CN101728914B - 永磁铁式旋转电机以及使用该电机的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低振动、低噪音的永磁铁式旋转电机以及使用该电机的压缩机。在本发明中，为了提供一种低振动、低噪音的永磁铁式旋转电机以及使用该电机的压缩机，考虑电枢反作用而充分减少机内磁通的高次谐波分量，而且构成了机内的径向电磁助振力难以传递到压缩机的机架上的定子铁心形状。根据本发明，能够减少机内磁通量的高次谐波分量，能够减少脉动扭矩，也能够抑制从较中间带域的径向电磁助振力变大的转子截面传递到压缩机机架上的振动，从而能够提供一种大幅度改善了中频带听感的永磁铁式旋转电机以及压缩机。

Description

永磁铁式旋转电机以及使用该电机的压缩机

技术领域

本发明涉及一种转子中具备励磁用的永磁铁的永磁铁式旋转电机。

背景技术

以往，在永磁铁式旋转电机中，在定子绕组中采用集中缠绕(concentrated winding)，励磁采用稀土类的钕永磁铁，来实现高效化。此外，随着磁铁材料的高磁通密度化，振动、噪音分量也明显化，还需要采取应对上述问题的各种对策。

例如，在专利文献1所述的永磁铁式旋转电机中，提出了如下一种方案：设置从转子中埋设的永磁铁的外周侧向转子外周侧延伸的多个狭缝(slit)，同时在转子的外周设置多个间隙(gap)面，并在轴向上阶段性地错开配置该间隙面。

专利文献1：日本特开2008-29095号公报

通过采用集中缠绕定子、采用高磁通密度磁铁，永磁铁式同步电动机的效率飞跃提高。但另一方面，相对分布缠绕定子而言，在集中缠绕定子中，结果是原理上不但高次谐波磁通量增加，而且高磁通密度的永磁铁也助长高次谐波磁通量。即，电动机自身的振动或噪音也会增加，尤其在装入压缩机的情况下，产生最刺耳的中频带变得显著这一问题。

对此，在专利文献1中，通过设置从转子中埋设的永磁铁的外周侧向转子外周侧延伸的多个狭缝，同时在转子的外周设置多个间隙面，并在轴向上台阶状地错开配置该间隙面，形成所谓的倾斜(skew)结构，从而能够降低在间隙面的高次谐波磁通量。这样，能够使感应电动势波形正弦波化、使电枢电流正弦波化，也能够使通过感应电动势和电枢电流之间的相互作用而产生的脉动转矩以及径向电磁助振力降低，另外，通过使轴向具有磁通变化，间隙部的高次谐波磁通量降低，从而降低由振动或噪音引起的高次谐波分量。

但是，在上述现有技术的专利文献1的方式中，虽然能够降低较低频带和较高频带中所产生的噪音，但不能说对成为问题的中频带的噪音有效。

其理由在于，在专利文献1的情况下，虽然作为转子产生的磁通降低了高次谐波分量，但是实际上，并不能充分地降低与定子产生的磁通相合的机内磁通的高次谐波分量。

在这里，为了实现压缩机的低噪音化，需要减小电动机自身的振动、或使电动机的振动不传递到压缩机的机架。为了减小电动机的振动，如上所述认为降低机内磁通的高次谐波分量，减小脉动转矩或径向电磁助振力等是有效的。

另一方面，为了使电动机的振动不传递到压缩机的机架，认为具有使振动要因衰减的功能的电动机结构以及固定方法是有效的。

因此，为了实现压缩机的低噪音化，考虑电枢反作用而充分降低机内磁通的高次谐波分量，并形成使机内的径向电磁助振力难以传递到压缩机的机架上的定子铁心形状是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在不使电动机效率等性能下降的情况下，实现低振动、低噪音的永磁铁式旋转电机以及采用该电机的压缩机。

为了达成上述目的，本发明提供一种永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部和所述第二层叠部在轴向上的层叠厚度比率不同。

另外，为了达成上述目的，本发明的永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部的层叠厚度比率大于所述第二层叠部的层叠厚度比率。

另外，为了达成上述目的，本发明的永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心部形成多个磁极狭缝，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部的层叠厚度比率大于所述第二层叠部的层叠厚度比率。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心外周的一部分与所述机架抵接的面积，大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心外周与所述机架抵接的面积，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径的一部分大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述第一磁极铁心或所述第二磁极铁心的任一方在轴向上分为N个块，另一方在轴向上分为(N-1)个块，

所述第一层叠部的分割块和所述第二层叠部的分割块相对于所述转子铁心的轴向交替配置。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，分为N个的所述第一层叠部或所述第二层叠部的任一方在轴向上以N＝2分割，在该轴向上被(N-1)分割的层叠组在轴向上以(N-1)＝1分割。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述N为N＝3。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，当所述第一层叠部的轴向的层叠厚度比率为L1，所述第二层叠部的轴向的层叠厚度比率为L2，所述转子的旋转方向相对于旋转轴为逆时针旋转时，构成为以下关系：L2＜L1，50％＜L1＜85％，其中，层叠厚度比率是转子截面的层叠厚度相对于转子铁心的全部层叠厚度之比

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述永磁铁插入孔间配置成大致V字状。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝倾斜。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝倾斜，并且各个该磁极狭缝的侧面的延长线在磁极中心线上附近相交。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝相对于磁极中心线对称设置。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，使所述间隙长度小的该磁极铁心的开度处于以电角计算大致90度～大致120度的范围内。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，所述转子的极数和所述定子的槽数之比为2∶3。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，埋设在所述转子铁心中的永磁铁的形状相对于所述转子的轴为一字状或相对于该转子的轴为凸的V字形状。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，在所述转子铁心的外周面做出切割形状来形成磁极面，并且该切割形状是将大致直线状切割和大致圆弧状切割组合而成的。

并且，本发明的永磁铁式旋转电机，其特征在于，在所述转子铁心的外周面做出切割形状来形成磁极面，并且该切割形状是具有组合多个大致V字形状而成的凹部与一个大致圆弧状凹部的形状。

并且，本发明提供一种搭载有上述永磁铁式旋转电机的压缩机。

发明效果

根据本发明，能够减少机内磁通的高次谐波分量，能够减少脉动扭矩，也能够抑制从较中间带域的径向电磁助振力变大的转子截面传递到压缩机机架上的振动，从而能够提供一种大幅度改善了中频带听感的永磁铁式旋转电机以及压缩机。

附图说明

图1是本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的剖面图；

图2是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的转子铁心形状的剖面图；

图3是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的转子铁心形状的剖面图；

图4是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的转子铁心形状的图；

图5是发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的脉动转矩；

图6是发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的径向电磁助振力；

图7是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的剖面图；

图8是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的图；

图9是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式2的定子铁心形状的剖面图；

图10是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式3的转子铁心形状的图；

图11是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式4的转子铁心形状的剖面图；

图12是本发明的压缩机的剖面结构；

符号说明：

1-永磁铁式旋转电机(驱动用电动机)；2-定子；3-转子；4-齿；5-芯背(core back)；6-定子铁心；7-槽(slot)；8-电枢绕组；10-狭缝；11-凹部；12-转子铁心；13-永磁铁插入孔；14-永磁铁；15-旋转轴孔；60-固定涡盘部件；61、64-端板；62、65-涡旋状卷边；63-旋转涡盘部件；66-压缩室；67-喷出口；68-机架；69-压缩容器；70-突出导管；72-曲柄轴；73-油积存部；74-油孔；75-滑动轴承；80-突起。

具体实施方式

以下，参照图1～图12对本发明的实施例进行详细说明。在各图中，相同的符号表示同一部件。此外，虽然在此表示四极的永磁铁式旋转电机，并设转子的极数和定子的槽数之比为2∶3，但其他的极数、槽数之比也能得到基本相同的效果。

(实施例1)

图7是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的剖面图。图8是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的图。图12表示本发明的压缩机的剖面结构，表1表示各种旋转电机结构的压缩机的听感试验结果。

图1是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的剖面图。

在图1中，永磁铁式旋转电机1包括定子2和转子3。定子2包括定子铁心6和集中缠绕的电枢绕组8(由三相绕组的U相绕组8a、V相绕组8b、W相绕组8c构成)，其中定子铁心6由齿4和芯背5构成，电枢绕组8在齿4间的槽7内以围住齿4的方式卷绕安装。在此，永磁铁式旋转电机1为4极6槽，因此槽间距以电角算为120度。另外，定子铁心6的外周形状构成为具有多个为ΦD1、ΦD2的外径，且以ΦD1＞ΦD2的关系来配置。

图2、图3是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的转子铁心形状的剖面图。另外，图4是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的转子铁心形状的立体图。

在图2中，转子3在形成有旋转轴孔15的转子铁心12的外周表面附近形成一字状的永磁铁插入孔13，在永磁铁插入孔13中固定有稀土类的钕永磁铁14。永磁铁14的磁通轴为d轴，位于与d轴相隔90°电角的磁极间的轴为q轴。在此，在邻接的永磁铁14的磁极间的q轴上设置有凹部11。另外，转子铁心12的外周形状构成为具有多个g1、g2那样的间隙面。

在图2(a)、图2(b)、图4中，对于转子铁心12来说，图2(a)所示的转子截面A和图2(b)所示的转子截面B被层叠为如图4所示相对于圆周方向台阶状地呈V字。另外，当使转子的旋转方向如图4所示相对于旋转轴逆时针旋转时，转子截面A将间隙面g2设置在以d轴为中心的右侧(逆旋转方向：顺时针旋转方向)，另一方面，在转子截面B，将间隙面g2设置在以d轴为中心的左侧(旋转方向：逆时针旋转方向)当转子截面A的层叠厚度为L_A，转子截面B的层叠厚度为L_B时，以L_B＜L_A的关系来配置。

在此，图2(a)所示的转子截面A构成为：在形成间隙面g1的部位，θ1和θ2以d轴为中心成为θ1＞θ2，θ1和θ2之和以电角算为90°～120°。此外，图2(b)所示的转子截面B构成为：θ1和θ2之间的关系是以d轴为中心成为θ1＜θ2，θ1和θ2之和以电角算为90°～120°。

在图2(a)、图2(b)、图3中，在永磁铁14的外周侧以夹着d轴的方式具备狭缝10(10a～10d)，如图3所示，狭缝10的各自的倾斜度被配置为在d轴上的一点P相交。该狭缝10能够使感应电动势波形正弦波化，并使电枢电流正弦波化，从而能够降低由感应电动势和电枢电流的相互作用而产生的高次谐波磁通。因此，在本结构中，设置狭缝10来抑制电枢反作用，从而降低机内磁通的高次谐波分量。

图5(a)、图5(b)是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的脉动转矩的图。图5(a)是分别对于转子截面A、转子截面B表示转子角度和脉动转矩的关系的图，图5(b)是表示转子截面A的构成比率(％)和脉动转矩P-P值的关系的图。

当层叠转子铁心12使得图2(a)所示的转子截面A和图2(b)所示的转子截面B如图4所示相对于圆周方向台阶状地呈V字，且使转子的旋转方向相对于旋转轴为逆时针旋转时，通过将以d轴为中心在右侧设置间隙面g2的转子截面A的层叠厚度比率(L_A的层叠厚度相对于转子铁心12的全部层叠厚度之比)配置成50％＜L_A＜85％的关系，而表示出的结果是本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的脉动转矩，比转子铁心的不同的各截面的层叠厚度比率相同的转子结构还小很多。因此，可以说转子铁心的不同的各截面的层叠厚度比率存在最佳值。

图6是对于本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的径向电磁助振力，表示转子截面A、B的构成状态和径向电磁助振力的关系。在图6中，对以下四种情况下的径向电磁助振力的计算结果进行了比较，即：情况1是只由图2(a)所示的转子截面A构成转子铁心12的情况；情况2是只由图2(b)所示的转子截面B构成转子铁心12的情况；情况3是层叠转子铁心12使得图2(a)所示的转子截面A和图2(b)所示的转子截面B如图4所示相对于圆周方向台阶状地呈V字，且使转子铁心的不同的各截面的层叠厚度比率相同的情况；情况4是层叠转子铁心12使得图2(a)所示的转子截面A和图2(b)所示的转子截面B如图4所示相对于圆周方向台阶状地呈V字，且使转子铁心的不同的各截面的层叠厚度比率为50％＜L_A＜85％的关系的情况。

由此，本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1、即情况4的径向电磁助振力，比情况1或情况2所示的只由转子铁心的不同的各截面构成的情况下的径向电磁助振力变得更小，但是与情况3所示的、转子铁心的不同的各截面的层叠厚度比率相同的情况相比，显示出基本不变化的结果。其理由在于，如图6所示，转子截面B的径向电磁助振力(情况2)相对于转子截面A的径向电磁助振力(情况1)有所增加，但是并没有达到减小转子截面A和转子截面B相合的机内的径向电磁助振力的程度。也就是说，虽然本发明的转子结构对脉动转矩的降低、即降低圆周方向的吸引、排斥力有大的效果，但是不足以降低径向电磁助振力，对噪音的对策也不十分有效。

图7是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的剖面图。图8是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式1的定子铁心形状的图。

在图7(a)、图7(b)、图8中，层叠定子铁心6使得图7(a)所示的定子截面A和图7(b)所示的定子截面B如图8所示相对于定子的轴向，在定子2的外周部设置台阶差。也就是说，定子铁心6的结构是，与转子截面A在径向上位于同一截面上的定子铁心A的外径，比与转子截面B在径向上位于同一截面上的定子铁心B的外径更大，例如当通过热装或压入而固定在机架等上时，机架和定子2的抵接部的抵接面积在定子铁心6的轴向位置上不同。即，当使图4所示的转子的旋转方向相对于旋转轴为逆时针旋转时，定子截面A的层叠厚度在转子截面A的层叠厚度的同等以上，定子截面B的层叠厚度在转子截面B的层叠厚度的同等以下，且以L_B≤L_A的关系来配置，与径向电磁助振力变大的转子截面在径向上位于同一截面上的定子铁心6的外径不与机架抵接。

在此，图7(a)所示的定子截面A的外径ΦD1和图7(b)所示的定子截面B的外径ΦD2之间的关系为ΦD1＞ΦD2，定子截面A的外径ΦD1成为定子铁心的最外周部，并成为与机架抵接的部位。

由此，能够降低机内磁通的高次谐波分量，能够降低脉动转矩，也能够抑制从径向电磁助振力变大的转子截面传递到压缩机上的振动。

在图12中，在圆筒状的压缩容器69内，将固定涡盘部件60的端板61上直立的涡旋状卷边(wrap)62与在旋转涡盘部件63的端板64上直立的涡旋状卷边65咬合而形成，利用永磁铁式旋转电机1，通过曲柄轴72使旋转涡盘部件63旋转运动，从而进行压缩动作。

由固定涡盘部件60以及旋转涡盘部件63形成的压缩室66(66a、66b、…)中的、位于最靠外径侧的压缩室随着旋转运动而朝向两涡旋部件63、60的中心移动，容积逐渐缩小。如果压缩室66a、66b到达两涡旋部件60、63的中心附近，则两压缩室66内的压缩气体从与压缩室66连通的喷出口67喷出。

被喷出的压缩气体通过设置在固定涡盘部件60以及机架68上的气体通路(未图示)到达机架68下部的压缩容器69内，并从设置在压缩容器69的侧壁上的喷出导管70排出到电动压缩机外。

此外，驱动电动压缩机的永磁铁式旋转电机1由另置的逆变器(未图示)控制，以适于压缩动作的旋转速度旋转。

在此，永磁铁式旋转电机1包括定子2和转子3，设置在转子3上的曲柄轴72的上侧为曲柄轴。在曲柄轴72的内部形成油孔74，通过曲柄轴72的旋转，将位于压缩容器69下部的油积存部73的润滑油通过油孔74供给向滑动轴承75。将具有各种转子形状、定子形状的永磁铁式旋转电机装入上述结构的压缩机中，并进行噪音的听感试验。其测试结果如表1所示。

表1

各种旋转电机构造中压缩机的听感试验结果(实测结果)

从表1可知，作为刺耳的噪音的频带，大致分为低频、中频、高频三类，尤其中频带的分量表现更显著。对这些噪音的频带和各种旋转电机构造之间的关系进行分析，在专利文献1的结构(图2(a)所示的转子截面A和图2(b)所示的转子截面B的层叠厚度比率以50比50相等，且图12所示的机架68和定子2的抵接部在轴向上不变化)的情况下，对低频和高频的噪音分量具有降低效果，但在中频听感上有一些变化，但还不能充分降低。

另一方面，在本发明的构造(将图2(a)所示的转子截面A和图7(a)所示的定子截面A组合，将图2(b)所示的转子截面B和图7(b)所示的定子截面B组合，且改变层叠厚度比率的构造)的情况下，可知不仅低频和高频的噪音分量与专利文献1的结构中的基本相等，而且还大幅度地降低了中频的噪音分量。

另外，在与本发明的实施例1相反构成的结构(将图2(a)所示的转子截面A配置在图7(b)所示的定子截面B的部分，将图2(b)所示的转子截面B配置在图7(a)所示的定子截面A的部分并进行组合，而且改变层叠厚度比率的结构)的情况下，虽然低频和高频的噪音分量与专利文献1或本发明的实施例1的结构中的没有太大差别，但是在中频，相对于专利文献1的结构在听感上存在一些变化，但与本发明的结构相比，还不能充分地降低。

因此，对噪音的产生要因进行分析，可知除了脉动转矩产生的分量之外，还存在由径向电磁助振力产生的分量。

在此，在专利文献1的结构中观测到：作为机内磁通的高次谐波分量，5次、7次这样的低次的高次谐波分量以及25次或27次分量这样的较高次的高次谐波分量大大减少。但是，作为机内磁通的高次谐波分量，11次分量或13、15、17次分量这样的较中频的高次谐波分量基本没有减少。

另外，在本发明的实施例1的结构的情况下，与专利文献1类似的结构同样，虽然机内磁通的低频和高频的高次谐波分量减少，但较中频的高次谐波分量虽然比与专利文献1类似的结构小，但也不能充分地减少。

并且，在与本发明的实施例1相反构成的结构中，与专利文献1以及本发明的结构同样，虽然机内磁通的低频和高频的高次谐波分量减少，但较中频的高次谐波分量虽然比与专利文献1类似的结构小，但没有与本发明的结构同样充分减少。

但是，作为压缩机的噪音，与专利文献1以及与本发明的实施例1相反构成的结构相比，本发明的实施例1的结构大幅地降低较中间带域的频带，压缩机的噪音变得非常小。即，这认为是因为通过减小与径向电磁助振力大的转子截面在径向上位于同一截面上的定子铁心的外径，且不与压缩机的机架抵接，从而压缩机的机架难以振动，在本发明的结构中噪音变得非常小。

因此，通过各种实际测试可以确认：如图5(a)、图5(b)、图6所示只要降低脉动转矩，就能够降低机内磁通的高次谐波分量，能够改善听感；另外，通过形成图7、图8所示的定子结构，能够抑制从较中频的径向电磁助振力变大的转子截面传递到压缩机的机架上的振动，能够大幅改善听感。

由上所述，如果将上述永磁铁式旋转电机用于空调等的各种压缩机中，则能够提供低振动、低噪音的压缩机。

(实施例2)

以下，对本发明的其他实施例进行说明。

图9表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式2的定子铁心形状，对于与图7相同的部件付与相同符号。在图中，与图7不同的部分在于，在定子截面B的外周外侧形成由80a和80b组成的两个突起80，突起80的外周面是与定子截面A的最外周相同的直径(ΦD1)。由此，当由定子截面A和定子截面B形成定子2时，由于各自的最外周的直径相同，所以能够将定子铁心外周作为基准位置且以不产生错位的方式进行重叠层叠。在此，虽然在各槽7的外周上设有两个突起80，但也可以设置一个，也能够设置任意的个数。另外，虽然在各槽7的外周上配置突起80，但由于只要设置在相对的槽7的外周上就能确保其与定子截面A的最外周的直径相同，因此只要至少配置在两个部位即可，配置位置可适当选择。因此这样的配置也能够得到与图7相同的效果。

(实施例3)

图10是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式3的转子铁心形状的图，对于与图4相同的部件付与相同符号。在图中，与图4不同的部分在于，转子截面A的层叠厚度比率被配置成50％＜L_A＜85％的关系，并且改变了转子截面A和转子截面B的在轴向上层叠的构成数，而构成为W字状。通过这种结构，也能够抑制轴向的推力。另外，由于在转子截面A-B间的轴向上的磁耦合变大，因此能够减小外观上的倾斜间距，采用相同的转子截面形状就能够任意地调整倾斜间距。并且，在这种配置的转子结构中，优选减小与径向电磁助振力大的转子截面在径向上位于同一截面上的定子铁心外径，适当选择不同的定子截面来构成定子2(未图示)。因此，在这种配置中，也能够得到与图2相同的效果。

(实施例4)

图11是表示本发明的永磁铁式旋转电机的实施方式4的转子铁心形状的剖面图，对于与图2相同的部件付与相同符号。在图中，与图2不同的部分在于，每一极有两个永磁铁14，并且相对于旋转轴孔15形成凸的V字配置。并且，在这样配置的转子结构中，优选减小与径向电磁助振力大的转子截面在径向上位于同一截面上的定子铁心外径，适当选择不同的定子截面来构成定子2(未图示)。因此，在这种配置中，也能够得到与图2相同的效果。

(产业实用性)

本发明能够适用于转子中具备励磁用的永磁铁的永磁铁式旋转电机。

另外，也能够适用于空调、冰箱、冷冻库或陈列柜等的压缩机中采用的永磁铁式旋转电机。

Claims (19)

1.一种永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙面，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部和所述第二层叠部在轴向上的层叠厚度比率不同。

2.如权利要求1所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心外周的一部分与所述机架抵接的面积，大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心外周与所述机架抵接的面积，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

3.如权利要求2所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

4.如权利要求3所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述定子铁心的外周部的一部分通过热装或压入的方法抵接在所述机架上并被固定，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径的一部分大于与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的该定子铁心的外径，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同。

5.如权利要求4所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述第一磁极铁心或所述第二磁极铁心的任一方在轴向上分为N个块，另一方在轴向上分为N-1个块，其中N为2或3，

所述第一层叠部的分割块和所述第二层叠部的分割块相对于所述转子铁心的轴向交替配置。

6.如权利要求5所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

分为N个的所述第一层叠部或所述第二层叠部的任一方在轴向上以N＝2分割，在该轴向上被N-1分割的层叠组在轴向上以N-1＝1分割。

7.如权利要求5所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

当所述第一层叠部的轴向的层叠厚度比率为L1，所述第二层叠部的轴向的层叠厚度比率为L2，所述转子的旋转方向相对于旋转轴为逆时针旋转时，构成为以下关系：L2＜L1，50％＜L1＜85％，

其中，层叠厚度比率是转子截面的层叠厚度相对于转子铁心的全部层叠厚度之比。

8.如权利要求7所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述永磁铁插入孔间配置成大致V字状。

9.一种永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙面，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部的层叠厚度比率大于所述第二层叠部的层叠厚度比率。

10.一种永磁铁式旋转电机，其具有：定子，其在定子铁心上形成的多个槽内以包围齿的方式缠绕有集中缠绕的电枢绕组；转子，其在转子铁心中的多个永磁铁插入孔中配置有永磁铁；旋转轴，其与所述定子的内周隔着间隙，所述永磁铁式旋转电机的特征在于，

所述定子铁心的外周部抵接在机架上而被固定，当将所述永磁铁的磁通轴作为d轴，将与该d轴相隔90度电角的轴作为q轴时，

所述转子构成为：设置在该转子铁心中的所述永磁铁插入孔位于轴向位置，在所述永磁铁的磁极的铁心部形成多个磁极狭缝，在所述永磁铁的磁极的铁心外周面设置多个间隙面，形成所述q轴侧的间隙长度比所述d轴侧的间隙长度长的磁极铁心，

使第一磁极铁心的第一层叠部与第二磁极铁心的第二层叠部在所述旋转轴的轴向上重合，构成所述转子铁心，其中所述第一磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心逆旋转侧变大，所述第二磁极铁心的由该多个间隙面构成的等价间隙长度被配置成相对于所述d轴中心旋转方向侧变大，

与所述第一磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积，比与所述第二磁极铁心在径向上位于同一截面上的所述定子铁心外周与所述机架抵接的面积大，

所述机架和所述定子的抵接部的抵接面积在所述定子铁心的轴向位置上不同，

所述第一层叠部的层叠厚度比率大于所述第二层叠部的层叠厚度比率。

11.如权利要求10所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝倾斜。

12.如权利要求11所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝倾斜，并且各个该磁极狭缝的侧面的延长线在磁极中心线上附近相交。

13.如权利要求12所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

使形成在所述永磁铁插入孔上部的该磁极狭缝相对于磁极中心线对称设置。

14.如权利要求13所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

使所述间隙长度小的该磁极铁心的开度处于以电角计算大致90度～大致120度的范围内。

15.如权利要求14所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

所述转子的极数和所述定子的槽数之比为2∶3。

16.如权利要求15所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

埋设在所述转子铁心中的永磁铁的形状相对于所述转子的轴为一字状或相对于该转子的轴为凸的V字形状。

17.如权利要求16所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

在所述转子铁心的外周面做出切割形状来形成磁极面，并且该切割形状是将大致直线状切割和大致圆弧状切割组合而成的。

18.如权利要求17所述的永磁铁式旋转电机，其特征在于，

在所述转子铁心的外周面做出切割形状来形成磁极面，并且该切割形状是具有组合多个大致V字形状而成的凹部与一个大致圆弧状凹部的形状。

19.一种压缩机，搭载有权利要求18所述的永磁铁式旋转电机。

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