專利名稱：由永磁同步電動機驅(qū)動的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，該壓縮機由轉(zhuǎn)子設(shè)有產(chǎn)生磁場用永久磁鐵的永磁同步電動機進行驅(qū)動，尤其涉及由具有集中繞組方式的定子的永磁同步電動機驅(qū)動的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機。
背景技術(shù)：
空調(diào)機或電冰箱用壓縮機一般由永磁同步電動機進行驅(qū)動。一般情況下，大功率的永磁同步電動機通過增加定子的齒數(shù)并采用分布繞組方式來使合成磁動勢波形接近正弦波，并且，轉(zhuǎn)子的永久磁鐵使用磁通密度高且抗去磁能力強的稀土類磁體，再用傳感器檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)相位并根據(jù)該轉(zhuǎn)子位置進行電流相位控制。
但是，采用分布繞組方式存在的問題是，卷繞工序復雜故卷繞效率低，且稀土類磁體價格高，檢測旋轉(zhuǎn)相位的傳感器價格也高，故成本高。
因此，作為低價格的永磁同步電動機，有一種方案如圖17(a)所示，是將定子21按各極靴分割成一個個分割鐵心22(參照圖17(b))來構(gòu)成，在各分割鐵心22的極靴26上卷繞絕緣紙28，再在其上卷繞繞組導線，構(gòu)成集中卷繞的繞組23，將這些集中卷繞的分割鐵心22組合成環(huán)狀，再通過焊接、鉚接或激光焊接等固定連接起來構(gòu)成集中繞組定子21。轉(zhuǎn)子24的永久磁鐵25使用廉價的鐵氧體磁鐵，電流相位控制通過檢測不流過驅(qū)動電流的中間繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的過零點，來進行120°通電矩形波控制。
這樣的永磁同步電動機將等間隔配置的3n個(n為自然數(shù))定子21的極靴3相Y連接，并與該定子21相對配置2n極的永久磁鐵磁場。這樣的集中繞組方式的n極永磁同步電動機對3n個極靴比較理想的是配置2n極的永久磁鐵磁場。
在圖17的例子中，轉(zhuǎn)子24的極數(shù)為8極(2n，n＝4)，定子的極靴數(shù)為12(3n，n＝4)，在各極靴上依次卷繞有u1、v1、w1、u2……v4、w4的繞組。并且，各繞組如圖18(a)所示，在U相、V相、W相串聯(lián)連接，或者如圖18(b)所示并聯(lián)連接。
普通永磁同步電動機為了減少極靴間的漏磁通，如圖19所示，設(shè)極靴26、26間的間隔為La，定子21與轉(zhuǎn)子24間的氣隙為Lg，則將其大致設(shè)定為La＞2Lg，轉(zhuǎn)子24的永久磁鐵25沿周向到兩端厚度相同，其端面靠近并互相相對，但已經(jīng)清楚，如果上述低價格永久磁鐵構(gòu)成的永磁同步電動機采用同樣的結(jié)構(gòu)，由于如下的原因，永久磁鐵會發(fā)生局部退磁，從而存在不能獲得所需的電動機輸出的問題。
即，因為是集中繞組方式，故相鄰極靴的極性相反，電感增大，轉(zhuǎn)子容易受到去磁場。尤其是在進行無傳感器驅(qū)動的情況下，起動時及失步時，轉(zhuǎn)子的永久磁鐵容易受到去磁場。即如圖20所示，發(fā)生定子繞組23產(chǎn)生的磁極與轉(zhuǎn)子24的永久磁鐵25的磁極相對的狀態(tài)，繞組23產(chǎn)生的磁場的一部分作為對永久磁鐵25的去磁場27進入永久磁鐵25一側(cè)，尤其在永久磁鐵25是鐵氧體磁體的情況下，由于去磁場27而呈擊穿(yield)狀態(tài)，導致去磁。
至今，集中繞組方式的電動機雖已有很多，但當其極靴間隔非常窄，相鄰極靴的極性相反時，永久磁鐵容易受到去磁場，如果使用鐵氧體那樣矯頑力小的永久磁鐵，則抗去磁能力變?nèi)?。尤其是在進行無傳感器驅(qū)動的情況下，起動時及失步時受到反向磁場的可能性很大，存在極容易去磁的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種由永磁同步電動機驅(qū)動的、使轉(zhuǎn)子永久磁鐵的抗去磁能力得到提高的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，該壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機采用集中繞組方式。
本發(fā)明的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機是一種由具有集中繞組方式的定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動的壓縮機，設(shè)該永磁同步電動機的定子極靴間的間隔為La，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg，則使0.3Lg＜La≤2.0Lg，因為使極靴端部間的間隔為氣隙Lg的2.0倍以下，所以能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，即使在繞組與轉(zhuǎn)子的磁極相對的狀態(tài)下，去磁場也不易對轉(zhuǎn)子磁鐵起作用，能提高轉(zhuǎn)子磁鐵的抗去磁能力。另外，如果La過小，則極靴間漏磁通增大，同時在采用分割鐵心的情況下，由于成形誤差，定子端邊有可能發(fā)生相互影響，所以必須大于0.3Lg。
此外，設(shè)定子的極靴端厚度為Lb，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg，則使2Lg＜Lb＜5Lg，去磁磁通進入極靴側(cè)，也能抑制進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能獲得同樣的作用。另外，如果Lb過大，則短路的漏磁通變得過大，電動機輸出下降，所以必須設(shè)定為小于5Lg。還有，滿足上述兩個條件，則能獲得進一步大的抗去磁能力。
此外，在定子極靴的一個端部即相鄰極靴的相對端部之中、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向下方側(cè)的端部或兩個端部中切除轉(zhuǎn)子側(cè)的側(cè)邊部，也能增大極靴端部處的氣隙，能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能獲得同樣的作用。再進一步，在切除轉(zhuǎn)子側(cè)的側(cè)邊部的極靴端部中，使與轉(zhuǎn)子側(cè)相反側(cè)的側(cè)邊部凸出，保證極靴端部的厚度，從而還能進一步抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能進一步提高抗去磁能力。還有，滿足上述3個條件，就能獲得更大的抗去磁能力。
此外，轉(zhuǎn)子的永久磁鐵由比稀土類磁體價廉但具有易于去磁性質(zhì)的鐵氧體構(gòu)成時，利用上述構(gòu)成，因為價廉又能提高抗去磁能力，所以特別能發(fā)揮大的效果。另外，如果用分割鐵心構(gòu)成定子，則可以對各分割鐵心獨立高效地進行繞線再組裝成定子，所以能顯著提高定子的生產(chǎn)率，大幅度降低成本。此外，如果應(yīng)用于無傳感器驅(qū)動的電動機，則因為一般情況下無傳感器驅(qū)動時易于發(fā)生去磁，所以將發(fā)揮特別大的效果。如果由上述的永磁同步電動機驅(qū)動空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，能降低其成本，獲得特別大的效果。


圖1示出本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例1，(a)為剖視圖，(b)為重要部分的放大剖視圖。
圖2為示出該實施例中的縫隙間隔與定子、轉(zhuǎn)子間氣隙之比與去磁率關(guān)系的曲線圖。
圖3為本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機實施例2的重要部分放大剖視圖。
圖4為示出該實施例中的極靴端部厚度與定子、轉(zhuǎn)子間氣隙之比與去磁率關(guān)系及與轉(zhuǎn)矩比關(guān)系的曲線圖。
圖5為本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機實施例3的重要部分放大剖視圖。
圖6示出本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例4，(a)為剖視圖，(b)為重要部分的放大剖視圖。
圖7為該實施例的作用說明圖。
圖8為本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機實施例5的剖視圖。
圖9示出本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例6，其中(a)-(c)為各變形例的剖視圖，(d)為(a)的重要部分放大剖視圖。
圖10示出本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例7，其中(a)-(c)為各變形例的剖視圖，(d)為(a)的重要部分放大剖視圖。
圖11為該實施例中的圖10(c)的變形例的局部放大剖視圖。
圖12為該實施例中的作用說明圖。
圖13為本發(fā)明的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機實施例8的剖視圖。
圖14為該實施例中的作用說明圖。
圖15為該實施例中的變形例的作用說明圖。
圖16為本發(fā)明上述實施例之外的各種實施例的剖視圖。
圖17示出傳統(tǒng)例子的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機的構(gòu)成，(a)為其剖視圖，(b)為其分割鐵心的立體圖。
圖18為傳統(tǒng)例子中的繞組接線圖。
圖19為傳統(tǒng)例子中的重要部分放大剖視圖。
圖20為傳統(tǒng)例子中的去磁作用說明圖。
圖21為空調(diào)機或電冰箱用壓縮機的說明圖。
具體實施例方式
(實施例1)以下參照圖1、圖2，說明永磁同步電動機的實施例1，該電動機為本發(fā)明的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機的驅(qū)動用電動機。
在圖1中，1為定子，2為轉(zhuǎn)子，定子1由與槽數(shù)對應(yīng)數(shù)量的分割鐵心3構(gòu)成，在各分割鐵心3的極靴4上分別獨立卷繞有繞組(未圖示)，采用集中繞組方式。轉(zhuǎn)子2是在層疊硅鋼板而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心5的外周，固定由多個鐵氧體磁鐵構(gòu)成的永久磁鐵6而構(gòu)成，貫穿固定在其軸心部的轉(zhuǎn)軸(未圖示)由軸承支承，可自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子2的外周套裝有不銹鋼制成的薄板圓筒7，或者卷繞增強帶，以保證對離心力有必要的強度。
在圖示例子中，極對數(shù)n為4，轉(zhuǎn)子2設(shè)有8個(2n)永久磁鐵6，定子1由12個(3n)分割鐵心3構(gòu)成。對定子1的繞組進行的電流控制是檢測不流過驅(qū)動電流的中間繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的過零點來進行120°通電矩形波控制。又如圖1(b)所示，設(shè)定子1的極靴4、4間的間隔為La，定子1與轉(zhuǎn)子2間的氣隙8的大小為Lg，則設(shè)定為0.3Lg＜La≤2.0Lg。較理想的具體數(shù)值例子為，Lg設(shè)定為0.4-0.6mm，而La設(shè)定為0.3-1.2mm。
在以上的構(gòu)成中，因為使相鄰極靴4、4端部間的間隔La為氣隙8的大小Lg的2.0倍以下，所以，漏磁通進入相鄰極靴側(cè)4，能抑制進入轉(zhuǎn)子2側(cè)的漏磁通，即使在定子1的繞組與轉(zhuǎn)子2的磁極相對的狀態(tài)下，去磁場對轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵6也難于起作用，可以提高轉(zhuǎn)子2中的永久磁鐵6的抗去磁能力。
圖2示出La/Lg與去磁率的關(guān)系。傳統(tǒng)上，La/Lg設(shè)定為大于2，此時去磁率為1.5％以上，難于保證輸出，而將La/Lg設(shè)定為2.0以下，去磁率就小于1.5％，能保證實際應(yīng)用所必需的去磁率。此外，因為使La大于0.3Lg，所以，極靴4、4間的漏磁通不會變得太大，而且也不會出現(xiàn)因分割鐵心3的成形誤差導致極靴端邊相互影響、定子1不能高精度組裝的情況。
此外，因為轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵6由鐵氧體磁體構(gòu)成，所以，與稀土類磁體相比能廉價構(gòu)成，而且即使具有容易去磁的性質(zhì)，也能如上所述提高抗去磁能力。此外，若將定子1做成分割鐵心3，則能對各分割鐵心3單獨高效地繞線來組成定子1，定子1的生產(chǎn)率顯著提高，可以大幅度降低成本。
(實施例2)接著參照圖3、圖4，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例2。另外，對與上述實施例1相同的構(gòu)成要素省略說明，僅說明不同點。以下的實施例也一樣。
在圖3中，設(shè)定子1的極靴4、4間的間隔為La，定子1的極靴4的端部厚度為Lb，定子1與轉(zhuǎn)子2間的氣隙8的大小為Lg，則設(shè)定為0.3Lg＜La≤0.2Lg，2Lg＜Lb＜5Lg。
這樣，由于在上述實施例1的基礎(chǔ)上，還加上使定子1的極靴4的端部厚度Lb比定子1與轉(zhuǎn)子2間的氣隙Lg的2倍還大，所以能進一步抑制漏磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能提高抗去磁能力。另外，因為使Lb小于5Lg，所以，不會出現(xiàn)因極靴4、4間短路產(chǎn)生漏磁通過大而使電動機輸出下降的情況。
圖4(a)、(b)示出La/Lg為1時的Lb/Lg及去磁率及轉(zhuǎn)矩比。如圖4(a)所示，Lb/Lg越大，去磁率越小，但如果增大，又如圖4(b)所示，漏磁通增加，轉(zhuǎn)矩減小。因此，可以取Lb/Lg大于2來降低去磁率，并取Lb/Lg小于5來防止轉(zhuǎn)矩下降。
又，僅使定子1的極靴4端部厚度Lb如上所述那樣增厚，也能有效果。
(實施例3)接著參照圖5，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例3。
在圖5中，在上述圖3所示的實施例2的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在定子1相鄰極靴4、4的相對兩端部的轉(zhuǎn)子2側(cè)的側(cè)邊部，設(shè)有切除部9(極靴4的端部與轉(zhuǎn)子2間的間隔用Lc表示)。
也可以僅在定子1的極靴4的一個端部，即相鄰極靴4、4的相對端部之中的轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)方向下方側(cè)的端部設(shè)有切除部9。
這樣設(shè)有切除部9，能增大極靴4端部的氣隙，能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能得到同樣的作用。
進一步在本實施例中，在切除了轉(zhuǎn)子2側(cè)的的側(cè)邊部的極靴4的端部，使轉(zhuǎn)子側(cè)的相反側(cè)的側(cè)邊部突出，以保證極靴部4的端部厚度。這樣可進一步抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能進一步提高抗去磁能力。
又，僅在定子1的極靴4的端部設(shè)置切除部9，也能起作用。
(實施例4)接著，參照圖6、圖7，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例4。在上述實施例1-3中，是通過改進定子1的極靴4的形狀來抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子2側(cè)的例子，而在以下的實施例中，使通過轉(zhuǎn)子2側(cè)的去磁磁通不通過永久磁鐵6來提高抗去磁能力。
在圖6中，在各永久磁鐵6的周向兩端外周部形成有切除部11。該切除部11的形成范圍如圖6(b)所示，轉(zhuǎn)子中心的開度角Am相對定子1的極靴4的開度角As，設(shè)定為(1/10)As＜Am＜(1/4)As。
這樣，通過在永久磁鐵6的兩端部設(shè)置切除部11，如圖7所示，即使在相鄰極靴4的端部間產(chǎn)生向著轉(zhuǎn)子2側(cè)伸出的去磁場12，也因為該去磁場12通過切除部11，所以，不會起到使永久磁鐵6去磁的作用，可以提高永久磁鐵6的抗去磁能力。此時，如果Am小于(1/10)As，則不能有效獲得上述效果，而如果Am大于(1/4)As，則會發(fā)生電動機輸出下降或齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩增大。
(實施例5)接著參照圖8，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例5。在實施例4中，永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面是以轉(zhuǎn)子2的軸心為中心的圓弧面，永久磁鐵6的厚度是一定的，但在本實施例中，永久磁鐵6的徑向內(nèi)側(cè)面由平面13構(gòu)成。若采用本實施例，因為永久磁鐵6的周向中央部的厚度增大，所以中央部的抗去磁能力提高。
(實施例6)接著參照圖9，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例6。在上述實施例4、5中，示出了在轉(zhuǎn)子鐵心5的外周面安裝永久磁鐵6來構(gòu)成轉(zhuǎn)子2的例子，在包括本實施例在內(nèi)的以下的實施例中，將永久磁鐵6埋入配置在轉(zhuǎn)子鐵心5中。
在圖9(a)-(c)中，周向兩端外周部形成有切除部11的永久磁鐵6埋入配置在轉(zhuǎn)子鐵心5的外周部，再如圖9(d)詳細示出的那樣，在轉(zhuǎn)子鐵心5的外周邊部的與切除部11對應(yīng)的部分，形成有凹下的缺口部14。圖9(a)示出的是永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面是以轉(zhuǎn)子中心為中心的圓弧面、永久磁鐵6的整體厚度一定的例子。
在圖9(b)中所示的是永久磁鐵6的徑向內(nèi)側(cè)面由平面13構(gòu)成、永久磁鐵6的周向中央部的厚度增厚的例子。在圖9(c)中，示出極數(shù)為4極的轉(zhuǎn)子2的例子，永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面為以轉(zhuǎn)子中心為中心的圓弧面，但永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面由凸出形圓弧面15形成，所述凸出形圓弧面15的中心位于比轉(zhuǎn)子中心偏向徑向外側(cè)的位置，而其兩側(cè)部進入徑向內(nèi)側(cè)，該兩側(cè)部起著與切除部11相同的作用。
在本實施例中，因為在永久磁鐵6的兩端部形成有切除部11或起同樣作用的部分，所以，可收到與上述實施例4、5相同的效果。此外，因為是埋入型，故如果使轉(zhuǎn)子鐵心5的外周保持圓形不變，則因為切除部11或起同樣作用的部分的外周部存在轉(zhuǎn)子鐵心5的強磁性體，故漏磁通通過該部分，磁路發(fā)生短路，但在本實施例中，因為設(shè)有缺口部14，所以能防止漏磁通的短路，能可靠防止電動機效率的下降。
(實施例7)接著參照圖10-圖12，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例7。在上述實施例6中，示出了在轉(zhuǎn)子鐵心5的與外周部的切除部11對應(yīng)的部分形成有缺口部14的例子，但在本實施例中，在圖10(a)-(c)中，轉(zhuǎn)子鐵心5的外周為圓筒面，如圖10(d)詳細示出的那樣，在與切除部11對應(yīng)的部分，形成有窄縫16。該窄縫16的內(nèi)部是空氣也行，但為了保證轉(zhuǎn)子2的強度，也可以充填樹脂及非磁性體的金屬等。
圖10(a)示出永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面為以轉(zhuǎn)子中心為中心的圓弧面、永久磁鐵6的整體厚度一定的例子。在圖10(b)中，示出了永久磁鐵6的徑向內(nèi)側(cè)面由平面13構(gòu)成、永久磁鐵6的周向中央部的厚度增大的例子。在圖10(c)中，示出極數(shù)為4極的轉(zhuǎn)子2的例子，永久磁鐵6的轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)面由凸出形圓弧面15形成，所述凸出形圓弧面15的中心位于比轉(zhuǎn)子中心偏向徑向外側(cè)的位置，其兩側(cè)部進入徑向內(nèi)側(cè)，該兩側(cè)部起著與切除部11相同的作用。
在圖11中，示出了將圖10(c)的永久磁鐵6的徑向內(nèi)側(cè)面用其中心與外周面的凸出型圓弧面15相同中心的凸出型圓弧面17來構(gòu)成的例子。
在本實施例中，窄縫16的開度角Am如圖12所示，相對定子1的極靴4的開度角As，設(shè)定為(1/10)As＜Am＜(1/4)As。另外，不存在窄縫16范圍內(nèi)的開度角幾乎與定子的開度角As相等，設(shè)定為(1.0-1.4)As。
在本實施例中，僅僅缺口部14代替窄縫16，也能收到與圖9的實施例6相同的效果。另外，如果該窄縫16的開度角Am小于(1/10)As，則不能有效獲得上述效果，而如果Am大于(1/4)As，則電動機輸出下降，或齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩增大。
(實施例8)接著參照圖13-圖15，說明本發(fā)明壓縮機的驅(qū)動用永磁同步電動機的實施例8。在本實施例中，如圖13所示，作為埋入轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵6，使用曲率中心位于轉(zhuǎn)子2的徑向外側(cè)的倒圓弧形狀的永久磁鐵18。并使永久磁鐵18的面對轉(zhuǎn)子2外周部的端部位于離轉(zhuǎn)子外徑適當距離的徑向內(nèi)側(cè)，同時在轉(zhuǎn)子鐵心5的與該端部相對的部分形成窄縫16。
又如圖14所示，令永久磁鐵18的端部與轉(zhuǎn)子鐵心5外周之間的距離為Q，定子1與轉(zhuǎn)子2間的氣隙8的大小為Lg，則設(shè)定為Lg＜Q＜3Lg。Q比Lg小時，不能獲得充分的防止去磁通進入永久磁鐵18的效果，而如果Q大于3Lg，則永久磁鐵18產(chǎn)生的磁場變?nèi)?，電動機輸出下降，或因磁場發(fā)生急劇變化，齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩變大。此外，設(shè)窄縫16的與一個永久磁鐵18的端部對應(yīng)部分的寬度相對轉(zhuǎn)子中心的開度角為Am，定子1的極靴4的開度角為As，則設(shè)定為(1/10)As＜Am＜(1/4)As。此情況下，如果開度角Am小于(1/10)As，則不能有效獲得上述效果，而如果Am大于(1/4)As，則電動機輸出下降，或齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩變大。
另外，在圖13、圖14的例子中，示出了轉(zhuǎn)子鐵心5的外周部形成有窄縫16的例子，但如圖15所示，形成缺口部19來代替窄縫16也行，此時缺口部19的大小與上述同樣設(shè)定。
圖16示出除上述實施例之外的其它永久磁鐵埋入型轉(zhuǎn)子的實施例。圖16(a)、(b)與上述實施例8的窄縫16的形成寬度(開度角)和形狀是不相同的。圖16(c)中的永久磁鐵6是由板狀磁體6a構(gòu)成的。圖16(d)中的永久磁鐵6是由沿徑向并列配置的多重倒圓弧狀永久磁鐵18a、18b構(gòu)成的，在各倒圓弧狀永久磁鐵18a、18b的端部形成有窄縫16。圖16(e)中的永久磁鐵6是由從徑向內(nèi)側(cè)向著外側(cè)呈八字形配置的一對板狀磁體6b構(gòu)成的。另外，圖16(f)使用倒圓弧狀永久磁鐵18作為永久磁鐵6，其轉(zhuǎn)子鐵心5由在其外周配置固定各永久磁鐵18的剖面為星形的轉(zhuǎn)子鐵心本體5a及與轉(zhuǎn)子鐵心5a之間夾住永久磁鐵18的轉(zhuǎn)子鐵心罩5b構(gòu)成，其外周套裝薄壁圓筒7以保證對離心力的強度。另外，在轉(zhuǎn)子鐵心本體5a及轉(zhuǎn)子鐵心罩5b的端部之間與簿壁圓筒7之間，形成有窄縫16。
又，在上述實施例中，對無傳感器驅(qū)動的永磁同步電動機的情況進行了說明，但有傳感器的也能實施，此時同樣也能抑制去磁。
(實施例9)本實施例的壓縮機的驅(qū)動用永磁電動機，其電動機部31具有定子1、轉(zhuǎn)子2及設(shè)于轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵6。作為電動機部31的構(gòu)成，可以應(yīng)用實施例1至實施例8所述的電動機。將該電動機部31和壓縮裝置32配置在密封容器33內(nèi)。并將蓄能器35附設(shè)在壓縮裝置32的吸入管34上，在密封容器33的上部設(shè)置伸出管36，從而構(gòu)成壓縮機。本發(fā)明的壓縮機有效利用上述實施例中說明過的電動機部31的優(yōu)點，能降低成本?！比舨捎帽景l(fā)明的由永磁同步電動機驅(qū)動的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，從以上的說明可知，因為在具有集中繞組方式定子的永磁同步電動機中，設(shè)定子極靴間的間隔為La，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg時，設(shè)定為0.3Lg＜La≤2.0Lg，故極靴端部間的間隔小于氣隙的2.0倍，所以能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，即使在繞組與轉(zhuǎn)子的磁極相對的狀態(tài)，去磁場也不易作用于轉(zhuǎn)子磁鐵，能改善轉(zhuǎn)子磁鐵的抗去磁能力。
另外，設(shè)定子極靴端部厚度為Lb，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg，則使2Lg＜Lb＜5Lg，通過這樣也能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能得到同樣的作用。若進一步滿足上述兩個條件，則能獲得更大的抗去磁能力。
此外，將定子極靴的一端部，即，相鄰極靴的相對端部之中、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向下方側(cè)的端部或者兩個端部，切除轉(zhuǎn)子側(cè)的側(cè)邊部，也能加大極靴端部的氣隙，能抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，獲得同樣的作用。還有，此時，通過在切除了轉(zhuǎn)子側(cè)的側(cè)邊部的極靴的端部，使與轉(zhuǎn)子側(cè)相反側(cè)的側(cè)邊部凸出來保證極靴端部的厚度，能進一步抑制去磁磁通進入轉(zhuǎn)子側(cè)，能進一步提高抗去磁能力。還有，滿足上述3個條件，就能獲得更大的抗去磁能力。
此外，在轉(zhuǎn)子的永久磁鐵由鐵氧體磁鐵構(gòu)成的情況下，與稀土類磁體相比，價廉但有易于去磁的性質(zhì)，而本發(fā)明由于價廉又能提高抗去磁能力，故特別能發(fā)揮很大的作用。另外，若將定子用分割鐵心構(gòu)成，則對各分割鐵心能獨立高效地進行繞線而組裝成定子，定子的生產(chǎn)率顯著提高，能大幅度降低成本。此外，如果應(yīng)用于無傳感器驅(qū)動的電動機，則因為有廉價的結(jié)構(gòu)又能提高抗去磁能力，所以能發(fā)揮特別大的作用，如果空調(diào)機及電冰箱用壓縮機由如上所述的永磁同步電動機進行驅(qū)動，則能降低其成本，獲得特別大的效果。
還有，若采用本發(fā)明的壓縮機，從以上的說明可知，具有集中繞組方式的定子且用無傳感器驅(qū)動進行電流相位控制的壓縮機驅(qū)動用永磁同步電動機，將設(shè)于轉(zhuǎn)子外周部的永久磁鐵的周向兩端部的外周形成為從轉(zhuǎn)子外周向徑向內(nèi)側(cè)凹下的凹下形狀，所以，即使在繞組與轉(zhuǎn)子的磁極呈相對的狀態(tài)下、從定子相鄰的極靴端部間向轉(zhuǎn)子側(cè)產(chǎn)生去磁場，去磁場對永久磁鐵也難于起作用，所以能提高轉(zhuǎn)子磁鐵的抗去磁能力。
此時，設(shè)凹下形狀部分的對轉(zhuǎn)子中心的開度角為Am，定子極靴的開度角為As，則使Am大于(1/10)As，就能收到上述效果，此外，使Am小于(1/4)As，則能抑制因永久磁鐵產(chǎn)生磁通的利用率下降而使電動機輸出下降或齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩變大。
此外，通過使永久磁鐵的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面為平面，加大永久磁鐵周向中央部的厚度，能進一步提高永久磁鐵中央部的抗去磁能力。
另外，當轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心的外周安裝永久磁鐵的表面安裝型時，通過切除永久磁鐵的周向兩端部、以該切除部形成凹下形狀部，就能以簡單的加工實現(xiàn)抗去磁能力大且電動機輸出不下降、能抑制齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩的構(gòu)成。
此外，在轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子鐵心的外周部埋入有永久磁鐵的埋入型的情況下，通過在轉(zhuǎn)子鐵心中的與永久磁鐵周向兩端部對應(yīng)的外周部形成缺口部或窄縫，用這些缺口部及窄縫能防止漏磁通通過與由強磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心的凹下形狀部對應(yīng)的部分而發(fā)生短路，能可靠防止電動機效率下降。
此外，在轉(zhuǎn)子為將曲率中心位于轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)的倒圓弧狀永久磁鐵埋入在轉(zhuǎn)子鐵心外周部的埋入型轉(zhuǎn)子的情況下，使永久磁鐵的面對轉(zhuǎn)子外周的端部位于轉(zhuǎn)子外徑的徑向內(nèi)側(cè)，同時在轉(zhuǎn)子鐵心的與該端部對應(yīng)的部分形成缺口部或窄縫，就可發(fā)揮與上述相同的效果。
此時，設(shè)永久磁鐵端部與轉(zhuǎn)子鐵心外周徑向之間的距離為Q，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙為Lg，通過使Q大于Lg，就能可靠獲得上述效果，而使Q小于3Lg，則可以防止永久磁鐵產(chǎn)生的磁場變?nèi)跏闺妱訖C輸出下降、或磁場急劇變化引起的齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩的增大。另外，設(shè)缺口部或窄縫與一個永久磁鐵端部對應(yīng)部分的寬度相對轉(zhuǎn)子中心的開度角為Am，定子極靴的開度角為As，則使Am大于(1/10)As，就能可靠獲得上述效果，而使Am小于(1/4)As，則能防止電動機輸出下降或齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩增大。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，其特征在于，設(shè)所述永磁同步電動機的定子極靴端厚度為Lb，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg，并使2Lg＜Lb＜5Lg。
2.一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，其特征在于，所述永磁同步電動機的定子極靴的至少一個端部的轉(zhuǎn)子側(cè)的側(cè)邊部被切除。
3.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，所述永磁同步電動機的相鄰極靴相對端部之中、位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向下方側(cè)的端部的轉(zhuǎn)子側(cè)側(cè)邊部被切除。
4.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，在所述切除了轉(zhuǎn)子側(cè)側(cè)邊部的極靴的端部，使與轉(zhuǎn)子側(cè)相反側(cè)的側(cè)邊部凸出以保證極靴端部的厚度。
5.一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，其特征在于，設(shè)于所述永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子外周部的永久磁鐵的周向兩端部的外周形成為從轉(zhuǎn)子外周向徑向內(nèi)側(cè)凹下的凹下形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，設(shè)凹下形狀部分相對轉(zhuǎn)子中心的開度角為Am，定子的極靴的開度角為As，使(1/10)As＜Am＜(1/4)As。
7.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，使所述永久磁鐵的轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)面為平面，增大永久磁鐵周向中央部的厚度。
8.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心外周安裝有永久磁鐵的表面安裝型，并由切除永久磁鐵周向兩端部的切除部形成有凹下形狀部。
9.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部埋入有永久磁鐵的埋入型，并在轉(zhuǎn)子鐵心的與永久磁鐵的周向兩端部對應(yīng)的外周部形成有缺口部。
10.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部埋入有永久磁鐵的埋入型，并在轉(zhuǎn)子鐵心的與永久磁鐵的周向兩端部對應(yīng)的外周部形成有窄縫。
11.一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式的定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，其特征在于，所述永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部埋入有曲率中心位于轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)的倒圓弧形狀的永久磁鐵的埋入型，永久磁鐵的面對轉(zhuǎn)子外周的端部位于轉(zhuǎn)子外徑的徑向內(nèi)側(cè)，并在轉(zhuǎn)子鐵心的與該端部對應(yīng)的部分形成有缺口部。
12.一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式的定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，其特征在于，所述永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子為在轉(zhuǎn)子鐵心的外周部埋入有曲率中心位于轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)的倒圓弧形狀的永久磁鐵的埋入型，永久磁鐵的面對轉(zhuǎn)子外周的端部位于轉(zhuǎn)子外徑的徑向內(nèi)側(cè)，并在轉(zhuǎn)子鐵心的與該端部對應(yīng)的部分形成有窄縫。
13.如權(quán)利要求11或12所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，設(shè)所述永久磁鐵的端部與轉(zhuǎn)子鐵心外周徑向之間的的距離為Q，定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙為Lg，使Lg＜Q＜3Lg。
14.如權(quán)利要求11或12所述的空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，其特征在于，設(shè)所述缺口部或窄縫的與一個永久磁鐵的端部對應(yīng)部分的寬度相對轉(zhuǎn)子中心的開度角為Am，定子的極靴的開度角為As，使(1/10)As＜Am＜(1/4)As。
全文摘要
一種空調(diào)機或電冰箱用壓縮機，由具有集中繞組方式的定子的永磁同步電動機進行驅(qū)動，設(shè)所述定子(1)的極靴間的間隔為La，定子(1)與轉(zhuǎn)子(2)間的氣隙為Lg，使0.3Lg＜La≤2.0Lg，或者，設(shè)所述永定子(1)的極靴端厚度為Lb，定子(1)與轉(zhuǎn)子(2)間的氣隙為Lg，并使2Lg＜Lb＜5Lg。此外，也可以使設(shè)于轉(zhuǎn)子(2)外周部的永久磁鐵(6)的周向兩端部的外周形成為從轉(zhuǎn)子外周向徑向內(nèi)側(cè)凹下的凹下形狀。這樣，可以使去磁場難于作用于永久磁鐵(6)，從而提高永久磁鐵(6)的抗去磁能力。
文檔編號H02K1/27GK1758511SQ20051011330
公開日2006年4月12日 申請日期1998年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日
發(fā)明者村上浩, 本田幸夫, 橫手靜, 淺野能成, 和田幸利, 廣瀨秀雄, 松下泰明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社