專利名稱：壓縮機和驅(qū)動馬達組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機和驅(qū)動馬達組件。
已知不同類型的馬達用于驅(qū)動壓縮機。例如，已知用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機的定速驅(qū)動馬達，不管是浸沒式的還是無油式的，都已經(jīng)包含了聯(lián)接在空氣流速控制器的不同機構(gòu)上的感應(yīng)馬達，例如自動起動和停止以及更復(fù)雜的入口控制器，該入口控制器隨著系統(tǒng)壓力中的變化來限制流速。
還已知可變速驅(qū)動馬達用于壓縮機，例如旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機。這些馬達包括機械變速馬達、可變速感應(yīng)馬達(VFD)和可變速轉(zhuǎn)換磁阻馬達(SRD)。
雖然已經(jīng)在有限的空氣壓縮機應(yīng)用中試用具有機械速度變化的馬達，這些馬達具有這樣的缺點，即潛在的復(fù)雜性、不穩(wěn)定的可靠性和總體很差的效率。
更廣泛地使用由變頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動的可變速感應(yīng)馬達。其缺點是，因為由感應(yīng)馬達自身包括的電子儀器和施加的限制，所以降低了效率。雖然在大部分情況下提高了改進的絕緣性，但從可靠性和效率的觀點來看，感應(yīng)馬達仍然不過是一種折衷方案。
另外，即使對可變頻率感應(yīng)馬達作出改進以滿足變頻轉(zhuǎn)換驅(qū)動器的嚴格要求，這些可變頻率感應(yīng)馬達也是大的和實在重的單元。因為由感應(yīng)馬達的應(yīng)用所施加的物理約束，所以現(xiàn)今市場上使用VFD驅(qū)動系統(tǒng)的所有壓縮機產(chǎn)品是現(xiàn)有的壓縮機組裝技術(shù)的改進。在所有這些情況下，由于所包含的馬達的尺寸和質(zhì)量，驅(qū)動壓縮機的馬達通常不具有齒輪，而是具有適配殼體、聯(lián)接件等。而且，由于馬達繞組、轉(zhuǎn)子組件等的構(gòu)制方法和尺寸，需要常規(guī)的馬達結(jié)構(gòu)，該常規(guī)的馬達結(jié)構(gòu)包括有重的外殼、軸承、端蓋、聯(lián)接件、適配殼體和其它相對昂貴的部件。
還已知壓縮機包括轉(zhuǎn)換磁阻主驅(qū)動馬達和合適地改進的變頻轉(zhuǎn)換驅(qū)動器(SRD)，然而這些馬達也具有類似的缺點。
作為一單獨的情況，混合永磁馬達本身是已知的。在這些馬達中，驅(qū)動轉(zhuǎn)子的磁通量由兩個永久磁鐵和電磁線圈中流通的電流來產(chǎn)生。例如，美國專利US 4079278和US 4830412、英國專利申請GB-A-2291274和歐洲專利EP-A-0780954中描述了一些實例。
因此在其優(yōu)選實施例中，該組件中提供了“扁平”型馬達。并不需要而且也最好不提供與壓縮機相隔一段距離的支撐軸承。轉(zhuǎn)子到驅(qū)動軸的直接連接不需要附加的連接裝置，例如聯(lián)接件、軸承、齒輪和帶，它們會增加能量損失，提高復(fù)雜性和成本以及這些部件并不可靠的危險。該壓縮機包括軸承，在完全支撐轉(zhuǎn)子時，該軸承上的載荷是可承受的。在結(jié)構(gòu)和裝配的便易性方面，優(yōu)選實施例是小的和緊湊的以及簡單的，并且很少維護。
最好使該轉(zhuǎn)子成形為具有錐形的縱向中心孔，該縱向中心孔適于與該驅(qū)動軸的對應(yīng)的錐形部分相配裝。該驅(qū)動軸最好包括可釋放的保持裝置，該保持裝置將一次配裝在驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)子有效固定起來。
該定子組件最好連接在該壓縮機的殼體上。這種連接最好直接或者通過一適配法蘭連在該殼體上。
該壓縮機最好是一空氣壓縮機。該壓縮機最好是一旋轉(zhuǎn)螺旋壓縮機。
本發(fā)明在其第二方面提供了一種壓縮機和驅(qū)動馬達組件，該驅(qū)動馬達是一混合永磁馬達。
本發(fā)明在其優(yōu)選實施例中有利地提供了一種壓縮機組件，該壓縮機組件具有比先前已知的組件更小和更輕的馬達，先前已知的組件包括例如感應(yīng)驅(qū)動馬達或SRD型驅(qū)動馬達這樣的馬達。有利的是，該馬達是足夠小和輕的，以致不需要與該壓縮機相隔一段距離的支撐軸承來支撐該馬達。
該馬達最好直接安裝在該壓縮機上。該馬達的轉(zhuǎn)子最好直接安裝在該壓縮機的軸上(以便提供直接驅(qū)動)。該馬達的殼體直接連接在該壓縮機殼體或者支撐盤上，該支撐盤連接在該壓縮機殼體上。
該壓縮機最好是一空氣壓縮機。該壓縮機最好是一旋轉(zhuǎn)螺旋壓縮機。
該馬達可以是一定速馬達或者可以是一可變速馬達。
該旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機可以是浸沒型的或者可以是無油型的。
該優(yōu)選組件是小的、緊湊的、技術(shù)簡單的、有效的和可靠的。
旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機12旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機12(也被稱為空氣端)包括一殼體16，軸18(稱為空氣端輸入軸)從該殼體延伸出來，其用于由馬達14驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)。
馬達14由一插銷(未示出)定位，并且由穿過安裝塊22的螺栓20連接到該壓縮機12的適配法蘭24上，該壓縮機12的適配法蘭24連接在壓縮機12的殼體16上。該適配法蘭24包括一主軸密封件26，將該主軸密封件26成形為與圍繞著該軸18的圓柱部分30的軸封耐磨套筒28相配合。該適配法蘭24還包括同樣與該套筒28相配合的防塵軸密封件32。該壓縮機12包括位于其殼體16中的輸入軸軸承34。
該軸18具有截頭圓錐即逐漸變細的端部36，該端部具有成形為接納一保持螺栓38的螺紋端孔(未示出)。
馬達該馬達14是混合永磁(HPM)馬達41。它包括定子40，該定子40包括定子層疊件42和定子線圈44。轉(zhuǎn)子層疊件48安裝在開孔的轉(zhuǎn)子軸50上，該轉(zhuǎn)子軸的孔52是錐形的形狀以配合該壓縮機12的軸18的端部36。該轉(zhuǎn)子軸50通過保持螺栓38固定在該壓縮機12的軸18上。
該馬達14具有連接在轉(zhuǎn)子46上的馬達冷卻風扇54。馬達14具有包括一風扇罩58的外殼56。該風扇罩58具有空氣進入孔60。
如圖4中所示，該馬達14包括至少一個轉(zhuǎn)子定位傳感器62，或者如圖3中所示，有選擇地包括一編碼器64(即軸定位裝置)。
在轉(zhuǎn)子46和定子40之間有一空氣間隙66。冷卻空氣出口68來自該馬達外殼56，該馬達外殼位于距入口60一段距離的位置。
馬達到壓縮機的驅(qū)動連接如圖4中所能見到的那樣，使用簡單的錐形的配裝將轉(zhuǎn)子46直接安裝在該空氣壓縮機12的軸18上。由于該混合永磁馬達的尺寸和重量很小，所以這是可行的。
該轉(zhuǎn)子46使用一單個保持螺栓38來固定，同時壓縮機流體和或壓縮空氣通過一常規(guī)的帶唇密封布置(主密封件26)保持在該壓縮機自身的內(nèi)部，該常規(guī)的帶唇密封布置的后面是一單唇防塵密封件32。
然后將定子安裝在由一插銷件定位的轉(zhuǎn)子上方，并且使用安裝塊22和螺栓20來保持。提供一簡單的風扇罩58以影響該馬達的冷卻，然而在其它的實施例中，這個根據(jù)國際電氣委員會IEC 34-5保護標準No.IP 23的罩的開口防滴漏設(shè)計由根據(jù)國際電氣委員會IEC 34-5保護標準IP 54保護的完全封閉的罩來代替。
以下可以列出將馬達的轉(zhuǎn)子安裝到壓縮機的驅(qū)動軸上的優(yōu)選的直接即懸臂式布置的一些優(yōu)點減少裝配時間降低成本減少資源減小尺寸降低重量降低傳輸動力損失改進操縱性不需齒輪不需潤滑(馬達)不需軸承馬達中不需密封件不需對中程序不需或者大大減少維護顯著提高可靠性顯著降低產(chǎn)品變型由一種設(shè)計來適應(yīng)電壓和頻率的改變在本發(fā)明的一些其它的實施例中，該壓縮機是其氣體不同于空氣的氣體壓縮機，或者是冰箱壓縮機。在一些其它的實施例中，該壓縮機是往復(fù)式的即活塞型，或旋轉(zhuǎn)型，或任何其它具有內(nèi)旋轉(zhuǎn)元件的類型。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機和驅(qū)動馬達組件，其中該馬達包括一轉(zhuǎn)子和一定子組件，并且該壓縮機包括一支撐著一驅(qū)動軸的主體，該轉(zhuǎn)子直接安裝在該驅(qū)動軸上，其中該驅(qū)動軸用作一支撐該轉(zhuǎn)子的懸臂。
2.如權(quán)利要求1所述的組件不具有在與該壓縮機的主體相隔一段距離處用以支撐該轉(zhuǎn)子的軸承。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，該馬達是混合永磁馬達。
4.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，使該轉(zhuǎn)子成形為具有一縱向中心孔，該縱向中心孔適于與該驅(qū)動軸的對應(yīng)的錐形部分相配裝。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，該壓縮機具有一殼體，并且該定子組件連接在壓縮機的該殼體上。
6.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，該定子組件直接連接在該殼體上。
7.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，該定子組件通過一適配法蘭連接在殼體上。
8.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，該壓縮機是一空氣壓縮機。
9.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，該壓縮機是一旋轉(zhuǎn)螺旋壓縮機。
10.一種旋轉(zhuǎn)螺旋空氣壓縮機和驅(qū)動馬達組件，該驅(qū)動馬達是一混合永磁馬達。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該壓縮機是一空氣壓縮機。
12.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該壓縮機是一旋轉(zhuǎn)螺旋壓縮機。
13.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該馬達是一定速馬達。
14.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該馬達是一可變速馬達。
15.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該壓縮機是浸沒類型的。
16.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該壓縮機是無油類型的。
17.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，該馬達包括一轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子直接安裝在該壓縮機的一驅(qū)動軸上。
全文摘要
在一種壓縮機和驅(qū)動馬達組件中,該驅(qū)動馬達是一混合永磁馬達和/或具有一轉(zhuǎn)子,該轉(zhuǎn)子直接安裝在該壓縮機的驅(qū)動軸上,該驅(qū)動軸用作一支撐著該轉(zhuǎn)子的懸臂。
文檔編號H02K7/14GK1367317SQ0114337
公開日2002年9月4日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月21日
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