CN112438012A - 电动机、压缩机及空气调节机 - Google Patents
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Abstract
电动机(1)具有：定子(3)，其具有在轴向上层叠的第一定子芯(31)及第二定子芯(32)和配置定子绕组(37)的槽(35)；以及转子，其具有在径向上与第一定子芯(31)相向的第一转子芯(21)和在径向上与第二定子芯(32)相向的第二转子芯(22)。定子(3)具有形成在与槽(35)相向的位置的不与定子绕组(37)接触的凹部(36)。第一转子芯(21)的体积小于第二转子芯(22)的体积。
Description
技术领域
本发明涉及电动机。
背景技术
一般使用在定子绕组与定子芯之间设置有间隔的电动机(例如参照专利文献1)。通过在定子绕组与定子芯之间设置间隔，从而减少从定子绕组向定子芯的漏电流。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-104782号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，当与轴向正交的平面中的定子芯的面积变小时，在定子芯中容易产生磁饱和，在定子芯中铁损容易增加。结果，电动机的效率(也称为电机效率)有时会下降。
本发明的目的在于提高电动机的效率。
用于解决课题的手段
本发明的电动机具备：
定子，所述定子具有在轴向上层叠的第一定子芯及第二定子芯和配置定子绕组的槽；以及
转子，所述转子具有第一转子芯、第二转子芯及永久磁铁，并配置在所述定子的内侧，所述第一转子芯在径向上与所述第一定子芯相向，所述第二转子芯在所述径向上与所述第二定子芯相向，
所述定子具有形成在与所述槽相向的位置的不与所述定子绕组接触的凹部，
所述第一转子芯具有至少一个第一孔，所述至少一个第一孔具有供所述永久磁铁插入的第一磁铁插入部和与所述第一磁铁插入部连通的第一磁通壁垒部，
所述第二转子芯具有至少一个第二孔，所述至少一个第二孔具有供所述永久磁铁插入的第二磁铁插入部和与所述第二磁铁插入部连通的第二磁通壁垒部，
所述第一转子芯的体积小于所述第二转子芯的体积。
发明的效果
根据本发明，能够提高电动机的效率。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的电动机的构造的俯视图。
图2是概略地示出电动机的构造的剖视图。
图3是概略地示出第一转子芯的构造的俯视图。
图4是概略地示出第二转子芯的构造的俯视图。
图5是概略地示出定子的一部分的构造的立体图。
图6是示出电动机的其他例子的剖视图。
图7是示出电动机的又一个其他例子的剖视图。
图8是示出电动机的又一个其他例子的剖视图。
图9是概略地示出图5所示的定子芯的一部分的构造的俯视图。
图10是概略地示出第二定子芯的一部分的构造的俯视图。
图11是示出第一定子芯的磁轭及齿的其他构造的图。
图12是示出第一定子芯的磁轭及齿的又一个其他构造的图。
图13是示出第一定子芯的磁轭及齿的又一个其他构造的图。
图14是概略地示出变形例1中的第一转子芯的构造的俯视图。
图15是示出图14所示的第一转子芯的一部分的构造的放大图。
图16是概略地示出变形例2中的第一转子芯的构造的俯视图。
图17是概略地示出变形例3中的第一转子芯的构造的俯视图。
图18是概略地示出变形例4中的第一转子芯的构造的俯视图。
图19是概略地示出变形例4中的第二转子芯的构造的俯视图。
图20是概略地示出变形例5中的第一转子芯的构造的俯视图。
图21是概略地示出变形例5中的第二转子芯的构造的俯视图。
图22是概略地示出变形例6中的第一转子芯的构造的俯视图。
图23是概略地示出变形例6中的第二转子芯的构造的俯视图。
图24是概略地示出本发明的实施方式2的压缩机的构造的剖视图。
图25是概略地示出本发明的实施方式3的制冷空调装置的结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
在各图所示的xyz正交坐标系中，z轴方向(z轴)示出与电动机1的轴线Ax平行的方向，x轴方向(x轴)示出与z轴方向(z轴)正交的方向，y轴方向(y轴)示出与z轴方向及x轴方向双方正交的方向。轴线Ax是转子2的旋转中心。与轴线Ax平行的方向也称为“转子2的轴向”或仅称为“轴向”。径向是与轴线Ax正交的方向。xy平面是与轴向正交的平面。
图1是概略地示出本发明的实施方式1的电动机1的构造的俯视图。箭头D1示出以轴线Ax为中心的定子3的周向。箭头D1也示出以轴线Ax为中心的转子2的周向。转子2及定子3的周向也仅称为“周向”。
图2是概略地示出电动机1的构造的剖视图。
电动机1具有转子2和定子3。电动机1例如是永久磁铁嵌入型电动机等永磁同步电动机(也称为无刷DC电机)。在图1中，从定子3拆下了定子绕组37。
转子2能够旋转地配置在定子3的内侧。转子2具有转子芯20、轴26及至少一个永久磁铁23。如图2所示，转子芯20具有至少一个第一转子芯21和在轴向上与第一转子芯21相邻的至少一个第二转子芯22。
在图2所示的例子中，转子芯20具有两个第一转子芯21和一个第二转子芯22，第二转子芯22配置于两个第一转子芯21之间。例如，轴向上的一个第一转子芯21的长度为7.5mm，轴向上的第二转子芯22的长度为15mm。但是，第一转子芯21及第二转子芯22的数量不限定于图2所示的例子，第一转子芯21及第二转子芯22的配置也不限定于图2所示的例子。
转子2与定子3之间的气隙例如为0.3mm至1mm。当向定子绕组37供给与指令转速同步的频率的电流时，会在定子3产生旋转磁场，转子2旋转。
转子芯20(即第一转子芯21及第二转子芯22)通过热装、压入等而固定于轴26。当转子2旋转时，旋转能量从第一转子芯21及第二转子芯22传递给轴26。
第一转子芯21在径向上与定子3的第一定子芯31相向。通过在轴向上层叠多块电磁钢板210，从而形成第一转子芯21。这些电磁钢板210通过铆接而相互固定。多块电磁钢板210中的每一块冲裁为预先确定的形状。多块电磁钢板210中的每一块的厚度例如为0.1mm以上且0.7mm以下。在本实施方式中，多块电磁钢板210中的每一块的厚度为0.35mm。
图3是概略地示出第一转子芯21的构造的俯视图。
第一转子芯21具有至少一个第一孔211、供轴26插入的第一轴插入孔214及至少一个孔215。在图3所示的例子中，第一转子芯21具有在周向上排列的六个第一孔211。即，在图3所示的例子中，“至少一个第一孔211”是指六个第一孔211。第一轴插入孔214的半径例如为2mm至3mm。
第一转子芯21具有第一区域R1和第三区域R3。第一区域R1是径向上的一个第一孔211的外侧的区域。第三区域R3是由六个第一孔211包围而成的区域。即，在图3所示的例子中，第一转子芯21分为六个第一区域R1、一个第三区域R3及六个第一孔211。在图3所示的例子中，第一转子芯21是在xy平面中具有半径Rb的正圆。
如图3所示，多个孔215形成于各第一区域R1。在图3所示的例子中，在各第一区域R1形成有六个孔215。例如，各孔215在xy平面中呈直线状延伸。各孔215在径向上具有长度。各孔215的形状不限定于图3所示的例子。例如，xy平面中的各孔215的形状为多边形或圆弧。
在xy平面中，各孔215的短边方向上的宽度例如为1mm。彼此相邻的孔215间的最短距离为电磁钢板210的厚度以上。例如，彼此相邻的孔215间的最短距离为0.35mm至0.5mm。由此，各孔215的形成变得容易。
在xy平面中，各孔215的长边方向上的长度为电磁钢板210的厚度以上。由此，各孔215的形成变得容易。
在各第一区域R1中，各孔215形成为随着趋向径向外侧而趋向磁极中心部。磁极中心部是周向上的转子2的磁极的中心。磁极中心部位于在xy平面中通过转子2的旋转中心和第一孔211的中心的直线上。
优选的是，各孔215与第一孔211之间的距离为电磁钢板210的厚度以上。由此，各孔215及各第一孔211的形成变得容易。
在图3所示的例子中，各第一孔211具有供永久磁铁23插入的至少一个第一磁铁插入部212和与第一磁铁插入部212连通的至少一个第一磁通壁垒部213。各第一孔211例如为贯通孔。在xy平面中，各第一孔211形成为V字形。具体而言，在各第一孔211的两端形成有减少漏磁通的第一磁通壁垒部213，在两个第一磁通壁垒部213之间形成有至少一个第一磁铁插入部212。
径向上的第一磁通壁垒部213的外侧是减少来自永久磁铁23的磁通的短路的薄壁部。该薄壁部的径向上的宽度例如为0.35mm。由此，减少彼此相邻的磁极间的短路。
图4是概略地示出第二转子芯22的构造的俯视图。
第二转子芯22在径向上与定子3的第二定子芯32相向。通过在轴向上层叠多块电磁钢板220，从而形成第二转子芯22。这些电磁钢板220通过铆接而相互固定。多块电磁钢板220中的每一块冲裁为预先确定的形状。多块电磁钢板220中的每一块的厚度例如为0.1mm以上且0.7mm以下。在本实施方式中，多块电磁钢板220中的每一块的厚度为0.35mm。
第二转子芯22具有供轴26插入的第二轴插入孔224和至少一个第二孔221。在图4所示的例子中，第二转子芯22具有在周向上排列的六个第二孔221。即，在图4所示的例子中，“至少一个第二孔221”是指六个第二孔221。第二轴插入孔224的半径与第一轴插入孔214的半径相同，例如为2mm至3mm。
第二转子芯22具有第二区域R2和第四区域R4。第二区域R2是径向上的一个第二孔221的外侧的区域。第四区域R4是由六个第二孔221包围而成的区域。即，在图4所示的例子中，第二转子芯22分为六个第二区域R2、一个第四区域R4及六个第二孔221。在图4所示的例子中，第二转子芯22是在xy平面中具有半径Rb的正圆。
在图4所示的例子中，各第二孔221具有供永久磁铁23插入的至少一个第二磁铁插入部222和与第二磁铁插入部222连通的至少一个第二磁通壁垒部223。各第二孔221例如为贯通孔。在xy平面中，各第二孔221形成为V字形。具体而言，在各第二孔221的两端形成有减少漏磁通的第二磁通壁垒部223，在两个第二磁通壁垒部223之间形成有至少一个第二磁铁插入部222。各第二孔221与第一转子芯21的各第一孔211连通。
径向上的第二磁通壁垒部223的外侧是减少来自永久磁铁23的磁通的短路的薄壁部。该薄壁部的径向上的宽度例如为0.35mm。由此，减少彼此相邻的磁极间的短路。
第一转子芯21的第一孔211的数量与转子2的磁极数相同。因此，第二转子芯22的第二孔221的数量也与转子2的磁极数相同。如上所述，各第一孔211及各第二孔221在xy平面中形成为V字形。在相互连通的一组第一孔211及第二孔221中插入有两个永久磁铁23。因此，该两个永久磁铁23在xy平面中配置成V字形，并朝向径向内侧突出。插入到一组第一孔211及第二孔221中的两个永久磁铁23形成转子2的一个磁极。各永久磁铁23为平板状。
各永久磁铁23在xy平面中在与永久磁铁23的长边方向正交的方向上被磁化。即，各永久磁铁23在xy平面中在永久磁铁23的短边方向上被磁化。在转子2的一个磁极中，一组永久磁铁23(具体而言为两个永久磁铁23)相对于定子3作为N极或S极发挥功能。因此，在本实施方式中，转子2具有6极。各永久磁铁23例如是包含钕、铁及硼的稀土类磁铁。
在本实施方式中，第一转子芯21具有多个孔215，但第二转子芯22没有与孔215相当的孔。即，各第一区域R1的体积小于各第二区域R2的体积。因此，转子2中的第一转子芯21全部的体积小于转子2中的第二转子芯22全部的体积。在本实施方式中，各第一转子芯21的体积小于各第二转子芯22的体积。
但是，也可以在第二转子芯22的第二区域R2形成与孔215相当的孔。在该情况下，在xy平面中，第一转子芯21的各孔215的面积大于形成在第二转子芯22的第二区域R2的孔的面积。
图5是概略地示出定子3的一部分的构造的立体图。
定子3具有定子芯30、定子绕组37、配置定子绕组37的槽35及至少一个凹部36。定子芯30具有在轴向上层叠的第一定子芯31及第二定子芯32。
在图5所示的例子中，定子芯30具有两个第一定子芯31和一个第二定子芯32，一个第二定子芯32配置于两个第一定子芯31之间。例如，轴向上的一个第一定子芯31的长度为7.5mm，轴向上的第二定子芯32的长度为15mm。但是，第一定子芯31及第二定子芯32的数量不限定于图5所示的例子，第一定子芯31及第二定子芯32的排列也不限定于图5所示的例子。
图6至图8是示出电动机1的其他例子的剖视图。
如图6所示，第一转子芯21及第一定子芯31可以分别配置于第二转子芯22及第二定子芯32之间。
如图7所示，也可以用一个第一转子芯21及一个第二转子芯22形成转子芯20，用一个第一定子芯31及一个第二定子芯32形成定子芯30。在该情况下，在轴向上，第二转子芯22及第二定子芯32比第一转子芯21及第一定子芯31长。
如图8所示，也可以交替地排列第一转子芯21及第二转子芯22，并交替地排列第一定子芯31及第二定子芯32。
如图5所示，定子芯30具有在周向上延伸的磁轭33、从磁轭33在径向上延伸的多个齿34、多个槽35及至少一个凹部36。在本实施方式中，九个齿34等间隔地排列。槽35是彼此相邻的齿34间的空间。
图9是概略地示出图5所示的定子芯30的一部分的构造的俯视图。
图10是概略地示出第二定子芯32的一部分的构造的俯视图。
各齿34从磁轭33向转子2的旋转中心突出。各齿34具有在径向上延伸的本体部34a和形成于本体部34a的前端并在周向上延伸的齿前端部34b。
在各齿34卷绕有定子绕组37，由此，在各槽35中配置定子绕组37。例如，以集中卷绕的方式在各齿34卷绕定子绕组37。优选在定子绕组37与各齿34之间配置绝缘件。
定子绕组37形成产生旋转磁场的线圈。线圈例如为三相，接线方式例如为Y接线。定子绕组37例如是直径为1mm的电磁线。当电流在定子绕组37中流动时，产生旋转磁场。定子绕组37的卷绕次数及直径根据向定子绕组37施加的电压、电动机1的转速或槽35的截面面积等来进行设定。
第一定子芯31形成为环状。通过在轴向上层叠多块电磁钢板310，从而形成第一定子芯31。这些电磁钢板310通过铆接而相互固定。多块电磁钢板310中的每一块冲裁为预先确定的形状。多块电磁钢板310中的每一块的厚度例如为0.1mm以上且0.7mm以下。在本实施方式中，多块电磁钢板310中的每一块的厚度为0.35mm。
第二定子芯32形成为环状。通过在轴向上层叠多块电磁钢板320，从而形成第二定子芯32。这些电磁钢板320通过铆接而相互固定。多块电磁钢板320中的每一块冲裁为预先确定的形状。多块电磁钢板320中的每一块的厚度例如为0.1mm以上且0.7mm以下。在本实施方式中，多块电磁钢板320中的每一块的厚度为0.35mm。
如上所述，第一定子芯31及第二定子芯32具有多个齿34。并且，第一定子芯31及第二定子芯32具有磁轭33。
如图5及图9所示，第一定子芯31的磁轭33的径向上的宽度(即，在图9中为y轴方向上的宽度)比第二定子芯32的磁轭33的宽度(即，在图10中为y轴方向上的宽度)窄。由此，在定子芯30形成有凹部36。换句话说，在第一定子芯31的磁轭33与定子绕组37之间形成有空隙。
并且，第一定子芯31的本体部34a的与径向正交的方向上的宽度(即，在图9中为x轴方向上的宽度)比第二定子芯32的本体部34a的宽度(即，在图10中为x轴方向上的宽度)窄。并且，第一定子芯31的齿前端部34b的径向上的宽度比第二定子芯32的齿前端部34b的宽度窄。由此，在第一定子芯31的齿34与定子绕组37之间形成有空隙，结果，在定子芯30形成凹部36。
如上所述，第一定子芯31的磁轭33的宽度比第二定子芯32的磁轭33的宽度窄，第一定子芯31的齿34的宽度比第二定子芯32的齿34的宽度窄。因此，在xy平面中，第一定子芯31中的槽35的面积大于第二定子芯32中的槽35的面积。
凹部36形成于与槽35相向的位置。如图5及图9所示，凹部36不与定子绕组37接触。在该情况下，凹部36是第一定子芯31的磁轭33的侧面，也是齿34的侧面。
第一定子芯31只要包含至少一块具有比第二定子芯32的磁轭33的宽度窄的宽度的电磁钢板310即可，也可以包含具有与第二定子芯32的电磁钢板320的构造相同的构造的电磁钢板。同样地，第一定子芯31只要包含至少一块具有比第二定子芯32的齿前端部34b的宽度窄的宽度的电磁钢板310即可，也可以包含具有与第二定子芯32的电磁钢板320的构造相同的构造的电磁钢板。
图11至图13是示出第一定子芯31的磁轭33及齿34的其他构造的图。
在图11所示的例子中，第一定子芯31的磁轭33的径向上的宽度与第二定子芯32的磁轭33的宽度相同，第一定子芯31的本体部34a的与径向正交的方向上的宽度比第二定子芯32的本体部34a的宽度窄。并且，第一定子芯31的齿前端部34b的径向上的宽度比第二定子芯32的齿前端部34b的宽度窄。由此，在第一定子芯31的齿34与定子绕组37之间形成有空隙，结果，在定子芯30形成凹部36。
在图12所示的例子中，在第一定子芯31的本体部34a形成有凹陷部36a。由此，在齿34与定子绕组37之间形成比图9所示的第一定子芯31大的空隙。由此，能够进一步减少电流从定子绕组37向第一定子芯31的齿34的泄漏。凹陷部36a的大小及形状不限定于图12所示的例子。
在图13所示的例子中，在第一定子芯31的本体部34a形成有凹陷部36a。由此，在第一定子芯31的齿34与定子绕组37之间形成有空隙，结果，在定子芯30形成有凹部36。凹陷部36a的大小及形状不限定于图13所示的例子。
对实施方式1的电动机1的效果进行说明。
在本实施方式中，第一定子芯31的磁轭33的径向上的宽度比第二定子芯32的磁轭33的宽度窄。换句话说，定子3具有至少一个凹部36。由此，能够降低定子芯30的静电电容，能够提高电动机1的可靠性。并且，在图5及图9所示的例子中，由于在第一定子芯31的磁轭33与定子绕组37之间形成有空隙，所以能够减少电流从定子绕组37向第一定子芯31的磁轭33的泄漏。并且，由于在第一定子芯31的齿34与定子绕组37之间形成有空隙，所以能够减少电流从定子绕组37向第一定子芯31的齿34的泄漏。
另一方面，由于在定子3具体而言为在定子芯30形成有凹部36，所以第一转子芯21的xy平面中的面积小于第二定子芯32的面积。由此，在第一定子芯31中容易产生磁饱和，在第一定子芯31中铁损容易增加。结果，电机效率有时会下降。
即使在这样的情况下，在本实施方式的电动机1中，第一转子芯21的各第一区域R1的体积小于第二转子芯22的各第二区域R2的体积，由此，转子2中的第一转子芯21全部的体积小于转子2中的第二转子芯22全部的体积。具体而言，在图3所示的例子中，在至少一个第一定子芯31的第一区域R1形成有孔215。该孔215在第一转子芯21的磁路中作为磁阻发挥功能。由此，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。
从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通比从第二转子芯22流入第二定子芯32的磁通少。因此，来自第一转子芯21的磁极中心部的磁通的径向上的最大磁通密度小于来自第二转子芯22的磁极中心部的磁通的径向上的最大磁通密度。具体而言，来自第一转子芯21的磁极中心部的径向上的磁通是来自第一转子芯21的外周面的磁通，来自第二转子芯22的磁极中心部的径向上的磁通是来自第二转子芯22的外周面的磁通。
在本实施方式中，来自第一转子芯21的磁极中心部的径向上的磁通为1.038[T]，来自第二转子芯22的磁极中心部的径向上的磁通为1.094[T]。在该情况下，第一定子芯31中的铁损与第二定子芯32相比减少3％。由此，缓和第一定子芯31中的磁饱和。结果，能够减少第一定子芯31中的铁损。
如上所述，根据本实施方式的电动机1，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
以下将在实施方式1中说明的第一转子芯21或第二转子芯22的其他例子作为变形例并进行说明。
变形例1.
图14是概略地示出变形例1中的第一转子芯21的构造的俯视图。
图15是示出图14所示的第一转子芯21的一部分的构造的放大图。
变形例1中的第一转子芯21具有形成在第一区域R1的外周面的至少一个凹陷部216，且没有孔215。除了这些点，变形例1中的第一转子芯21与在实施方式1中说明的第一转子芯21相同。
第一转子芯21只要包含至少一块具有至少一个凹陷部216的电磁钢板210即可，也可以包含没有凹陷部216的电磁钢板210。
xy平面中的凹陷部216的形状例如为圆弧或多边形。优选的是，两个凹陷部216之间的距离为一块电磁钢板210的厚度以上。由此，凹陷部216的形成变得容易。
在图14所示的例子中，在第一转子芯21的第一区域R1的外周面形成有多个凹陷部216。在该情况下，如图15所示，优选的是，这些凹陷部216形成于第一孔211内的一组永久磁铁23的周向上的两端E1的周向内侧。在图15所示的例子中，这些凹陷部216形成于一组永久磁铁23的两端面的延长线t1的周向内侧。由此，这些凹陷部216在第一转子芯21与第一定子芯31之间的磁路中作为磁阻发挥功能。由此，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。
在变形例1中，轴向上的第一定子芯31的长度的总和为20mm，轴向上的第二定子芯32的长度的总和为25mm。各凹陷部216的半径为1mm，各凹陷部216形成于在周向上与磁极中心部相距6.5mm的位置。在该情况下，来自第一转子芯21的磁极中心部的磁通为0.885[T]，来自第二转子芯22的磁极中心部的径向上的磁通为0.932[T]。在该情况下，第一定子芯31中的铁损与第二定子芯32相比减少2％。由此，缓和第一定子芯31中的磁饱和。结果，能够减少第一定子芯31中的铁损。
并且，由于在第一转子芯21的第一区域R1的外周面形成有多个凹陷部216，所以与实施方式1同样地，转子2中的第一转子芯21全部的体积(具体而言为第一区域R1的体积)小于转子2中的第二转子芯22全部的体积(具体而言为第二区域R2的体积)。因此，如在实施方式1中说明的那样，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。特别是，由于凹陷部216与第一定子芯31之间的气隙较大，所以在该气隙中磁饱和的缓和的效果较大。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
变形例2.
图16是概略地示出变形例2中的第一转子芯21的构造的俯视图。
变形例2中的第一转子芯21在xy平面中具有第一半径Rb和小于第一半径Rb的第二半径Ra。在图16所示的第一转子芯21中，第一半径Rb是磁极中心部处的半径，第二半径Ra是极间部处的半径。极间部是在周向上彼此相邻的两个磁极的交界。与实施方式1同样地，第二转子芯22是在xy平面中具有与第一半径Rb相同的半径的正圆。
第一转子芯21只要包含至少一块具有小于第一半径Rb的第二半径Ra的电磁钢板210即可，也可以包含没有第二半径Ra的电磁钢板。
在变形例2中，由于第一转子芯21在xy平面中具有第一半径Rb和小于第一半径Rb的第二半径Ra，所以与实施方式1同样地，转子2中的第一转子芯21全部的体积小于转子2中的第二转子芯22全部的体积。因此，如在实施方式1中说明的那样，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。特别是，由于第一转子芯21的极间部处的气隙较大，所以在该气隙中磁饱和的缓和的效果较大。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
变形例3.
图17是概略地示出变形例3中的第一转子芯21的构造的俯视图。
变形例3中的第一转子芯21在第三区域R3中具有在周向上排列的多个孔217，且没有孔215。除了这些点，变形例3中的第一转子芯21与在实施方式1中说明的第一转子芯21相同。
具体而言，多个孔217在多个第一孔211与第一轴插入孔214之间在周向上排列。xy平面中的各孔217的形状可以是圆形，也可以是多边形，不限定于图17所示的例子。
第一转子芯21只要包含至少一块具有多个孔217的电磁钢板210即可，也可以包含没有多个孔217的电磁钢板。
xy平面中的各孔217的中心与磁极中心部或极间部一致。在xy平面中，各孔217的半径例如为2mm至3mm。
彼此相邻的孔217间的距离、各孔217与第一轴插入孔214之间的距离及各孔217与第一孔211之间的距离为电磁钢板210的厚度以上。由此，各孔217的形成变得容易。
由于在第一转子芯21的第三区域R3形成有在周向上排列的多个孔217，所以与实施方式1同样地，转子2中的第一转子芯21全部的体积(具体而言为第三区域R3的体积)小于转子2中的第二转子芯22全部的体积(具体而言为第四区域R4的体积)。并且，各孔217作为第一转子芯21中的磁阻发挥功能。由此，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少。
因此，如在实施方式1中说明的那样，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
变形例4.
图18是概略地示出变形例4中的第一转子芯21的构造的俯视图。
图19是概略地示出变形例4中的第二转子芯22的构造的俯视图。
在变形例4的第一转子芯21中，在第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间存在空隙219，在第一转子芯21没有孔215。除了这些点，变形例1中的第一转子芯21与在实施方式1中说明的第一转子芯21相同。
第一转子芯21只要包含至少一块在第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间存在空隙219的电磁钢板210即可，也可以包含在第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间不存在空隙219的电磁钢板210。
在图18所示的例子中，在xy平面中，在径向上的永久磁铁23的内侧形成有空隙219。但是，也可以在径向上的永久磁铁23的外侧形成有空隙219。第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间的空隙219的宽度在永久磁铁23的短边方向上例如为0.2mm。
在变形例4的转子芯20中，如图18所示，在第一转子芯21的第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间存在空隙219，如图19所示，在第二转子芯22的第二磁铁插入部222的内壁与永久磁铁23之间不存在空隙。因此，与实施方式1同样地，转子2中的第一转子芯21全部的体积小于转子2中的第二转子芯22全部的体积。并且，第一磁铁插入部212的内壁与永久磁铁23之间的空隙219作为第一转子芯21中的磁阻发挥功能。由此，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少。
因此，如在实施方式1中说明的那样，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
变形例5.
图20是概略地示出变形例5中的第一转子芯21的构造的俯视图。
图21是概略地示出变形例5中的第二转子芯22的构造的俯视图。
变形例5中的第一转子芯21具有多个第一铆接部218，且没有孔215。除了这些点，变形例5中的第一转子芯21与在实施方式1中说明的第一转子芯21相同。并且，变形例5中的第二转子芯22具有多个第二铆接部228。在其他方面，变形例5中的第二转子芯22与在实施方式1中说明的第二转子芯22相同。
各第一铆接部218是通过铆接而形成的部分，各第二铆接部228也是通过铆接而形成的部分。即，多块电磁钢板210相互用第一铆接部218固定，多块电磁钢板220也相互用第二铆接部228固定。
各第一铆接部218形成于第三区域R3中的极间部。各第二铆接部228形成于第四区域R4中的极间部。在图20所示的例子中，在六个极间部形成有第一铆接部218，在图21所示的例子中，在三个极间部形成有第二铆接部228。即，在各电磁钢板210形成有六个第一铆接部218，在各电磁钢板220，在周向上等间隔地形成有三个第二铆接部228。
在转子芯20中，多个第一铆接部218比多个第二铆接部228多。并且，在xy平面中，各第一铆接部218的面积大于各第二铆接部228的面积。换句话说，各第一铆接部218的外缘的长度(即周长)比各第二铆接部228的外缘的长度(即周长)长。
因此，在转子芯20中，第一铆接部218的面积的总和大于第二铆接部228的面积的总和。
在各第一铆接部218及各第二铆接部228产生应力。因此，各第一铆接部218及各第二铆接部228具有与空隙同样的磁特性。具体而言，各第一铆接部218及各第二铆接部228在第一转子芯21及第二转子芯22的磁路中作为磁阻发挥功能。由此，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。
由于在转子芯20中第一铆接部218的面积的总和大于第二铆接部228的面积的总和，所以从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量比从第二转子芯22流入第二定子芯32的磁通的量少。因此，与第二定子芯32相比，缓和了第一定子芯31中的磁饱和并降低了铁损。
因此，如在实施方式1中说明的那样，能够降低定子芯30的静电电容，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。结果，能够提高电动机1的可靠性及效率。
变形例6.
图22是概略地示出变形例6中的第一转子芯21的构造的俯视图。
图23是概略地示出变形例6中的第二转子芯22的构造的俯视图。
在变形例6中，在xy平面中，第一转子芯21具有在永久磁铁23的长边方向上与永久磁铁23相向的至少一个突起210a及至少一个突起210b。第二转子芯22没有与突起210a及210b相当的突起。在xy平面中，第一转子芯21的各第一磁通壁垒部213的面积小于第二定子芯32的各第二磁通壁垒部223的面积。因此，在转子芯20中，第一转子芯21的第一磁通壁垒部213的面积的总和小于第二定子芯32的第二磁通壁垒部223的面积的总和。由此，转子2中的第一转子芯21全部的体积大于转子2中的第二转子芯22全部的体积。
各突起210a形成为与第一磁通壁垒部213相向。换句话说，各突起210a从第三区域R3向永久磁铁23的短边方向突出。各突起210b形成于被插入到第一孔211中的两个永久磁铁23之间。换句话说，各突起210b从径向上的内侧向外侧突出。各突起210a的外缘的形状及各突起210b的外缘的形状例如为圆弧形状或多边形。
各突起210a的短边方向上的长度例如为0.7mm。各突起210a也可以不与永久磁铁23接触。在该情况下，各突起210a与永久磁铁23之间的最短距离例如为0.1mm至0.35mm。
如上所述，在配置于一个第一孔211内的一组永久磁铁23的两侧形成有突起210a。换句话说，在与各极间部相向的位置形成有各突起210a。由此，容易产生第一转子芯21中的磁路的短路，来自第一转子芯21中的永久磁铁23的漏磁通增加。结果，从第一转子芯21流入第一定子芯31的磁通的量减少，能够缓和第一定子芯31中的磁饱和并降低铁损。即，与在实施方式1中说明的效果同样地，能够提高电动机1的可靠性及效率。
实施方式2.
对本发明的实施方式2的压缩机6进行说明。
图24是概略地示出实施方式2的压缩机6的构造的剖视图。
压缩机6具有作为电动元件的电动机1、作为壳体的密闭容器61及作为压缩元件的压缩机构62。在本实施方式中，压缩机6是回转压缩机。但是，压缩机6不限定于回转压缩机。
电动机1是在实施方式1中说明的电动机1(包含各变形例)。电动机1驱动压缩机构62。
密闭容器61覆盖电动机1及压缩机构62。在密闭容器61的底部积存有对压缩机构62的滑动部分进行润滑的冷冻机油。
压缩机6还具有固定于密闭容器61的玻璃端子63、储液器64、吸入管65及排出管66。
压缩机构62具有缸体62a、活塞62b、上部框架62c(第一框架)、下部框架62d(第二框架)及分别安装于上部框架62c及下部框架62d的多个消音器62e。压缩机构62还具有将缸体62a内划分为吸入侧和压缩侧的叶片。压缩机构62配置在密闭容器61内。压缩机构62由电动机1驱动。
电动机1的定子3通过压入及热装中的一方而固定在密闭容器61内。也可以通过焊接代替压入及热装而将定子3直接安装于密闭容器61。
经由玻璃端子63向电动机1的线圈(即定子绕组37)供给电力。
电动机1的转子(具体而言为转子2的轴26)经由轴承部旋转自如地由上部框架62c及下部框架62d保持，所述轴承部设置于上部框架62c及下部框架62d中的每一个。
轴26被插入到活塞62b中。在上部框架62c及下部框架62d中，旋转自如地插入有轴26。上部框架62c及下部框架62d堵塞缸体62a的端面。储液器64经由吸入管65向缸体62a供给制冷剂(例如制冷剂气体)。
接着，说明压缩机6的工作。从储液器64供给的制冷剂被从固定于密闭容器61的吸入管65吸入到缸体62a内。通过电动机1进行驱动，与轴26嵌合的活塞62b在缸体62a内旋转。由此，在缸体62a内进行制冷剂的压缩。
制冷剂通过消音器62e并在密闭容器61内上升。在被压缩的制冷剂中混入有冷冻机油。当制冷剂与冷冻机油的混合物通过形成于电动机1的转子芯的孔时，会促进制冷剂与冷冻机油的分离，由此，能够防止冷冻机油流入排出管66。这样，被压缩的制冷剂通过排出管66而被供给到制冷循环的高压侧。
能够使用R410A、R407C或R22等作为压缩机6的制冷剂。但是，压缩机6的制冷剂不限于这些。例如，作为压缩机6的制冷剂，能够使用低GWP(全球变暖系数)的制冷剂等。
作为低GWP制冷剂的代表例，有以下制冷剂。
(1)在组成中具有碳的双键的卤代烃例如是HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO是Hydro-Fluoro-Olefin的简称。Olefin是指具有一个双键的不饱和烃。HFO-1234yf的GWP为4。
(2)在组成中具有碳的双键的烃例如是R1270(丙烯)。R1270的GWP为3，比HFO-1234yf的GWP小，但R1270的可燃性比HFO-1234yf的可燃性好。
(3)包含在组成中具有碳的双键的卤代烃及在组成中具有碳的双键的烃中的至少一种的混合物例如是HFO-1234yf与R32的混合物。由于HFO-1234yf是低压制冷剂，所以压力损失较大，制冷循环的性能特别是在蒸发器中容易下降。因此，优选使用与作为高压制冷剂的R32或R41等的混合物。
根据实施方式2的压缩机6，具有在实施方式1中说明的效果。
并且，由于实施方式2的压缩机6具有电动机1，所以能够提供压缩效率较高的压缩机6。
实施方式3.
对具有实施方式2的压缩机6的制冷空调装置7进行说明。
图25是概略地示出本发明的实施方式3的制冷空调装置7的结构的图。
制冷空调装置7例如是能够进行制冷制热运转的空气调节机。图25所示的制冷剂回路图是能够进行制冷运转的空气调节机的制冷剂回路图的一例。
实施方式3的制冷空调装置7具有室外机71、室内机72以及将室外机71及室内机72连接并构成制冷剂回路(制冷回路)的制冷剂配管73。
室外机71具有压缩机6、冷凝器74、节流装置75及室外送风机76(第一送风机)。冷凝器74使由压缩机6压缩后的制冷剂冷凝。节流装置75使由冷凝器74冷凝后的制冷剂减压，并调节制冷剂的流量。节流装置75也称为减压装置。
室内机72具有蒸发器77和室内送风机78(第二送风机)。蒸发器77使由节流装置75减压后的制冷剂蒸发，并将室内空气冷却。
以下对制冷空调装置7中的制冷运转的基本工作进行说明。在制冷运转中，制冷剂由压缩机6压缩，并流入冷凝器74。利用冷凝器74使制冷剂冷凝，被冷凝的制冷剂流入节流装置75。利用节流装置75使制冷剂减压，被减压的制冷剂流入蒸发器77。在蒸发器77中，制冷剂蒸发并成为制冷剂气体而再次流入室外机71的压缩机6。通过使室外送风机76向冷凝器74输送室外空气，且使室内送风机78向蒸发器77输送室内空气，从而使制冷剂与空气进行热交换。
以上说明的制冷空调装置7的结构及工作为一例，不限定于上述例子。
根据实施方式3的制冷空调装置7，具有在实施方式1及2中说明的效果。
并且，由于实施方式3的制冷空调装置7具有压缩效率较高的压缩机6，所以能够提供高效率的制冷空调装置7。
如以上说明的那样，具体地说明了优选的实施方式，但本领域技术人员当然能够基于本发明的基本的技术思想和教导而得到各种变形形态。
以上说明的各实施方式中的特征及各变形例中的特征能够相互适当地组合。
附图标记的说明
1电动机，2转子，3定子，6压缩机，7制冷空调装置(空气调节机)，20转子芯，21第一转子芯，22第二转子芯，23永久磁铁，30定子芯，31第一定子芯，32第二定子芯，35槽，36凹部，61密闭容器，62压缩机构，74冷凝器，75节流装置，77蒸发器，211第一孔，212第一磁铁插入部，213第一磁通壁垒部，221第二孔，222第二磁铁插入部，223第二磁通壁垒部。
Claims (12)
1.一种电动机，其中，所述电动机具备：
定子，所述定子具有在轴向上层叠的第一定子芯及第二定子芯和配置定子绕组的槽；以及
转子，所述转子具有第一转子芯、第二转子芯及永久磁铁，并配置在所述定子的内侧，所述第一转子芯在径向上与所述第一定子芯相向，所述第二转子芯在所述径向上与所述第二定子芯相向，
所述定子具有形成在与所述槽相向的位置的不与所述定子绕组接触的凹部，
所述第一转子芯具有至少一个第一孔，所述至少一个第一孔具有供所述永久磁铁插入的第一磁铁插入部和与所述第一磁铁插入部连通的第一磁通壁垒部，
所述第二转子芯具有至少一个第二孔，所述至少一个第二孔具有供所述永久磁铁插入的第二磁铁插入部和与所述第二磁铁插入部连通的第二磁通壁垒部，
所述第一转子芯的体积小于所述第二转子芯的体积。
2.根据权利要求1所述的电动机，其中，
所述第一转子芯具有第一区域和形成于所述第一区域的孔，所述第一区域是所述径向上的所述至少一个第一孔的外侧的区域，
所述第二转子芯具有第二区域，所述第二区域是所述径向上的所述至少一个第二孔的外侧的区域，
所述第一区域的体积小于所述第二区域的体积。
3.根据权利要求1所述的电动机，其中，
所述第一转子芯具有第一区域和形成于所述第一区域的外周面的凹陷部，所述第一区域是所述径向上的所述至少一个第一孔的外侧的区域，
所述第二转子芯具有第二区域，所述第二区域是所述径向上的所述至少一个第二孔的外侧的区域，
所述第一区域的体积小于所述第二区域的体积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，
所述第一转子芯在与所述轴向正交的平面中具有第一半径和小于所述第一半径的第二半径，
所述第二转子芯是在所述平面中具有与所述第一半径相同的半径的正圆。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机，其中，
所述至少一个第一孔包含在周向上排列的六个所述第一孔，
所述至少一个第二孔包含在周向上排列的六个所述第二孔，
所述第一转子芯具有供轴插入的第一轴插入孔、作为由六个所述第一孔包围而成的区域的第三区域以及在所述第三区域中在周向上排列的多个孔，
所述第二转子芯具有供所述轴插入的第二轴插入孔和作为由六个所述第二孔包围而成的区域的第四区域，
所述第三区域的体积小于所述第四区域的体积。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机，其中，
在所述第一磁铁插入部的内壁与所述永久磁铁之间存在空隙，在所述第二磁铁插入部的内壁与所述永久磁铁之间不存在空隙。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机，其中，
所述第一转子芯具有多个第一铆接部，
所述第二转子芯具有多个第二铆接部，
多个第一铆接部比所述多个第二铆接部多。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机，其中，
所述第一转子芯具有第一铆接部，
所述第二转子芯具有第二铆接部，
在与所述轴向正交的平面中，所述第一铆接部的面积大于所述第二铆接部的面积。
9.一种电动机，其中，所述电动机具备：
定子，所述定子具有在轴向上层叠的第一定子芯及第二定子芯和配置定子绕组的槽；以及
转子，所述转子具有第一转子芯、第二转子芯及永久磁铁，并配置在所述定子的内侧，所述第一转子芯在径向上与所述第一定子芯相向，所述第二转子芯在所述径向上与所述第二定子芯相向，
所述定子具有形成在与所述槽相向的位置的不与所述定子绕组接触的凹部，
所述第一转子芯具有至少一个第一孔，所述至少一个第一孔具有供所述永久磁铁插入的第一磁铁插入部和与所述第一磁铁插入部连通的第一磁通壁垒部，
所述第二转子芯具有至少一个第二孔，所述至少一个第二孔具有供所述永久磁铁插入的第二磁铁插入部和与所述第二磁铁插入部连通的第二磁通壁垒部，
在与所述轴向正交的平面中，所述第一转子芯具有在所述永久磁铁的长边方向上与所述永久磁铁相向的突起，
在所述平面中，所述第一磁通壁垒部的面积小于所述第二磁通壁垒部的面积，
所述第一转子芯的体积大于所述第二转子芯的体积。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动机，其中，
来自所述第一转子芯的磁极中心部的磁通的径向上的最大磁通密度小于来自所述第二转子芯的磁极中心部的磁通的所述径向上的最大磁通密度。
11.一种压缩机，其中，所述压缩机具备：
密闭容器；
压缩机构，所述压缩机构配置在所述密闭容器内；以及
驱动所述压缩机构的权利要求1至10中任一项所述的电动机。
12.一种空气调节机，其中，所述空气调节机具备权利要求11所述的压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器。
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