МОТОР-КОМПРЕССОР Российский патент 1997 года по МПК F04B35/04 

Изобретение относится к холодильному компрессоростроению и может быть использовано в герметичных мотор-компрессорах бытовых холодильников.

Известен герметичный холодильный мотор-компрессор, содержащий кожух и установленный в нем цилиндр, в котором расположен поршень, кинематически связанным с вертикальным коленчатым валом, снабженным маслоподающими каналами, однофазным асинхронный двигатель [1]
Недостатком данной конструкции является низкий коэффициент полезного действия (КПД) компрессора, обусловленный значительным снижением КПД однофазного асинхронного двигателя при работе на пульсирующую нагрузку. Момент сопротивления вращению ротора двигателя со стороны поршневой части компрессора пульсирует с амплитудой, в 5-7 раз превышающей средний момент сопротивления. Этот приводит к значительным колебаниям частоты вращения ротора асинхронного двигателя и, как следствие, к снижению КПД двигателя и компрессора в целом. Кроме того, компрессору с асинхронным двигателем свойственна невысокая надежность из-за значительной зависимости пускового момента от питающего напряжения и, как следствие, затяжного пуска при пониженном напряжении, приводящего к перегреву обмотки и выходу ее из строя.

Известен герметичный компрессорный и двигательный элементы, связанные между собой вращающимся валом, на котором размещен ротор, охваченный статором с обмоткой. В качестве двигательного элемента использован однофазный асинхронный двигатель [2]
Недостатком данной конструкции являются также низкие КПД и надежность мотор-компрессора.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение КПД и надежности мотор-компрессора.

Решение указанной задачи обеспечивается предлагаемой конструкцией мотор-компрессора, содержащего в герметичном корпусе компрессорный и двигательный элементы, связанные между собой вращающимся валом, на котором размещен ротор, охваченный статором с обмоткой, в котором, согласно данному заявлению, ротор выполнен зубчатым и безобмоточным, а обмотка статора выполнена сосредоточенной и подключена к электронному коммутатору с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора. текущая информация о взаимном положении ротора относительно статора может быть обеспечена датчиком положения ротора.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным исполнением со ссылкой на фиг. 1,2, где показан мотор-компрессор в разрезе.

Мотор-компрессор, показанный на фиг.1,2, содержит герметичный корпус 1, цилиндр 2, поршень 3, коленчатый вал 4, однофазный индукторный двигатель, состоящий из статора 5 с зубцами 6, пазами 7 и обмоткой, состоящей из катушек 8 и 9, и ротора 10 с зубцами 11. Двигатель снабжен датчиком положения, состоящим из оптической пары 12, расположенной на статоре 5, и перфорированного диска 13 на роторе 10. В пазах 7 статора 5, свободных от катушек 8 и 9, расположены постоянные магниты 14.

Перед пуском мотор-компрессора ротор 10 двигателя устанавливается в стартовое положение (показано на фиг.) с помощью стартового устройства, например, постоянных магнитов 14, установленных в пазах статора, свободных от катушек 8 и 9. Магниты 14 установлены таким образом, чтобы исключить положение ротора 10 относительно статора 5, в котором оси зубцов 6 статора 5 и зубцов 11 ротора 10 совпадают и двигатель не создает вращающего момента. При подаче питания на обмотку на зубцы 11 ротора 10 действуют силы тяжения по направлению к ближайшим зубцам статора 5 и ротор 10 начинает вращаться. При достижении ротором положения, в котором оси зубцов статора и ротора совпадают, обмотка обеспечивается во избежание возникновения тормозного момента при дальнейшем вращении, которое продолжается за счет запасенной кинетической энергии ротора. Вращаясь, ротор достигает положения, в котором оси зубцов 11 ротора 10 и пазов 7 статора 5 совпадают. В этом положении ротора в обмотку вновь подается ток, создающий вращающий момент на валу при дальнейшем вращении ротора. Таким образом, последовательная подача импульсов тока в обмотку обеспечивает однонаправленное вращение ротора. Своевременная подача импульсов тока в обмотку обеспечивается электронным коммутатором по командам от датчика положения, определяющего угловое положение ротора с помощью оптической пары 12 и перфорированного диска 13. Электронный коммутатор позволяет осуществлять плавное регулирование частоты вращения ротора.

Положительный эффект предлагаемого решения достигается за счет применения в мотор-компрессора индукторного двигателя, имеющего простую и надежную конструкцию за счет применения сосредоточенной обмотки. Высокий КПД индукторного двигателя сохраняется при колебаниях частоты вращения и обусловлен отсутствием короткозамкнутых контуров на роторе.

Электронный коммутатор, питающий индукторный двигатель, ограничивает амплитудное значение тока в обмотке при пуске. При этом изменение сетевого напряжения питания электронного коммутатора не влияет на амплитудное значение тока в обмотке при пуске и, соответственно, на пусковой момент. Это обеспечивает стабильность времени пуска и нагрева обмотки пусковым током.

Кроме того, необходимая кратность пускового момента в данном случае обеспечивается при существенно меньшей кратности пускового тока, что повышает надежность мотор-компрессора.

Использование: в холодильном компрессоростроении, в частности в герметичных мотор-компрессорах бытовых холодильников. Сущность изобретения: для повышения коэффициента полезного действия и надежности мотор-компрессора, статор 5 выполняется зубчатым, группы зубцов 6 охвачены концентричными катушками 8 и 9, ротор 10 выполнен зубчатым без обмоток, питание обмотки осуществляется от электронного коммутатора по сигналам от датчика положения 14 ротора относительно статора, причем электронный коммутатор обеспечивает кратность пускового тока независимо от сетевого напряжения питания. 2 ил.

Мотор-компрессор, содержащий в герметичном корпусе компрессорной и электродвигательный элементы, связанные между собой вращающимся валом, на котором размещен ротор, охваченный статором с обмоткой, отличающийся тем, что ротор выполнен зубчатым и безобмоточным, обмотка статора выполнена сосредоточенной и подключена к электронному коммутатору с возможностью запитки в зависимости от углового положения ротора относительно статора.