CN106797146B - 电动机、压缩机以及制冷循环装置 - Google Patents
电动机、压缩机以及制冷循环装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106797146B CN106797146B CN201580045568.8A CN201580045568A CN106797146B CN 106797146 B CN106797146 B CN 106797146B CN 201580045568 A CN201580045568 A CN 201580045568A CN 106797146 B CN106797146 B CN 106797146B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- tooth
- motor
- gross area
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
- F25B31/026—Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
本发明涉及电动机、压缩机以及制冷循环装置。电动机(40)的定子具有绕组(44)和沿着圆周方向形成有18个供绕组(44)卷绕的齿(71)的定子铁芯(43)。电动机(40)的转子具有磁体(72)和沿着圆周方向形成有6个供磁体(72)插入的插入孔(73)的转子铁芯(46)。磁体(72)是剩余磁通密度Br为1.36~1.42T的晶界扩散型稀土类磁体。齿(71)的磁体平行截面(84)的总面积为磁体(72)的齿相向表面(83)的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下。
Description
技术领域
本发明涉及电动机、压缩机以及制冷循环装置。本发明涉及例如在转子搭载有剩余磁通密度Br高的高Br磁体的、用于各种产业领域的电动机。
背景技术
对于实现小型且高输出的电动机而言,有效的是使用剩余磁通密度Br高的高Br磁体。然而,使用高Br磁体的电动机存在铁芯的磁通密度变高的倾向,容易发生磁饱和。
磁饱和的发生会引起铁损的增加,并会成为使马达效率下降的主要因素。另外,因磁饱和的发生而使磁通密度分布的空间高次谐波以及时间高次谐波增大,并使转矩脉动增大。
作为减少因磁饱和导致的铁损的增加以及因空间高次谐波、时间高次谐波的增大导致的转矩脉动的手法,有如下方法:在施加于电枢绕组的电源电压大于空载感应电压与电枢反应电压之和的运转区域,进行弱磁通控制(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-88905号公报
发明内容
发明所要解决的课题
一直寻求实现如下的高效率的电动机,即,其不论是否进行弱磁通控制,即使使用剩余磁通密度高的高Br磁体也不易发生磁饱和。
另外,高Br磁体容易退磁,因此需要实现即使使用高Br磁体也不易发生退磁的电动机。
本发明的目的在于得到即使使用例如剩余磁通密度高的磁体也不易发生退磁的电动机的结构。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的电动机具备:
转子,其具有晶界扩散型的磁体和沿着圆周方向形成有多个供该磁体插入的插入孔的转子铁芯;以及
定子,其具有绕组和沿着圆周方向形成有多个供该绕组卷绕的齿的定子铁芯,
在一个磁体与一个齿的中心彼此沿着上述转子铁芯的半径方向排列的状态下,将该一个磁体的与该一个齿相向的表面设为齿相向表面,并将该一个齿的卷绕有绕组的部分的与该齿相向表面平行的截面设为磁体平行截面,形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下。
发明效果
在本发明中,形成于电动机定子铁芯的多个齿的截面的总面积为插入于形成在电动机转子铁芯的多个插入孔的磁体的表面的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下,因此,能够实现不易发生退磁的电动机。
附图说明
图1是本发明的实施方式的制冷循环装置(制冷运转时)的回路图。
图2是本发明的实施方式的制冷循环装置(制热运转时)的回路图。
图3是本发明的实施方式的压缩机的纵剖视图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图3的B-B剖视图。
图6是本发明的实施方式的电动机的局部剖视图。
图7是表示本发明的实施方式的电动机的结构与退磁场的关系的图表。
图8是表示本发明的实施方式的电动机的结构与马达效率的关系的图表。
图9是表示本发明的实施方式的电动机的结构与马达损耗的关系的图表。
具体实施方式
以下,使用附图说明本发明的实施方式。此外,在各图中,对于相同或相当的部分标注相同符号。在实施方式的说明中,对于相同或相当的部分,适当省略或简化其说明。对于装置、器具、零件等的结构,能够在本发明的范围内适当变更其材质、形状、大小等。
实施方式1
图1以及图2是本实施方式的制冷循环装置10的回路图。图1表示制冷运转时的制冷剂回路11a。图2表示制热运转时的制冷剂回路11b。
在本实施方式中,制冷循环装置10是空气调节机。此外,即使制冷循环装置10是空气调节机以外的设备(例如,热泵循环装置),也能够应用本实施方式。
如图1以及图2所示,制冷循环装置10具备供制冷剂循环的制冷剂回路11a、11b。
在制冷剂回路11a、11b中连接有压缩机12、四通阀13、室外热交换器14、膨胀阀15以及室内热交换器16。压缩机12对制冷剂进行压缩。四通阀13在制冷运转时和制热运转时切换制冷剂流动的方向。室外热交换器14是第1热交换器的例子。室外热交换器14在制冷运转时作为冷凝器进行动作,使由压缩机12压缩的制冷剂放热。室外热交换器14在制热运转时作为蒸发器进行动作,在室外空气与通过膨胀阀15膨胀的制冷剂之间进行热交换而加热制冷剂。膨胀阀15是膨胀机构的例子。膨胀阀15使在冷凝器放热的制冷剂膨胀。室内热交换器16是第2热交换器的例子。室内热交换器16在制热运转时作为冷凝器进行动作,使由压缩机12压缩的制冷剂放热。室内热交换器16在制冷运转时作为蒸发器进行动作,在室内空气与通过膨胀阀15膨胀的制冷剂之间进行热交换而加热制冷剂。
制冷循环装置10还具备控制装置17。
控制装置17例如为微型计算机。在附图中虽然仅示出了控制装置17与压缩机12的连接,但控制装置17不仅与压缩机12连接,还与连接于制冷剂回路11a、11b的各部件连接。控制装置17对各部件的状态进行监视或控制等。
作为在制冷剂回路11a、11b中循环的制冷剂,能够使用R407C制冷剂、R410A制冷剂、R1234yf制冷剂、R32制冷剂等任意的制冷剂。
图3是压缩机12的纵剖视图。图4是图3的A-A剖视图。图5是图3的B-B剖视图。此外,在各图中,省略了表示截面的阴影线。另外,在图4以及图5中,仅示出了密闭容器20的内侧。
在本实施方式中,压缩机12是1个作动缸的回转式压缩机。此外,即使压缩机12为多作动缸的回转式压缩机或涡旋式压缩机也能够应用本实施方式。
如图3所示,压缩机12具备密闭容器20、压缩部件30、电动机40以及曲轴50。
密闭容器20是容器的例子。在密闭容器20中安装有用于吸入制冷剂的吸入管21和用于排出制冷剂的排出管22。
压缩部件30被收纳在密闭容器20中。具体而言,压缩部件30被设置于密闭容器20的内侧下部。压缩部件30对被吸入到吸入管21的制冷剂进行压缩。
电动机40也被收纳在密闭容器20中。具体而言,电动机40在密闭容器20中被设置于由压缩部件30压缩的制冷剂从排出管22被排出之前所通过的位置。即,电动机40在密闭容器20的内侧被设置于压缩部件30的上方。电动机40驱动压缩部件30。
在密闭容器20的底部存积有用于对压缩部件30的各滑动部进行润滑的冷冻机油25。随着曲轴50的旋转,冷冻机油25由被设置于曲轴50的下部的油泵(未图示)抽起,并向压缩部件30的各滑动部供给。作为冷冻机油25,使用例如合成油即POE(多元醇酯)、PVE(聚乙烯醚)、AB(烷基苯)。
以下,对压缩部件30的详细情况进行说明。
如图3以及图4所示,压缩部件30具备作动缸31、旋转活塞32、滑片36、主轴承33以及副轴承34。
作动缸31的外周为俯视大致圆形。在作动缸31的内部形成有俯视大致圆形的空间即作动缸室62。作动缸31的轴向两端开口。
在作动缸31设置与作动缸室62连通并在半径方向上延伸的滑片槽61。在滑片槽61的外侧形成与滑片槽61连通的俯视大致圆形的空间即背压室63。
在作动缸31设置从制冷剂回路11a、11b吸入气体制冷剂的吸入口(未图示)。吸入口从作动缸31的外周面贯通至作动缸室62。
在作动缸31设置从作动缸室62排出被压缩的制冷剂的排出口(未图示)。排出口是对作动缸31的上端面进行切削而形成的。
旋转活塞32为环状。旋转活塞32在作动缸室62内进行偏心运动。旋转活塞32滑动自如地嵌合于曲轴50的偏心轴部51。
滑片36的形状为平坦的大致长方体。滑片36被设置在作动缸31的滑片槽61内。滑片36由被设置于背压室63的滑片弹簧37始终按压于旋转活塞32。由于密闭容器20内为高压,因此当压缩机12的运转开始时,由密闭容器20内的压力与作动缸室62内的压力之差产生的力会作用于滑片36的背面(即,背压室63侧的面)。因此,滑片弹簧37主要以在压缩机12的起动时(密闭容器20内与作动缸室62内的压力相等时)将滑片36按压于旋转活塞32为目的而被使用。
主轴承33为侧视大致倒T字状。主轴承33滑动自如地嵌合于曲轴50的比偏心轴部51靠上的部分即主轴部52。主轴承33将作动缸31的作动缸室62以及滑片槽61的上侧闭塞。
副轴承34为侧视大致T字状。副轴承34滑动自如地嵌合于曲轴50的比偏心轴部51靠下的部分即副轴部53。副轴承34将作动缸31的作动缸室62以及滑片槽61的下侧闭塞。
主轴承33具备排出阀(未图示)。在主轴承33的外侧安装排出消音器35。经由排出阀排出的高温且高压的气体制冷剂临时进入排出消音器35,其后从排出消音器35向密闭容器20内的空间排放。此外,排出阀以及排出消音器35也可以被设置于副轴承34或被设置于主轴承33和副轴承34这两方。
作动缸31、主轴承33、副轴承34的材质是灰口铸铁、烧结钢、碳素钢等。旋转活塞32的材质例如是含有铬等的合金钢。滑片36的材质例如是高速工具钢。
在密闭容器20的侧旁设置吸入消音器23。吸入消音器23从制冷剂回路11a、11b吸入低压的气体制冷剂。吸入消音器23抑制在液体制冷剂返回时液体制冷剂直接进入作动缸31的作动缸室62。吸入消音器23经由吸入管21连接于作动缸31的吸入口。吸入消音器23的主体通过焊接等被固定在密闭容器20的侧面。
以下,对电动机40的详细情况进行说明。
在本实施方式中,电动机40是使用剩余磁通密度Br高的高Br磁体的无刷直流(Direct Current)马达。此外,只要电动机40是使用高Br磁体的马达,即使是无刷直流马达以外的马达,也能够应用本实施方式。
如图3以及图5所示,电动机40具备大致圆筒状的定子41以及大致圆柱状的转子42。
定子41与密闭容器20的内周面抵接而被固定。在定子41的内侧隔着0.3~1mm左右的空隙设置转子42。
定子41具备定子铁芯43和绕组44。定子铁芯43是将以铁为主成分的厚度为0.1~1.5mm的多个电磁钢板以规定的形状进行冲裁,并沿轴向层叠,通过铆接、焊接等来固定而制作的。绕组44是分别在形成于定子铁芯43的18个齿71的每个上经由绝缘构件47以分布式绕组或集中式绕组的形式卷绕而成的。齿71为从根部宽度慢慢变窄、在卷绕绕组44的部分宽度恒定、在前端宽度变宽的形状。当在绕组44中流通电流时,卷绕有绕组44的齿71成为磁极。磁极的方向由在绕组44中流通的电流的方向来决定。绕组44由芯线和覆盖芯线的至少1层的被膜构成。芯线的材质例如为铜。被膜的材质例如为AI(酰胺酰亚胺)/EI(亚氨基酸酯)。绝缘构件47的材质例如为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、LCP(液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、酚醛树脂。在绕组44上连接有导线45。
也可以在定子铁芯43的外周沿圆周方向大致等间隔地形成多个切口。此时,各个切口成为从排出消音器35向密闭容器20内的空间排放的气体制冷剂的通路之一。各个切口还成为从电动机40之上向密闭容器20的底部返回的冷冻机油25的通路。
转子42具备转子铁芯46和磁体72。转子铁芯46也与定子铁芯43同样地,是将以铁为主成分的厚度为0.1~1.5mm的多个电磁钢板以规定的形状进行冲裁,并沿轴向层叠,通过铆接、焊接等来固定而制作的。分别在形成于转子铁芯46的6个插入孔73的每个中插入一个磁体72。磁体72是长方体形状,并形成磁极。
作为磁体72,使用通过晶界扩散方法来制造的磁体,即晶界扩散型的磁体。一般而言,晶界扩散型的磁体在常温(例如,20℃)下的剩余磁通密度Br为1.3T(特斯拉)以上。在本实施方式中,以使用这样的高Br磁体作为磁体72为前提。若剩余磁通密度Br为1.3T以上,则也可以使用晶界扩散型以外的种类的磁体作为磁体72。
为了防止磁体72沿轴向脱离,在转子42的上端以及下端(即,轴向两端)分别设置上端板48以及下端板49。上端板48以及下端板49还兼做旋转平衡器。上端板48以及下端板49通过多个固定用铆钉(未图示)等被固定于转子铁芯46。
在转子铁芯46的俯视中心形成有用于供曲轴50的主轴部52热装或压入的轴孔74。在转子铁芯46的轴孔74的周围形成有沿大致轴向贯通的多个贯通孔75。各个贯通孔75成为从排出消音器35向密闭容器20内的空间排放的气体制冷剂的通路之一。
在密闭容器20的顶部安装有与外部电源(例如,变频器装置)连接的端子24(例如,玻璃端子)。端子24例如通过焊接被固定于密闭容器20。在端子24上连接有来自电动机40的导线45。
在密闭容器20的顶部安装有轴向两端开口的排出管22。从压缩部件30排出的气体制冷剂从密闭容器20内的空间通过排出管22而向外部的制冷剂回路11a、11b排出。
以下,说明压缩机12的动作。
经由导线45从端子24向电动机40的定子41供给电力。由此,电流在定子41的绕组44中流通,并从绕组44产生磁通。电动机40的转子42由从绕组44产生的磁通和从转子42的磁体72产生的磁通的作用而进行旋转。通过转子42的旋转,被固定于转子42的曲轴50进行旋转。伴随着曲轴50的旋转,压缩部件30的旋转活塞32在压缩部件30的作动缸31的作动缸室62内进行偏心旋转。作动缸31与旋转活塞32之间的空间被压缩部件30的滑片36分隔成2个。伴随着曲轴50的旋转,这2个空间的容积产生变化。在一个空间中,由于容积慢慢扩大,从吸入消音器23吸入低压的气体制冷剂。在另一个空间中,由于容积慢慢缩小,该空间中的气体制冷剂被压缩。被压缩并成为高压且高温的气体制冷剂从排出消音器35向密闭容器20内的空间排出。被排出的气体制冷剂进一步通过电动机40而从位于密闭容器20的顶部的排出管22向密闭容器20外排出。向密闭容器20外排出的制冷剂通过制冷剂回路11a、11b而再度返回到吸入消音器23。
此外,在压缩机12作为摇摆式的回转式压缩机构成的情况下(未图示),滑片36与旋转活塞32一体设置,当曲轴50被驱动时,沿着旋转自如地被安装在旋转活塞32的支承体的收容槽进行出入。伴随着旋转活塞32的旋转,滑片36一边摆动一边沿半径方向进退,从而将作动缸室62的内部划分为压缩室和吸入室。支承体由横截面为半圆形状的2个柱状构件构成。支承体旋转自如地被嵌合于形成在作动缸31的吸入口和排出口的中间部的圆形状的保持孔。
基于压缩部件30的制冷剂的吸入、压缩、排出的各工序所需的负荷量越大,越需要增大电动机40产生的旋转力即所产生的转矩。电动机40所产生的转矩的大小取决于由在定子41的绕组44中流通的电流产生的磁通和由转子42的磁体72产生的磁通的大小。转子42侧的磁通的大小主要取决于在设计时选择的磁体72的规格。定子41侧的磁通的大小不仅取决于在设计时设定的绕组44的匝数,还取决于在运转时设定的向绕组44的电流值。因此,在运转时,通过控制从外部电源经由导线45和端子24在绕组44中流通的电流,能够对应于压缩部件30的负荷量地控制电动机40所产生的转矩。即,在想要增大电动机40所产生的转矩时,增加在绕组44中流通的电流。在想要减小电动机40所产生的转矩时,减少在绕组44中流通的电流。
如上所述,电动机40具备定子41和转子42。
定子41具有绕组44和沿着圆周方向形成有18个供绕组44卷绕的齿71的定子铁芯43。
转子42具有磁体72和沿着圆周方向形成有6个供磁体72插入的插入孔73的转子铁芯46。
磁体72为晶界扩散型的磁体,或者为剩余磁通密度Br为1.3T以上的磁体,或者为晶界扩散型且剩余磁通密度Br为1.3T以上的磁体。通过使用这样的高Br磁体,能够实现电动机40的小型化以及高输出化,但需要抑制因定子铁芯43的磁通密度变高导致的磁饱和的产生。另外,还需要抑制成为电动机40的特性劣化的主要因素的退磁的产生。
因此,在本实施方式中,对电动机40的结构进行设计,通过抑制退磁的产生,优选还抑制磁饱和的产生,从而提高马达效率。
图6是电动机40的局部剖视图。
如图6所示,根据转子42的旋转角度,有时一个磁体72的中心81与一个齿71的中心82会成为沿着转子铁芯46的半径方向排列的状态。将该状态下的该一个磁体72的、与该一个齿71相向的表面(即,朝向转子铁芯46的半径方向外侧的面)设为齿相向表面83(以下,有时也仅称为“磁体表面”)。另外,将该一个齿71的卷绕有绕组44的部分的、与该齿相向表面83平行的截面(例如,在中心82切断的截面)设为磁体平行截面84(以下,有时也仅称为“齿截面”)。
图7是表示电动机40的结构与退磁场的关系的图表。
图7的图表表示解析在如下结构中,为了从电动机40获得所希望的输出(固定值)所需要的电流值会根据齿截面的总面积与磁体表面的总面积的比率如何变化的结果,所述结构是:齿71为18个,使用6个剩余磁通密度Br为1.36~1.42T的晶界扩散型稀土类磁体(6磁极)作为磁体72,绕组44为分布式绕组。将电流值换算成退磁场(绕组44的匝数×在绕组44中流通的电流)进行表示。
当磁体72退磁时,电动机40无法维持所需要的特性。当退磁场超过退磁极限退磁场时,磁体72将会退磁。剩余磁通密度Br高的磁体72尤其容易退磁。用于解析的磁体72的退磁极限退磁场为1514AT(安匝数)。
由图7所示的结果可知,只要齿截面的总面积(形成于定子铁芯43的18个齿71的磁体平行截面84的总面积)为磁体表面的总面积(插入于形成在转子铁芯46的6个插入孔73的磁体72的齿相向表面83的总面积)的0.56倍以上且0.93倍以下,就能够将退磁场抑制在退磁极限退磁场以下。因此,在本实施方式中,将齿截面的总面积设为磁体表面的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下。由此,使磁体72不易退磁,所以能够在电动机40中维持所需要的特性。
图8是表示电动机40的结构与马达效率的关系的图表。图9是表示电动机40的结构与马达损耗的关系的图表。
图8以及图9的图表表示对在与上述结构同样地,齿71为18个、使用6个剩余磁通密度Br为1.36~1.42T的晶界扩散型稀土类磁体(6磁极)作为磁体72、绕组44为分布式绕组的结构中,齿截面的总面积与磁体表面的总面积的比率赋予马达效率以及马达损耗的影响进行解析的结果。
在电动机40中,引起马达效率的恶化的磁通饱和的发生部位是定子铁芯43的齿71。齿71的截面积越大,越不易产生磁通饱和。因此,在相对于磁体表面的总面积的齿截面的总面积的比率增加时,马达效率增加,马达损耗下降。然而,齿71的截面积越大,邻接的齿71之间的空间(槽)越窄,绕组44的匝数受限制。因此,在相对于磁体表面的总面积的齿截面的总面积的比率增加到超过一定比率时,马达效率下降,马达损耗增大。
由图8所示的结果可知,只要齿截面的总面积(形成于定子铁芯43的18个齿71的磁体平行截面84的总面积)为磁体表面的总面积(插入于形成在转子铁芯46的6个插入孔73的磁体72的齿相向表面83的总面积)的0.6倍以上且0.7倍以下,就能够将与马达效率的最大效率的差控制在0.1%的范围内。因此,在本实施方式中,优选齿截面的总面积为磁体表面的总面积的0.6倍以上且0.7倍以下。通过采用这样的结构,能够实现高效率的电动机40。另外,由于磁饱和的产生被抑制,所以还能够实现低噪音的电动机40。
另外,如图8以及图9所示,只要齿截面的总面积为磁体表面的总面积的0.62倍以上且0.67倍以下,就能够使马达效率最大化,并使马达损耗最小化。因此,在本实施方式中,优选齿截面的总面积为磁体表面的总面积的0.62倍以上且0.67倍以下。
此外,即使齿71的个数不是18个,而是变更为9个、12个、36个这样的其它的个数,也能够得到如图7到图9所示的特性。因此,在本实施方式中,能够适当变更齿71的个数。
另外,即使磁体72的个数不是6个,而是变更为4个、9个这样的其它的个数,也能够得到如图7到图9所示的特性。因此,在本实施方式中,也能够适当变更磁体72的个数。
另外,即使将磁体72变更为种类或特性(例如,退磁极限退磁场)不同的磁体,只要剩余磁通密度Br高,就能够得到如图7到图9所示的特性。因此,在本实施方式中,能够将磁体72本身适当变更为别的高Br磁体。
另外,绕组44并不限于分布式绕组,也可以是以集中式绕组的形式卷绕于齿71。
根据本实施方式,能够确保使用剩余磁通密度Br高的磁体72的电动机40的品质。
通过将该电动机40应用于压缩机12,能够得到在满足规定的效率的同时,低价且低噪音的品质高的压缩机12。
而且,通过将该压缩机12应用于制冷循环装置10,能够得到可靠性高的制冷循环装置10。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但也可以部分地实施该实施方式。例如,在该实施方式的说明中,在作为“部”进行说明的构成中,可以仅采用任意一个,也可以采用任意几个的组合。另外,本发明并不被限定于该实施方式,能够根据需要进行各种变更。
附图标记说明
10制冷循环装置、11a、11b制冷剂回路、12压缩机、13四通阀、14室外热交换器、15膨胀阀、16室内热交换器、17控制装置、20密闭容器、21吸入管、22排出管、23吸入消音器、24端子、25冷冻机油、30压缩部件、31作动缸、32旋转活塞、33主轴承、34副轴承、35排出消音器、36滑片、37滑片弹簧、40电动机、41定子、42转子、43定子铁芯、44绕组、45导线、46转子铁芯、47绝缘构件、48上端板、49下端板、50曲轴、51偏心轴部、52主轴部、53副轴部、61滑片槽、62作动缸室、63背压室、71齿、72磁体、73插入孔、74轴孔、75贯通孔、81中心、82中心、83齿相向表面、84磁体平行截面。
Claims (12)
1.一种电动机,其特征在于,具备:
转子,其具有晶界扩散型的磁体和沿着圆周方向形成有多个供该磁体插入的插入孔的转子铁芯;以及
定子,其具有绕组和沿着圆周方向形成有多个供该绕组卷绕的齿的定子铁芯,
在一个磁体与一个齿的中心相互沿着上述转子铁芯的半径方向排列的状态下,将该一个磁体的与该一个齿相向的表面设为齿相向表面,并将该一个齿的卷绕有绕组的部分的与该齿相向表面平行的截面设为磁体平行截面,形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下。
2.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,
形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.6倍以上且0.7倍以下。
3.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,
形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.62倍以上且0.67倍以下。
4.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,
上述转子所具有的磁体是长方体形状的磁体。
5.一种压缩机,其特征在于,具备:
权利要求1~4中任一项所述的电动机;以及
被上述电动机驱动而压缩制冷剂的压缩部件。
6.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
连接有权利要求5所述的压缩机的、供上述制冷剂循环的制冷剂回路。
7.一种电动机,其特征在于,具备:
转子,其具有剩余磁通密度为1.3特斯拉以上的磁体和沿着圆周方向形成有多个供该磁体插入的插入孔的转子铁芯;以及
定子,其具有绕组和沿着圆周方向形成有多个供该绕组卷绕的齿的定子铁芯,
在一个磁体与一个齿的中心相互沿着上述转子铁芯的半径方向排列的状态下,将该一个磁体的与该一个齿相向的表面设为齿相向表面,并将该一个齿的卷绕有绕组的部分的与该齿相向表面平行的截面设为磁体平行截面,形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.56倍以上且0.93倍以下。
8.根据权利要求7所述的电动机,其特征在于,
形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.6倍以上且0.7倍以下。
9.根据权利要求7所述的电动机,其特征在于,
形成于上述定子铁芯的多个齿的磁体平行截面的总面积为插入于形成在上述转子铁芯的多个插入孔的磁体的齿相向表面的总面积的0.62倍以上且0.67倍以下。
10.根据权利要求7所述的电动机,其特征在于,
上述转子所具有的磁体是长方体形状的磁体。
11.一种压缩机,其特征在于,具备:
权利要求7~10中任一项所述的电动机;以及
被上述电动机驱动而压缩制冷剂的压缩部件。
12.一种制冷循环装置,其特征在于,具备:
连接有权利要求11所述的压缩机的、供上述制冷剂循环的制冷剂回路。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014170595 | 2014-08-25 | ||
JP2014-170595 | 2014-08-25 | ||
PCT/JP2015/071457 WO2016031477A1 (ja) | 2014-08-25 | 2015-07-29 | 電動機及び圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106797146A CN106797146A (zh) | 2017-05-31 |
CN106797146B true CN106797146B (zh) | 2019-03-12 |
Family
ID=55399378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580045568.8A Active CN106797146B (zh) | 2014-08-25 | 2015-07-29 | 电动机、压缩机以及制冷循环装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10468953B2 (zh) |
JP (1) | JP6351734B2 (zh) |
CN (1) | CN106797146B (zh) |
WO (1) | WO2016031477A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108475971B (zh) * | 2016-01-27 | 2020-08-11 | 三菱电机株式会社 | 磁化方法、转子、电动机以及涡旋压缩机 |
AU2016428280B2 (en) * | 2016-10-31 | 2020-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Drive device and air-conditioner, and compressor control method |
GB201621684D0 (en) * | 2016-12-20 | 2017-02-01 | Gb Inspection Systems Ltd | Ultrasonic probe |
WO2019175927A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | 電動機、圧縮機、送風機、及び冷凍空調装置 |
JP2020108312A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社マキタ | 電動工具用の分布巻きモータ、電動工具及び芝刈り機 |
US12040680B2 (en) * | 2019-06-13 | 2024-07-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Compressor and air conditioner |
US11581764B2 (en) * | 2020-12-28 | 2023-02-14 | Mahle International Gmbh | Permanent magnet motor |
CN118054593A (zh) * | 2022-11-10 | 2024-05-17 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 一种可以提高抗退磁性的电机、压缩机和制冷机 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1379528A (zh) * | 2001-04-05 | 2002-11-13 | 株式会社日立制作所 | 永久磁铁型转动电机和使用永久磁铁型转动电机的发电系统和驱动系统 |
CN101536293A (zh) * | 2007-02-21 | 2009-09-16 | 三菱电机株式会社 | 永久磁铁同步马达及封闭式压缩机 |
CN101552066A (zh) * | 2008-01-31 | 2009-10-07 | 株式会社日立制作所 | 烧结磁铁及使用其的旋转机 |
CN102214958A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 上海海立(集团)股份有限公司 | 一种永磁电动机的定、转子结构 |
CN102498640A (zh) * | 2009-09-18 | 2012-06-13 | 布鲁萨电子公司 | 具有嵌入磁体的永磁励磁同步机 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19933009A1 (de) * | 1998-07-24 | 2000-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor mit interne Permanentmagneten enthaltendem Rotor und einen solchen Motor verwendende Antriebseinheit |
JP2000209827A (ja) | 1999-01-18 | 2000-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Pmモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タ |
JP2003079084A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Aichi Elec Co | リラクタンストルク利用のブラシレスdcモータ |
US6867526B2 (en) | 2001-09-05 | 2005-03-15 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Brushless DC motor |
JP4126992B2 (ja) | 2002-08-27 | 2008-07-30 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型モータおよびそれを具備した電動パワーステアリング装置 |
DE10256523A1 (de) * | 2002-12-04 | 2004-06-24 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine, insbesondere bürstenloser Synchronmotor |
WO2008105049A1 (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corporation | 永久磁石型モータ及び密閉型圧縮機及びファンモータ |
JP5228582B2 (ja) | 2008-04-04 | 2013-07-03 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型回転電機およびそれを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP5078867B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2012-11-21 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型回転電機およびそれを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP5764301B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2015-08-19 | ミネベア株式会社 | ブラシレスdcモータ |
JP2012060799A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 圧縮機用電動機及び圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
JP5591099B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-09-17 | 三菱電機株式会社 | 圧縮機および冷凍サイクル装置 |
JP5811567B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-11-11 | 株式会社富士通ゼネラル | 回転子および永久磁石電動機 |
JP5579149B2 (ja) * | 2011-10-25 | 2014-08-27 | 三菱電機株式会社 | 密閉型圧縮機、その密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置、およびその冷凍サイクル装置を備えた空気調和機 |
JP5991099B2 (ja) | 2012-09-10 | 2016-09-14 | 日本精工株式会社 | 電動機及び電動パワーステアリング装置 |
JP5935615B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-06-15 | 株式会社デンソー | 回転電機のロータ |
JP2015130724A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 日本精工株式会社 | モータ用コア及びモータ |
JP5661955B2 (ja) | 2014-01-16 | 2015-01-28 | 三菱電機株式会社 | 圧縮機 |
-
2015
- 2015-07-29 WO PCT/JP2015/071457 patent/WO2016031477A1/ja active Application Filing
- 2015-07-29 US US15/322,624 patent/US10468953B2/en active Active
- 2015-07-29 JP JP2016545397A patent/JP6351734B2/ja active Active
- 2015-07-29 CN CN201580045568.8A patent/CN106797146B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1379528A (zh) * | 2001-04-05 | 2002-11-13 | 株式会社日立制作所 | 永久磁铁型转动电机和使用永久磁铁型转动电机的发电系统和驱动系统 |
CN101536293A (zh) * | 2007-02-21 | 2009-09-16 | 三菱电机株式会社 | 永久磁铁同步马达及封闭式压缩机 |
CN101552066A (zh) * | 2008-01-31 | 2009-10-07 | 株式会社日立制作所 | 烧结磁铁及使用其的旋转机 |
CN102498640A (zh) * | 2009-09-18 | 2012-06-13 | 布鲁萨电子公司 | 具有嵌入磁体的永磁励磁同步机 |
CN102214958A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 上海海立(集团)股份有限公司 | 一种永磁电动机的定、转子结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6351734B2 (ja) | 2018-07-04 |
US20170179802A1 (en) | 2017-06-22 |
WO2016031477A1 (ja) | 2016-03-03 |
CN106797146A (zh) | 2017-05-31 |
JPWO2016031477A1 (ja) | 2017-04-27 |
US10468953B2 (en) | 2019-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106797146B (zh) | 电动机、压缩机以及制冷循环装置 | |
KR102261053B1 (ko) | 공기 조화기 및 공기 조화기의 제어 방법 | |
KR102278116B1 (ko) | 구동 장치, 공기 조화기 및 전동기의 구동 방법 | |
KR102051823B1 (ko) | 전동기, 로터, 압축기 및 냉동 공조 장치 | |
KR102010200B1 (ko) | 전동기, 로터, 압축기 및 냉동 공조 장치 | |
JP6742402B2 (ja) | 電動機、圧縮機、及び冷凍サイクル装置 | |
CN110892636B (zh) | 驱动装置、压缩机以及空调机及永磁电动机的驱动方法 | |
KR102261057B1 (ko) | 구동 장치 및 공기 조화기, 및 압축기의 제어 방법 | |
JP6651019B2 (ja) | 電動機、圧縮機、冷凍空調装置および電動機の製造方法 | |
KR101892405B1 (ko) | 압축기 및 압축기 제조 방법 | |
JP6824333B2 (ja) | 電動機、ロータ、圧縮機および冷凍空調装置 | |
CN110431726A (zh) | 转子、电动机、压缩机、送风机及空调装置 | |
JPWO2020170390A1 (ja) | モータ、圧縮機および空気調和装置 | |
CN106337814A (zh) | 压缩机以及制冷循环装置 | |
KR102328761B1 (ko) | 압축기 및 냉동 사이클 장치 | |
CN207039313U (zh) | 定子、马达、压缩机以及制冷循环装置 | |
US11394258B2 (en) | Electric motor, compressor, fan, and refrigerating and air conditioning apparatus | |
CN106981935B (zh) | 定子铁心、压缩机以及冷冻循环装置 | |
CN205105013U (zh) | 压缩机 | |
CN108368849A (zh) | 压缩机以及制冷循环装置 | |
JP4031454B2 (ja) | 圧縮機 | |
JP7038891B2 (ja) | モータ、圧縮機および空気調和装置 | |
CN110366809A (zh) | 旋转电机、压缩机以及制冷循环装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |