定子、三相感應電機和壓縮的製造方法
2023-10-25 21:38:37 3
定子、三相感應電機和壓縮的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種定子、三相感應電機和壓縮機。該定子用於壓縮機的三相感應電機，該定子包括：定子鐵芯；沿定子的徑向方向向內延伸的多個定子齒；在多個定子齒之間分布的定子槽；和纏繞定子齒以產生旋轉磁場的三相繞組，三相繞組中的每一相繞組的線圈由複合導線製成，複合導線包括由第一金屬導電材料製成的導線芯、包覆在導線芯的外圓周面上且由第二金屬導電材料製成的外層，其中第一金屬導電材料和第二金屬導電材料具有不同的電導率。
【專利說明】定子、三相感應電機和壓縮機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空調或製冷【技術領域】，尤其涉及定子、壓縮機中的三相感應電機以及壓縮機。
【背景技術】
[0002]電機通常包括安裝在殼體內的定子和安裝在定子內且支撐在外殼上以相對於定子旋轉的轉子。電機的定子和/或轉子具有包括線圈的繞組。在電機中，電力被傳輸通過所述線圈以產生磁場，從而使得轉子轉動。電機，尤其三相感應電機通常用於驅動用於空調或製冷領域中的壓縮機(例如渦旋式壓縮機)。然而，包括電機的壓縮機設備的尺寸、性能和成本通常對包括該壓縮機設備的空調裝置尺寸和成本產生較大影響。
[0003]目前，針對上述問題主要是有以下兩個方面的改進。
[0004]對於改善效率，通常採用永磁電機代替感應電機以提高效率，或者採用優化算法優化設計電機。但是通過該方法使電機效率達到一個極限之後，很難實現繼續提高電機的效率。
[0005]對於降低成本，通常使用鋁線電機來替代傳統的銅線電機。然而，採用鋁線電機會使得電機的體積增加過大，尤其是不合適於限制電機體積的應用場合。
[0006]因此，確有需要提供一種電機，其能夠在保持電機體積、電機性能、可靠性和加工性的基礎上降低電機材料成本。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。
[0008]根據本實用新型的一個方面，提供了一種用於壓縮機的三相感應電機的定子包括:定子鐵芯；沿定子的徑向方向向內延伸的多個定子齒；在多個定子齒之間分布的定子槽；和纏繞定子齒以產生旋轉磁場的三相繞組，三相繞組中的每一相繞組的線圈由複合導線製成，複合導線包括由第一金屬導電材料製成的導線芯、包覆在導線芯的外圓周面上且由第二金屬導電材料製成的外層，其中第一金屬導電材料和第二金屬導電材料具有不同的電導率。
[0009]在本實用新型的實施例中，第一金屬導電材料是鋁、第二金屬導電材料是銅或銅合金；或者，第一金屬導電材料是鋁合金、第二金屬導電材料是銅或銅合金。
[0010]另外，複合導線還包括包覆在外層的外圓周面上的絕緣層。
[0011]進一步，當第一金屬導電材料是鋁、第二金屬導電材料是銅時，銅和鋁的體積比為(8 ?12: 92 ?88)或(13 ?17: 87 ?83)。
[0012]在一個實施例中，定子鐵芯外徑的尺寸範圍為6?9英寸，內徑的尺寸大於或等於
3.1英寸，定子鐵芯的長度與內徑比值為1.1?2。
[0013]具體地，複合導線的橫截面面積的範圍為0.6?1.5mm2。
[0014]具體地，三相感應電機的工作電壓小於或等於600V。[0015]根據本實用新型的另一方面，提供了一種用於壓縮機的三相感應電機，其包括轉子和定子，轉子可旋轉地設置在定子中且與定子間隔開一距離，定子為上述的定子。
[0016]根據本實用新型的又一方面，提供了一種壓縮機，該壓縮機使用上述的三相感應電機。
[0017]具體地，壓縮機可以為渦旋壓縮機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本實用新型的這些和/或其他方面和優點從下面結合附圖對優選實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1是根據本實用新型實施例的使用三相感應電機的壓縮機的示意圖。
[0020]圖2是根據本實用新型實施例的壓縮機用三相感應電機的定子的橫截面示意圖。
[0021]圖3是用作圖2中的繞組的複合導線線圈的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例，並結合附圖1-3，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新型的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本實用新型的一種限制。
[0023]通常，壓縮機用於空調或製冷領域。壓縮機是把機械能轉化為可壓縮流體的潛能，具體地可分為往復式壓縮機、渦旋式壓縮機(或渦旋壓縮機)、離心式壓縮機和葉片式壓縮機。
[0024]以下僅以渦旋式壓縮機為例，說明電機在其中的使用方式和結構。雖然本實施例以渦旋壓縮機為例進行描述，還可以是其他類型的壓縮機。
[0025]典型地，渦旋壓縮機的工作原理是通過動渦旋盤圍繞靜渦旋盤的基圓中心旋轉，並逐漸縮小由所述動渦旋盤和靜渦旋盤的接合所形成的氣體壓縮室的體積，從而達到壓縮氣體的目的。其中，動渦旋盤直接支撐到固定在壓縮機殼體中的支架上。此外，用於驅動所述動渦旋盤轉動的曲軸的一端(上端)通過支架中的中心孔連接至動渦旋盤，另一端(下端)直接支撐到固定在渦旋壓縮機殼體內的下支撐架上，從而當曲軸沿著順時針或逆時針方向轉動時，可以執行相應的吸氣、壓縮和排氣操作。其中被壓縮的氣體通過排放閥排放到渦旋壓縮機的高壓腔中，最終通過排放口排出。
[0026]如圖1所示，其顯示出了本實用新型的一種渦旋壓縮機100。該渦旋壓縮機100包括:渦旋壓縮機殼體I ;支架2，該支架2固定在渦旋壓縮機殼體I內；靜渦旋盤3，其固定在渦旋壓縮機殼體I中；動渦旋盤4，其可轉動地支撐在所述支架2上且與所述靜渦旋盤3接合以形成氣體壓縮室11 ;下支撐架5，固定在所述壓縮機殼體I的下端；諸如電機的致動機構7，固定在渦旋壓縮機100的下端，其通過曲軸機構71傳遞其的轉動力。曲軸機構71的上端與動渦旋盤4相連接來驅動所述動渦旋盤4轉動，其的下端支撐在下支撐架5上；排放閥8，用於排放氣體壓縮室11中的氣體且防止氣體回流到渦旋壓縮機100中。
[0027]動渦旋盤4支撐在支架2的上表面或支撐面上；渦旋壓縮機殼體I在其內部限定出一密閉空間，且將上述的靜渦旋盤3、動渦旋盤4、支架2等部件容納到其中。靜渦旋盤3的渦旋線結構和動渦旋盤4的渦旋線結構相互配合嚙合或接合形成壓縮室11。靜渦旋盤3設置在動渦旋盤4的上方。電機7包含定子和轉子，該電機通過曲軸機構71驅動動渦旋盤4。
[0028]當渦旋壓縮機100作時，從吸入口 9吸入氣體，在致動機構7 (例如電機)啟動之後，動渦旋盤4由曲軸機構7驅動且由防自轉機構聯軸節6約束，圍繞靜渦旋盤3的基圓中心做小半徑的迴轉回動，進而在動渦旋盤4和靜渦旋盤3形成的氣體壓縮室11中產生高壓高溫氣體，該高壓高溫氣體隨著動渦旋盤4的移動通過排放閥8排放到高壓腔12中，此時使用排放閥8來防止高壓腔12中氣體的回流；最終該高壓腔12中的氣體通過排氣口 10排出。循環上述過程，可以在渦旋壓縮機100中不斷產生高溫高壓氣體。
[0029]在本實用新型實施例中，支架2包括支架體21和支架盤22。另外，支架體21以過盈配合方式固定在渦旋壓縮機殼體I中，且搭接在渦旋壓縮機100的殼體端面上。支架盤22以間隙配合的方式固定在支架體21上，且支架盤22的滑槽搭接在支架體21上，由此固定支架盤22使支架盤22不能轉動。十字滑環23具有成十字分布的兩個相對的上凸起和下凸起，下凸起被插入到支架盤22上的滑槽內，上凸起被插入到動渦旋盤4的耳槽內。在渦旋壓縮機100開始工作時，動渦旋盤4可以相對於支架盤22進行小半徑的迴轉平動。
[0030]如果需要時(例如支撐盤22的用於支撐動渦旋盤4的支撐面積不夠大)，還可以在動渦旋盤4和十字滑環23之間設置止推軸承盤24以增加對動渦旋盤4的支撐面積，該止推軸承盤24被以過盈配合方式固定且搭接在支架盤22上，以及支撐動渦旋盤4。
[0031]鑑於渦旋壓縮機100的渦旋壓縮原理、壓縮操作和其它的輔助部件(儘管沒有示出)均為本領域普通技術人員所熟知。因此，關於渦旋壓縮機100整體結構的描述在此不再進行詳細說明。
[0032]如圖1所示，用於壓縮機的電機通常為三相感應電機。當然，可以理解，電機不限於本實用新型所述的三相感應電機。在此示出的三相感應電機僅是一個示例，可以將本實用新型的發明構思用於任何其他類型的電機，只要是在可行的情況下。另外，本實用新型的三相感應電機並不僅限於圖1所述的渦旋壓縮機中，還可以應用於其他類型的壓縮機中。
[0033]三相電機或三相感應電機通常包括定子和轉子以及一些其他的相關部件(諸如殼體等)。本實用新型實施例對現有的三相感應電機的定子進行改進，在製造和設計三相感應電機時，可以利用改進的定子替代現有技術中的三相感應電機的定子。
[0034]通常，三相感應電機主要包括轉子和定子，轉子可旋轉地設置在定子中且與定子間隔開一距離。
[0035]具體地，如圖2所示，定子70包括定子鐵芯77 ;多個沿定子70的徑向方向向內延伸的定子齒78 ;在多個定子齒78之間分布的定子槽79 ;和纏繞定子齒78以產生旋轉磁場的三相繞組74、75、76 (在此，也被顯示為A相、B相、C相繞組，具體地在一個示例中可以是空間上依次間隔開120 °電角度的三相繞組)，其中，每一相繞組(例如A相繞組、B相繞組或C相繞組)的線圈由複合導線80製成。複合導線80包括有第一金屬導電材料製造的導線芯81和包覆在導線芯81的外圓周面上且由第二金屬導電材料製造的外層82 ;其中，第一金屬導電材料和第二金屬導電材料具有不同的電導率。在一實施例中，第一金屬導電材料可以是鋁、第二金屬導電材料可以是銅或銅合金。或者，第一金屬導電材料可以是鋁合金、第二金屬導電材料可以是銅或銅合金。複合導線80還可以包括包覆在外層82的外圓周面上的絕緣層83。在實施例中，定子鐵芯77可以使圓筒形的，或其他適用於三相電機的定子鐵芯的形狀。在一個實施例中，絕緣層83可以為絕緣漆。當然，絕緣層83也可以採用其他形式或由其他材料製成。
[0036]在本實用新型實施例中，複合導線80的第一金屬導電材料為鋁且其第二金屬導電材料為銅時，銅和鋁的體積比可以選擇為(8?12: 92?88)或(13?17: 87?83)。
[0037]定子鐵芯77外徑的尺寸範圍為6?9英寸，內徑的尺寸大於或等於3.1英寸，定子鐵芯77的長度與內徑比值為1.1?2。複合導線80的橫截面面積的範圍為0.6?1.5mm2。當然，本領域技術人員可以在不背離本實用新型的精神和範圍的情況下，選擇合適尺寸的定子鐵芯77和複合導線80。
[0038]一般地，三相感應電機的工作電壓小於或等於600V。
[0039]本實用新型實施例的複合導線80，其在與銅導體直流電阻相同的條件下具有如下優點:1)其導體間和與接線端子的熱循環指標比銅好；2)其與錫可焊性與銅相同；3)其接觸電阻與銅相同；4)其電阻率可通過導體截面和銅含量調整來解決；5)密度比純銅線小，僅為純銅線的36%-42%。另外，本實用新型實施例的複合導線80可以克服鋁導體接觸電阻大、強度低、易蠕變、易腐蝕、易氧化的弊端。
[0040]綜上分析可知，本實用新型實施例，通過採用複合導線80，可以實現將銅導線線圈和鋁導線線圈的優勢結合在一起，使得相應的電機既降低了材料成本又提高了電機的可靠性和生產工藝，同時還解決了鋁線電機體積增加過大的技術問題。
[0041]以上僅為本實用新型的一些實施例，本領域普通技術人員將理解，在不背離本總體發明構思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本實用新型的範圍以權利要求和它們的等同物限定。
【權利要求】
1.一種用於壓縮機的三相感應電機的定子，其特徵在於，所述定子包括: 定子鐵芯； 沿所述定子的徑向方向向內延伸的多個定子齒； 在所述多個定子齒之間分布的定子槽；和 纏繞所述定子齒以產生旋轉磁場的三相繞組， 所述三相繞組中的每一相繞組的線圈由複合導線製成，所述複合導線包括由第一金屬導電材料製成的導線芯、包覆在導線芯的外圓周面上且由第二金屬導電材料製成的外層，其中所述第一金屬導電材料和所述第二金屬導電材料具有不同的電導率。
2.根據權利要求1所述的定子，其特徵在於， 所述第一金屬導電材料是鋁、所述第二金屬導電材料是銅或銅合金； 或者，所述第一金屬導電材料是鋁合金、所述第二金屬導電材料是銅或銅合金。
3.根據權利要求1或2所述的定子，其特徵在於， 所述複合導線還包括包覆在所述外層的外圓周面上的絕緣層。
4.根據權利要求2所述的定子，其特徵在於， 所述定子鐵芯外徑的尺寸範圍為6?9英寸，內徑的尺寸大於或等於3.1英寸，定子鐵芯的長度與內徑比值為1.1?2。
5.根據權利要求4所述的定子，其特徵在於， 所述複合導線的橫截面面積的範圍為0.6?1.5mm2。
6.根據權利要求5所述的定子，其特徵在於， 所述三相感應電機的工作電壓小於或等於600V。
7.一種用於壓縮機的三相感應電機，其特徵在於，包括轉子和定子，所述轉子可旋轉地設置在所述定子中且與所述定子間隔開一距離， 所述定子為根據權利要求1-6中任一項所述的定子。
8.—種壓縮機，其特徵在於，所述壓縮機使用根據權利要求7所述的三相感應電機。
9.根據權利要求8所述的壓縮機，其特徵在於，所述壓縮機為渦旋壓縮機。
【文檔編號】H02K3/02GK203537102SQ201320391615
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月2日 優先權日:2013年7月2日
【發明者】湯衛平, 姚麗, 劉萬振, 劉廣強, 林巖, 王震宇 申請人:丹佛斯（天津）有限公司