專(zhuān)利名稱：自起動(dòng)式同步電機(jī)以及使用該電機(jī)的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自起動(dòng)式永久磁鐵同步電機(jī)以及使用該電機(jī)的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
在按整體將電機(jī)和渦形管密封在容器內(nèi)的壓縮機(jī)中，具有通過(guò)另外放置的逆變器進(jìn)行速度控制的可變速機(jī)和由恒壓恒頻率的電源直接供電并按恒定的旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行的等速機(jī)。
在等速機(jī)中，作為電機(jī)不使用逆變器裝置，而使用轉(zhuǎn)子具有鼠籠型繞組的可自起動(dòng)的感應(yīng)式電機(jī)。
但是，由于感應(yīng)式電機(jī)效率低，故如①特開(kāi)平4-210758號(hào)公報(bào)、②特開(kāi)平6-284660號(hào)公報(bào)、③特開(kāi)2001-78401號(hào)公報(bào)等所公開(kāi)的那樣，提議采用在鼠籠型繞組的內(nèi)周側(cè)埋入永久磁鐵、以作為感應(yīng)式電機(jī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)加速、并在額定速度中作為同步電機(jī)運(yùn)行的、所謂的被稱為自起動(dòng)式同步電機(jī)或者感應(yīng)式同步電機(jī)的電機(jī)。
此外，④特開(kāi)2001-157427號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了在上述這樣的自起動(dòng)式同步電機(jī)中，使定子上并存集中繞組和分布繞組二個(gè)電樞繞組，作為使用了分布繞組的電樞繞組的感應(yīng)式電機(jī)起動(dòng)加速，在高速區(qū)域，將之切換成使用了集中繞組的電樞繞組的同步電機(jī)。
這里，⑤特開(kāi)平8-111968號(hào)公報(bào)或⑥特開(kāi)平11-89197號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)了在永久磁鐵式同步電機(jī)中，將定子和轉(zhuǎn)子間的空氣間隙做成不等間隙的做法，同樣地，在⑦特開(kāi)平7-39090號(hào)公報(bào)或⑧特開(kāi)平7-212994號(hào)公報(bào)、⑨特開(kāi)平10-126981號(hào)公報(bào)中也公開(kāi)了關(guān)于永久磁鐵的著磁方向的內(nèi)容。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)槭亲鳛槭蠡\型感應(yīng)式電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)加速，故都在定子上配備分布繞組的電樞繞組，由于每一匝的繞組長(zhǎng)度變大而銅損變大，故妨礙了高效率化。此外，因?yàn)榕鋫浞植祭@組的電樞繞組，故線圈端部長(zhǎng)大，由于電機(jī)被大型化，故在可以適用的如壓縮機(jī)等中，將對(duì)壓縮機(jī)本體的小型化造成妨礙。進(jìn)而，由于需要加大生產(chǎn)設(shè)備，故還產(chǎn)生有成本上的問(wèn)題。
在上述④特開(kāi)2001-157427號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，除了上述的內(nèi)容以外，因需要另外放置的切換開(kāi)關(guān)、需要生產(chǎn)線上分別具有集中繞組和分布繞組的繞線機(jī)等理由，在成本方面存在問(wèn)題。此外，因?yàn)槿藗冞€認(rèn)為對(duì)應(yīng)于用2極(2n極)繞卷只在起動(dòng)時(shí)使用的分布繞組電樞線圈，磁鐵配置應(yīng)采用4極(4n極)構(gòu)成，故起動(dòng)時(shí)在2極用的線圈上交鏈4極磁通，所以，將產(chǎn)生具有2倍頻率的高次諧波成分，使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性劣化。進(jìn)而，由于設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的起動(dòng)用導(dǎo)體使用的是管狀的圓環(huán)導(dǎo)體，故形成磁間隙，在額定運(yùn)行時(shí)減少有效磁通，關(guān)系到特性劣化，因?yàn)槠饎?dòng)時(shí)導(dǎo)體上感應(yīng)的電流為渦旋狀地分布的，故不能與定子側(cè)的磁通正交，不能確保有效的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，由于需要另外的轉(zhuǎn)子的裝配線，故還存在成本方面的不利等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供小型且高效率的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)用等的自起動(dòng)式同步電機(jī)(感應(yīng)同步電機(jī))以及使用了該電機(jī)的壓縮機(jī)。
自起動(dòng)式(感應(yīng))同步電機(jī)具有鼠籠型線圈并利用作為感應(yīng)式電機(jī)的轉(zhuǎn)矩起動(dòng)加速，如果達(dá)到額定速度則利用作為由永久磁鐵或者電磁鐵的磁場(chǎng)構(gòu)成的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。因此，作為感應(yīng)式電機(jī)，為了防止①轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、②損失、以及③對(duì)電源的不良影響，如在上述諸公報(bào)中可以看到的那樣，必須考慮分布繞組的電樞線圈。但是，根據(jù)本發(fā)明人的分析，達(dá)到作為感應(yīng)式電機(jī)的額定速度(附近)的起動(dòng)加速時(shí)間可以在1秒鐘以內(nèi)，如果能夠在這么短小的時(shí)間內(nèi)解決上述①～③的課題，或者采取減輕它們的方案策略，則此后可以作為高效率的同步電機(jī)運(yùn)行。
因而，本發(fā)明的特征之一是，在以感應(yīng)式電機(jī)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)加速、以同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒速運(yùn)行的自起動(dòng)式同步電機(jī)中，將其電樞線圈做成了集中繞組(或同心繞組)。
這樣，通過(guò)也包含按感應(yīng)式電機(jī)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)加速時(shí)將電樞線圈做成了集中繞組，可以減小線圈端部，得到小型化的自起動(dòng)式同步電機(jī)。
本發(fā)明的特征之二是，在以感應(yīng)式電機(jī)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)加速、以同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒速運(yùn)行的自起動(dòng)式同步電機(jī)中，在將其電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還將電樞線圈做成了由U相、V相、W相構(gòu)成的三相繞組。
本發(fā)明的特征之三是，在自起動(dòng)式同步電機(jī)中，在將其電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還將電樞線圈做成了由主繞組、輔助繞組構(gòu)成的二相或者單向繞組。
本發(fā)明的特征之四是，在自起動(dòng)式同步電機(jī)中，在將其電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還在永久磁鐵的極間設(shè)置了鼠籠型導(dǎo)體。
本發(fā)明的特征之五是，在自起動(dòng)式同步電機(jī)中，在將其電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還在定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置了不等間隙。
在本發(fā)明的理想的實(shí)施形態(tài)中，具有繞卷在定子鐵心的多個(gè)切槽上的集中繞組的電樞線圈、在設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部附近的多個(gè)切槽內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)電性材料形成的鼠籠型線圈、和埋設(shè)在該鼠籠型線圈的內(nèi)周側(cè)的多個(gè)近似弧形形狀永久磁鐵。
利用這些構(gòu)件，在作為感應(yīng)式電機(jī)的起動(dòng)加速時(shí)，通過(guò)分別附加了減輕對(duì)①轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、②損失、以及③電源的不良影響的結(jié)構(gòu)，可以得到小型化了的、高效率的自起動(dòng)式同步電機(jī)。
在本發(fā)明中，進(jìn)一步提出了配備有上述的自起動(dòng)式同步電機(jī)的壓縮機(jī)。


圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖22是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。
圖23是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的壓縮機(jī)斷面構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1所示是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。自起動(dòng)式同步電機(jī)具有定子1和轉(zhuǎn)子10。定子1具有定子鐵心2、在其上施行了的3個(gè)切槽3和被這3個(gè)切槽3分割成了3個(gè)的齒4。利用上述切槽3在齒4上電樞線圈5被繞卷成集中繞組。圖中，電樞線圈5由用U相繞組5A、V相繞組5B以及W相繞組5C組成的三相繞組構(gòu)成，在以感應(yīng)式電機(jī)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)加速開(kāi)始，在到達(dá)作為同步電機(jī)的恒速運(yùn)行的全速度區(qū)域中，由一定頻率的交流電源(供電裝置)供電。
在轉(zhuǎn)子10中，轉(zhuǎn)子鐵心6具有的鼠籠型導(dǎo)體7和永久磁鐵8被固定在曲軸軸承9上。多個(gè)的鼠籠型導(dǎo)體7作為鼠籠型感應(yīng)式電機(jī)的起動(dòng)用，永久磁鐵8作為按同步電機(jī)的額定速度的運(yùn)行用。永久磁鐵8形成與曲軸軸承9同心的弧形形狀，分割成2個(gè)并構(gòu)成2個(gè)磁極地埋設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵心6中。具有該永久磁鐵的磁場(chǎng)的自起動(dòng)式同步電機(jī)是在定子鐵心2上形成3個(gè)切槽3和在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了2個(gè)永久磁鐵8的“2極-3槽”構(gòu)造。
這里，電樞線圈5(5A、5B、5C)以集中繞組的繞組方式繞卷在定子鐵心2的齒4上，并收納在切槽3中。
按照如上述這樣進(jìn)行構(gòu)成，則(1)由于使電樞線圈5的配線長(zhǎng)為最短，因而可以使線圈阻抗減小到最小限，故可以降低運(yùn)行中的銅損，謀求高效率化；(2)可以較小地構(gòu)成線圈端部，謀求電機(jī)本身以及使用它的壓縮機(jī)等的小型化；(3)與分布繞組相比，采用簡(jiǎn)單的生產(chǎn)設(shè)備即可。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，與圖1的將電樞線圈5做成了分布繞組的情況相比，可以提高3％的效率。
圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖1同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖1的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖1同樣的效果。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖1同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖1的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖1同樣的效果。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖2同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖2的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面做了8個(gè)切槽3，將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖2同樣的效果。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖1同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖1的構(gòu)成不同的部分在于在2個(gè)永久磁鐵8的2個(gè)極間分別配置了鼠籠型導(dǎo)體7A這一點(diǎn)上。
在這樣進(jìn)行構(gòu)成時(shí)，由于可以在得到與圖1同樣的效果的基礎(chǔ)上，期待增強(qiáng)作為感應(yīng)式電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)，可以作為同步電機(jī)抑制包含高次諧波的電樞反作用磁通從極間流入轉(zhuǎn)子鐵心6，故可以進(jìn)一步謀求高效率化。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖2、5同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖2、5的構(gòu)成不同的部分在于在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖5同樣的效果。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖5同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖5的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖5同樣的效果。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖6同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖6的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了8個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖6同樣的效果。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖1、5同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖1、5的構(gòu)成不同的部分在于在2個(gè)永久磁鐵8的極間分別配置了斷面面積大于其他的鼠籠型導(dǎo)體7的鼠籠型導(dǎo)體7B這一點(diǎn)上。
在這樣進(jìn)行構(gòu)成時(shí)，在可以得到與圖5同樣的效果的基礎(chǔ)上，由于具有防止在極性不同的2個(gè)永久磁鐵8的極間產(chǎn)生的泄漏磁通(沒(méi)有圖示)增加有效磁通的作用，故可以謀求進(jìn)一步改善特性。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖9同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖9的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖9同樣的效果。
圖11是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖9同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖9的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖9同樣的效果。
圖12是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖10同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖10的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了8個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖8同樣的效果。
圖13是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖1同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖1的構(gòu)成不同的部分在于在外徑側(cè)加寬齒4的兩端部4A，形成使定子1的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子10的外徑的間隙長(zhǎng)度在切槽開(kāi)口部3A附近變大，在齒4的周方向中心部分變小這樣的不等間隙這一點(diǎn)上。
通過(guò)這樣地進(jìn)行構(gòu)成，在能夠得到與圖1同樣的效果的基礎(chǔ)上，由于可以使間隙的磁通分布更接近于正弦波，故可以減輕起動(dòng)時(shí)的作為感應(yīng)式電機(jī)的異常轉(zhuǎn)矩，且降低作為同步電機(jī)運(yùn)行中的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖13同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖13的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到與用圖13說(shuō)明過(guò)的效果相同的效果。
圖15是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖13同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖13的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖13同樣的效果。
圖16是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖14同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖14的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了8個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖14同樣的效果。
圖17是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖5同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖5的構(gòu)成不同的部分在于在外徑側(cè)加寬齒4的兩端部4A，形成使定子1的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子10的外徑的間隙長(zhǎng)度在切槽開(kāi)口部3A附近變大，在齒4的周方向中心部分變小這樣的不等間隙這一點(diǎn)上。
通過(guò)這樣地進(jìn)行構(gòu)成，可以在得到與圖5同樣的效果的基礎(chǔ)上，減輕起動(dòng)時(shí)的異常轉(zhuǎn)矩，并降低運(yùn)行中的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
圖18是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖17同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖17的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖17同樣的效果。
圖19是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖17同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖17的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖17同樣的效果。
圖20是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖9同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖9的構(gòu)成不同的部分在于在外徑側(cè)加寬齒4的兩端部4A，形成使定子1的內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子10的外徑的間隙長(zhǎng)度在切槽開(kāi)口部3A附近變大，在齒4的周方向中心部分變小這樣的不等間隙這一點(diǎn)上。
通過(guò)這樣地進(jìn)行構(gòu)成，可以在得到與圖9同樣的效果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減輕起動(dòng)時(shí)的異常轉(zhuǎn)矩，降低運(yùn)行中的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
圖21是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖20同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖20的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了6個(gè)切槽3，在轉(zhuǎn)子鐵心6上埋設(shè)了4個(gè)極性不同的永久磁鐵8的“4極-6槽”構(gòu)造這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖20同樣的效果。
圖22是根據(jù)本發(fā)明另外實(shí)施例的自起動(dòng)式同步電機(jī)的徑向方向斷面形狀的構(gòu)造圖。圖中，在與圖20同樣的構(gòu)件上附加同一符號(hào)并避免重復(fù)的說(shuō)明。圖中，與圖20的構(gòu)成不同的部分在于采用在定子鐵心2上面施行了4個(gè)切槽3，并將切槽3中所具備的電樞線圈5做成了由主繞組5D、輔助繞組5E組成的單相線圈這一點(diǎn)上。
采用這樣的構(gòu)成也可以得到和圖20同樣的效果。
根據(jù)以上的實(shí)施例，由于只用集中繞組構(gòu)成了定子，故可以減小線圈端部的尺寸，通過(guò)降低繞組產(chǎn)生的銅損來(lái)提高效率，以及進(jìn)行小型化。此外，因?yàn)槔@線機(jī)只用集中繞組的繞線機(jī)即可生產(chǎn)制造，故除了在成本方面有利外，由于是配合磁鐵的極數(shù)的繞組標(biāo)準(zhǔn)，故不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)矩特性產(chǎn)生不良影響。
進(jìn)而，由于是用鼠籠型構(gòu)成了設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的起動(dòng)用導(dǎo)體，故①因?yàn)榭梢宰钚∠薅鹊匾种拼砰g隙，故即使在額定時(shí)也能夠確保有效磁通；②由于流經(jīng)導(dǎo)體的感應(yīng)電流和從定子側(cè)流入到轉(zhuǎn)子的磁通是正交流動(dòng)，故可以確保轉(zhuǎn)矩特性；③因?yàn)榭梢栽瓨硬蛔兊厥褂靡酝母袘?yīng)式電機(jī)的轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線(模鑄裝置等)，故成本優(yōu)勢(shì)也較大。
圖23是使用了根據(jù)本發(fā)明的自起動(dòng)式同步電機(jī)的壓縮機(jī)的斷面構(gòu)造圖。嚙合直立在固定渦形管構(gòu)件12的端板13上的渦旋狀蓋板14和直立在旋回渦形管構(gòu)件15的端板16上的渦旋狀蓋板17形成壓縮機(jī)構(gòu)部，并通過(guò)利用曲軸軸承9使旋回渦形管構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行壓縮動(dòng)作。
在由固定渦形管構(gòu)件12和旋回渦形管構(gòu)件15形成的壓縮室18(18a、18b、…)中，位于最外徑側(cè)的壓縮室18伴隨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)朝向兩渦形管構(gòu)件12、15的中心進(jìn)行壓縮，以使容積逐漸地縮小，壓縮室18的內(nèi)的壓縮氣體從與壓縮室18的中央部連通的排出口19排出。
被排出的壓縮氣體通過(guò)設(shè)置在固定渦形管構(gòu)件12以及框架20上的氣體通道(沒(méi)有圖示)到達(dá)框架20的下部的壓力容器21內(nèi)，并從設(shè)置在壓力容器21的側(cè)壁上的排出管22排出到壓縮機(jī)外。
另外，在本壓縮機(jī)中，在壓力容器21內(nèi)，內(nèi)封有驅(qū)動(dòng)用電機(jī)23，作為以一定速度旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行上述的壓縮動(dòng)作的原動(dòng)機(jī)。
在驅(qū)動(dòng)用電機(jī)23的下部設(shè)置有蓄油部24。蓄油部24內(nèi)的油利用通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力差，經(jīng)由設(shè)置在曲軸軸承9內(nèi)的油孔25，對(duì)旋回渦形管構(gòu)件15和曲軸軸承9的滑動(dòng)部、滑動(dòng)軸承26等提供潤(rùn)滑。
驅(qū)動(dòng)用電機(jī)23是如在此前用圖1～圖14所說(shuō)明過(guò)的那樣，由定子1和轉(zhuǎn)子10構(gòu)成的自起動(dòng)式同步電機(jī)。定子1由定子鐵心2和卷繞在其上的電樞線圈5構(gòu)成，轉(zhuǎn)子10由曲軸軸承9上具有多個(gè)起動(dòng)用鼠籠型導(dǎo)體7和永久磁鐵8的轉(zhuǎn)子鐵心6構(gòu)成。
作為電機(jī)23，采用圖1、2所示的自起動(dòng)式同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與采用了分布繞組的自起動(dòng)式同步電機(jī)的壓縮機(jī)相比，作為壓縮機(jī)整體，效率可以提高0.2％。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供小型·輕量且高效率的自起動(dòng)式同步電機(jī)。此外，還可以提供小型·輕量且高效率的壓縮機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵心中的磁鐵和設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子鐵心上的鼠籠型繞組，而上述電樞線圈做成了集中繞組。
2.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、在該轉(zhuǎn)子鐵心的外周部附近埋設(shè)導(dǎo)電性材料而形成的鼠籠型繞組和在該鼠籠型繞組的內(nèi)周側(cè)埋設(shè)的多個(gè)永久磁鐵，而上述電樞線圈做成了集中繞組。
3.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵心上的永久磁鐵和設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子鐵心上的鼠籠型繞組，在將上述電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還將上述電樞線圈做成了由U相、V相、W相組成的三相繞組。
4.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵心上的永久磁鐵和設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子鐵心上的鼠籠型繞組，在將上述電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，上述電樞線圈做成了由主繞組、輔助繞組組成的二相或者單相繞組。
5.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵心上的永久磁鐵和設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子鐵心上的鼠籠型繞組，在將上述電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還在上述永久磁鐵的極間設(shè)置了鼠籠型導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所記述的自起動(dòng)式同步電機(jī)，其特征在于較其他的上述鼠籠型導(dǎo)體更大地形成了設(shè)置在極間的上述鼠籠型導(dǎo)體的斷面面積。
7.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵心上的永久磁鐵和設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子鐵心上的鼠籠型繞組，在將上述電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還在上述定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置了不等間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記述的自起動(dòng)式同步電機(jī)，其特征在于設(shè)置有在切槽開(kāi)口部間隙長(zhǎng)度較齒寬中央位置大的不等間隙。
9.一種自起動(dòng)式同步電機(jī)，具有定子鐵心、卷繞在該定子鐵心上所具有的多個(gè)切槽上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、在該轉(zhuǎn)子鐵心的外周部附近設(shè)置的多個(gè)切槽內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)電性材料所形成的鼠籠型繞組和在該鼠籠型繞組的內(nèi)周側(cè)埋設(shè)的多個(gè)永久磁鐵，在將上述電樞線圈做成集中繞組的同時(shí)，還在上述定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置了切槽開(kāi)口部間隙長(zhǎng)度較齒寬中央位置大的不等間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所記述的自起動(dòng)式同步電機(jī)，其特征在于用近似弧形形狀的永久磁鐵構(gòu)成了上述磁鐵。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所記述的自起動(dòng)式同步電機(jī)，其特征在于具有在利用感應(yīng)式電機(jī)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)加速時(shí)對(duì)上述集中繞組的電樞線圈進(jìn)行供電的裝置。
12.一種壓縮機(jī)，配備具有定子鐵心、卷繞在上述定子鐵心上的電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、在該轉(zhuǎn)子鐵心外周部附近埋設(shè)導(dǎo)電性材料所形成的鼠籠型繞組、在上述鼠籠型繞組的內(nèi)周側(cè)埋設(shè)的永久磁鐵以及將上述電樞線圈做成了集中繞組的電機(jī)和吸入并壓縮制冷劑并排出的壓縮機(jī)構(gòu)部，且上述壓縮機(jī)構(gòu)部由上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
提供一種自起動(dòng)式同步電機(jī)以及使用該電機(jī)的壓縮機(jī)。在具有埋設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部附近的鼠籠型導(dǎo)體和埋設(shè)在該鼠籠型導(dǎo)體的內(nèi)周側(cè)的多個(gè)永久磁鐵的自起動(dòng)式同步電機(jī)中，在定子側(cè)，將電樞線圈做成集中繞組，同時(shí)，加寬各齒的兩端部在定子和轉(zhuǎn)子間形成不等間隙，在轉(zhuǎn)子側(cè)，埋入弧形形狀的永久磁鐵，并在各磁極間也埋入了鼠籠型導(dǎo)體。
文檔編號(hào)H02K21/00GK1441538SQ0213208
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者菊地聡, 小原木春雄, 吉川富夫, 猿田彰, 中山進(jìn), 高橋身佳 申請(qǐng)人:日立空調(diào)系統(tǒng)株式會(huì)社