專利名稱：永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)以及使用這種電動機(jī)的空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一個轉(zhuǎn)子的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，所述轉(zhuǎn)子帶有一塊用于產(chǎn)生磁場的永久磁鐵，且本發(fā)明特別涉及適于安裝在空調(diào)的壓縮機(jī)上的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
背景技術(shù)：
根據(jù)日本專利申請公開文獻(xiàn)NO.平11-285188中披露的那樣，在永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子鐵芯包括一個僅用于產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的第一芯體和一個用于至少產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的第二芯體，其中，以相等的間隔、沿所述芯體的外周嵌入數(shù)量與磁極對應(yīng)的永久磁鐵。
日本專利申請公開文獻(xiàn)NO.2000-37052披露了一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，在其中央設(shè)有一個永久磁鐵轉(zhuǎn)子，而在兩端的每一個端部設(shè)有一個磁阻轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子。
為了利用磁阻轉(zhuǎn)矩，必須產(chǎn)生由電樞導(dǎo)線形成的電樞反作用磁通。但是，所有的所述現(xiàn)有技術(shù)均存在以下問題即使產(chǎn)生了磁阻轉(zhuǎn)矩，也會由于電樞反作用磁通而造成芯體損耗的增加，并且不能提高永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的輸出。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的目的在于提供一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其能夠消除由于電樞反作用磁通而造成的芯體損耗的增加，并能有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩。
為了提高永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的輸出，有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩是最重要的。磁阻轉(zhuǎn)矩與由供給至電樞導(dǎo)線的電流產(chǎn)生的電樞反作用磁通的大小相關(guān)。電樞反作用磁通通過位于轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵的磁極之間設(shè)置的極間鐵芯。但是，極間鐵芯也會通過由永久磁鐵發(fā)出的磁通，因此應(yīng)使其位于磁飽和區(qū)域中，以致電樞反作用磁通不能容易地通過。另外，除了基波磁通以外，諧波磁通也出現(xiàn)于由電樞導(dǎo)線產(chǎn)生的磁通。如果由電樞導(dǎo)線產(chǎn)生的諧波磁通通過設(shè)置在磁飽和區(qū)域中的極間鐵芯，則會增大芯體損耗，結(jié)果會妨礙磁阻轉(zhuǎn)矩的有效使用。
本發(fā)明的第一個特征在于在永久磁鐵插入孔中裝有永久磁鐵的第一轉(zhuǎn)子鐵芯中，在第一轉(zhuǎn)子鐵芯外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且磁路在q-軸線側(cè)上的間隙長度大于磁路在d-軸線側(cè)上的間隙長度，結(jié)果使電樞反作用磁通難以通過。另一方面，作為磁阻轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子的第二轉(zhuǎn)子鐵芯以不同于第一轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵插入孔的形式設(shè)有阻止d-軸線磁通的磁通障。
由于設(shè)置在外表面附近的磁極之間的凹入部分，因此，上述結(jié)構(gòu)能夠確保電樞反作用磁通不能容易地通過帶有嵌入在其中的永久磁鐵的第一轉(zhuǎn)子鐵芯，而電樞反作用磁通卻能夠容易地通過第二轉(zhuǎn)子鐵芯的極間鐵芯。
第二轉(zhuǎn)子鐵芯能夠提供阻止d-軸線磁通的有效磁通障。由于不存在永久磁鐵，因此，極間鐵芯的磁通密度較小，且以較小量的電流就能產(chǎn)生較大的電樞反作用磁通。這樣會產(chǎn)生少量的電樞電流，因此由電樞反作用磁通所造成的芯體損耗較小。這樣便能夠提供一種能通過有效利用磁阻轉(zhuǎn)矩來提高輸出的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
本發(fā)明的第二個特征在于在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且組合使用了在其中嵌有永久磁鐵的第一轉(zhuǎn)子鐵芯和具有復(fù)式拱形(U形)磁通障的第二轉(zhuǎn)子鐵芯。
本發(fā)明的第三個特征在于在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且組合使用了在其中嵌有永久磁鐵的第一轉(zhuǎn)子鐵芯和第二轉(zhuǎn)子鐵芯，其中，所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯是以轉(zhuǎn)換磁阻結(jié)構(gòu)設(shè)計而成的且具有一個位于q-軸線側(cè)的凸極。
本發(fā)明的第四個特征在于在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且組合使用了第一轉(zhuǎn)子鐵芯和第二轉(zhuǎn)子鐵芯，其中，所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯具有以直線、U形(拱形)或V形結(jié)構(gòu)嵌入在其中的永久磁鐵，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯具有一個設(shè)置在q-軸線側(cè)上的磁通障。
本發(fā)明的第五個特征在于在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分。還給出了這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一轉(zhuǎn)子鐵芯中嵌入永久磁鐵，而在第二轉(zhuǎn)子鐵芯中，在軸的兩端都設(shè)有磁通障，以將所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯固定在中間。
本發(fā)明的第六個特征在于由一個設(shè)有磁通障的第二轉(zhuǎn)子鐵芯和一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其特征在于在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，以便從兩個軸端將第二轉(zhuǎn)子鐵芯固定在其間，并將永久磁鐵嵌入其中。
通過下面對實施例的描述將會清楚地了解本發(fā)明的其它特點附圖的簡要說明

圖1為透視圖，其說明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第一實施例的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)；圖2為徑向橫剖面圖，其說明了在圖1中給出的轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)。
圖3為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第一實施例的第一轉(zhuǎn)子鐵芯1；圖4為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第一實施例的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2；圖5為透視圖，其說明了作為本發(fā)明第二實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)；圖6為橫剖面圖，其說明了在圖5中給出的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖7為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第三實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖8為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第四實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖9為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第五實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖10為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第六實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖11為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第七實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；
圖12為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第八實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖13為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第九實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖14為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第十實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖15為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第十一實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖16為徑向橫剖面圖，其說明了作為本發(fā)明第十二實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)；圖17為透視圖，其說明了作為本發(fā)明第十三實施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖18為透視圖，其說明了作為本發(fā)明第十四實施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖19為透視圖，其說明了作為本發(fā)明第十五實施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖20為透視圖，其說明了作為本發(fā)明第十六實施例的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖21為框圖，其說明了作為本發(fā)明第十七實施例的一種空調(diào)的制冷循環(huán)。
對本發(fā)明的詳細(xì)描述下面參照附圖對本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的實施例進(jìn)行描述。
第一實施例圖1為透視圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第一實施例的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。圖2為表明在圖1中給出的轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)的徑向剖面圖。在這些附圖中，轉(zhuǎn)子10包括一個沿軸向分開的第一轉(zhuǎn)子鐵芯1和第二轉(zhuǎn)子鐵芯2，且轉(zhuǎn)子10的設(shè)置方式為第一轉(zhuǎn)子鐵芯1沿軸向L1的長度應(yīng)大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯2沿軸向L2的長度。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的主要貢獻(xiàn)在于通過永磁型同步電機(jī)產(chǎn)生電動回轉(zhuǎn)力矩，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的貢獻(xiàn)在于通過一臺磁阻電機(jī)產(chǎn)生磁阻力矩。
第一轉(zhuǎn)子鐵芯1包括一塊稀土永久磁鐵4(此處所示為四-磁極型磁鐵)，該磁鐵被設(shè)置在相對于轉(zhuǎn)子10的軸呈凸起V形的永久磁鐵插入孔3中；一個極間鐵芯5；一個用于固定至所述軸(未示出)上的轉(zhuǎn)子軸孔6以及一個用于固定第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的鉚釘孔7。永久磁鐵4最好是一種由釹-鐵-硼或釤鈷磁鐵為代表的稀土磁鐵。可以將低成本的鐵素體組磁鐵用于這一目的。插入永久磁鐵4，且該字母V的中心方向被稱為作為磁通軸線的d-軸線。就電角而言，與該d-軸線相差90度的磁通軸線被稱為作為電樞反作用軸線的q-軸線。為了第一轉(zhuǎn)子鐵芯1不使電樞反作用磁通通過，通過在q-軸線側(cè)上的轉(zhuǎn)子表面附近、以字母V略微切除極間鐵芯5形成一個凹入部分12。如從附圖中清楚地了解的那樣，第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的磁路間隙相對于d-軸線磁通是較小的，而作為同步電機(jī)卻能夠產(chǎn)生足量的電動回轉(zhuǎn)力矩。不僅如此，還可增大磁路間隙以應(yīng)付由電樞反作用所產(chǎn)生的q-軸線磁通。因此，所述磁通不易被接收，且能向第二轉(zhuǎn)子鐵芯2側(cè)導(dǎo)引由于電樞反作用所產(chǎn)生的q-軸線磁通。
第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有一個磁阻磁路8，其包括一個相對于轉(zhuǎn)子10的軸呈凸形復(fù)式拱形(U形)的磁通障81(其結(jié)構(gòu)與永久磁鐵插入孔3的結(jié)構(gòu)不同)，以及一塊銅板82。第二轉(zhuǎn)子鐵芯2還具有一個用于安裝軸(未示出)的轉(zhuǎn)子軸孔9以及一個用于固定第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的鉚釘孔11。在第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的極間鐵芯13上未形成凹入部分。因此，其具有完全圓形的外周，因此，電樞反作用磁通能夠容易地通過第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的極間鐵芯13。下面將利用圖3對這一內(nèi)容作更詳細(xì)地說明。
圖3為徑向剖面圖，其表明了在作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第一實施例的第一轉(zhuǎn)子鐵芯1。圖4為徑向剖面圖，其表明了在作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第一實施例的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2。在圖3和圖4中，定子14是相同的，且在定子鐵芯15中設(shè)有多個T字鐵16和槽17。在槽17中設(shè)有集中繞組的電樞導(dǎo)線18，以便環(huán)繞T字鐵16；即，以集中繞組形式設(shè)有U-相繞組18U，V-相繞組18V以及W-相繞組18W。
在關(guān)注轉(zhuǎn)子時，會發(fā)現(xiàn)根據(jù)圖3中所示的第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的結(jié)構(gòu)，電樞反作用磁通難以通過第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的極間鐵芯5。換句話說，根據(jù)圖3中第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的結(jié)構(gòu)，在q-軸線側(cè)上的間隙長度等于qg1。通過永久磁鐵4將極間鐵芯5設(shè)置在磁飽和區(qū)域中，且使電樞反作用磁通難以通過。
當(dāng)使用圖4中所示的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的結(jié)構(gòu)時，電樞反作用磁通易于通過第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的極間鐵芯13。換句話說，根據(jù)圖4中給出的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的結(jié)構(gòu)，在q-軸線側(cè)上的間隙長度等于qg2。由于不存在永久磁鐵，因而，易于使電樞反作用磁通Φ1和磁通Φ2通過極間鐵芯13。特別是，包括復(fù)式拱形(U形)磁通障81和拱肋82的磁阻磁路8允許電樞反作用磁通Φ1和磁通Φ2(q-軸線的磁通)易于通過。為了應(yīng)付d-軸線的磁通，應(yīng)形成在任意位置處與磁通方向幾乎呈直角的磁通障，從而能夠提供實質(zhì)上理想的屏障效果。因此，在第二轉(zhuǎn)子鐵芯2側(cè)，通過少量的電樞電流便能產(chǎn)生較大的電樞反作用(q-軸線)磁通Φ1和磁通Φ2。這樣便能夠有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩而獲得以較大輸出為特征的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
因此，能夠提供這樣一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其通過磁阻轉(zhuǎn)矩能夠提供足夠的轉(zhuǎn)矩，同時節(jié)省了高成本的永久磁鐵并避免了循環(huán)使用的問題。
第二實施例圖5為透視圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第二實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。圖6為說明在圖5中給出的轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)的剖面圖。在這些附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖1-4中部件相同的部件。與圖1-4相同，轉(zhuǎn)子10包括一個沿軸向岔開的第一轉(zhuǎn)子鐵芯1和第二轉(zhuǎn)子鐵芯2，且轉(zhuǎn)子10的設(shè)置方式為第一轉(zhuǎn)子鐵芯1沿軸向的長度L1大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯2沿軸向的長度L2。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的主要貢獻(xiàn)在于通過永磁型同步電機(jī)產(chǎn)生電動回轉(zhuǎn)力矩，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2的貢獻(xiàn)在于通過一臺磁阻電機(jī)產(chǎn)生磁阻力矩。而其與圖1-4的不同在于第二轉(zhuǎn)子鐵芯2是以轉(zhuǎn)換磁阻結(jié)構(gòu)設(shè)計而成的且具有一個位于q一軸線側(cè)的凸極13，并且通過一個較大的凹入部分83形成了一個磁通障以應(yīng)付d-軸線的磁通。
這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的效果。
第三實施例圖7為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第三實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖2中部件相同的部件。其與圖2的不同之處在于將由一塊扁平板制成的永久磁鐵41插入第一轉(zhuǎn)子鐵芯1中的直線狀永久磁鐵插入孔31內(nèi)。
這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第四實施例圖8為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第四實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖6和7中部件相同的部件。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1與圖7中的第一轉(zhuǎn)子鐵芯相同，且第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有與圖6中的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第五實施例圖9為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第五實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖2中部件相同的部件。其與圖2的不同之處在于將一塊U形(拱形)永久磁鐵42插入第一轉(zhuǎn)子鐵芯1中的U形(拱形)永久磁鐵插入孔32內(nèi)。
這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第六實施例圖10為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第六實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖6和9中部件相同的部件。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1具有與圖9中第一轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有與圖6中第二轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第七實施例圖11為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第七實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖2中部件相同的部件。其與圖2的不同之處在于將永久磁鐵43和44插入第一轉(zhuǎn)子鐵芯1的永久磁鐵插入孔33和34中，且使永久磁鐵43和44形成雙V形狀。
這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第八實施例圖12為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第八實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖6和7中部件相同的部件。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1具有與圖11中第一轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有與圖6中第二轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第九實施例圖13為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第九實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖2中部件相同的部件。其與圖2的不同之處在于在第一轉(zhuǎn)子鐵芯1中以雙直線形成的永久磁鐵插入孔35和36中插入永久磁鐵45和46，且永久磁鐵45和46由兩塊扁平片狀磁鐵制成。
該實施例也提供了與第一實施例相同的基本性能。
第十實施例圖14為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖6和13中部件相同的部件。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1與圖13中的第一轉(zhuǎn)子鐵芯相同，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有與圖6中第二轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十一實施例圖15為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十一實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，利用相同的標(biāo)號表示了與圖2中部件相同的部件。其與圖2的不同在于將永久磁鐵47和48插入第一永久磁鐵1中的永久磁鐵插入孔37和38內(nèi)，且使永久磁鐵47和48形成雙U形(拱形)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十二實施例圖16為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十二實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在這一附圖中，為了避免重復(fù)說明，將利用相同的標(biāo)號表示與圖6和15中部件相同的部件。第一轉(zhuǎn)子鐵芯1具有與圖15中第一轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有與圖6中第二轉(zhuǎn)子鐵芯相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十三實施例圖17為透視圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十三實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在附圖中所示的轉(zhuǎn)子中，為了避免重復(fù)說明，將利用相同的標(biāo)號表示與圖1中部件相同的部件。其與圖1的不同之處在于轉(zhuǎn)子10是以這樣的方式設(shè)置的，即轉(zhuǎn)子鐵芯21和22從軸的兩端將第一轉(zhuǎn)子鐵芯固定在中間，使第一轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向的長度L1大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯21和22沿軸向的長度之和(L21+L22)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十四實施例圖18為徑向剖面圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十四實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在附圖中所示的轉(zhuǎn)子中，為了避免重復(fù)說明，將利用相同的標(biāo)號表示與圖5中部件相同的部件。其與圖5的不同之處在于轉(zhuǎn)子10是以這樣的方式設(shè)置的，即第二轉(zhuǎn)子鐵芯23和24從軸的兩端將第一轉(zhuǎn)子鐵芯1固定在中間。第二轉(zhuǎn)子鐵芯23和24具有圖6(B)所示的徑向剖面。第一轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向的長度L1大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯23和24沿軸向的長度之和(L23+L24)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十五實施例圖19為透視圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十五實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在附圖中所示的轉(zhuǎn)子中，為了避免重復(fù)說明，將利用相同的標(biāo)號表示與圖1和2中部件相同的部件。其與圖1和2的不同之處在于轉(zhuǎn)子10是以這樣的方式設(shè)置的，即第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112沿軸向從兩端將第二轉(zhuǎn)子鐵芯2固定在中間。第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112具有圖2(A)所示的徑向剖面，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有圖1和2所示的結(jié)構(gòu)。此處，第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112沿軸向的長度之和(L111+L112)大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯2沿軸向的長度(L2)。在附圖中，永久磁鐵4的形狀如圖19所示為單一的V形形狀，但其也可以采用單一或雙直線形式或拱形(U形)或V形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十六實施例圖20為透視圖，其表明了作為本發(fā)明的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中第十六實施例的轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)。在附圖中所示的轉(zhuǎn)子中，為了避免重復(fù)說明，將利用相同的標(biāo)號表示與圖1和5中部件相同的部件。其與圖1和5的不同之處在于轉(zhuǎn)子10是以這樣的方式設(shè)置的，即第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112從軸的兩端將第二轉(zhuǎn)子鐵芯2固定在中間。
第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112具有圖2(A)所示的徑向剖面，而第二轉(zhuǎn)子鐵芯2具有圖5和6所示的結(jié)構(gòu)。此處，使第一轉(zhuǎn)子鐵芯111和112沿軸向的長度之和(L111+L112)大于第二轉(zhuǎn)子鐵芯2沿軸向的長度L2。在附圖中，永久磁鐵4的形狀如圖所示為單一的V形形狀，但其也可以采用單一或雙直線形式或拱形(U形)或V形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)也提供了與第一實施例相同的基本特性。
第十七實施例圖21為一個框圖，其表明了作為本發(fā)明第十七實施例的一種空調(diào)的制冷循環(huán)。標(biāo)號60表示的是室外設(shè)備，標(biāo)號61表示的是室內(nèi)設(shè)備，而標(biāo)號62表示的是壓縮機(jī)。永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)63和壓縮單元64均被密封在壓縮機(jī)62中。標(biāo)號65表示的是一臺冷凝器，標(biāo)號66表示的是一個膨脹閥，而標(biāo)號67表示的是一臺蒸發(fā)器。在致冷循環(huán)中，致冷劑沿箭頭方向循環(huán)且壓縮機(jī)62壓縮致冷劑。之后，在包括冷凝器65和膨脹閥66的室外設(shè)備60和由一臺蒸發(fā)器67構(gòu)成的室內(nèi)設(shè)備61之間進(jìn)行熱交換，從而實現(xiàn)冷卻功能。
在以下的描述中，將在上面給出的實施例中所示的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)用作永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)63。其提高了永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)63的輸出并減小了空調(diào)的輸入。因此，其具有減小可能導(dǎo)致全球變暖的CO2排放的效果。不言而喻，當(dāng)被用于冰箱和冷凍機(jī)中時，也能獲得相同的效果。
根據(jù)上面描述的實施例，使設(shè)有永久磁鐵的第一轉(zhuǎn)子鐵芯在q-軸線側(cè)的間隙長度較長，以便使電樞反作用磁通難以通過，而對僅具有磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯2進(jìn)行布置以有助于電樞反作用磁通通過。這樣便能夠以較小的電樞電流產(chǎn)生較大的電樞反作用磁通。通過有效地使用磁阻轉(zhuǎn)矩，能夠提供一種有較大輸出的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
本發(fā)明提供了一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)和空調(diào)，它們通過有效地使用磁阻轉(zhuǎn)矩能夠提供較大的輸出，同時，節(jié)省了永久磁鐵。
權(quán)利要求
1.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的多個永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征在于在第一轉(zhuǎn)子鐵芯上外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯的所述磁阻磁路在徑向剖面上具有結(jié)構(gòu)與所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵插入孔不同的磁通障。
2.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征在于在第一轉(zhuǎn)子鐵芯上外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯的所述磁阻磁路在徑向剖面上具有多個拱形(U形)磁通障，這些磁通障的結(jié)構(gòu)與所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯的永久磁鐵插入孔不同。
3.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征在于在第一轉(zhuǎn)子鐵芯上外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，且以轉(zhuǎn)換磁阻結(jié)構(gòu)設(shè)計所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯，其中，在q-軸線側(cè)設(shè)有一個凸極。
4.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；其中，在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征還在于其具有由一個定子，一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯和一個第二轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成的組合體，其中，所述定子在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線，所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯具有以直線、拱形(U形)或V形結(jié)構(gòu)嵌入其中的永久磁鐵，而所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯具有一個設(shè)置在q-軸線側(cè)上的磁通障。
5.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征還在于其具有由一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯和一個第二轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，在所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯中，在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分，在所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯中，在兩個軸端上設(shè)有磁通障，以便將所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯固定在其間。
6.一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其包括一個定子，其在一個定子鐵芯上的多個槽中設(shè)有電樞導(dǎo)線；一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，其沿軸向分為多個部分且含有嵌入多個永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵；及一個具有一磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯；所述永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的特征在于以從兩個軸端將所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯固定在中間的方式設(shè)置所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯和兩個第一轉(zhuǎn)子鐵芯，在所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯中，相對于d-軸線磁路形成一個磁通障，在兩個所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯中，在外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分且以不同于所述磁通障的結(jié)構(gòu)嵌入永久磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其特征在于所述第一轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向長度大于所述第二轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向長度。
8.一種通過權(quán)利要求1-6中任意一項所述的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)。
9.一種設(shè)有權(quán)利要求8的壓縮機(jī)的空調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī),其能夠減少由于電樞反作用磁通而造成的芯體損耗并能有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩。一種永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)包括一個第一轉(zhuǎn)子鐵芯,其設(shè)有一塊存放在永久磁鐵插入孔中的永久磁鐵;以及一個具有一個磁阻磁路的第二轉(zhuǎn)子鐵芯,其中,在第一轉(zhuǎn)子鐵芯上外表面附近的磁極之間設(shè)有一個凹入部分,且以不同于磁鐵插入孔的形式設(shè)置構(gòu)成第二轉(zhuǎn)子鐵芯的磁阻磁路的磁通障,從而限定了電樞反作用磁通的磁路,且通過有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩能夠獲得一種可提供較大輸出的永磁型旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
文檔編號H02K19/10GK1388625SQ0212066
公開日2003年1月1日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者菊地聰, 小原木春雄, 涌井真一, 木村守, 高畑良一, 牧晃司, 田原和雄, 宮田健治, 北村正司, 高橋身佳 申請人:株式會社日立制作所