專利名稱：感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子、感應(yīng)電動機、壓縮機、送風(fēng)機和空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，特別涉及感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子齒槽的形狀。此外，涉及使用該感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動機、搭載了該感應(yīng)電動機的壓縮機和送風(fēng)機、以及搭載了該壓縮機和送風(fēng)機的空調(diào)。
背景技術(shù)：
目前，對于感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，提案有多種通過設(shè)有齒槽形狀、或在外周部設(shè)置縫隙而減少功率因數(shù)、雜散負載損耗、噪音等的形狀。例如提案有一種感應(yīng)電動機，其包括具有多個齒槽的轉(zhuǎn)子鐵芯和收納于該轉(zhuǎn)子鐵芯的齒槽中的二次導(dǎo)體，該二次導(dǎo)體基于鋁合金壓鑄而形成，通過在轉(zhuǎn)子鐵芯的封口槽的轉(zhuǎn)子表面?zhèn)仍O(shè)置與該齒槽不聯(lián)接的縫隙，并且將該縫隙的周向尺寸設(shè)定為1.0mm 3.5_、徑向尺寸設(shè)定為1.0mm 2.5mm的范圍，而實現(xiàn)一直能夠減少功率因數(shù)、雜散負載損耗、噪音等的高性能的感應(yīng)電動機(例如參照專利文獻I)。專利文獻專利文獻1:日本特開平9-224358號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述專利文獻I所記載的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子形狀，由于在封口槽外周部分設(shè)置縫隙，所以存在等效氣隙增大、氣隙管理、使端環(huán)為不遮擋縫隙的形狀等問題。在此，氣隙是指定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙(通常為數(shù)百μπΟ。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子、感應(yīng)電動機、壓縮機、送風(fēng)機和空調(diào)，其具有靠近轉(zhuǎn)子外周部分的外周齒槽和與外周齒槽連通且存在于外周齒槽的內(nèi)側(cè)的內(nèi)周齒槽，外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽的最外周的周向?qū)挾萒D小,外周齒槽的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周而變小，由此磁通的流動順暢，而能夠改善電動機的特性。本發(fā)明涉及的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其具有在轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子齒槽內(nèi)填充有非磁性且具導(dǎo)電性的材料而形成的籠型二次導(dǎo)體，感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的特征在于:轉(zhuǎn)子齒槽包括:外周齒槽，其形成在轉(zhuǎn)子外周部分的附近；以及內(nèi)周齒槽，其與外周齒槽連通，形成在外周齒槽的內(nèi)偵彳，其中，外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽的最外周的周向?qū)挾萒D小，外周齒槽的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分變小。在本發(fā)明涉及的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子齒槽由靠近轉(zhuǎn)子外周部分的外周齒槽和與外周齒槽連通且形成在外周齒槽的內(nèi)側(cè)的內(nèi)周齒槽構(gòu)成，外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽的最外周的周向?qū)挾萒D小,外周齒槽的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分而變小，由此緩和二次電流的集中，能夠改善感應(yīng)電動機的特性。


圖1是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的橫截面圖。圖2是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的定子220的橫截面圖。圖3是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的定子鐵芯221的橫截面圖。圖4是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210的立體圖。圖5是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210的橫截面圖。圖6是用于比較而表示的普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子鐵芯211的橫截面圖。圖7是用于比較而表不的、表不普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210中基于來自定子220的磁通的交鏈而產(chǎn)生的二次電流的集中狀況的圖。圖8是用于比較而表示的、表示普通的另一轉(zhuǎn)子310中基于來自定子的磁通的交鏈而產(chǎn)生的二次電流的集中狀況的圖。圖9是表不實施方式I的感應(yīng)電動機100的橫截面圖。圖10是表示實施方式I的感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子10的立體圖。圖11是表示實施方式I的感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子10的橫截面圖。圖12是表示實施方式I的感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子鐵芯11的橫截面圖。圖13是表示實施方式I的轉(zhuǎn)子齒槽13的放大圖。圖14是表示實施方式I的二次銅損/輸出[%]相對于TB (=TE)的特性的圖。圖15是表示實施方式I的轉(zhuǎn)矩相對于TB (=TE)的特性的圖。圖16是表示實施方式I的實施例的轉(zhuǎn)子齒槽13的放大圖。圖17是圖16的部分放大圖。圖18是表示實施方式I的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400的縱截面圖。圖19是表示實施方式I的空調(diào)的制冷劑回路圖。圖20是表示實施方式I的空調(diào)的室外機600的分解立體圖。[符號的說明]2:密閉容器5a:第一氣缸5b:第二氣缸6:主軸承7:副軸承8:旋轉(zhuǎn)軸8a:主軸8b:副軸8c:主軸側(cè)偏心部8d:副軸側(cè)偏心部8e:中間軸9a:第一活塞9b:第二活塞10:轉(zhuǎn)子11:轉(zhuǎn)子鐵芯12:招條
13:轉(zhuǎn)子齒槽13a:外周齒槽13b:內(nèi)周齒槽14:轉(zhuǎn)子齒部15:鐵芯外圍部16:軸孔17:端環(huán)20:定子24:玻璃端子25:導(dǎo)線26:潤滑油27:分隔板30:空隙31:儲液器33:噴出管40a:噴出消音器40b:噴出消音器52:四通閥53:室外側(cè)熱交換器54:減壓裝置55:室內(nèi)側(cè)熱交換器56:室外側(cè)送風(fēng)機57:室內(nèi)側(cè)送風(fēng)機59:頂板60:前板61:側(cè)板62:隔離部件63:電子部件箱64:制冷劑配管和制冷劑回路部件類68:底板100:感應(yīng)電動機200:感應(yīng)電動機210:轉(zhuǎn)子211:轉(zhuǎn)子鐵芯212:鋁條213:轉(zhuǎn)子齒槽214:轉(zhuǎn)子齒部215:鐵芯外圍部216:軸孔
217:端環(huán)220:定子221:定子鐵芯222:繞組223:鐵芯外圍部224:齒部225:齒槽225a:齒槽開口部230:空隙310:轉(zhuǎn)子312:鋁條313:轉(zhuǎn)子齒槽400:雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機500:壓縮機構(gòu)部600:室外機
具體實施例方式實施方式I圖1至圖3是用于比較而表示的圖，圖1是普通的感應(yīng)電動機200的橫截面圖，圖2是普通的感應(yīng)電動機200的定子220的橫截面圖，圖3是普通的感應(yīng)電動機200的定子鐵芯221的橫截面圖。如圖1所示，普通的感應(yīng)電動機200 (以下也簡稱為電動機)包括:定子220和在定子220的內(nèi)側(cè)隔著空隙230 (氣隙)配置的轉(zhuǎn)子210。如圖2所示，定子220包括:大致環(huán)形的定子鐵芯221和插入到形成在定子鐵芯221的齒槽225中的繞組222。繞組222是卷繞在各齒部224的集中繞組或分布繞組。此夕卜，繞組222為單相或三相。定子鐵芯221是在將板厚為0.1 1.5mm的電磁鋼板沖壓成規(guī)定形狀后，在軸向上按規(guī)定的片數(shù)層疊，并通過沖壓鉚接或焊接等進行固定而制作出來的。如圖3所示，定子鐵芯221在外周側(cè)形成有環(huán)形的鐵芯外圍部223，多個(這里為24個)齒部224從鐵芯外圍部223的內(nèi)周側(cè)向轉(zhuǎn)子210方向呈放射狀地延伸。各齒部224的周向?qū)挾仍趶较蛏洗笾戮?。在相鄰的兩個齒部224之間，形成有齒槽225(空間)。齒槽225的數(shù)量與齒部224的數(shù)量相同，是24個。由于各齒部224的周向?qū)挾仍趶较蛏洗笾戮?，所以齒槽225的周向?qū)挾葟膬?nèi)側(cè)(轉(zhuǎn)子210側(cè))朝向外側(cè)(鐵芯外圍部223側(cè))逐漸增大。齒槽225向空隙230(參照圖1)開口，將這里稱為齒槽開口部225a (齒槽縫隙)。繞組222從齒槽開口部225a插入。圖4至圖6是用于比較而表示的圖，圖4是普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210的立體圖，圖5是普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210的橫截面圖，圖6是普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子鐵芯211的橫截面圖。
如圖4所示，轉(zhuǎn)子210包括:轉(zhuǎn)子鐵芯211 ;以及由鋁條212 (參照圖5)及在層疊方向的兩端部分形成的一對端環(huán)217構(gòu)成的籠型二次導(dǎo)體。鋁條212和端環(huán)217是通過壓鑄同時熔鑄鋁而制作出來的。此外，籠型二次導(dǎo)體除鋁以外也可以由銅形成。如圖5所示，轉(zhuǎn)子210通過在轉(zhuǎn)子鐵芯211的多個(30個)轉(zhuǎn)子齒槽213中熔鑄鋁來形成鋁條212。如上所述，鋁條212與在層疊方向的兩端部分形成的一對端環(huán)217構(gòu)成籠型二次導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子鐵芯211也與定子鐵芯221同樣，是在將板厚為0.1 1.5mm的電磁鋼板沖壓成規(guī)定形狀后，在軸向上按規(guī)定的片數(shù)層疊，并通過沖壓鉚接或焊接等進行固定而制作出來的。如圖6所示，轉(zhuǎn)子鐵芯211的截面形狀大致為圓形，多個(30個)轉(zhuǎn)子齒槽213沿外周緣在周向上大致等間隔地形成。在相鄰的兩個轉(zhuǎn)子齒槽213之間形成轉(zhuǎn)子齒部214。轉(zhuǎn)子齒部214的數(shù)量與轉(zhuǎn)子齒槽213的數(shù)量相同，是30個。轉(zhuǎn)子齒部214的周向?qū)挾仍趶较蛏洗笾戮取Ｒ虼?，轉(zhuǎn)子齒槽213的周向?qū)挾葟膬?nèi)側(cè)朝向外周逐漸增大。在轉(zhuǎn)子鐵芯211的中央部分開設(shè)有與驅(qū)動軸(未圖示)嵌合的軸孔216。將轉(zhuǎn)子齒槽213與軸孔216之間的鐵芯部分稱為鐵芯外圍部215。由于在轉(zhuǎn)子齒槽213中填充有非磁性體且具導(dǎo)電性的材料(例如鋁)，所以在轉(zhuǎn)子齒槽213中來自定子220的磁通交鏈，并且當磁通產(chǎn)生變化時，會在鋁條212中產(chǎn)生二次電流，并基于該二次電流和來自定子220的磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。理想狀態(tài)是，來自定子220的磁通不是掠過轉(zhuǎn)子210的轉(zhuǎn)子齒槽213的一部分，而是整體地產(chǎn)生變化，從而在轉(zhuǎn)子齒槽213內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的二次電流。圖7、圖8是用于比較而表示的圖，圖7是表示普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210中基于來自定子220的磁通的交鏈而產(chǎn)生的二次電流的集中狀況的圖，圖8是表示普通的另一轉(zhuǎn)子310中基于來自定子的磁通的交鏈而產(chǎn)生的二次電流的集中狀況的圖。如圖7所示，普通的感應(yīng)電動機200的轉(zhuǎn)子210，由于轉(zhuǎn)子齒槽213與轉(zhuǎn)子210的外周之間在徑向上的寬度Dl較窄，所以來自定子220的磁通在轉(zhuǎn)子齒槽213的一部分(從轉(zhuǎn)子齒槽213的外周側(cè)的頂點附近靠右上角(圖7中))交鏈。圖7中的箭頭表示來自定子220的磁通的流動。由于僅在轉(zhuǎn)子齒槽213的一部分發(fā)生磁通變化，受到該影響，二次電流集中在轉(zhuǎn)子齒槽213的與來自定子220的磁通交鏈的部分流動。由于該影響存在如下問題:與二次電流在整個轉(zhuǎn)子齒槽213中流動的情況相比，二次電阻增大，二次銅損增加，因而效率降低。也可將該二次銅損也稱為雜散負載損耗或諧波二次銅損。圖8所示的普通的另一轉(zhuǎn)子310與轉(zhuǎn)子210相比，轉(zhuǎn)子齒槽313的形狀不同。轉(zhuǎn)子齒槽213的外周側(cè)的形狀是圓弧，而轉(zhuǎn)子齒槽313的外周側(cè)是平面。在該轉(zhuǎn)子310中，也與轉(zhuǎn)子210相同，由于轉(zhuǎn)子齒槽313與轉(zhuǎn)子310的外周之間在徑向上的寬度D2較窄，所以來自定子的磁通在轉(zhuǎn)子齒槽313的一部分(從轉(zhuǎn)子齒槽313的外周側(cè)的中央附近靠右上角(圖8中))交鏈。圖8中的箭頭表示來自定子的磁通的流動。此外，在轉(zhuǎn)子齒槽313中熔鑄有鋁條312。由于僅在轉(zhuǎn)子齒槽313的一部分發(fā)生磁通變化，受到該影響，二次電流集中在轉(zhuǎn)子齒槽313的與來自定子的磁通交鏈的部分流動。因此存在如下問題:與二次電流在整個轉(zhuǎn)子齒槽313中流動的情況相比，二次電阻增大，二次銅損增加，因而效率降低。圖9至圖12是表示實施方式I的圖，圖9是感應(yīng)電動機100的橫截面圖，圖10是感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子210的立體圖，圖11是感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子10的橫截面圖，圖12是感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子鐵芯11的橫截面圖。如圖9所示，本實施方式的感應(yīng)電動機100包括定子20和在定子20的內(nèi)側(cè)隔著空隙30 (氣隙)配置的轉(zhuǎn)子10。本實施方式的感應(yīng)電動機100的定子20具有與普通的感應(yīng)電動機200的定子220(參照圖2)同樣的結(jié)構(gòu)，故省略說明。本實施方式的感應(yīng)電動機100 (以下也簡稱為電動機)的特征在于轉(zhuǎn)子10。更詳細而言，其特征在于轉(zhuǎn)子齒槽13的形狀。如圖10所示,轉(zhuǎn)子10包括:轉(zhuǎn)子鐵芯11 ;以及由招條12 (參照圖11,非磁性且具導(dǎo)電性的材料)及在層疊方向的兩端部分形成的一對端環(huán)17構(gòu)成的籠型二次導(dǎo)體。鋁條12和端環(huán)17是通過壓鑄同時熔鑄鋁而制作出來的。此外，籠型二次導(dǎo)體除鋁以外也可以由銅形成。如圖11所示，轉(zhuǎn)子10通過在轉(zhuǎn)子鐵芯11的多個(30個)轉(zhuǎn)子齒槽13中熔鑄鋁來形成鋁條12。如上所述，鋁條12與在層疊方向的兩端部分形成的一對端環(huán)17構(gòu)成籠型二次導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子鐵芯11是在將板厚為0.1 1.5mm的電磁鋼板沖壓成規(guī)定形狀后，在軸向上按規(guī)定的片數(shù)層疊，并通過沖壓鉚接或焊接等進行固定而制作出來的。如圖12所示，轉(zhuǎn)子鐵芯11的截面形狀大致為圓形，多個(30個)轉(zhuǎn)子齒槽13沿外周緣在周向上大致等間隔地形成。在相鄰的兩個轉(zhuǎn)子齒槽13之間形成轉(zhuǎn)子齒部14。轉(zhuǎn)子齒部14的數(shù)量與轉(zhuǎn)子齒槽13的數(shù)量相同，是30個。轉(zhuǎn)子齒部14的周向?qū)挾仍趶较蛏洗笾戮?。因此，轉(zhuǎn)子齒槽13的周向?qū)挾葟膬?nèi)側(cè)朝向外周逐漸增大。在轉(zhuǎn)子鐵芯11的中央部分開設(shè)有與驅(qū)動軸(未圖示)嵌合的軸孔16。將轉(zhuǎn)子齒槽13與軸孔16之間的鐵芯部分稱為鐵芯外圍部15。圖13是表示實施方式I的轉(zhuǎn)子齒槽13的放大圖。如圖13所示，轉(zhuǎn)子齒槽13由靠近轉(zhuǎn)子外周部分的外周齒槽13a和與外周齒槽13a連通且形成在外周齒槽13a的內(nèi)側(cè)的內(nèi)周齒槽13b構(gòu)成。外周齒槽13a的形狀大致為三角形，內(nèi)周齒槽13b的形狀與普通的轉(zhuǎn)子310的轉(zhuǎn)子齒槽313 (參照圖8)相似。這里，將轉(zhuǎn)子齒槽13的各部分的尺寸定義如下:TA:外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離；TB:內(nèi)周齒槽13b的中心側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離；TC:外周齒槽13a的最內(nèi)周的周向?qū)挾龋籘D:內(nèi)周齒槽13b的最外周的周向?qū)挾?；TE:內(nèi)周齒槽13b的端部側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離。如圖13所示，外周齒槽13a的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽13b的最外周的周向?qū)挾萒D小。此外，將外周齒槽13a的周向?qū)挾仍O(shè)定為朝向轉(zhuǎn)子外周部分變小，以緩和二次電流的集中，改善感應(yīng)電動機100的特性。以下說明該原理。在圖7、圖8所示的普通的轉(zhuǎn)子齒槽213、313，來自定子的磁通以掠過齒槽的方式流過。這是由于轉(zhuǎn)子齒槽213、313與轉(zhuǎn)子外周部分之間在徑向上的尺寸Dl、D2較小，該部分的磁通密度增高直至成為磁飽和區(qū)域為止，另外由于周向較長，因此來自定子的磁通以掠過轉(zhuǎn)子齒槽213、313的方式流過。為了避免來自該定子的磁通掠過轉(zhuǎn)子齒槽，可以增大轉(zhuǎn)子齒槽與轉(zhuǎn)子外周部分之間的徑向?qū)挾?。但是，當增大轉(zhuǎn)子齒槽與轉(zhuǎn)子外周部分之間的徑向?qū)挾葧r，轉(zhuǎn)子齒槽與轉(zhuǎn)子外周部分之間通過的漏磁通增加，而電動機特性惡化。如圖13所示，本實施方式的轉(zhuǎn)子齒槽13由靠近轉(zhuǎn)子外周部分的外周齒槽13a和與外周齒槽13a連通且形成在外周齒槽13a的內(nèi)側(cè)的內(nèi)周齒槽13b構(gòu)成。而且，外周齒槽13a的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽13b的最外周的周向?qū)挾萒D小，并且外周齒槽13a的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分變小，由此，在轉(zhuǎn)子外周部分附近不存在齒槽，而能夠防止來自定子20的磁通以掠過轉(zhuǎn)子齒槽13的方式通過。此外，通過使外周齒槽13a的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分變小，而能夠使得在轉(zhuǎn)子外周部分附近存在的齒槽變小。而且，通過減小外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TA (在一個示例中為0.3mm)，能夠防止外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間通過的漏磁通。此外,考慮模具的沖壓制造,而使外周齒槽13a的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C具有相對于電磁鋼板的厚度T (0.1 1.5mm)為1.5倍以上的寬度。并且,使外周齒槽13a的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分逐漸變小。此外，由于通過外周齒槽13a能夠防止定子20的磁通以掠過轉(zhuǎn)子齒槽13的方式流動，因而使內(nèi)周齒槽13b的最外周的周向?qū)挾萒D比外周齒槽13a的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C大，以使內(nèi)周齒槽13b的面積增大。當內(nèi)周齒槽13b的面積增大時，二次電阻變小，因而電動機效率得以提高。此外，本實施方式的轉(zhuǎn)子齒槽13與通常的轉(zhuǎn)子齒槽相比，由于外周齒槽13a較小，所以轉(zhuǎn)子齒槽13與轉(zhuǎn)子外周部分之間的薄部變少，改善了通過模具進行沖壓的特性，也具有改善模具的維護和壽命的效果。接著,對內(nèi)周齒槽13b的中心側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TB、內(nèi)周齒槽13b的端部側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TE進行說明。對于內(nèi)周齒槽13b的中心側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TB、內(nèi)周齒槽13b的端部側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TE，雖然與轉(zhuǎn)子外周部分離開一定距離較好，但是具體的尺寸不明確，若過于靠近轉(zhuǎn)子外周部分，就會與通常的轉(zhuǎn)子齒槽一樣，來自定子的磁通掠過轉(zhuǎn)子齒槽，導(dǎo)致二次電流集中流動，而效率降低。于是，對感應(yīng)電動機100相對于TB、TE的特性進行了計算。圖14、圖15是表示實施方式I的圖，圖14是表示二次銅損/輸出[%]相對于TB (=TE)的特性的圖，圖15是表示轉(zhuǎn)矩相對于TB (=TE)的特性的圖。假設(shè)電壓、頻率、轉(zhuǎn)速為一定，使氣隙分別為0.5mm、0.7mm、1.0mm，用圖14表示TB
(=TE)與二次銅損/輸出[%]之間的特性，圖15表示TB (=TE)與轉(zhuǎn)矩之間的特性。基于圖14的TB (=TE)與二次銅損/輸出[%]之間的特性，能夠得知TB變化時二次銅損相對輸出的比例以如下方式變化。從圖14可以得知當使TB從0.5_開始增大后，二次銅損/輸出[%]急劇下降。這表明通過增大TB，能夠減少基于來自定子20的磁通掠過轉(zhuǎn)子齒槽13導(dǎo)致二次電流集中的情況。此外，在TB為1.0mm附近，減少程度開始變緩，在1.5 2.0mm迎來底值，其后緩慢增加。而且從圖14還可以得知即使變更氣隙該效果也不會明顯改變。進而，從圖15可以得知，當使TB增大時轉(zhuǎn)矩下降。這是由于增大TB，則齒槽面積減小，而二次電阻增加。在感應(yīng)電動機中，存在當二次電阻增加時，最大轉(zhuǎn)矩(停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)時的轉(zhuǎn)差率增大(轉(zhuǎn)速下降)的傾向。因而，在轉(zhuǎn)速為一定的解析中，若二次電阻增加，轉(zhuǎn)矩則會變小?；谏鲜稣f明，對于TB，由于從損耗的觀點出發(fā)要使其大于損耗的減少開始變緩的1.0mm，而從轉(zhuǎn)矩的觀點出發(fā)則要使其越小越好，所以基于這兩種特性，理想的是在
1.0mm ^ TB ^ 2.5mm (1.0mm ^ TE ^ 2.5mm)的范圍使用。此外，從來 自定子20的磁通的流動來看，由于當TB比TE大時存在未有效使用的電磁鋼板部分，所以內(nèi)周齒槽13b的中心側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TB、與內(nèi)周齒槽13b的端部側(cè)與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TE的關(guān)系優(yōu)選TB ( TE。進而，通過使外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TA比構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵芯11的電磁鋼板的板厚T小，能夠減少從轉(zhuǎn)子齒槽13與轉(zhuǎn)子外周部分之間泄漏的磁通，而能夠有效地使用磁通，對實現(xiàn)高輸出、高效率化是有效的。以下對這一點進行說明。一般而言，多數(shù)情況下使外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TA盡可能地小。這是為了，盡可能地減少從轉(zhuǎn)子齒槽13與轉(zhuǎn)子外周部分之間通過而不在轉(zhuǎn)子齒槽13交鏈的磁通，從而有效地使用來自定子20的磁通。然而，在如圖7、圖8那樣的通常的轉(zhuǎn)子齒槽213、313的情況下，若減小轉(zhuǎn)子齒槽213、313與轉(zhuǎn)子外周部分之間在徑向上的寬度，則由于周向上的寬度較長，所以來自定子的磁通會掠過轉(zhuǎn)子齒槽，因此雖然能夠有效地使用磁通，但是存在二次銅損惡化的問題。不過，根據(jù)本實施方式的轉(zhuǎn)子齒槽13 (圖13所示的形狀)，即使減小外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TA，來自定子20的磁通也不會掠過轉(zhuǎn)子齒槽13，還能夠有效地使用來自定子20的磁通。再者，使外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離TA比構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵芯11的電磁鋼板的板厚T小，從而外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間在徑向上的薄部會因沖壓變形而磁性特性劣化。由于外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間在徑向上的薄部的磁性特性劣化，所以飽和磁通密度變小，因此能夠減少從外周齒槽13a與轉(zhuǎn)子外周部分之間通過而不在轉(zhuǎn)子齒槽113交鏈的磁通。而且，若是通常的轉(zhuǎn)子齒槽213、313 (圖7、圖8)，由于周向上的寬度較長，所以來自定子的磁通會掠過轉(zhuǎn)子齒槽213、313而使得二次銅損也惡化，然而本實施方式的轉(zhuǎn)子齒槽13 (參照圖13)，不僅能夠防止來自定子20的磁通掠過轉(zhuǎn)子齒槽13，還能夠減少二次銅損的惡化。圖16是表示實施方式I的實施例的轉(zhuǎn)子齒槽13的放大圖，圖17是圖16的部分放大圖。在圖13中為了明確各部分的尺寸的定義，省略了轉(zhuǎn)子齒槽13的圓角，但是實際上轉(zhuǎn)子齒槽13的各角部為圓角。基于圖16、17說明轉(zhuǎn)子齒槽13的實施例的一個示例。如圖16所示，轉(zhuǎn)子齒槽13的各角部為圓角。這是由于，對轉(zhuǎn)子鐵芯11進行沖壓的模具通常對各角部實施倒角。此外，各尺寸如圖17所示。接著，將使用本實施方式的轉(zhuǎn)子10的感應(yīng)電動機100應(yīng)用于壓縮機、送風(fēng)機等，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機、送風(fēng)機等的高效率化。這里，對搭載了使用本實施方式的轉(zhuǎn)子10的感應(yīng)電動機100的壓縮機(具體而言是雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機)進行說明。圖18是表示實施方式I的圖，是雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400的縱截面圖。參照圖18，對雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400 (密閉型壓縮機的一個示例)的結(jié)構(gòu)進行說明。雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400在高壓環(huán)境的密閉容器2內(nèi)收納有由本實施方式的定子20和轉(zhuǎn)子10構(gòu)成的感應(yīng)電動機100和由感應(yīng)電動機100驅(qū)動的壓縮機構(gòu)部500。感應(yīng)電動機100是單相感應(yīng)電動機。這里，作為密閉型壓縮機的一個示例，對雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400進行說明，但是也可以是其他渦旋式壓縮機、單氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機、多級旋轉(zhuǎn)式壓縮機、搖擺旋轉(zhuǎn)式壓縮機、葉片式壓縮機、往復(fù)式壓縮機等。感應(yīng)電動機100的旋轉(zhuǎn)力通過旋轉(zhuǎn)軸8的主軸8a傳遞到壓縮機構(gòu)部500。旋轉(zhuǎn)軸8包括:固定于感應(yīng)電動機100的轉(zhuǎn)子10的主軸8a ;設(shè)置于主軸8a的相反側(cè)的副軸8b ;在主軸8a與副軸Sb之間設(shè)有規(guī)定的相位差(例如180° )地形成的主軸側(cè)偏心部Sc和副軸側(cè)偏心部8d ；以及在該主軸側(cè)偏心部Sc和副軸側(cè)偏心部8d之間設(shè)置的中間軸8e。主軸承6以具有用于滑動的游隙的方式與旋轉(zhuǎn)軸8的主軸8a嵌合，旋轉(zhuǎn)自如地對主軸8a進行軸支撐。此外，副軸承7以具有用于滑動的游隙的方式與旋轉(zhuǎn)軸8的副軸8b嵌合，旋轉(zhuǎn)自如地對副軸8b進行軸支撐。壓縮機構(gòu)部500包括主軸8a側(cè)的第一氣缸5a和副軸8b側(cè)的第二氣缸5b。第一氣缸5a具有圓筒狀的內(nèi)部空間，在該內(nèi)部空間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)自如地與旋轉(zhuǎn)軸8的主軸側(cè)偏心部8c嵌合的第一活塞9a (滾動活塞)。還設(shè)置有隨著主軸側(cè)偏心部Sc的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運動的第一葉片(未圖示)。第一葉片收納于第一氣缸5a的葉片槽內(nèi)，通過設(shè)置于背壓室的葉片彈簧(未圖不)，將葉片總是按壓于第一活塞9a。雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400中，由于在密閉容器2內(nèi)是高壓，所以當開始運行時，由密閉容器2內(nèi)的高壓與氣缸室的壓力的壓差引起的力作用于葉片的背面(背壓室側(cè))，因此葉片彈簧主要以在雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400的起動時(密閉容器2內(nèi)與氣缸室沒有壓差的狀態(tài)下)將第一葉片按壓于第一活塞9a的目的來使用。第一葉片的形狀是扁平(周向的厚度比徑向和軸向的長度小)的大致長方體。此外，后述的第二葉片也是同樣的結(jié)構(gòu)。在第一氣缸5a，使來自制冷循環(huán)的吸入氣體通過的吸入端口(未圖示)，從第一氣缸5a的外周面貫通到氣缸室。在第一氣缸5a，設(shè)置有將形成氣缸室的圓的邊緣部分附近(感應(yīng)電動機100側(cè)的端面)切口而形成的噴出端口(未圖示)，其中，該氣缸室為大致圓形的空間。將旋轉(zhuǎn)自如地與旋轉(zhuǎn)軸8的主軸側(cè)偏心部8c嵌合的第一活塞9a、收納有第一葉片的第一氣缸5a的內(nèi)部空間的軸向兩端面，用主軸承6和分隔板27封閉來形成壓縮室。
第一氣缸5a固定于密閉容器2的內(nèi)周部分。第二氣缸5b也具有圓筒狀的內(nèi)部空間，在該內(nèi)部空間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)自如地與旋轉(zhuǎn)軸8的副軸側(cè)偏心部8d嵌合的第二活塞9b (滾動活塞)。還設(shè)置有隨著副軸側(cè)偏心部8d的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運動的第二葉片(未圖示)。將第一活塞9a、第二活塞9b簡單地定義為“活塞”。在第二氣缸5b，使來自制冷循環(huán)的吸入氣體通過的吸入端口(未圖示)，也從第二氣缸5b的外周面貫通到氣缸室。在第二氣缸5b，設(shè)置有將形成氣缸室的圓的邊緣部分附近(感應(yīng)電動機100的相反側(cè)的端面)切口而形成的噴出端口(未圖示)，其中，該氣缸室為大致圓形的空間。將旋轉(zhuǎn)自如地與旋轉(zhuǎn)軸8的副軸側(cè)偏心部8d嵌合的第二活塞％、收納有第二葉片的第二氣缸5b的內(nèi)部空間的軸向兩端面，用副軸承7和分隔板27封閉來形成壓縮室。壓縮機構(gòu)部500中，將第一氣缸5a與主軸承6用螺栓聯(lián)結(jié)，此外將第二氣缸5b與副軸承7用螺栓聯(lián)結(jié)后，隔著分隔板27，從主軸承6的外側(cè)沿軸向?qū)⒌诙飧?b用螺栓聯(lián)結(jié)固定，從副軸承7的外側(cè)沿軸向?qū)⒌谝粴飧?a用螺栓聯(lián)結(jié)固定。在主軸承6,在其外側(cè)(感應(yīng)電動機100 —側(cè))安裝有噴出消音器40a。從設(shè)置于主軸承6的噴出閥(未圖示)噴出的高溫、高壓的噴出氣體進入一端噴出消音器40a，然后從噴出消音器40a的噴出孔(未圖示)釋放到密閉容器2內(nèi)。在副軸承7，在其外側(cè)(感應(yīng)電動機100的相反側(cè))安裝有噴出消音器40b。從設(shè)置于副軸承7的噴出閥(未圖示)噴出的高溫、高壓的噴出氣體進入一端噴出消音器40b，然后從噴出消音器40b的噴出孔(未圖示)釋放到密閉容器2內(nèi)。與密閉容器2相鄰地設(shè)置有儲液器31。吸入管32a、吸入管32b分別聯(lián)接第一氣缸5a、第二氣缸5b與儲液器31。將由第一氣缸5a、第二氣缸5b壓縮的制冷劑氣體噴出到密閉容器2，并從噴出管33向制冷空調(diào)裝置的制冷循環(huán)的高壓側(cè)送出。此外，從玻璃端子24經(jīng)由導(dǎo)線25向感應(yīng)電動機100供電。在密閉容器2內(nèi)的底部，貯存有對壓縮機構(gòu)部500的各滑動部分進行潤滑的潤滑油26 (制冷機油)。通過由旋轉(zhuǎn)軸8的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使積存于密閉容器2底部的潤滑油26沿旋轉(zhuǎn)軸8的內(nèi)徑上升，從設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸8的供油孔(未圖示)進行對壓縮機構(gòu)部500的各滑動部分的潤滑油的供應(yīng)。從供油孔向主軸8a與主軸承6、主軸側(cè)偏心部Sc與第一活塞9a、副軸側(cè)偏心部8d與第二活塞9b以及副軸Sb與副軸承7之間的滑動部分供應(yīng)潤滑油。如上述那樣構(gòu)成的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400，通過采用使用了本實施方式的轉(zhuǎn)子10的感應(yīng)電動機100 (單相感應(yīng)電動機)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化。此外，雖省略詳細的說明，但不僅是壓縮機，例如通過在送風(fēng)機中采用使用了本實施方式的轉(zhuǎn)子10的感應(yīng)電動機100 (單相感應(yīng)電動機)，也能夠?qū)崿F(xiàn)送風(fēng)機的高效率化。此外，搭載了這些壓縮機、送風(fēng)機等的空調(diào)也能夠?qū)崿F(xiàn)高效率化。參照圖19、圖20說明空調(diào)的一個示例。圖19、圖20是表示實施方式I的圖，圖19是空調(diào)的制冷劑回路圖，圖20是空調(diào)的室外機600的分解立體圖。如圖19所示，空調(diào)的制冷劑回路將對制冷劑進行壓縮的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400、按制冷運轉(zhuǎn)和制暖運轉(zhuǎn)切換制冷劑的流動方向的四通閥52、制冷運轉(zhuǎn)時作為冷凝器且制暖運轉(zhuǎn)時作為蒸發(fā)器工作的室外側(cè)熱交換器53、對高壓的液體制冷劑進行減壓使其成為低壓的氣液兩相制冷劑的減壓裝置54 (電子控制式膨脹閥)、制冷運轉(zhuǎn)時作為蒸發(fā)器且制暖運轉(zhuǎn)時作為冷凝器工作的室內(nèi)側(cè)熱交換器55依序連接構(gòu)成制冷循環(huán)。圖19的實線箭頭表示制冷運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動方向。此外，圖19的虛線箭頭表示制暖運轉(zhuǎn)時的制冷劑的流動方向。在室外側(cè)熱交換器53設(shè)置有室外側(cè)送風(fēng)機56，而且在室內(nèi)側(cè)熱交換器55設(shè)置有室內(nèi)側(cè)送風(fēng)機57 (橫流風(fēng)扇)。制冷運轉(zhuǎn)時從雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400噴出壓縮后的高溫高壓的制冷劑，經(jīng)由四通閥52向室外側(cè)熱交換器53流入。在該室外側(cè)熱交換器53中，通過設(shè)置于其風(fēng)路的室外側(cè)送風(fēng)機56，使得室外的空氣穿過室外側(cè)熱交換器53的風(fēng)扇和管道(傳熱管)之間并與制冷劑進行熱交換，制冷劑被冷卻成為高壓的液體狀態(tài)，室外側(cè)熱交換器53作為冷凝器起作用。然后，穿過減壓裝置54被減壓成為低壓的氣液兩相制冷劑，流入室內(nèi)側(cè)熱交換器55。在室內(nèi)側(cè)熱交換器55中，通過安裝于其風(fēng)路的室內(nèi)側(cè)送風(fēng)機57 (橫流風(fēng)扇)的驅(qū)動，使得室內(nèi)空氣穿過室內(nèi)側(cè)熱交換器55的風(fēng)扇和管道(傳熱管)之間并與制冷劑進行熱交換，而向室內(nèi)空間排出的空氣被冷卻，另一方面制冷劑從空氣吸取熱而蒸發(fā)，成為氣體狀態(tài)(室內(nèi)側(cè)熱交換器5作為蒸發(fā)器起作用)，然后制冷劑返回雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400。通過由室內(nèi)側(cè)熱交換器55冷卻的空氣，對室內(nèi)空間進行空氣調(diào)節(jié)(制冷)。此外，在制暖運轉(zhuǎn)時，四通閥52反轉(zhuǎn)，從而在制冷循環(huán)中制冷劑向與上述制冷運轉(zhuǎn)時制冷劑的流向相反的方向流動，室內(nèi)側(cè)熱交換器55作為冷凝器，室外側(cè)熱交換器53作為蒸發(fā)器起作用。通過由室內(nèi)側(cè)熱交換器55加熱的空氣，對室內(nèi)空間進行空氣調(diào)節(jié)(制暖)。基于圖20說明空調(diào)的室外機600的結(jié)構(gòu)。空調(diào)的室外機600包括:俯視時大致呈L形的室外側(cè)熱交換器53 ;構(gòu)成室外機600的殼體的底部的底板68 (基座)；構(gòu)成殼體的頂面的平板狀的頂板59 ;構(gòu)成殼體的前表面和一側(cè)部的俯視時大致呈L形的前板60 ;構(gòu)成殼體的另一側(cè)部的側(cè)板61 ;分隔風(fēng)路(送風(fēng)機室)和機械室的隔離部件62 ;收納電子部件的電子部件箱63 ;對制冷劑進行壓縮的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400 ;形成制冷劑回路的制冷劑配管和制冷劑回路部件類64 ;以及對室外側(cè)熱交換器53進行送風(fēng)的室外側(cè)送風(fēng)機56等。在如上述那樣構(gòu)成的空調(diào)的室外機600中,通過搭載本實施方式的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機400、將本實施方式的感應(yīng)電動機100作為電動機使用的室外側(cè)送風(fēng)機56(送風(fēng)機)，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)的高效率化。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其具有在轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子齒槽內(nèi)填充有非磁性且具導(dǎo)電性的材料而形成的籠型二次導(dǎo)體，所述感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子的特征在于: 所述轉(zhuǎn)子齒槽包括: 外周齒槽，其形成在該轉(zhuǎn)子外周部分的附近；以及 內(nèi)周齒槽，其與所述外周齒槽連通，形成在所述外周齒槽的內(nèi)側(cè)，其中 所述外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比所述內(nèi)周齒槽的最外周的周向?qū)挾萒D小， 所述外周齒槽的周向?qū)挾瘸蛟撧D(zhuǎn)子外周部分變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C與構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的電磁鋼板的板厚T，滿足1.5XT ( TC的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 設(shè)所述內(nèi)周齒槽的中心側(cè)與該轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離為TB，設(shè)所述內(nèi)周齒槽的端部側(cè)與該轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離為TE，其滿足下述關(guān)系:1.0mm < TB < 2.5mm1.0mm < TE < 2.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 設(shè)所述內(nèi)周齒槽的中心側(cè)與該轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離為TB，設(shè)所述內(nèi)周齒槽的端部側(cè)與該轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離為TE，其滿足TB ( TE的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4 中任一項所述的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 設(shè)所述外周齒槽與該轉(zhuǎn)子外周部分之間的最短距離為TA，使所述TA比構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的電磁鋼板的板厚T小。
6.一種感應(yīng)電動機，其特征在于包括: 權(quán)利要求1至5中任一項所述的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子。
7.—種壓縮機，其特征在于包括: 權(quán)利要求6所述的感應(yīng)電動機。
8.—種送風(fēng)機，其特征在于包括: 權(quán)利要求6所述的感應(yīng)電動機。
9.一種空調(diào)，其特征在于包括: 權(quán)利要求7所述的壓縮機和權(quán)利要求8所述的送風(fēng)機。
全文摘要
現(xiàn)有的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子形狀，由于在封口槽外周部分設(shè)置縫隙，所以存在等效氣隙增大、氣隙管理、使端環(huán)為不遮擋縫隙的形狀等問題。本發(fā)明涉及的感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子具有籠型二次導(dǎo)體，其特征在于，轉(zhuǎn)子齒槽包括外周齒槽，其靠近轉(zhuǎn)子外周部分；以及內(nèi)周齒槽，其與外周齒槽連通，形成在外周齒槽的內(nèi)側(cè)，其中，外周齒槽的最內(nèi)周的周向?qū)挾萒C比內(nèi)周齒槽的最外周的周向?qū)挾萒D小，外周齒槽的周向?qū)挾瘸蜣D(zhuǎn)子外周部分變小。
文檔編號H02K17/16GK103181066SQ20108006970
公開日2013年6月26日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者矢部浩二, 吉野勇人, 堤貴弘, 馬場和彥, 及川智明 申請人:三菱電機株式會社