CN103404001B - 电动马达及使用了该电动马达的电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

提供一种电动马达,其减小磁铁,实现低成本化,并调整磁通密度而有效地利用磁转矩及磁阻转矩,提高效率而实现小型化、低成本化。该电动马达具备转子(12),该转子(12)包括:圆筒状的转子铁芯(40),将主磁极部(41)和辅助磁极部(42)沿着周向交替配置;大致V字状的磁铁插入孔(43),对应于各主磁极部(41),以通过转子中心(O)和主磁极部(41)的周向中心的d轴为中心而将凸部朝向转子中心(O)设置;每一极配置有两个的磁铁(46),呈大致V字状地埋入磁铁插入孔(43)内,所述电动马达中,在磁铁插入孔(43)的所述凸部设有将相邻的磁铁(46)的极间隔断的磁屏蔽空间(45),该磁屏蔽空间(45)为沿着周向具有规定的宽度且相对于磁铁插入孔(43)向半径方向外侧及内侧这双方伸出的形状。

Description

电动马达及使用了该电动马达的电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种在转子埋入永久磁铁的磁铁埋入型的电动马达及使用了该电动马达的电动压缩机。
背景技术
在空调机或制冷机中,为了对制冷剂进行压缩,而使用内置有电动马达的电动压缩机。在该电动压缩机用的马达中,使用磁铁埋入型的电动马达,该磁铁埋入型的电动马达具备在通过层叠磁性钢板而构成的转子铁芯的外周沿着周向以规定间隔埋入多个永久磁铁的转子。
所述电动马达具备定子(stator)和隔着规定的间隔而配置在该定子的内部侧的转子(rotor),该转子为如下结构:在与轴向垂直的截面上,将设有埋入永久磁铁的磁铁插入孔的主磁极部与通过主磁极部间的铁芯部构成的辅助磁极部(辅助突极部)沿着周向交替地各配置多极。由此,成为利用由永久磁铁的磁通产生的磁转矩和由主磁极部及辅助磁极部的突极性产生的磁阻转矩这双方得到转矩的结构。
在这样的电动马达中,通过专利文献1、2等提示了一种具备如下转子的电动马达,该转子中,对应于转子铁芯的各主磁极部,在以通过转子中心和主磁极部的周向中心的轴为d轴时,以该d轴为中心,设置以凸部朝向转子中心的方式形成为大致V字状的磁铁插入孔,将每一极配置有两个的永久磁铁呈大致V字状地埋入该磁铁插入孔内。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利第3913205号公报
【专利文献2】日本特开2010-98830号公报
发明内容
然而,专利文献1、2公开的是在大致V字状的磁铁插入孔内的大致整个区域埋入磁铁的结构,每一极埋入两个的磁铁自身比较大,并且大致V字状的磁铁插入孔的V字孔的凸部上形成的磁屏蔽空间(磁通屏障)成为与磁铁插入孔大致相同尺寸的大小,由此,并不是调整磁通或磁阻转矩等而能提高转矩或马达效率等的结构。
另外,在上述的专利文献中,关于通过对磁铁的埋入深度即向磁铁插入孔埋入的磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度、磁极间距离即多极的主磁极部的与转子的外周位置的极间距离等进行最优化,来使电动马达高效率化并实现其小型化、低成本化的观点,没有任何公开或暗示。
本发明鉴于这样的情况而作出,目的在于提供一种电动马达及使用了该电动马达的电动压缩机,其尽量减小磁铁而减少稀土等的使用量,实现低成本化,并调整磁通密度而有效利用磁转矩及磁阻转矩,提高效率而实现小型化、低成本化。
为了解决上述的课题,本发明的电动马达及使用了该电动马达的电动压缩机采用以下的方案。
即,本发明的第一方式的电动马达具备转子,该转子包括:圆筒状的转子铁芯,将主磁极部和辅助磁极部沿着周向交替地分别配置多极;大致V字状的磁铁插入孔,对应于所述主磁极部,以通过转子中心和该主磁极部的周向中心的d轴为中心而将凸部朝向转子中心设置;每一极配置有两个的磁铁,呈大致V字状地埋入该磁铁插入孔内,所述电动马达中,在所述磁铁插入孔的所述凸部设有将相邻的所述磁铁的极间隔断的磁屏蔽空间,该磁屏蔽空间为沿着周向具有规定的宽度且相对于所述磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧这双方伸出的形状。
根据上述方式,电动马达具备转子,该转子在转子铁芯的主磁极部,在将凸部朝向转子中心设置的大致V字状的磁铁插入孔内埋入每一极配置有两个的磁铁,在所述电动马达中,在磁铁插入孔的凸部设有将相邻的所述磁铁的极间隔断的磁屏蔽空间,该磁屏蔽空间为沿着周向具有规定的宽度且相对于磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧这双方伸出的形状,因此,通过将在大致V字状磁铁插入孔的凸部设置的磁屏蔽空间设为沿着周向具有规定的宽度且相对于磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧这双方伸出的形状,能够对应于该磁屏蔽空间的大小而减小各个磁铁的大小,并且减少两个磁铁间的短路引起的漏磁通,从而能够减少无效磁通。因此,能够减少用于构成磁铁的稀土(例如钕等)的使用量而实现低成本化,并且能够提高磁通密度而增大磁转矩,实现马达的高效率化,由此实现小型化、低成本化。
此外,在上述方式的电动马达中,所述磁屏蔽空间设为上下部相对于所述磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧伸出的大致梯形形状。
根据上述方式,由于磁屏蔽空间设为上下部相对于磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧伸出的大致梯形形状,因此通过将大致梯形形状的磁屏蔽空间的上下边的长度设定为适当的长度,而能够将沿着周向具有规定的宽度且相对于磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧这双方伸出的梯形形状的所需大小的磁屏蔽空间形成在大致V字状磁铁插入孔的凸部。因此,能够充分增大磁屏蔽空间而可靠地实现磁铁的小型化及漏磁通的减少。
此外,在上述方式的电动马达中,在所述磁屏蔽空间与所述磁铁插入孔相交的部位设有对所述磁铁的设置位置进行设定的突起部。
根据上述方式,由于在磁屏蔽空间与磁铁插入孔相交的部位设有对磁铁的设置位置进行设定的突起部,因此即使磁屏蔽空间的向半径方向的伸出充分大于磁铁插入孔的上下宽度,通过突起部也能够将插入到磁铁插入孔的磁铁设定在规定的设置位置,从而能够进行定位。因此,磁铁不会向磁屏蔽空间侧移动,能够可靠地将磁铁定位而设置在规定位置,从而能够发挥初始的功能。
此外,在上述方式的电动马达中,所述磁屏蔽空间的向所述半径方向外侧及内侧的伸出部是从所述大致V字状磁铁插入孔间的主磁屏蔽空间隔开规定的间隔而分离独立的辅助磁屏蔽空间。
根据上述方式,由于磁屏蔽空间的向半径方向外侧及内侧的伸出部是从大致V字状磁铁插入孔间的主磁屏蔽空间隔开规定的间隔而分离独立的辅助磁屏蔽空间,因此通过主磁屏蔽空间及辅助磁屏蔽空间,能够可靠地减少两个磁铁间的漏磁通,并使磁力线通过主磁屏蔽空间与分离独立的辅助磁屏蔽空间之间,由此能够有效地利用磁阻转矩作为转矩。因此,能够平衡性良好地利用磁转矩及磁阻转矩这双方,能够实现马达的高效率化。
此外,在上述方式的电动马达中,设向所述磁铁插入孔埋入的所述磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,所述转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121。
在转子的主磁极部设置的大致V字状的磁铁插入孔内呈大致V字状地埋入每一极配置有两个的磁铁的情况下,发现了以埋入到磁铁插入孔内的磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度F为参数时,马达的效率存在极大值的情况。根据本发明,设向磁铁插入孔埋入的磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121。F/D在F/D=0.078时,马达的效率表现出极大值,将该F/D设定为F/D=0.067~0.121的范围,由此能够将马达效率维持在优选的范围。因此,通过使磁铁的埋入深度F最优化,而能够提高马达的效率,实现其小型化、低成本化。
此外,在上述方式的电动马达中,设所述主磁极部在所述转子的外周位置处的极间距离为L,所述转子的外径为D时,L/D设为L/D=0.062~0.082。
在转子的主磁极部设置的大致V字状的磁铁插入孔内呈大致V字状地埋入每一极配置有两个的磁铁的情况下,发现了以主磁极部在转子的外周位置处的极间距离L为参数时,马达的效率存在极大值。根据上述方式,在设主磁极部在转子的外周位置处的极间距离为L,转子的外径为D时,L/D设为L/D=0.062~0.082。L/D在L/D=0.073时,马达的效率表现出极大值,通过将该L/D设定在L/D=0.062~0.082的范围内,而能够将马达效率维持在优选的范围内。因此,通过使主磁极部的极间距离L最优化,能够提高马达的效率,从而实现其小型化、低成本化。
此外,在上述方式的电动马达中,设向所述磁铁插入孔埋入的所述磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,所述主磁极部在所述转子的外周位置处的极间距离为L,所述转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121,L/D设为L/D=0.062~0.082。
根据上述方式,设向磁铁插入孔埋入的磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,主磁极部在转子的外周位置处的极间距离为L,转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121,L/D设为L/D=0.062~0.082,因此F/D设定在包括马达效率表现出极大值的F/D=0.078在内的F/D=0.067~0.121的范围内,而且,将L/D设定在包括马达效率表现出极大值的L/D=0.073在内的L/D=0.062~0.082的范围内,由此能够将马达效率维持在优选的范围内。因此,能够使磁铁的埋入深度F及主磁极部间的极间距离L分别最优化,实现马达的高效率化,由此能够实现其小型化、低成本化。
而且,本发明的第二方式的电动马达具备转子,该转子包括:圆筒状的转子铁芯,将主磁极部和辅助磁极部沿着周向交替地分别配置多极;大致V字状的磁铁插入孔,对应于所述主磁极部,以通过转子中心和该主磁极部的周向中心的d轴为中心而将凸部朝向转子中心设置;每一极配置有两个的磁铁,呈大致V字状地埋入该磁铁插入孔内,所述电动马达中,在所述磁铁插入孔的所述凸部设有将相邻的所述磁铁的极间隔断的磁屏蔽空间,并且,设向所述磁铁插入孔埋入的所述磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,所述主磁极部在所述转子的外周位置处的极间距离为L,所述转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121,L/D设为L/D=0.062~0.082。
根据上述方式,电动马达具备转子,该转子在转子铁芯的主磁极部,在将凸部朝向转子中心设置的大致V字状的磁铁插入孔内埋入每一极配置有两个的磁铁,在所述电动马达中,设向磁铁插入孔埋入的磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,主磁极部在转子的外周位置处的极间距离为L,转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121,L/D设为L/D=0.062~0.082,因此将F/D设定在包括马达效率表现出极大值的F/D=0.078在内的F/D=0.067~0.121的范围,而且,将L/D设定在包括马达效率表现出极大值的L/D=0.073在内的L/D=0.062~0.082的范围,由此能够将马达效率维持在优选的范围。因此,使磁铁的埋入深度F及主磁极部间的极间距离L分别最优化,并使马达高效率化,由此能够实现其小型化、低成本化。
此外,本发明的第三方式的电动压缩机具备压缩机构和与该压缩机构连结的电动马达,能够经由所述电动马达驱动所述压缩机构,所述电动压缩机中,所述电动马达为上述任一种电动马达。
根据上述方式,在能够经由电动马达驱动压缩机构的电动压缩机中,由于电动马达为上述的任一种电动马达,因此减小磁铁,并提高马达效率,由此能够使用小型化、低成本化的高性能的电动马达来制造电动压缩机。因此,能够提供一种小型且搭载性优异、高性能且廉价的电动压缩机。
【发明效果】
根据本发明的电动马达,通过将在大致V字状磁铁插入孔的凸部设置的磁屏蔽空间设为沿着周向具有规定的宽度且相对于磁铁插入孔向半径方向外侧及内侧这双方伸出的形状,对应于该磁屏蔽空间的大小而能够减小各个磁铁的大小,并且减少两个磁铁间的短路引起的漏磁通,从而能够减少无效磁通,因此,能够减少用于构成磁铁的稀土(例如钕等)的使用量而实现低成本化,并且能够提高磁通密度而增大磁转矩,实现马达的高效率化,由此实现小型化、低成本化。
另外,根据本发明的电动马达,设磁铁的埋入深度为F,主磁极部的极间距离为L,转子的外径为D时,将F/D设定在包括马达效率表现出极大值的F/D=0.078在内的F/D=0.067~0.121的范围,而且,将L/D设定在包括马达效率表现出极大值的L/D=0.073在内的L/D=0.062~0.082的范围,由此能够将马达效率维持在优选的范围,因此,使磁铁的埋入深度F及主磁极部间的极间距离L分别最优化,并使马达高效率化,由此能够实现其小型化、低成本化。
根据本发明的电动压缩机,减小磁铁,并提高马达效率,由此能够使用小型化、低成本化的高性能的电动马达来制造电动压缩机。因此,能够提供一种小型且搭载性优异、高性能且廉价的电动压缩机。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电动压缩机的纵向剖视图。
图2是适用在图1所示的电动压缩机中的电动马达的转子的与轴向垂直的横向剖视图。
图3是表示图2所示的转子的磁铁的配置结构的局部放大图。
图4是表示本发明的第二实施方式的转子的磁铁的配置结构的局部放大图。
图5是表示本发明的第三实施方式的转子的磁铁的配置结构的局部放大图。
图6是说明本发明的转子的磁铁埋入深度与效率的关系的说明图。
图7是说明本发明的转子的磁铁的磁极间距离与效率的关系的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明涉及的实施方式。
[第一实施方式]
以下,使用图1至图3及图6、图7,说明本发明的第一实施方式。图1表示本发明的第一实施方式的电动压缩机的纵向剖视图。
在本实施方式中,示出了涡旋型电动压缩机1的例子,但压缩机其本身并未限定为涡旋型,当然能够适用于各种压缩机。电动压缩机1具备构成外壳的筒状的壳体2。壳体2由呈有底的筒状的铸铝制的压缩机壳体3、和马达壳体4构成,经由O型环6通过螺栓5将分别一体成形的凸缘部3A、4A彼此连结,由此形成一体化的结构。
在马达壳体4的外周一体地设有逆变器收容部7。在该逆变器收容部7装入逆变器(未图示),该逆变器将从未图示的电源单元供给的直流电力转换成三相交流电力,并经由密封端子8对设置在马达壳体4内的电动马达(以下,有时也简称为马达)10施加。需要说明的是,逆变器可以是公知的结构,省略此处的详细说明。
内置于马达壳体4内的电动马达10具备定子(stator)11和转子(rotor)12,定子11通过压入等而固定在马达壳体4的内周面。在定子11与马达壳体4之间,在圆周方向的多个部位设有沿着轴向贯通的未图示的气体通路。通过该气体通路,经由设置在马达壳体4的后端侧的吸入口(未图示),能够使吸入到马达壳体4的底面与电动马达10的端面之间的空间13内的低压的制冷剂气体向壳体2的前方侧流通。
在转子12一体地结合有旋转轴(曲轴)14。该旋转轴14的后端部由设置在马达壳体4的底面部上的轴承15支承为旋转自如,其前端部由设于轴承构件16的主轴承17支承为旋转自如。在旋转轴14的前端部一体地设有从旋转轴中心偏心了规定尺寸的曲轴销14A。需要说明的是,轴承构件16经由螺栓18而固定支承在马达壳体4的开口端侧。
另一方面,在压缩机壳体3内设有涡旋压缩机构(压缩机构)20。该涡旋压缩机构20是使一对固定涡盘21与回旋涡盘22啮合而构成的公知的压缩机构,形成在两涡盘21、22之间的一对压缩室23借助回旋涡盘22的公转回旋运动,边使容积从外周部位向中心部位减少边移动,由此将低压的制冷剂气体压缩成高压气体。
固定涡盘21通过螺栓24而固定设置在压缩机壳体3的底面侧,在该端板背面与压缩机壳体3的底面之间形成喷出室25。从一对压缩室23在中央部合流而形成的中央压缩室经由喷出口26及喷出阀27而向该喷出室25喷出高压气体,该高压气体从喷出室25经由与喷出口28连接的未图示的喷出配管向外部喷出。
回旋涡盘22的端板背面由上述轴承构件16的推力面支承。而且,回旋涡盘22经由滚针轴承30、传动套筒31而将旋转轴14的曲轴销14A与设置在端板背面上的凸起部29连结,通过旋转轴14的旋转而被驱动,相对于固定涡盘21进行公转回旋。该回旋涡盘22经由夹装在端板背面与轴承构件16之间的欧氏环32而被阻止自转。需要说明的是,在传动套筒31一体地设有用于调整与回旋涡盘22的公转回旋驱动相伴的不平衡载荷的配重33。
在上述电动压缩机1中,电动马达10的转子12如图2及图3所示,具有将薄板状的磁性钢板层叠多个而构成的呈圆筒状的转子铁芯40,在其中心部固定有沿着轴向贯通的旋转轴14。该转子铁芯40形成为在其外周部以包围旋转轴14的方式将主磁极部41和辅助磁极部(辅助突极部)42沿着周向交替地分别配置多极的结构,该主磁极部41设有与马达极数(在本实施方式中为6极)对应的个数的用于埋入永久磁铁(以下,有时简称为磁铁)4的磁铁插入孔43,该辅助磁极部(辅助突极部)42由主磁极部41间的铁芯部构成。
该电动马达10当向定子(stator)11施加三相交流电流而产生旋转磁场时,该旋转磁场作用于转子12的永久磁铁46而产生磁转矩,并且除了磁转矩之外,磁阻转矩也作用于转子12。在此,在图2中,设通过转子中心O和主磁极部41的周向中心的轴为d轴,通过主磁极部41的极间中心即转子中心O和辅助磁极部42的周向中心的轴为q轴时,由通过d轴和q轴的磁通的通过容易度之差而产生磁阻转矩。需要说明的是,在本实施方式中,示出d轴及q轴每隔60°等间隔地设置的6极马达的例子。
在各主磁极部41设有以通过主磁极部41的周向中心的d轴为中心并将凸部朝向转子中心O设置的大致V字状的磁铁插入孔43,在其周向两端部设有磁屏蔽空间(磁通屏障)44,并且在V字的凸部即中央部设有呈大致梯形形状的比较大的磁屏蔽空间(磁通屏障)45。如图3所示,该磁屏蔽空间45为通过将上下边设定为适当长度而沿着周向具有规定的宽度,且其上下部相对于磁铁插入孔43向半径方向外侧及内侧伸出规定尺寸的梯形形状。
在呈大致V字状的磁铁插入孔43的周向两端部的磁屏蔽空间44与中央部侧的磁屏蔽空间45之间埋入剖面为矩形形状的每一极配置有两个的永久磁铁46。作为该磁铁46,优选使用例如钕系的稀土磁铁,即通过晶界扩散合金法等制造的更小型且具备高耐热性及高保持力的磁铁。需要说明的是,向磁铁插入孔43埋入的每一极配置有两个的永久磁铁46通过铆接等适当的方法而固定在磁铁插入孔43内。
另外,从各种角度模拟了上述结构的转子12的结果是,设磁铁46的埋入深度即向磁铁插入孔43埋入的磁铁46的内端侧距转子外周的埋入深度为F,辅助磁极部42的周向距离即主磁极部41在转子12的外周位置处的极间距离为L,并以它们为参数时,发现了埋入深度F及极间距离L分别在某值下电动马达10的效率表现出极大值。
即,在设转子12的外径为D时,如图6所示,F/D为F/D=0.078时,马达的效率表现出极大值,判明了通过将F/D设为F/D=0.067~0.121的范围而能够将其效率维持成优选的范围的情况。同样地,如图7所示,在L/D为L/D=0.073时,马达的效率表现出极大值,判明了通过将L/D设为L/D=0.062~0.082的范围而能够将其效率维持成优选的范围的情况。
通过以上说明的结构,根据本实施方式,能起到以下的作用效果。
经由设置在逆变器收容部7的逆变器(未图示)而向电动马达10施加电力,当驱动电动马达10旋转时,经由设于马达壳体4的吸入口而向空间13内吸入低压的制冷剂气体。该低压气体通过定子11与马达壳体4间的气体通路,经由马达壳体4的壁面而对逆变器收容部7内的逆变器进行了冷却之后,向轴承构件16侧的空间流通,从此处向设置在压缩机壳体3侧的涡旋压缩机构20的一对压缩室23内吸入。
伴随着回旋涡盘22的公转回旋运动而两压缩室23边减少容积边向中心侧移动,由此对向一对压缩室23吸入的低压气体进行压缩。然后,两压缩室23在中心部合流,该压缩室与设置在固定涡盘21的中心部的喷出口26连通,由此压缩的高压的气体将喷出阀27推开而喷出到喷出室25内。该高压气体经由喷出口28而向制冷循环侧送出,在制冷循环内进行了循环之后,再次从吸入口向电动压缩机1内吸入。
在此期间,从外部电源向装入逆变器收容部7内的逆变器供给的直流电力由逆变器转换成从上位的控制装置向逆变器作出指令的频率的三相交流电力,从逆变器侧的UVW端子经由密封端子8、连接有密封端子8的组块(cluster block)34及马达引线等而向电动马达10的定子11施加。由此,以所需的转速驱动转子12旋转,经由旋转轴14而驱动涡旋压缩机构20。
上述电动马达10的转子12具备:圆筒状的转子铁芯40,将主磁极部41和辅助磁极部42沿着周向交替地分别配置多级;大致V字状的磁铁插入孔43,对应于主磁极部41,以通过转子中心O和该主磁极部41的周向中心的d轴为中心而将凸部朝向转子中心O设置;每一极配置有2个的磁铁46,呈大致V字状地埋入该磁铁插入孔43内,当向定子11施加三相交流电流而产生旋转磁场时,该旋转磁场作用于转子12的永久磁铁46而产生磁转矩,并且除了该磁转矩之外,磁阻转矩也作用于转子12,从而以规定的转矩驱动转子12旋转。
在此,在磁铁插入孔43的凸部设有将相邻的磁铁46的极间隔断的磁屏蔽空间45,该磁屏蔽空间45为梯形形状,该梯形形状沿着周向具有规定的宽度,且具有相对于磁铁插入孔43向半径方向外侧及内侧这双方伸出的部分。如此,通过将磁屏蔽空间45形成为沿着周向具有规定的宽度且具有相对于磁铁插入孔43向半径方向外侧及内侧这双方伸出的部分的形状,能够对应于磁屏蔽空间45的大小而尽量减小各个磁铁46的大小,并减少埋入到磁铁插入孔43内的两个磁铁46间的短路引起的漏磁通,从而能够减少无效磁通。
如此,根据本实施方式,由于永久磁铁46减小,相应地减少用于构成该磁铁的稀土材料(例如钕等)的使用量,能够实现低成本化,并提高磁通密度而增大磁转矩,实现马达10的高效率化,由此能够实现其小型化、低成本化。
另外,上述磁屏蔽空间45形成为上下部相对于磁铁插入孔43向半径方向外侧及内侧伸出的大致梯形形状。因此,通过将大致梯形形状的磁屏蔽空间45的上下边的长度设定为适当的长度,能够将沿着周向具有规定的宽度且具有相对于磁铁插入孔43向半径方向外侧及内侧这双方伸出的部分的所需大小的磁屏蔽空间45形成在大致V字状的磁铁插入孔43的凸部,能充分增大磁屏蔽空间45,由此能够可靠地实现磁铁46的小型化及漏磁通的减少。
此外,在本实施方式中,设向磁铁插入孔43埋入的磁铁46的内端侧距转子12外周的埋入深度为F,主磁极部41在转子12的外周位置处的极间距离为L,转子12的外径为D时,如图6及图7所示,将F/D设定为包括马达的效率表现出极大值的F/D=0.078在内的F/D=0.067~0.121的范围内,而且,将L/D设定为包括马达的效率表现出极大值的L/D=0.073在内的L/D=0.062~0.082的范围内。
如此,将F/D设定为包括马达的效率表现出极大值的F/D=0.078在内的F/D=0.067~0.121的范围内,而且,将L/D设定为包括马达的效率表现出极大值的L/D=0.073在内的L/D=0.062~0.082的范围内,由此从图6及图7明确可知,能够将电动马达10的效率维持在优选的范围内,能够使磁铁46的埋入深度F及主磁极部41的极间距离L分别最优化,并使电动马达10高效率化,由此能够实现其小型化、低成本化。
[第二实施方式]
接着,使用图4,说明本发明的第二实施方式。
本实施方式相对于上述的第一实施方式,在磁屏蔽空间45设有对磁铁46的设置位置进行设定的突起部47这一点不同。关于其他的点,由于与第一实施方式相同,因此省略说明。
在本实施方式中,在向磁铁插入孔43插入磁铁46时,为了对磁铁46的设置位置进行设定,如图4所示,在磁屏蔽空间45与磁铁插入孔43相交的部位设置向磁屏蔽空间45的内部侧突出的突起部47。
如此,通过在磁屏蔽空间45与磁铁插入孔43相交的部位设置对磁铁的设置位置进行设定的突起部47,即使磁屏蔽空间45的向半径方向的伸出充分大于磁铁插入孔43的上下宽度,也能通过突起部47将插入到磁铁插入孔43内的磁铁46设定在规定的位置,从而能够进行定位。因此,磁铁46不向磁屏蔽空间45侧移动,能够可靠地将磁铁46定位而设置在规定位置,从而能够发挥初始的功能。
[第三实施方式]
接着,使用图5,说明本发明的第三实施方式。
本实施方式相对于上述的第一实施方式,在磁屏蔽空间45分离成主磁屏蔽空间45A和辅助磁屏蔽空间45B、45C这一点不同。关于其他的点,由于与第一实施方式相同,因此省略说明。
在本实施方式中,将在呈大致V字状的磁铁插入孔43的凸部向半径方向外侧及内侧这双方伸出地设置的上述的磁屏蔽空间45如图5所示,分割成在大致V字状的磁铁插入孔43间设置的主磁屏蔽空间45A和从主磁屏蔽空间45A隔开规定的间隔而分离独立设置的辅助磁屏蔽空间45B、45C。
如上述那样,将磁屏蔽空间45的向半径方向外侧及内侧的伸出部上下分割,而形成为在大致V字状的磁铁插入孔43间设置的从主磁屏蔽空间45A隔开规定的间隔而分离独立的辅助磁屏蔽空间45B、45C,由此在主磁屏蔽空间45A及辅助磁屏蔽空间45B、45C这双方能够可靠地减少漏磁通,并且磁力线通过主磁屏蔽空间45A与分离的辅助磁屏蔽空间45B、45C之间,由此能够有效利用磁阻转矩作为转矩。由此,能够平衡性良好地利用磁转矩及磁阻转矩这双方,能够实现马达的高效率化。
需要说明的是,本发明并未限定为上述实施方式的发明,在不脱离其主旨的范围内,能够适当变形。例如,在上述实施方式中,说明了将逆变器收容部7设置在呈筒形状的壳体2的外周部的例子,但也可以在壳体2的一端面设置逆变器收容部。而且,作为压缩机构,并不局限于涡旋型,也可以使用任意型式的压缩机构。
此外,在上述实施方式中,说明了适用于6极的马达的例子,但马达的极数并未限定于此,当然也可以设为6极以上或6极以下。而且,大致V字状的磁铁插入孔43的打开角度及两个磁铁46的配置角度没有特别制限,只要设定为适当的角度即可。
【符号说明】
1电动压缩机
10电动马达
11定子
12转子
14旋转轴
20涡旋压缩机构(压缩机构)
40转子铁芯
41主磁极部
42辅助磁极部(辅助突极部)
43磁铁插入孔
45磁屏蔽空间(磁通屏障)
45A主磁屏蔽空间
45B、45C辅助磁屏蔽空间
46永久磁铁(磁铁)
47突起部
D转子外径
F磁铁的埋入深度
L主磁极部的极间距离
O转子中心

Claims (6)

1.一种电动马达,具备转子,该转子包括:圆筒状的转子铁芯,将主磁极部和辅助磁极部沿着周向交替地分别配置多极;大致V字状的磁铁插入孔,对应于所述主磁极部,以通过转子中心和该主磁极部的周向中心的d轴为中心而将凸部朝向转子中心设置;每一极配置有两个的磁铁,呈大致V字状地埋入该磁铁插入孔内,所述电动马达中,
在所述磁铁插入孔的所述凸部设有将相邻的所述磁铁的极间隔断的磁屏蔽空间,
该磁屏蔽空间为沿着周向具有规定的宽度且相对于与所述磁铁插入孔相交的部位的半径方向外侧的端部而上边进一步向半径方向外侧伸出、并且比所述上边长的下边相对于与所述磁铁插入孔相交的部位的半径方向内侧的端部而进一步向半径方向内侧伸出的大致梯形形状,
在所述磁屏蔽空间与所述磁铁插入孔相交的部位设有对所述磁铁的设置位置进行设定的突起部,
所述突起部向所述磁屏蔽空间的内部侧突出。
2.根据权利要求1所述的电动马达,其中,
所述磁屏蔽空间的向所述半径方向外侧及内侧的伸出部是从所述大致V字状磁铁插入孔间的主磁屏蔽空间隔开规定的间隔而分离独立的辅助磁屏蔽空间。
3.根据权利要求1或2所述的电动马达,其中,
设向所述磁铁插入孔埋入的所述磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,所述转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121。
4.根据权利要求1或2所述的电动马达,其中,
设所述主磁极部在所述转子的外周位置处的极间距离为L,所述转子的外径为D时,L/D设为L/D=0.062~0.082。
5.根据权利要求1或2所述的电动马达,其中,
设向所述磁铁插入孔埋入的所述磁铁的内端侧距转子外周的埋入深度为F,所述主磁极部在所述转子的外周位置处的极间距离为L,所述转子的外径为D时,F/D设为F/D=0.067~0.121,L/D设为L/D=0.062~0.082。
6.一种电动压缩机,具备压缩机构和与该压缩机构连结的电动马达,能够经由所述电动马达驱动所述压缩机构,所述电动压缩机中,
所述电动马达为权利要求1或2所述的电动马达。
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