專利名稱：磁懸浮制冷壓縮機電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制冷壓縮機電機，特別涉及用于商業制冷設備或者家庭使用
制冷設備中的壓縮機電機。
背景技術：
目前，隨著用電設備的廣泛使用，對電能的消耗達到了一個驚人的數量。特別是我 國在基礎設備不是很完善的情況下，國家對節能降耗很重視，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，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，對電網沖擊較大和給人們的生活帶來了不便，對設備的壽命也有很大 的影響。 在電機運行中主要的能耗集中在機械摩擦部分，制冷行業普通的單向交流制冷壓 縮電機的轉子都由軸承支撐。軸承類別有滾動或者滑動軸承，但是由于轉子旋轉過程都與 軸承物理接觸，再高精度的軸承也無法避免電機轉動過程產生摩擦、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境中，這一現象限制了 該類型電機在高潔凈度空間內使用的特殊需求。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種由磁懸浮支架支撐轉子的、高速、高效而且節能
的磁懸浮制冷壓縮機電機。 本實用新型技術方案如下 —種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件和轉子組件，還具有磁懸浮支架，該支
架包括圓環形的外殼，在外殼周向均勻分布感應鐵芯，上述感應鐵芯為圓柱形，其中心軸線
都經過外殼的圓環中心，且感應鐵芯上設有用來導通電流的繞組。 上述感應鐵芯的靠近外殼圓環中心側設有位置傳感器。 上述感應鐵芯的個數為4到12之間的偶數。 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在線包內的熱感應元 器件。 上述定子組件兩端設有用來檢測轉子軸向位置的第二位置傳感器。 上述轉子組件具有不銹鋼轉軸和轉子中間部分的永磁體，上述永磁體由永磁體貼
片粘貼到轉軸中間段形成。 本實用新型具有如下優點 首先，本實用新型電機的轉子由磁懸浮支架支撐，轉子與支架之間由于磁力作用 相互間并沒有物理接觸，所以轉子的旋轉沒有任何機械摩擦，從而降低了能耗，提高了電機的性能；其次，本實用新型轉子的中間段為永磁體，定子組件的兩端設有第二位置傳感器， 利用磁路總是沿著磁路面積最大的路徑通過的特性，轉子將保持在原始位置旋轉，當發生 軸向竄動時，第二位置傳感器能夠發出信號，調節輸入定子組件的電流，進而使其磁場有足 夠的拉力使得轉子回歸原位；最后，本實用新型的定子組件內含熱感應元器件，用來監測電 機的工作溫度，防止電機過熱損毀。
圖1本實用新型磁懸浮制冷壓縮機電機結構示意圖。 圖2為圖1中磁懸浮支架的結構示意圖。
具體實施方式見圖l，本實用新型磁懸浮制冷壓縮機電機具有定子組件2、轉子組件3和磁懸浮 支架1 ，定子組件上設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，能夠使定子鐵芯產生磁場，從而促使轉子旋轉。 上述線包22內還設有熱感應元器件，該熱感應元器件監測電機的運行溫度，起到過熱保護 作用， 一旦監測到電機的運行溫度過高，達到預先設定的溫度值，熱感應元器件將反饋信號 給控制電路，切斷輸入定子組件的電流，使電機的轉子停止旋轉。 上述轉子組件3包括不銹鋼轉軸31，不銹鋼轉軸中間段具有凸起的階梯，階梯上 貼有永磁體貼片，形成轉子的永磁體32。永磁體32位于轉子的中間部分，同時也位于定子 組件2的中間包圍中。當定子組件的線包22輸入電流，在磁場作用下轉子的永磁體32將 在磁力作用下旋轉，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，當永磁體32即轉子偏離該中心位置時，轉子與定子組 件之間的磁場作用將產生把轉子拉回原始位置的磁力。 見圖2，上述磁懸浮支架1具有圓環形的外殼11，在圓環形的外殼周向均勻分布有 感應鐵芯12，該感應鐵芯為圓柱形，其中心軸線經過外殼的圓環中心，呈放射狀排列，每個 感應鐵芯上設有用來導通電流的繞組13，而且在每個感應鐵芯的靠近外殼圓環中心端設有 位置傳感器14。當磁懸浮支架通入電流后，感應鐵芯在電流作用下產生磁力，并且每個感應 鐵芯的靠近外殼圓環中心端的極性相同，能夠對轉子的支撐端產生磁力作用，因此轉子能 夠懸浮于空中而不與磁懸浮支架發生物理接觸。位置傳感器14能夠檢測到感應鐵芯與相 對側的轉子轉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 應鐵芯上位置傳感器的反饋信息，進行比較，如果發生某個感應鐵芯與轉子轉軸距離較近 時，將調整該感應鐵芯上繞組的通入電流大小，改變該感應鐵芯對轉軸的磁力大小，進而調 整轉軸在磁懸浮支架中的相對位置，盡量保持轉軸處于中心位置，不致發生與磁懸浮支架 碰擦的現象。在本實施例中磁懸浮支架具有12個感應鐵芯，能夠對轉子轉軸產生足夠的磁 浮力，并且由于存在12個相應的位置傳感器，對于轉子轉軸的位置調整也達到很高的精確 度。 為了控制本實用新型電機轉子的軸向竄動，在電機的定子組件兩端設有第二位置 傳感器，該傳感器監測轉子轉軸的軸向位移， 一旦軸向位移超過設定值，控制電路將調整定 子組件的輸入電流，增強磁場對轉子的作用，在磁路總是沿著磁路面積最大的路徑通過特性作用下，轉子回復原位。 本實用新型電機的電源控制電路采用BLDC專用的驅動芯片，其輸出脈沖階躍由
芯片內置鎖相環電路控制使得輸出電平穩定、精確，而且具有判斷轉子電氣位置的能力，免
去了常規同類BLDC產品需要霍爾器件來定位轉子電角度問題，從而使得產品在結構上更
加小巧。為了滿足低壓啟動(3V)的特殊要求，對定子的匝數，轉子的表磁強度，磁能積參
數做了大量的仿真，最終將表磁強度定格在1500Gs左右，匝數和相電阻的參數也得到了優
化。最后使得啟動時，電壓負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，而且整個電機疊高只有5mm，從而實現了一體化的設計要求。 本實用新型磁懸浮制冷壓縮機電機具有高轉速和低噪音，其理論速度可高達
50000轉/分鐘以上，轉速可以在1000-50000之間調整；由于轉子組件懸浮，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。
權利要求一種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件(2)和轉子組件(3)，其特征在于還具有磁懸浮支架(1)，該支架包括圓環形的外殼(11)，在外殼周向均勻分布感應鐵芯(12)，上述感應鐵芯為圓柱形，其中心軸線都經過外殼的圓環中心，且感應鐵芯上設有用來導通電流的繞組(13)。
2. 根據權利要求l所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述感應鐵芯(12)的 靠近外殼圓環中心側設有位置傳感器(14)。
3. 根據權利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述感應鐵芯的個數為4到12之間的偶數。
4. 根據權利要求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)和設在線包內的熱感應元器件。
5. 根據權利要求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 有用來檢測轉子軸向位置的第二位置傳感器。
6. 根據權利要求1所述的磁懸浮制冷壓縮機電機，其特征在于上述轉子組件(3)具有不銹鋼轉軸(31)和轉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 轉軸中間段形成。
專利摘要本實用新型涉及一種制冷壓縮機電機，特別涉及用于商業制冷設備或者家庭使用制冷設備中的壓縮機電機。目的在于提供一種由磁懸浮支架支撐轉子的、高速、高效而且節能的磁懸浮制冷壓縮機電機。一種磁懸浮制冷壓縮機電機，具有定子組件和轉子組件，還具有磁懸浮支架，該支架包括圓環形的外殼，在外殼周向均勻分布感應鐵芯，上述感應鐵芯為圓柱形，其中心軸線都經過外殼的圓環中心，且感應鐵芯上設有用來導通電流的繞組。
文檔編號H02N15/00GK201479062SQ20092030626
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者張俊, 韓振國 申請人:江蘇洛克電氣有限公司