CN115398778A - 转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法 - Google Patents

转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115398778A
CN115398778A CN202080099344.6A CN202080099344A CN115398778A CN 115398778 A CN115398778 A CN 115398778A CN 202080099344 A CN202080099344 A CN 202080099344A CN 115398778 A CN115398778 A CN 115398778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insertion hole
magnet
magnet insertion
rotor
permanent magnet
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.)
Pending
Application number
CN202080099344.6A
Other languages
English (en)
Inventor
仁吾昌弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN115398778A publication Critical patent/CN115398778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/02Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/026Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16Synchronous 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

转子具有:转子芯,该转子芯具有磁铁插入孔,并呈以轴线为中心的环状;以及永久磁铁,该永久磁铁呈平板状,配置在磁铁插入孔中,并在与轴线正交的面中具有厚度以及宽度。由永久磁铁的宽度规定宽度方向,由永久磁铁的厚度规定厚度方向。磁铁插入孔具有倾斜部分,该倾斜部分以宽度方向的一端处的厚度方向的开口尺寸(T1)比从一端起离开了永久磁铁宽度的位置处的厚度方向的开口尺寸(T2)小的方式相对于宽度方向倾斜。

Description

转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法
技术领域
本公开涉及转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法。
背景技术
在永久磁铁埋入型的转子中,在形成于转子芯的磁铁插入孔内配置有永久磁铁。在磁铁插入孔中,设有限制永久磁铁的位置的突起(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2009-247131号公报(参照图1)
发明内容
发明所要解决的课题
另一方面,在电动机的负荷大的场合等在定子线圈流过了大电流的场合,有时因来自定子的磁通而发生永久磁铁的退磁。若在磁铁插入孔设置突起,则来自定子的磁通容易经由突起而流向永久磁铁,容易发生永久磁铁的退磁。
本公开是为了解决上述的课题而做出的,其目的在于抑制永久磁铁的退磁。
用于解决课题的方案
本公开的转子具有:转子芯,该转子芯具有磁铁插入孔,并呈以轴线为中心的环状;以及永久磁铁,该永久磁铁呈平板状,配置在磁铁插入孔中,并在与轴线正交的面中具有厚度以及宽度。由永久磁铁的宽度规定宽度方向,由永久磁铁的厚度规定厚度方向。磁铁插入孔具有倾斜部分,该倾斜部分以宽度方向的一端处的厚度方向的开口尺寸T1比从一端起离开了永久磁铁的宽度的位置处的厚度方向的开口尺寸T2小的方式相对于宽度方向倾斜。
发明的效果
根据本公开,由于在磁铁插入孔的开口尺寸T1的部分保持永久磁铁,所以,无需形成用于在磁铁插入孔内定位永久磁铁的突起。因而,能抑制因来自定子的磁通流向突起而导致的永久磁铁的退磁。
附图说明
图1是示出实施方式1的电动机的剖视图。
图2是示出实施方式1的转子的剖视图。
图3是放大示出实施方式1的转子的一部分的剖视图。
图4是放大示出实施方式1的转子芯的一部分的剖视图。
图5是用于说明实施方式1的磁铁插入孔中的转子芯与永久磁铁的抵接状态的示意图。
图6是放大示出实施方式1的磁铁插入孔的剖视图。
图7是示出实施方式1的转子的制造工序的图。
图8是示出实施方式1的永久磁铁的插入工序的图。
图9是用于说明实施方式1的永久磁铁的插入工序的示意图(A)~(C)。
图10是放大示出比较例1的转子的一部分的剖视图。
图11是示出在实施方式1和比较例1中比较朝向定子线圈的交链磁通量的图。
图12是示出在实施方式1和比较例1中比较3%退磁电流的图。
图13是放大示出实施方式1的变形例的转子的一部分的图。
图14是示出实施方式2的电动机的剖视图。
图15是放大示出实施方式2的转子的一部分的剖视图。
图16是放大示出实施方式2的转子芯的一部分的剖视图。
图17是放大示出实施方式2的磁铁插入孔的剖视图。
图18是用于说明实施方式2的永久磁铁的插入工序的示意图(A)~(C)。
图19是放大示出比较例2的转子的一部分的剖视图。
图20是放大示出实施方式2的变形例的转子的一部分的图。
图21是放大示出实施方式3的转子的一部分的剖视图。
图22是放大示出实施方式3的转子芯的一部分的剖视图。
图23是放大示出实施方式3的变形例的转子的一部分的剖视图。
图24是示出各实施方式的电动机所能应用的压缩机的剖视图。
图25是示出具有图24的压缩机的空调装置的图。
具体实施方式
实施方式1.
<电动机的构成>
首先,对实施方式1的电动机100进行说明。图1是示出实施方式1的电动机100的横剖视图。电动机100是在转子1中埋设有永久磁铁20的永久磁铁埋入型电动机,例如被用于压缩机300(图24)。
电动机100具有可旋转的转子1和包围转子1的定子5。在定子5与转子1之间,例如形成有0.3~1.0mm的气隙。定子5被固定在作为压缩机300的一部分的圆筒状的外壳6。
以下,将作为转子1的旋转轴的轴线C1的方向称为“轴向”。将以轴线C1为中心的周向称为“周向”。将以轴线C1为中心的半径方向称为“径向”。转子1的旋转方向设成图1中的逆时针方向,在图1等中由箭头R1表示。
<定子的构成>
定子5具有定子芯50和卷绕于定子芯50的线圈55。定子芯50通过在轴向层叠钢板并利用铆接等固定而得。钢板例如是电磁钢板。钢板的板厚例如是0.1~0.7mm,在此为0.35mm。
定子芯50具有以轴线C1为中心的环状的磁轭51和从磁轭51朝径向内侧延伸的多个齿部52。磁轭51的外周固定在外壳6的内侧。
齿部52在周向按一定间隔形成。齿部52的数量在此为9,但只要是3以上即可。在相邻的齿部52之间,形成有收容线圈55的槽。在定子芯50的齿部52,经由绝缘部54而卷绕有线圈55。线圈55由铜或铝等材料构成。
定子芯50具有按照每个齿部52分割成的多个分割芯50A。分割芯50A的数量例如是9。这些分割芯50A在形成于磁轭51的分割面58接合,在周向连结。另外,定子芯50并不限定于连结多个分割芯50A的构成。
绝缘部54设在定子芯50与线圈55之间。绝缘部54例如由配置在定子芯50的轴向端部的绝缘体和配置在槽的内面的绝缘膜构成。
线圈55例如由磁性线构成,经由绝缘部54而被卷绕在齿部52上。线圈55的线径例如是0.8mm。线圈55在各齿部52上通过集中卷绕而例如卷绕70匝。另外,线圈55的线径以及匝数根据所要求的转速、转矩、施加电压或者槽的剖面面积来确定。
在磁轭51形成有铆接部56、57。铆接部56、57将构成定子芯50的多个钢板在轴向固定。铆接部56形成在经过齿部52的周向中心的径向的直线上,铆接部57形成在隔着该直线而在周向对称的2个部位。但是,铆接部56、57的数量以及配置可适当变更。
在磁轭51的外周形成有凹部59。在凹部59与外壳6之间,形成有压缩机300的制冷剂的通路。
<转子的构成>
图2是示出转子1的剖视图。转子1具有:以轴线C1为中心的环状的转子芯10;安装于转子芯10的永久磁铁20;以及固定于转子芯10的内周10b的轴25。轴25的中心轴线是上述的轴线C1。
转子芯10通过在轴向层叠钢板并利用铆接等将之一体化而得。钢板例如是电磁钢板。钢板的板厚例如是0.1~0.7mm,在此为0.35mm。在转子芯10的内周10b,通过热套或者压入而固定有轴25。
沿着转子芯10的外周10a形成有多个磁铁插入孔11。多个磁铁插入孔11在周向等间隔地形成。磁铁插入孔11从转子芯10的轴向的一端到达另一端。磁铁插入孔11在与轴线C1正交的面内呈直线状延伸。但是,磁铁插入孔11也可以是V字状(参照图14)。
在各磁铁插入孔11中各1个地配置有永久磁铁20。各磁铁插入孔11相当于1磁极。磁铁插入孔11的数量在此为6,因此,磁极数为6。但是,磁极数并不限定为6,只要是2以上即可。在周向相邻的永久磁铁20在径向外侧具有彼此相反的极。
永久磁铁20是平板状的构件。永久磁铁20例如由含有钕(Nd)、铁(Fe)以及硼(B)的钕稀土类磁铁构成。
钕稀土类磁铁具有随着温度上升而保磁力降低的性质。在电动机100被用于压缩机300的场合,永久磁铁20的温度达到100℃以上,保磁力对应于温度而以-0.5~-0.6%/K的降低率降低。因而,也可以在永久磁铁20中添加镝(Dy)来提高保磁力。
但是,若添加Dy,则永久磁铁20的残留磁通密度降低。若残留磁通密度降低,则电动机100的磁转矩降低,用于产生所期望的转矩所需的电流增加,其结果,铜损增加。为了提高电动机效率,优选的是,Dy的添加量尽可能少。
在磁铁插入孔11的径向内侧,形成有成为制冷剂的通路的孔部19。在此,孔部19形成在与极间对应的位置,但孔部19的配置是任意的。另外,也可以是不在转子芯10设置孔部19的构成。
磁铁插入孔11的周向的中心是极中心P。将经过极中心P的径向的直线称为磁极中心线。相邻的磁极之间是极间M。磁铁插入孔11在与磁极中心线正交的方向延伸。
在磁铁插入孔11的径向外侧形成有狭缝17。狭缝17用于使从永久磁铁20朝向定子5的磁通的分布变顺畅,抑制转矩脉动。在此,7条狭缝17相对于极中心P对称地形成,但狭缝17的数量以及配置是任意的。另外,也可以是不在转子芯10设置狭缝17的构成。
在磁铁插入孔11的周向的一方侧形成有空隙12。在磁铁插入孔11的周向的另一方侧形成有空隙13。空隙12位于转子1的旋转方向的上游侧,空隙13位于转子1的旋转方向的下游侧。空隙12也称为第1空隙,空隙13也称为第2空隙。
图3是示出转子1的1磁极所对应的区域、即包含1个磁铁插入孔11的区域的图。永久磁铁20具有径向外侧的磁极面20a、径向内侧的磁极面20b和周向的两端面20c。磁极面20a也称为第1磁极面,磁极面20b也称为第2磁极面。磁极面20a、20b在与磁极中心线正交的方向延伸。
永久磁铁20为平板状,在轴向具有长度,在与轴向正交的面中具有厚度以及宽度。永久磁铁20的轴向长度例如是30~40mm。永久磁铁20的厚度例如是2mm。永久磁铁20的宽度例如是20mm。
将永久磁铁20的厚度方向称为磁铁厚度方向T。磁铁厚度方向T是永久磁铁20的磁化方向。另外,也可以说磁铁厚度方向T是与永久磁铁20的磁极面20a正交的方向。在实施方式1中,磁铁厚度方向T与磁极中心线平行。
将永久磁铁20的宽度方向称为磁铁宽度方向W。磁铁宽度方向W是在与轴向正交的面内与磁极面20a平行的方向。另外,磁铁插入孔11的延伸方向与磁铁宽度方向W一致。在实施方式1中,磁铁宽度方向W与磁极中心线正交。
另外,优选的是,为了避免在向磁铁插入孔11插入时与周围接触而发生缺损的情形,将永久磁铁20的磁极面20a与端面20c之间的角部以及磁极面20b与端面20c之间的角部倒圆(带有R角即圆角)。
图4是示出转子芯10的1磁极所对应的区域的图。磁铁插入孔11具有径向外侧的外侧端边11a和径向内侧的内侧端边11b。外侧端边11a在与磁极中心线正交的方向呈直线状延伸。另一方面,内侧端边11b相对于外侧端边11a倾斜地延伸。
将磁铁厚度方向T上的磁铁插入孔11的尺寸称为开口尺寸。开口尺寸也是外侧端边11a与内侧端边11b的磁铁厚度方向T的距离。将磁铁插入孔11的空隙12侧的端部称为端部E1,将磁铁插入孔11的空隙13侧的端部称为端部E2。
磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1处的开口尺寸T1比磁铁插入孔11的空隙13侧的端部E2处的开口尺寸T2小(T1<T2)。
具体来讲,磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1处的开口尺寸T1是2.05mm,磁铁插入孔11的空隙13侧的端部E2处的开口尺寸T2是2.2mm。
另外,开口尺寸T1相当于磁铁插入孔11的磁铁宽度方向W的一端处的开口尺寸。另一方面,开口尺寸T2相当于从磁铁插入孔11的磁铁宽度方向W的该一端离开了永久磁铁20的宽度的位置(在此为端部E2)处的开口尺寸。
如图3所示那样,在磁铁插入孔11的空隙13侧的端部E2,在磁铁插入孔11的内侧端边11b与永久磁铁20的磁极面20b之间产生间隙。间隙例如是0.2mm。
另一方面,在磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1,成为永久磁铁20被轻度压入到磁铁插入孔11中的状态。
图5是示出磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1处的磁铁插入孔11与永久磁铁20的轻度压入状态的示意图。转子芯10在轴向层叠了多个钢板110,若从与层叠方向平行的剖面观看,则在钢板110的端边的位置产生偏移。
因而,在磁铁插入孔11的内侧端边11b与永久磁铁20的磁极面20b之间,存在平均例如为0.05mm的间隙,若干张钢板110的端缘与永久磁铁20的磁极面20b抵接。将这样的状态称为永久磁铁20被轻度压入到磁铁插入孔11中的状态。由此,永久磁铁20在磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1被保持。
图6是放大表示磁铁插入孔11及其周围的图。将与外侧端边11a平行的假想线称为直线L1。另外,在图6中,延长内侧端边11b而得的直线由直线L2表示。内侧端边11b相对于直线L1倾斜了角度α。换言之,内侧端边11b相对于外侧端边11a倾斜了角度α。
空隙12具有:从磁铁插入孔11的外侧端边11a的端部延伸的外侧端边12a;从内侧端边11b的端部延伸的内侧端边12b;从内侧端边12b的端部延伸的极间端边12c;以及以将内侧端边12b以及极间端边12c的端部彼此连结的方式延伸的外周端边12d。
在图6中,延长内侧端边12b而得的直线由直线L3表示。内侧端边12b相对于直线L1倾斜了比角度α大的角度β。因而,若将内侧端边11b与内侧端边12b的交界设为端点B1,则永久磁铁20不向比端点B1靠空隙12侧的位置移动。即,在端点B1处,永久磁铁20的磁铁宽度方向W的位置被限制。
空隙12的外侧端边12a与磁极中心线平行地延伸。极间端边12c与经过极间M的径向的直线平行地延伸。外周端边12d沿着转子芯10的外周延伸。但是,这些端边12a、12c、12d的延伸方向并不限定于在此说明的例子。
空隙13具有:从磁铁插入孔11的外侧端边11a的端部延伸的外侧端边13a;从内侧端边11b的端部延伸的内侧端边13b;从内侧端边13b的端部延伸的极间端边13c;以及将内侧端边13b以及极间端边13c的端部彼此连结的外周端边13d。
若将内侧端边11b与内侧端边13b的交界设为端点B2,则内侧端边13b自端点B2起与内侧端边11b呈同一直线状地延伸。在后述的永久磁铁20的插入工序中,能将永久磁铁20以从磁铁插入孔11的端部E2朝空隙13侧露出的方式插入,然后使其朝端部E1移动。
空隙13的外侧端边13a与磁极中心线平行地延伸。极间端边13c与经过极间M的径向的直线平行地延伸。外周端边13d沿着转子芯10的外周延伸。但是,这些端边13a、13c、13d的延伸方向并不限定于在此说明的例子。
磁铁插入孔11的开口尺寸T1小的端部E1优选位于转子1的旋转方向的上游侧。在转子1旋转时,在磁铁插入孔11内的永久磁铁20上,作用着与旋转方向反向的惯性力。通过该惯性力对永久磁铁20朝磁铁插入孔11的端部E1侧施力,将其更强力地压入。
<转子的制造方法>
接下来,对转子1的制造方法进行说明。图7是示出转子1的制造方法的流程图。首先,将被冲裁成图2所示的平面形状的多个钢板在轴向层叠。通过利用铆接等将层叠的钢板一体地固定,形成转子芯10(步骤S10)。接下来,在转子芯10的磁铁插入孔11中插入永久磁铁20(步骤S20)。
图8是示出永久磁铁20的插入工序的流程图。图9的(A)~(C)是示出永久磁铁20的插入工序的示意图。如图9的(A)所示那样,磁铁插入孔11的空隙12侧的端部E1处的开口尺寸T1比空隙13侧的端部E2处的开口尺寸T2小。
首先,如图9的(B)所示那样,在磁铁插入孔11的开口尺寸大的端部E2侧即空隙13侧插入永久磁铁20(步骤S21)。永久磁铁20以向空隙13侧露出的方式被插入到磁铁插入孔11中。
接下来,如图9的(C)中箭头A所示那样,使永久磁铁20朝磁铁插入孔11的开口尺寸小的端部E1侧即空隙12侧移动(步骤S22)。若使永久磁铁20朝空隙12侧移动,则磁铁插入孔11的宽度逐渐变小。
通过使永久磁铁20朝空隙12侧移动,成为永久磁铁20的移动方向的前端部分被轻度压入到磁铁插入孔11的端边11a、11b之间的状态。由此,永久磁铁20被定位成在磁铁插入孔11内不移动。
另外,由于内侧端边11b的端点B1往前是倾斜角度大的内侧端边12b,所以,无法使永久磁铁20从端点B1朝空隙12侧移动。即,永久磁铁20的周向位置由端点B1规定。
在这样将永久磁铁20插入于磁铁插入孔11之后,在图7的步骤S30中,通过热套等将轴25固定在转子芯10的内周10b(S30)。也可以在将轴25固定在转子芯10之后进行永久磁铁20的磁化。永久磁铁20的磁化既可以使用磁化装置来进行,也可以在将转子1组装于定子5的状态下进行。或者,也可以在将永久磁铁20磁化之后在转子芯10固定轴25。
<作用>
接下来,对实施方式1的作用进行说明。图10是示出与实施方式1的转子1进行对比的比较例1的转子1D的与1磁极相当的区域的图。比较例1的转子1D在磁铁插入孔111以及空隙112的形状方面与实施方式1的转子1不同。
对于比较例1的磁铁插入孔111,磁铁厚度方向T的宽度在磁铁宽度方向W的整个区域中恒定。即,磁铁插入孔11的外侧端边111a和内侧端边111b相互平行。在磁铁插入孔111的周向两侧,形成有相对于极中心P对称的形状的2个空隙112。
对于永久磁铁20的厚度,存在着在加工时产生的偏差。尤其是,稀土类磁铁由于通过从块状的烧结磁铁裁切成平板状而制造,所以,因加工误差而存在着0.2mm左右的尺寸公差。因而,一般来讲,磁铁插入孔111的开口尺寸设定得比永久磁铁20的厚度大。由此,在永久磁铁20与磁铁插入孔111之间,产生磁铁厚度方向T(永久磁铁20的磁化方向)的间隙。
由于该间隙相对于从永久磁铁20流出的磁通成为气隙,所以,使与定子5的线圈55交链的磁通减少,线圈55中的感应电压降低。其结果,产生相同输出所需的电流增加,由此,铜损增加,电动机效率降低。
另外,如上述那样,若在永久磁铁20与磁铁插入孔111之间存在间隙,则永久磁铁20容易在磁铁插入孔111内移动,存在着碰撞转子芯10而产生振动的可能性。因而,在磁铁插入孔111或者空隙112,设有与永久磁铁20的端面20c抵接的突起113。若如此设置突起113,则存在着像以下那样产生永久磁铁20的退磁的可能性。
在电动机100中,有时在定子5的线圈55中流动着比通常运转时大的电流。若在定子5的线圈55中流动着大电流,则因线圈55的电流产生的磁通作用于永久磁铁20。将永久磁铁20中朝与磁化方向相反的方向流动的磁通称为反向磁通。
来自定子5的反向磁通由于在转子芯10内会流过磁阻非常小的部分流动,所以,绕过磁阻大的磁铁插入孔111以及空隙112,流向空隙112与转子芯10的外周10a之间的薄壁部。但是,薄壁部由于磁路窄,所以,若流动着恒定的磁通,则会形成磁饱和,磁通不再流动。
如上述那样,若在磁铁插入孔111或者空隙12设置突起113,则自转子芯10的外周区域起直至突起113为止的距离比永久磁铁20的厚度小,因而,来自定子5的反向磁通集中流向突起113。由于突起113与永久磁铁20的端面20c相接,所以,若反向磁通集中在突起113,则发生永久磁铁20的端面20c的退磁。
永久磁铁20的退磁特别是在高温下容易发生。若发生永久磁铁20的退磁,则永久磁铁20的残留磁通密度降低,即便在反向磁通消失之后也不再复原。因而,永久磁铁20的退磁导致电动机100的输出降低,成为压缩机300或者空调装置400的性能降低的原因。
相对于此,在实施方式1中,如图3所示那样,磁铁插入孔11的磁铁宽度方向W的一方的端部E1处的开口尺寸T1比另一方的端部E2处的开口尺寸T2小。因而,能在将永久磁铁20插入到磁铁插入孔11的端部E2侧之后使其向端部E1侧移动。
由于永久磁铁20在磁铁插入孔11的端部E1侧以轻度压入状态被保持,所以,能减小永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙,其结果,磁阻减小。由此,与定子5的线圈55交链的磁通量增加。由于与线圈55交链的磁通量的增加,能减少为了产生相同转矩而在线圈55中流动的电流,由此能降低铜损,能提高电动机效率。
另外,由于在磁铁插入孔11的开口尺寸T1的端部E1侧以轻度压入状态保持永久磁铁20,所以,无需设置像比较例1那样的突起113。由于不具有向磁铁插入孔11内突出的部分即来自定子5的反向磁通集中的部分,所以,难以发生永久磁铁20的退磁。
这样,在实施方式1的转子1中,由于即便不在磁铁插入孔11内设置突起也能定位永久磁铁20,所以,能抑制永久磁铁20的退磁。另外,由于永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙小,所以,能提高电动机效率。
另外,在磁铁插入孔11或者空隙12、13内设有突起的场合,存在着发生从永久磁铁20流出的磁通经由突起而返回至永久磁铁20的所谓磁通短路的可能性,但在实施方式1中,由于无需在磁铁插入孔11以及空隙12、13内设置突起,所以,能抑制磁通短路,能提高电动机效率。
图11是比较实施方式1和比较例1中的与定子5的线圈55交链的磁通量而示出的曲线图。对于纵轴,以相对值表示在分别将实施方式1的转子1和比较例1的转子1D组装于定子5(图1)的场合下与定子5的线圈55交链的磁通量。
将比较例1中与定子5的线圈55交链的磁通量设为100%。根据图11可知,在实施方式1中,与定子5的线圈55交链的磁通量相对于比较例1的100%增加至103%。
这是因为,在实施方式1的转子1中,由于永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙小,所以,磁阻减小,朝向定子5的线圈55的交链磁通增加。
图12是比较实施方式1和比较例1中的3%退磁电流而示出的曲线图。3%退磁电流是在永久磁铁20的退磁率达到3%时在线圈55中流动的电流。电动机100放置在140℃的气氛中。该温度(140℃)是电动机100被使用在压缩机300内的场合的最高温度。
如上述那样,永久磁铁20的退磁关系到电动机100的输出降低,成为压缩机300或者空调装置400的性能降低的原因。因而,一般来讲,寻求的是将电动机100的退磁率抑制为3%以下。另外,在控制电动机100的逆变电路中,设有在退磁率达到3%之前将电流遮断的电流遮断电路。
根据图12可知,若将使用比较例1的转子1D的场合的3%电流设为100%,则使用实施方式1的转子1的场合的3%退磁电流增加至102%。
这是因为,在实施方式1的转子1中,由于没有在磁铁插入孔11或者空隙12设置突起113(图10),所以,在永久磁铁20的周围不存在来自定子5的反向磁通集中的部分。
另外,在磁铁插入孔11的端部E2侧,在永久磁铁20与磁铁插入孔11之间产生间隙,但在磁铁插入孔11的开口尺寸T1的端部E1侧,永久磁铁20以轻度压入状态被保持,因而,能抑制永久磁铁20的磁铁厚度方向T的松动。
优选的是,磁铁插入孔11的内侧端边11b的整体相对于直线L1倾斜,但若是端部E1处的开口尺寸T1比端部E2处的开口尺寸T2小,则也可以是仅内侧端边11b的一部分相对于直线L1倾斜。
<实施方式的效果>
如以上说明的那样,实施方式1的转子1具备具有磁铁插入孔11的环状的转子芯10和配置于磁铁插入孔11的永久磁铁20,永久磁铁20在与轴线C1正交的面中具有厚度以及宽度。对于磁铁插入孔11,以周向的一方的端部E1处的开口尺寸T1比从该端部E1起离开了永久磁铁20的宽度W的位置(在此为端部E2)处的开口尺寸T2小的方式,内侧端边11b相对于磁铁宽度方向W倾斜。
因而,通过在将永久磁铁20插入在磁铁插入孔11的开口尺寸小的端部E2侧之后使其朝向开口尺寸大的端部E1移动,能在磁铁插入孔11定位永久磁铁20。
由此,无需在磁铁插入孔11或者空隙12设置用于定位永久磁铁20的突起,能抑制来自定子5的反向磁通集中产生在突起的永久磁铁20的退磁。另外,由于能减小永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙,所以,能使与定子5的线圈55交链的磁通量增加,能提高电动机效率。
另外,磁铁插入孔11的外侧端边11a相对于磁铁厚度方向T正交,呈直线状延伸。因而,比磁铁插入孔11靠径向外侧的区域的磁通分布相对于极中心对称,能使转子1的表面磁通分布接近正弦波。由此,能减少转子1的表面磁通的高频成分,能降低振动以及噪音。
另外,在磁铁插入孔11的端部E1,由于多个钢板110之中的一部分与永久磁铁20接触,所以,能将永久磁铁20定位成在磁铁插入孔11内不移动。
另外,与磁铁插入孔11的内侧端边11b连续地形成有空隙12的内侧端边12b,内侧端边11b与外侧端边11a所成的角度β比内侧端边12b与外侧端边11a所成的角度α大。因而,能在作为内侧端边11b与内侧端边12b的交界的端点B1限制永久磁铁20的磁铁宽度方向W的位置。
另外,由于磁铁插入孔11的端部E1位于转子1的旋转方向的上游侧,所以,通过在转子1旋转时作用于永久磁铁20的惯性力,将永久磁铁20压入到磁铁插入孔11的端部E1中。因而,能在磁铁插入孔11内可靠地定位永久磁铁20。
变形例.
图13是示出实施方式1的变形例的转子1的1磁极所对应的区域的图。在该变形例中,永久磁铁20的形状与实施方式1不同。磁铁插入孔11的形状与实施方式1的磁铁插入孔11(图4)相同。
即,在该变形例中,永久磁铁20的空隙12侧的厚度H1比空隙13侧的厚度H2薄。永久磁铁20的磁极面20a与磁铁厚度方向T正交,磁极面20b相对于磁铁厚度方向T倾斜。永久磁铁20的磁极面20a与直线L1平行,磁极面20b相对于直线L1倾斜。
优选的是,永久磁铁20的磁极面20b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔11的内侧端边11b相对于直线L1的倾斜角度(角度α)相同。
在该变形例中,由于永久磁铁20与磁铁插入孔11同样地倾斜,所以,能减小永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙,由此能使磁阻降低来提高电动机效率。
另外,由于成为永久磁铁20在磁铁插入孔11的大范围被轻度压入的状态,所以,能在磁铁插入孔11内可靠地定位永久磁铁20。
尤其是,若永久磁铁20的磁极面20b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔11的内侧端边11b相对于直线L1的倾斜角度相同,则能将永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙设成最小限度,能进一步提高电动机效率。另外,由于成为永久磁铁20遍及磁铁插入孔11的大范围地被轻度压入的状态,所以,能在磁铁插入孔11内更可靠地定位永久磁铁20。
永久磁铁20向磁铁插入孔11的插入方法是如参照图8以及图9的(A)~(C)说明过的那样。
在其他方面,变形例的转子1与实施方式1的转子1同样地构成。
如以上说明的那样,根据该变形例,永久磁铁20的磁铁宽度方向W的一端具有厚度H1,另一端具有厚度H2(>H1)。因而,能减小永久磁铁20与磁铁插入孔11的间隙来提高电动机效率,且能在磁铁插入孔11内更可靠地定位永久磁铁20。
实施方式2.
接下来,对实施方式2进行说明。图14是示出实施方式2的电动机100A的剖视图。实施方式2的电动机100A在转子1A具有V字状的磁铁插入孔14这方面与实施方式1的电动机100不同。实施方式2的定子5与实施方式1的定子5同样地构成。
图15是示出实施方式2的转子1A的1磁极所对应的区域的图。在转子1A的转子芯10,形成有周向中心朝内周10b侧凸出的V字状的磁铁插入孔14。磁铁插入孔14具有隔着周向中心在周向对称的形状。
在1个磁铁插入孔14中,在隔着周向中心的两侧配置有2个永久磁铁21。2个永久磁铁21的磁化方向是相同方向。1个磁铁插入孔14构成1磁极。磁铁插入孔14的周向中心相当于极中心P。
各永久磁铁21具有径向外侧的磁极面21a、径向内侧的磁极面21b和周向的两端面21c。磁极面21a、21b相对于磁极中心线倾斜。
将永久磁铁21的厚度方向称为磁铁厚度方向T。磁铁厚度方向T是永久磁铁21的磁化方向。另外,磁铁厚度方向T是与永久磁铁21的磁极面21a正交的方向。
将永久磁铁21的宽度方向称为磁铁宽度方向W。磁铁宽度方向W是在与轴向正交的面内与磁极面21a平行的方向。在实施方式2中,磁铁厚度方向T以及磁铁宽度方向W相对于磁极中心线倾斜。
图16是示出转子芯10的1磁极所对应的区域的图。在磁铁插入孔14的周向的两端分别形成有空隙12。2个空隙12具有相对于极中心P相互对称的形状。
磁铁插入孔14具有周向两端处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T1比周向中心处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T2小的形状。
换言之,磁铁插入孔14具有磁铁宽度方向W的端部E1处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T1小于从端部E1起离开了永久磁铁21的宽度的位置E3处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T2小的形状。
磁铁插入孔14具有位于径向外侧的外侧端边14a和位于径向内侧的内侧端边14b。外侧端边14a以及内侧端边14b都呈现周向中心朝内周10b侧凸出的V字状地延伸。
图17是放大示出磁铁插入孔14的图。将与外侧端边14a平行的直线设为基准线L1。另外,在图17中,延长内侧端边14b而得的直线由直线L2表示。内侧端边14b相对于基准线L1倾斜了角度α。换言之,内侧端边14b相对于外侧端边14a倾斜了角度α。
空隙12的形状是如实施方式1中说明的那样。空隙12具有外侧端边12a、内侧端边12b、极间端边12c和外周端边12d。空隙12的内侧端边12b从磁铁插入孔14的内侧端边14b的端点B1延伸。
在图17中,延长内侧端边12b而得的直线由直线L3表示。空隙12的内侧端边12b与直线L1所成的角度β比磁铁插入孔14的内侧端边14b与直线L1所成的角度α大。因而,插入在磁铁插入孔14中的永久磁铁21无法超越端点B1地向空隙12侧移动。即,在空隙12的内侧端边12b与磁铁插入孔14的内侧端边14b的交界即端点B1处,永久磁铁21的位置被限制。
图18的(A)~(C)是用于说明实施方式2中的永久磁铁21的插入方法的示意图。如上述那样,如图18的(A)所示那样,磁铁插入孔14的周向两端处的开口尺寸T1比周向中心处的开口尺寸T2小。
首先,如图18的(B)所示那样,在磁铁插入孔14的周向中心侧即开口尺寸大的位置E3侧插入2个永久磁铁21。
2个永久磁铁21由于磁化方向是相同方向,所以,在两者之间作用磁性的排斥力。因而,如图18的(C)所示那样,2个永久磁铁21如箭头A所示那样朝磁铁插入孔14的端部E1侧即空隙12侧移动。
通过永久磁铁21朝空隙12侧移动,成为永久磁铁21的移动方向的前端部分被轻度压入到磁铁插入孔14的端边14a、14b之间的状态。由此,永久磁铁21被定位成在磁铁插入孔14内不移动。
由于能这样利用磁性的排斥力使2个永久磁铁21移动,所以,永久磁铁21的插入作业变简单。
在其他方面,实施方式2的转子1A与实施方式1的转子1同样地构成。
另外,优选的是,磁铁插入孔14的内侧端边14b在从周向中心起直至周向端部为止的整个区域相对于直线L1倾斜,但若开口尺寸T1比开口尺寸T2小,则也可以是仅磁铁插入孔14的内侧端边14b的一部分相对于直线L1倾斜。
图19是示出与实施方式2的转子1A进行对比的比较例2的转子1E的与1磁极相当的区域的图。比较例2的转子1E的磁铁插入孔114以及空隙112的形状与实施方式2的转子1A不同。
比较例2的磁铁插入孔114具有周向中心朝内周10b侧突出的V字形状,但磁铁厚度方向T的宽度恒定。即,磁铁插入孔114的外侧端边114a与内侧端边114b相互平行。在磁铁插入孔114的周向两侧,形成有相对于极中心P对称的形状的2个空隙112。
各永久磁铁21需要定位成在磁铁插入孔114内不移动。因而,在磁铁插入孔114的周向两侧,形成有与2个永久磁铁21的端面21c抵接的突起116。在磁铁插入孔114的周向中心,也形成有与2个永久磁铁21的端面21c抵接的突起115。
如也在实施方式1中说明过的那样,由于永久磁铁21的厚度存在偏差,所以,在永久磁铁21与磁铁插入孔114之间产生磁铁厚度方向T(永久磁铁21的磁化方向)的间隙。由于该间隙相对于从永久磁铁21流出的磁通成为气隙,所以,使与定子5的线圈55交链的磁通减少,电动机效率降低。
另外,由于在磁铁插入孔114或者空隙112的内部设有突起115、116,所以,来自定子5的反向磁通容易集中在突起115、116。由于突起115、116与永久磁铁21的端面21c相接,所以,若反向磁通集中在突起115、116,则存在着在永久磁铁21的端面21c产生退磁的可能性。
相对于此,在实施方式2中,如图16所示那样,磁铁插入孔14的周向端部处的开口尺寸T1比周向中心处的开口尺寸T2小。因而,如参照图18的(A)~(C)说明过的那样,能在将永久磁铁21插入到磁铁插入孔14的周向中心之后使其向周向端部移动。
由于永久磁铁21在磁铁插入孔14的周向端部以轻度压入状态被保持,所以,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔14的间隙,其结果,磁阻减少。由此,能使与定子5的线圈55交链的磁通量增加,能提高电动机效率。
另外,在实施方式2的转子1A中,由于即便不在磁铁插入孔14内设置突起也能定位永久磁铁21,所以,无需设置比较例2那样的突起115、116。因而,能抑制永久磁铁21的退磁。
如以上说明的那样,对于实施方式2的转子1A,磁铁插入孔14为V字状,具有周向端部(端部E1)处的开口尺寸T1比周向中心(换言之是从磁铁插入孔14的周向端部起离开了永久磁铁21的宽度W的位置E3)处的开口尺寸T2小的形状。因而,通过在将永久磁铁21插入到磁铁插入孔14的周向中心之后使其朝周向端部移动,能在磁铁插入孔14内保持永久磁铁21。
由此,无需在磁铁插入孔14设置用于定位永久磁铁21的突起,能抑制永久磁铁21的退磁。另外,由于能减小永久磁铁21与磁铁插入孔14的间隙,所以,能使与定子5的线圈55交链的磁通量增加,能提高电动机效率。
另外,在永久磁铁21向磁铁插入孔14插入时,能利用2个永久磁铁21的磁性的排斥力使永久磁铁21移动,因而,插入作业变简单。
变形例.
图20是示出实施方式2的变形例的转子1A的1磁极所对应的区域的图。在该变形例中,永久磁铁21的形状与实施方式2不同。磁铁插入孔14的形状与实施方式2的磁铁插入孔14(图16)相同。
在该变形例中,永久磁铁21的周向端部(磁铁宽度方向W的一端)的厚度H1比周向中心(磁铁宽度方向W的另一端)的厚度H2薄。永久磁铁21的磁极面21a与磁铁厚度方向T正交,磁极面21b相对于磁铁厚度方向T倾斜。另外,永久磁铁21的磁极面21a与直线L1平行,磁极面21b相对于直线L1倾斜。
优选的是,永久磁铁21的磁极面21b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔14的内侧端边14b相对于直线L1的倾斜角度(图17所示的角度α)相同。
在该变形例中,由于永久磁铁21与磁铁插入孔14同样地倾斜,所以,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔14的间隙,由此能使磁阻降低来提高电动机效率。另外,由于成为永久磁铁21在磁铁插入孔14的大范围被轻度压入的状态,所以,能可靠地在磁铁插入孔14内定位永久磁铁21。
尤其是,若永久磁铁21的磁极面21b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔14的内侧端边14b相对于直线L1的倾斜角度相同,则能将永久磁铁21与磁铁插入孔14的间隙设成最小限度,能进一步提高电动机效率。另外,能更可靠地在磁铁插入孔14内定位永久磁铁21。
永久磁铁21向磁铁插入孔14的插入方法是如参照图18的(A)~(C)说明的那样。
在其他方面,变形例的转子1A与实施方式2的转子1A同样地构成。
如以上说明的那样,根据该变形例,永久磁铁21的磁铁宽度方向W的一端具有厚度H1,另一端具有厚度H2(>H1)。因而,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔14的间隙来提高电动机效率,且能在磁铁插入孔11内可靠地定位永久磁铁21。
实施方式3.
接下来,对实施方式3进行说明。图21是示出实施方式3的转子1B的1磁极所对应的区域的图。实施方式3的转子1B在具有直线状的磁铁插入孔15这方面与实施方式2的转子1A不同。实施方式3的定子5与实施方式1的定子5同样地构成。
在转子1B的转子芯10,形成有在与轴向正交的面内呈直线状延伸的磁铁插入孔15。在1个磁铁插入孔15中,在隔着周向中心的两侧配置有2个永久磁铁21。2个永久磁铁21的磁化方向为相同方向。1个磁铁插入孔15构成1磁极。磁铁插入孔15的周向中心相当于极中心P。
永久磁铁21具有径向外侧的磁极面21a、径向内侧的磁极面21b和周向的两端面21c。磁极面21a、21b相对于磁极中心线正交。
将永久磁铁21的厚度方向称为磁铁厚度方向T。磁铁厚度方向T是永久磁铁21的磁化方向。另外,磁铁厚度方向T是与永久磁铁21的磁极面20a正交的方向。磁铁厚度方向T与磁极中心线平行。
将永久磁铁21的宽度方向称为磁铁宽度方向W。磁铁宽度方向W是在与轴向正交的面内与磁极面20a平行的方向。磁铁宽度方向W相对于磁极中心线正交。
图22是示出转子芯10的1磁极所对应的区域的图。在磁铁插入孔15的周向的两端,分别形成有空隙12。2个空隙12具有相对于极中心P相互对称的形状。
磁铁插入孔15具有周端部两端处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T1比周向中心处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T2小的形状。
换言之,磁铁插入孔15具有磁铁宽度方向W的端部E1处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T1比从端部E1起离开了永久磁铁21的宽度的位置E3处的磁铁厚度方向T的开口尺寸T2小的形状。
磁铁插入孔15具有位于径向外侧的外侧端边15a和位于径向内侧的内侧端边15b。外侧端边15a与磁极中心线正交。将与外侧端边15a平行的直线设为基准线L1。
内侧端边15b相对于基准线L1倾斜了角度α。换言之,内侧端边15b相对于外侧端边15a倾斜了角度α。
空隙12的形状是如实施方式1中所说明的那样。空隙12具有外侧端边12a、内侧端边12b、极间端边12c和外周端边12d。在空隙12的内侧端边12b与磁铁插入孔15的内侧端边15b的交界即端点B1处,永久磁铁21的位置被限制。
永久磁铁21向磁铁插入孔15的插入方法是如实施方式2中所说明的那样。即,若将2个永久磁铁21在磁铁插入孔15的周向中心插入,则由于磁性的排斥力而使得2个永久磁铁21向磁铁插入孔14的周向端部移动。
由于永久磁铁21在磁铁插入孔15的周向端部以轻度压入状态被保持,所以,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔15的间隙,其结果,磁阻减小。由此,能使与定子5的线圈55交链的磁通量增加,能提高电动机效率。
另外,由于即便不在磁铁插入孔15内设置突起也能定位永久磁铁21,所以,能抑制来自定子5的反向磁通集中产生于突起的永久磁铁21的退磁。
在其他方面,实施方式3的转子1B与实施方式2的转子1A同样地构成。
另外,优选的是,磁铁插入孔15的内侧端边15b在自周向中心起直至周向端部为止的整个区域相对于直线L1倾斜,而若开口尺寸T1比开口尺寸T2小,则也可以是仅磁铁插入孔15的内侧端边15b的一部分相对于直线L1倾斜。
如以上说明的那样,对于实施方式3的转子1B,磁铁插入孔15为直线状,具有周向端部(端部E1)处的开口尺寸T1比周向中心(换言之是自磁铁插入孔15的周向端部离开了永久磁铁21的宽度W的位置E3)处的开口尺寸T2小的形状。因而,通过在将永久磁铁21在磁铁插入孔15的周向中心插入之后使其朝周向端部移动,能在磁铁插入孔14内保持永久磁铁21。
由此,无需在磁铁插入孔15设置用于定位永久磁铁21的突起,能抑制永久磁铁21的退磁。另外,由于能减小永久磁铁21与磁铁插入孔15的间隙,所以,能使与定子5的线圈55交链的磁通量增加,能提高电动机效率。
另外,在永久磁铁21向磁铁插入孔15插入时,能利用2个永久磁铁21的磁性的排斥力而使永久磁铁21移动,故而插入作业变简单。
变形例.
图23是示出实施方式3的变形例的转子1B的1磁极所对应的区域的图。在该变形例中,永久磁铁21的形状与实施方式3不同。磁铁插入孔15的形状与实施方式3的磁铁插入孔15(图22)相同。
在该变形例中,永久磁铁21的周向端部(磁铁宽度方向W的一端)的厚度H1比周向中心(磁铁宽度方向W的另一端)的厚度H2薄。永久磁铁21的磁极面21a与磁铁厚度方向T正交,磁极面21b相对于磁铁厚度方向T倾斜。另外,永久磁铁21的磁极面21a与直线L1平行,磁极面21b相对于直线L1倾斜。
优选的是,永久磁铁21的磁极面21b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔15的内侧端边15b相对于直线L1的倾斜角度(图22所示的角度α)相同。
在该变形例中,由于永久磁铁21与磁铁插入孔15同样地倾斜,所以,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔15的间隙,由此,能使磁阻降低来提高电动机效率。另外,由于成为永久磁铁21在磁铁插入孔15的大范围被轻度压入的状态,所以,能在磁铁插入孔15内可靠地定位永久磁铁21。
尤其是,若永久磁铁21的磁极面21b相对于直线L1的倾斜角度与磁铁插入孔15的内侧端边15b相对于直线L1的倾斜角度相同,则能将永久磁铁21与磁铁插入孔15的间隙设成为最小限度,能进一步提高电动机效率。另外,能在磁铁插入孔11内更可靠地定位永久磁铁21。
永久磁铁21向磁铁插入孔15的插入方法是如实施方式2中所说明的那样。
在其他方面,变形例的转子1B与实施方式3的转子1B同样地构成。
如以上说明的那样,根据该变形例,永久磁铁21的磁铁宽度方向W的一端具有厚度H1,另一端具有厚度H2(>H1)。因而,能减小永久磁铁21与磁铁插入孔15的间隙来提高电动机效率,且能可靠地定位永久磁铁21。
<压缩机>
接下来,对实施方式1~3以及各变形例的电动机所能应用的压缩机300进行说明。图24是示出实施方式1~3以及各变形例的电动机所能应用的压缩机300的纵剖视图。压缩机300是旋转式压缩机,例如被使用于空调装置400(图25)。
压缩机300具备:压缩机构部310;驱动压缩机构部310的电动机100;将压缩机构部310与电动机100连结的轴25;以及收容它们的密闭容器301。
密闭容器301是由钢板形成的容器,具有圆筒状的外壳6和覆盖外壳6的上部的容器上部。电动机100的定子5通过热套、压入或者焊接等被组装在密闭容器301的外壳6的内侧。
在密闭容器301的容器上部,设有将制冷剂向外部排出的排出管307和用于对电动机100供给电力的端子305。另外,在密闭容器301的外部,安装有贮存制冷剂气体的储存器302。在密闭容器301的底部,贮存有对压缩机构部310的轴承部进行润滑的冷冻机油。
压缩机构部310具备:具有缸体室312的缸体311;固定于轴25的摆动活塞314;将缸体室312的内部划分成吸入侧和压缩侧的叶片;以及将缸体室312的轴向两端部封闭的上部构架316以及下部构架317。
上部构架316以及下部构架317均具有可旋转地支撑轴25的轴承部。在上部构架316以及下部构架317,分别安装有上部排出消声器318以及下部排出消声器319。
在缸体311中,设有以轴线C1为中心的圆筒状的缸体室312。轴25的偏心轴部25a位于缸体室312的内部。偏心轴部25a具有相对于轴线C1偏心的中心。在偏心轴部25a的外周嵌合有摆动活塞314。若电动机100旋转,则偏心轴部25a以及摆动活塞314在缸体室312内偏心旋转。
在缸体311形成有向缸体室312内吸入制冷剂气体的吸入口313。在密闭容器301安装有与吸入口313连通的吸入管303,经由该吸入管303从储存器302向缸体室312供给制冷剂气体。
在压缩机300中,从空调装置400(图20)的制冷剂回路混合供给低压的制冷剂气体和液体制冷剂,但若液体制冷剂流入压缩机构部310而被压缩,则成为压缩机构部310的故障原因。因而,通过储存器302将液体制冷剂和制冷剂气体分离开,仅将制冷剂气体供给到压缩机构部310。
作为制冷剂,例如可以使用R410A、R407C或者R22等,但从防止全球变暖的观点出发,优选使用GWP(全球变暖潜能值)低的制冷剂。作为低GWP的制冷剂,例如可使用以下的制冷剂。
(1)首先,可使用在组分中具有碳双键的卤化烃,例如HFO(Hydro-Fluoro-Orefin)-1234yf(CF3CF=CH2)。HFO-1234yf的GWP是4。
(2)另外,也可以使用在组分中具有碳双键的烃,例如R1270(丙烯)。R1270的GWP是3,比HFO-1234yf低,但可燃性比HFO-1234yf高。
(3)另外,也可以使用包含在组分中具有碳双键的卤化烃或者在组分中具有碳双键的烃中至少一者的混合物,例如HFO-1234yf和R32的混合物。上述的HFO-1234yf由于是低压制冷剂,所以,具有压力损失变大的倾向,存在着导致制冷循环(尤其是蒸发器)的性能降低的可能性。因而,在实际应用方面,优选使用作为压力比HFO-1234yf高的制冷剂的与R32或者R41混合的混合物。
压缩机300的动作如以下那样。从储存器302供给来的制冷剂气体经过吸入管303而向缸体311的缸体室312内被供给。若使电动机100进行驱动而使转子1旋转,则轴25与转子1一起旋转。并且,与轴25嵌合的摆动活塞314在缸体室312内偏心旋转,在缸体室312内压缩制冷剂。压缩后的制冷剂经过排出消声器318、319,进而经过设于电动机100的孔部19等而在密闭容器301内上升,从排出管307被排出。
实施方式1~3以及各变形例中所说明的电动机100由于针对永久磁铁20的退磁的抑制而具有高的电动机效率。因而,通过在压缩机300的驱动源中使用实施方式1~3以及各变形例中的任意电动机100,能提高压缩机300的运转效率。
<空调装置>
接下来,对具备图24的压缩机300的作为制冷循环装置的空调装置400进行说明。图25是示出空调装置400的构成的图。空调装置400具备压缩机401、冷凝器402、节流装置(减压装置)403和蒸发器404。
压缩机401、冷凝器402、节流装置403以及蒸发器404通过制冷剂配管407连结,构成制冷循环。即,制冷剂按照压缩机401、冷凝器402、节流装置403以及蒸发器404的顺序进行循环。
压缩机401、冷凝器402以及节流装置403设置于室外机410。压缩机401由图24所示的压缩机300构成。在室外机410设有向冷凝器402供给室外空气的室外送风机405。蒸发器404设置于室内机420。在该室内机420设有向蒸发器404供给室内空气的室内送风机406。
空调装置400的动作如下述那样。压缩机401将吸入的制冷剂压缩并送出。冷凝器402进行从压缩机401流入的制冷剂与室外空气的热交换,使制冷剂冷凝液化并向制冷剂配管407送出。室外送风机405向冷凝器402供给室外空气。节流装置403通过使开度变化,调整流经制冷剂配管407的制冷剂的压力等。
蒸发器404进行通过节流装置403变成低压状态的制冷剂与室内空气的热交换,使制冷剂吸取空气的热而蒸发(气化),朝制冷剂配管407送出。室内送风机406向蒸发器404供给室内空气。由此,由蒸发器404吸取热后的冷风向室内被供给。
空调装置400具有通过应用实施方式1~3以及各变形例中说明的电动机100而提高了运转效率的压缩机401。因而,能提高空调装置400的运转效率。
以上,对优选的实施方式进行了具体说明,但可以基于上述的实施方式进行各种改良或者变形。
附图标记的说明
1、1A、1B转子,5定子,6外壳,10转子芯,10a外周,10b内周,11磁铁插入孔,11a外侧端边,11b内侧端边,12空隙,12a外侧端边,12b内侧端边,12c极间端边,12d外周端边,13空隙,13a外侧端边,13b内侧端边,13c外周端边,13d极间端边,14磁铁插入孔,14a外侧端边,14b内侧端边,15磁铁插入孔,15a外侧端边,15b内侧端边,17、18狭缝,20永久磁铁,20a磁极面,20b磁极面,20c端面,21永久磁铁,21a磁极面,21b磁极面,21c端面,25轴,50定子芯,50A分割芯,51磁轭,52齿部,54绝缘部,55线圈,100、100A电动机,110钢板,300压缩机,301密闭容器,310压缩机构部,400空调装置,401压缩机,402冷凝器,403节流装置,404蒸发器,407制冷剂配管,410室外机,420室内机,T磁铁厚度方向,W磁铁宽度方向,T1、T2开口尺寸。

Claims (17)

1.一种转子,其中,
上述转子具有:
转子芯,该转子芯具有磁铁插入孔,并呈以轴线为中心的环状;以及
永久磁铁,该永久磁铁呈平板状,配置在上述磁铁插入孔中,并在与上述轴线正交的面中具有厚度以及宽度,
由上述永久磁铁的上述宽度规定宽度方向,由上述永久磁铁的上述厚度规定厚度方向,
上述磁铁插入孔具有倾斜部分,该倾斜部分以上述宽度方向的一端处的上述厚度方向的开口尺寸(T1)比从上述一端起离开了上述永久磁铁的宽度的位置处的上述厚度方向的开口尺寸(T2)小的方式相对于上述宽度方向倾斜。
2.如权利要求1所述的转子,其中,
上述磁铁插入孔具有以上述轴线为中心的径向的外侧的外侧端边和上述径向的内侧的内侧端边,
上述外侧端边呈直线状从上述磁铁插入孔的上述一端延伸至上述位置。
3.如权利要求2所述的转子,其中,
上述外侧端边相对于上述厚度方向正交,
上述内侧端边相对于上述外侧端边倾斜。
4.如权利要求3所述的转子,其中,
以与上述磁铁插入孔的上述一端相连的方式形成有空隙,
上述空隙具有与上述内侧端边的上述一端连续的连续端边,
上述连续端边与上述外侧端边所成的角度比上述内侧端边与上述外侧端边所成的角度大。
5.如权利要求1至4中任一项所述的转子,其中,
上述转子芯由在上述轴线的方向层叠了多个钢板而成的层叠体构成,
在上述磁铁插入孔的上述一端,上述多个钢板之中的一部分与上述永久磁铁接触。
6.如权利要求1至5中任一项所述的转子,其中,
上述磁铁插入孔的上述一端是上述转子的旋转方向的上游侧的端部。
7.如权利要求1至6中任一项所述的转子,其中,
在上述磁铁插入孔中配置有1个永久磁铁,
上述磁铁插入孔的上述位置是上述磁铁插入孔的上述宽度方向的另一端。
8.如权利要求7所述的转子,其中,
上述永久磁铁的配置在上述磁铁插入孔的上述一端的部分的厚度(H1)比配置在上述磁铁插入孔的上述另一端的部分的厚度(H2)小。
9.如权利要求1至6中任一项所述的转子,其中,
在上述磁铁插入孔中,隔着以上述轴线为中心的周向的中心在两侧配置有2个永久磁铁,
上述磁铁插入孔的上述周向的中心具有上述开口尺寸(T2)。
10.如权利要求9所述的转子,其中,
对于上述2个永久磁铁的每一个,配置在上述磁铁插入孔的上述一端的部分的厚度(H1)比配置在上述磁铁插入孔的上述中心的部分的厚度(H2)小。
11.如权利要求9或10所述的转子,其中,
上述磁铁插入孔在与上述轴线正交的面内呈V字状延伸。
12.如权利要求9或10所述的转子,其中,
上述磁铁插入孔在与上述轴线正交的面内呈直线状延伸。
13.一种电动机,其中,
上述电动机具有:
权利要求1至12中任一项所述的转子;以及
从以上述轴线为中心的径向的外侧包围上述转子的定子。
14.一种压缩机,其中,
上述压缩机具备:
权利要求13所述的电动机;以及
由上述电动机驱动的压缩机构部。
15.一种空调装置,其中,
上述空调装置具备:
权利要求14所述的压缩机;
将从上述压缩机送出的制冷剂冷凝的冷凝器;
将由上述冷凝器冷凝的制冷剂减压的减压装置;以及
使由上述减压装置减压的制冷剂蒸发的蒸发器。
16.一种转子的制造方法,其中,
上述转子的制造方法具有:
准备转子芯的工序,该转子芯具有磁铁插入孔且呈以轴线为中心的环状;以及
在上述磁铁插入孔中插入永久磁铁的工序,该永久磁铁呈平板状,并在与上述轴线正交的面中具有厚度以及宽度,
由上述永久磁铁的上述宽度规定宽度方向,由上述永久磁铁的上述厚度规定厚度方向,
上述磁铁插入孔具有倾斜部分,该倾斜部分以上述宽度方向的一端处的上述厚度方向的开口尺寸(T1)比从上述一端起离开了上述永久磁铁的宽度的位置处的上述厚度方向的开口尺寸(T2)小的方式相对于上述宽度方向倾斜,
在上述磁铁插入孔中插入上述永久磁铁的工序具有:
在从上述磁铁插入孔的上述一端起离开了上述永久磁铁的宽度的位置插入上述永久磁铁的工序;以及
使上述永久磁铁在上述磁铁插入孔内朝上述一端移动的工序。
17.如权利要求16所述的转子的制造方法,其中,
上述磁铁插入孔形成为能够插入2个永久磁铁,
插入在上述磁铁插入孔中的上述2个永久磁铁通过在上述2个永久磁铁之间作用的排斥力而朝上述磁铁插入孔的上述宽度方向的两端移动。
CN202080099344.6A 2020-04-20 2020-04-20 转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法 Pending CN115398778A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/017035 WO2021214824A1 (ja) 2020-04-20 2020-04-20 ロータ、モータ、圧縮機、空気調和装置およびロータの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115398778A true CN115398778A (zh) 2022-11-25

Family

ID=78270909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080099344.6A Pending CN115398778A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 转子、电动机、压缩机、空调装置以及转子的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230116012A1 (zh)
JP (1) JP7433419B2 (zh)
CN (1) CN115398778A (zh)
WO (1) WO2021214824A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118251824A (zh) * 2021-11-16 2024-06-25 日立安斯泰莫株式会社 旋转电机的转子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62138049A (ja) * 1985-12-12 1987-06-20 Moriyama Kogyo Kk 直流機の界磁装置
JP4043659B2 (ja) * 1999-09-10 2008-02-06 松下電器産業株式会社 自己始動形永久磁石式同期電動機の製造方法
JP2004104962A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp 永久磁石式リラクタンス型回転電機
EP1657800B1 (de) 2004-11-12 2007-08-08 Grundfos A/S Permanentmagnet-Rotor
CN101617457B (zh) * 2007-03-15 2012-05-30 大金工业株式会社 励磁系统
JP5126487B2 (ja) * 2007-07-13 2013-01-23 株式会社ジェイテクト Ipmモータ及びその製造方法と電動パワーステアリング装置
JP5589345B2 (ja) * 2009-10-21 2014-09-17 富士電機株式会社 永久磁石式回転電機
JP5292271B2 (ja) * 2009-12-24 2013-09-18 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機
CN102306966A (zh) * 2011-09-14 2012-01-04 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 一种永磁电机转子
JP6320860B2 (ja) 2014-07-04 2018-05-09 株式会社三井ハイテック 回転子積層鉄心及びその製造方法
JP6901371B2 (ja) 2017-10-03 2021-07-14 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ

Also Published As

Publication number Publication date
US20230116012A1 (en) 2023-04-13
WO2021214824A1 (ja) 2021-10-28
JP7433419B2 (ja) 2024-02-19
JPWO2021214824A1 (zh) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110622393B (zh) 定子、电动机、压缩机、制冷空调装置及定子的制造方法
CN108352737B (zh) 电动机、转子、压缩机以及制冷空调装置
JP6109338B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
JP6009088B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN108352741B (zh) 电动机、转子、压缩机以及制冷空调装置
WO2017119102A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN109155545B (zh) 定子、电动机、压缩机及制冷空调装置
US9634531B2 (en) Electric motor with embedded permanent magnet, compressor, and refrigeration/air-conditioning device
JP7003267B2 (ja) 電動機、圧縮機および空気調和装置
WO2017208291A1 (ja) 固定子、電動機、圧縮機、及び冷凍空調装置
WO2015092925A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
US11962192B2 (en) Electric motor, compressor, and air conditioner
WO2021214824A1 (ja) ロータ、モータ、圧縮機、空気調和装置およびロータの製造方法
JP6956881B2 (ja) 電動機、圧縮機、及び空気調和機
WO2021070353A1 (ja) ロータ、電動機、圧縮機、及び空気調和機
WO2021214825A1 (ja) ロータ、モータ、圧縮機および空気調和装置
JP7154373B2 (ja) 電動機、圧縮機、及び空気調和機
WO2016002002A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN112470364A (zh) 定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置
JP7026811B2 (ja) ステータ、電動機、圧縮機および空気調和装置
CN117044073A (zh) 马达、压缩机和制冷循环装置

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