[发明专利]冷冻剂压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻剂压缩机，具有压缩机缸体以及包括定子和转子的电动机，所述定子包括具有轴向槽的叠片，绕组设置在所述轴向槽内，所述转子具有永磁体并不可旋转地连接于铅直延伸的轴，该轴通过径向轴承支撑于压缩机缸体。

背景技术

冷冻剂压缩机例如应用在比如冰箱或制冷机等制冷设备中。为了使得冷却空间较少减小，需要这种冷冻剂压缩机的部件高度尽可能小。另外，冷冻剂压缩机的能耗应当尽可能小。因此，冷冻剂压缩机经常以可变速度操作，这意味着冷冻剂压缩机的操作能够与冷却性能相适配。

就此而言，冷冻剂压缩机内部出现的摩擦损失对于能耗具有影响。从WO2008/116752A1，获知利用磁铁装置为其中电机的轴被轴向支撑的轴向轴承减载，磁铁装置由两个磁铁形成，一个磁铁位于该轴的下前侧，而另一个磁铁位于冷冻剂压缩机壳体的底部。两磁铁予以极化使得它们彼此排斥，该排斥力平衡或至少减少带有转子的轴的重力。这使得轴向轴承上的负荷减小。

从US20070166175A1可知一类似的实施方式，其中轴向轴承制成磁性轴承，在驱动轴和压缩机缸体之间包括两个环形磁铁，该两个环形磁铁在轴向方向上相互排斥。就此而言，设置有另外的止挡面，止挡面比两个磁铁具有更小的相互距离。从而，同样在冷冻剂压缩机的运输期间，能够防止两个磁铁之间的接触。

由于这些附加磁铁的价格通常相对较高，使得冷冻剂压缩机的制造成本增加。

发明内容

本发明的目标旨在提供一种具有低摩擦损失和设计简单的冷冻剂压缩机。

根据本发明，该目标得以实现的原因在于定子叠片的轴向中心比永磁体的轴向中心设置在更高的高度处。

在此，“更高的高度处”指的是定子叠片的轴向中心的位置，在可操作地组装好的冷冻剂压缩机的情况下，该位置在重力方向上高于永磁体的轴向中心所处的位置。从而，永磁体的轴向中心在重力方向上设置在定子叠片的轴向中心下方。在这种定位情况下，利用了永磁体相对于定子叠片的移动将产生磁力，因为转子的永磁体的磁场总是试图相对于定子叠片对称地调整转子。从而，由于作用在转子和永磁体的重力与由永磁体的磁场产生的磁力之间存在平衡，从而产生带有转子的永磁体的对齐定位。这样，轴向轴承实际上不再必须承受力。还可以完全不用轴向轴承，这意味着具有转子的轴仅支撑在径向轴承中。磁力的大小取决于由永磁体产生的磁场的力。磁场受永磁体的种类和大小、气隙的尺寸和永磁体与定子叠片之间的轴向位移大小的影响。具有永磁体的转子会调整至平衡位置，磁力和重力在该位置大小相等。这意味着相对于定子叠片转子以一种对话的方式“下降”或不对称地定位。

特别优选的为轴是轴向可移动的，止挡面提供用来限制至少在重力方向的轴向移动路径。从而，轴仅在径向上固定在径向轴承中，而在轴向方向上它是可动的。就此而言，由止挡面限制的移动路径的大小使得，带有有永磁体的转子能够不受机械影响地到达平衡位置，在该平衡位置磁力和重力同等大小。止挡面确保在其它负载情况下，例如在冷冻剂压缩机运输期间产生的颠簸，带有永磁体和轴的转子不会产生不允许的轴向运动。就此而言，止挡面可设置低摩擦的硬质涂层，从而在冷冻剂压缩机的操作期间的接触也不会对冷冻剂压缩机造成损坏。这对于冷冻剂压缩机于运动状态下使用而言尤为有利。

优选地，转子为围绕定子旋转的外转子。从而轴被导引通过定子上的孔口，用于轴的径向轴承设置在定子的孔口中。相对于制成为内转子的转子而言，将转子制成外转子允许冷冻剂压缩机的部件高度的进一步降低。在相同性能的情况下，具有转子形式的转子的电机的部件高度更小。

在优选的实施方式中，永磁体制作成在轴向方向上比定子叠片更长。这使得可以对永磁体的轴向中心相对于定子叠片的轴向中心的位移进行补偿。尽管具有位移，定子的铁芯被充分利用，从而实现最佳的电机效率。当使用成本划算的永磁体，例如通常用于外转子型电机的铁磁体时，这大概不会增加成本。取代使用在轴向方向上比一般情况长的永磁体，当然也可减小定子的叠片的轴向延伸长度。从而，可以仅使用至少在某种程度上相同的部件制造具有不同性能的冷冻剂压缩机。这简化了库存。在冷冻剂压缩机的操作状态，永磁体在轴向上完全覆盖定子。

在另一优选实施方式中，永磁体制成为在轴向方向上短于定子叠片，从而在冷冻剂压缩机的操作状态下，永磁体沿轴向方向完全被定子叠片覆盖。尽管永磁体的轴向中心从而设置为低于定子叠片的轴向中心，但永磁体仍被定子完全覆盖。因此，永磁体的效用全部得以利用。不过，气隙不再仅由永磁体和定子叠片界定，电机的效率降低。然而，由于可以免除轴向轴承，由低摩擦轴承带来的优点犹存。