaßt
werden, und 63 eine Wellenöffnung, durch welche die
Drehwelle 6 geführt wird. In diesem Beispiel kann jedes
Stirnflächenelement 30 und 38 dieselbe Form aufweisen
wie die entsprechenden Stirnflächen des Ankerkerns.
-
Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors eines Elektromotors für
einen Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung. In
Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen
Ankerkern, der aus einer Mehrzahl geschichteter,
elektromagnetischer Stahlplatten (Eisenplatten für einen Rotor)
mit jeweils einer Dicke von 0,5 mm besteht, die in eine
vorbestimmte Form gestanzt sind. Die
elektromagnetischen Stahlplatten sind miteinander verstemmmt und
einstückig geschichtet (oder einstückig geschweißt).
-
Das Bezugszeichen 102 bezeichnet ein magnetisches
Material (dasselbe wie das in Fig. 2 dargestellte
magnetische Material). Das magnetische Material 102 ist
in einen Schlitz preßgepaßt oder eingesetzt, der in dem
Ankerkern 101 in die Längsrichtung ausgebildet ist.
Eine Mehrzahl magnetischer Materialien 102 sind in dem
Ankerkern 101 entlang dem äußeren Umfang des Ankerkerns
101 angeordnet.
-
Ein erstes Stirnflächenelement 103, das an einem
Ende des Ankerkerns 101 befestigt ist, hat
Gegengewichte 104, 105, 106 und 107, um zu dem
Verdichtungselement 3 ein Gegengewicht zu bilden, und
runde Vorsprünge 108, 109, die an dem Gegengewicht 104
bzw. 107 angeordnet sind. Das erste Stirnflächenelement
103, die Gegengewichte 104 bis 107 und die runden
Vorsprünge 108 und 109 sind einstückig aus einem
nichtmagnetischen Material wie Aluminium und Zink durch
Druckguß oder Ziehen oder aus einem synthetischen
Harzmaterial gebildet.
-
Die Positionen und Formen der runden Vorsprünge
108, 109 sind in Übereinstimmung mit der Öltrennscheibe
26 festgelegt.
-
Ein zweites Stirnflächenelement 110, das an dem
anderen Ende des Ankerkerns 101 befestigt ist, ist
einstückig zu einer ringförmigen Form aus einem
nichtmagnetischen Material wie Aluminium durch Druckguß
oder Ziehen oder aus einem synthetischen Harzmaterial
auf dieselbe Weise wie das erste Stirnflächenelement
103 gebildet.
-
Stemmelemente (Stemmstifte, Stemmschrauben oder
dergleichen) 111 bis 114 verstemmen das erste
Stirnflächenelement 103, den Ankerkern 101 und das zweite
Stirnflächenelement 110 einstückig, unter Verwendung
der Durchgangslöcher, die in dem ersten
Stirnflächenelement 103, dem Ankerkern 101 und dem zweiten
Stirnflächenelement 110 ausgebildet sind.
-
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement 103, das in Fig. 6 dargestellt ist.
Das Stirnflächenelement 103 hat eine konzentrische
(ringförmige) Form, und die Drehwelle 6 des Rotors 5
wird durch eine Wellenöffnung 119 geführt.
-
Die Bezugszeichen 115 bis 118 bezeichnen
Durchgangslöcher, durch welche die Stemmelemente 111
bis 114 jeweils geführt werden. Jedes der
Durchgangslöcher 115 bis 118 hat eine angemessene Größe
und Form, die dem entsprechenden Stemmelement 111 bis
114 entspricht.
-
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement 110, das in Fig. 6 dargestellt ist.
Das Stirnflächenelement 110 hat eine konzentrische
(ringförmige) Form, und die Drehwelle 6 des Rotors 5
wird durch eine Wellenöffnung 124 geführt.
-
Die Bezugszeichen 120 bis 123 bezeichnen
Durchgangslöcher, durch welche die Stemmelemente 111
bis 114 jeweils geführt werden. Jedes der
Durchgangslöcher 120 bis 123 hat eine angemessene Größe
und Form, die dem entsprechenden Stemmelement 111 bis
114 entspricht.
-
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf den Ankerkern 101,
der in Fig. 6 dargestellt ist. Der Ankerkern besteht
aus einer Mehrzahl geschichteter elektromagnetischer
Stahlplatten 140, die jeweils in eine Form zur Bildung
von Schenkelpolabschnitten 136 bis 139 gestanzt sind.
Die Bezugszeichen 141 bis 144 bezeichnen gekerbte
Abschnitte zur Bildung der Schenkelpolabschnitte 136 bis
139.
-
Die Bezugszeichen 145 bis 148 bezeichnen Schlitze,
in welche die magnetischen Materialien 102 preßgepaßt
werden, und 149 eine Wellenöffnung, durch welche die
Drehwelle 6 geführt wird.
-
Die Bezugszeichen 150 bis 153 bezeichnen
Durchgangslöcher, durch welche die Stemmelemente 111
bis 114 jeweils geführt werden. Jedes der
Durchgangslöcher 150 bis 153 hat eine angemessene Größe
und Form, die dem entsprechenden Stemmelement 111 bis
114 entspricht. Nachdem die magnetischen Materialien
102 in den Ankerkern preßgepaßt sind, werden die
Stirnflächenelemente eingerichtet, und der Rotor 5
einstückig unter Verwendung der Stemmelemente 111 bis
114 hergestellt. In diesem Beispiel kann jedes der
Stirnflächenelemente dieselbe Form wie die
entsprechenden Stirnflächen der Ankerkerne aufweisen.
-
Da, wie zuvor beschrieben, in den
Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 1 bis 9
dargestellt sind, kein sekundärer Leiter vorhanden ist,
der durch ein Metallrohr oder ein Druckgußmaterial
gebildet ist, das einen Wirbelstrom verursacht, ist es
möglich, die Betriebsleistung des Elektromotors in
diesem Ausmaß zu verbessern. Mit anderen Worten, ein
kleinerer als der übliche Motor kann dieselbe Leistung
aufweisen. Daher ist es möglich, die Gesamtgröße eines
Verdichters zu verringern.
-
Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors 5 eines Elektromotors
für einen Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf das erste
Stirnflächenelement des Rotors, Fig. 12 ist ein Seitenriß
davon, Fig. 13 ist eine Draufsicht auf das zweite
Stirnflächenelement des Rotors und Fig. 14 ist eine
Draufsicht auf den Ankerkern, der in Fig. 10
dargestellt ist. In diesen Zeichnungen stellt das
Bezugszeichen 74 einen Ankerkern dar und 70 ein magnetisches
Material, das aus einem Permanentmagneten besteht und
in den Ankerkern 74 eingesetzt ist. Ein erstes Stirnflächenelement
67 und ein zweites Stirnflächenelement
68, die aus einem nichtmagnetischen Material ähnlich
jenem in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
gebildet sind, sind an der Oberseite und Unterseite des
Ankerkerns 74 und der magnetischen Materialien 70
angeordnet. Diese Elemente sind durch eine Mehrzahl von (in
diesem Ausführungsbeispiel, vier) Schrauben 71 und
Muttern 72 verschraubt und die Drehwelle 6 des
Elektromotors 2 wird in diese preßgepaßt.
-
In diesem Fall ist der Innendurchmesser d1 des
ersten und zweiten Stirnflächenelementes 67, 68 größer
als der Innendurchmesser d3 des Ankerkerns 74 und der
Außendurchmesser D1 jedes des ersten und zweiten
Stirnflächenelementes 67, 68 ist kleiner als der
Außendurchmesser D3 des Ankerkerns 74. Der Durchmesser
jedes der Schraubenlöcher 67a und 67b, die in dem
ersten bzw. zweiten Stirnflächenelement 67 und 68
ausgebildet sind, ist größer als der Durchmesser jedes
Schraubenlochs 74a des Ankerkerns 74.
-
Gemäß dem in den Fig. 10 bis 14 dargestellten
Ausführungsbeispiel braucht die Bearbeitungstoleranz weder
beim Außen- noch Innendurchmesser des ersten und
zweiten Stirnflächenelementes 67, 68 noch bei den
Schraubenlöchern sehr streng sein. Es ist auch leicht, die
inneren Umfänge, die äußeren Umfänge und die
Schraubenlöcher des ersten und zweiten Stirnflächenelementes und
des Ankerkerns zum Zeitpunkt des Verschraubens (oder
Verstemmens) dieser drei Elemente auszurichten.
-
Fig. 15 ist eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels des Rotors eines Elektromotors für
einen Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung. In
diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor mit Nuten mit
U-förmigem Querschnitt in den Wänden der Schlitze des
Ankerkerns, senkrecht in bezug auf die Längsrichtung
der Schlitze versehen. Nuten 80a und 80b mit einem
Iiförmigen Querschnitt sind an dem oberen Ende und dem
unteren Ende jedes Schlitzes 79 eines Ankerkerns 76
versehen. Das Bezugszeichen 77 bezeichnet ein
magnetisches Material (Permanentmagnet), das in jeden Schlitz
79 preßgepaßt ist. In der Modifizierung des Ankerkerns
76, die in Fig. 16 dargestellt ist, ist eine Nut 80c im
mittleren Abschnitt jedes Schlitzes 79 hinzugefügt, und
in der Modifizierung des Ankerkerns 76, die in Fig. 17
dargestellt ist, sind zwei Nuten 80d im mittleren
Abschnitt jedes Schlitzes 79 hinzugefügt.
-
Wenn bei jedem dieser Ankerkerne 76 die
magnetischen Materialien 77 in die Schlitze 79
preßgepaßt werden, verformt sich der Ankerkern 76, der
den Druck aufnimmt, so daß der Druck entlastet wird,
wodurch der Widerstand gegenüber der Preßpassung
verringert wird.
-
Eine Nut 81 mit einem V-förmigen Querschnitt ist
in jeder gegenüberliegenden seitlichen Innenwand 79a,
79b vorgesehen, und drei Nuten 81 sind in
gegenüberliegenden Umfangsinnenwänden 79c, 79d in jedem
Schlitz 79 vorgesehen.
-
Wenn die magnetischen Materialien 77 in die
Schlitze 79 preßgepaßt werden, verformen sich die Nuten
81, so daß die magnetischen Materialien 77 elastisch
gehalten werden.
-
Eine Draufsicht auf den Ankerkern mit den
obengenannten Nuten ist in Fig. 18 dargestellt.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 15
bis 18 dargestellt ist, ist ein großer
Preßpassungsspielraum möglich, und der Eingriff zwischen dem
magnetischen Material und dem Schlitz ist fest, so daß die
Produktionsschritte vereinfacht werden können, was eine
starke Kostensenkung zur Folge hat.
-
Fig. 19 ist eine Draufsicht auf eine Modifizierung
des Ankerkerns, der in Fig. 18 dargestellt ist. In
diesem Fall sind vier gekerbte Abschnitte 89A bis 89D
vorgesehen, während nur zwei magnetische Materialien
88A und 88C bereitgestellt sind. Da nur zwei
magnetische Materialien 88A und 88C vorhanden sind,
üben die gekerbten Abschnitte 88A bis 88D keinen
Einfluß auf den Magnetfluß aus. Das heißt, der Rotor
ist für einen zweipoligen Motor.
-
In dem in Fig. 19 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zur Umwandlung
einer vierpoligen Motorkonstruktion in eine zweipolige
Motorkonstruktion dargestellt. Es versteht sich, daß
dieses Ausführungsbeispiel im Falle der Verringerung
von zum Beispiel acht Polen eines Motors auf vier Pole
anwendbar ist.
-
Mit anderen Worten, eine verhältnismäßig einfache
Konstruktion, die ein Mittel bereitstellt, das den
Kurzschluß des Magnetflusses zwischen einem Paar von
Magnetpolen verhindert, und kein Mittel an den anderen
Enden der entsprechenden Pole bereitstellt, kann auf
einfache Weise die Anzahl von Polen eines Elektromotors
verringern.
-
Dadurch ist es zum Beispiel möglich, die
Zerhackerfrequenz der elektrischen Leistung, die der
Statorspule zugeführt wird, um 1/2 zu verringern, indem
ein zweipoliger Motor in einen vierpoligen Motor
geändert wird. Daher muß ein Zerhackertransistor, der
in einer Umkehrschaltung verwendet wird, kein teurer
Transistor mit einer hohen Schaltansprechcharakteristik
sein. Da der Verlust in einem Schaltkreis verringert
ist, wird die Verstärkung der Umkehrleistung eines
Inverters und der Motorleistung erreicht.
-
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf eine weitere
Modifizierung des Ankerkerns, der in Fig. 18
dargestellt ist. In jedem dieser Ankerkerne ist ein U-
förmiger Abschnitt zwischen den Schenkelpolabschnitten
mit einem Stemmstift ausgefüllt, zum einstückigen
Verstemmen des Ankerkerns 91 und der oberen und unteren
Stirnflächenelemente (nicht dargestellt) und/oder einem
nichtmagnetischen Füllmittel, anstatt den oberen
Abschnitt mit einer dünnen Brücke 92 zu verschließen.
-
In Fig. 20 sind nichtmagnetische Stemmstifte 100A
durch den U-förmig gekerbten Abschnitt 100 an dem
äußeren Umfang des Ankerkerns 91 geführt.
-
Da gemäß der in Fig. 20 dargestellten Konstruktion
der U-förmige Abschnitt mit einem nichtmagnetischen
Stemmstift ausgefüllt ist, um den Ankerkern und die
oberen und unteren Stirnflächenelemente und/oder ein
nichtmagnetischen Füllmittel zu verstemmen, anstatt den
oberen Abschnitt mit einer dünnen Brücke 92 zu
verschließen, erübrigt sich ein Durchgangsloch zum
Hindurchführen eines Stemmstiftes und der magnetische
Widerstand und der Kernverlust sind an diesem Abschnitt
verringert, wodurch die Leistungsfähigkeit des Motors
erhöht werden kann.
-
Fig. 21 ist ein weiteres Beispiel eines
Verdichters, der ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Rotors eines Elektromotors gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält. Die Elemente, welche dieselben wie
in Fig. 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen
versehen und ihre Erklärung wird unterlassen.
-
Fig. 22 ist eine Teilschnittansicht des in Fig. 21
dargestellten Rotors, und Fig. 23 ist eine Draufsicht
auf diesen, bevor die Drehwelle 6 in diesen preßgepaßt
wird. In jeder der Zeichnungen bezeichnet das
Bezugszeichen 226 einen Ankerkern, der aus einer Mehrzahl
geschichteter Eisenplatten 227 besteht, mit jeweils
einer Dicke von 0,3 bis 0,7 mm, die aus einer
elektromagnetischen Stahlplatte in eine vorbestimmte Form
gestanzt sind, wie in Fig. 24 dargestellt ist. Die
Eisenplatten 227 sind miteinander verstemmmt und
einstückig geschichtet.
-
Die Eisenplatte 227 ist aus einer
elektromagnetischen Stahlplatte in eine Form zur
Bildung von Schenkelpolabschnitten 228 bis 231
gestanzt, welche vier Magnetpole darstellen, wie in
Fig. 24 gezeigt ist. Die Bezugszeichen 232 bis 235
bezeichnen gekerbte Abschnitte zwischen den
entsprechenden Schenkelpolabschnitten 228 bis 231.
-
Der Außendurchmesser D der Eisenplatte 227 (der
Abstand zwischen den Oberseiten jedes Paares von
Schenkelpolabschnitten) beträgt 40 bis 70 mm. In diesem
Ausführungsbeispiel ist er 50 mm.
-
Die Bezugszeichen 241 bis 244 bezeichnen Schlitze,
in welche später beschriebene magnetische Materialien
245 (Permanentmagneten) preßgepaßt werden. Die Schlitze
241 bis 244 sind in der Eisenplatte 227 an der äußeren
Umfangsseite derselben an einem konzentrischen Kreis zu
der Drehwelle 6 in Übereinstimmung mit den
entsprechenden Schenkelpolabschnitten 228 bis 231 ausgebildet. Der
Abstand d zwischen jedem der Schlitze 241 und 244 und
der benachbarten Seitenwand der entsprechenden
Schenkelpolabschnitten 228 bis 231 ist vorzugsweise so klein
wie möglich.
-
Da der Außendurchmesser D des Ankerkerns 226 mit
40 bis 70 mm eingestellt ist und der Abstand d zwischen
jedem der Schlitze 241 und 244 und den entsprechenden
Schenkelpolabschnitten 228 bis 231 so klein wie möglich
ist, kann auf diese Weise der magnetische Streufluß
zwischen den Magnetpolen (magnetischen Materialien 245)
verringert werden, während die Stärke des Ankerkerns
226 aufrechterhalten wird, wodurch die Betriebsleistung
des Elektromotors 2 verbessert wird.
-
Das Bezugszeichen 246 stellt eine Wellenöffnung
dar, die in der Mitte der Eisenplatte 227 für den
Schrumpfsitz der Drehwelle 6 darin ausgebildet ist. Die
Bezugszeichen 247 bis 250 stellen Durchgangslöcher dar,
die an der Innenseite der entsprechenden Schlitze 241
bis 244 ausgebildet sind, durch welche später
beschriebene Stemmnieten 251 bis 254 geführt werden.
Jedes der Durchgangslöcher 247 bis 250 weist eine
angemessene Größe und Form auf, die den entsprechenden
Stemmnieten 251 bis 254 entspricht. Die Bezugszeichen
256 bis 259 stellen Verstemmabschnitte zum Verstemmen
und Aneinanderbefestigen der Eisenplatten 227 dar. Die
Verstemmabschnitte 256 bis 259 sind auf einem annähernd
konzentrischen Kreis zu dem Kreis, auf dem die
Durchgangslöcher 247 bis 250 vorgesehen sind, und
zwischen den entsprechenden Schlitzen 241 bis 244
vorgesehen. Die Bezugszeichen 261 bis 264 stellen
Löcher dar, die an der Innenseite der entsprechenden
Verstemmabschnitte 256 bis 259 zur Bildung von
Öldurchlässen ausgebildet sind.
-
Eine Mehrzahl von Eisenplatten 227 sind
geschichtet und einstückig an den Verstemmabschnitten
256 bis 259 verstemmt, wodurch der Ankerkern 226
gebildet wird, der in dem Seitenriß von Fig. 25
dargestellt ist. Der Außendurchmesser des Ankerkerns
226 ist der Außendurchmesser D (50 mm) der Eisenplatte
227 und die Abmessung L der Schichtung ist zum Beispiel
40 mm. Das Verhältnis L/D des Außendurchmesser D der
Eisenplatte 227 und der Abmessung L der Schichtung ist
kleiner 1, 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist das
Verhältnis L/D gleich 0,8. Das heißt, die Abmessung des
Ankerkerns 226 in die Richtung der Drehwelle 6 ist so
eingestellt, daß sie ein kleinerer Wert ist.
-
Das magnetische Material 245 besteht aus einem
Magnet aus Seltenerdmetall, wie einem Praseodymmagnet
(Legierung aus Praseodym und Eisen) und einem
Neodymmagnet (Legierung aus Neodym und Eisen), plattiert mit
Nickel. Das magnetische Material 245 hat einen
rechteckigen Querschnitt und weist insgesamt eine Form einer
Platte auf, wie in Fig. 26 dargestellt ist. Die
Abmessung des magnetischen Materials 245 in die Richtung der
Drehwelle 6 ist dieselbe wie L. Die Größe jedes der
Schlitze 241 bis 244 ist so festgelegt, daß das
magnetische Material 245 fest in diese preßgepaßt ist.
-
Fig. 27 zeigt die Entmagnetisierungskurve eines
Ferritmagneten und die Entmagnetisierungskurve eines
Seltenerdmagneten, wie zuvor beschrieben, der ein
Permanentmagnet ist, der als das magnetische Material
245 in Fig. 26 verwendet wird. Die Ordinate stellt die
Flußdichte B und die Abszisse eine Koerzitivkraft Hc
dar. Eine gestrichelte Linie ist eine
Entmagnetisierungskurve eines allgemeinen
Ferritmagneten und eine Vollinie ist eine
Entmagnetisierungskurve eines allgemeinen
Seltenerdmagnets. Eine Linie T1 stellt die Werte dar,
die bei +25ºC gemessen werden, und eine Linie T2 jene
bei +150ºC.
-
Wie aus Fig. 27 hervorgeht, hat der
Seltenerdmagnet eine größere Flußdichte Br und eine
größere Koerzitivkraft Hc als der Ferritmagnet. Das
magnetische Energieprodukt des Seltenerdmagneten ist
auch sehr groß. Es ist daher möglich, den notwendigen
Spaltfluß zu sichern und die erforderliche Leistung zu
erhalten, selbst wenn die Fläche des Magneten
verkleinert ist.
-
Die Drehwelle 6 ist vom Auslegertyp und wird nur
an dem unteren Teil von den Lagern 17 und 18 gehalten,
wie zuvor beschrieben wurde. Wenn daher die Abmessung
der Drehwelle 6 des Rotors 5 in die Längsrichtung
vergrößert wird, wird eine große Abweichung erzeugt,
insbesondere bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung, und
mit dem Anstieg in der Vibration und im Geräusch,
werden sowohl die Zuverlässigkeit als auch die
betriebliche Leistungsfähigkeit gesenkt.
-
Da ein Seltenerdmagnet als magnetisches Material
245 verwendet wird, das in dem geschichteten Ankerkern
226 vorgesehen ist, kann die Größe des Ankerkerns 226
verringert werden, während die notwendige Leistung im
Vergleich zu einem herkömmlichen Ankerkern unter
Verwendung eines Ferritmagneten aufrechterhalten wird.
Dadurch ist es möglich, die Zuverlässigkeit und die
Betriebsleistung zu steigern, indem die Vibration und
das Geräusch verringert werden, die durch die
Abweichung des Rotors 5 entstehen.
-
Insbesondere da das Verhältnis L/D des
Außendurchmessers D und der Abmessung L des Ankerkerns
226 in die Richtung der Drehwelle 6 auf weniger als 1,1
verringert ist, mit anderen Worten, da die
Verkleinerung des Ankerkerns 226 durch die Verringerung
der Abmessung des Ankerkerns 226 in die Richtung der
Drehwelle 6 erreicht wird, muß die Einrichtung zur
Herstellung des Verdichters nicht geändert werden, was
bei einer Änderung des Durchmessers des Ankerkerns 226
oder des Außendurchmessers des geschlossenen Behälters
1 des Verdichters notwendig wäre.
-
Mit erneuter Bezugnahme auf Fig. 21 bezeichnen die
Bezugszeichen 266 und 267 flache Stirnflächenelemente,
die an dem oberen und unteren Ende des Ankerkerns 226
befestigt sind. Die Stirnflächenelemente 266 und 267
sind aus einem nichtmagnetischen Material wie Aluminium
und einem Harzmaterial mit im wesentlichen derselben
Form wie die Eisenplatte 227 gebildet. Der
Außendurchmesser der Stirnflächenelemente 266, 267 ist kleiner
als der Außendurchmesser D des Ankerkerns 226.
Durchgangslöcher 271 bis 274 sind in den
Stirnflächenelementen 266, 256 an den Positionen ausgebildet, die den
Durchgangslöchern 247 bis 250 entsprechen, und eine
Wellenöffnung 276 und Löcher 271 bis 274 sind in den
Stirnflächenelementen 266, 267 an den Positionen
ausgebildet, die der Wellenöffnung 246 und den Löchern 261
bis 264 entsprechen, wie in Fig. 23 dargestellt ist.
-
Die Wellenöffnung (Innendurchmesser) 276 der
Stirnflächenelemente 266, 256 ist größer als die
Wellenöffnung 246 (Innendurchmesser) der Eisenplatte
227, und der Durchmesser jedes der Durchgangslöcher 271
bis 274 der Stirnflächen 266, 267 ist größer als der
Durchmesser jedes der Durchgangslöcher 245 bis 250 der
Eisenplatte 227.
-
Nachdem die magnetischen Materialien 245 in die
Schlitze 241 bis 244 des Ankerkerns 226 preßgepaßt
sind, werden die oberen und unteren
Stirnflächenelemente 266 und 267 so eingerichtet, daß
sie die Oberseiten und die Unterseiten der Schlitze 241
bis 244 bedecken. In diesem Zustand stehen die
Durchgangslöcher 247 bis 250 in dem Eisenkern 226 und
die Durchgangslöcher 271 bis 274 in den oberen und
unteren Stirnflächenelementen miteinander in die
Richtung der Drehwelle 6 in Verbindung. Danach werden
die Nieten 251 bis 254 durch die entsprechenden
Durchgangslöcher 247 bis 250 und 271 bis 274 geführt,
so daß der obere Abschnitt und der unter Abschnitt der
Schichtung einstückig verstemmt und der Rotor 5
hergestellt wird. Die Drehwelle 6 wird dann in die
Wellenöffnung 246 eingesetzt und der Rotor 5 und die
Drehwelle 6 werden durch einen Schrumpfsitz befestigt.
Das Symbol BW stellt ein Gegengewicht dar, das an dem
Ankerkern 226 durch die Niete 251 gemeinsam mit dem
oberen Stirnflächenelement 266 befestigt wird.
-
Da der Rotor 5 einstückig zusammengebaut wird,
bevor die Drehwelle 6 in diesen preßgepaßt wird, kann
daher die hohe Maßgenauigkeit des Rotors 5
aufrechterhalten werden. Da die Stirnflächenelemente
266, 267, die aus einem nichtmagnetischen Material
bestehen, für den einstückigen Zusammenbau des
Ankerkerns 226 verwendet werden, gibt es zusätzlich
keinen sekundären Leiter, der durch ein Metallrohr oder
ein Druckgußmaterial gebildet wird, wodurch die
Entstehung eines dadurch verursachten
Wirbelstromverlustes verhindert wird.
-
Da der Außendurchmesser der Stirnflächenelemente
266, 267 kleiner als der Außendurchmesser D des
Ankerkerns 226 ist, und die Wellenöffnung 276
(Innendurchmesser) der Stirnflächenelemente 266, 267
größer als die Wellenöffnung 246 (Innendurchmesser des
Ankerkerns 226) der Eisenplatte 227 ist, ragen des
weiteren die Stirnflächenelemente 266, 267, wenn die
Stirnflächenelemente 266, 267 an dem Ankerkern 226
befestigt werden, nicht an der Außenseite des
Ankerkerns 226 oder an der Innenseite der Wellenöffnung
246 des Ankerkerns 226 vor.
-
Da der Durchmesser jedes der Durchgangslöcher 271
bis 274 größer als der Durchmesser jedes der
Durchgangslöcher 247 bis 250 der Eisenplatte 227 ist,
gibt es zusätzlich, selbst wenn ein geringfügiger
Fehler in der Ausrichtung der Durchgangslöcher 271 bis
274 mit den Durchgangslöchern 247 bis 250 vorliegt,
keine Probleme beim Einsetzen der Nieten 251 bis 254.
Daher braucht die Bearbeitungstoleranz bei jedem
der Außen- und Innendurchmesser der
Stirnflächenelemente 266, 267 und dem Durchmesser jedes
der Durchgangslöcher 271 bis 274 nicht sehr streng
sein. Es ist auch leicht, die inneren Umfänge, die
äußeren Umfänge der Stirnflächenelemente und der
Durchgangslöcher beim Zusammenbau der Stirnflächen 266,
267 und des Ankerkerns 226 auszurichten.
-
Der Zustand des Magnetfeldes, das in dem Ankerkern
226 von jedem der magnetischen Materialien 245 erzeugt
wird, ist in Fig. 28 dargestellt. Ein im wesentlichen
konzentrisches Magnetfeld um den gekerbten Abschnitt
233 wird zwischen den magnetischen Materialien
(Magnetpolen) 245 erzeugt, die in die benachbarten Schlitze
242, 243 preßgepaßt sind, wie zum Beispiel durch die
gestrichelten Linien angezeigt ist. Ein ähnliches
Magnetfeld wird zwischen den anderen benachbarten
magnetischen Materialien 245 erzeugt.
-
Da die Durchgangslöcher 247 bis 250 in
Übereinstimmung mit den Innenwänden der entsprechenden
magnetischen Materialien 245 ausgebildet sind, ist
jedes der Durchgangslöcher 247 bis 250 als Spalt nicht
in der Mitte, sondern an dem Umfangsabschnitt der
magnetischen Pfade angeordnet, die von einem
magnetischen Material 245 zu dem benachbarten
magnetischen Material 245 führen. Daher ist es
unwahrscheinlich, daß die Durchgangslöcher 247 bis 250
zu einem magnetischen Widerstand für das erzeugte
Magnetfeld werden. Es ist daher unwahrscheinlich, daß
eine Störung in dem Magnetfeld erzeugt wird, so daß der
schädliche Einfluß der Durchgangslöcher 247 bis 250 auf
den Elektromotor 2 auf einem Minimum gehalten und die
Leistung des Elektromotors 2 erhöht werden kann.
-
Da die Verstemmabschnitte 256 bis 259 und die
Löcher 261 bis 264 jeder der Eisenplatten 227 zwischen
den Durchgangslöchern 247 bis 250 angeordnet sind, ist
es möglich, die Verstemmabschnitte 256 bis 259 an der
äußeren Umfangsseite des Ankerkerns 226 anzuordnen, wie
in Fig. 24 dargestellt ist. Es ist daher möglich, die
Befestigungsstärke der Eisenplatten 227 durch
Verstemmen zu erhöhen. Obwohl die Verstemmabschnitte 256 bis
259 und die Löcher 261 bis 264 in der Mitte des
Magnetfeldes liegen, ist ihr Einfluß auf das Magnetfeld
gering, da die Verstemmabschnitte 256 bis 259 und die
Löcher 261 bis 264 Minimalspalten im Vergleich zu den
Durchgangslöcher 247 bis 250 sind.
-
Es wird nun der Betrieb des Elektromotors 2 in
diesem Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die Fig.
29 bis 34 erklärt. Die Fig. 30 bis 32 sind
Verbindungspläne der Statorspule 7, und die Fig. 33 und 34 sind
Draufsichten auf den Stator 4. Die Statorspule 7, die
um den Rotor 5 angeordnet ist, ist eine
Dreiphasenspule, die aus einer Außenwicklung einer Phase U, einer
Zwischenwicklung einer Phase V und einer Innenwicklung
einer Phase W besteht, von welchen jede vier Pole U1
bis U4, V1 bis V4 und W1 bis W4 bildet, wie in den Fig.
33 und 34 dargestellt ist.
-
Ein Gleichstrom wird von einer Steuerung (nicht
dargestellt), wie einem Inverter, der aus einer
Mehrzahl von Schaltelementen besteht, z. B.
Transistoren, jeder der U-Phasen-Wicklung, der V-
Phasen-Wicklung, der W-Phasen-Wicklung der Statorspule
7 in der Reihenfolge eines Musters 1 bis eines Musters
6 zugeführt, wie in Fig. 29 dargestellt ist. Die
Verteilungen der Magnetfelder (synthetisiertes
Magnetfeld) an dem inneren Umfang des Stators 4, die
erzeugt werden, wenn die Statorspule 7 in den Mustern 1
bis 6 erregt ist, sind in den Verbindungsplänen in den
Fig. 30 bis 32 dargestellt.
-
Dieselbe Musternummer in jeder Zeichnung
bezeichnet dasselbe Muster, und das Symbol des
eingekreisten N in Fig. 33 und 34 entspricht dem Symbol
des eingekreisten N in den Fig. 30 bis 32. In diesem
Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die
magnetischen Materialien 245, die in die Schlitze 241
und 243 eingesetzt sind, N-Pole sind, und die
magnetischen Materialien 245, die in die Schlitze 242
und 244 eingesetzt sind, S-Pole sind, und daß die
Steuerung die Statorspule 7 immer dann erregt, wenn die
Schenkelpolabschnitte 228 bis 231 (mit den darin
befindlichen magnetischen Materialien 245) des Rotors 5
durch die Abstoßung derselben Pole einander schieben.
-
Wenn das Muster 1 zu dem Muster 2 verschoben wird,
dreht das Magnetfeld um 30 Grad. Wenn daher die
Erregung von dem Muster 1 zu dem Muster 6 fortschreitet,
dreht das Magnetfeld um 180 Grad, und es bestehen zwei
Perioden synthetisierter Magnetfelder in 360 Grad, wie
in dem Verbindungsplänen in den Fig. 30 bis 32
dargestellt ist. Der Rotor 5 wird in Fig. 24 im
Uhrzeigersinn, wie zuvor beschrieben wurde, durch das
Abstoßen des synthetisierten Magnetfeldes und des
Magnetfeldes, das von jedem magnetischen Material 245 mit einer
Rate erzeugt wird, bei welcher die Spannung und die
Last, die auf die Statorspule 7 ausgeübt wird,
ausgeglichen sind (variabel in dem Bereich von zum Beispiel
500 bis 100 rpm durch Ändern der angelegten Spannung),
gedreht (das heißt, der Rotor 5 dreht auch um 30 Grad
in einem Muster). Die Drehwelle 6 dreht auch mit der
Drehung des Rotors 5 und die exzentrischen Abschnitte
11 und 12 drehen auch, so daß die erste und zweite
Walze 13, 14 drehen, wodurch der Verdichtungsvorgang
ausgeführt wird.
-
Obwohl das magnetische Material 245 und die
Schlitze 241 bis 244 einen rechteckigen Querschnitt in
diesem Ausführungsbeispiel aufweisen, ist der
Querschnitt nicht darauf beschränkt und kann einen
fächerförmigen Querschnitt vorbestimmter Breite oder
einen segmentförmigen Querschnitt aufweisen.
-
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele des
Rotors werden bei dem Elektromotor für einen
Rotationsverdichter angewendet, aber die Anwendung des
Rotors der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf
beschränkt. Der Rotor eines Elektromotors der
vorliegenden Erfindung ist auch für einen
Schneckenverdichter effektiv, wie dem in Fig. 35
dargestellten. Fig. 35 ist eine Schnittansicht eines
Schneckenverdichters, bei dem jedes der zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiele des Rotors eines
Elektromotors gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann. Es sind dieselben Bezugszeichen
für die Elemente vorgesehen, welche dieselben wie jene
in Fig. 1 und 21 sind, und deren Erklärung wird
unterlassen.
-
Der geschlossene Behälter 1 nimmt einen
Elektromotor 2 in dem unteren Teil und ein
Verdichtungselement 3, das von dem Elektromotor 2
angetrieben wird, in dem oberen Teil auf.
-
Der Elektromotor 2 besteht aus dem Stator 4, der
an der Innenwand des geschlossenen Behälters 1
befestigt ist, und dem Rotor 5, der von der Innenseite
des Stators 4 derart gehalten wird, daß er frei um die
Drehwelle 6 drehbar ist. Der Stator 4 ist mit der
Statorspule 7 versehen.
-
Das Verdichtungselement 3 besteht aus einer
feststehenden Schnecke 301 und eine drehenden Schnecke
302. Die feststehende Schnecke 301 ist an dem höchsten
Abschnitt in dem Behälter 1 angeordnet und ihr
Umfangsabschnitt ist an dem geschlossenen Behälter 1
durch einen Schrumpfsitz befestigt. Die drehende
Schnecke 302 liegt der feststehenden Schnecke 301
gegenüber, und eine Kühlmittelverdichtungskammer 303
ist zwischen der feststehenden Schnecke 301 und der
drehenden Schnecke 302 ausgebildet. Die drehende
Schnecke 302 dreht mit der Drehung der Drehwelle 6 des
Elektromotors 2.
-
Das Kühlmittel, das von dem Saugrohr 24 angesaugt
wird, wird von der Kühlmittelverdichtungskammer 303
angesaugt, und wenn die Verdichtungskammer 303 mit der
Drehung der drehenden Schnecke 302 allmählich zu der
Mitte zusammengezogen wird, wird das Kühlmittel
verdichtet und aus dem Auslaßrohr 22 ausgegeben.
-
In diesem Fall besteht der Ankerkern 226 des
Rotors 5 aus einer Mehrzahl einstückig geschichteter
und verstemmter Eisenplatten, wie bei dem Ankerkern
226, der in Fig. 1 dargestellt ist. Sobald die
magnetischen Materialien in die Schlitze des Ankerkerns
226 preßgepaßt sind, werden die oberen und unteren
Stirnflächenelemente 266 und 267 so eingerichtet, daß
sie die Oberseiten und die Unterseiten der Schlitze
bedecken. In diesem Zustand werden die Nieten 251 durch
die entsprechenden Durchgangslöcher geführt, so daß der
obere Abschnitt und der untere Abschnitt der Schichtung
einstückig verstemmt und der Rotor 5 gebildet wird. Das
Gegengewicht BW ist an dem Ankerkern 226 durch die
Niete 251 gemeinsam mit dem unteren Stirnflächenelement
267 befestigt.