專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可降低基于高頻感應(yīng)而產(chǎn)生的軸電壓，并可防止發(fā)生電蝕的具有靜電屏蔽結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，例如，在以節(jié)能為目的的用途中使用的、適合作為由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)的交流電動機(jī)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)如圖3和圖4所示。
圖3是表示現(xiàn)有的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的一例的側(cè)剖面圖，圖4是圖3所示的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。
在圖3中，形成以下結(jié)構(gòu)電動機(jī)的定子11安裝在框架35的內(nèi)周，同時在框架35的兩側(cè)開口部使負(fù)荷側(cè)托架31和反負(fù)荷側(cè)托架32嵌合固定，并且，在該負(fù)荷側(cè)托架31和反負(fù)荷側(cè)托架32上通過滾動軸承33、34旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸18，在旋轉(zhuǎn)軸18的與定子11的對置部安裝有轉(zhuǎn)子16。如圖4所示，上述定子11由以下部分構(gòu)成定子鐵心12，在定子鐵心12的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部13，以及裝入形成于相鄰齒部13之間的槽部14內(nèi)的定子線圈15。并且，把轉(zhuǎn)子16配置成在定子的齒部13的內(nèi)周側(cè)隔著空隙對置，與旋轉(zhuǎn)軸18的外周嵌合，同時在該轉(zhuǎn)子的表面安裝有環(huán)狀的永磁鐵11(例如，特開平9-93845號公報(bào))。
而且，除了上述表面磁鐵型轉(zhuǎn)子以外，作為由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)，還提出了在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部嵌入永磁鐵的內(nèi)磁型轉(zhuǎn)子的提案。圖5是現(xiàn)有的使用內(nèi)磁型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。另外，定子由于與圖4的表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)相同，因而用相同的符號進(jìn)行標(biāo)記。內(nèi)磁型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與圖4所示的轉(zhuǎn)子的不同之處在于，在轉(zhuǎn)子26的表面安裝有矩形狀的永磁鐵27(例如，特開平11-206051號公報(bào))。
這種由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)等的交流電動機(jī)，隨著最近的高速功率半導(dǎo)體元件的發(fā)展，對電壓型PWM變頻裝置設(shè)定高的載頻頻率。
另外，如果電壓型PWM變頻裝置的載頻的高頻率化不斷進(jìn)展，則存在的問題是，在由變頻裝置驅(qū)動的電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，基于高頻感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓(軸電壓)增大。
即，使用上述圖3進(jìn)行說明，隨著該軸電壓的增大，在支撐旋轉(zhuǎn)軸18的滾動軸承33、34的內(nèi)輪和外輪之間存在的電位差增大，電流(軸電流)容易流到滾動軸承33、34內(nèi)。由于該軸電流在內(nèi)輪、外輪兩軌道以及轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動面發(fā)生被稱為電蝕的腐蝕，使?jié)L動軸承33、34的耐久性惡化，因而采取防止發(fā)生電蝕的措施是必要的。
另一方面，在感應(yīng)電動機(jī)中，以往采取了降低軸電壓、防止發(fā)生電蝕的若干措施。具體地說，有以下做法放寬電動機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙的做法；在電動機(jī)定子的與轉(zhuǎn)子的對置側(cè)設(shè)置導(dǎo)體板或者箔，以及鋁箔、或者在塑料膜上蒸鍍銅、鋁等那樣的薄的非磁性體的金屬板的做法；以及把在卷繞于定子的槽上的繞組和該槽的向轉(zhuǎn)子側(cè)的開口部之間設(shè)置的絕緣套管的與定子接觸的一側(cè)做成導(dǎo)電膜的所謂的對定子和轉(zhuǎn)子之間進(jìn)行靜電屏蔽的做法等(例如，特開2000-197298，特開2000-270507號公報(bào)，美國專利5979087)。
一般，例如，在把200～400V(伏特)的電壓施加給變頻器時，為了防止發(fā)生電蝕，以使變頻器驅(qū)動的電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不受阻礙，理想的是，把電動機(jī)的軸電壓抑制在1V以下。
然而，即使由變頻裝置驅(qū)動的電動機(jī)是感應(yīng)電動機(jī)或同步電動機(jī)，使用上述靜電屏蔽做法也只能把軸電壓抑制在10伏特，不能防止發(fā)生電蝕。另外，使用上述做法，還存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工序多和成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，本發(fā)明的目的是，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單且制造工序少的廉價(jià)的靜電屏蔽結(jié)構(gòu)、可降低軸電壓并適合作為由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)或感應(yīng)電動機(jī)的交流電動機(jī)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
為了解決上述問題，本發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有由框架和安裝在其兩側(cè)開口部的托架組成的固定部；安裝在上述框架的內(nèi)周，并把繞組卷繞在槽內(nèi)的定子；在上述托架上通過軸承被旋轉(zhuǎn)自如地支承的旋轉(zhuǎn)軸；以及安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子；其特征在于，上述定子設(shè)有環(huán)狀的軛部鐵心；在上述軛部鐵心的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部鐵心；裝入形成于相鄰的上述齒部鐵心之間的槽內(nèi)的定子線圈；以及為了使上述定子與上述轉(zhuǎn)子之間形成靜電屏蔽而設(shè)置的連結(jié)相鄰的上述齒部鐵心的內(nèi)周側(cè)的連接部；并使上述齒部鐵心的內(nèi)周側(cè)隔著空隙與上述轉(zhuǎn)子對置。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。
圖2是在電動機(jī)內(nèi)發(fā)生的軸電壓的說明圖，表示電動機(jī)各部位的阻抗和等效電路。
圖3是表示現(xiàn)有的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的一例的側(cè)剖面圖。
圖4是圖3所示的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。
圖5是現(xiàn)有的使用內(nèi)磁型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)的電動機(jī)部的俯視圖。
圖中，1是定子，2是軛部鐵心，3是齒部鐵心，3A是連接部，4是槽部，5是定子線圈，6是轉(zhuǎn)子，7是永磁鐵，8是旋轉(zhuǎn)軸。另外，作為根據(jù)本實(shí)施例的具有電動機(jī)部的電動機(jī)的側(cè)剖面圖，盡管未作圖示，然而與作為現(xiàn)有裝置的圖3所示相同，符號31～35的構(gòu)成要素是電動機(jī)的共用構(gòu)成要素，因而省略其說明。
本發(fā)明的特征如下所述。
即，定子1由以下部分構(gòu)成環(huán)狀的軛部鐵心2；在軛部鐵心2的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部鐵心3；裝入形成于相鄰的齒部鐵心3之間的槽4內(nèi)的定子線圈5；以及為了對定子1和轉(zhuǎn)子6之間進(jìn)行靜電屏蔽，將相鄰的齒部鐵心3的內(nèi)周側(cè)連結(jié)的截面面積小的連接部3A；在齒部鐵心3的內(nèi)周側(cè)通過空隙使轉(zhuǎn)子6對置。
下面，使用等效電路對本實(shí)施例的軸電壓進(jìn)行說明。
圖2是在電動機(jī)內(nèi)發(fā)生的軸電壓的說明圖，表示電動機(jī)各部位的阻抗和等效電路。另外，假定該電動機(jī)在圖3中使負(fù)荷側(cè)托架31、反負(fù)荷側(cè)托架32或者由框架35構(gòu)成的外框(外箱)中的任意一方接地，并與接地點(diǎn)連接。
因此，V0表示向定子線圈5和外框之間施加的電壓，V1表示向定子線圈5和轉(zhuǎn)子6之間施加的電壓，V2表示軸電壓。另外，當(dāng)把定子線圈5和外框之間的靜電電容設(shè)為Csf，把定子線圈5和轉(zhuǎn)子6之間的靜電電容設(shè)為Csr，并且把軸承33、34和旋轉(zhuǎn)軸8之間的靜電電容設(shè)為Cb，把轉(zhuǎn)子6和外框之間的靜電電容設(shè)為Crf時，與軸電壓V2有關(guān)的電動機(jī)的等效電路如圖5所示。此處，軸電壓由下式表示。
V2＝Csf·V0/(Crf+Cb+Csr)在本實(shí)施例中，通過使用截面面積小的連接部3A連結(jié)，并在齒部鐵心3的內(nèi)周側(cè)隔著空隙使轉(zhuǎn)子6對置，使定子的齒部鐵心3導(dǎo)通，從而形成對定子線圈5和轉(zhuǎn)子6的屏蔽，在各部位的靜電電容中的定子線圈5和轉(zhuǎn)子6之間的靜電電容Csr是非常接近于零的值，因此可大幅降低電動機(jī)的軸電壓V2。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例，由于定子1由以下部分構(gòu)成環(huán)狀的軛部鐵心2；在軛部鐵心2的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部鐵心3；裝入形成于相鄰的齒部鐵心3之間的槽4內(nèi)的定子線圈5；以及為了對定子1和轉(zhuǎn)子6之間進(jìn)行靜電屏蔽，將相鄰的齒部鐵心3的內(nèi)周側(cè)連結(jié)的截面面積小的連接部3A；并且，在齒部鐵心3的內(nèi)周側(cè)隔著空隙使轉(zhuǎn)子6對置，因而可隔斷從槽部4到轉(zhuǎn)子6的靜電電容的感應(yīng)，從而可降低軸電壓，并可防止發(fā)生電蝕。
并且，由于由定子1的磁場產(chǎn)生的電流不流動，因而不會增加損失，也不會降低電動機(jī)的效率。
并且，沒有必要象以往那樣，采取把磁性體的金屬板貼附在定子線圈側(cè)的內(nèi)周，并擴(kuò)大定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙等措施，僅構(gòu)成連接部3A就不會降低電動機(jī)效率并能進(jìn)行屏蔽，因而可獲得具有廉價(jià)且制造工序少的靜電屏蔽結(jié)構(gòu)，適合作為由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)或感應(yīng)電動機(jī)的交流電動機(jī)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
另外，盡管對使用表面磁鐵型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)作了說明，然而作為本實(shí)施例的特征的在定子內(nèi)設(shè)置的連接部，也可以適用于使用內(nèi)磁型轉(zhuǎn)子的同步電動機(jī)或/及感應(yīng)電動機(jī)等的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
另外，本實(shí)施例對適用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的例子作了描述，然而也可以適用于直動型電機(jī)(例如，使用滾動軸承來支撐的線性電動機(jī))。
如上所述，在作為由變頻器驅(qū)動的同步電動機(jī)或感應(yīng)電動機(jī)的交流電動機(jī)等中，使用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)可獲得良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有由框架和安裝在其兩側(cè)開口部的托架組成的固定部；安裝在上述框架的內(nèi)周，并把繞組卷繞在槽內(nèi)的定子；在上述托架上通過軸承被旋轉(zhuǎn)自如地支承的旋轉(zhuǎn)軸；以及安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子；其特征在于，上述定子設(shè)有環(huán)狀的軛部鐵心；在上述軛部鐵心的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部鐵心；裝入形成于相鄰的上述齒部鐵心之間的槽內(nèi)的定子線圈；以及為了使上述定子與上述轉(zhuǎn)子之間形成靜電屏蔽而設(shè)置的連結(jié)相鄰的上述齒部鐵心的內(nèi)周側(cè)的連接部；并使上述齒部鐵心的內(nèi)周側(cè)隔著空隙與上述轉(zhuǎn)子對置。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子(1)由以下部分構(gòu)成環(huán)狀的軛部鐵芯(2)；在軛部鐵芯(2)的內(nèi)周側(cè)等間隔排列的齒部鐵芯(3)；裝入形成于相鄰的齒部鐵芯(3)之間的槽(4)內(nèi)的定子線圈(5)；以及為了在定子(1)和轉(zhuǎn)子(6)之間形成靜電屏蔽而設(shè)置的連結(jié)相鄰的齒部鐵芯(3)的內(nèi)周側(cè)的截面面積小的連接部(3A)；使齒部鐵芯(3)的內(nèi)周側(cè)隔著空隙與轉(zhuǎn)子(6)對置。這樣，可隔斷從槽部(4)到轉(zhuǎn)子(6)的靜電電容感應(yīng)，可降低軸電壓，并可防止發(fā)生電蝕。
文檔編號H02K11/00GK1586030SQ0282252
公開日2005年2月23日 申請日期2002年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者小長龍吉, 藤井崇男 申請人:株式會社安川電機(jī)