專利名稱：單相電動機及密閉式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實施單相2極繞線的單相電動機及密閉式壓縮機。
技術(shù)背景以往的2極單相感應(yīng)電動機在層疊鋼板而構(gòu)成的定子鐵心的槽內(nèi) 以同心繞組狀態(tài)插入配置有主繞線和輔助繞線。主繞線與輔助繞線的 機械角度(以下設(shè)為繞線插入角度)依照所必要的特性以90度及90度 以外的插入角度實施繞線。不論槽截面積全部為同一面積還是具有兩種以上的槽截面積，在 其槽的配置持有對稱軸的情況下將在槽內(nèi)的匝數(shù)上產(chǎn)生較大的差異， 其結(jié)果就有在各槽中的繞線體積占有比(繞線截面積相對于槽面積所 占的比率)產(chǎn)生較大的差異之類的課題。因而，為了在繞線插入角度為90度以外的電動機中，提供有效 地活用槽截面積而謀求特性改善的2極單相感應(yīng)電動機，提出具備以 下構(gòu)成的2極單相感應(yīng)電動機的定子鐵心，即持有三種以上的截面積、 具有多個槽群且其槽群的配置不持有對稱軸(例如，參照專利文獻l: 專利公開特開平3-265448號公報)。在以往的2極單相感應(yīng)電動機的定子鐵心中，由于槽群的配置不 持有對稱軸，所以根據(jù)匝數(shù)配置而存在有可能因磁性非對稱不平衡引 起的振動噪音增加之類的課題。另外，由于磁芯背部截面積不均一，所以下料也變差，因此還有 電動機變得高價這樣的課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為了解決如上述那樣的課題而完成的，其目的在于通 過對定子鐵心一邊確保定子鐵心的磁芯背部的磁路一邊使下料成為良 好的形狀，而獲得高效率低價格的單相電動機及密閉式壓縮機。與本發(fā)明相關(guān)的單相電動機，其特征在于，包括多張電磁鋼板 被層疊而形成、設(shè)置N/2為奇數(shù)的N個槽，槽的一部分為大槽，其它 為徑向深度比大槽淺的小槽而構(gòu)成的定子鐵心；被插入到大槽或小槽 內(nèi)部、單相2極的同心繞組方式的主繞線；以及被插入到大槽或小槽 內(nèi)部、相對于主繞線被配置于在電氣角上90度以外的位置的單相2 極的同心繞組方式的輔助繞線；將繞線體積占有比定義為相對于槽面 積繞線截面積所占的比率，將N個槽之中、輔助繞線相對于主繞線被 配置于在電氣角上90度以外的位置由此使繞線體積占有比比其它小 的槽設(shè)為小槽，將其它槽設(shè)為大槽。另外本發(fā)明的所述單相電動機，其特征在于在定子鐵心的外周 部、設(shè)置構(gòu)成包含小槽的外周側(cè)所設(shè)置的大切口的多個大致直線部的 切口，對于小槽的外周側(cè)所設(shè)置的大切口，為了使切口面積比其它切 口大而將大致直線部配置于定子鐵心的中心側(cè)。另外本發(fā)明的所述單相電動機，其特征在于小槽的外周側(cè)所設(shè) 置的大切口，被配置于在機械角上錯開了 180度的位置，并用包含其 它切口的直線構(gòu)成持有軸對稱的六邊形。另外本發(fā)明的所述單相電動機，其特征在于將通過在主繞線上 流過電流而生成的主繞線磁極和通過在輔助繞線上流過電流而生成的 輔助繞線磁極所成的角度設(shè)為(90-360/2N)度以上、且(90+360/2N)度以 下。另外本發(fā)明的所述單相電動機，其特征在于用感應(yīng)電動機構(gòu)成 該單相電動機。另外本發(fā)明的所述單相電動機，其特征在于用同步感應(yīng)電動機構(gòu)成該單相電動機。另外本發(fā)明的密閉式壓縮機，其特征在于具備所述單相電動機。 與本發(fā)明相關(guān)的單相電動機，根據(jù)上述構(gòu)成就能夠通過一邊確保定子鐵心磁芯背部的磁路一邊釆取可進行良好的下料的形狀，而獲得 高效率低價格的單相電動機。


圖1是表示實施方式1的圖，即表示單相電動機的定子30的橫 截面圖。圖2是表示實施方式1的圖，即同心繞組方式的主繞線6與輔助 繞線7的配置圖。圖3是表示實施方式l的圖，即表示槽數(shù)為30時的槽編號S1 S15上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圉數(shù)的圖。圖4是表示實施方式1的圖，即表示槽數(shù)為30時的槽編號S1 S15上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圍數(shù)之一例的圖。圖5是表示實施方式1的圖，即表示槽數(shù)為26時的槽編號S1 S13上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線團數(shù)的圖。圖6是表示實施方式1的圖，即表示槽數(shù)為26時的槽編號SI ~ S13上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圏數(shù)之一例的圖。圖7是表示實施方式1的圖，即表示槽數(shù)為34時的槽編號S1-S17上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圍數(shù)的圖。圖8是表示實施方式1的圖，即表示槽數(shù)為34時的槽編號S1 S17上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圍數(shù)之一例的圖。圖9是表示實施方式2的圖，即單相電動機的定子40的橫截面圖。圖10是表示實施方式2的圖，即將單相電動機的定子40用于感 應(yīng)電動機50情況下的橫截面圖。圖11是表示實施方式2的圖，即將單相電動機的定子40用于同 步感應(yīng)電動機60情況下的橫截面圖。圖12是表示實施方式3的圖，即表示相對于單相感應(yīng)電動機50的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩特性的圖。圖13是表示實施方式3的圖，即表示相對于單相感應(yīng)電動機50的磁極角度的電機效率特性的圖。 圖14是表示實施方式4的圖，即旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的縱截面圖。 附圖標(biāo)記說明l定子鐵心、2切口、 3小槽、4大槽、5磁芯背部、6主繞線、7 輔助繞線、8主繞線磁極、9輔助繞線磁極、IO轉(zhuǎn)子鐵心、ll轉(zhuǎn)子槽、 12轉(zhuǎn)子縫、15轉(zhuǎn)子、16轉(zhuǎn)子、21大切口、 30定子、40定子、50感 應(yīng)電動機、60同步感應(yīng)電動機、100旋轉(zhuǎn)式壓縮機、102密閉容器、 103電動要素、104壓縮要素、105曲柄軸、105a偏心部、106壓縮室、 107汽缸、108上軸承、109下軸承、IIO旋轉(zhuǎn)柱塞、lll吸入管、112 吐出管、ml第l線團、m2第2線團、m3第3線圏、m4第4線團、 m5第5線團、m6第6線團、al第l線圍、a2第2線團、a3第3線 圍、a4第4線團、M1 M6主繞線數(shù)、A1 A5輔助繞線數(shù)、SI ~ S17槽編號、e磁極角度。
具體實施方式
實施方式1.圖l至圖8是表示實施方式1的圖，圖l是表示單相電動機的定 子30的橫截面圖；圖2是同心繞組方式的主繞線6與輔助繞線7的配 置圖；圖3是表示槽數(shù)為30時的槽編號SI ~S15上所插入的主繞線6 與輔助繞線7的線圏數(shù)的圖；圖4是表示槽數(shù)為30時的槽編號Sl~ S15上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線團數(shù)之一例的圖；圖5是 表示槽數(shù)為26時的槽編號SI ~ S13上所插入的主繞線6與輔助繞線7 的線囷數(shù)的圖；圖6是表示槽數(shù)為26時的槽編號S1~S13上所插入 的主繞線6與輔助繞線7的線團數(shù)之一例的圖；圖7是表示槽數(shù)為34 時的槽編號SI ~ S17上所插入的主繞線6與輔助繞線7的線圏數(shù)的圖； 圖8是表示槽數(shù)為34時的槽編號SI ~ S17上所插入的主繞線6與輔 助繞線7的線圍數(shù)之一例的圖。圖1所示的定子30是2極的單相電動機的定子。定子30具備定 子鐵心1、在此定子鐵心1的槽即大槽4與小槽3上所插入的主繞線6 及輔助繞線7。在槽上插入用于確保繞線與定子鐵心1之間的絕緣的
絕緣材，在這里省略。定子鐵心1將板厚為0.1 ~ 1.5mm的電磁鋼板沖裁成規(guī)定的形狀， 沿軸向?qū)盈B，并通過鉚接和焊接等固定起來而制作。插入繞線的槽， 全體槽數(shù)為30個，大槽4為22個，小槽3為8個。然后，首先是大 槽4連續(xù)11個，其次是小槽3連續(xù)4個，進而是大槽4連續(xù)11個， 最后是小槽3連續(xù)4個而形成。在槽的外側(cè)形成有作為磁路的磁芯背部5。在磁芯背部5的外周 面、即定子鐵心1的外周面上設(shè)置6處成為將外周圓形狀切成大致直 線狀的大致直線部的切口 2。然后，其中的兩個切口 2位于4個連續(xù) 的小槽3的外周側(cè)。此切口 2是因為在例如在密閉式壓縮機中使用應(yīng) 用了圖1的定子30的單相電動機的情況下，將定子30熱裝在密閉式 壓縮機的圓筒狀的密閉容器上，所以為了在定子30與密閉容器之間確 保冷媒的通路而必需的。S1 S15是槽編號。槽全部為30個，并對作為其中的l極部分 的15個附加SI ~ S15的槽編號。1極部分的同心繞組方式的主繞線6被插入到SI ~ S6、S10 ~ S15. 通過在此主繞線6和與其對稱地配置在他極上的主繞線6上流過電流 而生成的主繞線磁極8為圖1中虛線的箭頭所示的方向。由于主繞線 6上流過的電流是交流，所以主繞線磁極8的矢量按照交流進行變化。1極部分的同心繞組方式的輔助繞線7的單側(cè)部分被插入到S5 ~ S8。他極的同心繞組方式的輔助繞線7的單側(cè)部分被插入到S9 ~ S12。 通過在2極部分的輔助繞線7上流過電流而生成的輔助繞線磁極9與 主繞線磁極8以磁極角度0在反旋轉(zhuǎn)方向上錯開。由于輔助繞線7上 流過的電流也是交流，所以輔助繞線磁極9的矢量也按照其進行變化。 由于輔助繞線7上流過的電流比主繞線6上流過的電流相位超前，所 以由定子30的繞線所生成的旋轉(zhuǎn)磁場的方向為逆時針方向。因而，圖 1所示的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也是逆時針方向。主繞線磁極8與輔助繞線磁極9的錯位即磁極角度e，由于l極 部分的槽數(shù)為15(奇數(shù))，所以在各極的輔助繞線7被對稱地插入到各
自的槽的同心繞組方式的情況下，比通常(90度)錯開0.5槽。在圖1 的情況下，磁極角度e為8槽部分的96度。即，主繞線6與輔助繞線 7在電氣角(由于是2極所以與機械角相同)上錯開96度。借助于定子30所生成的旋轉(zhuǎn)磁場，磁芯背部5的磁通密度尤其 在2極的旋轉(zhuǎn)磁場中有變高的傾向。若磁通密度變得過高(飽和)則不 僅磁芯背部5中的鐵損增加，而且為了產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所必要的在主繞線6 及輔助繞線7上流過的電流將會增加，銅損也增加，單相電動機的效 率將會惡化。通過將4個連續(xù)的小槽3設(shè)置在定子鐵心1的兩處，就能夠擴大 這一部分的磁芯背部5的磁路。圖2是同心繞組方式的主繞線6與輔助繞線7的配置圖，表示主 繞線6的1極部分和輔助繞線7的2極部分各自單側(cè)的配置。主繞線 6是6段的同心繞組線，外側(cè)的第1線圍ml被插入到Sl與S15，第 2線團m2被插入到S2與S14，第3線團m3被插入到S3與S13,第 4線團m4被插入到S4與S12，第5線圏m5被插入到S5與Sll,第 6線團m6被插入到S6與SIO。輔助繞線7是4段的同心繞組線，外側(cè)的兩個第l線團al各自 的單側(cè)被插入到S8與S9，兩個第2線團a2各自的單側(cè)被插入到S7 與SIO，兩個第3線團a3各自的單側(cè)被插入到S6與Sll，兩個第4 線團a4各自的單側(cè)被插入到S5與S12。圖3是表示槽編號SI ~ S15上所插入的主繞線6與輔助繞線7的 線團數(shù)的圖。設(shè)主繞線6的第1線團ml的線閨數(shù)為Ml、第2線團 m2的線圏數(shù)為M2、笫3線團m3的線圏數(shù)為M3、第4線圏m4的線 團數(shù)為M4、第5線團m5的線圍數(shù)為M5、第6線圍m6的線圍數(shù)為 M6。另外，設(shè)輔助繞線7的第1線團al的線團數(shù)為Al、第2線圍 a2的線圏數(shù)為A2、第3線圏a3的線圏數(shù)為A3、第4線團a4的線閨 數(shù)為A4。主繞線6與輔助繞線7的各線團的線圏數(shù)具有以下所示的關(guān)系。 這是因為將各繞線上流過電流時的電動勢的波形接近正弦波的緣故。M1^M2^M3^M4^M5^M6 A1^A2^A3^A4在槽編號S4上僅被插入主繞線6的第4線圏m4的M4條繞線， 在槽編號S12上被插入主繞線6的第4線圏m4的M4條+輔助繞線7 的第4線圏a4的A4條繞線。在S4與S12的面積相同的情況下，與 S12相比S4就出現(xiàn)輔助繞線7的第4線圍a4的A4條部分的間隙(空 間)，而存在S4的繞線體積占有比比S12低之類的課題。從而，如圖 3所示那樣，S4設(shè)為小槽3， S12設(shè)為大槽4。在槽編號S5上插入主繞線6的第5線圍m5的M5條繞線+輔助 繞線7的第4線圍a4的A4條繞線，在槽編號Sll上插入主繞線6的 第5線團m5的M5條繞線+輔助繞線7的第3線團a3的A3條繞線。由于是M5+A4 ^ M5+A3 ，所以如圖3所示那樣，S5設(shè)為小槽3， Sll設(shè)為大槽4。 在槽編號S6上插入主繞線6的第6線團m6的M6條繞線+輔助 繞線7的第3線團a3的A3條繞線，在槽編號S10上插入主繞線6的 第6線團m6的M6條繞線+輔助繞線7的第2線圏a2的A2條繞線。 由于是M6+A3 ^ M6+A2 ，所以如圖3所示那樣，S6設(shè)為小槽3， S10設(shè)為大槽4。在槽編號S7上僅插入輔助繞線7的第2線圍a2的A2條繞線， 所以繞線體積占有比比S10低，S7設(shè)為小槽3。另外，在槽編號S1及S15上插入主繞線6的第1線團ml的Ml 條繞線，所以S1及S15設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S2及S14上插入主繞線6的第2線圏m2的M2 條繞線，由于M2是與Ml接近的條數(shù)，所以S2及S14設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S3及S13上插入主繞線6的第3線團m3的M3 條繞線，由于M3是與M2接近的條數(shù)，所以S3及S13設(shè)為大槽4。進而，在槽編號S8及S9上插入輔助繞線7的第1線團al的Al 條繞線，由于如果繞線的線徑相同則Al就是與Ml大致相同的條數(shù)， 所以S8及S9i殳為大槽4。 在定子30全體由于是2極所以與1極部分的槽編號SI ~ S15相 同的還有一組(15槽)。結(jié)果就在定子30全體中大槽4為22個、小槽 為8個。圖4中表示槽編號SI ~ S15上所插入的主繞線6與輔助繞線7的 線圏數(shù)之一例。這一例是主繞線6與輔助繞線7的繞線為同一線徑的 情況。主繞線數(shù)與輔助繞線數(shù)的合計，在大槽4為40條，在小槽3 為30條。能夠以此線圍數(shù)的比率從大槽4的面積將小槽3的面積減小。 槽的面積可通過使槽的徑向的深度變化而改變。以上的說明是就槽數(shù)為30、主繞線6的段數(shù)為6、輔助繞線7的 段數(shù)為4的例子進行的，對其他的例子進行說明。圖5是表示槽數(shù)為26時的槽編號SI ~ S13上所插入的主繞線6 與輔助繞線7的線圍數(shù)的圖。主繞線6的同心繞組線的段數(shù)為4，輔 助繞線7的同心繞組線的段數(shù)為3。設(shè)主繞線6的第1線圏ml的線團數(shù)為Ml，第2線圏m2的線 圏數(shù)為M2，第3線團m3的線團數(shù)為M3，第4線圏m4的線團數(shù)為 M4。另外，設(shè)輔助繞線7的第1線團al的線團數(shù)為Al，笫2線團 a2的線圏數(shù)為A2，第3線圏a3的線團數(shù)為A3。主繞線6與輔助繞線7的各線團的線圏數(shù)具有以下所示的關(guān)系。M1^M2^M3^M4A1^A2^A3在槽編號S4上僅插入主繞線6的笫4線圏m4的M4條繞線， 在槽編號S10上插入主繞線6的第4線團m4的M4條+輔助繞線7的 第3線團a3的A3條繞線。在S4與S10的面積相同的情況下，與S10 相比S4就出現(xiàn)輔助繞線7的第3線團a3的A3條部分的間隙(空間)， 而存在S4的繞線體積占有比比S10低之類的課題。從而，如圖5所 示那樣，S4設(shè)為小槽3， S10設(shè)為大槽4。在槽編號S5上僅插入輔助繞線7的第3線圏a3的A3條繞線， 在槽編號S10上插入主繞線6的笫4線圏m4的M4條+輔助繞線7的 第3線圍a3的A3條繞線。在S5與S10的面積相同的情況下，與S10 相比S5就出現(xiàn)主繞線6的第4線團m4的M4條部分的間隙(空間)， 而存在S5的繞線體積占有比比S10低之類的課題。從而，如圖5所 示那樣，S5設(shè)為小槽3， S10設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S1及S13上插入主繞線6的第l線圏ml的Ml 條繞線，所以S1及S13設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S2及S12上插入主繞線6的第2線圏m2的M2 條繞線，由于M2是與Ml接近的條數(shù)，所以S2及S12設(shè)為大槽4。另夕卜，在槽編號S3及S11上插入主繞線6的第3線圏m3的M3 條繞線，由于M3是與M2接近的條數(shù)，所以S3及S11設(shè)為大槽4。另夕卜，在槽編號S7及S8上插入輔助繞線7的第1線團al的Al 條繞線，由于如果繞線的線徑相同則Al就是與Ml大致相同的條數(shù)， 所以S7及S8設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S6及S9上插入輔助繞線7的第2線團a2的A2 條繞線，由于A2是與Al接近的條數(shù)，所以S6及S9設(shè)為大槽4。在定子30全體，由于是2極所以與1極部分的槽編號S1~S13 相同的還有一組(13槽)。結(jié)果就在定子30全體中大槽4為22個、小 槽為4個。圖6中表示槽編號SI ~ S13上所插入的主繞線6與輔助繞線7的 線閨數(shù)之一例。這一例是主繞線6與輔助繞線7的繞線為同一線徑的 情況。主繞線數(shù)與輔助繞線數(shù)的合計，在大槽4為40條，在小槽3 為20條。能夠以此線圍數(shù)的比率從大槽4的面積將小槽3的面積減小。 槽的面積可通過使槽的徑向的深度變化而改變。圖7是表示槽數(shù)為34時的槽編號SI ~ S17上所插入的主繞線6 與輔助繞線7的線圍數(shù)的圖。主繞線6的同心繞組線的段數(shù)為6，輔 助繞線7的同心繞組線的段數(shù)為5。設(shè)主繞線6的第1線團ml的線圏數(shù)為Ml，第2線圏m2的線 圍數(shù)為M2，第3線團m3的線圏數(shù)為M3，第4線圍m4的線團數(shù)為 M4，第5線圏m5的線圏數(shù)為M5，笫6線團m6的線圏數(shù)為M6。另 外，設(shè)輔助繞線7的第1線團al的線團數(shù)為Al，第2線圍a2的線圏 數(shù)為A2，第3線團a3的線圍數(shù)為A3，第4線圏a4的線圏數(shù)為A4， 笫5線圏a5的線圏數(shù)為A5。主繞線6與輔助繞線7的各線圏的線圈數(shù)具有以下所示的關(guān)系。M1^M2^M3^M4^M5^M6A1^A2^A3^A4^A5在槽編號S4上僅插入主繞線6的第4線團m4的M4條繞線， 在槽編號S14上插入主繞線6的第4線團m4的M4條+輔助繞線7的 笫5線團a5的A5條繞線。在S4與S14的面積相同的情況下，與S14 相比S4就出現(xiàn)輔助繞線7的第5線圍a5的A5條部分的隙間(空間)， 而存在S4的繞線體積占有比比S14低之類的課題。從而，如圖7所 示那樣，S4設(shè)為小槽3， S14設(shè)為大槽4。在槽編號S5上插入主繞線6的第5線圃m5的M5條+輔助繞線 7的第5線團a5的A5條繞線，在槽編號S13上插入主繞線6的第5 線圏m5的M5條+輔助繞線7的第4線圏a4的A4條繞線。由于是M5+A5 ^ M5+A4 ，所以如圖7所示那樣，S5設(shè)為小槽3， S13設(shè)為大槽4。 在槽編號S6上插入主繞線6的第6線圍m6的M6條+輔助繞線 7的第4線圏a4的A4條繞線，在槽編號S12上插入主繞線6的第6 線團m6的M6條+輔助繞線7的第3線圍a3的A3條繞線。 由于是M5+A4舀M5+A3 ，所以如圖7所示那樣，S6設(shè)為小槽3， S12設(shè)為大槽4。 在槽編號S7上插入輔助繞線7的第3線圏a3的A3條繞線，在 槽編號S12上插入主繞線6的笫6線圏m6的M6條+輔助繞線7的第 3線圏a3的A3條繞線。在S7與S12的面積相同的情況下，與S12 相比S7就出現(xiàn)主繞線6的第6線圍m6的M6條部分的間隙(空間)， 而存在S5的繞線體積占有比比S12低之類的課題。從而，如圖7所 示那樣，S7設(shè)為小槽3。另外，在槽編號Sl及S17上插入主繞線6的第1線團ml的Ml 條繞線，所以S1及S17設(shè)為大槽4。
另夕卜，在槽編號S2及S16上插入主繞線6的第2線圏m2的M2 條繞線，由于M2是與Ml接近的條數(shù)，所以S2及S16設(shè)為大槽4。另外，槽編號S3及S15上插入主繞線6的第3線團m3的M3 條繞線，由于M3是與M2接近的條數(shù)，所以S3及S15設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S9及S10上插入輔助繞線7的第1線圏al的 Al條繞線，如果繞線的線徑相同則Al就是與Ml大致相同的條數(shù)， 所以S9及S10設(shè)為大槽4。另外，在槽編號S8及S11上插入輔助繞線7的第2線團a2的 A2條繞線，由于A2是與Al接近的條數(shù)，所以S8及S11設(shè)為大槽4。在定子30全體，由于是2極所以與1極部分的槽編號S1 S17 相同的還有一組(17槽)。結(jié)果就在定子30全體中大槽4為26個，小 槽3為8個。圖8中表示槽編號SI ~ S17上所插入的主繞線6與輔助繞線7的 線團數(shù)之一例。這一例是主繞線6與輔助繞線7的繞線為同一線徑的 情況。主繞線數(shù)與輔助繞線數(shù)的合計，在大槽4為40條，在小槽3 為20條。能夠以此線團數(shù)的比率從大槽4的面積將小槽3的面積減小。 槽的面積可通過使槽的徑向的深度變化而改變。繞線體積占有比低的槽，對于電動機而言就存在無用的空間，由 于與減小磁芯背部截面積相同，所以磁芯背部5的磁通密度變高，結(jié) 果單相電動機的效率將惡化。在本實施方式中，關(guān)于在圖3的情形中繞線體積占有比低的槽即 S4 ~ S7的槽、在圖5的情形中繞線體積占有比低的槽即S4 ~ S5的槽、 在圖7的情形中繞線體積占有比低的槽即S4 S7的槽，通過^L成將 徑向的槽深度變淺后的小槽3，就能夠擴大磁芯背部5的磁路，并確 保磁芯背部截面積以使磁通密度不會飽和。通過使磁通密度緩和，就 能夠防止鐵損及銅損的增加，而得到高效率的單相電動機。另外，在 與以往的單相電動機相同效率的情況下，就能夠減小軸向的芯幅，而 實現(xiàn)單相電動機的小型、輕量化。另外，在將此單相電動機搭載于壓縮機的情況下，由于所搭載的 電動機是高效率，所以就能夠獲得高效率的壓縮機，如果將該壓縮機 用于空氣調(diào)節(jié)器或冷凍冷藏庫就能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。在本實施方式中，就合計槽數(shù)為30槽、主繞線段數(shù)為6段、輔 助繞線段數(shù)為4段的情況，合計槽數(shù)為26槽、主繞線段數(shù)為4段、輔 助繞線段數(shù)為3段的情況，合計槽數(shù)為34槽、主繞線段數(shù)為6段、輔 助繞線段數(shù)為5段的情況進行了敘述，即便是別的組合，也可以通過 依照槽數(shù)或繞線的段數(shù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定成為小槽的槽數(shù)而獲得同樣的效 果。實施方式2.圖9至圖11是表示實施方式2的圖，圖9是單相電動機的定子 40的橫截面圖，圖10是將單相電動機的定子40用于感應(yīng)電動機50(單 相電動機之一例)情況下的橫截面圖，圖11是將單相電動機的定子40 用于同步感應(yīng)電動機60(單相電動機之一例)情況下的橫截面圖。如圖9所示那樣，將圖1的切口2之中、4個連續(xù)的小槽3的外 周側(cè)的兩處切口 2的面積加大，設(shè)為大切口 21。此時，將大切口 21 的大致直線部向定子鐵心1的中心側(cè)移動以加大面積。與圖1的不同 點是僅僅是大切口 21的部分。若小槽3的外周部的磁芯背部5與大槽4的外周部的磁芯背部5 進行比較，則由于磁芯背部截面積變大，所以磁通密度變低。在本實 施方式中，在磁通密度不會飽和的范圍以擴大切口面積的方式設(shè)置有 大切口 21。通過設(shè)置大切口 21,全部切口的合計面積就擴大。切口合計面積尤其是將單相電動機用于密閉式壓縮機的情況下 很重要。在將單相電動機用于密閉式壓縮機的情況下，由于兩處的大 切口 21、 4處的切口 2成為冷媒的流路，所以若減小切口合計面積則 密閉式壓縮機的性能將會低下。由于借助于大切口 21切口合計面積擴大，所以就能夠防止密閉 式壓縮機的性能低下。另外，在將圖9的定子40的切口合計面積設(shè)成與圖l的定子30 的切口合計面積相同面積的情況下，大槽4的外周部的切口 2的面積 變小(將大致直線部配置在定子鐵心1的外周側(cè))，可以將大槽4的外 周部的磁芯背部截面積加大。據(jù)此，就能夠得到使磁芯背部磁通密度 進一步緩和的高效率的單相電動機。另外，在本實施方式中，將切口面積較大的兩個大切口 21配置 于在機械角上錯開了 180度的位置，并用包含其它切口 2的大致直線 部構(gòu)成大致六邊形。通過將切口分散在六處，就能夠?qū)⒏髯缘那锌诿?積、特別是大槽4的外周側(cè)的切口 2的面積減小，通過確保磁芯背部 截面積就能夠使磁通密度緩和，同時由于定子鐵心1的下料改善，所 以就能夠獲得低價格的單相電動機。進而若切口被分散，則與密閉式壓縮機的圓筒狀的密閉容器的接 觸面積就減少，同時接觸部位增加，傳達定子40上發(fā)生的電磁振動的 能量就被分散，而能夠獲得低振動以及低噪音的單相電動機。特別是 在2極的單相電動機中，由于定子40所生成的磁場為相對于圓形旋轉(zhuǎn) 磁場歪斜了的橢圓磁場所以有電磁噪音增加的傾向，本實施方式的單 相電動機就能夠取得更進一步的效果。圖10是表示將單相電動機的定子40用于感應(yīng)電動機50情況下 的橫截面圖，轉(zhuǎn)子15的轉(zhuǎn)子鐵心10具備鑄入了作為導(dǎo)電性材質(zhì)的鋁 或銅的、38個轉(zhuǎn)子槽11。但是，轉(zhuǎn)子槽11的槽數(shù)也可以是38個以外。 感應(yīng)電動機50的轉(zhuǎn)子15的旋轉(zhuǎn)方向如圖10所示那樣為逆時針方向。 而且，相對于輔助繞線磁極9主繞線磁極8的磁極角度e為96度。在將本實施方式的單相電動機的定子40用于感應(yīng)電動機50的情 況下，如上述那樣通過使磁芯背部磁通密度緩和，就能夠在同一轉(zhuǎn)矩 下使主繞線6及輔助繞線7上流過的電流降低，所以就能夠獲得高效 率的單相感應(yīng)電動機50。進而，圖11是表示將單相電動機的定子40用于同步感應(yīng)電動機 60情況下的橫截面圖，轉(zhuǎn)子16的轉(zhuǎn)子鐵心10具備鑄入了作為導(dǎo)電性 材質(zhì)的鋁或銅的轉(zhuǎn)子槽11及轉(zhuǎn)子縫12。 一個轉(zhuǎn)子縫12與處于其兩端 部的兩個轉(zhuǎn)子槽ll連續(xù)。在這里，就轉(zhuǎn)子槽ll、轉(zhuǎn)子縫12雙方鑄入 了鋁的情況進行了敘述，但即便在轉(zhuǎn)子縫12上不鑄入導(dǎo)電性材質(zhì)也能
夠獲得同樣的效果。同步感應(yīng)電動機60的轉(zhuǎn)子16的旋轉(zhuǎn)方向如圖11 所示那樣為逆時針方向。而且，相對于輔助繞線磁極9主繞線磁極8 的磁極角度e為96度。同步感應(yīng)電動機60在通常動作運轉(zhuǎn)時，與定子40所生成的旋轉(zhuǎn) 磁場同步進行旋轉(zhuǎn)，所以就有磁芯背部磁通密度比起感應(yīng)電動機50 進一步變高的傾向。通過將本實施方式的單相電動機的定子40用于同 步感應(yīng)電動機60，就能夠使磁芯背部磁通密度降低，進而獲得高效率 的單相同步感應(yīng)電動機60。實施方式3.圖12至圖13是表示實施方式3的圖，圖12是表示對于單相感 應(yīng)電動機50的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩特性的圖，圖13是表示對于單相感應(yīng)電動 機50的磁極角度的電機效率特性的圖。在圖10中就主繞線磁極8相對于輔助繞線磁極9的磁極角度e 為96度(主繞線6與輔助繞線7的繞線配置的錯位在電氣角上為96度) 進行了說明，但還可以通過將繞線配置錯開將磁極角度0設(shè)成84度(相 對于全30槽為7槽部分)。如圖12所示那樣，可知與磁極角度e-84度的情況進行比較，在 96度的情況下相對于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩增加。所謂轉(zhuǎn)矩增加就是如果是在比起 最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速高的區(qū)域中的同一轉(zhuǎn)矩條件，則96度一方轉(zhuǎn)速高。轉(zhuǎn)速 高、也就是轉(zhuǎn)差小，所以轉(zhuǎn)子中的二次銅損變小，因此就能夠獲得高 效率的感應(yīng)電動機50。進而還可以通過變更繞線配置，而設(shè)為錯開6槽的0=72度或錯 開9槽的0=108度的磁極角度。但是，若使磁極角度相對于90度過 大或者過小，則在將主繞線數(shù)及輔助繞線數(shù)設(shè)定成與圖3所示的相同 的情況下，由于被插入主繞線6與輔助繞線7的兩方的槽數(shù)增加，所 以就需要將繞線的線徑變細。圖13中表示相對于磁極角度e的電機效率特性。在0=72度、108 度的情況下如前述那樣，需要將繞線線徑變細，因此可知繞線電阻增 加，伴隨于其的銅損增大，效率大幅將下降。 通過將N-30槽時的磁極角度0設(shè)定成從90-360/2N=84度到 90+360/2N-96度之間，就可以不使繞線電阻增加地、插入轉(zhuǎn)矩發(fā)生所 需要的線圏數(shù)，因此就能夠獲得高效率的單相感應(yīng)電動機50。在這里，就N-30槽的情況進行了說明，但在其它槽數(shù)N(其中， N/2是奇數(shù))的情況下也能夠通過將磁極角度G設(shè)定從90-360/2N到 90+360/2N而獲得同樣的效果。實施方式4.圖14是表示實施方式4的圖，即旋轉(zhuǎn)式壓縮機IOO(密閉式壓縮 機之一例)的縱截面圖。在圖14中，電動要素103和壓縮要素104被收納在旋轉(zhuǎn)式壓縮 機100(密閉式壓縮機之一例)的密閉容器102內(nèi)。在電動要素103中使 用實施方式2或者實施方式3所示的感應(yīng)電動機50或同步感應(yīng)電動機 60。壓縮要素104具有由電動要素103驅(qū)動的曲柄軸105、在內(nèi)周部 形成與曲柄軸105同心的壓縮室106的汽缸107、夾持其上下的上軸 承108和下軸承109、以及在汽缸107內(nèi)被安裝于曲柄軸105的偏心 部105a進行偏心運動的旋轉(zhuǎn)柱塞(rolling piston ) 110。吸入管111與冷凍循環(huán)的蒸發(fā)器連接起來，將冷媒導(dǎo)入汽缸107 內(nèi)。吐出管112與冷凍循環(huán)的凝結(jié)器連接起來，將密閉容器102內(nèi)的 高壓冷媒送出至冷凍循環(huán)。在將實施方式2或?qū)嵤┓绞?所示的感應(yīng)電動機50或同步感應(yīng) 電動機60搭載于旋轉(zhuǎn)式壓縮機100的情況下，由于所搭栽的感應(yīng)電動 機50或同步感應(yīng)電動機60是高效率，所以就能夠獲得高效率的旋轉(zhuǎn) 式壓縮機100，如果將該旋轉(zhuǎn)式壓縮機100用于空氣調(diào)節(jié)器或冷凍冷 藏庫就能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。
權(quán)利要求
1.一種單相電動機，其特征在于，包括多張電磁鋼板被層疊而形成、設(shè)置N/2為奇數(shù)的N個槽，上述槽的一部分為大槽，其它為徑向深度比上述大槽淺的小槽而構(gòu)成的定子鐵心；被插入到上述大槽或上述小槽內(nèi)部、單相2極的同心繞組方式的主繞線；以及被插入到上述大槽或上述小槽內(nèi)部、相對于上述主繞線被配置于在電氣角上90度以外的位置的單相2極的同心繞組方式的輔助繞線；將繞線體積占有比定義為繞線截面積相對于槽面積所占的比率，將上述N個槽之中、上述輔助繞線相對于上述主繞線被配置于在電氣角上90度以外的位置而使上述繞線體積占有比比其它小的槽設(shè)為上述小槽，將其它槽設(shè)為上述大槽。
2. 按照權(quán)利要求l所述的單相電動機，其特征在于 在上述定子鐵心的外周部、設(shè)置構(gòu)成包含在上述小槽的外周側(cè)設(shè)置的大切口的多個大致直線部的切口，對于在上述小槽的外周側(cè)設(shè)置 的大切口 ，為了使切口面積比其它切口大而將上述大致直線部配置于 上述定子鐵心的中心側(cè)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的單相電動機，其特征在于 在上述小槽的外周側(cè)設(shè)置的大切口被配置于在機械角上錯開了180度的位置，用包含其它切口的直線構(gòu)成具有軸對稱的六邊形。
4. 按照權(quán)利要求l所述的單相電動機，其特征在于 將通過在上述主繞線上流過電流而生成的主繞線磁極和通過在 輔助繞線上流過電流而生成的輔助纟(90-360/2N)度以上、且(90+360/2N)度以下。
5. 按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項所述的單相電動機, 其特征在于用感應(yīng)電動機構(gòu)成該單相電動機。
6. 按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項所述的單相電動機， 其特征在于用同步感應(yīng)電動機構(gòu)成該單相電動機。
7. —種密閉式壓縮機，其特征在于具備權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項所述的單相電動機。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于通過對定子鐵心一邊確保磁芯背部的磁路一邊使下料成為良好的形狀，而獲得高效率低價格的單相電動機。其中，具備多張電磁鋼板被層疊而形成、設(shè)置N/2為奇數(shù)的N個槽，槽的一部分為大槽(4)，其它為徑向深度比大槽(4)淺的小槽(3)而構(gòu)成的定子鐵心(1)；被插入到大槽(4)或小槽(3)內(nèi)部、單相2極的同心繞組方式的主繞線(6)；以及被插入到大槽(4)或小槽(3)內(nèi)部、相對于主繞線(6)被配置于在電氣角上90度以外的位置的單相2極的同心繞組方式的輔助繞線(7)；將N個槽之中、輔助繞線(7)相對于主繞線(6)被配置于在電氣角上90度以外的位置由此使繞線體積占有比比其它小的槽設(shè)為小槽(3)，將其它槽設(shè)為大槽(4)。
文檔編號H02K17/02GK101151781SQ20068000164
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者及川智明, 吉野勇人, 堤貴弘, 滝田芳雄, 矢部浩二 申請人:三菱電機株式會社