压缩机装置的制作方法

[0001]
本发明涉及一种压缩机装置，其包括用于驱动压缩机装置的磁体辅助马达，例如永磁马达。


背景技术：

[0002]
更具体地说，本发明旨在确保磁体辅助马达的最佳冷却。
[0003]
已知的是，磁体辅助马达的最大功率受到磁体辅助马达的最高温度的限制，特别是受到定子绕组的最高温度的限制。
[0004]
为了确保磁体辅助马达的正确操作，这些绕组中的温度不能升高得太高。
[0005]
通过例如用例如油的冷却介质冷却磁体辅助马达，可以增加磁体辅助马达的最大功率。
[0006]
通常，磁体辅助马达在磁体辅助马达壳体或护套中配备有冷却通道，冷却介质可以流动通过该冷却通道。
[0007]
这意味着，所产生的热量必须通过经由定子中空气的对流，然后经由磁体辅助马达壳体的传导到达冷却介质。
[0008]
换句话说，在绕组中的热量和冷却介质中的热量之间存在热阻。
[0009]
这意味着定子绕组的冷却远不是最佳的，因此在实践中，磁体辅助马达的最大功率仅能被增加到有限的程度。


技术实现要素：

[0010]
本发明旨在解决上述和其它缺点中的至少一个。
[0011]
为此，本发明涉及一种压缩机装置，所述压缩机装置装配有：
[0012]-压缩机元件，所述压缩机元件具有用于供应气体的入口和用于排出压缩气体的出口；
[0013]-磁体辅助马达，所述磁体辅助马达设置有马达壳体，所述马达壳体包括马达定子和可旋转地装配在所述马达定子中的马达转子，其中，所述马达定子包括绕组，并且其中，所述马达壳体设置有冷却护套或用作冷却护套，
[0014]-供油管线，所述供油管线用于允许将油喷射到所述磁体辅助马达中，
[0015]
其特征在于，所述供油管线连接到指向所述马达定子的绕组的头部或轴向端部的一个或多个喷嘴，并且与所述磁体辅助马达的冷却护套连接，并且所述绕组的头部或轴向端部设置有保护层。
[0016]
优点在于，通过将油直接喷射到绕组的头部或轴向端部上，也称为“绕组头部”，绕组头部可以被更有效地冷却。
[0017]
由于绕组头部和油之间缺乏热阻，油将能够更有效地散热。
[0018]
因为绕组头部设有保护层，所以它们被保护免受喷射在其上的油的影响，并且更重要的是免受油中的任何冷凝物的影响。
[0019]
这将防止由冷凝物引起的任何电问题。
[0020]
由于绕组头部的强制冷却，温度将不那么快地增加，因此可以增加最大马达功率。
[0021]
在一个实际的实施例中，供油管线分支成两个分支管线，其中第一分支管线将供油管线连接到所述喷嘴，第二分支管线将供油管线连接到冷却护套。
[0022]
通过提供两个分支管线，油的一部分可以被引导到冷却护套以提供已知的传统马达冷却，而另一部分被引导到一个或多个喷嘴以提供绕组头部的附加的强制冷却。
[0023]
例如，可以提供一般的马达冷却(其中油将冷却马达壳体以从马达散热)作为指向绕组头部的特定冷却，绕组头部通常是马达热点。
[0024]
此外，分支的油供应提供了根据要求或需要调节每个供应的流速和/或温度的可能性。
[0025]
在一个替代实施例中，供油管线直接连接到冷却护套，其中所有的油首先进入冷却护套，然后进入喷嘴。
[0026]
当油已经通过冷却护套时，油将被引导到喷嘴并被喷射到马达中的绕组头部上。
[0027]
例如，这可以通过在马达和/或马达壳体中提供内部通道来实现。
[0028]
与具有两个分支管线的并行油流动的情况不同，这种串行流动提供了可以实现强制集成的优点。
[0029]
当然，不排除首先将油引导到喷嘴以喷射到绕组头部上，然后仅到达冷却护套。
[0030]
在一个替代实施例中，马达定子设置有轴向定向的凹槽或通道，和/或轴向定向的凹槽或通道在马达定子的位置处设置在壳体中。
[0031]
这些凹槽将允许喷射的油沿着马达定子和/或壳体流动，同时提供进一步的冷却。
[0032]
喷射的油也可以在马达转子和马达定子之间流出，或者通过马达定子的叠片流出。
附图说明
[0033]
为了更好地展示本发明的特征，下面参照附图描述根据本发明的压缩机装置的一些优选实施例作为没有任何限制性特征的示例，其中：
[0034]
图1示意性地示出了如本发明所要求保护的压缩机装置的一部分的剖视图；
[0035]
图2更详细地示出了图1的磁体辅助马达；
[0036]
图3示意性地示出了图1所示的压缩机装置的一部分以及相关的油路。
具体实施方式
[0037]
图1是根据本发明的压缩机装置1的示意图。
[0038]
压缩机装置1主要包括压缩机元件2和磁体辅助马达3。
[0039]
在这种情况下，但对于本发明不是必须的，压缩机元件2设置有螺杆式压缩机元件。
[0040]
它包括压缩机壳体4，该压缩机壳体具有用于供应待压缩的气体的入口5和用于供应压缩气体的出口6。
[0041]
所述气体可以是例如空气，但对于本发明不是必须的。
[0042]
在压缩机壳体4中安装有两个协同工作的螺杆转子7，其能够压缩通过旋转吸入的
气体。
[0043]
为此，螺杆转子7以其轴8通过轴承9可旋转地装配在压缩机壳体4中。
[0044]
两个螺杆转子7中的一个由所述马达驱动。
[0045]
图2详细示出了马达3。
[0046]
在这种情况下，磁体辅助马达3是永磁马达3，但这对于本发明不是必须的。
[0047]
马达3包括马达壳体10，所述马达壳体包括马达定子11和可旋转地设置在马达定子11中的马达转子12。
[0048]
马达定子11设置有绕组13，其通常围绕也称为叠片的叠片铁芯14布置。
[0049]
根据本发明，这些绕组13的轴向端部15，也称为绕组12的“头部”，设置有保护层16。
[0050]
这意味着这些头部设有施加在绕组13上、上方和周围的层。
[0051]
该保护层16优选地是导热的、电绝缘的和防水防油的。
[0052]
保护层16可以包括例如环氧树脂，但是聚合物材料是另一选择。
[0053]
不排除的是，整个绕组13或者甚至整个马达定子11具有保护层16，而不是仅轴向端部15具有。
[0054]
为此，保护层16将在整个绕组13上或在整个马达定子11上延伸。
[0055]
保护层16通常是例如0.1毫米厚到一毫米厚的薄层。当然，不排除例如保护层16的厚度在一毫米和五毫米之间。
[0056]
替代地，保护层16可以厚得多，绕组13的轴向端部15被封装在保护材料中。显然，整个绕组13或整个马达定子11也可以封装在保护材料中。
[0057]
在这种情况下，马达壳体10还用作冷却护套17。不排除马达壳体10设有单独的冷却护套17。
[0058]
如图1所示，压缩机装置1是竖向压缩机装置1，其中磁体辅助马达3的马达转子12沿着轴向方向x-x’延伸，该轴向方向在压缩机装置1的正常操作中竖向定位，而磁体辅助马达3形成压缩机装置1的头部或上部部分，并且压缩机元件2形成压缩机装置1的基部或下部部分。
[0059]
此外，根据本发明，还设置了供油管线18，以将油喷射到磁体辅助马达3中。
[0060]
图3示出了该供油管线18。可以看出，在该示例中，它是油路19的一部分，但对于本发明不是必须的。
[0061]
在这种情况下，油路19被布置成首先将所有的油引导到马达3，然后引导到压缩机元件2。
[0062]
油路19从压缩机元件2经由储油器20和油冷却器21流回到马达3，以形成用于油的闭合回路。
[0063]
所述供油管线18连接到一个或多个喷嘴22，所述一个或多个喷嘴指向马达定子11的绕组13的头部15或轴向端部15以及马达3的冷却护套17。
[0064]
这些喷嘴22将油以油流或“射流”的形式直接喷射到绕组13的头部15上。
[0065]
不排除喷嘴22将油雾化，即，将油以小液滴的形式喷射在绕组13的头部15上。
[0066]
在所示的示例中，上述喷嘴22位于马达定子11和马达转子12的轴向端部23处，其中喷嘴22轴向地定向。
[0067]
可以设置多个喷嘴22，例如两个到八个，并且优选地围绕马达转子12的轴线x-x’对称地定位。
[0068]
在这种情况下，喷嘴22位于顶部处，即在马达3的背离压缩机元件2面向的轴向端部23处，但不排除另外的或替代的喷嘴22位于底部处，即在马达3的指向压缩机元件2的轴向端部23上。
[0069]
喷嘴22也可以位于马达壳体10的侧部上，即在马达壳体10的护套24的位置处，在这种情况下喷嘴22径向地指向，使得它们指向绕组13的头部15。
[0070]
同样在这种情况下，喷嘴22可以位于顶部以及底部。
[0071]
喷嘴22的精确位置通常取决于马达3的设计，尤其取决于马达壳体10的设计。
[0072]
如果马达壳体10不允许油供应通过马达壳体10，则替代的解决方案是将马达转子12设计成至少部分地中空，并且将喷嘴22集成在该中空的马达转子12中。
[0073]
显然，喷嘴22径向向外指向，同时在马达转子12中设置径向通道以允许油通过。
[0074]
如上所述，供油管线18连接到喷嘴22和冷却护套17。
[0075]
这意味着通过供油管线18引导到马达3的油将进入喷嘴22和冷却护套17两者。
[0076]
在所示的示例中，这是并行完成的，因为供油管线18分支成两个分支管线25a、25b，如图3所示。
[0077]
第一分支管线25a将供油管线18连接到所述喷嘴22，第二分支管线25b将供油管线18连接到冷却护套17。
[0078]
在这种情况下，压缩机装置1还配备有用于控制流向第一和第二分支管线25a、25b的油量的装置26，以及用于控制所述控制装置26的控制器27。
[0079]
这允许在没有油和所有或几乎所有油之间控制流到喷嘴22的油量。
[0080]
如果没有设置控制装置26，则油将通过喷嘴22连续地喷射。
[0081]
在这种情况下，所述控制装置26被设计为三通阀28，但也可以被设计为安装在两个分支管线25a、25b中的一个中的一个常规阀。
[0082]
另外，在该示例中，压缩机装置1具有测量装置29以确定马达定子11的绕组13的头部15或轴向端部15的温度，并且控制器27设置有算法以基于马达定子11的绕组13的头部或轴向端部15的温度来控制调节装置26。
[0083]
这些测量装置29包括例如温度传感器。
[0084]
此外，在所示的示例中，在马达定子11的位置处还具有安装在马达壳体10中的轴向定向的凹槽30或通道。
[0085]
正如喷嘴22一样，这些凹槽30可以围绕马达转子12的轴线x-x’对称地定位。
[0086]
替代地或附加地，也可以在马达定子11自身中设置轴向定向的凹槽30或通道。
[0087]
通过喷嘴22喷射的油可以沿着这些通道或凹槽30流出。
[0088]
油也可以通过马达转子12和马达定子11之间的空间或通过马达定子11的叠片14流出。
[0089]
压缩机装置1的操作非常简单，如下所述。
[0090]
在压缩机装置1的操作过程中，压缩机元件2将由磁体辅助马达3驱动。
[0091]
螺杆转子7将压缩通过它们的协作动作吸入的气体。
[0092]
在操作期间，油将被喷射到压缩机元件2以及马达3中。
[0093]
供油管线18将首先将所有的油引导到马达3。
[0094]
第二分支管线25b将油引导到冷却护套17。
[0095]
该油将能够以已知的方式从马达壳体10中吸取热量以冷却马达3。
[0096]
油还通过供油管线18和第一分支管线25a被引导至喷嘴22。
[0097]
如上所述，喷嘴22设置在适当的位置，以允许它们在马达定子11的绕组13的轴向端部15处将油雾化。
[0098]
小油滴将能够从绕组13的这些轴向端部15吸取热量，然后，与流经冷却护套17的油相比，所述轴向端部将被更有效地冷却。
[0099]
绕组13的轴向端部15上的保护层16保护绕组免受喷射到绕组上的油的影响。
[0100]
控制器27将控制多少油通过第一分支管线25a被引导到喷嘴22。
[0101]
为此，在这种情况下，控制器27设置有算法，以基于马达定子11的绕组13的温度来控制控制装置26。
[0102]
在这种情况下，上述算法使得控制器27将控制上述控制装置26，使得当由测量装置29测量的绕组13的轴向端部15的温度低于预定的最大温度t
max
时，没有油将流到第一分支管线25a。
[0103]
换句话说，只有当绕组13的头部15的温度升高得太高以致需要冷却时，油才会雾化到它们上。
[0104]
也不排除基于测量装置29的测量结果来控制通过第一分支管线25a引导到喷嘴22的油量。
[0105]
然后，雾化的油可以经由三个路径朝向绕组13的其它头部或轴向端部15向下流动，以便也冷却绕组13的这些轴向端部15。
[0106]
这三个途径是：
[0107]-经由设置在所述马达定子11中的前述轴向定向的凹槽30或通道，在所述马达壳体10和所述马达定子11之间；
[0108]-在所述马达转子12和所述马达定子11之间；
[0109]-通过马达定子11的叠片14。
[0110]
油还将冷却马达定子11，并且可能冷却马达转子12。
[0111]
在这种情况下，油也将在重力作用下沿压缩机元件2的方向流过马达3。
[0112]
然而，即使不涉及竖向压缩机元件1，油也将仍然通过由压缩机元件2产生的油压和/或真空的力而流向压缩机元件2。
[0113]
当油已经到达马达3的底部时，其将通过油路19被引导到压缩机元件2，以例如被喷射到压缩机壳体4或轴承9中。
[0114]
油将通过出口6与压缩气体一起离开压缩机装置1。
[0115]
油分离器将油分离，并且油将沿着储油器20通过油路19，然后进入油冷却器21，以从那里被喷射回到马达3中。
[0116]
尽管上述示例示出和描述了并行地向喷嘴22和冷却护套17供油，但不排除这是串行地进行的。
[0117]
这意味着，到喷嘴22和冷却护套17的油供应也可以串联布置，其中供油管线18直接连接到上述冷却护套17，使得所有的油首先到达冷却护套17，然后到达喷嘴22。
[0118]
换句话说，在此没有设置分支管线25a、25b。
[0119]
在这种情况下，在马达壳体10中设置通道，该通道允许油在被引导通过冷却护套17之后被引导到喷嘴22以喷射到马达3中。
[0120]
还应注意，在这种情况下，供油管线18连接到喷嘴22，虽然不是直接连接，而是通过冷却护套17和马达壳体10中的任何其它通道连接。
[0121]
这种方法具有不需要任何额外措施来调节油供应的优点。
[0122]
本发明决不限于作为示例描述并在附图中示出的实施例，而是根据本发明的压缩机装置可以以所有形状和尺寸实现，而不超出本发明的范围。