專利名稱：磁懸浮制冷壓縮機電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷壓縮機電機，特別涉及用于商業(yè)制冷設(shè)備或者家庭使用制冷 設(shè)備中的壓縮機電機。
背景技術(shù)：
目前，隨著用電設(shè)備的廣泛使用，對電能的消耗達(dá)到了一個驚人的數(shù)量。特別是我 國在基礎(chǔ)設(shè)備不是很完善的情況下，國家對節(jié)能降耗很重視，交流電機由于制造方便，安全 性能高得到了廣泛的運用。在制冷行業(yè)，普通的單相交流制冷壓縮機電機占了主流。但是， 普通的單相交流制冷壓縮機電機的效率低，功率容量低，相同材料制作的三相交流電機的 功率容量是單相交流電機的三倍。且單相交流制冷壓縮機電機由于頻繁的啟動造成了電機 電流過大，噪音偏大，對電網(wǎng)沖擊較大和給人們的生活帶來了不便，對設(shè)備的壽命也有很大 的影響。在電機運行中主要的能耗集中在機械摩擦部分，制冷行業(yè)普通的單向交流制冷壓 縮電機的轉(zhuǎn)子都由軸承支撐。軸承類別有滾動或者滑動軸承，但是由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程都與 軸承物理接觸，再高精度的軸承也無法避免電機轉(zhuǎn)動過程產(chǎn)生摩擦、噪音和振動，給電力造 成了消耗，而且使用的軸承也要定期更換，存在壽命周期。另一方面，普通使用軸承的電機 都要用到潤滑油，而在電機高速工作過程中，潤滑油難免會釋放到環(huán)境中，這一現(xiàn)象限制了 該類型電機在高潔凈度空間內(nèi)使用的特殊需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由磁懸浮支架支撐轉(zhuǎn)子的、高速、高效而且節(jié)能的磁 懸浮制冷壓縮機電機。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件和轉(zhuǎn)子組件，還具有磁懸浮支架，該支 架包括圓環(huán)形的外殼，在外殼周向均勻分布感應(yīng)鐵芯，上述感應(yīng)鐵芯為圓柱形，其中心軸線 都經(jīng)過外殼的圓環(huán)中心，且感應(yīng)鐵芯上設(shè)有用來導(dǎo)通電流的繞組。上述感應(yīng)鐵芯的靠近外殼圓環(huán)中心側(cè)設(shè)有位置傳感器。上述感應(yīng)鐵芯的個數(shù)為4到12之間的偶數(shù)。上述定子組件具有定子鐵芯、纏繞在定子鐵芯上的線包和設(shè)在線包內(nèi)的熱感應(yīng)元 器件。上述定子組件兩端設(shè)有用來檢測轉(zhuǎn)子軸向位置的第二位置傳感器。上述轉(zhuǎn)子組件具有不銹鋼轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子中間部分的永磁體，上述永磁體由永磁體貼 片粘貼到轉(zhuǎn)軸中間段形成。本發(fā)明具有如下優(yōu)點首先，本發(fā)明電機的轉(zhuǎn)子由磁懸浮支架支撐，轉(zhuǎn)子與支架之間由于磁力作用相互 間并沒有物理接觸，所以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)沒有任何機械摩擦，從而降低了能耗，提高了電機的性能；其次，本發(fā)明轉(zhuǎn)子的中間段為永磁體，定子組件的兩端設(shè)有第二位置傳感器，利用磁路 總是沿著磁路面積最大的路徑通過的特性，轉(zhuǎn)子將保持在原始位置旋轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)生軸向竄動 時，第二位置傳感器能夠發(fā)出信號，調(diào)節(jié)輸入定子組件的電流，進(jìn)而使其磁場有足夠的拉力 使得轉(zhuǎn)子回歸原位；最后，本發(fā)明的定子組件內(nèi)含熱感應(yīng)元器件，用來監(jiān)測電機的工作溫 度，防止電機過熱損毀。


圖1本發(fā)明磁懸浮制冷壓縮機電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中磁懸浮支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式見圖1，本發(fā)明磁懸浮制冷壓縮機電機具有定子組件2、轉(zhuǎn)子組件3和磁懸浮支架 1，定子組件上設(shè)有外接輸入引線組件4。上述定子組件2包括定子鐵芯21和纏繞在定子 鐵芯上的線包22，通過對線包輸入電流，能夠使定子鐵芯產(chǎn)生磁場，從而促使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。上 述線包22內(nèi)還設(shè)有熱感應(yīng)元器件，該熱感應(yīng)元器件監(jiān)測電機的運行溫度，起到過熱保護(hù)作 用，一旦監(jiān)測到電機的運行溫度過高，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度值，熱感應(yīng)元器件將反饋信號給 控制電路，切斷輸入定子組件的電流，使電機的轉(zhuǎn)子停止旋轉(zhuǎn)。上述轉(zhuǎn)子組件3包括不銹鋼轉(zhuǎn)軸31，不銹鋼轉(zhuǎn)軸中間段具有凸起的階梯，階梯上 貼有永磁體貼片，形成轉(zhuǎn)子的永磁體32。永磁體32位于轉(zhuǎn)子的中間部分，同時也位于定子 組件2的中間包圍中。當(dāng)定子組件的線包22輸入電流，在磁場作用下轉(zhuǎn)子的永磁體32將 在磁力作用下旋轉(zhuǎn)，并且由于磁路總是沿著磁路面積最大的路徑通過的特性，永磁體總是 傾向于保持在定子組件的中心位置，當(dāng)永磁體32即轉(zhuǎn)子偏離該中心位置時，轉(zhuǎn)子與定子組 件之間的磁場作用將產(chǎn)生把轉(zhuǎn)子拉回原始位置的磁力。見圖2，上述磁懸浮支架1具有圓環(huán)形的外殼11，在圓環(huán)形的外殼周向均勻分布有 感應(yīng)鐵芯12，該感應(yīng)鐵芯為圓柱形，其中心軸線經(jīng)過外殼的圓環(huán)中心，呈放射狀排列，每個 感應(yīng)鐵芯上設(shè)有用來導(dǎo)通電流的繞組13，而且在每個感應(yīng)鐵芯的靠近外殼圓環(huán)中心端設(shè)有 位置傳感器14。當(dāng)磁懸浮支架通入電流后，感應(yīng)鐵芯在電流作用下產(chǎn)生磁力，并且每個感應(yīng) 鐵芯的靠近外殼圓環(huán)中心端的極性相同，能夠?qū)D(zhuǎn)子的支撐端產(chǎn)生磁力作用，因此轉(zhuǎn)子能 夠懸浮于空中而不與磁懸浮支架發(fā)生物理接觸。位置傳感器14能夠檢測到感應(yīng)鐵芯與相 對側(cè)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸表面之間的距離信息，并將該信號反饋給控制電路，控制電路比較各個感 應(yīng)鐵芯上位置傳感器的反饋信息，進(jìn)行比較，如果發(fā)生某個感應(yīng)鐵芯與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸距離較近 時，將調(diào)整該感應(yīng)鐵芯上繞組的通入電流大小，改變該感應(yīng)鐵芯對轉(zhuǎn)軸的磁力大小，進(jìn)而調(diào) 整轉(zhuǎn)軸在磁懸浮支架中的相對位置，盡量保持轉(zhuǎn)軸處于中心位置，不致發(fā)生與磁懸浮支架 碰擦的現(xiàn)象。在本實施例中磁懸浮支架具有12個感應(yīng)鐵芯，能夠?qū)D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生足夠的磁 浮力，并且由于存在12個相應(yīng)的位置傳感器，對于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的位置調(diào)整也達(dá)到很高的精確 度。為了控制本發(fā)明電機轉(zhuǎn)子的軸向竄動，在電機的定子組件兩端設(shè)有第二位置傳感 器，該傳感器監(jiān)測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的軸向位移，一旦軸向位移超過設(shè)定值，控制電路將調(diào)整定子組 件的輸入電流，增強磁場對轉(zhuǎn)子的作用，在磁路總是沿著磁路面積最大的路徑通過特性作用下，轉(zhuǎn)子回復(fù)原位。本發(fā)明電機的電源控制電路采用BLDC專用的驅(qū)動芯片，其輸出脈沖階躍由芯片 內(nèi)置鎖相環(huán)電路控制使得輸出電平穩(wěn)定、精確，而且具有判斷轉(zhuǎn)子電氣位置的能力，免去了 常規(guī)同類BLDC產(chǎn)品需要霍爾器件來定位轉(zhuǎn)子電角度問題，從而使得產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上更加小 巧。為了滿足低壓啟動(3V)的特殊要求，對定子的匝數(shù)，轉(zhuǎn)子的表磁強度，磁能積參數(shù)做了 大量的仿真，最終將表磁強度定格在1500GS左右，匝數(shù)和相電阻的參數(shù)也得到了優(yōu)化。最 后使得啟動時，電壓負(fù)反饋的值在一個很好的閥值，滿足了控制芯片對反饋信號的要求，提 高了性能指標(biāo)，而且整個電機疊高只有5mm，從而實現(xiàn)了一體化的設(shè)計要求。本發(fā)明磁懸浮制冷壓縮機電機具有高轉(zhuǎn)速和低噪音，其理論速度可高達(dá)50000轉(zhuǎn) /分鐘以上，轉(zhuǎn)速可以在1000-50000之間調(diào)整；由于轉(zhuǎn)子組件懸浮，使得整個電機的機械損 耗幾乎為零，各種造成噪音的因素大部分被杜絕，使得整個電機的噪音控制也十分理想。
權(quán)利要求
一種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件(2)和轉(zhuǎn)子組件(3)，其特征在于還具有磁懸浮支架(1)，該支架包括圓環(huán)形的外殼(11)，在外殼周向均勻分布感應(yīng)鐵芯(12)，上述感應(yīng)鐵芯為圓柱形，其中心軸線都經(jīng)過外殼的圓環(huán)中心，且感應(yīng)鐵芯上設(shè)有用來導(dǎo)通電流的繞組(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述感應(yīng)鐵芯(12)的 靠近外殼圓環(huán)中心側(cè)設(shè)有位置傳感器(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述感應(yīng)鐵芯的個數(shù) 為4到12之間的偶數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述定子組件(2)具 有定子鐵芯(21)、纏繞在定子鐵芯上的線包(22)和設(shè)在線包內(nèi)的熱感應(yīng)元器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述定子組件兩端設(shè) 有用來檢測轉(zhuǎn)子軸向位置的第二位置傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述轉(zhuǎn)子組件(3)具 有不銹鋼轉(zhuǎn)軸(31)和轉(zhuǎn)子中間部分的永磁體(32)，上述永磁體(32)由永磁體貼片粘貼到 轉(zhuǎn)軸中間段形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制冷壓縮機電機，特別涉及用于商業(yè)制冷設(shè)備或者家庭使用制冷設(shè)備中的壓縮機電機。目的在于提供一種由磁懸浮支架支撐轉(zhuǎn)子的、高速、高效而且節(jié)能的磁懸浮制冷壓縮機電機。一種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件和轉(zhuǎn)子組件，還具有磁懸浮支架，該支架包括圓環(huán)形的外殼，在外殼周向均勻分布感應(yīng)鐵芯，上述感應(yīng)鐵芯為圓柱形，其中心軸線都經(jīng)過外殼的圓環(huán)中心，且感應(yīng)鐵芯上設(shè)有用來導(dǎo)通電流的繞組。
文檔編號H02N15/00GK101958672SQ200910304399
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者張俊, 韓正國 申請人:江蘇洛克電氣有限公司