專利名稱：異步電動機、特別是制冷劑壓縮機的驅動電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及異步電動機，特別是制冷劑壓縮機的驅動電動機,其具
有定子和轉子，該轉子具有轉子芯，其具有中心孔；軸，該軸被引導 穿過中心孔并且不可轉動地連接至該轉子芯；以及狹槽，在該狹槽內(nèi)布 置有電導體，這些電導體通過短路環(huán)在該轉子芯的兩側將電導體彼此連 接起來。
背景技術：
例如可從DE692 06 626T2中得知一種用于這種電動^/L的轉子。該 轉子包括具有階梯內(nèi)徑的孔。在操作期間，當這種電動機的定子生成在 該轉子的圓周上延伸的旋轉磁場時，在布置在該轉子的狹槽內(nèi)的電導體 中會感應出電流，所述電流會生成磁場，該磁場與定子的旋轉磁場一起 導致作用在該轉子上的驅動力。
US 2007/0069601 Al描述了用于電動^/L的另 一種轉子，在該轉子中 短路環(huán)具有這樣一種截面形狀，即該短路環(huán)的徑向外部輪廓是彎曲的。 這提高了效率并改善了電動機輸出。
DE 602 18 217 T2描述了一種用于制造這種轉子的方法。狹槽內(nèi)的 電導體是這樣制造的將轉子芯插入到模具內(nèi)，用塞子將孔封閉，然后 可以從前側注入液態(tài)鋁以^更形成該電導體
US 3,783,317示出了一種用于發(fā)電機的轉子，在該轉子中短路環(huán)具 有軸向伸出到轉子芯內(nèi)的尖頭，以便將該短路環(huán)更好地固定到該轉子 芯。不過，這些尖頭對于電動機的電輸出實際上幾乎沒有影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這樣的任務，即，提供具有良好效率的異步電動機。 采用如介紹中所提及那樣的異步電動機，本任務得以解決，其中短
路環(huán)具有延長部，該延長部遍布整個圓周方向，并ibf皮徑向且向內(nèi)地引
導進入中心孔內(nèi)。
這種實施例使得效率增加能達到0.3%。關于這一點的原因是，現(xiàn)在電流具有更大的可用導體截面以便從一個電導體到達另一個電導體。 特別地，這應用在電流從轉子的 一個半側流到該轉子的另 一個半側的情 形中。在這種情況中，最短的電距離將是有利的電距離。然而，該最短 的電距離是要前進穿過無導體可用的中心孔?，F(xiàn)在，假如短路環(huán)的延長 部在孔內(nèi)提供了額外的導體截面，那么就會減小這部分電流路徑中的電 阻，并因而也減小了該轉子的總電阻。首先可以假定，轉子的電阻越低， 電動機的效率越好。
優(yōu)選地，中心孔有多個不同直徑的段，延長部至少在具有最大直徑 的段內(nèi)延伸。優(yōu)選地，延長部還延伸到具有稍微更小一些的直徑的段內(nèi)。 無論如何，哪里對增大的導體截面與減小的導體長度的需求最大，就將 延長部布置在哪里。否則，在中心孔的最大直徑的區(qū)域中，只有圍繞該 孔的途徑是可用的，其相對較長。延伸到孔內(nèi)的短路環(huán)的延長部會導致 具有可能的最小直徑的電流路徑。
特別是當至少在孔的軸向段內(nèi)，延長部形成該孔的圓周壁時，情況 就是如此。因此，短路環(huán)的延長部盡可能徑向向內(nèi)延伸得遠一些。當然， 延長部還必需在孔內(nèi)留出自由空間，以便為軸讓出地方。盡管如此，該 方法為電流提供了相對較短的導體路徑。
優(yōu)選地，延長部具有徑向內(nèi)側，該徑向內(nèi)側繼續(xù)延伸進入到圍繞孔 的轉子芯的內(nèi)側。這在制造期間特別具有優(yōu)勢?？梢詫⒀娱L部與指定的 短路環(huán)一起布置在轉子芯上，然后可以通過例如鉆孔或者車削來對孔進 行加工。這樣，在該延長部與該轉子芯的內(nèi)側之間的臺階將不再存在。
優(yōu)選地，中心孔的延長部布置在其上的端部具有直徑延長，延長部 在該直徑延長的區(qū)域中的徑向厚度大于在更加軸向向內(nèi)的區(qū)域中的徑 向厚度。同樣，這為短路環(huán)提供了有利的截面狀況。避免了在過渡部上 的電流集中，該過渡部是從該短路環(huán)的主要部分(其被軸向布置在轉子 芯外部)到延長部(其被軸向布置在轉子芯內(nèi)部)。
如杲在相鄰于轉子芯的圓周上，延長部具有至少一個突出部，且該 突出部與該轉子芯內(nèi)的凹陷部接合，那么這也是很有益的。這在延長部 與轉子芯之間提供了轉動保護，如果在延長部的制造之后還需要對孔進 一步處理，那么該轉動保護就是特別有益的。這樣，可以將延長部制造 成具有相對薄的徑向壁厚，無需擔心在鉆孔或者車削處理期間該延長部 將會從該短路環(huán)的其余部分折斷。與轉子芯的凹陷部相接合的突出部對延長部相對于轉子芯的轉動提供了足夠的抵抗。
優(yōu)選地，軸支撐在延伸到孔內(nèi)的軸承座中，延長部至少在該軸承座 的部分軸向長度上圍繞該軸承座。當將該異步電動機用在制冷劑壓縮機 中時，這種支撐具有優(yōu)點。在制冷劑壓縮機中，該軸形成壓縮機的曲軸， 也就是說，它經(jīng)由曲柄銷和連桿在汽缸內(nèi)往復移動活塞。將軸支撐在軸 承座內(nèi)，且該軸承座的部分軸向長度穿入該轉子，是當曲柄銷被布置在 該軸上距離該轉子的軸向中心某一距離處且僅僅提供一個軸承時，實現(xiàn) 該轉子相對于該定子不會傾斜的一種相對簡單的途徑。不過，這種軸承 座也有缺點，即，它在轉子芯內(nèi)需要相對較大的孔。對于從一個電導體 (用作"流入")到另一個電導體(用作"回流")的電流而言，較大的 孔將又意味著更長的距離。將短路環(huán)的延長部布置在軸承座的區(qū)域內(nèi)是 避免該問題的 一種巧妙、方式。
優(yōu)選地，在延長部與軸承座之間提供間隙，該間隙的徑向延伸最大
是lmm，具體為0.5mm?；旧?，當相對于該軸承座具有少量游隙來 支撐該延長部時，該間隙將是足夠的，使得該延長部不會刮擦該軸承座。 因此，延長部形成位于可能的最小直徑上的電流路徑或者電導體。
優(yōu)選地，孔具有最小直徑，并且在該最小直徑的區(qū)域中將轉子芯連 接到軸，在該區(qū)域中的狹槽具有不同的徑向向內(nèi)的徑向延伸。在孔的最 小直徑的區(qū)域中，轉子芯有著具有最大截面的磁通路徑。可以一種有利 的方式對此加以利用，以便也為電導體提供相應更大的截面。為了防止 相鄰的電導體在其徑向內(nèi)端的區(qū)域中彼此接觸，使用了到轉動軸線具有 不同距離的內(nèi)端的狹槽。
優(yōu)選地，將延長部鑄造在短路環(huán)上。首先，這簡化了制造。對于制 造不再需要額外的處理步驟。其次，提高了電特性。如果延長部與短路 環(huán)是一體鑄造的，那么在從短路環(huán)到延長部的過渡部上不會存在多余的 電阻。


下面，結合附圖并基于優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行描述，其中:
圖1是制冷劑壓縮機的電動機；
圖2是電動機的轉子；
圖3是根據(jù)圖2沿線III-III的截面6圖4是根據(jù)圖2沿線IV - IV的截面圖5是根據(jù)圖2沿線V-V的截面圖；以及
圖6是根據(jù)圖2沿線VI - VI的截面圖。
具體實施例方式
用來驅動制冷劑壓縮機的電動機1具有定子2和轉子3。轉子3不 可轉動地連接到軸4,軸4被徑向且軸向地支撐在軸承座5中。軸承座 5是壓縮機組6的一部分。軸承座5將其長度的一部分伸入到轉子3內(nèi)。
轉子3具有轉子芯7,該轉子芯7由多個堆疊起來的圓形片金屬板 8制成，從圖3到圖6均可見該多個圓形片層金屬板8的形狀。多個圓 形片金屬板8相對于彼此是磁導通且電絕緣的。同樣，采用多個堆疊的 金屬片材10將定子2制成定子芯層疊結構9，該多個堆疊的金屬片材 10相對于彼此是磁導通且電絕緣的。在定子2與轉子3之間形成空氣間 隙11。
轉子3在兩個軸向端部處具有短路環(huán)12、 13，其電連接至電導體 14、 15。電導體14、 15布置在狹槽16、 17中，狹槽16、 17形成在多 個圓形片金屬板8a-8d中。舉例而言，可通過沖壓來制造該多個圓形 片金屬板8a-8d。舉例而言，電導體14、 15以及短路環(huán)12、 13可以如 此來制造，即將轉子芯7的片材堆插入到模具中，然后將其中填滿鋁以 便形成電導體14、 15以及短路環(huán)12、 13。電導體14、 15以及短路環(huán) 12、 13可以制成一體的。
為了收納軸4，轉子3的轉子芯7具有居于中心的、軸向延伸的孔 18,該孔有多個不同直徑的段。在具有最小直徑的段19中，將軸4不 可轉動地連接到轉子芯7。相鄰于段19是具有稍微更大一些的直徑的段 20。在段19與20之間可以設置有輔助段21,該輔助段具有又要稍微更 大一些的直徑。將輔助段21定位在軸承座5的軸向末端所在的位置處。
將另一個段22定位在段20的與輔助段21相對的一側處，所述段 22具有更加擴大的直徑，接下來的段23具有另 一還要擴大些的直徑。
具有最大直徑的段22、 23的區(qū)域包括短路環(huán)12的延長部24，其相 鄰于壓縮才幾部分6。正如從圖3和圖4中所見，延長部24形成為環(huán)狀的 圓柱。延長部24與短路環(huán)12—體制成。
正如由圖2中具體所示，在轉子芯7的某些軸向區(qū)域上，短路環(huán)12的軸向延長部24形成孔18的徑向外部界限，換言之，形成轉子3的內(nèi) 壁。延長部24的內(nèi)側在段20中延伸在轉子芯7的內(nèi)側。因此，不存在 臺階。相反，孔18在面對具有最小直徑的段19的輔助段21那一側上 被制造得很平坦。這會導致，延長部在具有最大直徑的段23的區(qū)域內(nèi) 比在具有緊接著更小一些直徑的段22的區(qū)域中具有更大的徑向延伸。 當對圖3和圖4進行比較時，可以很清楚地看到這點。圖3示出了段23 的區(qū)域內(nèi)的截面，而圖4示出了段22的區(qū)域內(nèi)的截面。
延長部24具有多個沿著圓周方向分布的、徑向伸出的突出部25， 其與轉子芯7中對應的凹陷部26接合。因此，短路環(huán)12的延長部24 不能相對于轉子芯7轉動。在轉子3的制造期間，這是很有利的。如上 所述，可以將電導體14、 15用鋁鑄造在狹槽16、 17內(nèi)，同時可制造出 延長部24。在鑄造過程之后，這還會填充孔18的一部分。這樣，孔18 得以制成。這會導致部分基本沿圓周方向的作用力作用在延長部24上。 不過，由于通過突出部25與凹陷部26的結合將延長部24不可轉動地 固定在轉子芯7中，所以延長部24不能相對于短路環(huán)而轉動。因此， 阻止了延長部24與短路環(huán)12分離。
正如圖1中所示，相鄰于短路環(huán)12位于轉子芯7的前側處的延長 部24的徑向增厚部27產(chǎn)生到短路環(huán)12的過渡部，該過渡部具有相對 較大的截面。由此，可以考慮這樣的事實，即在短路環(huán)12在靠近壓縮 機部分6之處必須具有相對較大的內(nèi)徑，以便為壓縮機部分6留出空間。
還是如圖1中所示，延長部24圍繞在軸承座5周圍，且具有極小 的間隙。該間隙的徑向延伸最大為1 mm,優(yōu)選為大約0.5mm?；旧?， 該間隙僅必需防止延長部刮擦軸承座5。
軸向延伸到轉子內(nèi)的短路環(huán)12的延長部24使得能夠防止在將軸承 座5插入到轉子3中所存在的不利因素的影響。由于在相對較大的區(qū)域 上對具有軸4的轉子進行引導，所以該實施例可具有機械上的優(yōu)點。不 過，在電的方面，它還具有不足，因為從一個導體14到另一個導體15 的電流必需圍繞軸承座5的一個半側流動。提供布置在轉子3的可能的 最小直徑處的延長部24，可減小使電導體14、 15彼此連接的短路環(huán)導 體的長度。這減小了電阻，對于電動機1的效率具有積極的影響。
通過將圖3到6進行比較可見，在段20、 22、 23中的狹槽16、 17 實際上幾乎是一樣的。狹槽16、 17內(nèi)的電導體14、 15也是一樣的。僅
8僅在段20中，狹槽16、 17以及導體14、 15沿徑向方向稍微向內(nèi)延伸 了些，這是因為在這里孔18的直徑稍微更小了些。
在圖6中，示出了圓形片金屬板8d，其中孔18的直徑是最小的， 且每隔一個，狹槽便徑向向內(nèi)延伸，并被填滿電導體。這提供了有利的 電工況。
權利要求
1.一種異步電動機，特別是制冷劑壓縮機的驅動電動機，其具有定子和轉子，轉子具有轉子芯、軸和狹槽，轉子芯具有中心孔，軸被引導穿過所述中心孔并且不可轉動地連接至所述轉子芯，狹槽內(nèi)布置有電導體，這些電導體在轉子芯的兩側上通過短路環(huán)彼此連接，其特征在于短路環(huán)(12)具有延長部(24)，所述延長部(24)遍布圓周方向，并且被徑向向內(nèi)地引導進入所述中心孔(18)內(nèi)。
2. 如權利要求1所述的電動機，其特征在于所迷中心孔(18) 具有多個不同直徑的段(19、 20、 22、 23),所述延長部(24)至少在 具有最大直徑的段(23)內(nèi)延伸。
3. 如權利要求1或2所述的電動機，其特征在于至少在所述中 心孔(18)的軸向段內(nèi)，所述延長部(24)形成該中心孔的圓周壁。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的電動機，其特征在于所述 延長部(24 )具有徑向內(nèi)側，該徑向內(nèi)側延伸進入圍繞所迷中心孔(18 ) 的所述轉子芯(7)的內(nèi)側。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的電動機，其特征在于所述 中心孔(18)的所述延長部(24)布置在其上的端部具有直徑延長，所 述延長部(24)在所述直徑延長的區(qū)域中的徑向厚度大于它在進一步軸 向向內(nèi)的區(qū)域(22)中的徑向厚度
6. 如權利要求1至5中任一項所述的電動機，其特征在于在相 鄰于所迷轉子芯(7)的圓周上，所述延長部(24)具有至少一個突出 部(25)，所述突出部(25)與所述轉子芯(7)內(nèi)的凹陷部(26)接合。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的電動機，其特征在于所迷 軸(4 )支撐在軸承座(5 )內(nèi)，所述軸承座(5 )延伸到所述中心孔(18 ) 內(nèi)，所迷延長部(24)包圍所述軸承座(5)的至少一部分軸向長度。
8. 如權利要求7所述的電動機，其特征在于在所述延長部(24) 與所迷軸承座(5)之間設置間隙，所迷間隙的徑向延伸最大是1 mm， 具體為0.5 mm。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的電動機，其特征在于所述 中心孔(18)具有最小直徑，在該最小直徑的區(qū)域內(nèi)，所述轉子芯(7) 連接至所述軸(4)，在這個區(qū)域中的所述狹槽(16、 n)具有不同的徑 向向內(nèi)的徑向延伸。
10.如權利要求1至9中任一項所述的電動機，其特征在于所述 延長部(24)鑄造到所述短路環(huán)(12)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及異步電動機，特別是制冷劑壓縮機的驅動電動機。該異步電動機具有定子和轉子(3)，該轉子(3)具有帶中心孔(18)的轉子芯(7)；軸，該軸被引導穿過中心孔且不可轉動地連接至該轉子芯；以及狹槽，在該狹槽內(nèi)布置有電導體(14、15)，這些導電體在該轉子芯(7)的兩側上通過短路環(huán)(12、13)彼此連接起來。本發(fā)明致力于實現(xiàn)良好的效率。為了該目的，短路環(huán)(12)具有延長部(24)，該延長部(24)遍布整個圓周方向，并且被徑向且向內(nèi)地引導進入中心孔(18)內(nèi)。
文檔編號H02K17/16GK101651393SQ20091016701
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權日2008年8月13日
發(fā)明者N·C·韋勞克 申請人:丹福斯壓縮器有限公司