电动机和包括电动机的压缩机制造技术

公开了一种电动机、即具有最低损耗和改进效率的电动机。更具体而言，公开了一种具有增强的起动转矩性能和提高的正常运行效率的电动机。在使用电力供应至定子线圈时产生的感应转矩来起动转子的电动机中，转子包括：转子芯；导电杆，沿着周向方向布置在转子芯的外缘区域中，以产生感应电流；磁通屏障，形成在转子芯中，以便为了产生磁阻转矩而中断磁通量的流动；以及磁体，设置在转子芯中，以便为了产生磁转矩而产生磁通量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电动机，更具体地，涉及一种实现增强起动转矩性能和提高正常 运行效率的同时具有最低损耗和改进效率的电动机。另外，本专利技术涉及一种可有效地适用于可变负载的电动机和一种使用该电动机的 可变容量压缩机。
技术介绍
通常，单相感应电动机包括定子，在该定子上缠绕着主线圈和辅助线圈，在主线圈 与辅助线圈之间具有90度的空间间隔。源电压直接施加于主线圈，而且还经由电容器和开 关施加于辅助线圈。这是因为即使对主线圈施加电压，主线圈也不能单独地产生起动力。因 此，在诸如辅助线圈等起动装置的辅助下，定子产生旋转磁场，以起动转子。所述起动装置根据其种类而分为分相式、屏蔽线圈式、电容器起动式、推斥起动式等。作为具有上述起动装置的单相感应电动机的示例，图1和2中示出了电容器起动 式单相感应电动机。图1示出普通单相感应电动机的定子和转子，且图2示出转子和定子线圈的简化 电路。当只有主线圈12缠绕在定子10上时，定子10仅产生交变磁场，并且因此，未实现 转子20的起动。因此，必须在定子10上缠绕辅助线圈14，以产生旋转磁场。用该旋转磁 场，可以起动转子并使其沿预定方向旋转。即，起动转矩经由该旋转磁场而出现。在图2的简化电路中，电容器15用于延迟施加于辅助线圈14的电流的相位，以便 经由辅助线圈14与主线圈12之间的交互作用而产生起动转矩。一旦起动，则即使未向辅 助线圈14施加电力，在假设负载没有变化的情况下，转子20也保持旋转。S卩，如果转子20 在起动之后保持每分钟预定的或更大的转数，则不需要将电力供向辅助线圈14。然而，当负 载改变时，需要附加的起动转矩。因此，优选的是总是经由电容器15来向辅助线圈14供应 电力。当然，三相感应电动机即使在仅主线圈缠绕在定子上时也能够产生旋转磁场，且 不需要在定子上缠绕上述辅助线圈。也就是说，三相感应电动机不需要单独的起动装置。上述单相感应电动机的优点是，其不需要类似无刷DC(BLDC)电动机或磁阻电动 机的逆变器，并且能够使用单相商业电力来直接启动，从而得到优越的价格竞争力。现在，将参照图1和2来详细描述上述普通单相感应电动机。具有空心内部构型的定子10包括多个齿11和主线圈12，所述齿以期望的角间隔 沿着其内周向布置成向内径向突出，并且该主线圈缠绕在各个齿11上，以在初级施加电流 时具有N极或S极的极性。在此，在齿11与主线圈12之间插置了绝缘体(未示出)。该绝缘体不仅用于提供 齿11与主线圈12之间的电绝缘，而且还有利于容易缠绕主线圈12。定子10还包括辅助线圈14，该辅助线圈缠绕在定子10上，以具有与主线圈12的 期望空间角间隔，且适合于在施加电流时产生旋转磁场。当然，还通过在齿11与辅助线圈 14之间插置绝缘体，而将辅助线圈11缠绕在齿11上。主线圈12和辅助线圈14能够合称 为“定子线圈”或者简称为“线圈”。线圈12和14连接到单相电源，且同时相互并联连接。电容器15串联连接到辅助 线圈14。此外，虽然未示出，但电容器15可以经由开关可选地连接到电源。通常，转子20可以是常使用的鼠笼式转子。图1和2示出鼠笼式转子。通常通过将钢板一个一个地堆放以组成转子芯来制造转子20，并且每个钢板沿着 其外周向在距离钢板中心的期望径向位置处以期望的角间隔形成有多个狭槽21。转子20 还包括插入到转子芯的各个狭槽21中的棒状导电杆22。棒状导电杆22通常由铜或铝棒制 成。鼠笼式转子的两端均与未示出的端环相连接(见图13和14)，以经由导电杆22实 现电连接，且端环通常经由铝压铸形成。具体而言，经由铝压铸将导电杆22和端环彼此形 成为整体，并将两个端环分别设置在转子芯的顶部和底部。同时，转子20在中心处设有轴孔M。将转子20的旋转力传送到外部部件的旋转 轴(未示出)被压配合到轴孔M中，使得转子20与旋转轴组成整体的旋转体。在上述单相感应电动机的运行中，如果向线圈供应电力，则在导电杆22中产生感 应电流，促使转子20由于产生感应转矩而旋转。然而，在这种情况下，导电杆22造成损耗、 即导电杆损耗。由于导电杆损耗，因此限制了改进预定尺寸的电动机的效率。当需要高效 率时，单相感应电动机就存在问题。导电杆损耗的其他问题包括转子20温度的升高和因温度变化引起的大的损耗变 化。特别地，温度越高，导电杆损耗越大。因此，高温下电动机效率的改进受到限制。同时，单相感应电动机由于其特性而必须始终以低于同步速度的速度运行，以便 产生感应转矩。这是因为在理论上单相感应电动机在同步速度下具有零转矩，且转速越小， 转矩越大。因此，在单相感应电动机中，当电动机负载、即施加于旋转轴的负载改变时，旋转 轴的转速、即电动机的转速改变，且这使得由于负载变化而难以控制电动机。
技术实现思路
技术问题为解决所述问题而设计的本专利技术的目的在于一种能够解决单相感应电动机的上 述问题的电动机。为解决所述问题而设计的本专利技术的另一目的在于一种具有改进效率的电动机，更 具体地，在于一种能够在正常运行期间以同步速度运行并因此能够实现最大正常运行效率 的电动机。为解决所述问题而设计的本专利技术的又一目的在于一种即使电动机负载在正常运 行期间改变也能够始终以同步速度运行、从而易于电动机控制的电动机。为解决所述问题而设计的本专利技术的又一目的在于一种尤其是在高温下能够实现 最高效率的电动机。为解决所述问题而设计的本专利技术的又一目的在于一种在不使用逆变器的情况下 具有普通感应电动机的起动特性、从而实现降低的制造成本的电动机。为解决所述问题而设计的本专利技术的另一目的在于一种能够经由上述电动机的使 用而实现改进效率并促进其可变容量运行的压缩机。技术方案本专利技术的目的能够通过提供一种电动机来实现，在该电动机中使用电力供应至定 子线圈时产生的感应转矩来起动转子，其中，该转子包括转子芯；导电杆，沿着周向方向 布置在转子芯的外缘区域中，以产生感应电流；磁通屏障，形成在转子芯中，以便为了产生 磁阻转矩而中断磁通量的流动；以及磁体，设置在转子芯中，以便为了产生磁转矩而产生磁通量。在此，可以使用由导电杆产生的感应转矩来起动转子，而且，一旦起动，转子可以 使用由磁通屏障产生的磁阻转矩和由磁体产生的磁转矩来旋转。另外，转子一旦起动，则可 以使用磁阻转矩和磁转矩来以同步速度旋转。具体而言，根据本专利技术的电动机在转子起动时具有普通感应电动机的起动特性， 且一旦起动，则具有同步电动机的旋转特性。根据本专利技术的电动机一旦起动，则在正常运行 期间使用磁阻转矩和磁转矩以同步速度旋转，并能够实现高效率。因此，可在没有复杂的电 动机起动部件的情况下提供高效率电动机。可以通过在定子中产生的旋转磁场和在转子中产生的感应电流来产生感应转矩。 因此，不需要向线圈供应三相电力。即，类似于普通单相感应电动机，能够供应单相电力。当向线圈供应单相电力时，线圈优选包括用于起动转子的主绕组和辅助绕组。当 然，虽然能够以各种方式来改变此类起动构型，但为描述方便起见，以下说明仅限于电容器 起动式感应电动机。当电容器起动式感应电动机应用于本专利技术时，主绕组和辅助绕组在相互并联连接 的同时连接到单相电源。另外，电容器串联连接到辅助绕组。优选地，所述磁通屏障布置成给转子提供至少两个或更多偶数个磁极。用该磁通 屏障，转子可以设有从转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机，在所述电动机中，利用电力供应至定子线圈时产生的感应转矩来起动转子，　　其中，所述转子包括：　　转子芯；　　导电杆，所述导电杆沿着周向方向布置在所述转子芯的外缘区域中，以产生感应电流；　　磁通屏障，所述磁通屏障形成在所述转子芯中，以中断磁通量的流动，从而用于产生磁阻转矩；以及　　磁体，所述磁体设置在所述转子芯中，以产生磁通量，从而用于产生磁转矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.03.09 KR 10-2007-00235131.一种电动机，在所述电动机中，利用电力供应至定子线圈时产生的感应转矩来起动 转子，其中，所述转子包括转子芯；导电杆，所述导电杆沿着周向方向布置在所述转子芯的外缘区域中，以产生感应电流；磁通屏障，所述磁通屏障形成在所述转子芯中，以中断磁通量的流动，从而用于产生磁 阻转矩；以及磁体，所述磁体设置在所述转子芯中，以产生磁通量，从而用于产生磁转矩。2.根据权利要求1所述的电动机，其中，利用由所述导电杆产生的感应转矩来起动所 述转子，且一旦起动，所述转子利用由所述磁通屏障产生的磁阻转矩和由所述磁体产生的 磁转矩来旋转。3.根据权利要求2所述的电动机，其中，所述转子一旦起动，则利用所述磁阻转矩和所 述磁转矩以同步速度旋转。4.根据权利要求1所述的电动机，其中，供应给所述线圈的电力是单相电力。5.根据权利要求4所述的电动机，其中，通过所述定子中产生的旋转磁场和所述转子 中产生的感应电流而产生感应转矩。6.根据权利要求5所述的电动机，其中，所述线圈包括主绕组和辅助绕组，所述主绕组 和辅助绕组与用于供应单相电力的单相电源相连接，而且相互并联连接，所述辅助绕组串 联连接到电容器。7.根据权利要求1所述的电动机，其中，所述转子可旋转地设置在所述定子内。8.根据权利要求7所述的电动机，其中，所述磁通屏障布置成给所述转子提供至少两 个或更多偶数个磁极。9.根据权利要求8所述的电动机，其中，所述转子包括q轴线，所述q轴线从所述转子的中心径向延伸，并且沿着所述q轴线，所述磁通量的流 动被所述磁通屏障中断；和d轴线，所述d轴线从所述转子的中心径向延伸，并且沿着所述d轴线，所述磁通量的流 动未被中断。10.根据权利要求9所述的电动机，其中，所述转子包括两个磁极，且所述q轴线和所述 d轴线在空间上相互垂直。...

【专利技术属性】
技术研发人员：南赫，严相俊，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR