CN101517864A - 压缩机用电动机和压缩机 - Google Patents

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Abstract

转子(6)具有：转子铁心(610)；以及以等间隔的中心角度排列在该转子铁心(610)的周方向上的多个磁铁(620)。当设上述转子铁心(610)的轴向的长度为L、设上述转子铁心(610)的径向的长度为D、设上述磁铁(620)的厚度为t时，满足以下关系：L/D＜0.7且t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，(其中，P：极数；K：100000；N：与压缩机的输出对应的系数)。由此，提供一种能够抑制由转子的大幅的层叠厚度的降低引起的转矩的下降的小型、轻量、廉价的压缩机用电动机。

Description

压缩机用电动机和压缩机
技术领域
本发明例如涉及例如在空调机或冷藏库等中使用的压缩机用电动机、以及具有该压缩机用电动机的压缩机。
背景技术
以往，作为压缩机具有：密闭容器；配置在该密闭容器内的压缩单元；以及电动机，其配置在上述密闭容器内，经由轴驱动上述压缩单元。上述电动机具有转子和配置在该转子的径向外侧的定子。
上述转子具有转子铁心和以等间隔的中心角度排列在该转子铁心的周方向上的多个磁铁。上述定子具有定子铁心和卷绕在上述定子铁心上的线圈(参照日本特开平9-191588号公报(特许第3017085号公报))。
但是，在上述以往的压缩机中，如果为了实现上述电动机的小型化和轻量化而缩短上述电动机的轴向的长度，则存在上述电动机的效率下降的问题。这是因为，如果缩短上述转子铁心的轴向的长度，则来自上述转子的轴向的两端面的磁通泄漏增加，转矩下降。
具体而言，当设上述转子铁心的轴向的长度(即转子层叠厚度)为L、设上述转子铁心的径向的长度(即转子直径)为D时，在L/D＜0.7的情况下，来自上述转子的轴向的两端面的磁通泄漏以下面的算式(1)的比率增加。另外，算式(1)是利用实验求出的公式。
磁通量的下降指数：1-1/((L/D)1.5×100)…算式(1)
进而，图5中示出L/D与磁通量下降指数的关系。从图5的用白圈示出的现有例可以看出，在L/D＜0.7的情况下，来自上述转子的磁通量大幅下降。即，作为L/D＜0.7的情况，如果缩短上述转子铁心的轴向的长度L以缩短上述转子的轴向的长度，则来自上述转子的两端面的磁通泄漏增加，上述电动机的转矩下降。
另外，例如针对效率下降，如上述文献(日本特开平9-191588号公报(特许第3017085号公报))那样，具有提高上述线圈的占空系数来提高电动机效率的方法，但是无法防止转矩的下降。并且，也存在上述线圈的绕线量增加从而成本上升的缺点。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能够抑制由上述转子的大幅的层叠厚度降低引起的转矩的下降的小型、轻量、廉价的压缩机用电动机以及压缩机。
为了解决上述课题，本发明的压缩机用电动机的特征在于，
所述压缩机用电动机具有：转子；以及配置在该转子的径向外侧的定子，
上述转子具有：转子铁心；以及以等间隔的中心角度排列在该转子铁心的周方向上的多个磁铁，
当设上述转子铁心的轴向的长度为L、设上述转子铁心的径向的长度为D、设上述磁铁的厚度为t时，满足以下关系：
L/D＜0.7，
且t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，
(其中，P：极数；K：100000；N：与压缩机的输出对应的系数)。
根据本发明的压缩机用电动机，由于当设上述转子铁心的轴向的长度为L、设上述转子铁心的径向的长度为D、设上述磁铁的厚度为t时，满足以下关系：L/D＜0.7且t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，因此即使缩短上述转子铁心的轴向的长度，也能够防止由来自上述转子的轴向的两端面的磁通泄漏引起的转矩的下降，能够抑制效率的下降。
因此，能够提供可抑制由上述转子的大幅的层叠厚度的降低引起的转矩的下降的小型、轻量、廉价的电动机。
并且，在一个实施方式的压缩机用电动机中，L/D＞0.2。
根据本实施方式的压缩机用电动机，由于L/D＞0.2，因此不需要极端地增大上述磁铁的厚度t，就能够防止由来自上述转子的轴向的两端面的磁通泄漏引起的效率的下降。
并且，本发明的压缩机的特征在于，所述压缩机具有：密闭容器；配置在该密闭容器内的压缩单元；以及上述压缩机用电动机，其配置在上述密闭容器内，并且经由轴驱动上述压缩单元。
根据本发明的压缩机，由于具有上述压缩机用电动机，因此能够实现小型、轻量、廉价且高性能的压缩机。
根据本发明的压缩机用电动机，由于当设上述转子铁心的轴向的长度为L、设上述转子铁心的径向的长度为D、设上述磁铁的厚度为t时，满足以下关系：L/D＜0.7且t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，因此能够提供可抑制由上述转子的大幅的层叠厚度的降低引起的转矩的下降的小型、轻量、廉价的电动机。
并且，根据本发明的压缩机，由于具有上述压缩机用电动机，因此能够实现小型、轻量、廉价且高性能的压缩机。
附图说明
图1是示出本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。
图2是压缩单元的俯视图。
图3是转子的立体图。
图4是示出L/D与磁铁厚度的关系的曲线图。
图5是示出L/D与磁通量下降指数的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式对本发明详细地进行说明。
图1示出作为本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。该压缩机具有：密闭容器1；配置在该密闭容器1内的压缩单元2；以及电动机3，其配置在上述密闭容器1内，经由轴12驱动上述压缩单元2。
该压缩机是所谓的立式的高压拱顶型的旋转式压缩机，在上述密闭容器1内，将上述压缩单元2配置在下方，将上述电动机3配置在上方。通过该电动机3的转子6经由上述轴12驱动上述压缩单元2。
上述压缩单元2通过吸入管11从储气筒10吸入制冷剂气体。该制冷剂气体是通过对与该压缩机一起构成作为冷冻系统的一例的空调机的未图示的冷凝器、膨胀机构、蒸发器进行控制而得到的。该制冷剂例如是二氧化碳或R410A或R22。
上述压缩机将压缩后的高温高压的制冷剂气体从上述压缩单元2排出并使其充满密闭容器1的内部，同时，使其通过上述电动机3的定子5和上述转子6之间的间隙对上述电动机3进行冷却，然后从设置在上述电动机3的上侧的排出管13将其排出至外部。
在上述密闭容器1内的高压区域的下部形成有积存润滑油的油槽部9。该润滑油从上述油槽部9通过设置于上述轴12(未图示)的油通路移动至上述压缩单元2和上述电动机3的轴承等滑动部，对该滑动部进行润滑。该润滑油例如是(聚乙二醇或聚丙烯二醇等)聚二醇油或醚油或酯油或矿物油。上述油通路例如是设置在上述轴12的外周面上的螺旋槽或设置在上述轴12的内部的孔部。
上述压缩单元2具有：安装在上述密闭容器1的内表面上的气缸21；以及分别安装在该气缸21的上下的开口端的上侧的端板部件50和下侧的端板部件60。利用上述气缸21、上述上侧的端板部件50以及上述下侧的端板部件60形成气缸室22。
上述上侧的端板部件50具有圆板状的主体部51和在该主体部51的中央朝上方设置的凸台部52。上述主体部51和上述凸台部52被上述轴12贯穿。
在上述主体部51中设有与上述气缸室22连通的排出口51a。排出阀31以关于上述主体部51位于与上述气缸21相反的一侧的方式安装在上述主体部51上。该排出阀31例如是簧片阀，对上述排出口51a进行开闭。
在上述主体部51上，在上述气缸21的相反侧以覆盖上述排出阀31的方式安装有杯型的消声罩40。该消声罩40通过(螺栓等)固定部件35固定在上述主体部51上。上述消声罩40被上述凸台部52贯穿。
利用上述消声罩40和上述上侧的端板部件50形成消声室42。上述消声室42和上述气缸室22经由上述排出口51a连通。
上述消声罩40具有孔部43。该孔部43连通上述消声室42和上述消声罩40的外侧。
上述下侧的端板部件60具有圆板状的主体部61和在该主体部61的中央朝下方设置的凸台部62。上述主体部61和上述凸台部62被上述轴12贯穿。
总之，上述轴12的一端部由上述上侧的端板部件50和上述下侧的端板部件60支承。即，上述轴12为悬臂。上述轴12的一端部(支承端侧)进入上述气缸室22的内部。
在上述轴12的支承端侧以位于上述压缩单元2侧的上述气缸室22内的方式设有偏心销26。该偏心销26嵌合在辊27上。该辊27在上述气缸室22内以能够公转的方式配置，利用该辊27的公转运动进行压缩作用。
其次，对上述气缸室22的压缩作用进行说明。
如图2所示，利用一体地设置在上述辊27上的叶片28分隔上述气缸室22内部。即，对于上述叶片28右侧的室，上述吸入管11在上述气缸室22的内表面开口，形成吸入室(低压室)22a。另一方面，对于上述叶片28左侧的室，(图1所示的)上述排出口51a在上述气缸室22的内表面开口，形成排出室(高压室)22b。
半圆柱状的衬套25、25紧贴在上述叶片28的两面上进行密封。利用上述润滑油对上述叶片28与上述衬套25、25之间进行润滑。
进而，上述偏心销26与上述轴12一起进行偏心旋转，嵌合在上述偏心销26上的上述辊27以该辊27的外周面与上述气缸室22的内周面接触的方式进行公转。
伴随着上述辊27在上述气缸室22内公转，上述叶片28利用上述衬套25、25保持该叶片28的两侧面并进行进退动作。于是，从上述吸入管11将低压的制冷剂气体吸入上述吸入室22a中，在上述排出室22b中进行压缩而成为高压，然后，从(图1所示的)上述排出口51a排出高压的制冷剂气体。
然后，如图1所示，从上述排出口51a排出的制冷剂气体经由上述消声室42被排出至上述消声罩40的外侧。
如图1和图3所示，上述电动机3具有上述转子6和隔着空气隙配置在该转子6的径向外侧的上述定子5。
上述转子6具有转子铁心610和埋设在该转子铁心610中的四个磁铁620。上述转子铁心610为圆筒形状，例如由层叠的电磁钢板构成。在上述转子铁心610中央的孔部中安装有上述轴12。上述磁铁620是平板状的永久磁铁。上述四个磁铁620以等间隔的中心角度排列在上述转子铁心610的周方向。
上述定子5具有定子铁心510和卷绕在上述定子铁心510上的线圈520。上述定子铁心510由层叠的多个钢板构成，并通过压入或者热压配合等嵌入在上述密闭容器1中。利用使电流流经上述线圈520而在上述定子5中产生的电磁力使上述转子6与上述轴12一起旋转。
当设上述转子铁心610的轴向长度为L、设上述转子铁心610的径向长度为D、设上述磁铁620的厚度为t时，L/D＜0.7，且满足t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)。其中，P为极数，K为(作为校正值的)100000，N为与压缩机的输出对应的系数。N例如如[表1]、[表2]以及[表3]所示，根据气缸容积和制冷剂的种类决定。所谓气缸容积指的是上述压缩单元2的有效压缩容积，即，指的是在上述气缸室22中吸入最大量的制冷剂气体时的上述气缸室22的容积。
[表1]
  气缸容积[cc](制冷剂为R410A)   N
  5～12   1
  12～16   2
  16～20   2.5
  20～30   3
[表2]
  气缸容积[cc](制冷剂为R22A)   N
  5～18   1
  18～23   2
  23～29   2.5
  29～43   3
[表3]
  气缸容积[cc](制冷剂为C02)   N
  2～4   3
  4～7   4
根据上述结构的电动机3，由于L/D＜0.7，且满足t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，因此即使缩短上述转子铁心610的轴向的长度L，也能够防止由来自上述转子3的轴向的两端面的磁通泄漏引起的转矩的下降，能够抑制效率的下降。即，随着缩短上述转子铁心610的轴向的长度L，而增大上述磁铁620的厚度t。具体而言，从图5的用黑圈表示的本发明可以看出，在L/D＜0.7的情况下，能够防止磁通量的下降，能够防止由来自上述转子6的磁通泄漏引起的转矩的下降。
因此，能够提供可抑制由上述转子3的大幅的层叠厚度降低而引起的转矩的下降的小型、轻量、廉价的电动机3。
并且，根据上述结构的压缩机，由于具有上述电动机3，因此能够实现小型、轻量、廉价且高性能的压缩机。
并且，优选L/D＞0.2，不需要极端地增大上述磁铁620的厚度t就能够防止由来自上述转子6的轴向的两端面的磁通泄漏引起的效率的下降。
与此相对，在L/D为0.2以下的情况下，需要极端地增大上述磁铁620的厚度t。这是因为，在L/D为0.2以下的情况下，由于上述转子6与上述定子5在轴向上的相对位置偏移的偏差，磁通泄漏对效率的影响大幅增加。具体而言，从图5的用黑圈表示的本发明可以看出，在L/D＜0.2的情况下，磁通量下降，来自上述转子6的磁通泄漏增加。
图4中示出L/D与磁铁厚度t(mm)的关系，空白是通过计算(t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P))求出的磁铁的厚度，涂黑是实际的磁铁的厚度。
从图4可以看出，通过计算求出的磁铁的厚度和实际的磁铁的厚度大致相同。进而，本发明的电动机3位于L/D＜0.7(优选0.2＜L/D＜0.7)的范围内。
另外，本发明并不限于上述实施方式。例如，作为上述压缩单元2也可以是辊与叶片分体形成的旋转式。作为上述压缩单元2，除了旋转式以外，也可以使用涡旋式或者往复式。
作为上述压缩单元2也可以是具有两个气缸室的双缸式。并且，也可以将上述压缩单元2配置在上方、将上述电动机3配置在下方。并且，上述压缩机也可以是上述密闭容器充满了利用上述压缩单元压缩之前的制冷剂的所谓的低压拱顶型的压缩机。并且，上述磁铁620的数量可以自由增减。

Claims (3)

1、一种压缩机用电动机，其特征在于，
所述压缩机用电动机具有：
转子(6)；以及
配置在该转子(6)的径向外侧的定子(5)，
上述转子(6)具有：
转子铁心(610)；以及
以等间隔的中心角度排列在该转子铁心(610)的周方向上的多个磁铁(620)，
当设上述转子铁心(610)的轴向的长度为L、设上述转子铁心(610)的径向的长度为D、设上述磁铁(620)的厚度为t时，满足以下关系：
L/D＜0.7，
且t＞(1×K×N)/(L1.5×D×P)，
(其中，P：极数；K：100000；N：与压缩机的输出对应的系数)。
2、根据权利要求1所述的压缩机用电动机，其特征在于，
L/D＞0.2。
3、一种压缩机，其特征在于，所述压缩机具有：
密闭容器(1)；
配置在该密闭容器(1)内的压缩单元(2)；以及
权利要求1所述的压缩机用电动机(3)，其配置在上述密闭容器(1)内，并且经由轴(12)驱动上述压缩单元(2)。
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