電動機、壓縮機和空調的製作方法
2023-12-13 00:28:17 3
專利名稱：電動機、壓縮機和空調的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動機和壓縮機。
背景技術：
在壓縮機中採用螺旋類型或者旋轉類型壓縮元件，而且壓縮元件需要潤滑油，因為它們是機械機構。因此，儲油器設置在壓縮機的底部上，儲油器中的潤滑油被引到壓縮元件，然後潤滑油通過設置在用於驅動壓縮機構的電動機的層壓定子芯的外周上的直切表面(在下面稱為D-切口因為四個表面切口中的每個看起來是D形狀的)返回儲油器。設置在定子層壓定子芯的外周上的直切表面作為用於流經壓縮機械部分的潤滑油的流動通道是不可缺少的，而且D-切口的面積越大，潤滑油流回就越容易，這樣有助於材料利用率的增加。JP-A-2003-269335公開了一種結構，其中切口被設置在電動機的定子芯的外周上，製冷劑流經殼體和定子芯之間的芯部切口。
對於不同的試驗和檢查的結果，設有D-切口的電動機涉及較大振動和噪音的問題。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種電動機，所述電動機可以保證就象在現有技術中那樣的用於潤滑油的流動通道，並涉及較小的振動和噪音，以及使用所述電動機的壓縮機。
本發明提供了一種電動機，包括定子，所述定子包括層壓定子芯，所述層壓定子芯由層壓定子芯板所製造，其中多個槽被形成並且電樞繞組被設置在所述槽中，直切表面形成在層壓定子芯的外周表面上，以及轉子，所述轉子用其間具有預定的空氣間隙可旋轉地支撐在層壓定子芯板的內周側中，以及其中層壓定子芯板的直切表面被周向地移動每個預定的層壓定子芯板，這樣直切表面均勻地分布在層壓定子芯的軸向和周向方向上。因此，在用於潤滑油的流動通道如現有技術中那樣得以保證的同時，定子芯的局部磁飽和得以解決，以及齒槽效應力矩和感應電壓波形變形率得以改良。
本發明的這些和/或者其它方面和特徵將從實施例的下述說明並結合附圖而詳細了解到。
圖1是感應電動機的徑向截面圖；圖2a、2b是顯示了用於感應電動機的定子的有限元方法分析的結果的視圖；圖3a是顯示了根據本發明的第一實施例的感應電動機的層壓定子芯的周向位移的透視圖；圖3b是顯示了根據本發明的第一實施例的感應電動機的轉子的透視圖；圖4是根據本發明的第一實施例的感應電動機和現有技術的感應電動機之間的齒槽效應力矩中的比較的視圖；圖5是顯示了根據本發明的第一實施例的感應電動機和現有技術的感應電動機之間的感應電壓的變形速率的比較的視圖；圖6是顯示了根據本發明的第二實施例的自啟動類型的感應電動機的徑向截面圖；圖7a是根據本發明的第二實施例的自啟動類型感應電動機的層壓定子芯的周向位移的透視圖；圖7b是顯示了根據本發明的第二實施例的自啟動類型感應電動機的轉子的透視圖；圖8顯示了根據本發明的第三實施例的同步電動機的徑向橫截面視圖；
圖9a是顯示了根據本發明的第三實施例的同步電動機的轉子的周向位移的透視圖；圖9b是根據本發明的第三實施例的同步電動機的轉子的透視圖；圖10是顯示了根據本發明的第四實施例的電動機的層壓定子芯的徑向截面圖；圖11是顯示了根據本發明的第四實施例的電動機的層壓定子芯的周向位移的透視圖；圖12是顯示了本發明所涉及的壓縮機的結構的橫截面視圖。
具體實施例方式
實施例涉及用於空調、冷卻器、陳列櫥等中的電動機、以及使用所述電動機的壓縮機。
圖1是電動機的軸向截面圖。在圖1中，定子1包括定子芯2，設置在定子芯上的多個槽3(在圖中為30個槽)，以及通過槽3所分開的齒4。定子1在其外周上設有多個D-切口5(在圖中為4個切口)。電樞繞組6(包括U相繞組6A、V相繞組6B、W相繞組6C)包括其中的相同相分配在多個槽3上的分布繞組。轉子包括鼠籠繞組，包括圍繞轉子芯7的外周部分設置的多個槽中的導電桿8，以及在軸端表面上短路所述杆的導電端環(未示出)，以及軸9。
圖2a、2b顯示了如圖1所示的定子的有限元(Finite Element)方法分析結果。圖2a顯示了其中通量集中在定子芯的圓柱形部分上的條件，以及沒有發現任何明顯的磁飽和。另一方面，如圖2b中所示，當通量集中在D-切口部分上上，局部磁飽和變得明顯，而且這樣導致由於這樣的磁飽和在轉子轉動時圓柱形地重複，而振動和噪音變得較大的問題。
為了解決這樣的問題，根據本發明的第一實施例的電動機如圖3a、3b所示實現了振動和噪音的減小。圖3a時顯示了根據本發明的第一實施例的感應電動機的層壓定子芯的周向位移的透視圖。圖3b是顯示了根據本發明的第一實施例的感應電動機的轉子的透視圖。在圖3a中，D-切口5在個預定的層壓定子芯板在徑向方向上以兩倍槽節距移動。層壓定子芯板通過焊接彼此固定。如圖3a、3b所示，通過周向地移動層壓定子芯板的D-切口，使D-切口在軸向和徑向方向上均勻地分布，定子芯板的局部磁飽和得以解決，用於潤滑油的流動通道可以如現有技術中那樣得以保證，以及齒槽效應力矩和感應電壓波形變形速率得到改進。同樣，本實施例中的D-切口通過直切線所形成，即使不是直切線，切割線從圓凹下以使得能夠保證用於潤滑油的流動通道已經足夠。此外，當本實施例的繞組包括分布繞組時，用集中繞組也能獲得實施例的效果。
當槽3的節距是12度，以及D-切口5在n(n＝1、2、…)次槽節距上位移，有下述四種情況(a)-(d)；情況(a)D-切口的周向節距等於槽節距，即12度節距-8層定子芯；情況(b)D-切口的周向節距是槽節距的兩倍，即24度節距-4層定子芯；情況(c)D-切口的周向節距是槽節距的三倍，即36度節距-3層定子芯；以及情況(d)D-切口的周向節距是槽節距的四倍，即48度節距-2層定子芯。
圖4、5顯示了各情況(a)-(d)中的改進特徵效果的測量結果。圖4顯示了就峰至峰值的齒槽效應力矩的比較以及圖5顯示了感應電壓波形變形率的比較。齒槽效應力矩的急劇減小可以通過在n＝1以及n＝2的時間上來實現，以及感應電壓波形變形率在n＝1-4的所有的情況下減小。相應地，考慮到製造過程的簡化，優選地，可以進行周向位移以實現n＝2。
根據本發明，層壓定子芯在軸向和周向方向上在芯部後區域中均勻形成，這樣定子芯的局部磁飽和得以解決，用於潤滑油的流動通道可以如現有技術那樣得以保證，並且改進了齒槽效應力矩和感應電壓波形變形速率。結果，就可以減小振動和噪音。
圖6是根據本發明的第二實施例的電動機的徑向截面圖。第二實施例與第一實施例不同在於永久磁鐵10和空位11在設置在轉子芯7上的導電桿8的徑向向內安置。圖7a是顯示了根據本發明的第二實施例的自啟動類型感應電動機的層壓定子芯的周向位移。圖7b是顯示了根據本發明的第二實施例的自啟動類型感應電動機的轉子的透視圖。
圖8顯示了根據本發明的第三實施例的同步電動機的徑向橫截面視圖。第三實施例與第一和第二實施例不同在於沒有任何導電桿設置在轉子芯7上，但是永久磁鐵10被設置在其上。圖9a是顯示了根據本發明的第三實施例的同步電動機的轉子的周向位移的透視圖。圖9b是根據本發明的第三實施例的同步電動機的轉子的透視圖。
圖10是顯示了根據本發明的第四實施例的電動機的定子的徑向截面圖。第四實施例與第一、第二和第三實施例的區別在於填塞孔12被設置在定子芯2上。此處，填塞孔12的數目Nk與槽的數目Ns的關係是Nk＝Ns/n(n＝1，2，…)，以及周向節距Tk與槽節距Ts的關係是Tk＝n·Ts。在圖10中，n＝2。
圖11是顯示了根據本發明的第四實施例的電動機的層壓定子芯的周向位移的透視圖。在第四實施例中，D-切口5周向地以兩倍槽節距的節距位移。層壓定子芯板通過填塞孔12彼此固定。
圖12是顯示了本發明所涉及的壓縮機的結構的橫截面視圖。在圖12中，壓縮機構部分通過與將垂直設置在固定螺旋部件13的端板14上的螺旋纏繞15配合所形成，螺旋纏繞18垂直設置在軌道螺旋部件16的端板17上，以及壓縮運動通過由於曲柄27所導致的軌道螺旋部件16的軌道運動所形成。
安置在通過固定螺旋部件13所限定的壓縮室之中的最外側上安置的壓縮室19以及軌道螺旋部件16以軌道運動朝向兩個螺旋部件13、16的中心移動，而且其體積逐漸減小。
當壓縮室19到達靠近兩個螺旋部件13、16的中心時，壓縮室19中的壓縮氣體從與壓縮室19連通的釋放埠20所釋放。在釋放時被壓縮的氣體通過設置在固定螺旋部件13和框架12上的氣體通道(未示出)，以在框架21的下部區域中到達壓力容器22的下部區域，以通過設置在壓縮容器22的側壁上的釋放管23釋放到壓縮室的外側。
同樣，同步電動機24用壓縮機被密封地容納在壓力容器22中，以在恆定的速度上旋轉以執行壓縮操作。
儲油器25被設置在同步電動機24之下。通過旋轉運動所產生的壓力差異導致儲油器25中的油通過設置在曲柄軸27中的油孔26以被供給用於軌道螺旋部件16和曲柄軸27、球軸承等的滑動部分的潤滑。
同步電動機24包括由如圖1-10所示的定子1和轉子7所構成的同步電動機。
當本發明的電動機被用於壓縮機的驅動電動機時，就可以實現高效的恆定速度的壓縮機。同樣，利用壓縮機的空調可以實現高效、低噪音的空調。
儘管本發明參照了示例進行了說明，其中層壓定子芯板以兩層、三層、四層和八層級進地在周向方向上移動，其中每個層壓定子芯板在周向方向上連續地移動的結構也是可以想像的。其中每個層壓定子芯板連續地周向位移的結構對於齒槽效應力矩的減小效果最高。另一方面，其中層壓定子芯板級進地周向位移以及層的數目儘可能地小的結構產生了有可能以更少的工藝來製造的優點。
儘管對本發明的實施例進行了說明，但是本領域技術人員可以理解，本發明並不局限於此，而且在不背離本發明的精神實質和附屬權利要求保護範圍的情況下，可以對本發明進行修改和改進。
權利要求
1.一種電動機，包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的層壓定子芯板；形成在定子芯中的多個槽；以及設置在所述槽中的電樞繞組；以及可旋轉地支撐在定子芯的內周側上的轉子，其間具有預定的空氣間隙；以及其中層壓定子芯板的切表面在定子芯的軸向方向上周向地位移。
2.根據權利要求1所述的電動機，其中，層壓定子芯板的切表面在層壓定子芯板的周向方向上以n(n＝1，2，...)倍於槽節距的節距周向地位移。
3.根據權利要求1所述的電動機，其中，層壓定子芯板設有多個用於層壓和固定定子芯板的填塞孔，進行這樣設置以使填塞孔的數目Nk與槽的數目Ns具有Nk＝Ns/n(n＝1，2，...)的關係，以及填塞孔的周向節距Tk與槽的節距Ts具有Tk＝n·Ts的關係，以及層壓定子芯板的切表面以周向節距Tk在定子芯板的軸向方向上位移。
4.根據權利要求1所述的電動機，其中，轉子包括鼠籠繞組，所述鼠籠繞組包括轉子芯、設置在轉子芯的外周的附近中的多個槽中的導電桿，以及在周向端表面上短路導電桿的導電端環。
5.根據權利要求1所述的電動機，其中，轉子包括轉子芯和安置在轉子芯之內的磁插入孔中安置的永久磁鐵。
6.一種電動機，包括定子，所述定子包括在外周表面上具有切表面的層壓定子芯板，所述切表面在定子芯板的軸向方向上周向地位移，安置在定子芯的內周側上的轉子，定子芯具有多個槽和纏繞在所述槽中的電樞繞組。
7.根據權利要求6所述的電動機，其中，層壓定子芯板的切表面在層壓定子芯板的軸向方向上以n(n＝1，2，...)倍於槽的節距的節距周向地位移。
8.根據權利要求6所述的電動機，其中，層壓定子芯板設有多個用於層壓和固定芯部板的填塞孔，進行這樣設置以使填基孔的數目Nk與槽的數目Ns具有Nk＝Ns/n(n＝1，2，...)的關係，以及填塞孔的周向節距Tk與槽的節距Ts具有Tk＝n·Ts的關係，而且層壓定子芯板的切表面以周向節距Tk在定子芯板的軸向方向上位移。
9.根據權利要求6所述的電動機，其中，轉子包括鼠籠繞組，所述鼠籠繞組包括轉子芯、設置在轉子芯的外周的附近中的多個槽中的導電桿，以及在周向端表面上短路導電桿的導電端環。
10.根據權利要求6所述的電動機，其中，轉子包括轉子芯和安置在轉子芯之內的磁插入孔中的永久磁鐵。
11.一種壓縮機，包括電動機，所述電動機包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的層壓定子芯板，形成在定子芯中的多個槽，以及設置在所述槽中的電樞繞組，以及可旋轉地支撐在定子芯的內周側上的轉子，其間具有預定的空氣間隙，而且其中層壓定子芯板的切表面在定子芯的軸向方向上周向地位移，以及其中電動機的轉子被驅動以執行壓縮運動。
12.一種空調，包括壓縮機，所述壓縮機包括電動機，所述電動機包括定子，所述定子包括在其外周表面上具有切表面的層壓定子芯板，形成在定子芯中的多個槽，以及設置在所述槽中的電樞繞組，以及可旋轉地支撐在定子芯的內周側上的轉子，其間具有預定的空氣間隙，以及其中層壓定子芯板的切表面在定子芯的軸向方向上周向地位移，以及其中電動機的轉子被驅動以執行壓縮運動。
全文摘要
本發明提供了一種包括定子和轉子的電動機。定子芯包括其中直切表面被形成在層壓定子芯板的圓形外周表面上的層壓定子芯板所製造的層壓定子芯。層壓定子芯板的直切表面周向移動各預定的層壓定子芯板，這樣直切表面在層壓定子芯的軸向和周向方向中均勻地分布。因此，保證了用於潤滑油的流動通道，同時定子芯的局部磁飽和得以解決並且改進了齒槽效應力矩和感應電壓波形變形。
文檔編號H02K1/26GK1822473SQ20061000476
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月27日 優先權日2005年2月17日
發明者高橋曉史, 吉川富夫, 黃柏英, 野澤重和, 中山進, 小原木春雄, 菊地聰 申請人:株式會社日立空調系統