电动压缩机制造技术

一种压缩机，包括安放在密闭容器内的压缩部以及连结在压缩部并驱动压缩部的电动机部；电动机部包括具有２转子磁极及埋设有永久磁铁的转子铁心的电动机，压缩部的一侧边的端部上设有孔腔部；压缩部包括由非磁性材料制成的轴承，其延伸至孔腔部内。这种结构可减少由孔腔部内壁与轴承部之间的磁吸引力所引起的消耗转矩、以及轴承内的涡电流损失，因而可获得一种高效率压缩机。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在冷冻、冷藏机或空调机的电动压缩机。尤其涉及一种高效率的电动压缩机，其中降低由磁吸引力而产生的损耗转矩和铁损，磁吸引力是由连接到压缩机电动机部的压缩部中的轴承产生的。
技术介绍
图7所示的往返式电动压缩机是用于说明公知技术。在图7中，电动压缩机包括密闭容器1；设置在容器内部下方的压缩部2；及设在压缩部2上方的电动机3。安装在电动机3的转子14的轴4，在其前端设有曲柄4a。在由铁系材料铸成的气缸体5，包括有其内插入轴4的轴承6；及与轴承6成直角形成的气缸体7。活塞9经连杆8连接到曲柄4a。当驱动电动机3时，将轴4的旋转变换成在曲柄4a的往返移动，经过连杆8传输给活塞9。因此，活塞9相对气缸7的内壁滑动。压缩室10由气缸7及活塞9形成。在曲柄4a的前端，安装有供油管11，以便将贮存在密闭容器1底部的润滑油12，通过供油管11供给压缩部2和轴4，因此使各滑动部可顺利地移动。电动机3为二极感应电动机，其由定子13及转子14所构成。其中定子13由缠绕叠层电磁钢板制成的定子铁心构成；而转子14由带二次导体的转子铁心15构成，转子铁心是由叠层电磁钢板制成。在转子铁心15的端部于压缩部2的一侧边上，设有孔腔16，而轴承6在孔腔16的内侧延伸。以下说明如上述构成的公知往返移动压缩机的操作。活塞9随着转子14的旋转通过连结到轴4的曲柄4a的连杆8而往返移动。因此，活塞9压缩压缩室10内的冷却气体，压缩的气体经由排出管(未图示体放到如冷冻、冷藏或空调机等系统。对于如压缩部2的轴承部6、气缸7、连杆8及活塞9等各滑动部的润滑，安装在轴4下端的供油管11旋转并泵送供润滑的润滑剂12。近来，从节省能量的观点，要求降低冷冻、冷藏和空调机的消耗功率，以及因小型化的要求对装置构形减小方面已进行了研究。关于小型化，由于将转子尽量接近在压缩机部，而使轴承的一部分延伸至孔腔内，以便抑制不希望的转子的旋转偏差，同时使压缩机的总高度降低。因此满足小型化的要求。然而在冷冻系统中占最大电力消耗的电动机功率方面，仍未达到满意的程度。以往，在传统的用在电动压缩机的二极感应电动机，也已采用低铁损电磁钢板，铁心的形状已最优化、或者使用的材料体积已增加，这是为了提高电动机的效率。然而，感应电动机，除了用来产生转矩以及旋转负荷的电力以外，还需要用来形成磁路的激励电力。为此，电动机的效率提高趋于饱和，要进一步大幅地提高效率很困难。于是注意到为提高电动机效率的另一种措施，即采用永久磁铁的自起动同步型二极电动机。因为永久磁铁埋入转子中，因此不需要激励电力。自起动同步电动机的实例，参照图8及图9进行说明。就整个压缩机来说，只有电动机进行改变，所以就改变方面下面进行说明。同步电动机的转子17是由叠层电磁钢板制成的转子铁芯18、和为将轴4配合到转子铁心18的轴孔19构成。在转子铁心18的轴向端部形成有孔腔部20。虽在图中未表示，但气缸体5的轴承6的一部分延伸到孔腔20中。而且在转子17中插入有二对平板型永久磁铁21；第一对的平板型永久磁铁21的二个以角度α对接形成山形状。第一对的二个磁铁配置成面向转子的外侧成为S极，面向转子内侧成为N极。第二对的二个磁铁配置成面向转子的外侧成为N极，面向转子内侧成为S极。如此第一对形成一个转子磁极，而第二对则形成另一个磁极，使整个转子17具有二个磁极。将磁铁21的宽度尺寸设为P。通过铝压铸件一体成型包括多个导体杆22和短路环23的起动笼型导体，导体杆22设置在转子铁芯18上，短路环在轴向覆盖转子铁心18的两端。在转子铁心18的轴向两端面，安装有非磁性体制成的保护端板24，用来防止磁铁21的脱离。在转子铁心18上成型有在永久磁铁之间用于防止磁通短路的阻挡层25，阻挡层25由铝压铸件与起动笼形导体整体形成。参照图9，用箭头标示线简略说明磁铁21的磁通。就通过各磁铁21内例的磁通来说，放置在图9上部二磁铁21的N极发出的磁通，主要通过转子铁心18的中央部，被吸引到放置在图9下部的二磁铁21的S极。因此，通过孔腔部外周20a周围的铁心部18a的磁通密度变得非常高。这样，虽可考虑使用自起动同步型永久磁铁式电动机以代替公知的感应电动机，但由于铁系材料制成的轴承6位于孔腔部20的内侧，磁吸引力作用在被激励的孔腔部20内壁与轴承6外壁之间。因此，产生使电动机产生的转矩降低而造成的损耗转矩，同时，磁铁21的磁通通过轴承6并产生涡电流损失。为了补偿此损耗转矩及涡电流损失以便继续运转，电动机需要投入另外的电力，从而成为妨碍效率提高的原因。本专利技术的电动压缩机包括以下元件。一安放在密闭容器内的压缩部、以及一连结到压缩部并驱动压缩部的电动机部。电动机部包括2转子磁极的电动机，电动机具有在压缩部一侧边上在端部的孔腔部，并具有埋设有永久磁铁的转子铁心。压缩机部包括有由非磁性材料制成的轴承，其延伸至孔腔部内侧。这种结构使得磁吸引力不会作用在孔腔部内壁和轴承部外壁之间，所以不会产生损耗转矩。由于轴承由非磁性材料制成，所以来自永久磁铁的磁通不会被吸引到轴承上，几乎全部磁通都通过转子铁心，由此在轴承内几乎不产生铁损(尤其是涡电流损失)，结果可将电动机的高效率直接反映到压缩机。另一种电动压缩机包括以下元件。电动机部包括2转子磁极，埋设有永久磁铁的转子铁心，以及在压缩部的一侧边上在端部的孔腔部，压缩部包括一轴承，其一部分延伸至孔腔部内侧，至少轴承的部分用非磁性材料制成。这种构成使磁吸引力不会作用在孔腔部内壁和轴承外壁之间，所以不会产生损耗转矩，另外，可防止因永久磁铁的磁通而在轴承产生的铁损(尤其是涡电流损失)，此外，除了延伸到孔腔部内侧的轴承部分以外，轴承的其余部分可使用廉价的铁系材料制作。轴承可与气缸体一体形成，所以可提供高效和廉价的电动压缩机。另一种电动压缩机包括如下元件。电动机部包括2极转子，其中具有埋设永久磁铁的转子铁心。压缩部包括由铁系材料制成的轴承，转子铁心在孔腔部中径向经过环形间隙面向轴承。环形间隙使轴子侧上的磁通几乎不通过轴承，尽管轴承部由铁系材料制成，但既不产生损耗转矩，在轴承中也不产生铁损，特别是不产生涡电流损失，所以可将电动机的效率直接反映到压缩机。而且由于轴承是由铁系材料制成而且与其他部分一体形成，所以可制作廉价的电动压缩机。附图简短说明图1是本专利技术第一实施例的压缩机的纵向断面图；图2是图1中的转子的横断面图；图3是本专利技术第二实施例的压缩机的纵向断面图；图4是本专利技术第三实施例的压缩机的纵向断面图；图5是本专利技术第四实施例的压缩机的纵向断面图；图6是图5中所示的转子的横断面图；图7是公知压缩机的纵向断面图；图8是公知的具有永久磁铁的二极自起动同步电动机中转子的轴向断面图；图9是公知转子的横断面图。实施专利技术的最佳形式以下结合附图说明本专利技术的第一实施例。第一实施例图1是本专利技术第一实施例中压缩机的纵向断面图；图2是图1中的转子的横断面图。在图1中，压缩机包活下述元件设置在密闭容器51内部的压缩部52，具有永久磁铁的自起动同步电动机53，电动机53设在该压缩部52上方。安装在电动机53的转子55的轴54具有曲柄56。压缩部52是由轴承57及气缸体60构成，通过连杆61将活塞58安装在曲柄56上，使压缩室62形成在气缸内。轴承57由铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩机，其包括：一安放在密闭容器内的压缩部以及一连结在所述压缩部并用于驱动所述压缩部的电动机部；所述电动机部包括具有２转子磁极及埋设有永久磁铁的转子铁心的电动机；所述压缩部侧边端部上的孔腔部，其中所述压缩部包括由非磁性材料制成的轴承，其延伸到所述孔腔部内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田村辉雄，饭塚辰幸，佐佐木健治，齐藤文利，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，松下冷机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]