[发明专利]铝缠绕直接起动无刷永磁电动机

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电动机组件。更具体地说，本发明涉及直接起动无刷永磁电动机组件，其包括安装有多个永磁体的转子组件和具有铝缠绕线圈的定子组件。

背景技术

那些本领域普通技术人员可以认识到众所周知电动机通常很有效并且一般被用在各种工业应用中。例如，电动机可以被合并到压缩机中，例如可以被用在空调系统中，以驱动压缩机构。那些本领域普通技术人员也可以认识到直接起动无刷永磁电动机技术已经被有效地使用以提高电动机效率和/或压缩机性能。

通常，将永磁体增加到用于直接起动无刷永磁电动机的转子已经导致了更高的效率，因为永磁体降低了转子损失，该损失在全速下减小到几乎为零(由于转子与定子的磁场之间的同步)。然而，与用在这样的转子中以达到同步的强有力的永磁体相关的相对高的材料成本是有不利的，并且可能使该项技术对许多潜在用户来说是不可触及的。从而，直接起动无刷永磁电动机历来是伴随着显著增加的成本以借此达到所提供的性能的改进。

因此，高效率和高成本之间的对应关系使得传统的直接起动无刷永磁电动机成为优质类别的电动机，预期被设计为具有最高性能。本领域普通技术人员可以容易地认识到，相对于其他典型的感应电动机，转子所需的永磁体增加了显著的材料成本。因此，现有技术的直接起动无刷永磁电动机的常规设计一贯认为转子的高成本、高等级的永磁体与定子的高成本、高等级的铜绕组是成对出现的。

发明内容

本发明提供一种直接起动无刷永磁电动机组件，其包括具有多个永磁体的转子组件和具有铝绕组的定子组件的非传统组合。这种结构特征的独特组合导致与现有技术的直接起动无刷永磁电动机相比以相当低的增量成本获得明显的电动机性能增强。

更具体地说，意外地发现了一种具有铝(对于高性能电动机的绕组这是不常用的材料)形成的绕组的新型直接起动无刷永磁电动机，相较于具有传统铜绕组的现有技术的直接起动无刷永磁电动机仅显示出微小的性能差异。同时，用在新型直接起动无刷永磁电动机中的铝材料降低了永磁体的相当一部分材料成本。在一个实施例中，一种具有铝形成的绕组的新型直接起动无刷永磁电动机显示出大约94％的电动机效率，而现有技术的具有铜形成的绕组的直接起动无刷永磁电动机仅显示出大约95％的略高的电动机效率。

根据本发明的一个方面，提供一种直接起动无刷永磁电动机组件。该电动机组件包括可以绕轴旋转的转子组件。所述转子组件包括转子铁心体和多个安装在转子铁心体上的永磁体。所述永磁体整体上沿转子铁心体轴向地延伸。该电动机组件进一步包括在径向上与转子组件分隔开的定子组件。所述定子组件包括定子铁心体，该定子铁心体呈现有多个在圆周方向间隔开的轴向槽并限定用于接收转子组件的中心镗孔。所述定子组件进一步包括容纳在定子铁心体的多个轴向槽中并且整体上跨过定子铁心体的多个轴向槽分布的导电绕组线圈，其中所述绕组线圈包含铝。

根据本发明的另一个方面，在一种直接起动无刷永磁电动机组件中包括可以绕轴旋转的转子以及在径向上与转子分隔开的定子，其中该定子呈现有多个在圆周向间隔开的轴向槽，这些轴向槽用于容纳绕组线圈，并且该定子限定了用于接收转子的中心镗孔，其改进之处包括将布置在转子中的多个永磁体与包含铝的定子的绕组线圈相结合。所述永磁体整体上沿转子轴向地延伸，从而被布置为整体上与所述轴平行。所述铝绕组线圈被容纳在定子铁心体的多个轴向槽中并且总体上跨过定子铁心体的多个轴向槽分布。

本发明的另一个方面涉及一种以较低增量的成本产生增加的电动机效率的方法。该方法包括在转子中提供多个永磁体的步骤，该永磁体整体上沿转子轴向地延伸。该方法也包括用铝形成绕组线圈的步骤，绕组线圈用于容纳在定子的多个在圆周向间隔开的轴向槽中，以及布置转子在定子的中心镗孔中以形成铝缠绕直接起动无刷永磁电动机，其中该电动机具有至少约90％的效率。

发明内容部分用来以简要形式介绍选择出来的一些概念，这些概念将在下面通过详细描述的优选实施例而进一步具体描述。发明内容部分既不是用来确定所要求保护主题的关键特征或实质特征，也不用于限制所要求保护主题的范围。

从下面对优选实施例和附图的详细描述中本发明的各种其他方面和优点将显而易见。

附图说明

下面将参考附图详细地描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的原理构造的直接起动无刷永磁电动机组件的等距视图，其示出了转子组件和定子组件，示意性地描述了定子组件的铝绕组线圈；