CN102511119B - 电动机及具备该电动机的电动机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相交流电动机(4)，该三相交流电动机(4)构成为q轴电感比d轴电感大规定值以上，以能够将由交流电源(3)的电源电压引起的功率变化平滑化。

Description

电动机及具备该电动机的电动机驱动系统

技术领域

本发明涉及一种由具有交直流转换部和直交流转换部的功率转换装置驱动控制的电动机。

背景技术

迄今为止，由具备对交流电源的交流电进行整流的交直流转换部以及将该交直流转换部的输出转换成规定频率的交流电的直交流转换部的功率转换装置驱动控制的电动机广为人知。以往，在用于驱动控制电动机的功率转换装置中，为了将由交流电源的电源电压引起的电压变化平滑化，在上述交直流转换部的输出侧设置有电解电容器等电容较大的电容器。

另一方面，例如已知在专利文献1中公开了一种结构，这种结构通过将能够对由电源电压引起的电压变化进行平滑化的静电电容较大的电解电容器改变为能够只将在直交流转换部的开关元件进行切换动作时产生的电压变化平滑化的小电容电容器，实现了整流部分的小型化、成本降低等。

专利文献1：日本公开特许公报特开2002-51589号公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

如上所述，将平滑电容器改变为具有能够只将在直交流转换部的开关元件进行切换动作时产生的电压变化平滑化的电容的电容器，在此情况下，该电容器无法像平滑电容器那样将由交流电源的电源电压引起的电压变化平滑化。因此，该电压变化几乎直接被供向电动机侧，在该电动机发生转矩的脉动。这样一来，电动机的转速发生变化，该电动机中的振动或噪声增大。

在具有上述小电容电容器的功率转换装置中，由于供向电动机侧的电流也会发生脉动，因此电动机绕组中产生的铜耗也大幅增加。而且，如果电动机的电流发生脉动，则电动机内部产生的磁通也发生脉动，因此铁耗也会增加。

本发明是鉴于上述各点而完成的，其目的在于提供一种由功率转换装置驱动控制的电动机，该功率转换装置包括具有由电源电压引起的电压变化不能平滑化、而在直交流转换部的开关元件进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的电容的电容器，该电动机具有能够降低由供给到该电动机的功率脉动引起的振动或噪声、损耗的增加等的结构。

-用以解决技术问题的技术方案-

为了达成上述目的，在本发明所涉及的电动机4中，由dq轴等效电路法定义的q轴电感比d轴电感大规定值以上，以能够在电动机4侧吸收由交流电源3的电源电压引起的功率变化。

具体而言，在第一方面的发明中，以一种由功率转换装置2驱动控制的电动机为对象，该功率转换装置2包括交直流转换部11、直交流转换部13和电容器12a。交直流转换部11对交流电源3的交流电进行整流；直交流转换部13具有多个开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz，并且该直交流转换部13利用该开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的切换动作将上述交直流转换部11的输出功率转换成规定频率的交流电；电容器12a设置在上述交直流转换部11的输出侧，并且该电容器12a具有由上述交流电源3的电源电压引起的电压变化不能平滑化，而在上述开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的静电电容。

在该电动机中，q轴电感比d轴电感大规定值以上，以能够将由上述交流电源3的电源电压引起的功率变化平滑化。

根据以上结构，即使在电容器12a的静电电容无法将由交流电源3的电源电压引起的电压变化平滑化的情况下，也能在电动机4侧吸收该电压变化。即，该电动机4构成为：电动机4内的q轴电感比d轴电感大规定值以上，由此能够将由上述电压变化引起的功率变化作为由q轴电感与d轴电感之差决定的磁共能，储存在电动机4的内部，从而能够利用该电动机4将功率变化平滑化。因此，能够防止电动机4中振动或噪声的增大，并能够防止铜耗或铁耗等损耗的增大。

在上述第一方面的发明中，所述电动机还包括内部埋设有多个磁铁33的转子31；该电动机构成为：由该磁铁33产生的磁通量为让电动机端电压在上述功率转换装置2的输入电压以下的规定磁通量(第二方面的发明)。

此处，如上述第一方面的发明所述，如果q轴电感大于d轴电感，则电动机4内部的磁通量增大。在将磁铁33埋入转子31内部的内置磁铁型电动机(IPM)的情况下，在转子31内除了电动机4内部的磁通以外还有由该转子31的磁铁33产生的磁通，因此会造成磁通饱和或电动机端电压增大等问题。这样一来，就会导致电动机4的性能下降，并且在电动机端电压超过功率转换装置2的输入电压的情况下电动机4还有可能会失速而停止。

对此，根据上述结构，通过将电动机4构成为：由上述磁铁33产生的磁通量成为让电动机端电压在直交流转换部的输入电压以下的规定值，不但能够抑制磁通在转子31内饱和的情况，还能够防止电动机端电压超过功率转换装置2的输入电压的情况。即，如上所述，即便通过使q轴电感比d轴电感大规定值以上而让电动机4内部的磁通量增大，上述磁铁33的磁通量也会随之减小，由此能够消除由电动机4内部的磁通量增大所引起的问题。

因此，即使在电容器12a的静电电容只有无法将由交流电源3的电源电压引起的电压变化平滑化的电容的情况下，也能够在不损害作为电动机的功能的情况下，防止电动机4的振动或噪声、以及损耗增大。

在上述第一方面或第二方面的发明中，在内部埋设有多个磁铁33的转子31中，该磁铁33配置在转子31内的q轴磁通不受该磁铁33的磁阻所阻碍的径向位置上(第三方面的发明)。

这样一来，利用由定子21侧产生的q轴磁通和由该转子31内的磁铁33产生的磁通，能够使q轴磁通在转子31内不会受该磁铁33的磁阻所阻碍，从而增大q轴磁通量。因此，能够在不损害作为电动机的功能的情况下实现上述第一方面的发明的结构。

特别是，在上述第三方面的发明中，优选上述磁铁33配置在该转子31内，以使该磁铁33的最靠近上述转子31轴心的部分，位于该转子31上成为磁极的部分的径向厚度的二分之一以下的径向位置(第四方面的发明)。这样一来，磁通的流出、流入面积为转子31的磁极表面积的二分之一，该磁通的流出、流入面积与转子31内部的磁通通过面积相等，并能够更可靠且大幅度地缓解该转子31内部的磁通饱和，从而能够使q轴磁通量进一步增大。

在上述第一方面至第四方面任一方面的发明中，内部埋设有多个磁铁33的转子31包括磁通阻挡部32b，该磁通阻挡部32b用于防止该多个磁铁33彼此间的磁通短路，该磁铁33和磁通阻挡部32b沿着q轴磁通流设置(第五方面的发明)。

这样一来，能够在转子31内形成漏磁通较少的q轴磁通流，从而能够使该q轴磁通量增大。因此，能够更可靠地使电动机4内的q轴电感大于d轴电感，从而能够更可靠地实现上述第一方面的发明的结构。

在上述第一方面至第五方面任一方面的发明中，在内部埋设有多个磁铁33的转子31中，该磁铁33在转子31的径向上的厚度是该转子31与定子21之间的气隙的4倍以上(第六方面的发明)。

这样一来，由于转子31内的d轴磁通流受到阻碍，因此能够减小该d轴磁通量，从而能够减小电动机4内的d轴电感。因此，根据该结构也能实现上述第一方面的发明的结构。

在上述第一方面至第六方面任一方面的发明中，上述多个磁铁33配置在该转子31内，以使该多个磁铁33沿着q轴磁通流延伸，且一部分磁铁33沿上述转子31的径向彼此并列(第七方面的发明)。

这样一来，d轴磁通量就会因转子31内沿径向并列地排列的磁铁33而减小，并且q轴磁通量会因沿着q轴磁通量流配置的磁铁33而增大。因此，能够更可靠地增大q轴电感与d轴电感之差，从而能够更可靠地在电动机4内吸收功率变化。

第八方面的发明涉及一种电动机驱动系统。具体而言，该电动机驱动系统包括上述功率转换装置2以及第一方面至第七方面任一方面的发明所述的电动机4。

根据以上结构，即使在无法在功率转换装置2侧吸收由电源电压引起的功率变化的情况下，也能够在电动机4侧吸收功率变化，从而能够低振动、低噪声且高效率地驱动电动机4。

-发明的效果-

根据本发明所涉及的电动机4，电容器12a具有由交流电源3的电源电压引起的电压变化不能平滑化、而直交流转换部13的开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的静电电容，即使在将该电容器12a用于功率转换装置2中的情况下，也能够在电动机4侧吸收功率变化。因此，与现有技术相比，能够实现低振动、低噪声且高效率地驱动的电动机4。

根据第二方面的发明，即使采用上述第一方面的发明所述的结构，电动机端电压也不会超过功率转换装置2的输入电压，因此能够使电动机4不会失速地进行正常的转动动作。

根据第三方面的发明，能够使转子31内的q轴磁通量不受磁铁33的磁阻所阻碍，从而增大31内的q轴磁通量。因此，能够更可靠地在不损害作为电动机4的功能的情况下在该电动机4侧吸收功率变化。特别是，根据第四方面的发明，能够更可靠且大幅度地缓解转子31内q轴磁通的饱和，以实现q轴磁通量的进一步增大。

根据第五方面的发明，因为能够在转子31内形成漏磁通较少的q轴磁通流，所以能够增大该q轴磁通量。因此，能够增大q轴电感以在电动机4内部储存较大功率。

根据第六方面的发明，因为能够减小转子31内的d轴磁通量，所以能够增大q轴电感与d轴电感之差，从而能够在电动机4内部储存较大功率。

根据第七方面的发明，由于能够减小转子31内的d轴磁通量并增大q轴磁通量，因此能够在电动机4内储存更大的功率，从而能够更可靠地将功率变化平滑化。

根据第八方面的发明所涉及的电动机驱动系统1，与现有技术相比，能够低振动、低噪声且高效率地驱动电动机4。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的电动机驱动系统的概略结构的电路图。

图2是表示三相交流电动机的概略结构的剖视图。

图3(A)是概略地表示功率正在发生变化时的波形图。

图3(B)是概略地表示已由电动机平滑化的时波形图。

图4是表示磁铁的厚度相对于气隙的倍数，与实际的Lq和Ld之差相对于理想状态下Lq和Ld之差的比率，二者间的关系的图。

图5是表示其它实施方式所涉及的电动机转子的概略结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。应予说明，以下实施方式是本质上优选的示例，并没有限制本发明，本发明的应用对象或本发明的用途范围等意图。

-电动机驱动系统的整体结构-

本发明的实施方式所涉及的电动机驱动系统1的概略结构如图1所示。该电动机驱动系统1包括：对功率进行转换的功率转换装置2、将功率供向该功率转换装置2的交流电源3以及由该功率转换装置2驱动控制的三相交流电动机4。

上述功率转换装置2包括：交直流转换电路11(交直流转换部)、具有电容器12a的电容电路12以及直交流转换电路13(直交流转换部)，该功率转换装置2构成为：将从单相交流电源3供给的交流功率转换成规定频率的功率，再供向三相交流电动机4。应予说明，该三相交流电动机4用于驱动例如设置在空调的制冷剂回路中的压缩机。

上述交直流转换电路11与上述交流电源3连接，构成为对交流电压进行整流。该交直流转换电路11是由多个(本实施方式中为四个)二极管D1～D4联结成桥状而成的二极管电桥电路，并且该交直流转换电路11与上述交流电源3连接。

上述电容电路12设置在上述交直流转换电路11与直交流转换电路13之间。该电容电路12包括例如由薄膜电容器等构成的电容器12a。该电容器12a具有能够只将在直交流转换电路13的后述开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz进行切换动作时产生的纹波电压(电压变化)平滑化的静电电容。即，上述电容器12a是小电容的电容器，无法将由上述交直流转换电路11整流后的图3A所示的电压(由电源电压引起的电压变化)平滑化。

上述直交流转换电路13在上述交直流转换电路11的输出侧与上述电容器12a并联。该直交流转换电路13由多个开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz(例如若是三相交流则为六个)桥式联结而成。即，上述直交流转换电路13包括三个开关臂，每个开关臂由两个开关元件彼此串联而成，在各开关臂上，上开关组的开关元件Su、Sv、Sw和下开关组的开关元件Sx、Sy、Sz的中点分别与上述三相交流电动机4的各相的定子绕组23连接。

上述直交流转换电路13构成为：通过开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的接通、切断动作，将输入电压转换成规定频率的三相交流电压，再将该三相交流电压供向上述三相交流电动机4。应予说明，在本实施方式中，续流二极管Du、Dv、Dw、Dx、Dy、Dz与上述各开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz反并联。

上述功率转换装置2包括控制电路14，该控制电路14用于使上述直交流转换电路13的开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz进行切换动作。该控制电路14构成为：根据上述交流电源3的电源电压Vs、上述电容电路12的电压Vdc、在上述三相交流电动机4检测出的各相的电流iu、iv、iw以及角速度ωm，对上述开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz输出接通、切断信号。

详细情况如后所述，上述三相交流电动机4包括近似圆筒状的定子21以及配置在定子21内侧的近似圆柱状的转子31。在该转子31的内部埋设有多个磁铁33。即，上述三相交流电动机4是在转子31内埋设有磁铁33的、所谓的内置式永磁同步电动机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motors，IPM)。

-三相交流电动机的结构-

如上所述，在电容电路12内的电容器12a是只能将由直交流转换电路13的开关元件Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz的切换动作产生的纹波电压平滑化的小电容的电容器的情况下，无法将由图3A所示的交流电源3的电源电压引起的电压变化平滑化，因此电压会以发生脉动的状态输入上述三相交流电动机4。

这样一来，因为供向上述三相交流电动机4的功率也发生脉动，所以转矩发生脉动且该三相交流电动机4的转速发生变化，在该三相交流电动机4中产生的振动、噪声增大。而且，由于流向三相交流电动机4的电流也发生脉动，因此由于实际有效电流的增加或峰值电流的增加，在该三相交流电动机4的绕组产生的铜耗大幅度增加，并且在三相交流电动机4内部产生的磁通也发生脉动且铁耗也大幅度增加。

与此相对，在本发明中，上述三相交流电动机4构成为能够吸收该三相交流电动机4中的功率变化。即，上述三相交流电动机4构成为：使电动机内的q轴电感比d轴电感大规定值以上，以能够吸收上述功率变化。

首先，以下对通过在三相交流电动机4内设置q轴电感和d轴电感之差并使该差在规定值以上即能够吸收上述功率变化的理由进行说明。

若以平均必要功率为P，以电源频率为f，则为了将正在发生脉动的功率平滑化所需的蓄电容量Wc为：

Wc＝P/(2f)/2×pf。

其中，pf表示：在某一时间内功率在平均值以上的部分的功率与功率平均值之差的总和，相对于功率总和的比例。当电容器12a的电容为零时，该pf约为0.07。

根据上式，在一般的空调中，例如，在设P＝1[kW]、f＝50[Hz]的情况下，如果pf＝0.07，则Wc＝0.35[J]。

在本实施方式中，由于上述三相交流电动机4是在转子31内埋入磁铁33的内置式永磁同步电动机，因此除了由该磁铁33产生的转矩以外，还有由定子绕组的电感成分产生的磁阻转矩。该磁阻转矩与磁阻电动机的磁共能相同，因此其能量WL由下式表示：

WL＝Pn×1/2×(Ld-Lq)×id×iq。

其中，只要能蓄积在上述三相交流电动机4内电感成分中的能量WL与上述必要蓄电容量Wc存在以下关系：

WL≥Wc，

在上述三相交流电动机4就能够吸收上述功率变化。

例如，在上述平均必要功率P＝1[kW]的系统的情况下，若电动机电压为150[V]、电动机电流相位为30[deg]、电动机效率为90[％]、电动机功率因数为1、极对数(numberof pole paris)为2，则电动机电流I为：

I＝1000/0.9/1.0/(150×sqrt(3))＝4.28[A]，

将电动机电流换算成直流时d轴电流和q轴电流分别为：

id＝4.28×sqrt(3)×sin(30)＝3.7[A]，

iq＝4.28×sqrt(3)×cos(30)＝6.42[A]。

故：

WL＝2×1/2×(Ld-Lq)×3.7×6.42≥0.35，

因此：

|Ld-Lq|≥0.147[H]。

即，只要q轴电感Lq与d轴电感Ld之差为上述差值，就能够在上述条件下在上述三相交流电动机4内吸收功率变化。这样一来，如图3B所示，就能够对将电动机4内的功率平滑化。此处，平滑化是指：相对于平均值在±10％以内的功率变化。考虑到效率等因素，优选在5％以内的变化。

以下，利用图2对满足以上条件的三相交流电动机4的具体结构进行说明。

如上所述，三相交流电动机4包括近似圆筒状的定子21以及配置在定子21内侧的近似圆柱状的转子31。定子21包括由多块钢板层叠而成的定子铁心22以及卷绕在该定子铁心22的一部分上的定子绕组23。该定子铁心22具有近似圆筒状的铁心背部(core back)22a，在该定子铁心的内周侧设置有朝内侧突出的多个齿部22b。上述定子绕组23卷绕在该齿部22b上。

此处，在上述图2中例示了集中绕组型定子21，但并不限于此，也可以是跨越多个齿部卷绕定子绕组的分布绕组型定子。而且，在上述图2的例子中，定子21的槽数为6，但并不限于此，槽数还可以在7以上或者在5以下。

上述转子31包括近似圆筒状的转子铁心32和近似长方体状的多个磁铁33，旋转轴34插入转子铁心32内部，多个磁铁33收容在该转子铁心32的槽32a内。在该转子铁心32上形成有八个槽32a，从上述旋转轴34的轴向观察，该八个槽32a包围该旋转轴34，呈近似矩形状排列。这些槽32a形成在该转子铁心32上，槽32a两两并列地排列，且各槽32a成为近似圆筒状的转子铁心32的圆弧所对应的弦。而且，各槽32a形成为：具有为可收容磁铁33的尺寸，并且沿轴向贯通上述转子铁心32。应予说明，如后所述，在上述各槽32a的两端部设置有朝着转子铁心32的径向外侧弯曲的磁通阻挡部32b。

这样一来，通过将上述磁铁33配置成沿转子31的径向两两排列，能够利用两个磁铁33增大q轴的磁通量，并且d轴的磁通量能够进一步减小。

如上述图2所示，由于通过将上述磁铁33配置成使该磁铁33成为转子铁心32的圆弧所对应的弦，使得该磁铁33沿着q轴磁通流配置，因此能够减少漏磁通，从而能够增大q轴的磁通量。

上述槽32a设置在转子31内q轴磁通不饱和的位置。即，不是像现有技术那样靠近转子铁心的外周面配置磁铁，而是将磁铁33在转子铁心32内的位置配置成：使位于磁铁33转子外周侧的转子铁心32的径向厚度增大，且q轴磁通在转子31内不受磁铁33磁阻的阻碍。

特别是，优选上述磁铁33配置在转子铁心32内，以使上述磁铁33的最靠近上述转子31中心侧的部分，位于成为该转子31的磁极的部分的径向厚度二分之一以下的径向位置。应予说明，上述成为磁极的部分在本实施方式中相当于转子铁心32。

通过采用以上结构，能够防止上述转子31内的磁通饱和，因此不但能够确保作为电动机的功能，还能够使q轴的磁通量增大。

从上述旋转轴34的轴向观察，在上述各槽32a的两端部设置有磁通阻挡部32b，该磁通阻挡部32b用于防止收容在上述各槽32a内部的磁铁33彼此的磁通发生短路。具体而言，在上述各槽32a的两端部设置有向上述转子铁心32的径向外侧弯曲的部分，该部分作为上述磁通阻挡部32b起作用。应予说明，该磁通阻挡部32b并不限于由各槽32a的一部分构成，也可以由能够防止漏磁通的部件构成，还可以分割成多个。

这样一来，如上述图2所示，由于收容有磁铁33的槽32a和磁通阻挡部32b会描绘出圆弧状形成在转子铁心32上，因此能够进一步增大q轴磁通量。

此处，考虑到三相交流电动机4内的q轴磁通量在理想状态下大致由转子31与定子21之间的缝隙即气隙g决定，而且磁铁33的厚度越大d轴磁通量就越小的观点，该磁铁33构成为相对于气隙g具有规定厚度。具体而言，如图4所示，由于磁铁33的厚度相对于气隙g的倍数越大，q轴电感与d轴电感之差(在图4中，磁铁33的厚度相对于气隙g无限增大时，实际的电感差相对于理想电感差的比例)就越大，因此上述磁铁33的厚度定为：该电感差达到能够在三相交流电动机4内吸收功率变化的值。特别是，当磁铁33的厚度是气隙g的4倍以上时，能够获得上述理想差值的80％以上的值，因此优选该磁铁33的厚度是气隙g的4倍以上。

上述三相交流电动机4中的电动机端电压Va和电动机内部的磁通量分别由下式表示：

从以上公式可知，若如上所述Lq与Ld之差增大，则电动机内部的磁通量就会增大，如果与由转子31的磁铁33产生的磁通量合起来，则会导致磁通饱和或电动机端电压Va上升。当电动机端电压Va超过直交流转换部13的输入电压时，上述三相交流电动机4有可能失速而停止。应予说明，即使在上述各式中的Id为负值、Ld很小的情况下，也会增大。

因此，将该转子31构成为：由上述转子31的磁铁33产生的磁通量是使上述电动机端电压Va在直交流转换部13的输入电压以下的磁通量。具体而言，选择产生上述磁通量的磁铁，或者将设置在上述转子31的转子铁心32上的槽32a形成得比磁铁33大(相对于磁铁33的厚度有富余的尺寸)。

如上所述，通过将设置在转子铁心32上的槽32a形成得比磁铁33大，形成在该磁铁33与转子铁心32之间的缝隙的空气层成为磁阻，结果会减少由该磁铁33产生的磁通量而且，如上所述，通过将槽32a形成得比磁铁33大，即使该磁铁33在厚度方向上的尺寸有偏差，也能将该磁铁33收容在槽32a内，因此无需使用经高精度加工的磁铁，从而实现制造成本的下降。

应予说明，如上所述，可以将电动机构成为：由上述磁铁33产生的磁通量不会使上述电动机端电压Va在直交流转换部13的输入电压以下，上述磁通量与由q轴电感和d轴电感的电枢反应产生的磁通量之和为让上述电动机端电压Va在直交流转换部13的输入电压以下的所需的磁通量。

-实施方式的效果-

如上所述，根据上述结构，将由功率转换装置2驱动控制的三相交流电动机4构成为q轴电感比d轴电感大规定值以上，能够利用上述三相交流电动机4吸收由无法用上述功率转换装置2内的电容器12a平滑化的电源电压引起的功率变化，因此能够抑制该三相交流电动机4中的功率变化。因此，能够防止由功率变化引起的三相交流电动机4中的振动、噪声或损耗的增大。

详细而言，在上述三相交流电动机4中，将磁铁33配置在转子31的旋转轴34侧，以使q轴磁通在转子31内不受磁铁33磁阻的阻碍，由此不但抑制了转子31内的磁通饱和，而且能够实现上述q轴电感与d轴电感之差。特别是，通过将上述磁铁33的位于转子31最内侧的部分配置在该转子31上成为磁极的部分的径向厚度的二分之一以下的位置，能够大幅度缓解转子31内的磁通饱和，因此不但防止了因磁通饱和而造成的电动机性能下降，而且能够实现q轴磁通量的增大。

在上述转子31内将磁铁33和磁通阻挡部32b设置成圆弧状，以使q轴磁通易形成，由此能够更可靠地获得上述q轴电感与d轴电感之差，从而能够更可靠地在上述三相交流电动机4内将功率变化平滑化。

通过将上述磁铁33沿转子31的径向两两排列，能够进一步增大q轴磁通量，而且能够进一步减小d轴磁通量。

通过使上述磁铁33的厚度在转子31与定子21之间的气隙g的4倍以上，能够更可靠地增大q轴电感与d轴电感之差。

在以上结构中，上述磁铁33产生的磁通量为让电动机端电压在功率转换装置2的输入电压以下的值，由此不但抑制了转子31内的磁通饱和，而且能够防止由于电动机端电压在功率转换装置2的输入电压以上而使三相交流电动机4失速。

《其它实施方式》

上述实施方式还可以是以下结构。

在上述实施方式中，使用单相交流电源3作为交流电源，但并不限于此，还可以使用三相交流的交流电源。当然，在此情况下，需要由六个二极管构成交直流转换电路。

在上述实施方式中，将磁铁33形成为长方体状，但并不限于此，可以将磁铁形成为圆弧状，沿着槽32a和磁通阻挡部32b配置。而且，图5所示，在转子41上，还可以将多个磁铁33以圆弧状配置在槽32a和磁通阻挡部32b内。

在上述实施方式中，磁铁33为厚度均匀的长方体状，但并不限于此，磁铁33可以将易退磁的部分加厚。在此情况下，例如，将磁铁33的由于定子21产生的磁场而退磁的部分加厚。而且，上述磁铁33的矫顽力也可以不均匀。在此情况下，能够通过增加易退磁部分的矫顽力以形成难退磁的结构。另一方面，通过降低难退磁部分的矫顽力，能够增大剩余磁通密度以使来自磁铁33的磁通密度增大，从而能够使电动机转矩增加。

-产业实用性-

综上所述，本发明在由功率转换装置驱动控制电动机的情况下特别有用，该功率转换装置包括具有由电源电压引起的电压变化不能平滑化、而在直交流转换电路进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的静电电容的电容器。

-符号说明-

1-电动机驱动系统；2-功率转换装置；3-交流电源；4-三相交流电动机(电动机)；11-交直流转换电路(交直流转换部)；12a-电容器；13-直交流转换电路(直交流转换部)；21-定子；31、41-转子；32-转子铁心；32a-槽；32b-磁通阻挡部；33-磁铁；g-气隙。

Claims (8)

1.一种电动机，该电动机由功率转换装置(2)驱动控制，该功率转换装置(2)包括交直流转换部(11)、直交流转换部(13)和电容器(12a)，所述交直流转换部(11)对交流电源(3)的交流电进行整流，所述直交流转换部(13)具有多个开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)，并且该直交流转换部(13)利用该开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)的切换动作将所述交直流转换部(11)的输出功率转换成规定频率的交流电，所述电容器(12a)设置在所述交直流转换部(11)的输出侧，并且该电容器(12a)具有由所述交流电源(3)的电源电压引起的电压变化不能平滑化、而在所述开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的静电电容，其特征在于：

在该电动机中，q轴电感比d轴电感大规定值以上，以能够将由所述交流电源(3)的电源电压引起的功率变化平滑化，而且

q轴电感Lq与d轴电感Ld满足下式的关系：

Lq-Ld>2Wc/(Pn·id·iq)，

其中，式中各参数是在以平均必要功率为基准的情况下的参数，Wc是用于使功率变化平滑化的蓄电容量；Pn是极对数，id是d轴电流，iq是q轴电流。

2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：

所述电动机还包括内部埋设有多个磁铁(33)的转子(31)；

所述电动机构成为：由所述磁铁(33)产生的磁通量为让电动机端电压成为所述功率转换装置(2)的输入电压以下的规定磁通量。

3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：

在内部埋设有多个磁铁(33)的转子(31)中，该磁铁(33)配置在该转子(31)内的q轴磁通不受该磁铁(33)的磁阻所阻碍的径向位置上。

4.根据权利要求3所述的电动机，其特征在于：

所述磁铁(33)配置在所述转子(31)内，以使该磁铁(33)的最靠近所述转子(31)轴心的部分，位于该转子(31)上成为磁极的部分的径向厚度的二分之一以下的径向位置。

5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：

内部埋设有多个磁铁(33)的转子(31)包括磁通阻挡部(32b)，所述磁通阻挡部(32b)用于防止该多个磁铁(33)彼此间的磁通短路；所述磁铁(33)和所述磁通阻挡部(32b)沿着q轴磁通流设置。

6.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：

在内部埋设有多个磁铁(33)的转子(31)中，该磁铁(33)在所述转子(31)的径向上的厚度是该转子(31)与定子(21)之间的气隙的4倍以上。

7.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：

多个磁铁(33)配置在转子(31)内，以使多个所述磁铁(33)沿着q轴磁通流延伸，且一部分所述磁铁(33)沿所述转子(31)的径向彼此并列。

8.一种电动机驱动系统，其特征在于：

该电动机驱动系统包括：

功率转换装置(2)，该功率转换装置(2)包括交直流转换部(11)、直交流转换部(13)和电容器(12a)，所述交直流转换部(11)对交流电源(3)的交流电进行整流，所述直交流转换部(13)具有多个开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)，并且该直交流转换部(13)利用该开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)的切换动作将所述交直流转换部(11)的输出功率转换成规定频率的交流电，所述电容器(12a)设置在所述交直流转换部(11)的输出侧，并且该电容器(12a)具有由所述交流电源(3)的电源电压引起的电压变化不能平滑化、而在所述开关元件(Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz)进行切换动作时产生的电压变化能够平滑化的静电电容；以及

权利要求1所述的电动机(4)。