定子组件、压缩机、空调设备及导热体的填充方法与流程

1.本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种定子组件、压缩机、空调设备及导热体的填充方法。


背景技术：

2.众所周知，压缩机是利用制冷循环系统的空调器、电冰箱等电器的重要组成部件。压缩机的运动活塞在电机结构的带动下将机械能转变为压力能，实现对压缩机气缸内制冷剂的压缩。电机结构通过在电流磁场作用下相应部件的旋转将电能转换为转动机械能，为压缩机的运转提供动力。具体地，压缩机主要包括外壳、设置在外壳内腔的位于上部的电机结构和位于下部的压缩结构、以及连接电机结构和压缩结构的曲轴，其中，所述电机结构主要由固定在外壳内部的定子组件和位于定子组件中心且可旋转的电机转子组成，曲轴可以与电机转子一同转动，从而能够将电机结构产生的旋转力传递给压缩结构。
3.压缩机的电机结构在正常运行过程中，会有一部分能量损耗以热量的形式表现，造成部件温度升高，形成发热源。就其定子组件而言，其发热源主要有定子绕组和定子铁芯，发明人经研究发现，由于电阻的原因，当电流流过定子绕组时会产生热损耗，定子绕组往往是温升最高部件。而现有技术中，其中一种电机结构的发热源直接暴露在制冷剂和冷冻机油中；另外一种是使用低导热系数的绝缘漆滴漆处理后暴露在制冷剂和冷冻机油中。然而，压缩机用制冷剂和冷冻机油的导热系数较低，发热源产生的热量难以及时通过制冷剂和冷冻机油带走，也难以及时传导至温度较低的区域，因此这两种方式均不利于电机散热，而温升过高会使定子的绝缘漆老化，降低绝缘材料的绝缘性能，甚至导致定子绕组匝间短路，影响电机的效率和可靠性。
4.因此，如何降低压缩机电机定子绕组的温升，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
5.需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种定子组件、压缩机、空调设备及导热体的填充方法。
7.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种定子组件，包括定子铁芯、定子绕组以及绝缘结构，所述定子铁芯的中心具有一通孔，所述定子铁芯的内壁设置有多个定子槽；所述定子绕组通过所述定子槽缠绕于所述定子铁芯上，且位于所述定子槽内；所述绝缘结构位于所述定子铁芯和所述定子绕组之间和/或不同相位的所述定子绕组之间；
8.还包括导热体，所述导热体选择性填充设置在所述定子槽内所述绝缘结构、所述
定子绕组和所述定子铁芯形成的空隙内。
9.可选地，所述导热体包括第一导热体，所述第一导热体包裹所述定子绕组的漆包线，位于所述定子漆包线之间的空隙内和/或所述定子绕组和所述绝缘结构之间的空隙内。
10.可选地，所述导热体还包括第二导热体，所述第二导热体填充设置在所述绝缘结构和所述定子铁芯之间的空隙内，且与所述定子铁芯和/或所述绝缘结构紧密接触。
11.可选地，所述导热体的导热系数≥0.3w/m.k。
12.为了实现本发明的另一目的，本发明还提供了一种压缩机，包括上述任一项所述的一种定子组件。
13.为了实现本发明的再一目的，本发明还提供了一种空调设备，所述空调设备包括上述的压缩机。
14.本发明还提供了一种导热体的填充方法，用于将导热体选择性填充在定子组件的定子槽内上，包括如下步骤：
15.s100：将定子组件沿其轴向水平静止放置
16.或
17.将所述定子组件沿其轴向与水平面呈α角放置，且绕其轴线以转速n旋转，其中，25
°
＜α＜35
°
，15rpm＜n＜35rpm；
18.s200：在导热体流体状态条件下，将导热体填充至所述定子槽内，由定子绕组、和/或所述绝缘结构形成的空隙内，其中，所述导热体由树脂材料和固化剂混合得到；
19.s300：在所述导热体固化条件下，固化所述导热体，使得所述导热体包裹所述定子绕组的漆包线，以及填充所述定子绕组和绝缘结构之间的空隙和/或所述绝缘结构和所述定子铁芯之间的空隙，其中，所述导热体固化条件包括预设温度和预设时长。
20.可选地，所述树脂材料由包含环氧酚醛清漆树脂和环氧树脂的成分组成，所述固化剂由包含四氢化邻苯二甲酸酐和降冰片烯二酸酐的成分组成；
21.步骤s200中所述导热体流体状态条件为，在20℃～60℃条件下保温不超过3小时；
22.步骤s300中所述导热体固化条件为，在110℃～150℃条件下保温时长至少80分钟。
23.可选地，所述树脂材料和所述固化剂均由包含聚二甲基硅氧烷的成分组成；
24.步骤s200中，所述导热体流体状态条件为，在20℃～25℃条件下保温不超过1小时；
25.步骤s300中所述导热体固化条件为，在25℃～40℃条件下保温时长至少第一时长或80℃～150℃条件下保温时长至少第二时长。
26.可选地，在步骤s300之后，还包括清理所述定子铁芯外径侧、内径侧以及所述定子铁芯两端附着的所述导热体。
27.与现有技术相比，本发明提供的一种定子组件，具有以下有益效果：
28.本发明提供的定子组件的导热体选择性填充设置在所述定子槽内所述绝缘结构、所述定子绕组和所述定子铁芯形成的空隙内为所述定子绕组和所述定子铁芯之间架起了高效率的导热通道，通过所述导热体对主要发热部件定子绕组进行冷却，及时导出电机结构正常运行时定子绕组产生的热量，提高了定子绕组的散热效率，有效降低了电机结构的温升，保证电机结构安全、高效、稳定运行，从而提升了电机的工作寿命。而且，本发明结构
简单，无需更改定子组件的现有结构，成本低廉。
29.进一步地，所述第一导热体，位于所述定子漆包线之间的空隙内和/或所述定子绕组和所述绝缘结构之间的空隙内，所述第二导热体填充设置在所述绝缘结构和所述定子铁芯之间的空隙内，且与所述定子铁芯和/或所述绝缘结构紧密接触，对所述定子绕组有固定作用，在电机结构受到冲击或者振动时，所述定子绕组与所述定子铁芯之间不会产生相对运动，提高了电机结构的稳定性；定子的绕组完全密封于导热体内，避免了冷冻油和冷媒等导电物质或气体接触所述定子绕组，从而起到绝缘防水的作用。
30.本发明提供的压缩机包括所述定子组件，本发明提供的所述空调设备包括具有所述定子组件的压缩机，因此，由于电机定子具有上述的有益效果，所述压缩机和空调设备亦具有类似的有益效果，与现有技术相比，不仅散热效率高，而且运行更加稳定、安全、高效。
31.更进一步地，与现有技术相比，本发明提供的一种导热体的填充方法，具有以下有益效果：
32.所述填充方法在导热体流体状态下采用滴灌填充工艺，使得导热体能够覆盖所述定子绕组以及定子绕组和定子铁芯之间的空隙，工艺简单，易于操作；而且，所述导热体由树脂材料和固化剂组成，绝缘性能佳、导热性能好，而且原料来源广泛，能够有效节约成本。
33.再进一步地，在导热体固化以后，还包括清理所述定子铁芯外径侧、内径侧以及所述定子铁芯两端附着的所述导热体，因此，本发明提供的一种导热体的填充方法，不会给定子组件带来明显表面缺陷，不会对所述定子组件的装配带来任何不利影响。
附图说明
34.图1为现有技术的其中一种定子组件的俯视结构示意图；
35.图2a为图1的径向截面示意图；
36.图2b为图2的其中一个定子槽所在位置局部放大结构示意图；
37.图3为本发明实施例一的其中一种定子组件的结构示意图；
38.图4为图3中其中一个定子槽所在位置局部放大结构示意图；
39.图5为本发明实施例二的一种导热体的填充方法流程示意图；
40.其中，附图标记说明如下：
41.100-定子绕组，110-漆包线，200-定子铁芯，300-绝缘结构，410、420、430-空隙，500-导热体，510-第一导热体，520-第二导热体。
具体实施方式
42.本发明的核心思想是提供一种定子组件、压缩机、空调设备和导热体的填充方法，其核心思想是采用一种导热系数≥0.3w/m
·
k的高导热材料，该材料由一种组分或由多种组分调配混合后使用，为流体状态且在一定条件下能固化。在流体状态下将其填充于发热源以及与之相邻的部件之间的气隙中，填充完成后使其固化为导热体。所填充的导热体能提高热量的传导能力，从而降低电机的定子绕组温升。
43.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的定子组件、压缩机、空调设备及导热体的填充方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
45.<实施例一>
46.参见附图1、图2a、图2b、图3和图4，本实施例提供了一种定子组件，包括定子铁芯200、定子绕组100以及绝缘结构300，所述定子铁芯200的中心具有一通孔，所述定子铁芯200的内壁设置有多个定子槽(图中未标示)；所述定子绕组100通过所述定子槽缠绕于所述定子铁芯200上，且位于所述定子槽内；所述绝缘结构300位于所述定子铁芯200和所述定子绕组100之间以及不同相位的所述定子绕组100之间；还包括导热体500，所述导热体500选择性填充设置在所述定子槽内所述绝缘结构300、所述定子绕组100和所述定子铁芯200形成的空隙内，较佳地，所述导热体500与所述定子绕组100和/或所述定子铁芯200紧密接触。所述导热体500为所述定子绕组100和所述定子铁芯200之间架起了高效率的导热通道，通过所述导热体500对主要发热部件定子绕组100进行冷却，及时导出电机结构正常运行时定子绕组100产生的热量，提高了定子绕组100的散热效率，有效降低了电机结构的温升，保证电机结构安全、高效、稳定运行，从而提升了电机的工作寿命。而且，本发明结构简单，无需更改定子组件的现有结构，成本低廉。
47.优选地，所述导热体500包括第一导热体510，所述第一导热体510包裹所述定子绕组100的漆包线110，位于所述漆包线110之间的空隙430内和/或所述定子绕组100和所述绝缘结构300之间的空隙420内。
48.优选地，所述导热体还包括第二导热体520，所述第二导热体520填充设置在所述绝缘结构300和所述定子铁芯200之间的空隙410内，且与所述定子铁芯200和/或所述绝缘结构300紧密接触。
49.由于所述第一导热体510，位于所述漆包线110的空隙430内和/或所述定子绕组100和所述绝缘结构300之间的空隙420内，所述第二导热体520设置在所述绝缘结构300和所述定子铁芯200之间的空隙410内，且与所述定子铁芯200和/或所述绝缘结构300紧密接触，对所述定子绕组100有固定作用，在电机结构受到冲击或者振动时，所述定子绕组100与所述定子铁芯之间不会产生相对运动，提高了电机结构的稳定性。
50.优选地，所述导热体通过填充工艺设置在所述定子绕组和所述定子铁芯之间，所述导热体由组分a和组分b至少两种组分构成，其中组分a为树脂材料，组分b为固化剂，在其中一种实施方式中，两种组分在存储时为稳定流体状态，按照质量1:1的比例混合制成，在流体状态下通过填充工艺滴灌与所述定子绕组和所述定子铁芯之间的空隙中，并且在一定的温度条件使其固化，包裹所述定子绕组的漆包线、所述定子绕组和所述绝缘结构之间的
空隙和/或所述绝缘结构和所述定子铁芯之间的空隙中。
51.优选地，在其中一种实施方式中，所述树脂材料包含环氧酚醛清漆树脂和环氧树脂成分，所述固化剂包含四氢化邻苯二甲酸酐和降冰片烯二酸酐。
52.优选地，在又一实施方式中，所述树脂材料和所述固化剂均包含聚二甲基硅氧烷。
53.显然地，本发明并不限制导热体的具体材料，所述导热材料包括但不限于导热硅胶片、导热硅脂、导热矽胶布、导热胶带、导热石墨片等导热系数高、散热性能优异的高导热可填充材料。
54.优选地，所述导热体的导热系数≥0.3w/m.k。
55.本发明的再一示例性实施例，提供了一种压缩机，所述压缩机包括如上述实施例所述的一种定子组件。
56.本发明的又一示例性实施例，提供了一种空调设备，包括上述实施例所述的压缩机。
57.本发明提供的一种定子组件，能够有效降低压缩机电机定子绕组的温升。在其中一个示例性一台永磁同步电机，使用本发明提供的定子组件前后的数据如下：在输出功率为8kw时，定子绕组最高温度由180℃降低至150℃；在输出功率为2.5kw时，定子绕组最高温度由79℃降低至65℃，降温幅度近20％，由此可见，本发明提供的一种定子组件降低电机定子绕组温升的效果显著。
58.本发明提供的压缩机包括所述定子组件，本发明提供的所述空调设备包括具有所述定子组件的压缩机，因此，由于电机定子具有上述的有益效果，所述压缩机和空调设备亦具有类似的有益效果，与现有技术相比，不仅散热效率高，而且运行更加稳定、安全、高效。
59.<实施例二>
60.本实施例提供了一种导热体的填充方法，用于将导热体选择性填充在定子组件的定子槽内，如附图5所示，包括如下步骤：
61.s100：将定子组件沿其轴向水平静止放置或将所述定子组件沿其轴向与水平面呈α角放置，且绕其轴线以转速n旋转，其中，25
°
＜α＜35
°
，15rpm＜n＜35rpm。
62.s200：在导热体流体状态条件下，将导热体选择性填充至所述定子槽内，由定子绕组、和/或所述绝缘结构形成的空隙内，其中，所述导热体由树脂材料和固化剂混合得到。
63.s300：在所述导热体固化条件下，固化所述导热体，使得所述导热体包裹所述定子绕组的漆包线，以及填充所述定子绕组和绝缘结构之间的空隙和/或所述绝缘结构和所述定子铁芯之间的空隙，其中，所述导热体固化条件包括预设温度和预设时长。
64.优选地，步骤s200中，可以使用滴灌装置对流体状态下的导热体进行滴灌操作以实现选择性填充。所述导热体由树脂材料和固化剂按照质量比1:1混合得到，所述树脂材料由包含环氧酚醛清漆树脂和环氧树脂的成分组成，所述固化剂由包含四氢化邻苯二甲酸酐和降冰片烯二酸酐的成分组成；步骤s200中所述导热体流体状态条件为，在20℃～60℃条件下保不超过3小时；步骤s300中所述导热体固化条件为，在110℃～150℃条件下保温时长至少80分钟。
65.优选地，所述树脂材料和所述固化剂均由包含聚二甲基硅氧烷的成分组成；步骤s200中，所述导热体流体状态条件为，在20℃～25℃条件下保温不超过1小时；步骤s300中所述导热体固化条件为，在25℃～40℃条件下保温时长至少第一时长或80℃～150℃条件
下保温时长至少第二时长。可以理解的是，所述导热体的固化条件与温度相关，温度越高，固化时间越短，比如，不使用烘箱的情况下，自然条件下室温达到25℃时用时约24小时(即所述第一时长)可固化；使用烘箱的情况下，保温80℃时，所述第二时长约为2个小时可固化。保温150℃时，所述第二时长约为30分钟可固化。
66.由此可见，所述定子组件沿其轴向静止放置或倾斜一定角度并沿其轴向旋转，能够使得所述流体状态的导热体自然流动实现均匀填充；所述填充方法在导热体流体状态下采用滴灌填充工艺，使得导热体能够覆盖所述定子绕组以及定子绕组和定子铁芯之间的空隙，工艺简单，易于操作。而且，所述导热体由树脂材料和固化剂组成，绝缘性能佳、导热性能好，而且原料来源广泛，能够有效节约成本。
67.优选地，在步骤s300之后，还包括清理所述定子铁芯外径侧、内径侧以及所述定子铁芯两端附着的所述导热体。因此，本发明提供的一种导热体的填充方法，不会给定子组件带来明显表面缺陷，不会对所述定子组件的装配带来任何不利影响。
68.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
69.综上，上述实施例对定子组件、压缩机、空调设备及导热体的填充方法的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。