專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的定子，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的同步電動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的普通同步電動機中，定子是使多個齒部從環(huán)狀磁軛部開始一體向內(nèi)周一側(cè)突出的。另外，這種定子是具有向內(nèi)周一側(cè)突出的多個齒部的定子板迭層而成的。此外還有在這些齒部間形成了槽隙部的定子磁芯，利用分布卷繞將繞組卷繞在該槽隙部上構(gòu)成。這種分布卷繞是指通過槽隙部隔開的卷繞齒部的卷繞方法。而且，轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子磁芯外周部嵌入磁極用多個永磁體，中心部嵌著旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的。
通過象這樣在轉(zhuǎn)子內(nèi)部嵌入永磁體，除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還能夠利用磁阻轉(zhuǎn)矩的永磁體嵌入電動機，構(gòu)成為永磁體中心與轉(zhuǎn)子中心連線方向即d軸方向電感Ld與相對于d軸電氣角旋轉(zhuǎn)90°方向即q軸方向電感Lq之間產(chǎn)生電感差，除了永磁體的磁場轉(zhuǎn)矩以外，還發(fā)生磁阻轉(zhuǎn)矩。式(1)示出此關(guān)系。
T＝Pn{φa×Iq+1/2(Ld-Lq)×Id × Iq}…(1)Pn磁極對數(shù)φa交鏈磁通Ldd軸電感Lqq軸電感Iqq軸電流Idd軸電流式(1)示出dq變換的電壓方程式。例如表面磁體電動機中永磁體導(dǎo)磁率與空氣大致相等，因而上述式(1)的兩電感Ld、Lq為大致相等值，式(1){ }內(nèi)第二項示出的磁阻轉(zhuǎn)矩成分未發(fā)生。
除了磁場轉(zhuǎn)矩以外，還利用磁阻轉(zhuǎn)矩設(shè)法使電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變大的場合，可以按照式(1)使(Ld-Lq)差值增大。磁通的通過難易度電感L與N2(N為齒部的匝數(shù))成正比，因而使得齒部匝數(shù)增加的話，(Ld-Lq)差值也變大，可以加大磁阻轉(zhuǎn)矩。但為了加大對磁阻轉(zhuǎn)矩的利用而增加匝數(shù)時，就會因匝數(shù)增多，致使定子端面突出的繞組群即線圈端部變大。因而，為了高效率地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機，而設(shè)法利用磁阻轉(zhuǎn)矩的話，線圈端部就會變大，電動機本身變得龐大。
而且，分布卷繞做成卷繞多圈繞組的繞組輪，將該繞組輪插入齒部，故繞組輪的周長會比齒部周長大。分布卷繞通過槽隙卷繞齒部，故而繞組互相交叉。象這樣為分布卷繞，定子端面就會有繞組突出，而且繞組會有交叉，因而線圈端部會變大。
因而，要利用磁阻轉(zhuǎn)矩高效率地驅(qū)動電動機的話，電動機尺寸就會變大。反之，要使電動機小型化，電動機的輸出就會降低。
但空調(diào)、冷柜、電動汽車等需要的是高輸出、小型化的電動機。
此外，定子當中的齒部前端磁極部在圓周方向形成得較寬。但相鄰磁極部間為了形成在槽隙部進行卷繞用的開口部，必須將齒部前端之間在圓周方向形成得較寬。具體來說，需要有一開口部用來靠分布卷繞將繞組輪插入齒部。另外，定子內(nèi)周與轉(zhuǎn)子外周之間的空隙，一般來說除去槽隙部的開口部整個圓周設(shè)定得很均勻。
上述現(xiàn)有構(gòu)成中，定子一側(cè)，其磁極部之間夾有槽隙部的開口部，因而存在這樣一種問題，變成磁極部出來的磁通分布在圓周方向有斷絕部分產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時有脈動(コギング)轉(zhuǎn)矩發(fā)生。而轉(zhuǎn)子一側(cè)，若使其外周出來的磁通分布接近正弦波形，就可以減小脈動轉(zhuǎn)矩，但由于定子內(nèi)周與轉(zhuǎn)子外周之間的空隙一定因而該空隙部的磁阻在整個圓周上一定，永磁體端部相鄰部位磁通分布急劇變化，脈動轉(zhuǎn)矩變大。這樣就有定子一側(cè)和轉(zhuǎn)子一側(cè)兩方面都加重脈動轉(zhuǎn)矩增大誘因，而造成較大的脈動轉(zhuǎn)矩這種問題。
發(fā)明概述本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有問題，其目的在于提供一種能夠高輸出且小型化的電動機，尤其是提供一種脈動轉(zhuǎn)矩減小的電動機。
本發(fā)明電動機是包括在多個齒部和該齒部間設(shè)有槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)部設(shè)有多個永磁體的轉(zhuǎn)子，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的構(gòu)成。由于是單個卷繞的，因而繞組無交叉，可以減小線圈端部。
此外，使多個獨立的磁芯元件組合成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯是在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞線的，由于是在磁芯元件狀態(tài)下對繞線進行卷繞的，因而可以在定子上整列地卷繞繞組。此外，由于并非在齒部相鄰狀態(tài)下對繞組作卷繞，因而齒部前端間的開口部不需要很寬，可以使齒部前端間減小。
另外，使多個磁芯元件端部相連、該端部彎曲的磁芯元件組曲折成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯是在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞線的，因而在齒部卷繞繞線時，可以使齒部前端間加寬將繞組整列地卷繞在齒部上。此外，端部是相連的，因而組裝時容易定位。
永磁體齒部相對面與轉(zhuǎn)子磁芯外周的間隔由于中央部比所述永磁體端部要寬，因而可以有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩。
永磁體形狀由于中央朝向轉(zhuǎn)子中心突出，因而可以有效地利用磁阻轉(zhuǎn)矩。
相鄰永磁體間的寬度對于與2個磁極(2個永磁體)相對的齒部寬度來說，為0.15～0.20，因而可以抑制電動機轉(zhuǎn)矩波動。
齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端由于各齒部前端間留有細微間隙向圓周方向突出，因而使得齒部與轉(zhuǎn)子外周間的空隙基本上一定，而且，齒部前端沒有無效磁通通過。
齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端由于各齒部前端間連接著向圓周方向突出，因而可以使得齒部與轉(zhuǎn)子外周的空隙連續(xù)。
另外，通過使齒部前端相對面的寬度b滿足b＜0.6mm，齒部前端便磁通飽和。
此外，內(nèi)部設(shè)置的永磁體通過使位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前方的永磁體厚度比永磁體后方部位厚度薄，可以在轉(zhuǎn)矩?zé)o下降的情況下減少永磁體的量。
另外，各永磁體相鄰部分的外形相對于位于永磁體中央部外側(cè)的圓形外形呈凹狀，可以增大永磁體相鄰部分的磁阻，使磁通分布接近正弦波形。
位于各永磁體相鄰部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周凹部的長度以轉(zhuǎn)子磁芯1極的中心角相當于0.2～0.4角度為宜。
轉(zhuǎn)子外凹部與齒部的間隙以做成為轉(zhuǎn)子外周與齒部之間間隙2倍以上為宜。
內(nèi)部設(shè)置的永磁體為2層的話，q軸電感就變大，可使磁阻轉(zhuǎn)矩成分為最大。
另外，間隔設(shè)定為比齒部寬度的1/3大的值為宜。
繞線為扁線的話，就可以使容積率比圓線提高。尤其是平板線繞線同心狀卷繞在齒部上這種集中卷繞時為宜。
附圖簡要說明
圖1是本發(fā)明實施例1電動機的剖面圖。
圖2是該實施例1定子的部分剖面圖。
圖3是該實施例1轉(zhuǎn)子的部分剖面圖。
圖4是該實施例1磁芯元件的示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例2電動機的剖面圖。
圖6是本發(fā)明實施例3電動機的剖面圖。
圖7是本發(fā)明實施例4電動機的剖面圖。
圖8是本發(fā)明實施例5電動機的剖面圖。
圖8是該實施例5磁芯元件組的部分剖面圖。
實施發(fā)明的最佳方式以下參照圖1～圖4說明本發(fā)明實施例1。
圖1中，1為除了磁場轉(zhuǎn)矩以外利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的同步電動機，由定子2與轉(zhuǎn)子3與旋轉(zhuǎn)軸4構(gòu)成。
定子2由環(huán)狀框架部21；將高導(dǎo)磁率材料制的多個獨立的磁芯元件5組合成環(huán)狀形成的定子磁芯22；繞裝在形成于各磁芯元件5的齒部7、7之間的槽隙部8上的繞組所構(gòu)成，通過向這些繞組群提供電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
定子磁芯22通過將多個磁芯元件5嵌合固定在框架部21的內(nèi)周使其外周部6組合成環(huán)狀構(gòu)成，各外周部6其總體形狀形成為其兩側(cè)面6a延長線通過定子中心的扇形。上述磁芯元件5如圖2詳示，其內(nèi)周一側(cè)部分形成有槽隙形成凹部9，由相鄰齒部7、7的槽隙形成凹部9、9形成槽隙部8。而且，上述兩側(cè)面6a設(shè)有磁芯元件組合成環(huán)狀時互相卡合的卡合突起10a和卡合凹部10b所組成的卡合部11，構(gòu)成為磁芯元件5可互相牢固地固定。另外，磁芯元件5的組合可通過熔接進行，但也可以在磁芯元件5的側(cè)面設(shè)置嵌合部通過鉚接來固定。
這樣，定子2便由多個磁芯元件5組合形成。因而，不是對定子2卷繞繞線，而是對磁芯元件5卷繞繞線之后才能夠使定子2成型。象這樣在磁芯元件5狀態(tài)下進行卷繞的話，由于對每一磁芯元件5卷繞繞線，因而，單個卷繞(集中卷)可以變得容易。就是說，如圖4所示對繞線23進行卷繞時，齒部7的側(cè)面沒有影響卷繞的地方。因而，卷繞裝置的繞線口可以以齒部7為中心旋轉(zhuǎn)，隔著絕緣薄膜24進行整列卷繞。此外，繞組40的卷繞精度也能夠提高，可以方便地進行整列卷繞。
象這樣通過使定子2繞組做成單個卷繞，可以抑制定子端面繞組互相交叉。因而，定子5旋轉(zhuǎn)軸方向端面，由于繞組無交叉，因而可以抑制線圈端部的大小。此外，由于在定子分開狀態(tài)下進行繞線，因而可以使齒部5的周長與繞組一周的長度相同。因而，繞組在定子端面沒有突出，可以減小線圈端部。
而且，是在定子5分開狀態(tài)下繞線的，因而繞線時不需要考慮繞線裝置繞線口的空間，因而能夠盡可能多地重疊繞組。此外，在定子5分開狀態(tài)下繞線，因而繞線裝置精度較高，可以進行整列卷繞。因而可以提高槽隙部的容積率。磁阻轉(zhuǎn)矩與繞組匝數(shù)成正比，因而可以通過提高容積率，來提高磁阻轉(zhuǎn)矩。
這樣，對齒部的繞線能夠以合適長度卷繞，因而沒有多余的繞線，相對于總體卷繞匝數(shù)可以縮短繞線長度。因而，可以減少銅損，并且減小繞組發(fā)熱。
齒部前端間距d不需要讓繞線通過裝置繞線口的空間，因而可以減小齒部前端間距d。因而，減少了齒部與轉(zhuǎn)子外周部之間空隙的變化，因而脈動轉(zhuǎn)矩減小。
另外，以往由卷繞裝置將繞線單個卷繞在定子2上時只能夠卷繞30％的容積率。而卷繞在磁芯元件5上再組裝時，卻可以很容易地使槽隙部8的繞線率超出30％，甚至還能使繞線率超過60％。
內(nèi)周一側(cè)端部的磁極部12比各磁芯元件5的槽隙形成凹部9在圓周方向兩側(cè)更長地突出，構(gòu)成為與在其前端留有細微間隙d相鄰的磁芯元件5的磁極部12連接，做成各磁芯元件5磁極部12出來的圓周方向的磁通分布沒有隔絕部分產(chǎn)生。而且，該磁極部12的兩側(cè)部12a形成為大致三角形狀，徑向?qū)挾入S前端方向而減小，做成磁極部12兩側(cè)部磁阻增大鄰接的磁芯元件5、5的磁極部12、12之間的磁漏減少。
實施例1中細微間隙d滿足0＜d＜0.2mm。細微間隙d通過在磁芯元件5上卷繞后再組裝成為可能，通過象這樣僅僅開細微間隙，就可以抑制來自槽隙部8繞組的磁漏，減小脈動轉(zhuǎn)矩。間隙d滿足0＜d＜0.2mm這種條件是實驗得到的值，脈動轉(zhuǎn)矩為高效率、降低的值。另外，不使前端完全接觸是因為這樣可抑制相鄰齒部7之間有無效磁通通過。
但這種間隙d可忽略相鄰磁芯5、5間的漏磁通，而且組裝精度上也沒問題的話便為0，也能夠避免脈動轉(zhuǎn)矩。
齒部7的齒部前端相對面(為齒部7的前端，在齒部7前端間相對的面)b以b＜0.6mm為宜，通過使b滿足b＜0.6mm，可以在齒部7前端產(chǎn)生磁飽和，減小無效的漏磁通。
而轉(zhuǎn)子3則包括容易讓定子2繞組群所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場磁通通過的高導(dǎo)磁率材料制的轉(zhuǎn)子磁芯13，和與轉(zhuǎn)子3的極相對應(yīng)在圓周方向上等間隔內(nèi)置于轉(zhuǎn)子磁芯13中的永磁體14。這些永磁體14配置成S極與N極在圓周方向上交替。
永磁體14的齒部相對面14a呈直線狀。這種齒部相對面14a與轉(zhuǎn)子13外周之間的距離，永磁體14在中央部比端部要寬。象這樣，通過在轉(zhuǎn)子13的外周部具有磁通容易通過部分和難以通過部分，就能夠形成q軸電感與d軸電感之間的電感差，便可以利用磁阻轉(zhuǎn)矩來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，永磁體14的形狀也可以是中央部隨著朝向轉(zhuǎn)子13中心的方向而突出的形狀。
另外，轉(zhuǎn)子磁芯13的外周部如圖3詳示，永磁體14的端部互相相鄰部位形成直線狀切除部15。
定子2外周由環(huán)狀框架部21覆蓋，對熔接形成為一體的磁芯5進行補強。象這樣通過用框架部21，即便是高速旋轉(zhuǎn)的電動機，也可牢固固定磁芯元件5。另外，磁芯元件5互相組裝而成的定子主體具有足夠強度的話，就不需要由框架部21進行補強。
通過以上構(gòu)成，本發(fā)明電動機除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還可以利用磁阻轉(zhuǎn)矩進行驅(qū)動。這種電動機槽隙部8的容積率不論是否超過60％，定子大小都較小。
因而，除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機其輸出轉(zhuǎn)矩成立如式(1)所示關(guān)系，因而提高槽隙部8容積率的話，就可以增大Ld-Lq之差，提高輸出轉(zhuǎn)矩。就是說，由于成立電感L與N2(N為匝數(shù))成正比這種關(guān)系，因而，匝數(shù)越多，即在槽隙部8中容積率越高，輸出也越高。
因而，除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的電動機，若是在磁芯元件5上卷繞繞線后再組合成定子2的話，由于可以提高容積率，因而可以做到高輸出和小型化。
另外，相鄰永磁體寬度，相對于與2個磁極(2個永磁體)相對的齒部寬度(圖1中8極12槽隙當中，與磁極2極相對的齒部為3個齒部。8極24槽隙則為6個齒部)而言，為0.15～0.20的話，由實驗可知，轉(zhuǎn)矩波動便減小。
轉(zhuǎn)子3形成有在轉(zhuǎn)子磁芯13外周部的永磁體14端部相鄰部位呈轉(zhuǎn)子外周凹部的大致直線狀切除部15。象這樣設(shè)置切除部15的話，定子2內(nèi)周與轉(zhuǎn)子3外周之間的空隙在永磁體14端部相鄰部位便較大。因而，其空隙部的磁阻較大，因而可以使定子2內(nèi)周與轉(zhuǎn)子3外周之間空隙部的磁通分布接近為正弦波形。
位于相鄰永磁體間部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周凹部的長度以相當于轉(zhuǎn)子磁芯1極中心角0.2～0.4角度的長度為宜。
齒部7與切除部15之間的空檔h需要為齒部7與轉(zhuǎn)子外周之間空檔的2倍以上。另外，實施例1場合，由實驗可知，齒部7與切除部的空檔h為0.7～1mm為宜。
這樣，本實施例1可以抑制定子2一側(cè)和轉(zhuǎn)子3一側(cè)兩者脈動轉(zhuǎn)矩誘因，因而，可以提供脈動轉(zhuǎn)矩小的同步電動機。
通過將這種電動機用于壓縮機、冷柜、空調(diào)、電動汽車等，具有小型化、節(jié)約存放空間這種效果。
用于電動汽車的電動機為了節(jié)約車內(nèi)空間，需要小型化，而且需要可高效率利用充電器電流的電動機。而且，電動汽車所用的電動機大多采用的是扁線，截面寬度4mm以上，高度1.5mm以上。而且，繞線流過的大電流大多為300安培以上。而且，由于是流過大電流、且轉(zhuǎn)速7000～15000的，因而如本發(fā)明電動機，對于繞線匝數(shù)，采用繞線長度較短、發(fā)熱量較小的電動機較為有效。若整列卷繞可行的話，可以使容積率比圓線進一步提高。
將本發(fā)明這種電動機用于電動汽車等的大電流電動機尤其有效。
另外，上述記載中所說明的電動機采用的是通過嵌入永磁體，除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩的單個卷繞的定子，但不用永磁體，在轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)置為低導(dǎo)磁率的空隙或樹脂材料，僅利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，也可以獲得優(yōu)異效果。也就是說，即便將單個卷繞的定子用于同步電動機，也具有優(yōu)異效果。
(實施例2)利用圖5說明實施例2。
圖5中，31是除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩，主要沿正旋轉(zhuǎn)方向F方向旋轉(zhuǎn)的同步電動機，由定子32和轉(zhuǎn)子33和旋轉(zhuǎn)軸34構(gòu)成。
定子32由環(huán)狀框架部；高導(dǎo)磁率材料制的多個獨立磁芯元件35組合成環(huán)狀形成的定子磁芯；繞裝在各磁芯元件35的齒部37、37之間形成的槽隙部38的繞組所構(gòu)成，構(gòu)成為通過向這些繞組群提供電流以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
在該定子32中所具有的轉(zhuǎn)子33的內(nèi)部嵌入永磁體39。該永磁體39的形狀呈V字形狀，永磁體朝向轉(zhuǎn)子33的中心突出。象這樣做成逆向突出極性，便能夠?qū)軸與q軸電感差制作得較大。而且，該永磁體39由轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)方向F的39a永磁體前方部39b與永磁體后方部39b組成。此時，永磁體后方部39b的厚度比永磁體前方部39a厚度大。
做成這種結(jié)構(gòu)的理由如下。對于永磁體后方部39b，永磁體后方部39b所產(chǎn)生的磁通與齒部37所輸出的磁通相反，對永磁體后方部39b可能產(chǎn)生減磁。因而，需要所產(chǎn)生的磁力可避免減磁發(fā)生這種磁體，因而使永磁體變厚。
但對于大部分旋轉(zhuǎn)只按正轉(zhuǎn)方向F旋轉(zhuǎn)這種電動機，靠齒部吸引力吸附的永磁體前方部39a由于沒有減磁發(fā)生，因而不需要與永磁體后方部39b相同厚度。因而，也可以使永磁體前方部39a比永磁體后方部39b薄。所以，大部分旋轉(zhuǎn)進行正向旋轉(zhuǎn)的電動機盡管永磁體量減少，但可以在特性未下降的情況下減少永磁體量。
另外，這種內(nèi)置的永磁體后方部39b的齒部相對面向定子35一側(cè)突出，比永磁體前方部39a厚。但這種內(nèi)置的永磁體后方部39b的齒部相對面也可以與永磁體前方部39a相對面對稱，向轉(zhuǎn)子中心一側(cè)突出。
另外，這種嵌入的磁石也可以將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時前方部與后方部之間平衡調(diào)整用的配重嵌入轉(zhuǎn)子中。
而且，永磁體形狀不限于V字形狀，也可以是直線狀、圓弧狀。
(實施例3)利用圖6說明實施例3。
圖6中，51是除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的同步電動機，由定子52和轉(zhuǎn)子53和旋轉(zhuǎn)軸54構(gòu)成。
定子52是高導(dǎo)磁率材料制的多個獨立磁芯元件55組合成環(huán)狀形成的。由繞裝在各磁芯元件55齒部57、57間形成的槽隙部58的繞組構(gòu)成，構(gòu)成為通過向這些繞組群提供電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
轉(zhuǎn)子53通過將N極、S極交替配置的4組永磁體59、60嵌入高導(dǎo)磁率材料制的轉(zhuǎn)子磁芯中并固著在轉(zhuǎn)子軸54上來固定。每一極的永磁體在轉(zhuǎn)子徑向一分為二，由外側(cè)永磁體59和內(nèi)周一側(cè)永磁體60組成。各永磁體59、60形成為在轉(zhuǎn)子中心一側(cè)凸的圓弧形狀，兩端部59a、60a延伸至接近轉(zhuǎn)子外周的位置。而且，外周一側(cè)永磁體59與內(nèi)周一側(cè)永磁體60之間的間隔基本上為一定寬度，該間隔部分形成有讓q軸方向磁通通過的通路61。
定子52具有規(guī)定個數(shù)齒部57，在各個齒部57上進行繞線(圖中省略)構(gòu)成。這時繞組是每個磁芯元件55上卷繞的，因而可以單個卷繞。通過向上述定子繞組提供交流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通，靠該旋轉(zhuǎn)磁通，轉(zhuǎn)子53上有磁場轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩作用，可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)子53。
外周一側(cè)永磁體59與內(nèi)周一側(cè)永磁體60之間寬度M，若考慮永磁體59、60勵磁損失的話，希望盡可能的小。但從q軸電感Lq這種觀點來說，要使之增大，希望大到足以避免磁飽和。
因此，實施例3中，要做到繞組所流電流產(chǎn)生的磁通不飽和這種寬度，故將上述寬度M設(shè)定為大約上述定子56寬度N的1/2。若調(diào)查寬度M和q軸電感Lq，寬度M比定子57寬度N的1/3小時，q軸電感Lq急劇減小。而寬度M盡管比齒部57寬度N大，但q軸電感Lq幾乎無變化。因此，根據(jù)此調(diào)查，外周一側(cè)永磁體59與內(nèi)周一側(cè)永磁體60之間間隔即寬度M以比定子57寬度N的1/3大為宜。
實施例3中示出的是由多層永磁體形成磁通通路的情形，只要是多層，多少層都行，不過由實驗可知，為2層時效率最高。
(實施例4)利用圖7、圖8說明實施例4。
圖7中，71是除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的同步電動機，由定子72和轉(zhuǎn)子73構(gòu)成。
定子72由環(huán)狀框架部74；高導(dǎo)磁率材料制的多個獨立磁芯元件75組合成環(huán)狀形成的定子磁芯；繞裝在各磁芯元件75齒部77、77之間形成的槽隙部78的繞組80所構(gòu)成，構(gòu)成為通過向這些繞組群提供電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
另外，磁芯元件75如圖8所示，磁芯元件75端部連接構(gòu)成磁芯元件組。磁芯元件組在端部曲折部81具有空間部，易于彎曲。象這樣通過由磁芯元件組卷繞繞組80，再彎曲構(gòu)成定子72，定子組裝的定位便變得容易。這時，可以熔接各磁芯元件75進行連接，也可以嵌合在環(huán)狀框架部74進行固定。
另外，磁芯元件組可以按1組構(gòu)成環(huán)狀定子，也可以多組組合磁芯元件組，構(gòu)成環(huán)狀定子。
此外，不是與磁芯元件75端面接觸形成定子，而是用樹脂等固定磁芯元件組來形成定子也行。
工業(yè)實用性綜上所述，權(quán)項1，2所述的發(fā)明由于單個卷繞，因而繞組沒有大幅突出至定子端面，可以減小線圈端部。
權(quán)項3，4，5所述的發(fā)明由于可以加大磁芯元件或相鄰齒部間距卷繞繞組，因而卷繞容易，可以進行整列卷繞。而且，槽隙間也不需要設(shè)置卷繞裝置為了卷繞繞線所需的空間。因而，可以提高容積率，磁阻轉(zhuǎn)矩起著高效率作用，因而可以提供高輸出、且小型的電動機。而且，相鄰齒部前端間不需要考慮卷繞繞線，因而可以減小相鄰齒部前端間距，具有可抑制脈動轉(zhuǎn)矩的效果。
權(quán)項6，7，8，9，10所述的電動機可以高效率利用磁阻轉(zhuǎn)矩。
權(quán)項11所述的電動機可以降低轉(zhuǎn)矩波動。
權(quán)項12，13所述的電動機可以減小脈動轉(zhuǎn)矩。
權(quán)項14所述的電動機可以避免脈動轉(zhuǎn)矩。
權(quán)項15所述的電動機可以抑制相鄰齒部間無效磁通的發(fā)生。
權(quán)項16，17所述的電動機能夠減小永磁體用量。
權(quán)項18所述的電動機由于未失去平衡，因而可以進行穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
權(quán)項19，20，21，22，23所述的電動機可以增大永磁體相鄰部分的磁阻，可以使磁通分布接近正弦波形，因而可以抑制脈動轉(zhuǎn)矩。
權(quán)項24，26所述的電動機，在永磁體間形成磁路，通過轉(zhuǎn)子的磁通其方向性出色。
權(quán)項25所述的電動機，可以高效率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機。
權(quán)項27所述的電動機，可以以更高效率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機。
權(quán)項28，29所述的電動機，可以提高容積率，具有高輸出和小型化這種效果。
權(quán)項30所述的電動機可以抑制大電流所造成的發(fā)熱，效率良好。
按照權(quán)項31，32，33，34所述的發(fā)明，具有小型化、占用存放空間少這種效果。
附圖標號一覽表1………電動機2………定子3………轉(zhuǎn)子5………磁芯元件7………齒部8………槽隙部9………槽隙形成凹部12………磁極部13………轉(zhuǎn)子磁芯14………永磁體15………切除部權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1.(經(jīng)修改)一種電動機，其特征在于包括具有多個齒部和設(shè)于該齒部間的槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)置多個永磁體的轉(zhuǎn)子，將多個磁芯元件組合成環(huán)狀形成所述定子磁芯，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
2.一種電動機，其特征在于包括具有多個齒部和設(shè)于該齒部間的槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)置多個低導(dǎo)磁率部的轉(zhuǎn)子，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個獨立的磁芯元件組合成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
4.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個磁芯元件的端部聯(lián)結(jié)，將該端部彎曲的磁芯元件組曲折成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
5.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個磁芯元件的端部聯(lián)結(jié)的磁芯元件組多個組合，再曲折成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
6.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，永磁體齒部相對面與轉(zhuǎn)子磁芯外周的間隔，所述永磁體中央部比端部寬。
7.如權(quán)利要求6所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀形成為平板狀。
8.如權(quán)利要求6所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀在中央朝向轉(zhuǎn)子中心突出。
9.如權(quán)利要求8所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀為V字形狀。
10.如權(quán)利要求8所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀為圓弧狀。
11.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，相鄰永磁體間的寬度，相對于與2個磁極相對的齒部寬度為0.15～0.20。
12.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端在各齒部前端間留有細微間隙向圓周方向突出。
13.如權(quán)利要求12所述的電動機，其特征在于，齒部前端間的細微間隙d滿足0＜d＜0.2mm。
14.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端在各齒部前端間相連著向圓周方向突出。
15.如權(quán)利要求12或14所述的電動機，其特征在于，齒部前端相對面寬度b滿足b＜0.6mm。
16.(經(jīng)修改)一種電動機，其特征在于包括具有多個齒部和設(shè)于該齒部間的槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)置多個永磁體的轉(zhuǎn)子，位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向后方的所述永磁體的永磁體后方部厚度比所述永磁體的永磁體前方部厚度大。
17.如權(quán)利要求16所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀是朝向轉(zhuǎn)子中心方向突出的V字形狀。
18.如權(quán)利要求16所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子內(nèi)嵌入用以取得內(nèi)置永磁體平衡的配重。
19.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，各永磁體相鄰部分的外形相對于位于永磁體中央部外側(cè)的圓狀外形呈凹狀。
20.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，位于各永磁體相鄰部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周呈直線狀轉(zhuǎn)子外周截面。
21.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，位于各永磁體相鄰部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周凹部長度相當于轉(zhuǎn)子磁芯1極中心角的0.2～0.4角度。
22.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子外周凹部與齒部的間隙為轉(zhuǎn)子外周與齒部間隙的2倍以上。
23.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子外周凹部與齒部的間隔寬度為0.7-1mm。
24.(經(jīng)修改)如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，內(nèi)置永磁體端部延伸至與轉(zhuǎn)子外周接近的位置，所述永磁體為多層。
25.如權(quán)利要求24所述的電動機，其特征在于，內(nèi)置永磁體為2層。
26。如權(quán)利要求25所述的電動機，其特征在于，外側(cè)永磁體與內(nèi)周一側(cè)永磁體的間隔為一定間隔。
27.如權(quán)利要求26所述的電動機，其特征在于，間隔設(shè)定得比齒部寬度1/3要大。
28.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，繞線為扁線。
29.如權(quán)利要求28所述的電動機，其特征在于，扁線的截面寬度4mm以上，高度1.5mm以上。
30.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，在300安培以上旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
31.一種壓縮機，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
32.一種電動車，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
33.一種空調(diào)機，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
34.一種冷柜，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
權(quán)利要求
1.一種電動機，其特征在于包括具有多個齒部和設(shè)于該齒部間的槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)置多個永磁體的轉(zhuǎn)子，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
2.一種電動機，其特征在于包括具有多個齒部和設(shè)于該齒部間的槽隙部的定子磁芯；單個卷繞在所述齒部上的繞組；以及內(nèi)置多個低導(dǎo)磁率部的轉(zhuǎn)子，利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個獨立的磁芯元件組合成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
4.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個磁芯元件的端部相連，將該端部彎曲的磁芯元件組曲折成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
5.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，多個磁芯元件的端部相連的磁芯元件組多個組合，再曲折成環(huán)狀構(gòu)成的定子磁芯，在所述磁芯元件齒部兩側(cè)形成的槽隙型凹部部位卷繞繞組。
6.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，永磁體齒部相對面與轉(zhuǎn)子磁芯外周的間隔，所述永磁體中央部比端部寬。
7.如權(quán)利要求6所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀形成為平板狀。
8.如權(quán)利要求6所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀在中央朝向轉(zhuǎn)子中心突出。
9.如權(quán)利要求8所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀為V字形狀。
10.如權(quán)利要求8所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀為圓弧狀。
11.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，相鄰永磁體間的寬度，相對于與2個磁極相對的齒部寬度為0.15～0.20。
12.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端在各齒部前端間留有細微間隙向圓周方向突出。
13.如權(quán)利要求12所述的電動機，其特征在于，齒部前端間的細微間隙d滿足0＜d＜0.2mm。
14.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，齒部內(nèi)周一側(cè)磁極部的前端在各齒部前端間相連著向圓周方向突出。
15.如權(quán)利要求12或14所述的電動機，其特征在于，齒部前端相對面寬度b滿足b＜0.6mm。
16.如權(quán)利要求6所述的電動機，其特征在于，內(nèi)置的永磁體，位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向后方的永磁體后方部厚度比永磁體前方部厚度大。
17.如權(quán)利要求16所述的電動機，其特征在于，永磁體形狀是朝向轉(zhuǎn)子中心方向突出的V字形狀。
18.如權(quán)利要求16所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子內(nèi)嵌入用以取得內(nèi)置永磁體平衡的配重。
19.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，各永磁體相鄰部分的外形相對于位于永磁體中央部外側(cè)的圓狀外形呈凹狀。
20.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，位于各永磁體相鄰部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周呈直線狀轉(zhuǎn)子外周截面。
21.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，位于各永磁體相鄰部分外側(cè)的轉(zhuǎn)子外周凹部長度相當于轉(zhuǎn)子磁芯1極中心角的0.2～0.4角度。
22.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子外周凹部與齒部的間隙為轉(zhuǎn)子外周與齒部間隙的2倍以上。
23.如權(quán)利要求19所述的電動機，其特征在于，轉(zhuǎn)子外周凹部與齒部的間隔寬度為0.7～1mm。
24.如權(quán)利要求8所述的電動機，其特征在于，內(nèi)置永磁體為多層。
25.如權(quán)利要求24所述的電動機，其特征在于，內(nèi)置永磁體為2層。
26.如權(quán)利要求25所述的電動機，其特征在于，外側(cè)永磁體與內(nèi)周一側(cè)永磁體的間隔為一定間隔。
27.如權(quán)利要求26所述的電動機，其特征在于，間隔設(shè)定得比齒部寬度1/3要大。
28.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，繞線為扁線。
29.如權(quán)利要求28所述的電動機，其特征在于，扁線的截面寬度4mm以上，高度1.5mm以上。
30.如權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，在300安培以上旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
31.一種壓縮機，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
32.一種電動車，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
33.一種空調(diào)機，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
34.一種冷柜，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的電動機。
全文摘要
本發(fā)明電動機包括:具有多個齒部(7)和設(shè)于該齒部(7)間的槽隙部(8)的定子磁芯(22);單個卷繞在所述齒部(7)上的繞組(23);以及內(nèi)置多個永磁體(14)的轉(zhuǎn)子(13),除了磁場轉(zhuǎn)矩以外還利用磁阻轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。象這樣對分開的齒部(7)的卷繞采取單個卷繞,可以提高繞組在槽隙部(8)上的容積率。因而,可以提供小型、高輸出電動機。
文檔編號H02K1/14GK1180457SQ9719009
公開日1998年4月29日 申請日期1997年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月23日
發(fā)明者西山典禎, 中村友一, 一?？滴? 本田幸夫, 村上浩, 川野慎一朗 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社