CN103250335B - 感应电动机、压缩机、送风机和空调 - Google Patents

Abstract

现有的感应电动机在转子的二次导体中二次电流会集中，存在电动机特性恶化的问题。本发明涉及的感应电动机，将转子齿槽的各部分的尺寸定义如下：TB：内周齿槽的中心侧与转子外周部分之间的最短距离；TC：外周齿槽的最内周的周向宽度；TD：内周齿槽的最外周的周向宽度；TE：内周齿槽的端部侧与转子外周部分之间的最短距离，并且，将定子铁芯的各部分的尺寸定义如下：TF：齿部的宽度；TG：齿部前端部的宽度；TH：齿槽开口部的宽度，此时，转子齿槽的各部分的尺寸与定子铁芯的各部分的尺寸满足下述关系：TF/（TG+TH）×TD/2≤TB≤TD/2…式（1）TF/（TG+TH）×TD/2≤TE≤TD/2…式（2）。

Description

感应电动机、压缩机、送风机和空调

技术领域

本发明涉及感应电动机，特别涉及感应电动机的定子铁芯和转子铁芯的形状。此外，涉及搭载了该感应电动机的压缩机和送风机、以及搭载了该压缩机和送风机的空调。

背景技术

目前，对于感应电动机的转子，提案有多种通过设有齿槽形状、或在外周部设置缝隙而减少功率因数、杂散负载损耗、噪音等的形状。

例如提案有一种感应电动机，其包括具有多个齿槽的转子铁芯和收纳于该转子铁芯的齿槽中的二次导体，该二次导体基于铝合金压铸而形成，通过在转子铁芯的封口槽的转子表面侧设置与该齿槽不联接的缝隙，并且将该缝隙的周向尺寸设定为1.0mm～3.5mm、径向尺寸设定为1.0mm～2.5mm的范围，而实现一直能够减少功率因数、杂散负载损耗、噪音等的高性能的感应电动机（例如参照专利文献1）。

专利文献

专利文献1：日本特开平9-224358号公报

发明内容

然而，上述专利文献1所记载的感应电动机的转子形状，由于在封口槽外周部分设置缝隙，所以存在等效气隙增大、气隙管理、使端环为不遮挡缝隙的形状等问题。在此，气隙是指定子与转子之间的空隙（通常为数百μm）。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种感应电动机、压缩机、送风机和空调，能够缓和转子的二次导体中二次电流的集中，改善电动机特性。

本发明涉及的感应电动机，其具有定子和在定子的内侧隔着空隙设置的转子，并且具有在转子的转子铁芯的转子齿槽内填充有非磁性且具导电性的材料而形成的笼型二次导体，感应电动机的特征在于：转子齿槽包括：外周齿槽，其形成在转子外周部分的附近；以及内周齿槽，其与外周齿槽连通，形成在外周齿槽的内侧，定子具有：定子铁芯；以及绕组，其插入到形成在定子铁芯的齿槽中，定子铁芯包括：铁芯外围部，其形成在外周侧；多个齿部，其从铁芯外围部的内周侧朝向转子方向呈放射状延伸地形成；齿槽，其形成在相邻的两个齿部之间；以及齿槽开口部，其形成在齿槽，朝向空隙开口，将转子齿槽的各部分的尺寸定义如下：

TB：内周齿槽的中心侧与转子外周部分之间的最短距离；

TC：外周齿槽的最内周的周向宽度；

TD：内周齿槽的最外周的周向宽度；

TE：内周齿槽的端部侧与转子外周部分之间的最短距离，

并且，将定子铁芯的各部分的尺寸定义如下：

TF：齿部的宽度；

TG：齿部前端部的宽度；

TH：齿槽开口部的宽度，

此时，转子齿槽的各部分的尺寸与定子铁芯的各部分的尺寸满足下述关系：

TF/（TG+TH）×TD/2≤TB≤TD/2…式（1）

TF/（TG+TH）×TD/2≤TE≤TD/2…式（2）。

本发明涉及的感应电动机，通过上述结构，能够缓和转子的二次导体中二次电流的集中，改善电动机特性。

附图说明

图1是用于比较而表示的普通的感应电动机200的横截面图。

图2是用于比较而表示的普通的感应电动机200的定子220的横截面图。

图3是用于比较而表示的普通的感应电动机200的定子铁芯221的横截面图。

图4是用于比较而表示的普通的感应电动机200的转子210的立体图。

图5是用于比较而表示的普通的感应电动机200的转子210的横截面图。

图6是用于比较而表示的普通的感应电动机200的转子铁芯211的横截面图。

图7是用于比较而表示的、表示普通的感应电动机200的转子210中基于来自定子220的磁通的交链而产生的二次电流的集中状况的图。

图8是用于比较而表示的、表示普通的另一转子310中基于来自定子的磁通的交链而产生的二次电流的集中状况的图。

图9是表示实施方式1的感应电动机100的横截面图。

图10是表示实施方式1的感应电动机100的定子20的横截面图。

图11是表示实施方式1的感应电动机100的定子铁芯21的横截面图。

图12是图11的部分放大图。

图13是表示实施方式1的感应电动机100的转子10的立体图。

图14是表示实施方式1的感应电动机100的转子10的横截面图。

图15是表示实施方式1的感应电动机100的转子铁芯11的横截面图。

图16是表示实施方式1的转子齿槽13的放大图。

图17是表示实施方式1的二次铜损/输出[%]相对于TB（=TE）的特性的图。

图18是表示实施方式1的转矩相对于TB（=TE）的特性的图。

图19是表示实施方式1的实施例的转子齿槽13的放大图。

图20是图19的部分放大图。

图21是表示实施方式1的双气缸旋转式压缩机400的纵截面图。

图22是表示实施方式1的空调的制冷剂回路图。

图23是表示实施方式1的空调的室外机600的分解立体图。

[符号的说明]

2：密闭容器

5a：第一气缸

5b：第二气缸

6：主轴承

7：副轴承

8：旋转轴

8a：主轴

8b：副轴

8c：主轴侧偏心部

8d：副轴侧偏心部

8e：中间轴

9a：第一活塞

9b：第二活塞

10：转子

11：转子铁芯

12：铝条

13：转子齿槽

13a：外周齿槽

13b：内周齿槽

14：转子齿部

15：铁芯外围部

16：轴孔

17：端环

20：定子

21：定子铁芯

22：绕组

23：铁芯外围部

24：齿部

24a：齿部前端部

25：齿槽

25a：齿槽开口部

26：润滑油

27：分隔板

28：玻璃端子

29：导线

30：空隙

31：储液器

33：喷出管

40a：喷出消音器

40b：喷出消音器

52：四通阀

53：室外侧热交换器

54：减压装置

55：室内侧热交换器

56：室外侧送风机

57：室内侧送风机

59：顶板

60：前板

61：侧板

62：隔离部件

63：电子部件箱

64：制冷剂配管和制冷剂回路部件类

68：底板

100：感应电动机

200：感应电动机

210：转子

211：转子铁芯

212：铝条

213：转子齿槽

214：转子齿部

215：铁芯外围部

216：轴孔

217：端环

220：定子

221：定子铁芯

222：绕组

223：铁芯外围部

224：齿部

225：齿槽

225a：齿槽开口部

230：空隙

310：转子

312：铝条

313：转子齿槽

400：双气缸旋转式压缩机

500：压缩机构部

600：室外机

具体实施方式

实施方式1

图1至图3是用于比较而表示的图，图1是普通的感应电动机200的横截面图，图2是普通的感应电动机200的定子220的横截面图，图3是普通的感应电动机200的定子铁芯221的横截面图。

如图1所示，普通的感应电动机200（以下也简称为电动机）包括：定子220和在定子220的内侧隔着空隙230（气隙）配置的转子210。

如图2所示，定子220包括：大致环形的定子铁芯221和插入到形成在定子铁芯221的齿槽225中的绕组222。绕组222是卷绕在各齿部224的集中绕组或分布绕组。此外，绕组222为单相或三相。

定子铁芯221是在将板厚为0.1～1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状后，在轴向上按规定的片数层叠，并通过冲压铆接或焊接等进行固定而制作出来的。

如图3所示，定子铁芯221在外周侧形成有环形的铁芯外围部223，多个（这里为24个）齿部224从铁芯外围部223的内周侧向转子210方向呈放射状地延伸。各齿部224的周向宽度在径向上大致均等。

在相邻的两个齿部224之间，形成有齿槽225（空间）。齿槽225的数量与齿部224的数量相同，是24个。由于各齿部224的周向宽度在径向上大致均等，所以齿槽225的周向宽度从内侧（转子210侧）朝向外侧（铁芯外围部223侧）逐渐增大。齿槽225向空隙230（参照图1）开口，将这里称为齿槽开口部225a（齿槽缝隙）。绕组222从齿槽开口部225a插入。

图4至图6是用于比较而表示的图，图4是普通的感应电动机200的转子210的立体图，图5是普通的感应电动机200的转子210的横截面图，图6是普通的感应电动机200的转子铁芯211的横截面图。

如图4所示，转子210包括：转子铁芯211；以及由铝条212（参照图5）及在层叠方向的两端部分形成的一对端环217构成的笼型二次导体。铝条212和端环217是通过压铸同时熔铸铝而制作出来的。此外，笼型二次导体除铝以外也可以由铜形成。

如图5所示，转子210通过在转子铁芯211的多个（30个）转子齿槽213中熔铸铝来形成铝条212。如上所述，铝条212与在层叠方向的两端部分形成的一对端环217构成笼型二次导体。

转子铁芯211也与定子铁芯221同样，是在将板厚为0.1～1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状后，在轴向上按规定的片数层叠，并通过冲压铆接或焊接等进行固定而制作出来的。

如图6所示，转子铁芯211的截面形状大致为圆形，多个（30个）转子齿槽213沿外周缘在周向上大致等间隔地形成。在相邻的两个转子齿槽213之间形成转子齿部214。转子齿部214的数量与转子齿槽213的数量相同，是30个。转子齿部214的周向宽度在径向上大致均等。因此，转子齿槽213的周向宽度从内侧朝向外周逐渐增大。在转子铁芯211的中央部分开设有与驱动轴（未图示）嵌合的轴孔216。将转子齿槽213与轴孔216之间的铁芯部分称为铁芯外围部215。

由于在转子齿槽213中填充有非磁性体且具导电性的材料（例如铝），所以在转子齿槽213中来自定子220的磁通交链，并且当磁通产生变化时，会在铝条212中产生二次电流，并基于该二次电流和来自定子220的磁通产生转矩。

理想状态是，来自定子220的磁通不是掠过转子210的转子齿槽213的一部分，而是整体地产生变化，从而在转子齿槽213内产生稳定的二次电流。

图7、图8是用于比较而表示的图，图7是表示普通的感应电动机200的转子210中基于来自定子220的磁通的交链而产生的二次电流的集中状况的图，图8是表示普通的另一转子310中基于来自定子的磁通的交链而产生的二次电流的集中状况的图。

如图7所示，普通的感应电动机200的转子210，由于转子齿槽213与转子210的外周之间在径向上的宽度D1较窄，所以来自定子220的磁通在转子齿槽213的一部分（从转子齿槽213的外周侧的顶点附近靠右上角）交链。图7中的箭头表示来自定子220的磁通的流动。

由于仅在转子齿槽213的一部分发生磁通交链，受到该影响，二次电流集中在转子齿槽213的与来自定子220的磁通交链的部分流动。由于该影响存在如下问题：与二次电流在整个转子齿槽213中流动的情况相比，二次电阻增大，二次铜损增加，因而效率降低。也可将该二次铜损也称为杂散负载损耗或谐波二次铜损。

图8所示的普通的另一转子310与转子210相比，转子齿槽313的形状不同。转子齿槽213的外周侧的形状是圆弧，而转子齿槽313的外周侧是平面。在该转子310中，也与转子210相同，由于转子齿槽313与转子310的外周之间在径向上的宽度D2较窄，所以来自定子的磁通在转子齿槽313的一部分（从转子齿槽313的外周侧的中央附近靠右上角）交链。图8中的箭头表示来自定子的磁通的流动。此外，在转子齿槽313中熔铸有铝条312。

由于仅在转子齿槽313的一部分发生磁通交链，受到该影响，二次电流集中在转子齿槽313的与来自定子的磁通交链的部分流动。因此存在如下问题：与二次电流在整个转子齿槽313中流动的情况相比，二次电阻增大，二次铜损增加，因而效率降低。

图9至图12是表示实施方式1的图，图9是感应电动机100的横截面图，图10是感应电动机100的定子20的横截面图，图11是感应电动机100的定子铁芯21的横截面图，图12是图11的部分放大图。

如图9所示，本实施方式的感应电动机100包括定子20和在定子20的内侧隔着空隙30（气隙）配置的转子10。

如图10所示，定子20包括：大致环形的定子铁芯21和插入到形成在定子铁芯21的齿槽25中的绕组22。绕组22是卷绕在各齿部24的集中绕组或分布绕组。此外，绕组22为单相或三相。

定子铁芯21是在将板厚为0.1～1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状后，在轴向上按规定的片数层叠，并通过冲压铆接或焊接等进行固定而制作出来的。

如图11所示，定子铁芯21在外周侧形成有环形的铁芯外围部23，多个（这里为24个）齿部24从铁芯外围部23的内周侧向转子10方向呈放射状地延伸。各齿部24的周向宽度在径向上大致均等。

在相邻的两个齿部24之间，形成有齿槽25（空间）。齿槽25的数量与齿部24的数量相同，是24个。由于各齿部24的周向宽度在径向上大致均等，所以齿槽25的周向宽度从内侧（转子10侧）朝向外侧（铁芯外围部23侧）逐渐增大。齿槽25向空隙30（参照图9）开口，将这里称为齿槽开口部25a（齿槽缝隙）。绕组22从齿槽开口部25a插入。

这里，如图12所示，将定子铁芯21的各部分的尺寸定义如下：

TF：齿部24的宽度；

TG：齿部前端部24a的宽度；

TH：齿槽开口部25a的宽度。

图13至图16是表示实施方式1的图，图13是感应电动机100的转子10的立体图，图14是感应电动机100的转子10的横截面图，图15是感应电动机100的转子铁芯11的横截面图，图16是转子齿槽13的放大图。

如图13所示，转子10包括：转子铁芯11；以及由铝条12（参照图14，非磁性且具导电性的材料）及在层叠方向的两端部分形成的一对端环17构成的笼型二次导体。铝条12和端环17是通过压铸同时熔铸铝而制作出来的。此外，笼型二次导体除铝以外也可以由铜形成。

如图14所示，转子10通过在转子铁芯11的多个（30个）转子齿槽13中熔铸铝来形成铝条12。如上所述，铝条12与在层叠方向的两端部分形成的一对端环17构成笼型二次导体。

转子铁芯11是在将板厚为0.1～1.5mm的电磁钢板冲压成规定形状后，在轴向上按规定的片数层叠，并通过冲压铆接或焊接等进行固定而制作出来的。

如图15所示，转子铁芯11的截面形状大致为圆形，多个（30个）转子齿槽13沿外周缘在周向上大致等间隔地形成。在相邻的两个转子齿槽13之间形成转子齿部14。转子齿部14的数量与转子齿槽13的数量相同，是30个。转子齿部14的周向宽度在径向上大致均等。因此，转子齿槽13的周向宽度从内侧朝向外周逐渐增大。在转子铁芯11的中央部分开设有与驱动轴（未图示）嵌合的轴孔16。将转子齿槽13与轴孔16之间的铁芯部分称为铁芯外围部15。

如图16所示，转子齿槽13由靠近转子外周部分的外周齿槽13a和与外周齿槽13a连通且形成在外周齿槽13a的内侧的内周齿槽13b构成。外周齿槽13a的形状大致为三角形，内周齿槽13b的形状与普通的转子310的转子齿槽313（参照图8）相似。

这里，将转子齿槽13的各部分的尺寸定义如下：

TA：外周齿槽13a与转子外周部分之间的最短距离；

TB：内周齿槽13b的中心侧与转子外周部分之间的最短距离；

TC：外周齿槽13a的最内周的周向宽度；

TD：内周齿槽13b的最外周的周向宽度；

TE：内周齿槽13b的端部侧与转子外周部分之间的最短距离。

通过使该转子齿槽13的各部分的尺寸与定子铁芯21的各部分的尺寸的关系为：

TF/（TG+TH）×TD/2≤TB≤TD/2…式（1）

TF/（TG+TH）×TD/2≤TE≤TD/2…式（2），

能够减少掠过转子齿槽13的磁通，而能够避免二次电流的集中，对减少二次铜损是有效的。以下对该原理进行说明。此外，TF、TG、TH参照图12。

首先，对来自定子20的磁通为什么以掠过转子齿槽13的方式流动进行说明。

通常，由于在转子齿槽13中填充有非磁性体（例如铝），所以磁通通过作为导磁率较高的部分的转子铁芯11部分。但是，当该通过的部分磁饱和且导磁率下降时，磁通会以掠过转子齿槽13的方式通过。

如果不因来自定子20的磁通产生磁饱和，则不会产生掠过转子齿槽13的磁通。式（1）、式（2）是使得不会因来自定子20的磁通产生磁饱和的关系式，对各式进行说明。

式（1）、式（2）是表示使转子铁芯11的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度比定子铁芯21的齿部24的磁通密度低的状态的数式。

式（1）、式（2）中的TF/（TG+TH）×TD/2与从定子20的齿部24产生的磁通最扩散时的状态对应。

在从定子20的齿部24产生的磁通最扩散的情况下，会从齿槽开口部25a的中心扩散至相邻的齿槽开口部25a的中心。也就是说，就一个齿部24而言，由于齿部前端部24a的宽度为TG且存在宽度为齿槽开口部25a的宽度的一半TH/2的两处，所以从齿部24产生的磁通会扩散至（TG+TH）的宽度。

当设齿部24的磁通密度为B，感应电动机100的层叠厚度为L，则一个齿部24的磁通量为B×TF×L。由于该磁通量B×TF×L扩散至（TG+TH）的宽度，转子铁芯11的一侧薄部（尺寸TA～TB～TE部分）的宽度是TD/2，若求取进入一侧薄部（尺寸TA～TB～TE部分）的磁通量，则得到：

B×TF×L/（TG+TH）×TD/2。

若求取此时的转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度，在内周齿槽13b的中心侧，则得到：

B×TF×L/（TG+TH）×TD/2/L/TB，

此外，在内周齿槽13b的端部侧，则得到：

B×TF×L/（TG+TH）×TD/2/L/TE。

也就是说，为了使转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度不大于齿部24的磁通密度B，使TB和TE为TF/（TG+TH）×TD/2以上即可。

接着，对式（1）、式（2）中的TD/2进行说明。

TD/2表示从定子20的齿部24产生的磁通最集中的情况。

磁通最集中的状态是来自齿部24的磁通在齿部前端部24a不扩散的情况。设齿部24的磁通密度为B，感应电动机100的层叠厚度为L，则一个齿部24的磁通量为B×TF×L。

进而，由于来自齿部24的磁通在齿部前端部24a不扩散，转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TA～TB～TE部分）的周向宽度是TD/2，若求取进入转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TA～TB～TE部分）的磁通量，则得到：

B×TF×L/TF×TD/2，即B×L×TD/2。

此外，若求取此时的转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度，在内周齿槽13b的中心侧，则得到：

B×L×TD/2/L/TB，

此外，在内周齿槽13b的端部侧，则得到：

B×L×TD/2/L/TE。

为了使转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度为B，使TB、TE的值为TD/2即可。

此外，该状态表示磁通在齿部前端部24a不扩散，而进入转子铁芯11的一侧薄部（尺寸TA～TB～TE部分）的状态，磁通不会再进入转子铁芯11的一侧薄部（尺寸TA～TB～TE部分）。因此，当使TB、TE的尺寸比TD/2大时，能够降低转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度，但是由于转子齿槽13的面积也减小，所以二次电阻增加，导致二次铜损的增加。因此，使TB、TE最大为TD/2。此外，也可以使TB、TE比TD/2小。

也就是说，通过采用：

TF/（TG+TH）×TD/2≤TB≤TD/2…式（1）

TF/（TG+TH）×TD/2≤TE≤TD/2…式（2），

能够将转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度设定为定子铁芯21的齿部24的磁通密度以下。此外，通过使TB、TE最大为TD/2，能够抑制过度地降低转子铁芯11的一侧的薄部（尺寸TB～TE部分）的磁通密度而导致二次铜损恶化的情况。

图17、图18是表示实施方式1的图，图17是表示二次铜损/输出[%]相对于TB（=TE）的特性的图，图18是表示转矩相对于TB（=TE）的特性的图。

假设电压、频率、转速为一定，使气隙分别为0.5mm、0.7mm、1.0mm，用图17表示TB（=TE）与二次铜损/输出[%]之间的特性，图18表示TB（=TE）与转矩之间的特性。基于图17的TB（=TE）与二次铜损/输出[%]之间的特性，能够得知TB变化时二次铜损相对输出的比例以如下方式变化。

从图17可以得知当使TB从0.5mm开始增大后，二次铜损/输出[%]急剧下降。这表明通过增大TB，能够减少基于来自定子20的磁通掠过转子齿槽13导致二次电流集中的情况。此外，在TB为1.0mm附近，减少程度开始变缓，在1.5～2.0mm迎来底值，其后缓慢增加。而且从图17还可以得知，即使气隙（空隙30）在0.5mm～1.0mm的范围中变化，该倾向也不会明显改变。

进而，从图18可以得知，当使TB增大时转矩下降。这是由于增大TB，则转子齿槽13的面积减小，而二次电阻增加。

在感应电动机中，存在当二次电阻增加时，最大转矩（停转转矩）时的转差率增大（转速下降）的倾向。因而，在转速为一定的解析中，若二次电阻增加，转矩则会变小。

基于以上说明，TB和TE最好不要使用二次铜损/输出急剧增大的0.5mm附近的数值，而且由于使TB和TE过大时转矩也会下降，所以TB和TE理想的是在式（1）、式（2）的范围内使用。以下示出TB和TE的数值的一个示例。

在本实施方式中计算出的各尺寸是：

齿部24的宽度TF=4mm

齿部前端部24a的宽度TG=6mm

齿槽开口部25a的宽度TH=3mm

内周齿槽13b的最外周的周向宽度TD=4mm。

将上述各数值代入式（1）、式（2），则得到：

0.89≤TB≤2

0.89≤TE≤2。

TB、TE的下限值为0.89mm，不在0.5mm附近，是二次铜损/输出变缓的部分。此外，上限值为2mm，是二次铜损/输出的底值附近。基于以上说明，通过将TB、TE设定在式（1）、式（2）的范围内，能够降低二次铜损/输出，还能够抑制转矩下降。

此外，从来自定子20的磁通的流动来看，由于当TB比TE大时存在未有效使用的电磁钢板部分，所以内周齿槽13b的中心侧与转子外周部分之间的最短距离TB、与内周齿槽13b的端部侧与转子外周部分之间的最短距离TE的关系优选TB≤TE。

进而，通过使外周齿槽13a与转子外周部分之间的最短距离TA比构成转子铁芯11的电磁钢板的板厚T小，能够减少从转子齿槽13与转子外周部分之间泄漏的磁通，而能够有效地使用磁通，对实现高输出、高效率化是有效的。以下对这一点进行说明。

一般而言，多数情况下使外周齿槽13a与转子外周部分之间的最短距离TA尽可能地小。这是为了，尽可能地减少从转子齿槽13与转子外周部分之间通过而不在转子齿槽13交链的磁通，从而有效地使用来自定子20的磁通。

然而，在如图7、图8那样的通常的转子齿槽213、313的情况下，若减小转子齿槽213、313与转子外周部分之间在径向上的宽度D1、D2，则由于周向上的宽度较长，所以来自定子的磁通会掠过转子齿槽213、313，因此虽然能够有效地使用磁通，但是存在二次铜损恶化的问题。

不过，根据本实施方式的转子齿槽13（图16所示的形状），即使减小外周齿槽13a与转子外周部分之间的最短距离TA，来自定子20的磁通也不会掠过转子齿槽13，还能够有效地使用来自定子20的磁通。

再者，使外周齿槽13a与转子外周部分之间的最短距离TA比构成转子铁芯11的电磁钢板的板厚T小，从而外周齿槽13a与转子外周部分之间在径向上的薄部会因冲压变形而磁性特性劣化。

由于外周齿槽13a与转子外周部分之间在径向上的薄部的磁性特性劣化，所以饱和磁通密度变小，因此能够减少从外周齿槽13a与转子外周部分之间通过而不在转子齿槽13交链的磁通。

而且，若是通常的转子齿槽213、313（图7、图8），由于周向上的宽度较长，所以来自定子的磁通会掠过转子齿槽213、313而使得二次铜损也恶化，然而本实施方式的转子齿槽13（参照图16），不仅能够防止来自定子20的磁通掠过转子齿槽13，还能够减少二次铜损的恶化。

如图16所示，本实施方式的转子齿槽13由靠近转子外周部分的外周齿槽13a和与外周齿槽13a连通且形成在外周齿槽13a的内侧的内周齿槽13b构成。而且，外周齿槽13a的最内周的周向宽度TC比内周齿槽13b的最外周的周向宽度TD小，并且外周齿槽13a的周向宽度朝向转子外周部分变小，由此，转子外周部分附近的齿槽变小。

由于在齿槽内流动的二次电流集中在转子外周部分附近，所以转子外周部分附近的齿槽小，则能够减小二次电流集中的部分，而能够降低二次铜损，实现电动机的高效率化。

此外，考虑模具的冲压特性，而使外周齿槽13a的最内周的周向宽度TC具有相对于电磁钢板的厚度T（0.1～1.5mm）为1.5倍以上的宽度。此外，通过使最内周的周向宽度TC相对于电磁钢板的厚度T（0.1～1.5mm）为1.5倍以上，能够使得外周齿槽13a的周向宽度朝向转子外周部分逐渐变小。

此外，由于通过外周齿槽13a能够防止定子20的磁通以掠过转子齿槽13的方式流动，因而使内周齿槽13b的最外周的周向宽度TD比外周齿槽13a的最内周的周向宽度TC大，以使内周齿槽13b的面积增大。当内周齿槽13b的面积增大时，二次电阻变小，因而电动机效率得以提高。

此外，本实施方式的转子齿槽13与通常的转子齿槽相比，由于外周齿槽13a较小，所以转子齿槽13与转子外周部分之间的薄部变少，改善了通过模具进行冲压的特性，也具有改善模具的维护和寿命的效果。

图19是表示实施方式1的实施例的转子齿槽13的放大图，图20是图19的部分放大图。在图16中为了明确各部分的尺寸的定义，省略了转子齿槽13的圆角，但是实际上转子齿槽13的各角部为圆角。基于图19、20说明转子齿槽13的实施例的一个示例。

如图19所示，转子齿槽13的各角部为圆角。这是由于，对转子铁芯11进行冲压的模具通常对各角部实施倒角。

此外，各尺寸如图20所示。

接着，将使用本实施方式的转子10的感应电动机100应用于压缩机、送风机等，能够实现压缩机、送风机等的高效率化。这里，对搭载了使用本实施方式的转子10的感应电动机100的压缩机（具体而言是双气缸旋转式压缩机）进行说明。

图21是表示实施方式1的图，是双气缸旋转式压缩机400的纵截面图。参照图21，对双气缸旋转式压缩机400（密闭型压缩机的一个示例）的结构进行说明。双气缸旋转式压缩机400在高压环境的密闭容器2内收纳有由本实施方式的定子20和转子10构成的感应电动机100和由感应电动机100驱动的压缩机构部500。感应电动机100是单相感应电动机。

这里，作为密闭型压缩机的一个示例，对双气缸旋转式压缩机400进行说明，但是也可以是其他涡旋式压缩机、单气缸旋转式压缩机、多级旋转式压缩机、摇摆旋转式压缩机、叶片式压缩机、往复式压缩机等。

感应电动机100的旋转力通过旋转轴8的主轴8a传递到压缩机构部500。

旋转轴8包括：固定于感应电动机100的转子10的主轴8a；设置于主轴8a的相反侧的副轴8b；在主轴8a与副轴8b之间设有规定的相位差（例如180°）地形成的主轴侧偏心部8c和副轴侧偏心部8d；以及在该主轴侧偏心部8c和副轴侧偏心部8d之间设置的中间轴8e。

主轴承6以具有用于滑动的游隙的方式与旋转轴8的主轴8a嵌合，旋转自如地对主轴8a进行轴支撑。

此外，副轴承7以具有用于滑动的游隙的方式与旋转轴8的副轴8b嵌合，旋转自如地对副轴8b进行轴支撑。

压缩机构部500包括主轴8a侧的第一气缸5a和副轴8b侧的第二气缸5b。

第一气缸5a具有圆筒状的内部空间，在该内部空间设置有旋转自如地与旋转轴8的主轴侧偏心部8c嵌合的第一活塞9a（滚动活塞）。还设置有随着主轴侧偏心部8c的旋转往复运动的第一叶片（未图示）。

第一叶片收纳于第一气缸5a的叶片槽内，通过设置于背压室的叶片弹簧（未图示），将叶片总是按压于第一活塞9a。双气缸旋转式压缩机400中，由于在密闭容器2内是高压，所以当开始运行时，由密闭容器2内的高压与气缸室的压力的压差引起的力作用于叶片的背面（背压室侧），因此叶片弹簧主要以在双气缸旋转式压缩机400的起动时（密闭容器2内与气缸室没有压差的状态下）将第一叶片按压于第一活塞9a的目的来使用。第一叶片的形状是扁平（周向的厚度比径向和轴向的长度小）的大致长方体。此外，后述的第二叶片也是同样的结构。

在第一气缸5a，使来自制冷循环的吸入气体通过的吸入端口（未图示），从第一气缸5a的外周面贯通到气缸室。在第一气缸5a，设置有将形成气缸室的圆的边缘部分附近（感应电动机100侧的端面）切口而形成的喷出端口（未图示），其中，该气缸室为大致圆形的空间。

将旋转自如地与旋转轴8的主轴侧偏心部8c嵌合的第一活塞9a、收纳有第一叶片的第一气缸5a的内部空间的轴向两端面，用主轴承6和分隔板27封闭来形成压缩室。

第一气缸5a固定于密闭容器2的内周部分。

第二气缸5b也具有圆筒状的内部空间，在该内部空间设置有旋转自如地与旋转轴8的副轴侧偏心部8d嵌合的第二活塞9b（滚动活塞）。还设置有随着副轴侧偏心部8d的旋转往复运动的第二叶片（未图示）。将第一活塞9a、第二活塞9b简单地定义为“活塞”。

在第二气缸5b，使来自制冷循环的吸入气体通过的吸入端口（未图示），也从第二气缸5b的外周面贯通到气缸室。在第二气缸5b，设置有将形成气缸室的圆的边缘部分附近（感应电动机100的相反侧的端面）切口而形成的喷出端口（未图示），其中，该气缸室为大致圆形的空间。

将旋转自如地与旋转轴8的副轴侧偏心部8d嵌合的第二活塞9b、收纳有第二叶片的第二气缸5b的内部空间的轴向两端面，用副轴承7和分隔板27封闭来形成压缩室。

压缩机构部500中，将第一气缸5a与主轴承6用螺栓联结，此外将第二气缸5b与副轴承7用螺栓联结后，隔着分隔板27，从主轴承6的外侧沿轴向将第二气缸5b用螺栓联结固定，从副轴承7的外侧沿轴向将第一气缸5a用螺栓联结固定。

在主轴承6，在其外侧（感应电动机100一侧）安装有喷出消音器40a。从设置于主轴承6的喷出阀（未图示）喷出的高温、高压的喷出气体首先进入喷出消音器40a，然后从喷出消音器40a的喷出孔（未图示）释放到密闭容器2内。

在副轴承7，在其外侧（感应电动机100的相反侧）安装有喷出消音器40b。从设置于副轴承7的喷出阀（未图示）喷出的高温、高压的喷出气体首先进入喷出消音器40b，然后从喷出消音器40b的喷出孔（未图示）释放到密闭容器2内。

与密闭容器2相邻地设置有储液器31。吸入管32a、吸入管32b分别联接第一气缸5a、第二气缸5b与储液器31。

将由第一气缸5a、第二气缸5b压缩的制冷剂气体喷出到密闭容器2，并从喷出管33向制冷空调装置的制冷循环的高压侧送出。

此外，从玻璃端子28经由导线29向感应电动机100供电。

在密闭容器2内的底部，贮存有对压缩机构部500的各滑动部分进行润滑的润滑油26（制冷机油）。

通过由旋转轴8的旋转产生的离心力使积存于密闭容器2底部的润滑油26沿旋转轴8的内径上升，从设置于旋转轴8的供油孔（未图示）进行对压缩机构部500的各滑动部分的润滑油的供应。从供油孔向主轴8a与主轴承6、主轴侧偏心部8c与第一活塞9a、副轴侧偏心部8d与第二活塞9b以及副轴8b与副轴承7之间的滑动部分供应润滑油。

如上述那样构成的双气缸旋转式压缩机400，通过采用使用了本实施方式的转子10的感应电动机100（单相感应电动机），能够实现高效率化。

此外，虽省略详细的说明，但不仅是压缩机，例如通过在送风机中采用使用了本实施方式的转子10的感应电动机100（单相感应电动机），也能够实现送风机的高效率化。

此外，搭载了这些压缩机、送风机等的空调也能够实现高效率化。参照图22、图23说明空调的一个示例。

图22、图23是表示实施方式1的图，图22是空调的制冷剂回路图，图23是空调的室外机600的分解立体图。

如图22所示，空调的制冷剂回路将对制冷剂进行压缩的双气缸旋转式压缩机400、按制冷运转和制暖运转切换制冷剂的流动方向的四通阀52、制冷运转时作为冷凝器且制暖运转时作为蒸发器工作的室外侧热交换器53、对高压的液体制冷剂进行减压使其成为低压的气液两相制冷剂的减压装置54（电子控制式膨胀阀）、制冷运转时作为蒸发器且制暖运转时作为冷凝器工作的室内侧热交换器55依序连接构成制冷循环。

图22的实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动方向。此外，图22的虚线箭头表示制暖运转时的制冷剂的流动方向。

在室外侧热交换器53设置有室外侧送风机56，而且在室内侧热交换器55设置有室内侧送风机57（横流风扇）。

制冷运转时从双气缸旋转式压缩机400喷出压缩后的高温高压的制冷剂，经由四通阀52向室外侧热交换器53流入。在该室外侧热交换器53中，通过设置于其风路的室外侧送风机56，使得室外的空气穿过室外侧热交换器53的风扇和管道（传热管）之间并与制冷剂进行热交换，制冷剂被冷却成为高压的液体状态，室外侧热交换器53作为冷凝器起作用。然后，穿过减压装置54被减压成为低压的气液两相制冷剂，流入室内侧热交换器55。在室内侧热交换器55中，通过安装于其风路的室内侧送风机57（横流风扇）的驱动，使得室内空气穿过室内侧热交换器55的风扇和管道（传热管）之间并与制冷剂进行热交换，而向室内空间排出的空气被冷却，另一方面制冷剂从空气吸取热而蒸发，成为气体状态（室内侧热交换器55作为蒸发器起作用），然后制冷剂返回双气缸旋转式压缩机400。通过由室内侧热交换器55冷却的空气，对室内空间进行空气调节（制冷）。

此外，在制暖运转时，四通阀52反转，从而在制冷循环中制冷剂向与上述制冷运转时制冷剂的流向相反的方向流动，室内侧热交换器55作为冷凝器，室外侧热交换器53作为蒸发器起作用。通过由室内侧热交换器55加热的空气，对室内空间进行空气调节（制暖）。

基于图23说明空调的室外机600的结构。空调的室外机600包括：俯视时大致呈L形的室外侧热交换器53；构成室外机600的壳体的底部的底板68（基座）；构成壳体的顶面的平板状的顶板59；构成壳体的前表面和一侧部的俯视时大致呈L形的前板60；构成壳体的另一侧部的侧板61；分隔风路（送风机室）和机械室的隔离部件62；收纳电子部件的电子部件箱63；对制冷剂进行压缩的双气缸旋转式压缩机400；形成制冷剂回路的制冷剂配管和制冷剂回路部件类64；以及对室外侧热交换器53进行送风的室外侧送风机56等。

在如上述那样构成的空调的室外机600中，通过搭载本实施方式的双气缸旋转式压缩机400、将本实施方式的感应电动机100作为电动机使用的室外侧送风机56（送风机），能够实现空调的高效率化。

Claims (7)

1.一种感应电动机，其具有定子和在所述定子的内侧隔着空隙设置的转子，并且具有笼型二次导体，所述笼型二次导体是在所述转子的转子铁芯的转子齿槽内填充有非磁性且有导电性的材料而形成，所述感应电动机的特征在于：

所述转子齿槽包括：

外周齿槽，其形成在该转子外周部分的一侧，周向宽度沿着转子的中心到转子的外周部分逐渐减小；以及

内周齿槽，其与所述外周齿槽连通，形成在所述外周齿槽的内侧，其周向的两端部分比起外周齿槽的两端部分，更位于周向的外侧；周向宽度沿着转子的中心到转子的外周部分逐渐变大，且位于所述外周齿槽一侧最外周那部分的周向宽度要比位于所述外周齿槽最内周那部分的周向宽度大，

所述定子具有：

定子铁芯；以及

绕组，其插入到形成在所述定子铁芯的齿槽中，

所述定子铁芯包括：

铁芯外围部，其形成在外周侧；

多个齿部，其从所述铁芯外围部的内周侧朝向该转子方向呈放射状延伸地形成；

齿槽，其形成在相邻的两个所述齿部之间；以及

齿槽开口部，其形成在所述齿槽，朝向所述空隙开口，

将所述转子齿槽的各部分的尺寸定义如下：

TB：所述内周齿槽内位于最外周的那部分的周向中心侧与该转子外周部分之间的最短距离；

TC：所述外周齿槽内位于最内周的那部分的周向宽度；

TD：所述内周齿槽内位于最外周的那部分的周向宽度；

TE：所述内周齿槽内位于最内侧的那部分的周向端部侧与该转子外周部分之间的最短距离，

并且，将所述定子铁芯的各部分的尺寸定义如下：

TF：齿部的宽度；

TG：齿部前端部的宽度；

TH：齿槽开口部的宽度，

此时，所述转子齿槽的各部分的尺寸与所述定子铁芯的各部分的尺寸满足下述关系：

[TF/（TG+TH）]×TD/2≤TB≤TD/2　　…式（1），

[TF/（TG+TH）]×TD/2≤TE≤TD/2　　…式（2）。

2.根据权利要求1所述的感应电动机，其特征在于：

所述外周齿槽的最内周的周向宽度TC与构成所述转子铁芯的电磁钢板的板厚T，满足1.5×T≤TC的关系。

3.根据权利要求1所述的感应电动机，其特征在于：

设所述内周齿槽的中心侧与该转子外周部分之间的最短距离为TB，设所述内周齿槽的端部侧与该转子外周部分之间的最短距离为TE，其满足TB≤TE的关系。

4.根据权利要求1所述的感应电动机，其特征在于：

设所述外周齿槽与该转子外周部分之间的最短距离为TA，使所述TA比构成所述转子铁芯的电磁钢板的板厚T小。

5.一种压缩机，其特征在于包括：

权利要求4所述的感应电动机。

6.一种送风机，其特征在于包括：

权利要求4所述的感应电动机。

7.一种空调，其特征在于包括：

权利要求5所述的压缩机和权利要求6所述的送风机。