CN101120499A - 磁性体、转子、电动机、压缩机、鼓风机、空调机及车载用空调机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁性体、转子、电动机、压缩机、鼓风机、空调机及车载用空调机。磁性体(100)具备环状的外周(100a)和内周(100b)，在其周向上交错地划分为第一部分(11～14)及第二部分(15～18)。第一部分(11～14)及第二部分(15～18)在周向上磁分离。这里，例示了由空隙(21～28)而被磁分离的形态，例如，阻碍磁通在第一部分(11)及第二部分(15)之间在周向上流动。第一部分(11～14)具有分别在大致周向上延伸的开口(41～44)。上述空隙(21～28)在外周(100a)和内周(100b)之间设置于开口(41～44)的周向两端上。可在开口(41～44)中插入磁场用磁铁，从而构成埋入磁铁型的转子。

Description

磁性体、转子、电动机、压缩机、鼓风机、空调机及车载用空调机

技术领域

本发明涉及电动机，特别涉及埋入磁铁型的转子。该电动机可作为压缩机和鼓风机的驱动源来进行搭载。

背景技术

在实现小型且高效率的电动机的过程中，使用永磁铁的永磁铁磁场电动机最有前景。永磁铁磁场的同步系列电动机的通常指标在下面的非专利文献1中介绍。

如果是冷却条件一致，尺寸相同的电动机，则可根据温度上升和放热的关系而认为允许损失Wc大体相同。转矩T和允许损失Wc为式(1)的关系，系数Km被称为电动机常数。

$T=\mathrm{Wc}\·\sqrt{\mathrm{Km}}---\left(1\right)$

因此，在允许损失Wc为一定的情况下，电动机常数Km越大则转矩T越大。因而，可将电动机常数Km用作允许转矩(通常为连续额定转矩)的指标值。

电动机常数Km可用式(2)表示。这里，引入了极对数p、绕组最大交链磁通Φ、占空系数fs、绕组槽的整个截面面积St、绕组的电阻系数ρ、单位线圈的平均长度1。此外，假设电流波形为正弦波，磁通呈正弦波状交变。另外，电动机的损失，特别是在电动机为小型的情况下，铜损占大部分，省略铁损而进行考虑。

$\mathrm{Km}=(1/2)\mathrm{p\φ}\sqrt{(\mathrm{fsSt}/\mathrm{\ρl})}---\left(2\right)$

因此，为提高电动机的单位体积的电动机效率，需要提高电动机常数Km，根据式(2)以下各方针是有效的：

(i)增大绕组的占空系数fs；

(ii)缩短单位线圈的平均长度l；

(iii)减小绕组的电阻系数ρ；

(iv)增大绕组最大交链磁通Φ；

(v)增大极对数p；

(vi)增大绕组槽的整个截面面积St。

对于方针(i)，槽形状的研究已经在例如专利文献1及专利文献2中提出。对于方针(ii)，通过从采用分布绕组转而采用集中绕组来实现。对于方针(iii)，电阻系数比铜低的材料仅有银，在成本上、工业上均不理想。

对于方针(iv)，除了在永磁铁中采用稀土类磁铁外，可举出增大电动机的单位体积的磁极面的表面积。但是，磁极面的表面积的增大从两个观点来看不理想。

其一是，优选采用卷绕有绕组的电枢作为定子，在转子中采用永磁铁来作为磁场用磁铁，再有优选转子由定子包围。如果采用电枢来作为转子，则由于需要绕组电流的整流用的机械换向器，且从高耐用性、高可靠性、耐尘性等观点来看不理想，所以优选将永磁铁用于磁场用磁铁来构成转子。再有，从将电动机插入例如压缩机等的内部的观点来看，优选存在从外侧包围转子的定子。如果尝试，则磁极面的表面积的增大成为阻碍电动机小型化的主要原因。

另一个观点与方针(vi)也有关。在为使电动机小型化而使包围转子的定子的外径保持原状的同时，如果增大磁极面的表面积，则该定子的内径也增大。这样，该定子的槽在径向上缩短，且绕组槽的整个截面面积St变小。这与方针(vi)中所期望的方针相反。

此外，根据方针(v)，在增大极对数p的情况下，绕组槽的整个截面面积St变小。

另一方面，如以下的非专利文献2介绍的那样，在将磁场用磁铁埋入到转子内部的埋入磁铁型转子中，不仅是磁力转矩，就连磁阻转矩也可利用。通过具有转子相对于定子的铁部的磁阻的旋转角度依赖性，而可使通电时的电枢电流相位偏向提前角侧，且利用从磁阻的凸极性所产生的磁阻转矩来增大转矩。

即，如果引入极对数Pn、交链磁通Φa、d轴电流Id、q轴电流Iq、d轴感应系数Ld、q轴感应系数Lq，则转矩T由式(3)表示。

T＝Pn(ΦaIq+(Ld-Lq)IdIq)(3)

与方针(iv)、(v)同样，增大交链磁通Φa、极对数Pn也是优选的。但是，还有增大q轴感应系数Lq有助于转矩的增大。这是因为通过使电枢电流相位偏向提前角侧而使d轴电流Id为负。

另一方面，由于在转子中流动的磁通多在其周边附近流动，所以如果在转子的内侧也设置电枢，则可增大绕组槽的整个截面面积St。在转子的内外设置电枢的技术在例如专利文献3至6中介绍。

但是，考虑到在专利文献3至专利文献5所示的结构中，不能利用磁阻的凸极性，且考虑到在专利文献6所示的结构中，具有磁场用磁铁的转子内侧的电枢也是转子，难以有效利用具有磁场用磁铁的转子的磁阻转矩。

再有，在专利文献7中提出了磁场削弱电流不流动而进行磁场削弱的技术。

专利文献1：日本特开2000-324728号公报

专利文献2：日本特开2004-187370号公报

专利文献3：日本特开2002-335658号公报

专利文献4：日本特开2002-369467号公报

专利文献5：日本特开2002-84720号公报

专利文献6：日本特开平9-56126号公报

专利文献7：日本特开平09-233887号公报

非专利文献1：大西和夫，“关于永磁电动机的力矩评价和最佳结构的讨论”，电气学会论文集D产业应用部门部门集，平成7年，第115卷，第七号，第930页～第935页(大西和夫、「永久磁石モ一タのトルク評価と最適槽造の検討」、電気学会論文誌D產業応用部門部門誌、平成7年、第115卷、第7号、第930頁～第935頁)

非专利文献2：特定用途指向型磁阻转矩应用电动机的高性能化调查委员会，“特定用途指向型磁阻转矩应用电动机的高性能化”，电气学会技术报告第920号，2003年3月(特定用途指向型リラクタンストルク応用電動機の高性能化調查專門委具会，「特定用途指向型リラクタンストルク応用電動機の高性能化」，電気学会技術報告第920号，2003年3月)，为增大q轴感应系数Lq，可使永磁铁的埋设位置靠近转子的中心轴。这样，位于比永磁铁更靠外侧的转子铁芯的体积增大，q轴感应系数Lq增大

但是，若在使永磁铁的埋设位置靠近转子的中心轴，在使转子的外径为一定的情况下，磁极的表面积变小，与方针(iv)相反。此外，通过在转子的内侧也设置定子而提高电动机的单位体积的效率的研究成果也难以采用。

发明内容

本发明提供一种可提高电动机的单位体积的效率的技术。

本发明的磁性体100的第一方案，该磁性体100具备均为环状的外周100a及内周100b，该磁性体在周向上交错地划分为第一部分11～14及第二部分15～18，各个上述第一部分均具有在大体上述周向上延伸的开口41～44，上述第一部分和上述第二部分在上述周向上磁分离。

本发明的磁性体100的第二方案，在磁性体的第一方案的基础上，该磁性体在上述外周100a和上述内周100b之间，还具备在上述开口41～44的上述周向的两端设置的空隙21～28，241、251。而且，由上述空隙将上述第一部分11～14和上述第二部分15～18磁分离。

本发明的磁性体100的第三方案，在磁性体的第二方案的基础上，上述空隙21～28，241、251从上述开口41～44的上述外周100a侧向上述内周100b侧延伸。

本发明的磁性体100的第四方案，在磁性体的第一方案至第三方案的基础上，上述开口41～44在每个上述第一部分11～14上各设一个。

本发明的磁性体100的第五方案，在磁性体的第一方案至第四方案的基础上，在上述第二部分15～18上还具有孔51～54。

本发明的磁性体100的第六方案，在磁性体的第五方案的基础上，上述孔51～54是圆形的。

本发明的转子101的第一方案，该转子101具备：第一方案的磁性体；以及插入上述开口41～44中并在上述外周100a侧和上述内周100b侧分别呈现不同磁极面的磁场用磁铁31～34。

本发明的电动机的第一方案，该电动机具备：第一方案的转子，相对于上述第一方案的转子而在上述内周100b侧设置的内周侧定子200，以及相对于上述转子而在上述外周100a侧设置的外周侧定子300。

本发明的转子101的第二方案，该转子101具备：第二方案至第六方案的磁性体，以及插入上述开口41～44中并在上述外周100a侧和上述内周100b侧分别呈现不同的磁极面的磁场用磁铁31～34。

本发明的电动机的第二方案，该电动机具备：第二方案的转子，相对于上述第二方案的转子而在上述内周100b侧设置的内周侧定子200，以及相对于上述转子而在上述外周100a侧设置的外周侧定子300。

本发明的电动机的第三方案，在电动机的第二方案的基础上，上述空隙21～28，241、251的宽度δ1，比上述内周100b和上述内周侧定子200之间的第一间隔δ2与上述外周100a和上述外周侧定子300之间的第二间隔δ3中较大一方的二倍大。

本发明的电动机的第四方案，在电动机的第一方案至第三方案的基础上，上述内周侧定子200所具有的齿部201的在上述周向上的中心和上述外周侧定子300所具有的齿部301的在上述周向上的中心，在上述周向上的相对位置关系是可变的。

本发明的压缩机的特征在于，该压缩机装载了第一方案至第四方案的电动机。

本发明的鼓风机的特征在于，该鼓风机装载了第一方案至第四方案的电动机。

本发明的空调机，该空调机具备了本发明的压缩机和本发明的鼓风机中的至少任意一个。

本发明的车载用空调机，该车载用空调机具备了装载有第四方案的电动机的压缩机。

根据本发明的磁性体的第一方案，利用该磁性体单体，或将多个磁性体层叠在一起，将磁场用磁铁插入开口中，从而可构成埋入磁铁型的转子。第二部分相对于第一部分在周向上磁分离且交错地设置，所以可增大所谓的q轴感应系数。此外，由于可在内周侧和外周侧分别设置定子，所以可有助于构成绕组槽的整个面积增大、单位体积的效率高的电动机。

根据本发明的磁性体的第二方案或第三方案，由于空隙的磁阻高，所以有助于第一部分和第二部分的磁分离，且防止插入开口中的磁场用磁铁所呈现的一对磁极面之间的磁通短路，从而可增大磁通与外部之间的经外周及内周的流入流出。

根据本发明的磁性体的第四方案，与在每个第一部分上设置多个开口的结构比较，可不损害机械强度地使磁性体形成得较小，有助于采用在该磁性体的开口中插入磁场用磁铁所得到的转子的电动机的小型化。此外，与在每个第一部分上设置多个开口的每一个中都插入磁场用磁铁的情况相比，容易磁化，且退磁的问题也少。

根据本发明的磁性体的第五方案，可在孔中插入例如螺栓和铆钉等连接件，而使用它们将磁性体之间亦或端板简易且廉价地连接起来。此外，若在第一部分上设置孔，即使插入该孔的连接件使用磁性体，不仅对于有助于磁阻转矩的q轴方向的磁通，而且对于有助于磁力转矩的d轴方向的磁通，都会阻碍它们的流动。对此，通过在第二部分上设孔，即使存在阻碍q轴方向的磁通流动的情况，也难以阻碍d轴方向的磁通的流动。

根据本发明的磁性体的第六方案，由于为了得到期望的机械强度而使所需的孔的尺寸较小，所以该孔对磁通流动的阻碍小。此外，由于在第二部分获得了磁性体朝向外周及内周任一个均较宽的形状，所以使定子和第二部分之间的q轴方向的磁通易于流动。

根据本发明的转子的第一方案或第二方案，第二部分相对于第一部分，磁分离且在周向上交错地设置，所以可增大所谓的q轴感应系数。此外，由于可在内周侧和外周侧分别设置定子，所以可有助于构成绕组槽的整个面积增大的电动机。

根据本发明的电动机的第一方案或第二方案，可增大q轴感应系数，且可增大绕组槽的整个截面面积。

根据本发明的电动机的第三方案，由于与磁通遍及空隙在转子内部流动相比，磁通更易于朝向内周侧定子和外周侧定子流动，所以可增大磁力转矩。

根据本发明的电动机的第四方案，由于从磁场用磁铁得到地磁通中的、经由内周侧定子的齿部的转子侧或外周侧定子的齿部的转子侧在周向上流动的成分增大，所以不控制定子的电枢电流也能等价地实现磁场削弱。因此，也不会发生磁通削弱电流所致的铜损上升和负的d轴电流所致的磁场用磁铁的退磁。该相对位置关系的调整与绕组的匝数相比易于微调整，所以可在应设定的转速不同的电动机中通用。

根据本发明的压缩机、鼓风机、空调机，各自的压缩、送风、空气调和的效率高。

根据本发明的车载用空调机，即使在以低电压进行工作的情况下，也可容易地对转速进行微调整。

本发明的目的、特征、形势及优点将通过下面的详细说明和附图，更加清楚。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的磁性体结构的俯视图。

图2是表示第一实施方式的转子结构的剖面图。

图3是举例表示空隙的局部剖面图。

图4是举例表示本发明的电动机结构的剖面图。

图5是表示电动机结构的局部剖面图。

图6是示意性地表示d轴磁通在转子上流动的状况的图。

图7是示意性地表示q轴磁通在转子上流动的状况的图。

图8是表示电动机结构的剖面图。

图9是表示连接电枢绕组的形态的电路图。

图10是表示连接电枢绕组的形态的电路图。

图11是表示连接电枢绕组的形态的电路图。

图12是表示连接电枢绕组的形态的电路图。

图13是表示本发明第二实施方式的磁性体结构的俯视图。

图14是表示本发明第三实施方式的电动机结构的俯视图。

具体实施方式

第一实施方式

以下，为简单起见，以转子的极对数为2，定子的相数为3的情况为例进行说明，但其它极对数和相数也可适用于本发明。

图1是表示本发明第一实施方式的磁性体100结构的俯视图。但是如后述那样，该磁性体100可有助于埋入磁铁型的转子。此外，磁性体100可在垂直于纸面的方向上延伸，还可在垂直于纸面的方向上较薄。在前者的情况下，可例如由压粉铁芯形成，用作转子的铁芯。在后者的情况下，可例如采用钢板而形成，相互层叠，用作转子的铁芯。在这种情况下，图1可理解为该铁芯的剖面图。

磁性体100具备外周100a及内周100b，它们均呈环状。虽然在这里两者表现为同心圆，但也不一定必须是正圆，在设计上可作出适当变更。

由于可在内周100b侧和外周100a侧分别设置定子，所以磁性体100可有助于构成使定子的绕组槽的整个截面面积增大的电动机。

磁性体100在其周向上交错地划分为第一部分11～14及第二部分15～18。第一部分11～14及第二部分15～18在周向上磁分离。这里，例示了由空隙21～28来磁分离的状况，阻碍了磁通例如在第一部分11和第二部分15之间在周向上流动。

第一部分11～14分别具有大体在周向上延伸的开口41～44。上述空隙21～28在外周100a和内周100b之间设于开口41～44的周向两端。具体而言，空隙21、22设置于开口41的端部，空隙23、24设置于开口42的端部，空隙25、26设置于开口43的端部，空隙27、28设置于开口44的端部。

第一部分11由开口41划分为靠近外周100a侧的外周部11a和靠近内周100b侧的内周部11b。同样地，第一部分12由开口42划分为靠近外周100a侧的外周部12a和靠近内周100b侧的内周部12b，第一部分13由开口43划分为靠近外周100a侧的外周部13a和靠近内周100b侧的内周部13b，第一部分14由开口44划分为靠近外周100a侧的外周部14a和靠近内周100b侧的内周部14b。

图2是表示根据第一实施方式的转子101的结构的、与转轴垂直的截面的剖面图。转子101通过将在外周100a侧和内周100b侧分别呈现不同磁极面的磁场用磁铁31～34插入开口41～44中而构成。此外，由于例示了极对数为2的结构，所以磁场用磁铁31～34中的、相邻的两磁铁彼此朝向外周100a侧呈现不同极性的磁极面。

如上所述，用磁性体100或者将多个磁性体层叠，将磁场用磁铁31～34插入到开口41～44中，从而可构成埋入磁铁型的转子101。由于第二部分15～18相对于第一部分11～14在周向上磁分离且交错地设置，所以磁通经由在转子101内侧设置的定子(后述)流向第二部分15～18，且可增大第二部分15～18的周向宽度W。这样，可增大q轴感应系数Lq。

在图1及图2中，将空隙21～28的周向宽度表示为在外周100a侧比在内周100b侧扩大的方案，但也不一定必须扩大。图3是举例表示空隙241、251来作为空隙24、25的变形的局部剖面图。空隙241、251也可以弯曲。

虽然空隙21～28在外周100a、内周100b的任一之间均具有薄壁部，但如果转子101的机械强度允许，则空隙21～28也可贯穿外周100a、内周100b中任一个。即使贯穿两者，另外设置端板来将第一部分11～14及第二部分15～18连接起来即可。

相反，空隙21～28也没必要一定在外周100a和内周100b之间连续设置。可留有使第二部分15～18相对于第一部分11～14在周向上磁分离程度的薄壁，而将空隙21～28分开。

由于空隙21～28磁阻高，所以在有助于第一部分11～14和第二部分15～18的磁分离的同时，也防止了插入到开口41～44中的磁场用磁铁31～34所呈现的一对磁极面之间的磁通短路。因此，可增大经外周100a和内周100b的与外部即定子之间的磁通的流入流出。因而，优选空隙21～28；241、251从开口41～44的外周100a侧向内周100b侧延伸。

优选开口41～44在每个第一部分11～14上各设一个。与在每个第一部分11～14上设置多个开口的结构比较，可不损害机械强度而使磁性体100形成得较小，且有助于采用将磁场用磁铁插入到该开口中而得到的转子的电动机的小型化。此外，与在每个第一部分11～14上设置多个开口并将磁场用磁铁分别插入到该开口中的情况相比，退磁的问题也减少了。另外，虽然也可在将磁铁材料埋入该开口中后将其磁化而得到磁场用磁铁，但与在第一部分11～14上存在多个该开口的结构比较，磁化更加容易。

图4是例示使用转子101的电动机结构的剖面图。具有在转子101的内周100b侧设有内周侧定子200，在外周100a侧设有外周侧定子300的结构。如上所述，通过在转子101的内外设置定子，可增大绕组槽的整个截面面积。

外周侧定子300具有在径向上延伸的齿部301，其前端(转子201侧)向周向扩展而形成宽度扩展部302。同样地，内周侧定子200具有在径向上延伸的齿部201，其前端(转子201侧)向周向扩展而形成宽度扩展部202。

在图4中，为了简便，省略电枢绕组而进行描画。转子101和外周侧定子300主要经该齿部301而使磁通流入流出，转子101和内周侧定子200主要经该齿部201而使磁通流入流出。

在图4中，举例表示了在磁场用磁铁31、33向外周侧定子300呈现S极的磁极面，以及磁场用磁铁32、34向外周侧定子300呈现N极的磁极面的情况下，磁场用磁铁31～34所产生的磁通的流动。

图5是局部放大转子101、内周侧定子200、外周侧定子300之间进行表示的剖面图。在与内周100b之间空出第一间隔δ2，在与外周100a之间空出第二间隔δ3，且相对于转子100分别设置有内周侧定子200、外周侧定子300。

优选空隙21～28、241、251的宽度δ1比第一间隔δ2和第二间隔δ3中较大一方的二倍大。这是为了，第一部分11～14和第二部分15～18之间的周向的磁阻，比转子101和内周侧定子200、外周侧定子300之间的磁阻大，从而促进磁通在转子和定子之间流入流出。

图6是示意性地表示在转子101中d轴磁通Φc流动的状况的图，图7是示意性地表示在转子101中q轴磁通Φa、Φb流动的状况的图，两者均与图2的剖面图对应。

d轴磁通Φc在磁场用磁铁31、33和磁场用磁铁32、34之间流动。因此，d轴磁通Φc将几乎仅在第一部分11～14流动。

q轴磁通Φa在第一部分11～14更具体为在外周部11a、12a、13a、14a流动。但是，q轴磁通Φb也在第二部分15～18流动，因此，扩展第二部分15～18的周向宽度W，从增大q轴感应系数Lq的观点来看是优选的。

这里，如果第二部分15～18相对于第一部分11～14没有在周向上磁分离，例如若在内周100b侧没有分离，则第二部分15～18与第一部分11～14一同作为磁场用磁铁31～34相对于外周侧定子300的磁轭而发挥作用，将减少向内周侧定子200的交链磁通数。这样，即使可增大第二部分15～18的周向宽度W并增大q轴感应系数Lq，也可增大磁阻转矩，也将减小磁力转矩。

但是，在本发明中，由于第二部分15～18相对于第一部分11～14在周向上磁分离且交错地设置，所以即使增大该宽度W，也可如图4所示那样避免磁场用磁铁31～34所产生的磁通在转子101内部短路。即，不降低向内周侧定子200和外周侧定子300交链的磁通，可使第二部分15～18的周向宽度W变大而增大q轴感应系数Lq。

当然，在本实施方式中，也可按照专利文献1和专利文献2中介绍的槽形状的研究而进一步增大绕组槽的整个截面面积。

再有，虽然上述内周侧定子200是卷绕绕组(未图示)的电枢，但优选使其不作为转子。如果使转子101内侧的电枢为转子，则除了如上述那样需要机械换向器之外，还将与作为外侧电枢的外周侧定子300相对旋转。该相对旋转可降低任一电枢的、相对于转子101的磁场的相对转速，并导致电动机的效率下降。此外，该相对旋转扰乱q轴磁通Φb的路径，并增大磁阻转矩的变化，使其利用变困难。

图8是具备转子101、内周侧定子200、外周侧定子300的电动机的剖面图，且示意性地表示含有旋转中心的截面。转子101经端板102而连接到转轴103上，转轴103由轴承104、105支撑。内周侧定子200、外周侧定子300分别由支撑部204、304支撑。此外，在内周侧定子200、外周侧定子300上，分别卷绕有电枢绕组203、303。图4相对于在图8中的位置IV-IV处省略支撑部204、304及电枢绕组203、303的剖面图。

图9及图10是例示连接有电枢绕组203、303(图8)的形态的电路图。图9及图10所示的线圈(coil)203U、203V、203W分别是电枢绕组203的U相、V相、W相的线圈，线圈303U、303V、303W分别是电枢绕组303的U相、V相、W相的线圈。

图9及图10表示在各相中电枢绕组203、303分别串联及并联连接的情况。在本实施方式中，可采用此类串连接线及并联接线中任一形态。

图9及图10表示采用星形接线且在各相中将电枢绕组203、303分别串联及并联连接的情况。在本实施方式中，可采用此类串连接线及并联接线中任一方案。当然，如图11及12所示，还可采用三角形接线且在各相中将电枢绕组203、303分别串联及并联连接。但是，在采用三角形接线时，由于感应电压的不均衡所产生的环状电流使铜损增大，所以优选采用星形接线并将电枢绕组203、303在各相中串联连接。

第二实施方式

图13是表示根据本发明第二实施方式的磁性体100的结构的俯视图。对于图1所示的磁性体100，在第二部分15～18上还分别设有孔51～54。

在孔51～54中插入例如螺栓或铆钉等连接件，而可用其将磁性体100彼此或者端板102(参照图8)简单且廉价地连接。如果使用粘接剂来连接磁性体100彼此，则需要粘接硬化时间，且电动机的使用环境特别是温度环境被制约。但是，在本实施方式中，避免了此类问题。

如果在第一部分11～14上设置孔，则即使在插入孔中的连接件中使用磁性体，对于有助于磁阻转矩的q轴磁通Φa(图7)和有助于磁力转矩的d轴磁通Φc(图6)，也会阻碍其流动。对此，通过在第二部分15～18上设孔51～54，即使存在阻碍q轴磁通Φb的流动的情况，也难以阻碍d轴磁通Φc的流动。

如上所述，由于第二部分15～18相对于第一部分11～14在周向上磁分离且交错地设置，所以易于增大该宽度W。因此，用于设置孔51～54的面积有余量，可使孔51～54较大。此外，尽管设置孔51～54，虽然阻碍了q轴磁通Φb的流动，但某种程度易于确保。

孔51～54优选为圆形。该情况下，由于没有应力集中的角，且孔以外的起到肋功能的部分也可较厚，所以为获得期望的机械强度而需要的孔51～54的尺寸变小，并可减小孔51～54对q轴磁通Φb的阻碍。

此外，在第二部分15～18中，由于即使朝向外周100a及内周100b中任一个都可得到磁性体扩展的形状，所以使在定子200、300(参照图4)和第二部分15～18之间的q轴磁通Φb易于流动。

当然，为减小上述磁通的阻碍，优选插入孔51～54中的连接件采用磁性材料。

第三实施方式

图14是表示根据本发明第三实施方式的电动机的结构的剖面图。与图4所示的结构比较，内周侧定子200的齿部201的周向中心和外周侧定子230的齿部301的周向中心，关于周向的相对位置偏移。在图14中，例示了作为机械角偏移30度的情况，相对于作为电角偏移60度。再有，为简便起见，仅描述了电枢绕组203、303卷绕在一部分齿部201、301上的结构。

此类位置偏差可在电动机的使用前或使用中机械地进行。例如，可在电动机的使用前用手动来产生位置偏移，也可在使用中用伺服马达等致动器来产生位置偏移。该致动器可在例如图8所示的支撑部204中设置。

磁通Ψa表示从磁铁32的外周侧的磁极面(这里为N极)产生的磁通，磁通Ψb表示从磁铁33的外周侧的磁极面(这里为S极)产生的磁通。

由于产生上述的位置偏移，所以虽然在磁通Ψa向磁铁32内周侧的磁极面返回时，到达外周侧定子300的磁轭并经齿部301而与电枢绕组303交链，但在内周侧定子200的齿部201中，不与电枢绕组203交链，因而存在经过该宽度扩展部202的路径。同样地，虽然在磁通Ψb向磁铁33的内周侧的磁极面返回时，经内周侧定子200的齿部201而与电枢绕组203交链，但在外周侧定子300的齿部301中，不与电枢绕组303交链，因而存在经过该宽度扩展部302的路径。

这些路径实质上削弱磁铁32、33的磁场。即，上述位置偏移机械地实现了作为实质上的磁场削弱控制的磁通削弱控制。这样，不使磁通削弱电流流动而可实现磁通削弱控制，且可完成高输出区域的效率提高。在图14中，表示了相当于作为电角的60度的位置偏移，并例示了最大限度利用磁通削弱的情况。

根据该实施方式，也不会发生磁通削弱电流所致的铜损上升以及负的d轴电流所致的磁场用磁铁的退磁。而且，由于与绕组的匝数的调整比较，相对的位置关系的调整易于进行微调整，所以可在应设定的转速不同的电动机中通用。

再有，在磁通削弱控制时，齿部的宽度扩展部202、302的磁通密度上升，所以宽度扩展部202、302的铁损上升。但是，由于通过宽度扩展部202、302以外的齿部202、302的磁通密度减小，所以可减小较长的磁路中的铁损，因而电动机的总铁损减小。

这样，通过调整内外电枢的相互位置关系来进行磁场削弱控制在使电动机小型化的情况下特别合适。例如，专利文献7中，利用方向性电磁钢板的压延方向所产生的导磁率异向性来将调整用插头埋入到定子中。但是，由于这损害了定子自身的磁通密度，所以从电动机的小型化观点来看不理想。

此外，在根据本实施方式的电动机中，即使使用相同的电流，微调整转速也容易，所以适于电动机以低压工作使用的情况下。由于在以低压工作的电动机中绕组的匝数变小，所以改变匝数并进行微调整并不容易。这是因为匝数的改变是离散数值的控制。

在根据本实施方式的电动机中，由于可不依赖于匝数来进行转速的微调整，所以适用于在例如42V以下等低电压下工作的车载用空调机的压缩机。

当然，在通常的空调机的压缩机和鼓风机中，装载根据本发明的电动机，也可提高压缩及送风的效率。因此，具备该压缩机和鼓风机中至少一个地空调机可提高空调效率。

再有，在进行磁通削弱控制的情况下，由于引起感应电压的不均匀所产生的环状电流所致的损失，所以图9所示的串联接线是理想的。

此外，磁性体100可如第二实施方式所示那样具有孔51～54。

虽然本发明进行了详细说明，但上述说明在全部情况下均为例示，本发明并不限于此。可以理解的是，未例示的无数变形例可不脱离本发明的范围而想到。

Claims (20)

1.一种磁性体(100)，其特征在于，

该磁性体(100)具备均为环状的外周(100a)及内周(100b)，

该磁性体(100)在周向上交错地划分为第一部分(11～14)及第二部分(15～18)，

各个上述第一部分均具有大致在上述周向上延伸的开口(41～44)，

上述第一部分和上述第二部分在上述周向上磁分离。

2.根据权利要求1所述的磁性体(100)，其特征在于，

该磁性体(100)在上述外周(100a)和上述内周(100b)之间，还具备在上述开口(41～44)的上述周向的两端设置的空隙(21～28；241、251)，

由上述空隙将上述第一部分(11～14)和上述第二部分(15～18)磁分离。

3.根据权利要求2所述的磁性体(100)，其特征在于，

上述空隙(21～28；241、251)从上述开口(41～44)的上述外周(100a)侧向上述内周(100b)侧延伸。

4.根据权利要求1所述的磁性体(100)，其特征在于，

上述开口(41～44)在每个上述第一部分(11～14)上各设一个。

5.根据权利要求1所述的磁性体(100)，其特征在于，

在上述第二部分(15～18)上还具有孔(51～54)。

6.根据权利要求5所述的磁性体(100)，其特征在于，

上述孔(51～54)是圆形的。

7.一种转子(101)，其特征在于，

该转子(101)具备：

根据权利要求1-6中的任一项所述的磁性体(100)，以及

插入上述开口(41～44)中并在上述外周(100a)侧和上述内周(100b)侧分别呈现不同的磁极面的磁场用磁铁(31～34)。

8.一种电动机，其特征在于，该电动机具备：

根据权利要求7所述的转子(101)，

相对于上述转子而在上述内周(100b)侧设置的内周侧定子(200)，以及

相对于上述转子而在上述外周(100a)侧设置的外周侧定子(300)。

9.根据权利要求8所述的电动机，其特征在于，

上述磁性体(100)在上述外周(100a)和上述内周(100b)之间，还具备在上述开口(41～44)的上述周向的两端设置的空隙(21～28；241、251)，

由上述空隙将上述第一部分(11～14)和上述第二部分(15～18)磁分离，

上述空隙(21～28；241、251)的宽度(δ1)，比上述内周(100b)和上述内周侧定子(200)之间的第一间隔(δ2)与上述外周(100a)和上述外周侧定子(300)之间的第二间隔(δ3)中较大一方的二倍大。

10.根据权利要求8所述的电动机，其特征在于，

上述内周侧定子(200)所具有的齿部(201)的在上述周向上的中心和上述外周侧定子(300)所具有的齿部(301)的在上述周向上的中心，在上述周向上的相对位置关系是可变的。

11.根据权利要求9所述的电动机，其特征在于，

上述内周侧定子(200)所具有的齿部(201)的关于上述周向的中心和上述外周侧定子(300)所具有的齿部(301)的关于上述周向的中心，关于上述周向的相对位置关系是可变的。

12.一种压缩机，其特征在于，该压缩机装载了根据权利要求8所述的电动机。

13.一种压缩机，其特征在于，该压缩机装载了根据权利要求9所述的电动机。

14.一种鼓风机，其特征在于，该鼓风机装载了根据权利要求8所述的电动机。

15.一种鼓风机，其特征在于，该鼓风机装载了根据权利要求9所述的电动机。

16.一种空调机，其特征在于，该空调机具备了根据权利要求12所述的压缩机。

17.一种空调机，其特征在于，该空调机具备了根据权利要求13所述的压缩机。

18.一种空调机，其特征在于，该空调机具备了根据权利要求14所述的鼓风机。

19.一种空调机，其特征在于，该空调机具备了根据权利要求15所述的鼓风机。

20.一种车载用空调机，该车载用空调机具备了装载有根据权利要求10所述的电动机的压缩机。

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