專利名稱：直接起動永磁電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及直接起動永磁電機，它起動時異步運行而在起動之后 則同步運行。
背景技術：
特別是在高的起動轉矩和高的運行效率是很重要的機器中，例如 在冷卻裝置的壓縮機中，使用混合型電機，它在起動時有異步電機特 性而在連續(xù)運行中有同步電機特性?；旌闲碗姍C通常稱為"直接起動 永磁電機"。在混合型電機的轉子中，除了用在轉子槽中有導電和容 易成形特性如鋁制的轉子條和用于在轉子的兩個表面上機械和電氣 連接這些轉子條終端的端圈構成的磁籠(鼠籠)結構外，還使用埋入 在轉子內部的永久磁鐵?；旌闲碗姍C通過在轉子中的磁籠異步起動和
通過放置在轉子內的永久磁鐵在起動后同步運行。制造這類轉子造成 的問題是，將鋁材料注入到轉子槽中時達到很高的溫度而埋入到轉子 內的磁鐵由于高溫會喪失它們的磁性。為了解決這個問題，可在鋁注 入過程之后再將磁鐵放置到轉子中，但是遇到了另一個問題，放置的 磁鐵以后會產生移動。為了在注入過程之后放置磁鐵，要按照磁鐵布
置的結構特別改變端圈的形狀而端圈形狀的變化造成磁通的不規(guī)則 和轉子平衡的破壞。
在歐洲專利申請EP 1519471號中，描述了一種永磁同步電機，它 包括定子、轉子和永久磁鐵。轉子包括轉子鐵芯、裝在轉子鐵芯相應 槽中的許多導電條和由許多定位在轉子鐵芯軸向相反兩端的短路環(huán) 構成的起動器鼠籠導體。還有，轉子包括靠近轉子外周邊在導電條內 側上的磁鐵保持槽和將永久磁鐵插入到這些磁鐵保持槽中。將不可磁 化材料制成的端板定位在轉子的一面或兩面之間以便防止在運行時 磁鐵的錯位。根據磁鐵布置的結構確定短路環(huán)的形狀和在某些位置使 橫截面做得比較薄造成電阻增加和產生平衡問題。還有，在這類轉子 的制造中必須在轉子鐵芯中打開一個分離的路徑以便注入鋁其作用 如鉚釘用于固定端板。
在美國專利申請US 2004256939號中，描述了直接起動永;茲電機
3的轉子和它的制造方法。在插入磁鐵一側不使用支持板用于防止運行 時埋入轉子鐵芯的磁鐵的移動，而是相反構成端圏以便覆蓋磁鐵槽， 和端圏上裝設磁鐵通道其尺寸用于通過永久磁鐵。在轉子鐵芯上完成 各圏和導電條的注入過程之后，使磁鐵通過磁鐵通道被埋入到轉子鐵 芯中，接著在磁鐵通道上安裝固定部件用于防止磁鐵分離。但磁鐵通 道使端圈的制造更加困難，給磁通造成障礙和增加電阻。
在曰本專利文獻JP6098510號和JP8009604號中，端圏和導電條 是與轉子鐵芯分別制造和隨后安裝到轉子鐵芯上的。對端圏和導電條
加壓以便連接在 一起。在斜交角是零度的轉子中可以使用這種方法，
即對轉子槽和導電條垂直于端圈平面時可以使用它。
在曰本專利文獻JP6153469號中，斜交角不等于零以便增加運行 效率。換句話說，轉子槽相對在轉子鐵芯中心的軸孔的軸線是傾斜的。 在這種器械中，導電條和端圈是與轉子鐵芯分別制造的，和將導電條 一根接一根安裝到轉子鐵芯上之后，用摩擦焊接將突出在轉子鐵芯外 的導電條的終端部分連接到端圏上。當在轉子上加上不為零的斜交角 時，轉子槽按照斜交角傾斜并變成與轉子鐵芯圓柱體構形相匹配的螺
形的轉子槽內因而增加了轉子的阻抗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是實現起動和運行效率都提高的直接起動永磁電 機，它包括有簡化制造工藝的低成本轉子。
在附屬的權利要求書中解釋了為了達到本發(fā)明目的實現的電機。 在本發(fā)明的電機中，提供高起動轉矩的轉子鐵芯中的導電條是將 鋁注入到轉子槽中生成的和通過將導電條突出在轉子鐵芯注入第1和 /或第2表面外的部分定形在注入模型中形成固定端。在注入過程之后 將磁鐵布置在配置于轉子鐵芯中的磁鐵插入孔內從而使磁鐵不受高 溫的影響。
連接在轉子鐵芯兩端構成鼠籠結構的導電條的至少一個端圏是 分別制造的并在布置磁鐵的過程之后安裝到轉子鐵芯。后來安裝的 (組合式)端圏有一種內徑尺寸，通過覆蓋在磁鐵插入孔上面防止磁 鐵的移動。組合式端圈包括固定端外套，將固定端插入該外套中。
通過壓配合將導電條伸出到鐵芯之外的固定端安裝到端圈內固定端外套中和將后來安裝的端圈固定在鐵芯上無需附加的支持元件。 在裝配時通過壓配合將固定端壓實在固定端外套內從而提高導電性。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在端圈上的固定端和固定端外套之 間涂抹導電的粘合劑，因而除了將導電條固定在端圏之外還提高了導電性。
在本發(fā)明的另 一個實施例中，固定端和相對朝向它的對應的固定 端外套有在裝配方向上橫截面變窄的步進構形。在固定端終端部分形
成的伸出形式的臺階裝配到固定端外套中以凹槽或孔形式構成的梯 級中從而加強配合。
在本發(fā)明另一個實施例中，固定端突出到固定端外套之外并將固 定端突出部分壓實，提供鉚接作用。
在本發(fā)明另 一 個實施例中， 一 個端圈通過注入到轉子鐵芯中與導 電條一起制造，分別制造另一個端圈并在注入鋁和固定磁鐵之后將它 安裝到鐵芯上。
特別是有斜交角不是零的轉子槽，通過鋁注入工藝和與導電條分 別制造至少一個端圈，可以用導電條無間隙地充填滿，從而比導電條 在別的地方制造和安裝到轉子鐵芯上的器械有優(yōu)點。通過在無注入過 程情況下制造至少一個組合式端圏，就可在鋁注入過程的高溫之后將 磁鐵插入到磁鐵插入孔內和用組合式端圈可以覆蓋磁鐵插入孔防止 磁鐵移動。
在起動轉矩和運行效率很重要的器械中如冷卻裝置的壓縮機，使 用本發(fā)明的電機。


在附圖中說明為了達到本發(fā)明的目的實現的電機，附圖有
圖1是電機的示意圖。
圖2是轉子鐵芯的透視圖。
圖3是現有技術轉子鐵芯和由端圏和導電條構成的鼠籠結構的透視圖。
圖4是導電條注入到轉子槽中的轉子、磁鐵和組合式端圏的透視圖。
圖5是端圏是與導電條一起注入到轉子一個表面和另一個端圏是 組合式的轉子的透視圖。圖6是用組合式端圏固定在轉子一個表面上的轉子的示意圖。
在各圖中說明的各元件用數字標記如下
1. 電機
2. 定子
3. 轉子
4. 鐵芯
5. 磁鐵
6. 石茲4失插入孔
7. 轉子槽
8. 導電條
9. 導電條
10. 110.端圈
11. 第2表面
12. 固定端
13. 固定端外套
具體實施例方式
直接起動永磁電機(1 )包括定子(2 )和轉子(3 )。 轉子(3)包括圓柱形構形在其中心有軸孔(D)的鐵芯(4), 它是由磁銅疊層片(L)互相堆垛在上面而構成，通過在軸向埋入到 鐵芯(4)中設置的一塊或多塊磁鐵(5)，提供同步運行，圍繞軸孔 (D)設置要埋入磁鐵(5)的磁鐵插入孔(6)，在靠近鐵芯(4)外 周邊的區(qū)域內多于1個的轉子槽(7)，在軸向以斜交角等于零或不 為零的方式伸展，即沿著與鐵芯(4)軸孔(D)軸線相同的方向或沿 相對軸孔(D)傾斜的方向伸展，通過在注模(K)中將鋁注入到轉 子槽(7)中生成的多于1根的導電條(8)，位于鐵芯(4)鋁注入 側的第1表面(9)，提供導電條(8)在第1表面(9)的終端互相 連接的第1端圈(10),位于注入的鋁伸出鐵芯(4) 一側的第2表 面(11 )和提供在第2表面(11 )上使導電條(8)終端連接的第2 端圈(110)。
在鐵芯(3)制造時，通過轉子疊層片(L)互相堆垛在上面構成 鐵芯(4),它有軸孔(D)、裝設在其上面的轉子槽(7)和磁鐵插 入孔(6),通過將鐵芯(4)放入到鋁注入模型(K)中從第1表面(9)注入鋁。當將鋁從第1表面(9)注入到鐵芯(4)中時用各種 方法防止鋁穿透到石茲鐵插入孔(6)和軸孔(D)中。在鋁注入過程之 后將磁鐵(5)布置到磁鐵插入孔(6)中從而防止磁鐵(5)受到高
溫的影響。
本發(fā)明的轉子(3)包括通過使注入到轉子槽(7)中突出到第1 和/或第2表面(9， 11)之外的導電條終端的定形在注入模型(K) 中生成多于1個的固定端(12)，和端圈(10, 110)有至少一個是 分別制造的(組合式)并在注入導電條(8)的過程和固定磁鐵(5) 之后安裝到第1和/或第2表面(9, 11)上，圏的尺寸使得部分或全 部覆蓋磁鐵插入孔(6)和有多于1個的其中裝入固定端(12)的固 定端外套(13)(圖4)。
在轉子(3)制造時，通過轉子疊層片(L)互相堆垛在其上生成 鐵芯(4),它裝設有軸孔(D)、轉子槽(7)和磁鐵插入孔(6)。 將鋁從第1表面(9)注入到轉子槽(7)中形成導電條(8)，同時 防止鋁穿透到磁鐵插入孔(6)中。通過使從第l和/或第2表面(9， 11 )突出的導電條(8)的部分定形用注入模型(K)形成固定端(12)。 將磁鐵(5)插入到磁鐵插入孔(6)之后，通過將固定端(12)裝配 到固定端外套(13)中將在其他地方組合式制造的第1和/或第2端圏 (10, 110)安裝到第1和/或第2表面(9， 11)上。組合式制造的端 圏(10, 110)的尺寸要部分或全部覆蓋磁鐵插入孔(6)以便防止磁 鐵(5)移動。
在本發(fā)明的實施例中，通過壓配合將固定端(12)裝配到固定端 外套(13)之中和將端圈(10, 110)固定在鐵芯(4)上無需附加的 支持元件。通過將固定端(12)在固定端外套(13)內壓變形提高導電性。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在端圈(10, 110)上在固定端(12) 和固定端外套(13)之間涂抹導電的粘合劑從而提高導電性以及把導 電條(8)固定在端圈(10， 110)上。
在本發(fā)明另一個實施例中，至少一個固定端(12)和對應的固定 端外套(13 )有在裝配方向橫截面變窄的步進構形。在固定端(12) 終端部分形成的伸出形式的臺階裝配到固定端外套(13)持續(xù)延伸中 以凹槽或孔形式構成的梯級中從而加強配合。
7在本發(fā)明另一個實施例中，固定端(12)突出到固定端外套(13) 之外并將固定端的突出部分壓實，提供鉚接作用。
在本發(fā)明另一個實施例中，第1端圏(10)通過注入到第1表面
(9)上與導電條(8) —起制造，和第2端圈(110)是分別制造(組 合式)，在鋁的注入過程和將磁鐵(5)固定到^茲鐵插入孔(6)之后
(圖5、 6),通過其上面的固定端外套(13 )裝配到在第2表面(11 ) 上的固定端(12)中。
特別是有斜交角不為零的螺旋構形轉子槽(7)通過鋁注入工藝 和與至少一個端圈(IO、 110)分別制造的導電條(8)，可以用導電 條(8)無任何間隙地充滿，從而比導電條(8)在別的地方制造并安 裝到鐵芯(4)上的器械有優(yōu)點。通過制造至少一個組合式端圏(10, 110)可在注入鋁的高溫制造過程之后將磁鐵(5)固定到磁鐵插入孔
(6)內，和用組合式端圈(10, 110)覆蓋該》茲鐵插入孔(6)從而 防止磁鐵移動。
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權利要求
1.電機(1)，包括轉子(3)，轉子有轉子疊層片(L)組成的鐵芯(4)，埋入到鐵芯(4)中的一個或多個磁鐵(5)，用于固定磁鐵(5)的一個或多個磁鐵插入孔(6)，多于一個的轉子槽(7)，通過在注模(K)中將鋁注入轉子槽(7)中生成的多于一條導電條(8)，位于鐵芯(4)鋁注入側的第1表面(9)，在第1表面(9)處提供導電條(8)終端互相連接的第1端圈(10)，位于注入的鋁伸出鐵芯(4)一側的第2表面(11)和在第2表面(11)上提供導電條(8)終端連接的第2端圈(110)，其特征在于通過成形注入到轉子槽(7)中的導電條(8)的終端而形成的多于一個固定端(12)，突出到第1和/或第2表面(9，11)和端圈(10，110)之外，其中至少一個在固定磁鐵(5)的過程之后被分別地制造和安裝到第1和/或第2表面(9，11)上，尺寸使得部分或全部覆蓋磁鐵插入孔(6)和有在其中裝配固定端(12)的多于一個固定端外套(13)。
2. 如權利要求1所述的電機(1 ),其特征在于通過壓配合將固 定端(12)裝配到固定端外套(13)中。
3. 如權利要求1所述的電機(1 ),其特征在于固定端外套(13) 和固定端(12)有導電的粘合劑施加在它們之間。
4. 如權利要求1或2所述的電機(1 ),其特征在于至少一個固 定端(12)有在裝配方向橫截面變窄的步進構形和對應的固定端外套(13 )也有步進構形。
5. 如權利要求2或4所述的電機(1 )，其特征在于固定端(12) 突出到固定端外套(13)之外和將它的突出部分壓變形以便提供鉚接 作用。
6. 如上述權利要求中任一項所述的電機(1),其特征在于通過 在第1表面(9)上注入使第1端圈(10)與導電條(8) —起制造， 而第2端圏(110)被分別地制造并在注入鋁和將磁鐵(5)固定在磁 鐵插入孔(6)內的過程之后在第2表面(11 )安裝到固定端(2)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及直接起動永磁電機(1)，它在起動時有異步特性而在連續(xù)運行時有同步特征，電機轉子(3)包括由磁鋼疊壓片(L)組成的鐵芯(4)，埋入到鐵芯(4)中多于一個的磁鐵(5)，通過將鋁注入到轉子槽(7)中生成的多于一根的導電條(8)和端圈(10，110)，而至少一個端圈(10，110)是分別制造的后來被安裝到鐵芯(4)上和防止磁鐵(5)的移動。
文檔編號H02K1/22GK101496258SQ200780028719
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權日2006年7月25日
發(fā)明者C·艾瓦佐格魯, F·比羅塞塞里克, G·阿巴斯西爾潘利, O·迪里 申請人:阿塞里克股份有限公司