CN101997369B - 自起动型永磁同步电动机及使用其的压缩机和制冷循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自起动型永磁同步电动机及使用其的压缩机和制冷循环系统。该自起动型永磁同步电动机即使由于电源而定子磁通量的发生位置变化，也产生稳定的起动转矩，且振动、噪声低。转子的磁极中心轴为d轴，从该磁极中心轴偏移90°电角的轴为q轴，配置在d轴的轴上附近的起动用棒的至少两根以上配置在比q轴上附近的棒靠内径侧，且相对于q轴平行地排列，由此能够提供一种自起动型永磁同步电动机，其与由于电源的投入计时或电压的相位而变化的定子磁通量的产生位置无关，能够产生稳定的起动转矩，且能够减轻稳定运转时的振动、噪声。自起动型永磁同步电动机及使用它的压缩机和制冷循环系统。
Description
技术领域
本发明涉及自起动型永磁同步电动机及使用该自起动型永磁同步电动机的压缩机以及制冷循环系统。
背景技术
通常，由于感应电动机具有牢固的结构，并且能够直接接入商用电源起动，因此其优点是能够作为不必进行速度控制的等速驱动的机械的驱动源而低成本地构成。
相对于此，自起动型永磁同步电动机与上述的感应电动机同样，能够直接接入商用电源起动，不用附加变换器就能构成驱动部，并且稳定运转时的二次铜损极少。因此相对于上述感应电动机，具有能够对驱动系统的高效率化贡献很大的优点。
另一方面，作为自起动型永磁同步电动机的缺点，列举有如下缺点：由于在笼型绕组的内周侧配置永久磁铁，因此转子的磁通轴已经被固定。即，起动时转子产生的起动转矩为笼型绕组产生的感应转矩和永久磁铁磁通量与通过电源施加产生的定子磁通量的吸引力上述这两者的合成。对于直接接入商用电源起动来说，由于在变换器驱动时不能够确定转子位置(不能够控制电压相位)，因此由于起动时施加的电压的相位，存在磁铁磁通量与定子磁通量相斥的情况或被向正规旋转方向的反方向吸引而产生负的转矩的情况。因此，由于投入的电压的相位、即定子磁通量产生的位置而存在起动时的转矩产生大的差异这样的问题。
此外，作为这样的自起动型永磁同步电动机的转子，例如通过下述的专利文献1～3，公知有各种结构的转子。
专利文献1：日本特开平4-210758号公报
专利文献2：日本特开平10-336927号公报
专利文献3：日本特开2001-37126号公报
然而，如上所述，在自起动型永磁同步电动机起动时，由于投入的电压的相位，其起动转矩产生差异，对于其理由及问题点如下叙述。
首先，在通过电源电压的施加产生的定子磁通量相对于永久磁铁磁通量在正规旋转方向的延迟侧产生时，在转子上产生被向正规旋转方向的反方向吸引的磁铁转矩。然而，由于4转子被轴承支承为旋转自如，因此转子向负的旋转方向移动。在该情况下，由于定子旋转磁场向正旋转方向旋转，因此，若从感应电动机的转差-转矩特性来看，由于从转差为1以上的区域开始起动，因此感应转矩相对于所期望的值而过大地产生。
在该情况下，由于在电动机的轴承作用有过大的应力，因此存在轴承的寿命变短这样的问题点，或者对安装于输出轴端的设备施加大的扭转应力，其结果是可能带来直至破坏等极大的不良影响。
另外，另一方面，对于通过电源电压的施加产生的定子磁通量相对于永久磁铁磁通量在正规旋转方向的超前侧产生的情况来说，由于在转子上产生正转方向的磁铁转矩，因而对笼型绕组产生的感应转矩的影响比较小，因此对于起动不产生大的问题。由于这样的理由，由于电源的投入相位而在能够产生的起动转矩上产生大的差异。
相对于此，在上述的现有技术中，还由于因电源的投入计时或电压的相位而变化的定子磁通量的产生位置影响起动转矩，很难得到充分稳定的起动转矩。
发明内容
本发明考虑上述现有技术的问题点而完成，其目的在于提供一种自起动型永磁同步电动机及使用该自起动型永磁同步电动机的压缩机以及空调等的制冷循环系统，其中，该自起动型永磁同步电动机与由于电源的投入计时或电压的相位而变化的定子磁通量的产生位置无关，能够产生稳定的起动转矩，并且能够任意地调整起动转矩。
并且，根据本发明，为了完成上述目的，首先提供一种自起动型永磁同步电动机，其具备转子和定子，其特征在于，所述转子具有：转子铁心；在该转子铁心的外周部附近等间隔设置的多个槽；埋设在该槽内的导电性棒；由导电性的端环构成的笼型绕组，该端环使所述导电性棒在该转子铁心的轴向两端面短路；在所述槽的内周侧配置的至少一个以上的磁铁插入孔；埋设于该磁铁插入孔的至少一个以上的永久磁铁，由此该永久磁铁构成励磁极，所述多个导电性棒以在由所述永久磁铁构成的磁极的中心轴的方向上和相对于该磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上，距离所述转子的中心轴的距离不同的方式排列。
此外，在本发明中，在上述记载的永磁同步电动机中，优选所述导电性棒以如下方式排列：由所述永久磁铁构成的磁极的中心轴方向上的从所述转子的中心轴到所述导电性棒的距离比相对于该磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上的从所述转子的中心轴到所述导电性棒的距离小。还优选由所述永久磁铁构成的磁极的中心轴的方向上的所述导电性棒排列成与相对于所述磁极的中心轴旋转90°的轴平行。还优选相对于所述磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上的所述导电性棒的截面直径比其它导电性棒的截面直径大。
另外，在本发明中，在上述记载的永磁同步电动机中，可以在所述磁极的中心轴方向上排列的所述导电性棒的外周还设置有朝向所述转子的外周延伸的多个狭缝，并且，所述多个狭缝可以被设置成集中于所述磁极的中心轴方向上的一点。另外，所述多个狭缝也可以设置成集中于从所述磁极的中心轴方向偏移的一点，或者所述转子可以通过具备延长线在相对于所述磁极的中心轴偏移绕逆时针旋转的角度的一点处交叉的所述狭缝的转子铁心段和具备延长线在相对于所述磁极的中心轴偏移绕顺时针旋转的角度的一点处交叉的所述狭缝的转子铁心段在轴向上交替层叠而构成，或者可以在所述轴向上设置有至少两个以上所述转子铁心段。
并且，在本发明中，在上述记载的永磁同步电动机中，在由所述永久磁铁构成的磁极的中心轴方向上的所述导电性棒可以沿着圆弧排列，该圆弧的半径比相对于该磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上的排列所述导电性棒的圆弧的半径小，或者可以在最靠近相对于所述磁极中心轴旋转90°的轴的所述永久磁铁的周向端部具备向所述转子铁心的外周侧延伸的磁通屏障。并且，每个磁极可以具有两个以上所述磁铁插入孔，并且在各个该磁铁插入孔之间具备空孔，或者所述棒的截面积可以仅在相对于所述磁极中心轴旋转90°的轴处大。另外，可以通过铝压铸或铜压铸构成所述笼型绕组，或者，可以通过摩擦搅拌接合来接合所述棒和所述端环，从而形成所述笼型绕组。并且，所述永久磁铁可以是厚度方向的截面形状由大致方形、大致梯形、大致弧状中的任一种形成的稀土类磁铁，或者所述定子可以具有在所述定子铁心上设置的多个定子槽和由在该定子槽内设置的U相、V相、W相构成的电枢绕组，并且在构成每极每相的所述定子槽中，至少一对定子槽内收纳的所述电枢绕组的圈数与其它对定子槽内收纳的所述电枢绕组的圈数不同。
另外，根据本发明，为了完成上述的目的，提供一种压缩机，吸入制冷剂并将制冷剂压缩喷出的压缩机构部和驱动该压缩机构部的驱动电动机，所述驱动电动机为上述任一项所述的永磁同步电动机。
另外，根据本发明，为了完成上述的目的，还提供一种制冷循环系统，在其一部分具有由电动机驱动的压缩机，所述压缩机为上述记载的压缩机。
发明效果
根据上述本发明，发挥如下这样的无论实用性还是社会性都优良的效果：可以提供性能优良的自起动型永磁同步电动机，还可以提供使用该自起动型永磁同步电动机的压缩机，并且还可以提供用于空调或冷藏、制冷装置的制冷循环系统，其中自起动型永磁同步电动机与由于电源的投入计时和电压的相位而变化的定子磁通量的产生位置无关，能够产生稳定的起动转矩，且能够减轻稳定运转时的振动和噪声。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的自起动型永磁同步电动机的转子的径向的剖视图。
图2是上述第一实施例的自起动型永磁同步电动机的转子轴向的结构图。
图3是表示上述第一实施例的转子的端板形状的图。
图4是表示上述第一实施例的自起动型永磁同步电动机的相对于电源投入相位的起动转矩测定结果的图。
图5是本发明的第二实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图6是表示上述第二实施例的相对于电源投入相位的起动转矩测定结果的图。
图7是本发明的第三实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图8是本发明的第四实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图9是本发明的第五实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图10是本发明的第六实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图11是上述的第六实施例的同步电动机的转子的轴向的结构图。
图12是本发明的第七实施例的同步电动机的转子的径向的剖视图。
图13是本发明的第八实施例的同步电动机的转子的轴向的结构图及其局部放大图。
图14是本发明的第九实施例的同步电动机的转子的轴向的结构图。
图15是表示上述的本发明的自起动型永磁同步电动机的定子的径向形状的剖视图。
图16是表示内置有上述的本发明的自起动型永磁同步电动机的压缩机的内部结构的剖视图。
图17是采用了内置有上述的本发明的自起动型永磁同步电动机的压缩机的空调的制冷循环系统的一例的图。
符号说明：
1 转子
2 转子铁心
3 起动用导体棒
4 永久磁铁
5 磁通屏障
6 轴或曲轴
7 磁铁插入孔
8 转子槽
9 转子端板
10 端环
11 定子
12 定子铁心
13 定子槽
14 U相线圈
15 W相线圈
16 V相线圈
17 空孔
18 自起动型永磁同步电动机
19 狭缝
60 固定涡盘构件
61 端板
62 涡旋状卷板
63 回转涡盘构件
64 端板
65 涡旋状卷板
66 压缩室
67 喷出口
68 框架
69 压力容器
70 喷出管
71 油积存部
72 油孔
73 滑动轴承
80 室外机
81 室内机
82 压缩机
83 压缩机构部
84 冷凝机
85 膨胀阀
86 蒸发器
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
[实施例1]
图1是本发明的第一实施例的自起动型永磁同步电动机的转子的径向(垂直于转子的旋转轴的方向)的剖视图。另外，图2是表示本发明的第一实施例的自起动型永磁同步电动机的转子的侧视图。并且，图3表示本发明的第一实施例的转子的、尤其端板的形状，并且，在图4中表示本实施例的自起动型永磁同步电动机的起动转矩相对于电源投入相位的测定结果。
首先，在图1中，转子1中，在设置在轴6上的转子铁心2的内部形成有多个转子槽8，在转子槽8的内部设置有起动用导体棒3。并且，在上述转子铁心2的内部形成有磁铁插入孔7，在该孔中埋设有永久磁铁4，因此，由图可知，转子1以磁极数为两极的方式配置而构成。
在此，永久磁铁4为以稀土类为主要成分的烧结磁铁，厚度方向的截面形状呈长方形，并且被分成多段(在图示的例子中为五块：4A、4B、4C、4D、4E)，永久磁铁4分别埋设于上述磁铁插入孔7内。
此外，由于只要上述的永久磁铁4的段数为一个以上就能够构成，因此如不局限于上述例子所示的五块，五块以下或五块以上都可以，并且，其截面形状为大致梯形也能够构成。或者，该永久磁铁也可以具有大致圆弧状的截面形状。另外，作为该磁铁的主要成分，也可以由铁素体系构成，但是尤其优选稀土类，或者也可以使用烧结磁铁或其它的粘结磁铁。
另外，由图可知，在由上述的磁铁形成的磁极间施加有所谓的磁通屏障5(5A、5B)，由此防止磁极间产生的漏泄磁通量。
此外，在该图中，在由永久磁铁4构成的磁极中心轴为d轴，并且从该d轴旋转90°电角的轴为q轴时，位于该q轴附近的棒3以将轴6的中心O作为原点的半径R的距离配置成同心圆状。另一方面，位于d轴附近的多个棒3(在图示例子中为三根)在距离原点O的距离L的位置配置成与上述q轴平行，其中R＞L。
接下来，如图2所示，在转子铁心2的两端面配置转子端板9(9A、9B)。即，经由上述的端板9，通过铝压铸或铜压铸形成端环10(10A、10B)，上述的端环10通过使上述的起动用导体棒3在周向上短路，形成所谓的笼型绕组。
此外，在该图中，上述端环10在输出轴侧的端环10A和输出轴相反侧的端环10B为不同的形状，具体地说，输出轴侧的端环10A的轴向的长度L1比输出轴相反侧的端环10B的轴向长度L2短(L1＜L2)，并且，端环的截面积构成为在输出轴侧小，另一方面在输出轴相反侧大。由此，能够确保在输出轴相反侧的端环安装冷却用风扇或平衡重(在此，都未图示)的尺寸。
另外，对于上述的端板9来说，在输出轴侧配置端板9A，在输出轴相反侧配置端板9B。
并且，如附图3所示，上述的端板9A、9B具有与上述的转子铁心2大致相同的截面形状，然而，在输出轴侧的端板9A不设置磁通屏障5，仅设置磁铁插入孔7和转子槽8这一点，且在输出轴相反侧的端板9B仅设置转子槽8这一点与上述的转子铁心不同。分别调整这样构成的端板相对于上述的d轴和q轴的位置关系而将端板向上述转子铁心2的两端面配置，并且，通过经由上述端板而进行压铸，防止导电性材料流入槽8以外的部位，从而形成笼型绕组。此外，在该情况下，端环10A的内径尺寸比上述的磁铁插入孔7形成得大。
以下，参照附图4所示的测定结果说明通过第一实施例(实施例1)的自起动型永磁同步电动机(其中，对于其定子的结构，之后参照图14进行说明)得到的效果，其中，第一实施例的自起动型永磁同步电动机为由以上说明了详细结构的转子构成的自起动型永磁同步电动机。
通过上述自起动型永磁同步电动机测定起动转矩相对于电源的投入相位的关系时，如图4的曲线图中的虚线所示，可知在以往的结构中，产生的起动转矩由于投入相位而产生大的差异。即，投入相位在0°附近时，产生的起动转矩过大，更加具体地说，产生必要的起动转矩的约两倍以上的转矩。
此外，作为其理由，列举有如下理由：通过电源电压的施加而产生的定子磁通量相对于由永久磁铁产生的磁通量在其正规的旋转方向的延迟侧产生，因此在转子上产生被向正转方向的反方向吸引的磁铁转矩。即，认为原因是由于转子被轴承支承为旋转自如，因而转子开始向负的旋转方向移动，因此若从感应电动机的转差-转矩特性来看，从转差为1以上的区域开始起动，感应转矩过大地产生。此外，在这样的情况下，在电动机的轴承上作用有过大的应力，产生轴承破损或其寿命缩短等问题。
另一方面，在对适用了由上述的图1～3所述结构的转子的自起动型永磁同步电动机实施与上述同样的试验时，得到图4中实线(本实施例)所示的特性。即，能够大幅度地降低起动转矩相对于投入相位的差异。此外，如上述的图1中所述，可知该现象由于将位于最靠近d轴的导体棒3配置在内径侧而产生。
其理由是：由于起动时产生的定子磁场与导体棒3交链，根据弗来明的左手法则，在各个导体棒3上产生向周向运动的电磁力。此外，由该电磁力与导体棒3距离转子的中性轴O的距离R的积构成感应转矩。即，由于配置在内径侧的导体棒3的位置比距离中心的距离R小，因此能够减轻投入相位为0°附近的感应转矩。
即，鉴于上述的结果，通过将自起动型永磁同步电动机的转子形成上述图1所示的转子结构，能够降低起动转矩相对于电源投入相位的差异，因此能够产生稳定的起动转矩。
[实施例2]
接下来，附图5表示本发明的第二实施例(实施例2)的同步电动机的转子的径向的剖视图，并且，图6表示本实施例的起动转矩相对于电源投入相位的测定结果。此外，在图5中，对与上述图1相同的构成要素标注同一符号，在此避免其说明的重复。
由图可知，本实施例2的结构与上述图1所示的实施例1的不同点在于，上述导体棒3中的仅最靠近q轴的导体棒3B(在本例中为四根)的截面积比其它的导体棒3A形成得大。
此外，根据这样的结构，如图6的曲线图中的实线所示，能够使平均的转矩变大，由此，能够扩大电动机的使用范围。
[实施例3]
进而，附图7表示本发明的第三实施例(实施例3)的同步电动机的转子的径向的剖视图。
在图7中，对与上述图5相同的构成要素标注同一符号，在此也避免其说明的重复。
由图可知，本实施例3的结构与上述图5的不同点在于，磁铁插入孔7(参照图5)由位于最靠近q轴的部位7A和位于最靠近d轴的部位7B构成，并且在上述磁铁插入孔7A、7B之间设置有空孔17。
此外，根据这样的结构，能够得到与上述图5同样的效果，并且能够增加转子铁心2的机械强度，因此能够提供可靠性更高的电动机。
[实施例4]
进而，附图8表示本发明的第四实施例(实施例4)的同步电动机的转子的径向的剖视图.
其中，在图8中，对与上述图1相同的构成要素标注同一符号，在此也避免其说明的重复。
本实施例(实施例4)的结构与上述图1的不同点在于，位于最靠近d轴的棒3以将相对于轴6的中心轴O，在d轴上移动了的O’点作为中心的半径R’配置。
此外，通过这样的结构也能够得到与上述图1同样的效果。
[实施例5]
进而，在附图9中示出本发明的第五实施例(实施例5)的同步电动机的转子的径向的剖视图。
此外，对与上述图1相同的构成要素也标注同一符号，在此也避免其说明的重复。
本实施例5的结构与上述图1的不同点在于，在位于d轴附近的导体棒3的外周部设置有多个狭缝19(在本实施例中为19A、19B、19C、19D、19E这五个)。在此，上述狭缝19的延长线以在d轴上的某一点处交叉的方式取向。
根据这样的结构，能够得到与上述图1同样的结果，并且，永久磁铁4的磁通量能够集中于一点(上述的d轴上的某一点)，间隙(在此，未图示)的磁通量分布能够接近理想的正弦波。其结果是，同步电动机运动中的振动、噪声降低，并且，发挥降低谐波引起的各种损失这样优良的效果。
此外，对于配置在转子铁心2的内径侧的d轴附近的导体棒3，由于能够有效地交链起动时的固定磁通量(未图示)，因此能够有助于起动转矩的提高。
[实施例6]
接下来，在图10(A)及(B)中表示本发明的第六实施例(实施例6)的同步电动机的转子的径向的剖视图，并且，在图11中表示该第六实施例的同步电动机的转子的轴向的结构图。
在上述的图10(A)及(B)、图11中，对与上述图2或图9相同的构成要素也标注同一符号而示出，在此也避免其说明的重复。
此外，分别如图10(A)及(B)这两个图所示，本实施例6的结构与上述图2或图9的不同点在于，构成同步电动机的转子的转子铁心2由于位置而具有不同的两个截面形状。更加详细地说，也如图11所示，各个层叠有铁心的两段夹着中央部沿轴向(图的左右方向)配置，并且图10(A)中示出图的左侧段的截面形状(即，图的A-A’向视剖面)，且图10(B)中示出图的右侧段的截面形状(即，图的B-B’向视剖面)。
在此，首先，转子铁心2A的结构如图10(A)所示，配置在d轴附近的导体棒3的外周部的狭缝19的延长线不像上述实施例5那样在d轴上交叉，而以在相对于该d轴偏移绕逆时针旋转的角度的点处交叉的方式取向，另一方面，转子铁心2B的结构如图10(B)所示，以在相对于该d轴偏移绕顺时针旋转的角度的点处交叉的方式取向。即，转子铁心2A和2B以形成于转子1的d轴方向的外周的狭缝19在轴向的不同位置其倾斜改变(逆转)的方式形成。
根据这样的结构，能够得到与所谓的使转子1偏斜的结构大致等价的效果，因此，能够得到降低运动中的振动和噪声的效果。
[实施例7]
进而，附图12(A)及(B)表示本发明的第七实施例(实施例7)的同步电动机的转子的径向的剖视图。
此外，在该图中，对与上述图10(A)及(B)相同的构成要素也标注同一符号而示出，并避免其重复的说明。
本实施例7的结构与上述的图10(A)及(B)的不同点在于，在图中箭头规定的旋转方向的条件的基础上，狭缝19(19A、19B、19C、19D、19E)的取向方向以在两转子铁心2A、2B中都在相对于d轴偏移绕逆时针旋转的角度的点处交叉的方式取向，但是，铁心2A的狭缝的取向角度相对于d轴的偏移角形成得大，另一方面，铁心2B的取向角度形成得小。
根据这样的结构，能够得到与上述的图10(A)及(B)同样的效果，并且由于任一铁心的取向角度都在旋转方向集中，因此能够有助于稳定运转时的过负载转矩的提高。
[实施例8]
图13(A)及(B)表示本发明的第八实施例的同步电动机的转子的径向剖视图，尤其该图(A)为径向截面形状，该图(B)为该图(A)的A部放大图。此外，在上述图中，对于与上述图9同样的构成要素标注同一符号，避免其重复的说明。
此外，本实施例8的结构与上述图9(实施例5)的不同点在于，在图示那样规定旋转方向的条件的基础上，狭缝19的取向方向以在相对于d轴偏移绕逆时针旋转的角度的点处交叉的方式取向，并且，在位于旋转方向的超前侧的永久磁铁4E、4D之间具备突起20，该突起20的前端部以半径r变圆。并且，为了配置突起20，永久磁铁4B、4C、4D以相对于d轴偏向旋转方向的延迟侧配置的方式形成。
根据这样的结构，能够得到与上述图9(实施例5)同样的效果，并且铁心的取向角度在旋转方向集中，并且由于由永久磁铁产生的磁通量位于基于狭缝的磁通量的取向方向的延长线上，因此能够更加有效地利用磁铁磁通量。因此，能够有助于稳定旋转时的特性的提高及过负荷转矩的提高。
[实施例9]
附图13表示本发明的第九实施例(实施例9)的同步电动机的转子的轴向的结构图。
其中，在该图中，对与上述图2所示的同样的构成要素标注同一符号，由此避免其重复的说明。
此外，本实施例8的结构与上述图2的不同点在于，特别是，作为笼型绕组的形成方法，通过所谓摩擦搅拌接合来接合由导电性的块状金属形成的起动用导体棒(未图示)和由导电性的块状金属形成的端环10，构成笼型绕组，而不使用压铸。
如此，即通过摩擦搅拌接合来接合上述所有的转子而构成笼型绕组，由此能够除掉该端板，并且由于也不产生压铸时产生的气孔和转子铁心2的变形，因此能够使笼型绕组的电功能稳定化，因此有助于可靠性的提高。
<定子的结构>
接下来，附图14表示与上述的转子一起构成本发明的同步电动机的定子的径向的截面形状。
在图14中，定子11通过在设置于定子铁心12的多个定子槽中(在本实施例中为30个)埋设U相线圈14(14A～14E)、V相线圈16(16A～16E)、W相线圈15(15A～15E)而形成。并且，在各相中以卷绕安装的线圈的圈数的关系为A、B、D、E的圈数相等、剩余的C圈数比其它的圈数小的方式进行卷绕安装(C＞A＝B＝D＝E)。或者也可以代替于此，以A＝E＞B＝C＝D的方式构成。
此外，如此构成的定子能够降低由绕组的配置产生的磁动势的谐波，并且，由于能够严密地调整每一相的匝数，因此通过与上述的实施例1～8的转子的任一个组合，能够减少起动时产生的谐波非同步转矩，并且，由于同时能够严密地调整转子的导体根数与定子圈数的比，能够进一步扩大起动转矩的调整范围。
<压缩机>
进而，附图15表示将通过上述的定子与上述实施例1～8的转子的任一个组合而构成的同步电动机作为驱动源使用的压缩机的截面结构。
以下，参照该图15，说明压缩机82的结构。首先，压缩机构部83通过使在固定涡盘构件60的端板61上直立的涡旋状卷板62与在回转涡盘构件63的端板64上直立的涡旋状卷板65啮合而形成。并且，通过曲轴6使上述的回转涡盘构件63进行回旋运动，由此进行压缩动作。
即，由上述的固定涡盘构件60及回转涡盘构件63形成的压缩室66(66a、66b、…)中位于最靠外径侧的压缩室66伴随该回旋运动而向两涡旋构件60、63的中心移动，其容积逐渐缩小。之后，当两压缩室66a、66b到达两涡旋构件60、63的中心附近时，两压缩室66内的压缩气体从与该压缩室66连通的喷出口67喷出。该喷出的压缩气体通过在固定涡盘构件60及框架68上设置的气体通路(在此，未图示)到达框体68下部的压力容器69内，并从在该压力容器69的侧壁设置的喷出管70向压缩机外排出。
此外，在上述压力容器69的内部内封有由上述说明了详细结构的定子11和转子1构成的自起动型永磁同步电动机18，通过等速旋转，进行上述的压缩动作。此外，也如图所示，在该电动机18的下部设置有油积存部71。该油积存部71内的油在由旋转运动产生的压力差的作用下，通过在曲轴6内设置的油孔72，被运送到回转涡盘构件63与曲轴6的滑动部、滑动轴承73等，提供给上述构件的润滑。
并且，如此，通过将上述说明了详细结构的自起动型永磁同步电动机18作为压缩机驱动用电动机应用，能够实现等速压缩机的高效率化，并且，由于能够减轻由于电源的投入相位而过大地产生的起动转矩，因此能够防止压缩机的轴承73或回转涡盘构件63的应力破坏，能够有助于压缩机的可靠性的提高。并且，尤其通过使用具备上述图5(实施例2)、图7(实施例3)、图9(实施例5)所示的转子的电动机，也能够容易应对瞬时需要转矩的情况。
<制冷循环系统>
附图16表示适用于采用上述说明了结构的压缩机82的制冷循环系统、例如空调的制冷循环系统的一例。
在该图中，符号80表示室外机，81表示室内机，82表示压缩机，并且，在该压缩机82内内封有上述的自起动型永磁同步电动机18和压缩机构部82。此外，图中的符号84表示冷凝器，85表示膨胀阀，并且86表示蒸发器。
在这样结构的制冷循环系统中，使制冷剂沿图中箭头的方向循环，然后压缩机82压缩该制冷剂，从而在由冷凝器84和膨胀阀85构成的室外机60和由蒸发器86构成的室内机81之间进行热交换而发挥制冷功能。
并且，通过将上述详细叙述的本发明的自起动型永磁同步电动机18使用于上述的空调的制冷循环系统或冷藏及制冷装置等制冷循环系统中，由上述说明可知，通过该自起动型永磁同步电动机18的效率提高，能够降低向制冷循环系统整体的输入电力，进而具有能够削减与地球温暖化相关的二氧化碳(CO2)的排出的效果。并且也有助于可靠性的提高。
以上，根据本发明，能够提供自起动型永磁同步电动机以及使用这样的永磁同步电动机的可靠性高的压缩机，并且能够提供减少输入电力且能够削减二氧化碳的排出的空调或冷藏/制冷装置用的制冷循环系统，其中该自起动型永磁同步电动机与由于电源的投入计时或电压的相位而变化的定子磁通量的产生位置无关，能够产生稳定的起动转矩，且稳定运转时的振动、噪声小。
Claims (17)
1.一种自起动型永磁同步电动机，其具备转子和定子，其特征在于，
所述转子具有：
转子铁心；
在该转子铁心的外周部附近等间隔设置的多个槽；
埋设在该槽内的多个导电性棒；
由导电性的端环构成的笼型绕组，该端环使所述导电性棒在该转子铁心的轴向两端面短路；
在所述槽的内周侧配置的至少一个以上的磁铁插入孔；
埋设于该磁铁插入孔的至少一个以上的永久磁铁，
所述永久磁铁的一方为N极，另一方为S极，由此构成两极的励磁极，
当将所述永久磁铁构成的磁极的中心轴设为d轴，将相对于该d轴旋转90°的轴设为q轴时，
所述多个导电性棒中，配置在比成为所述N极、S极中的任一极的所述永久磁铁靠外周侧，且配置在所述d轴附近的导电性棒比配置在所述q轴附近的导电性棒靠内周侧，
所述多个导电性棒中，配置在比成为所述N极、S极中的任一极的所述永久磁铁靠外周侧，且配置在所述d轴附近的导电性棒相对于所述q轴平行，
在所述转子铁心上还设置有朝向所述转子的外周延伸的多个狭缝，所述多个狭缝位于所述磁极的中心轴方向上排列的所述导电性棒的外周侧。
2.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
配置在所述q轴附近的所述导电性棒的截面直径比其它的导电性棒的截面直径大。
3.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述多个狭缝的延长线被设置成集中于所述磁极的中心轴方向上的一点。
4.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述多个狭缝的延长线被设置成集中于从所述磁极的中心轴方向偏移的一点。
5.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述转子通过具备延长线在相对于所述磁极的中心轴偏移绕逆时针旋转的角度的一点处交叉的所述狭缝的转子铁心段和具备延长线在相对于所述磁极的中心轴偏移绕顺时针旋转的角度的一点处交叉的所述狭缝的转子铁心段在轴向上交替层叠而构成。
6.根据权利要求5所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
在所述轴向上设置有至少两个以上所述转子铁心段。
7.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
代替配置在所述d轴附近的导电性棒相对于所述q轴平行，在由所述永久磁铁构成的磁极的中心轴方向上的所述导电性棒沿着圆弧排列，在相对于该磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上的所述导电性棒沿着圆弧排列，在所述磁极的中心轴方向上排列的所述导电性棒的圆弧的半径比在相对于该磁极的中心轴旋转90°的轴的方向上排列的所述导电性棒的圆弧的半径小。
8.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
在所述转子铁心上具备向所述转子铁心的外周侧延伸的磁通屏障，该磁通屏障位于最靠近相对于所述磁极的中心轴旋转90°的轴的所述永久磁铁的周向端部侧。
9.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
每个磁极具有两个以上所述磁铁插入孔，并且在各个该磁铁插入孔之间具备空孔。
10.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述多个导电性棒的截面积仅在相对于所述磁极的中心轴旋转90°的轴处大。
11.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
通过铝压铸或铜压铸构成所述笼型绕组。
12.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
通过摩擦搅拌接合来接合所述导电性棒和所述端环，从而形成所述笼型绕组。
13.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述永久磁铁是厚度方向的截面形状由大致方形、大致梯形、大致弧状中的任一种形成的稀土类磁铁。
14.根据权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
所述定子具有在定子铁心上设置的多个定子槽和由在该定子槽内设置的U相、V相、W相构成的电枢绕组，并且在构成每极每相的所述定子槽中，至少一对定子槽内收纳的所述电枢绕组的圈数与其它对定子槽内收纳的所述电枢绕组的圈数不同。
15.根据权利要求5所述的自起动型永磁同步电动机，其特征在于，
在埋设了导电性棒的所述槽的内周侧还具备前端部变圆的突起，前端部变圆的所述突起位于该转子的旋转方向的超前侧的所述多个永久磁铁之间。
16.一种压缩机，其具备吸入制冷剂并将制冷剂压缩喷出的压缩机构部和驱动该压缩机构部的驱动电动机，所述压缩机的特征在于，
所述驱动电动机为权利要求1所述的自起动型永磁同步电动机。
17.一种制冷循环系统，在其一部分具有压缩制冷剂的压缩机和驱动该压缩机的电动机，所述制冷循环系统的特征在于，
所述压缩机为权利要求16所述的压缩机。
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