用于將永磁體安裝在電動馬達轉(zhuǎn)子內(nèi)的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將永磁體安裝在電動馬達轉(zhuǎn)子內(nèi)的方法，并且本發(fā)明更具體地涉及密封式馬達-壓縮機，其被設(shè)計和開發(fā)以給組件提供更大的穩(wěn)定性，原因在于，該技術(shù)方案能夠更適當(dāng)?shù)匚障嚓P(guān)構(gòu)件的尺寸變化，并且允許使用高速馬達。
【背景技術(shù)】
[0002]如在本領(lǐng)域技術(shù)中已知的是，電動馬達大體上包括和磁性元件一起運行以給其操作/轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生所要求的扭矩的轉(zhuǎn)子和定子。
[0003]附圖1.1和1.2顯示了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子1，在其中，四個磁體2通過粘結(jié)層被固定至轉(zhuǎn)子金屬芯部3，(例如)在專利文件美國6，339，274中描述了該結(jié)構(gòu)。然而，該構(gòu)造/組件顯示有限制了轉(zhuǎn)子能實現(xiàn)的最大速度的重大缺陷，原因在于，由轉(zhuǎn)子自身的旋轉(zhuǎn)以及各磁體的質(zhì)量形成的離心力最終在粘結(jié)接頭中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，所述粘結(jié)接頭相應(yīng)地具有由粘結(jié)劑或磁阻抗確定的破裂點。因此，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)在磁體2和金屬芯3之間的粘結(jié)區(qū)域上產(chǎn)生的負載超過接頭中材料強度的極限的情況下，粘結(jié)層4或甚至是磁體2將斷裂，并且由此磁體2將從金屬芯3上脫落，并且因此不利于轉(zhuǎn)子的運行，這會導(dǎo)致對馬達的安全產(chǎn)生嚴重的危害。需要重點說明的是，用于安裝馬達的原材料的量與馬達的旋轉(zhuǎn)具有第一級反比關(guān)系。例如，使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度加倍會導(dǎo)致用于安裝轉(zhuǎn)子的原材料的質(zhì)量減少50%，并且保持馬達相同的電學(xué)特征。顯然地，馬達的最大旋轉(zhuǎn)速度與其成本具有顯著的關(guān)系，因此能夠使用高速馬達是極其重要的。
[0004]出于解決該問題的意圖，如圖2.1和2.2所示，已使用了金屬包覆體5，例如，在專利文件美國5，170,085中已描述了該金屬包覆體，所述金屬包覆體通常由非磁性不銹鋼制成以最小化馬達中的電損耗。由此，該包覆體5聯(lián)接至轉(zhuǎn)子I以包覆磁體2，旨在增加組件的機械強度，并且阻止兩個磁體2的脫開，因此允許馬達以高速運行。
[0005]然而，該方案的主要缺點在于所引入的對構(gòu)件(尤其是磁體2)的尺寸精度的需要，由于為將包覆體5圍繞第二磁體組件2連接，因此構(gòu)件(即，安裝在金屬芯上的磁體的外徑和包覆體的內(nèi)徑)之間必須存在能夠與用于安裝的工藝匹配的尺寸差，例如，通過加熱包覆體、以及/或者通過冷卻磁體組件和內(nèi)芯、或通過冷插入來進行安裝。因此，有必要使用由精確生產(chǎn)或使用其他生產(chǎn)手段提供的構(gòu)件，以便調(diào)節(jié)用于所要求的安裝的必要的尺寸，因此這增加了所述方案的成本，如圖1.1和1.2所示。該方案要求尺寸精度的權(quán)利要求專門涉及使用實心或非實心環(huán)的包覆體方案。即，專利文件美國5，744，887的權(quán)利要求1至3的內(nèi)容。為減小構(gòu)件的尺寸精度，可以以一定方式設(shè)計相關(guān)的構(gòu)件，使得安裝在金屬芯上的磁體的外徑和包覆體的內(nèi)徑之間一直存在間隙，以便借助一些類型的樹脂填充空隙。然而，這顯著增加了馬達的空氣間隙，減少了馬達的能量效率，并且要求安裝裝置以確保構(gòu)件之間的同心度，并且由于需要使用樹脂而增加了成本。此外，這些包覆體5典型地由通過焊接端部連接在一起的金屬片制成，這產(chǎn)生了質(zhì)量塊的橫向分段、以及有差異的厚度，這最終導(dǎo)致難以安轉(zhuǎn)組件，并且在運行過程中在系統(tǒng)中產(chǎn)生不平衡。使用金屬包覆體的另一缺點在于，甚至使用具有高電阻系數(shù)的非鐵磁性的材料也會存在渦電流，這會導(dǎo)致電動馬達的能量效率的損失。
[0006]在專利文件美國5，744，887中披露的包覆體旨在解決由使用金屬包覆體所要求的尺寸穩(wěn)定性問題，提出了使用以重疊線圈的形式布置在磁體表面的非金屬長條，但是重疊線圈產(chǎn)生了明顯較厚的包覆體，其最終消弱了馬達的合適的功能和效率。此外，該解決方案還具有的缺點在于，盡管被最小化，但還是會產(chǎn)生在之前的段落中提到的渦電流。
[0007]由此，需要注意的是，本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)缺乏用于在不削弱馬達的能量效率、平衡以及系統(tǒng)安全的情況下，在轉(zhuǎn)子金屬芯中安裝磁體的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]由此，本發(fā)明的一個目的在于，提供一種用于在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置和方法，該裝置或方法通過最小化厚度的元件提供金屬芯磁體在轉(zhuǎn)子中合適的安裝，以及提供減少由渦電流導(dǎo)致的損耗的幾何構(gòu)造，以便最大化馬達的能量效率，并且不要求相關(guān)構(gòu)件之間較高的尺寸精度。
[0009]此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于以更簡單的生產(chǎn)和安裝來在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置和方法。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置和方法，所述裝置和方法能夠在不包覆磁體的整個表面的情況下充分地發(fā)揮作用，因此，使用了更少的用于其生產(chǎn)的原材料，并且因此減少了相關(guān)的成本。
[0011]本發(fā)明的上述目的通過一種用于在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置實現(xiàn)，其中，所述馬達包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括磁體包覆的金屬芯，其特征在于，所述裝置包括圍繞磁體布置的至少一個螺旋形彈性元件，其中，所述螺旋形彈性元件必須必要地可適于在系統(tǒng)中的彈性的安裝，并且必須是具有高電阻系數(shù)的非磁性鐵制材料，以便不會削弱馬達的電學(xué)效率，并且所述螺旋形彈性元件的直徑必須小于布置在金屬芯的外表面上的磁體組件的外徑，至少一個螺旋形彈性元件的線圈必須保持磁體組件的外表面的部分可見。
[0012]優(yōu)選地，至少部分的螺旋形彈性元件通過其彈力借助使用粘結(jié)劑、固定元件或端部成形部安裝在磁體上，使得它們與磁體或金屬芯相互配合，以便在馬達運轉(zhuǎn)時向磁體與金屬芯的連接部施加與離心力作用相反的力。
[0013]在使用粘結(jié)劑用于將螺旋形彈性元件固定至磁體的情況中，可以優(yōu)選地將粘結(jié)劑施加至磁體的外表面、施加至螺旋形彈性元件的內(nèi)表面、或者施加至兩者，并且可以將粘結(jié)劑僅施加于螺旋形彈性元件的端部。
[0014]本發(fā)明還包括一種用于在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的方法，該方法包括以下的步驟:
[0015]構(gòu)建螺旋形彈性元件，所述螺旋形彈性元件具有的直徑小于布置在金屬芯的外表面上的磁體組件的外徑；
[0016]使螺旋形彈性元件彈性伸展；
[0017]使螺旋形彈性元件圍繞磁體組件接合，以使螺旋形彈性元件的彈力能夠使螺旋形彈性元件剛性地包覆到磁體組件的外徑。
[0018]優(yōu)選地，所述方法還包括通過使用粘結(jié)劑、固定元件或螺旋形彈性元件的端部成形部來將螺旋形彈性元件與磁體組件安裝在一起的步驟。
【附圖說明】
[0019]下文將基于附圖的內(nèi)容對本發(fā)明進行更詳細的描述。
[0020]所述附圖顯示為:
[0021]圖1.1和1.2是本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子的透視圖和截面透視圖；
[0022]圖2.1和2.2是用在本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中的另一實施例的已安裝的組件的分解透視圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的用于在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置的分解透視圖；
[0024]圖4是作為本發(fā)明的對象的裝置合適地聯(lián)接至電動馬達轉(zhuǎn)子的視圖；
[0025]圖5.1和5.2顯示了用于作為本發(fā)明的對象的安裝方法的兩個可行的變型，同時，圖5.1顯示了固定在磁體芯部的切口中的裝置，而在圖5.2中，安裝裝置錨固在磁體之間的空間中，以及
[0026]圖6顯示了另一實施例，在該實施例中安裝裝置通過鉚釘固定至磁體芯部。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將基于附圖的內(nèi)容對本發(fā)明進行詳細描述，在附圖中將設(shè)置附圖標記以便有助于對附圖的理解。
[0028]首先清楚的是，用于在電動馬達轉(zhuǎn)子中安裝永磁體的裝置(本發(fā)明的對象)首要地被預(yù)定為在包括轉(zhuǎn)子I的電動馬達中使用，所述轉(zhuǎn)子包括由磁體(3)包覆的金屬芯(2)。