RU2079713C1

RU2079713C1 - Motor-compressor

Info

Publication number: RU2079713C1
Application number: RU94003321A
Authority: RU
Inventors: С.А. Пахомин; Д.А. Звездунов; Л.Ф. Коломейцев; У.М. Сулейманов; Д.В. Крайнов; И.А. Прокопец; В.Л. Коломейцев
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Эметрон"
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: manufacture of refrigerating compressors; motor-compressors of domestic refrigerators. SUBSTANCE: teeth of toothed stator 5 are embraced by concentric coils 3 and 9; toothed rotor 10 has no windings; supply of windings is effected from electronic commutator by signals received from sensor 14 showing position of stator; electronic commutator ensures ratio of starting current irrespective of supply voltage. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильному компрессоростроению и может быть использовано в герметичных мотор-компрессорах бытовых холодильников. The invention relates to refrigeration compressor engineering and can be used in sealed motor compressors for domestic refrigerators.

Известен герметичный холодильный мотор-компрессор, содержащий кожух и установленный в нем цилиндр, в котором расположен поршень, кинематически связанным с вертикальным коленчатым валом, снабженным маслоподающими каналами, однофазным асинхронный двигатель [1]
Недостатком данной конструкции является низкий коэффициент полезного действия (КПД) компрессора, обусловленный значительным снижением КПД однофазного асинхронного двигателя при работе на пульсирующую нагрузку. Момент сопротивления вращению ротора двигателя со стороны поршневой части компрессора пульсирует с амплитудой, в 5-7 раз превышающей средний момент сопротивления. Этот приводит к значительным колебаниям частоты вращения ротора асинхронного двигателя и, как следствие, к снижению КПД двигателя и компрессора в целом. Кроме того, компрессору с асинхронным двигателем свойственна невысокая надежность из-за значительной зависимости пускового момента от питающего напряжения и, как следствие, затяжного пуска при пониженном напряжении, приводящего к перегреву обмотки и выходу ее из строя.Known hermetic refrigeration motor-compressor, comprising a casing and a cylinder installed in it, in which a piston is located kinematically connected with a vertical crankshaft equipped with oil feed channels, a single-phase asynchronous motor [1]
The disadvantage of this design is the low efficiency (efficiency) of the compressor, due to a significant decrease in the efficiency of a single-phase asynchronous motor when operating on a pulsating load. The moment of resistance to rotation of the rotor of the engine from the piston part of the compressor pulsates with an amplitude 5-7 times higher than the average moment of resistance. This leads to significant fluctuations in the rotational speed of the rotor of the induction motor and, as a result, to a decrease in the efficiency of the engine and compressor as a whole. In addition, a compressor with an asynchronous motor is characterized by low reliability due to the significant dependence of the starting torque on the supply voltage and, as a consequence, a prolonged start-up at low voltage, leading to overheating of the winding and its failure.

Известен герметичный компрессорный и двигательный элементы, связанные между собой вращающимся валом, на котором размещен ротор, охваченный статором с обмоткой. В качестве двигательного элемента использован однофазный асинхронный двигатель [2]
Недостатком данной конструкции являются также низкие КПД и надежность мотор-компрессора.Known hermetic compressor and motor elements interconnected by a rotating shaft on which a rotor is placed, covered by a stator with a winding. A single-phase asynchronous motor is used as a motor element [2]
The disadvantage of this design is also low efficiency and reliability of the motor-compressor.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение КПД и надежности мотор-компрессора. The present invention is aimed at improving the efficiency and reliability of the motor compressor.

Решение указанной задачи обеспечивается предлагаемой конструкцией мотор-компрессора, содержащего в герметичном корпусе компрессорный и двигательный элементы, связанные между собой вращающимся валом, на котором размещен ротор, охваченный статором с обмоткой, в котором, согласно данному заявлению, ротор выполнен зубчатым и безобмоточным, а обмотка статора выполнена сосредоточенной и подключена к электронному коммутатору с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора. текущая информация о взаимном положении ротора относительно статора может быть обеспечена датчиком положения ротора. The solution to this problem is provided by the proposed design of the motor-compressor, containing in the sealed housing compressor and motor elements interconnected by a rotating shaft, on which the rotor is located, covered by a stator with a winding, in which, according to this statement, the rotor is gear and windingless, and the winding the stator is made concentrated and connected to an electronic switch with the ability to power, depending on the angular position of the rotor relative to the stator. current information on the relative position of the rotor relative to the stator can be provided by the rotor position sensor.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным исполнением со ссылкой на фиг. 1,2, где показан мотор-компрессор в разрезе. The invention is further explained in a specific embodiment with reference to FIG. 1.2, which shows the motor-compressor in the context.

Мотор-компрессор, показанный на фиг.1,2, содержит герметичный корпус 1, цилиндр 2, поршень 3, коленчатый вал 4, однофазный индукторный двигатель, состоящий из статора 5 с зубцами 6, пазами 7 и обмоткой, состоящей из катушек 8 и 9, и ротора 10 с зубцами 11. Двигатель снабжен датчиком положения, состоящим из оптической пары 12, расположенной на статоре 5, и перфорированного диска 13 на роторе 10. В пазах 7 статора 5, свободных от катушек 8 и 9, расположены постоянные магниты 14. The motor compressor shown in Fig.1,2, contains a sealed housing 1, cylinder 2, piston 3, crankshaft 4, single-phase induction motor, consisting of a stator 5 with teeth 6, grooves 7 and a winding consisting of coils 8 and 9 , and a rotor 10 with teeth 11. The engine is equipped with a position sensor consisting of an optical pair 12 located on the stator 5, and a perforated disk 13 on the rotor 10. In the grooves 7 of the stator 5, free of coils 8 and 9, permanent magnets 14 are located.

Перед пуском мотор-компрессора ротор 10 двигателя устанавливается в стартовое положение (показано на фиг.) с помощью стартового устройства, например, постоянных магнитов 14, установленных в пазах статора, свободных от катушек 8 и 9. Магниты 14 установлены таким образом, чтобы исключить положение ротора 10 относительно статора 5, в котором оси зубцов 6 статора 5 и зубцов 11 ротора 10 совпадают и двигатель не создает вращающего момента. При подаче питания на обмотку на зубцы 11 ротора 10 действуют силы тяжения по направлению к ближайшим зубцам статора 5 и ротор 10 начинает вращаться. При достижении ротором положения, в котором оси зубцов статора и ротора совпадают, обмотка обеспечивается во избежание возникновения тормозного момента при дальнейшем вращении, которое продолжается за счет запасенной кинетической энергии ротора. Вращаясь, ротор достигает положения, в котором оси зубцов 11 ротора 10 и пазов 7 статора 5 совпадают. В этом положении ротора в обмотку вновь подается ток, создающий вращающий момент на валу при дальнейшем вращении ротора. Таким образом, последовательная подача импульсов тока в обмотку обеспечивает однонаправленное вращение ротора. Своевременная подача импульсов тока в обмотку обеспечивается электронным коммутатором по командам от датчика положения, определяющего угловое положение ротора с помощью оптической пары 12 и перфорированного диска 13. Электронный коммутатор позволяет осуществлять плавное регулирование частоты вращения ротора. Before starting the motor-compressor, the rotor 10 of the engine is installed in the starting position (shown in Fig.) Using the starting device, for example, permanent magnets 14 installed in the grooves of the stator, free from coils 8 and 9. Magnets 14 are installed so as to exclude the position the rotor 10 relative to the stator 5, in which the axis of the teeth 6 of the stator 5 and the teeth 11 of the rotor 10 match and the engine does not create a torque. When power is applied to the winding on the teeth 11 of the rotor 10, gravity forces act towards the nearest teeth of the stator 5 and the rotor 10 starts to rotate. When the rotor reaches a position in which the axes of the teeth of the stator and rotor coincide, the winding is provided to avoid the occurrence of braking torque during further rotation, which continues due to the stored kinetic energy of the rotor. Rotating, the rotor reaches a position in which the axis of the teeth 11 of the rotor 10 and the grooves 7 of the stator 5 coincide. In this position of the rotor, a current is again supplied to the winding, which generates torque on the shaft during further rotation of the rotor. Thus, the sequential supply of current pulses to the winding provides unidirectional rotation of the rotor. Timely supply of current pulses to the winding is ensured by an electronic switch on commands from a position sensor that determines the angular position of the rotor using an optical pair 12 and a perforated disk 13. The electronic switch allows smooth control of the rotor speed.

Положительный эффект предлагаемого решения достигается за счет применения в мотор-компрессора индукторного двигателя, имеющего простую и надежную конструкцию за счет применения сосредоточенной обмотки. Высокий КПД индукторного двигателя сохраняется при колебаниях частоты вращения и обусловлен отсутствием короткозамкнутых контуров на роторе. The positive effect of the proposed solution is achieved through the use of an induction motor in the motor-compressor, which has a simple and reliable design through the use of a concentrated winding. The high efficiency of the induction motor is maintained when the speed fluctuates and is due to the absence of short-circuited circuits on the rotor.

Электронный коммутатор, питающий индукторный двигатель, ограничивает амплитудное значение тока в обмотке при пуске. При этом изменение сетевого напряжения питания электронного коммутатора не влияет на амплитудное значение тока в обмотке при пуске и, соответственно, на пусковой момент. Это обеспечивает стабильность времени пуска и нагрева обмотки пусковым током. The electronic switch that feeds the induction motor limits the amplitude of the current in the winding at startup. In this case, a change in the supply voltage of the electronic switch does not affect the amplitude value of the current in the winding at startup and, accordingly, at the starting moment. This ensures the stability of the starting time and heating of the winding with an inrush current.

Кроме того, необходимая кратность пускового момента в данном случае обеспечивается при существенно меньшей кратности пускового тока, что повышает надежность мотор-компрессора. In addition, the required multiplicity of the starting torque in this case is provided with a significantly lower multiplicity of the starting current, which increases the reliability of the motor-compressor.

Claims

A motor compressor containing in a sealed compressor and electromotor elements interconnected by a rotating shaft on which a rotor is located, covered by a stator with a winding, characterized in that the rotor is gear and non-winding, the stator winding is concentrated and connected to the electronic switch with the possibility power supply depending on the angular position of the rotor relative to the stator.