MOTOR ELÉCTRICO Y COMPRESOR QUE USA EL MISMO
Campo de la Invención La presente invención se refiere a un motor eléctrico que incluye un estator y un rotor que gira dentro del estator y que tiene imanes integrados en el mismo, y un compresor que usa el motor eléctrico.
Antecedentes de la Invención Hasta ahora, en un compresor que constituye un circuito de refrigerante para un refrigerador o acondicionador de aire, un motor eléctrico y un elemento de compresión conectado directamente al motor eléctrico comprimen un refrigerante que se ha alojado en un recipiente sellado. Como es bien conocido, el motor eléctrico comprende un estator y un rotor que gira dentro del estator. El estator comprende un núcleo de estator formado al laminar una pluralidad de hojas de acero de estator elaboradas de hojas de acero magnéticas en la forma de una rosquilla, y espirales de estator. Además, el rotor comprende un núcleo de rotor formado al laminar una pluralidad de hojas de acero de rotor elaboradas de hojas de acero, magnéticas, como en el caso del estator. El núcleo de rotor se forma con cuatro muescas en su circunferencia exterior, y polos magnéticos en forma de polos salientes, se forman en cuatro ubicaciones entre las muescas. Cada uno de los polos magnéticos se forma con una ranura en la cual se incrusta un imán permanente . El rotor se ha elaborado al laminar la pluralidad de hojas de acero de rotor, retacándolas de una manera mutuamente integral para formar el núcleo de rotor, incrustándolos en los imanes permanentes en las ranuras, cubriendo ambas superficies terminales del núcleo de rotor con miembros superficiales terminales elaborados de un material no magnético, poniendo los contrapesos, las placas de separación de aceite y similares a los miembros superficiales terminales, y luego remachándolos de manera integral (por ejemplo, solicitud japonesa de modelo de utilidad, revelada, número 6-80349) . En el motor eléctrico constituido de esta manera, para un compresor, el espesor del producto laminado del rotor se ajusta para ser mayor que aquel del estator a fin de mejorar el desempeño del motor eléctrico al incrementar el volumen de los imanes. Sin embargo, debido a esta diferencia en el espesor del producto laminado, el número de hojas de acero de rotor laminadas para el rotor llega a ser más que aquél de las hojas de acero de estator laminadas para el estator, de modo que llega a ser innecesario que se fabriquen troqueles para el rotor y se perfore una entidad individual del rotor. Por lo tanto, los pasos adicionales han provocado un problema que incrementa notablemente el costo de fabricación.
Breve Descripción de la Invención A fin de solucionar el problema anterior de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un motor eléctrico que pueda mejorar su desempeño al asegurar un espesor requerido de producto laminado de un rotor y se pueda producir a un bajo costo. Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un motor eléctrico que comprende un estator y un rotor que gira dentro del estator y que tiene imanes integrados en el mismo, en donde el rotor comprende un núcleo de rotor y los imanes insertados en el núcleo de rotor, el núcleo de rotor se constituye al laminar una pluralidad de hojas de acero de rotor, elaboradas de hojas de acero magnéticas, las hojas de acero de rotor tienen salientes en sus superficies que dan una hacia la otra, y las salientes se colocan en ubicaciones diferentes entre sí en las hojas adyacentes de acero del rotor. Un segundo aspecto de la presente invención requiere un compresor que comprende el motor eléctrico del aspecto anterior y un elemento de compresión accionado por el motor eléctrico en un recipiente sellado. De acuerdo al motor eléctrico del primer aspecto de la presente invención, las hojas de acero del rotor comprende en cada una las salientes en la superficie que dan una hacia la otra, en ubicaciones diferentes entre sí con relación a las hojas adyacentes de acero del rotor, permitiendo de este modo que se formen separaciones predeterminadas entre las hojas adyacentes de acero del rotor. De esta manera, aún si se laminan las hojas de acero del rotor del mismo número como aquel en las hojas de acero del estator, el espesor del producto laminado del rotor es mayor que aquél del estator de modo que se pueda incrementar el volumen de los imanes. Por consiguiente, llega a ser posible eliminar el moldeo por perforado individual para el rotor o el perforado de la entidad individual del rotor, permitiendo de este modo la mejora de la productividad del motor eléctrico. Como en el segundo aspecto de la presente invención, el compresor se construye al arreglar en el recipiente sellado el motor eléctrico de acuerdo al primer aspecto y el elemento de compresión accionado por el motor eléctrico, permitiendo de este modo que se produzca a un bajo costo un compresor de alto desempeño.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista lateral en sección longitudinal de un compresor equipado con el motor eléctrico de acuerdo a una modalidad de la invención; La Figura 2 es una vista en planta del motor eléctrico de acuerdo a una modalidad de la invención; y La Figura 3 es una vista seccional que ilustra clavijas y porciones retacadas formadas en las hojas de acero del rotor del motor eléctrico mostrado en la Figura 2.
Descripción Detallada de la Modalidad Preferida. La presente invención se caracteriza por el aseguramiento de un espesor requerido de producto laminado de un rotor a un bajo costo para incrementar el volumen de los imanes en un motor eléctrico. En más detalle, el objeto de asegurar el espesor del producto laminado del rotor a un bajo costo se logra al formar hojas de acero del rotor con salientes en ubicaciones diferentes una de la otra con relación a las hojas adyacentes de acero del rotor. Una modalidad de la invención entonces se explicará en detalle con referencia a las figuras. La Figura 1 es una vista lateral, en sección longitudinal, de un compresor 1 que comprende un motor eléctrico de acuerdo a una modalidad de la invención. La Figura 2 es una vista en planta de un rotor del motor eléctrico de acuerdo a la invención. La Figura 1 ilustra un compresor 1 de vaivén que comprende en un recipiente sellado 2 el motor eléctrico 4 y un elemento 5 de compresión que se acciona para el motor eléctrico 4 y cuyo cuerpo principal 5 está soportado elásticamente en el recipiente sellado por medio de muelles 32 en espiral. En más detalle, se forma de manera integral un armazón 3A del cuerpo 3 principal del compresor, con dispositivos 30 de retención, superiores, de hierro colado en una pluralidad de ubicaciones, en tanto que se unen dispositivos 31 de retención, inferiores, a los adaptadores metálicos anteriormente fijados a la pared interior del recipiente 2 sellado, en ubicaciones que correspondes a los dispositivos 30 de retención, superiores. Los muelles 32 cilindricos, en espiral, se insertan en los dispositivos 30 y 31 superior e inferior, de retención, por medio de los cuales el cuerpo principal 3 del compresor se soporta de manera elástica por el recipiente 2 sellado. La Figura 1 ilustra sólo un conjunto de dispositivos 30 y 31 superior e inferior de retención. El motor eléctrico 4 usado en la modalidad ilustrada es un motor de CD, sin escobilla, del tipo devanado concentrado, que incluye un estator 6 y un rotor 7 que gira en el estator 6 y se instala como un motor eléctrico para un compresor de vaivén de un cilindro individual que constituye un circuito de refrigerante por ejemplo de un refrigerador o acondicionador de aire. El estator 6 comprende un núcleo 10 de estator formado al laminar las hojas 9 de acero de estator elaboradas de hojas de acero, magnéticas (hojas de acero con silicio) y las espirales 11 de estator (no mostradas en la Figura 2) enrolladas alrededor del núcleo 10 de estator. El núcleo 10 de estator se proporciona con porciones 10A de diente cada una que tiene un ancho predeterminado y una punta que se extiende sobre ambos lados para formar puntas 10B de diente a lo largo de la superficie del rotor 7. Utilizando los espacios de las porciones 13 de ranura, las espirales 11 de estator se enrollan directamente en las porciones 10A respectivas de diente para formar polos magnéticos del estator 6 en un sistema de devanado directo, concentrado . Por otra parte, el rotor 7 comprende un núcleo 15 de rotor e imanes (imanes permanentes) MG insertados en el núcleo 15 de rotor. De manera similar al estator 6, el núcleo 15 de rotor se forma al laminar una pluralidad de hojas 14 de acero de rotor elaboradas de hojas de acero magnéticas (hojas de acero con silicio) . Los imanes permanentes MG se incrustan en las ranuras 17 formadas en el núcleo 15 de rotor. Cada una de las hojas 14 de acero de rotor está sustancialmente en la forma de una rosquilla que tiene un agujero 14C en el cual pasa un árbol giratorio 8, y tiene un espesor (altura) en la dirección axial del rotor, que se ajusta para ser sustancialmente igual al espesor de la hoja 9 de acero de estator. Aun además, cada una de las hojas 14 de acero de rotor se forma con una pluralidad de porciones 20 retacadas, en posiciones predeterminadas (las mismas posiciones en las hojas cuando se laminan) separadas por algunas distancias desde el agujero 14C a través del cual se extiende el árbol giratorio 8 (Figura 3) . Adicionalmente, cada una de las hojas 14 de acero de rotor se forma con clavijas 21 y 22 en la forma de una saliente en la superficie que da hacia la otra. En otras palabras, el núcleo 15 de rotor se forma al laminar de manera alternada las hojas 14 de acero de rotor formadas con las clavijas 21 y la siguientes hojas 14 de acero de rotor formadas con las clavijas 22 en el lado interior (más cerca al agujero 14C) de las clavijas 21 de las primeras hojas 14 de acero, mencionadas. Por consiguiente, cuando estas hojas de acero de rotor se laminan, se forman las separaciones D entre las hojas 14 adyacentes de acero de rotor por las clavijas 21 y 22 como se muestra en la figura 3. El número de referencia 25 en la figura 2 ilustra agujeros de paso a través de los cuales se insertan los remaches para fijar los miembros 26 y 27 superficiales, terminales, no magnéticos, en forma de placa plana, a las superficies terminales del núcleo 15 de rotor y también se fijan los contrapesos (no mostrados) a esto. El número de referencia 29 muestra aberturas para formar pasajes de aceite formados en el interior de las porciones 20 retacadas, respectivas. Además, la Figura 3 es una vista en sección transversal que ilustra las porciones retacadas 20 y las clavijas 21 y 22 formadas en las hojas 14 de acero del rotor 7. En realidad, el agujero 14C para el árbol giratorio 8 y los agujeros 29 entre el agujero 14C y las porciones retacadas 20 para formar los pasajes de aceite, deben aparecer en la misma sección transversal en la Figura 3 en la cual existen las porciones retacadas 20 y las clavijas 21 y 22. Sin embargo, en la figura 3 no se muestran los agujeros 14C y 29. Para montar el rotor en la presente modalidad, las hojas 14 de acero de rotor que tienen las clavijas 21 y las hojas 14 de acero de rotor que tienen las clavijas 22 se laminan secuencialmente y se fijan entre sí al retacar en las porciones 20 de retacado para formar el núcleo 15 de rotor. Después que los imanes permanentes MG se han insertado en las ranuras 17, se arreglan los miembros superficiales terminales 26 y 27 en los extremos superior e inferior del núcleo 15 de rotor para cerrar las aberturas de las ranuras 17, y los contrapesos, placas de separación de aceite y similares (no mostradas) se arreglan en la superficie superior del miembro terminal 26 y se fijan al núcleo 15 de rotor por medio de los remaches 28, montando de este modo de forma integral el rotor 7. Aún en el caso que el estator 6 y el rotor 7 se formen al laminar las hojas de acero del mismo número y el mismo espesor, respectivamente, las separaciones D entre las hojas 14 adyacentes de acero de rotor 7 se forman por medio de las clavijas 21 y 22, permitiendo de este modo que sea mayor el espesor del producto laminado del rotor 7 a aquel del estator 6. En el rotor de la técnica anterior, se han elaborado troqueles exclusivos a un rotor o una entidad individual de un rotor se ha perforado a fin de hacer el espesor del producto laminado del rotor mayor que aquél del estator. En consecuencia, puede incrementarse el costo de maquinado del rotor, como resultado de lo cual surge el problema que se aumenten de forma significativa los costos de producción del motor eléctrico 4 y el compresor 1 equipado con el motor eléctrico 4. Adicionalmente, si se incrementa el volumen del núcleo de rotor que constituye el rotor, el flujo de los fundentes magnéticos puede llegar a ser no uniforme debido al riesgo de pérdida de operación del motor eléctrico. Sin embargo, al formar las clavijas 21 y 22 en las superficies de las hojas 14 de acero de rotor que dan una hacia la otra en diferentes ubicaciones entre sí con relación a las hojas de acero adyacentes de acuerdo a la invención, se pueden formar las separaciones D entre las hojas adyacentes de acero del rotor por las clavijas 21 y 22. De esta manera, aunque el rotor 7 se configura al laminar las hojas 14 de acero del rotor del mismo número como aquel de las hojas 9 de acero de un estator 6, puede hacer mayor el espesor del producto laminado del rotor 7 que aquél del estator 6, de modo que se puede incrementar el volumen de los imanes sin moldear el rotor por el uso de troqueles exclusivos o sin la necesidad de perforar una entidad individual de un rotor, mejorando de este modo el desempeño del motor eléctrico 4. La productividad del motor eléctrico 4 también se mejora de esta manera. Además, llega a ser posible producir compresores de alto desempeño a un bajo costo al construir el compresor tal como el compresor 1 de la modalidad descrita anteriormente por el motor eléctrico 4 de acuerdo a la invención y el elemento de compresión accionado por el motor eléctrico . Aunque el motor de CD, sin escobilla, del tipo devanado concentrado, se describe como un motor eléctrico en la modalidad, se va a entender que un motor eléctrico que se va a usar no se limita a este motor y se pueden usar otros motores eléctricos en tanto que incluyan un estator y un rotor que esté girando en el estator y tenga imanes integrados en el mismo. Aún además, en tanto que el motor eléctrico 4 se instala en el compresor de vaivén en la modalidad, será evidente que el motor eléctrico de acuerdo a la invención puede ser aplicable a un compresor giratorio.