电机、定子和压缩机,以及制造它们的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及电机、定子和压缩机，以及制造它们的方法。
【背景技术】
[0002]本部分提供了涉及不一定是现有技术的本公开的背景信息。
[0003]电机通常包括称为定子的固定部件和称为转子的旋转部件。定子和转子通常通过堆叠称为叠片的多层电工级钢来形成。这些叠片可使用各种类型的冲模压制来生产。例如，级进冲模可被配置成生产用于特定电机设计的定子和转子叠片。随后，在级进冲模一些或所有阶段中的冲模可改变为配置级进冲模，来生产用于另一个电机设计的定子和转子叠片。
[0004]出于各种原因，用于具有密封应用的内部永久磁性的无刷永磁(BPM)电动机的已知定子的内部直径与外部直径的比率通常约55%或更小，而不大于％。
【发明内容】
[0005]本部分提供本公开的总体概述，并且不是其全部范围或全部其特征的全面公开。
[0006]根据本公开的一方面，提出制造电机的方法。该方法包括使用冲模压制来生产第一多个定子和转子叠片，使用冲模压制来生产第二多个定子和转子叠片，使用第一多个转子叠片来形成第一转子，并且使用第二多个转子叠片来形成第二转子。第一多个定子叠片和第二多个定子叠片具有相同的内部直径和相同的外部直径。第一多个转子叠片和第二多个转子叠片具有相同的内部直径和相同的外部直径。第一多个转子叠片具有第一磁性槽缝结构，而第二多个转子叠片具有与第一磁性槽缝结构不同的第二磁性槽缝结构。
[0007]根据本公开的另一方面，用于电机的定子包括定子芯体，该定子芯体具有限定定子芯体内部直径的内孔和限定定子芯体外部直径的外周部。定子芯体的内部直径与定子芯体的外部直径的比率大于或等于约百分之六十(60% )。
[0008]根据本公开的又一方面，用于电机的定子包括定子芯体，该定子芯体具有限定定子芯体内部直径的内孔和限定定子芯体外部直径的外周部。定子芯体的内部直径与定子芯体的外部直径的比率允许定子与具有包括第一磁性材料的永久磁体的转子一起使用，以实现大于或等于约92.5%的第一额定满负载效率，并且与具有包括与第一磁性材料不同的第二磁性材料的永久磁体的转子一起使用，以实现大于或等于约92.5%的第二额定满负载效率。
[0009]适用性的另外方面和领域将从在此提供的描述中显而易见。应当理解，本公开的各个方面可单独或与一个或多个其它方面组合来实现。同样应当理解，在此的描述和特定示例旨在仅说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0010]在此描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能实施方式的说明目的，并且不旨在限制本公开的范围。
[0011]图1A是示出在冲模每个阶段中切割操作的级进冲模的顶视图。
[0012]图1B是随着它通过图1A的级进冲模级进的钢片顶视图，示出定子和转子叠片如何逐步形成。
[0013]图2是与图1A类似的顶视图，示出在级进冲模第二和第三阶段中的变化以改变在转子叠片中的磁性槽缝结构。
[0014]图3是根据本公开一个示例实施例的定子和转子叠片的顶视图。
[0015]图4是根据本公开另一个示例实施例的定子和转子叠片的顶视图。
[0016]图5是由具有在图3中示出的结构的多个转子叠片形成的转子侧视图。
[0017]图6是由具有在图4中示出的结构的多个转子叠片形成的转子侧视图。
[0018]图7是示出作为用于利用钕和铁氧体磁体的电动机的定子ID/OD比率函数的效率的曲线图。
[0019]图8是包括根据该公开另一个示例实施例的电动机的压缩机的正视剖面图。
【具体实施方式】
[0020]参考附图现将更全面地描述示例实施例。
[0021]提出示例实施例以使得本公开将是透彻的，并且将更全面地向本领域技术人员传达保护范围。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、装置以及方法的示例，以提供本公开实施例的透彻理解。对于本领域技术人员明显的是不必利用具体细节，示例实施例可以以许多不同形式来实施并且都不应解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，没有详细描述熟知的过程、熟知的装置结构以及熟知的技术。
[0022]在此使用的术语仅是为了描述特定示例实施例，并不旨在限制性。如在此所使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”可旨在也包括复数形式，除非上下文中另外明确指示。术语“包括”、“含有”、“包含”以及“具有”是包括性的，并且因此指出存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或外加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。在此描述的方法步骤、过程以及操作不必解释为在讨论或示出的特定顺序中需要它们的性能，除非具体地识别为性能顺序。同样应该理解，可利用额外或替代步骤。
[0023]当元件或层被称为“在……上”、“接合到”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上，接合、连接或耦接到另一元件或层上，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以类似的方式被解释(例如“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如在此所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0024]虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在此用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应由这些术语来限制。这些术语仅可用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。当在此使用时的诸如“第一”、“第二”和其它许多术语不意味着序列或顺序，除非通过上下文明确地指示。因此，在不背离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
[0025]为便于描述，诸如“内部”、“外部”、“在……下方”、“在……之下”、“下方”、“在……
之上”、“上方”等的空间相对术语可在此用于描述到另一元件或特征的一个元件或特征的关系，如附图中所示。空间相对术语可旨在涵盖除了附图中所示的取向之外的使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果在附图中的装置被翻转，描述为“在其它元件或特征之下”或“在其它元件或特征下方”的元件将然后取向为“在其它元件或特征之上”。因此，示例术语“在……之下”可涵盖“在……之上”和“在……之下”的取向两者。装置可以以另外方式被取向(在90度或在其它取向处旋转)并且因此解释在此使用的空间相对描述符。
[0026]根据本公开一个示例实施例的制造电动电机(包括电动机和发电机)制造方法现将参考图1-6来描述。在该特定示例中，通过具有多个切割阶段的级进冲模，用于电机的定子和转子叠片通过馈送一片电工级钢片(或另一种合适的材料)来产生。这一般在用于特定电机设计的图1A和图1B中示出。图1A示出在级进冲模每个阶段中的切割操作，而图1B示出定子和转子叠片如何逐步形成。
[0027]如在图1A中所示，每个转子叠片的内孔在级进冲模(在图1A的左侧上)的第一阶段中冲压。在第二阶段中，三个磁性槽缝在第一阶段中形成的内孔周围冲压。在级进冲模的第三阶段中，形成三个额外磁性槽缝。在第四阶段中，额外切割用于限定转子叠片的外周部。在过程中的该点处，完成转子叠片的形成，如在图1B中所示的，并且转子叠片与钢片分离。在第五阶段中，额外材料从钢片去除以限定定子叠片的内孔、槽缝和齿。在第六阶段中，额外切割用于限定定子叠片的外周部。在过程中的该点处，完成定子叠片的形成，如在图1B中所示的，并且定子叠片与钢片分离。
[0028]为了说明的目的，完整的转子叠片同样在图1B中的第五和第六阶段中示出。此夕卜，工件(例如钢片)方向由在图1B中的箭头(即左到右)指示。
[0029]通过改变在级进冲模第二和第三阶段中的冲模(即磁性槽缝成形冲模)，可改变转子叠片的磁性槽缝结构。这一般在图2中示出。图2的顶部与图1A相同，并且示出在用于特定电机设计的级进冲模每个阶段中的切割操作。图2的底部示出在第二和第三阶段中的冲模改变之后，用于另一个电机设计而在级进冲模每个阶段中的切割操作。
[0030]图3示出通过在图2 (和图1A)的顶部中示出的级进冲模结构产生的示例定子叠片302和示例转子叠片304。类似地，图4示出通过在图2的底部中示出的级进冲模结构产生的示例定子叠片402和示例转子叠片404。在图3和图4中示出的定子叠片302、402具有相同的内部直径、相同的外部直径和相同的总体结构。转子叠片304、404同样具有彼此相同的内部直径和相同的外部直径。
[0031]图5示出通过堆叠图3的多个转子叠片304所形成的转子500。类似地，图6示出通过堆叠图4的多个转子叠片所形成的转子600。
[0032]再次参考图3和图4，在图3的转子叠片304和图4的转子叠片404之间的该示例中的唯一不同是磁性槽缝结构。因为转子叠片304、404经由磁性槽缝限定相同数量的极和相同的极间距(即彼此分隔开六十度的总计六个极)，所以它们可与相同的定子叠片(即定子叠片302和定子叠片402) —起使用。可替代地，如果转子叠片304、404具有不同数量的极或不同的极间距，则它可以需要或希望改变在示例性级进冲模第五阶段中的冲模，因此定子叠片302、402具有可与由它们相