CN115803993A - 定子、电动机、压缩机、制冷循环装置以及空调装置 - Google Patents

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Abstract

定子(1)具有：定子铁芯(10)，其具有磁轭(10a)和齿(10b)；绝缘体(20)，其设置于齿(10b)；以及线圈(30)，其隔着绝缘体(20)而被卷绕于齿(10b)。磁轭(10a)具有设置于定子铁芯(10)的轴向的端面(10d)的第1孔(12e)，齿(10b)具有设置于端面(10d)的第2孔(12f)，第2孔(12f)设置于齿(10b)在定子铁芯(10)的周向上的中央，并且配置于通过第1孔(12e)且沿定子铁芯(10)的径向延伸的直线(S)上，绝缘体(20)具有：第1突部(20a)，其与第1孔(12e)嵌合；以及第2突部(20b)，其与第2孔(12f)嵌合。

Description

定子、电动机、压缩机、制冷循环装置以及空调装置
技术领域
本发明涉及定子、电动机、压缩机、制冷循环装置以及空调装置。
背景技术
已知有一种定子，其具有：定子铁芯，其具有磁轭以及齿；绝缘体，其设置于齿；以及线圈，其隔着绝缘体而被卷绕于齿(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，定子铁芯的磁轭具有设置于定子铁芯的轴向的端面的孔，绝缘体具有与该孔嵌合的突部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/051407号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1中，所述孔仅设置于磁轭。因此，在进行将线圈卷绕于齿的作业时，存在由于线圈的张力施加于绝缘体而发生绝缘体的位置偏移的情况。如果增大沿轴向观察时的孔的面积，则虽然能够将绝缘体牢固地固定于定子铁芯，但在孔的周向的两侧流动的磁通的磁路变窄，因此产生磁饱和。
本发明的目的在于，防止绝缘体的位置偏移，并且防止磁饱和的产生。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的定子具有：定子铁芯，其具有磁轭和齿；绝缘体，其设置于所述齿；以及线圈，其隔着所述绝缘体而被卷绕于所述齿，所述磁轭具有设置于所述定子铁芯的轴向的端面的第1孔，所述齿具有设置于所述端面的第2孔，所述第2孔设置于所述齿在所述定子铁芯的周向上的中央，并且配置于通过所述第1孔且沿所述定子铁芯的径向延伸的直线上，所述绝缘体具有：第1突部，其与所述第1孔嵌合；以及第2突部，其与所述第2孔嵌合。
发明效果
根据本发明，能够防止绝缘体的位置偏移，并且防止磁饱和的产生。
附图说明
图1是示出实施方式1的电动机的结构的剖视图。
图2是将图1所示的电动机用A2-A2线切开的剖视图。
图3是示出实施方式1的定子的定子铁芯的第1铁芯部的结构的俯视图。
图4是示出实施方式1的定子铁芯的第2铁芯部的结构的俯视图。
图5是示出图4所示的第2铁芯部的结构的放大俯视图。
图6是示出实施方式1的第2铁芯部中的磁通的流动的示意图。
图7是示出实施方式1的定子的一部分的立体图。
图8是示出实施方式1的定子的绝缘体的结构的立体图。
图9是示出实施方式1的转子的结构的剖视图。
图10是示出实施方式2的电动机的结构的剖视图。
图11是示出实施方式2的第2铁芯部的结构的放大俯视图。
图12是示出实施方式2的第2铁芯部中的磁通的流动的示意图。
图13是示出实施方式3的第2铁芯部的结构的放大俯视图。
图14是示出实施方式4的第2铁芯部的结构的放大俯视图。
图15是示出实施方式5的电动机的结构的剖视图。
图16是示出实施方式6的定子的绝缘体的结构的图。
图17是示出实施方式7的电动机驱动装置的结构的框图。
图18是示出实施方式8的压缩机的结构的局部剖视图。
图19是示出实施方式9的空调装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的定子、电动机、压缩机、制冷循环装置以及空调装置进行说明。以下实施方式仅仅是示例，可以适当组合实施方式以及适当变更各实施方式。
在附图中，为了容易理解说明，示出了xyz直角坐标系。z轴是与电动机的转子的轴线平行的坐标轴。x轴是与z轴垂直的坐标轴。y轴是与x轴及z轴双方垂直的坐标轴。
《实施方式1》
〈电动机〉
图1是示出实施方式1的电动机100的结构的剖视图。图2是将图1所示的电动机100用A2-A2线切开的剖视图。如图1和图2所示，电动机100具有：定子1；以及固定于轴50的转子7。转子7配置于定子1的内侧。在定子1与转子7之间形成有气隙G。气隙G例如是0.3mm～1.0mm的范围内的规定的间隙。
转子7能够以轴50的轴线C1为中心旋转。轴50沿z轴方向延伸。在以下说明中，沿以轴50的轴线C1为中心的圆的圆周的方向(例如，图1所示的箭头R1)被称为“周向”，与z轴方向垂直且通过轴线C1的直线的方向被称为“径向”。
〈定子〉
接下来，对定子1的结构进行说明。定子1具有定子铁芯10、绝缘体20和线圈30。
定子铁芯10是以轴线C1为中心的环状的部件。定子铁芯10具有：磁轭10a；以及多个齿10b，它们从磁轭10a向径向内侧延伸。在多个齿10b中的相邻的齿10b之间，形成有作为收纳线圈30的空间的槽10c。另外，关于定子铁芯10的其它结构，将在后面叙述。
绝缘体20从z轴方向外侧覆盖磁轭10a和齿10b。由此，定子铁芯10与线圈30之间被绝缘。另外，关于绝缘体20的结构，将在后面叙述。
线圈30隔着绝缘体20而被卷绕于齿10b。线圈30例如是磁导线。线圈30的绕线方式例如通过在1个齿10b上卷绕线圈30的集中式绕组而形成。线圈30的线径及匝数是根据对于电动机100要求的特性(例如转速或转矩等)、电压规格、槽10c的截面积等而确定的。例如，线径为1.0mm左右的线圈30在1个齿10b上卷绕约80匝。定子1例如具有3相(即，U相、V相、W相)的线圈30。线圈30的接线状态例如是将3相的线圈30彼此在中性点处连接的星形接线。另外，线圈30的接线状态不限于星形接线，也可以是三角形接线。
定子1还具有配置于槽10c的绝缘膜40。由此，能够使定子铁芯10的规定槽10c的面(例如，齿10b的朝向周向R1的侧面)与线圈30之间绝缘。另外，对于定子1，即使是不具有绝缘膜40的构造也能够实现。即，绝缘体20也可以覆盖齿10b的整个表面。
如图2所示，定子铁芯10具有沿z轴方向排列的第1铁芯部11和第2铁芯部12。第2铁芯部12配置于第1铁芯部11的z轴方向的外侧。第1铁芯部11与第2铁芯部12彼此例如通过铆接被固定。在实施方式1中，定子铁芯10具有配置于第1铁芯部11的z轴方向的两侧的多个第2铁芯部12。另外，定子铁芯10也可以具有配置于第1铁芯部11的z轴方向的任意一方的1个第2铁芯部12。
图3是示出第1铁芯部11的结构的俯视图。图4是示出第2铁芯部12的结构的俯视图。如图1、图3和图4所示，磁轭10a具有：设置于第1铁芯部11的第1磁轭部11a；以及设置于第2铁芯部12的第2磁轭部12a。齿10b具有：设置于第1铁芯部11的第1齿部11b；以及设置于第2铁芯部12的第2齿部12b。槽10c具有：设置于第1铁芯部11的第1槽部11c；以及设置于第2铁芯部12的第2槽部12c。
如图3所示，第1铁芯部11由沿周向R1排列的多个分割铁芯110构成。分割铁芯110具有上述的第1磁轭部11a以及第1齿部11b。多个分割铁芯110中的相邻的分割铁芯110通过形成于第1磁轭部11a的连结部11d而彼此连结在一起。另外，第1铁芯部11不限于多个分割铁芯110连结而成的结构，也可以由单一的环状的铁芯构成。
如图4所示，第2铁芯部12由沿周向R1排列的多个分割铁芯120构成。分割铁芯120具有上述的第2磁轭部12a以及第2齿部12b。多个分割铁芯120中的相邻的分割铁芯120通过形成于第2磁轭部12a的连结部12d而彼此连结在一起。另外，第2铁芯部12不限于多个分割铁芯120连结而成的结构，也可以由单一的环状的铁芯构成。
第2磁轭部12a具有设置于定子铁芯10的z轴方向的端面10d的第1孔12e。第2齿部12b具有设置于端面10d的第2孔12f。绝缘体20的第1突部20a与第1孔12e嵌合，绝缘体20的第2突部20b与第2孔12f嵌合(参照图2)。即，在实施方式1中，定子铁芯10具有用于固定绝缘体20的2个孔。由此，能够将绝缘体20牢固地固定于定子铁芯10。
在此，在进行隔着绝缘体而在齿上卷绕线圈的作业时，施加有欲使绝缘体沿周向R1旋转的力(例如，线圈的张力)，由此存在绝缘体相对于齿滑动而发生绝缘体的位置偏移的情况。如果施加于绝缘体的力较大，则存在在绝缘体的根部(即，与定子铁芯接触的绝缘体的轴向端部)发生变形或龟裂的情况。在实施方式1中，定子铁芯10具有：设置于磁轭10a的第1孔12e；以及设置于齿10b的第2孔12f。由此，能够使在进行在齿10b上卷绕线圈30的作业时施加于绝缘体20的力分散。因此，能够防止绝缘体20的位置偏移的发生，并且能够防止在绝缘体20的根部发生变形或龟裂的情况。由此，能够维持定子铁芯10与线圈30之间通过绝缘体20而绝缘的状态。这样，在实施方式1中，1个绝缘体20在2个点被支承于定子铁芯10，由此，与1个绝缘体在1个点被支承于定子铁芯10的结构相比，不易发生绝缘体20的位置偏移。
在实施方式1中，第2磁轭部12a具有1个第1孔12e，第2齿部12b具有1个第2孔12f。另外，第2磁轭部12a也可以具有多个第1孔12e，第2齿部12b也可以具有多个第2孔12f。即，设置于定子铁芯10的端面10d的孔的数量只要是至少2个以上即可。
第1孔12e和第2孔12f沿z轴方向贯通第2铁芯部12。第1孔12e的底和第2孔12f的底为第1铁芯部11的z轴方向的端面11e。即，在实施方式1中，第1铁芯部11不具有用于固定绝缘体20(参照图2)的孔。
如后述的图9所示，第2铁芯部12具有在z轴方向上层叠的多块电磁钢板15。第1孔12e和第2孔12f通过对电磁钢板15进行冲裁加工而形成。
第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v为彼此相同的形状。在实施方式1中，第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v为圆形。由此，能够通过冲裁加工，容易地形成第1孔12e和第2孔12f。另外，第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v不限于圆形，也可以是椭圆形等其它形状。此外，第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v也可以是互不相同的形状。例如，也可以是，第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v中的任意一方为圆形，另一方为非圆形(参照后述的图14)。
在沿z轴方向观察时，第1孔12e的面积与第2孔12f的面积彼此相同。换言之，在实施方式1中，第1孔12e的直径与第2孔12f的直径彼此相同。第1孔12e和第2孔12f各自的直径例如为5mm。另外，在沿z轴方向观察时，第1孔12e的面积与第2孔12f的面积也可以互不相同。例如，第2孔12f的面积也可以比第1孔12e的面积小(参照后述的图11)。
第1孔12e的深度与第2孔12f的深度彼此相同。另外，第1孔12e的深度与第2孔12f的深度也可以互不相同。例如，第2孔12f的深度也可以比第1孔12e的深度浅(参照后述的图15)。
第1孔12e设置于第2磁轭部12a的周向R1上的中央。第2孔12f设置于第2齿部12b的周向R1上的中央。在实施方式1中，第1孔12e的中心点P1设置于第2磁轭部12a的周向R1上的中央。第2孔12f的中心点P2设置于第2齿部12b的周向R1上的中央。此外，第2孔12f配置于通过第1孔12e且在径向上延伸的直线S上。换言之，第1孔12e和第2孔12f配置于同一直线S上。
图6是示出图5所示的第2铁芯部12中的磁通F1的流动的示意图。如图6所示，从永磁铁(即，后述的图9的永磁铁72)流出的磁通F1从第2齿部12b朝向第2磁轭部12a流动。
在此，第2齿部12b具有：朝向周向R1的一方的侧面12g；以及朝向周向R1的另一方的侧面12w。在图6中，在第2孔12f的端部与侧面12g之间流动的磁通F1的磁通量与在第2孔12f的端部与侧面12w之间流动的磁通F1的磁通量大致相等。这是因为，第2孔12f(在实施方式1中为中心点P2)配置于第2齿部12b的周向R1上的中央。换言之，这是因为，在第2孔12f的周向R1上的两侧，供磁通F1流动的磁路的宽度相等。因此，能够抑制在第2孔12f的周向R1上的两侧产生磁饱和。因此，定子1的铁损降低，因此能够抑制电动机100的效率降低。
此外，在实施方式1中，第1孔12e的周向R1上的两侧的磁通量大致相等。这是因为，第1孔12e和第2孔12f被配置于同一直线S上，由此，在第1孔12e与第2孔12f之间确保了供磁通F1流动的最短的路径。一般而言，磁通具有以最短的路径流动的性质。因此，在实施方式1中，通过了第2孔12f的周向R1上的两侧的磁通F1以最短的路径朝向第1孔12e流动，因此在第1孔12e的周向R1上的两侧不易产生磁通量(即，磁通密度)的偏差。因此，能够进一步抑制磁饱和的产生。
在实施方式1中，第1孔12e和第2孔12f以中心点P1和中心点P2位于直线S上的方式被配置于该直线S上。由此，在第1孔12e与第2孔12f之间，更加易于确保供磁通F1流动的最短的路径。另外，中心点P1和中心点P2中的任意一方也可以配置于相对于直线S向周向R1的一方稍稍偏移的位置。
图7是示出图1或图2所示的定子1的一部分的立体图。如图7所示，定子铁芯10具有作为在z轴方向上层叠的多块钢板的多块电磁钢板15。1块电磁钢板15的板厚tm例如为0.1mm～0.7mm的范围内的规定的厚度。在实施方式1中，1块电磁钢板15的板厚tm为0.35mm。电磁钢板15通过使用冲压模具的冲裁加工而被加工成预定的形状。多块电磁钢板15通过焊接、铆接或粘接等而彼此固定。
在图7中，第1铁芯部11和第2铁芯部12分别具有多块电磁钢板15。另外，第1铁芯部11和第2铁芯部12中的任意一方也可以由1块电磁钢板15构成。
接下来，对绝缘体20的结构进行说明。图8是示出绝缘体20的结构的立体图。如图8所示，绝缘体20具有：与第1孔12e嵌合的第1突部20a；以及与第2孔12f嵌合的第2突部20b。第1突部20a形成于覆盖磁轭10a的第1绝缘部21。第2突部20b形成于覆盖齿10b的第2绝缘部22。第1突部20a和第2突部20b为柱状。在实施方式1中，第1突部20a和第2突部20b例如为圆柱状。
第1突部20a的z轴方向的长度与第1孔12e的深度对应，第2突部20b的z轴方向的长度与第2孔12f的深度对应。在实施方式1中，如上所述，由于第1孔12e的深度与第2孔12f的深度彼此相同，因此第1突部20a的z轴方向的长度与第2突部20b的z轴方向的长度彼此相同。另外，第1突部20a的z轴方向的长度与第2突部20b的z轴方向的长度也可以互不相同。例如，第2突部20b的z轴方向的长度也可以比第1突部20a的z轴方向的长度短(参照后述的图15)。
绝缘体20由树脂材料形成。在实施方式1中，绝缘体20例如由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(以下，也称为“PBT树脂”)形成。一般而言，PBT树脂与其它树脂材料相比，拉伸强度较弱，因此容易发生弹性变形。因此，在进行将绝缘体20安装于定子铁芯10的作业时，绝缘体20适度地弹性变形，由此，易于将第1突部20a与第1孔12e嵌合，并且易于将第2突部20b与第2孔12f嵌合。由此，绝缘体20的安装作业变得容易。另外，绝缘体20也可以由含有PBT树脂和其它树脂材料的混合树脂形成。即，绝缘体20只要含有PBT树脂即可。
〈转子〉
接下来，对转子7的结构进行说明。图9是示出转子7的结构的剖视图。如图2和图9所示，转子7具有：转子铁芯71，其被支承于轴50；以及多个永磁铁72，它们被安装于转子铁芯71。
转子铁芯71具有供轴50插入的轴插入孔71a。轴50通过热压配合或压入等被固定于轴插入孔71a。由此，轴50旋转时所产生的旋转能被传递到转子铁芯71。
转子铁芯71具有在z轴方向上层叠的多块电磁钢板(未图示)。构成转子铁芯71的1块电磁钢板的板厚例如为0.1mm～0.7mm的范围内的规定的厚度。在实施方式1中，转子铁芯71所使用的1块电磁钢板的板厚例如为0.35mm。
如图9所示，转子铁芯71具有作为多个磁铁安装部的多个磁铁插入孔71b。多个磁铁插入孔71b沿周向R1排列。沿z轴方向观察时的磁铁插入孔71b的形状例如为直线状。在1个磁铁插入孔71b中例如插入有1个永磁铁72。在图9中，转子铁芯71具有6个磁铁插入孔71b。在此，电动机100的极数与磁铁插入孔71b的数量(即，永磁铁72的数量)对应。在图9中，电动机100的极数例如为6极。另外，电动机100的极数不限于6极，只要有2极以上即可。此外，沿z轴方向观察时的磁铁插入孔71b的形状可以是朝向径向内侧或径向外侧突出的V字形状，也可以在磁铁插入孔71b中插入多个(例如2个)永磁铁72。
转子铁芯71还具有作为漏磁通抑制孔的隔磁桥(flux barrier)71c。隔磁桥71c形成于磁铁插入孔71b的周向R1上的两侧。由于隔磁桥71c与转子铁芯71的外周71d之间的部分为薄壁部，因此抑制了相邻的磁极间的漏磁通。薄壁部的宽度例如是与构成转子铁芯71的1块电磁钢板的板厚相同的尺寸。由此，能够确保转子铁芯71的强度，并防止磁通的短路。
转子铁芯71还具有沿z轴方向贯通转子铁芯71的多个(在图9中为6个)贯通孔71e。多个贯通孔71e形成于比磁铁插入孔71b靠径向的内侧的位置。在电动机100被应用于压缩机(即，后述的图18所示的压缩机800)的情况下，被压缩后的制冷剂通过贯通孔71e。
永磁铁72埋入于转子铁芯71的磁铁插入孔71b中。即，在实施方式1中，转子7为IPM(Interior Permanent Magnet：嵌入磁铁型)构造。由此，利用转子7旋转时所产生的离心力，能够抑制永磁铁72从转子铁芯71脱落的情况。另外，转子7不限于IPM构造，也可以是在转子铁芯71的外周71d安装永磁铁72的SPM(Surface Permanent Magnet：表面磁铁型)构造。
永磁铁72例如是含有钕(Nd)、铁(Fe)和硼(B)的稀土类磁铁。另外，永磁铁72不限于稀土类磁铁，也可以是铁氧体磁铁等其它永磁铁。
接下来，对永磁铁72的矫顽磁力和剩余磁通密度之间的关系进行说明。一般而言，永磁铁的矫顽磁力由于温度上升而降低。在电动机被配置于高温(例如100℃以上)的气氛中的情况下，转子的永磁铁的矫顽磁力降低。例如，矫顽磁力随着温度的上升而以大约0.5％/ΔK～0.6％/ΔK的比例降低。在矫顽磁力以大约0.5％/ΔK的比例降低的情况下，高温(例如130℃)时的矫顽磁力比常温(例如20℃)时的矫顽磁力降低大约65％。
在电动机100被应用于压缩机的情况下，为了在压缩机的最大负载时防止永磁铁的减磁所需的矫顽磁力处于1100A/m～1500A/m的范围内。例如，在电动机100被配置于150℃的制冷剂气氛中的情况下，需要将常温时的矫顽磁力设计在大约1800A/m～大约2300A/m的范围内。
在此，为了提高矫顽磁力，有时在永磁铁中添加作为重稀土类元素的镝(Dy)。例如，有时在永磁铁中添加2.0重量％左右的Dy，以获得上述的大约2300A/m的矫顽磁力。但是，由于Dy是稀土类资源，因此很昂贵且难以获得。此外，在Dy被添加到永磁铁中的情况下，剩余磁通密度降低。当剩余磁通密度降低时，电动机的磁矩降低，通电电流增加，因此铜损增加。由此，电动机的效率降低。在实施方式1中，永磁铁72不含有Dy。即，在实施方式1中，永磁铁72中的Dy的含有率为0重量％。由此，能够降低永磁铁72的制造成本，并且能够防止电动机100的效率降低。另外，在实施方式1中，永磁铁72的常温时的矫顽磁力约为1800A/m。因此，即使在电动机100被应用于压缩机的情况下，也能够防止永磁铁72减磁。另外，永磁铁72也可以含有Dy。
如图2所示，转子7还具有多个端板73、74，所述多个端板73、74分别被固定于转子铁芯71的z轴方向的两侧的端部。由此，转子7的旋转平衡性提高，并且能够增大转子7的惯性力。此外，由于转子7具有端板73、74，永磁铁72更难以从转子铁芯71脱落。另外，对于转子7，即使是不具有多个端板73、74中的一方或双方的构造也能够实现。
〈实施方式1的效果〉
如以上进行了说明的那样，根据实施方式1，绝缘体20具有：第1突部20a，其与设置于磁轭10a的第1孔12e嵌合；以及第2突部20b，其与设置于齿10b的第2孔12f嵌合。由此，在进行在齿10b上卷绕线圈30的作业时，能够使欲使绝缘体20相对于齿10b沿周向R1旋转的力分散。因此，能够防止绝缘体20的位置偏移的发生。
根据实施方式1，第2孔12f的中心点P2配置于第2齿部12b的周向R1上的中央。因此，分别形成于第2孔12f的周向R1上的两侧的磁路的宽度相等。由此，能够抑制在第2孔12f的周向R1上的两侧产生磁饱和。
根据实施方式1，第2孔12f配置于通过第1孔12e且沿径向延伸的直线S上。由此，在第1孔12e与第2孔12f之间，易于确保供磁通F1流动的最短的路径。一般而言，磁通具有以最短的路径流动的性质。因此，通过了第2孔12f的周向R1上的两侧的磁通F1以最短的路径朝向第1孔12e流动，因此在第1孔12e的周向R1上的两侧不易产生磁通量的偏差。由此，能够进一步抑制磁饱和的产生。
根据实施方式1，第1孔12e和第2孔12f以第1孔12e的中心点P1和第2孔12f的中心点P2位于直线S上的方式配置于直线S上。由此，在第1孔12e与第2孔12f之间，更加易于确保供磁通F1流动的最短的路径。由此，磁通F1易于在第1孔12e与第2孔12f之间积极地流动，因此能够进一步降低定子铁芯10的铁损。
根据实施方式1，第1孔12e的底和第2孔12f的底是第1铁芯部11的z轴方向的端面11e。即，第1铁芯部11不具有用于固定绝缘体20的孔。由此，从永磁铁72流出的磁通易于在第1铁芯部11流动。由此，能够防止定子铁芯10的铁损增加，能够提高具有定子1的电动机100的效率。
根据实施方式1，第1孔12e的开口12u和第2孔12f的开口12v为圆形。由此，能够通过冲裁加工，容易地在第2铁芯部12形成第1孔12e和第2孔12f。
根据实施方式1，绝缘体20由PBT树脂形成。一般而言，PBT树脂与其它树脂材料相比，拉伸强度较弱，因此容易发生弹性变形。因此，在进行将绝缘体20安装于第2铁芯部12的作业时，绝缘体20适度地弹性变形，由此，易于将第1突部20a与第1孔12e嵌合，并且易于将第2突部20b与第2孔12f嵌合。由此，绝缘体20的安装作业变得容易。
《实施方式2》
图10是示出实施方式2的电动机200的结构的剖视图。图11是示出实施方式2的定子2的第2铁芯部212的结构的放大俯视图。在图10和图11中，对与图2和图5所示的结构要素相同或对应的结构要素标注与图2和图5所示的标号相同的标号。实施方式2的定子2在第1孔212e的形状方面与实施方式1的定子1不同。
如图10所示，电动机200具有定子2和转子7。定子2具有：定子铁芯210；绝缘体220，其设置于定子铁芯210的齿；以及线圈30，其隔着绝缘体220而被卷绕于齿。定子铁芯210具有沿z轴方向排列的第1铁芯部11和第2铁芯部212。
如图10和图11所示，第2铁芯部212的第2磁轭部12a具有设置于z轴方向的端面210d的第1孔212e。第2铁芯部212的第2齿部12b具有设置于端面210d的第2孔212f。在实施方式2中，在沿z轴方向观察时，第2孔212f的面积比第1孔212e的面积小。换言之，第2孔212f的直径Φ2比第1孔212e的直径Φ1小。例如，第2孔212f的直径Φ2为4mm，第1孔212e的直径Φ1为6mm。
在此，如图11所示，在设第2孔212f的端部与包含第2齿部12b的侧面12g的平面V之间的距离为D2，第1孔212e的端部与平面V之间的距离为D1时，距离D2比距离D1长。即，距离D2和距离D1满足以下式(1)。
D2>D1 (1)
这是因为，在沿z轴方向观察时，第2孔212f的面积比第1孔212e的面积小。
图12是示出图11所示的第2铁芯部212中的磁通F2的流动的示意图。如上所述，在实施方式2中，由于距离D2比距离D1长，因此磁通F2易于在第2孔212f的端部与第2齿部12b的侧面12g之间流动。因此，能够进一步抑制在第2孔212f的端部与侧面12g之间产生磁饱和。因此，定子2的铁损进一步降低，因此能够抑制电动机200的效率降低。
在此，对于在沿z轴方向观察时第2孔212f的面积比第1孔212e的面积小所起到的效果，与比较例及实施方式1对比着进行说明。比较例的电动机在不具有第2孔12f这方面与实施方式1的电动机100不同。此外，在实施方式1的电动机100中，设第2孔12f的端部与第2齿部12b的侧面12g之间的距离为D0(参照图5)。例如，比较例的电动机的效率为95％，与此相对，实施方式1的电动机100的效率为94％，实施方式2的电动机200的效率为94.8％。即，在实施方式2的电动机200中，相比于实施方式1的电动机100，更能够抑制效率降低。这是因为，距离D2比距离D0长。
〈实施方式2的效果〉
根据以上进行了说明的实施方式2，在沿z轴方向观察时，第2孔212f的面积比第1孔212e的面积小。由此，磁通F2易于在第2孔212f的端部与第2齿部12b的侧面12g之间流动。由此，能够进一步抑制在第2孔212f的端部与第2齿部12b的侧面12g之间产生磁饱和。
《实施方式3》
图13是示出实施方式3的定子的定子铁芯的第2铁芯部312的结构的放大俯视图。在图13中，对与图11所示的结构要素相同或对应的结构要素标注与图11所示的标号相同的标号。实施方式3的定子在第2孔312f的位置方面与实施方式2的定子2不同。关于除此以外的方面，实施方式3的定子与实施方式2的定子2相同。因此，在以下说明中，参照图11。
如图13所示，实施方式3的定子的定子铁芯具有沿z轴方向排列的第1铁芯部11和第2铁芯部312。第2铁芯部312的第2齿部12b具有齿主体部12h和齿末端部12i。齿主体部12h从第2磁轭部12a向径向内侧延伸。齿末端部12i配置于比齿主体部12h靠径向的内侧的位置，并且在周向R1上比齿主体部12h宽。在实施方式3中，第2孔312f设置于齿末端部12i。由此，第1孔212e的中心点P1与第2孔312f的中心点P2之间的距离扩大，因此第1孔212e与第2孔312f之间的磁通密度变低。因此，能够抑制在第1孔212e与第2孔312f之间产生磁饱和。
在设第2孔312f的端部与齿末端部12i的径向内侧的面(以下，也称为“内周面”)12j之间的厚度为ta时，厚度ta是1块电磁钢板15的板厚tm(参照图7)以上的厚度。即，厚度ta和1块电磁钢板15的板厚tm满足以下式(2)。
ta≥tm (2)
由此，能够抑制由于在为了形成第2孔312f而对电磁钢板15进行冲裁加工时所产生的加工应变而导致在第2铁芯部12中铁损增加的情况。
〈实施方式3的效果〉
根据以上进行了说明的实施方式3，第2孔312f设置于第2齿部12b的齿末端部12i。由此，第1孔212e的中心点P1与第2孔312f的中心点P2之间的距离扩大，因此第1孔212e与第2孔312f之间的磁通密度变低。由此，能够抑制在第1孔212e与第2孔312f之间产生磁饱和。
此外，根据实施方式3，第2孔312f的端部与齿末端部12i的内周面12j之间的厚度ta是1块电磁钢板15的板厚tm以上的厚度。由此，能够抑制由于在为了形成第2孔312f而对电磁钢板15进行冲裁加工时所产生的加工应变而导致在第2铁芯部12中铁损增加的情况。
《实施方式4》
图14是示出实施方式4的定子的定子铁芯的第2铁芯部412的结构的放大俯视图。在图14中，对与图5所示的结构要素相同或对应的结构要素标注与图5所示的标号相同的标号。实施方式4的定子在第1孔412e的形状方面与实施方式1的定子1不同。关于除此以外的方面，实施方式4的定子与实施方式1的定子1相同。因此，在以下说明中，参照图2。
如图14所示，实施方式4的定子的定子铁芯10具有沿z轴方向排列的第1铁芯部11和第2铁芯部412。第2铁芯部412的第2磁轭部12a具有设置于z轴方向的端面10d的第1孔412e。第2铁芯部412的第2齿部12b具有设置于z轴方向的端面10d的第2孔12f。在实施方式4中，第1孔412e的开口412u的形状与第2孔12f的开口12v的形状不同。具体而言，第2孔12f的开口12v为圆形，与此相对，第1孔412e的开口412u为非圆形。
第1孔412e的开口412u具有：半圆部412k；以及与半圆部412k相连的矩形部412m。即，在实施方式4中，第1孔412e的开口412u具有角部。矩形部412m具有作为止转部的功能。由此，在进行隔着绝缘体20在齿10b上卷绕线圈30的作业时，绝缘体20不易以第1孔412e为中心旋转。另外，沿z轴方向观察时的矩形部412m的形状不限于长方形，也可以是正方形等其它矩形。此外，第2孔12f的开口也可以具有矩形部。
〈实施方式4的效果〉
根据以上进行了说明的实施方式4，第1孔412e的开口412u具有矩形部412m。由此，在进行隔着绝缘体20在齿10b上卷绕线圈30的作业时，绝缘体20不易以第1孔412e为中心旋转。因此，能够防止绝缘体20的位置偏移的发生。
《实施方式5》
图15是示出实施方式5的电动机500的结构的剖视图。在图15中，对与图2所示的结构要素相同或对应的结构要素标注与图2所示的标号相同的标号。实施方式的电动机500的定子5在第1孔512e的深度与第2孔512f的深度互不相同这方面与实施方式1的定子1不同。
如图15所示，电动机500具有定子5和转子7。定子5具有：定子铁芯510，其具有磁轭和齿；绝缘体520，其设置于定子铁芯510的齿；以及线圈30，其隔着绝缘体520而被卷绕于定子铁芯510的齿。定子铁芯510具有沿z轴方向排列的第1铁芯部511和第2铁芯部512。
定子铁芯510的磁轭具有设置于z轴方向的端面510d的第1孔512e。定子铁芯510的齿具有设置于端面510d的第2孔512f。在实施方式5中，第2孔512f的深度L2比第1孔512e的深度L1浅。例如，第2孔512f的深度L2为0.5mm，第1孔512e的深度L1为0.75mm。
由于第2孔512f的深度L2比第1孔512e的深度L1浅，因此在实施方式5中，第2孔512f不沿z轴方向贯通第2铁芯部512。因此，在定子铁芯510中，在第2孔512f的底与第1铁芯部511的z轴方向的端面511e之间形成有供磁通流动的部分。由此，从永磁铁72流出的磁通易于在第2铁芯部512中流动，因此能够进一步抑制在第2铁芯部512中产生磁饱和。
绝缘体520具有：与第1孔512e嵌合的第1突部520a；以及与第2孔512f嵌合的第2突部520b。由此，在进行隔着绝缘体520在定子铁芯510的齿上卷绕线圈30的作业时，能够将绝缘体520牢固地固定于定子铁芯510。由此，在进行线圈30的卷绕作业时，能够防止绝缘体520的位置偏移的发生。
〈实施方式5的效果〉
根据以上进行了说明的实施方式5，第2孔512f的深度L2比第1孔512e的深度L1浅。因此，在定子铁芯510中，在第2孔512f的底与第1铁芯部511的z轴方向的端面511e之间形成有供磁通流动的部分。由此，从永磁铁72流出的磁通易于在第2铁芯部512中流动，因此能够进一步抑制在第2铁芯部512中产生磁饱和。
《实施方式6》
图15是示出实施方式6的定子的绝缘体620的结构的图。实施方式6的定子在绝缘体620具有用于固定绝缘膜40的安装部621b这方面与实施方式1的定子1不同。关于除此以外的方面，实施方式6的定子与实施方式1的定子1相同。因此，在以下说明中，参照图1和图9。
绝缘体620具有：第1绝缘部621，其覆盖定子铁芯10的磁轭10a；以及第2绝缘部22，其覆盖定子铁芯10的齿10b。图15是从径向外侧观察绝缘体620的第1绝缘部621的图。
第1绝缘部621具有安装部621b，该安装部621b从第1绝缘部621的朝向周向R1的侧面621a突出。安装部621b用于固定绝缘膜40。安装部621b具有向轴向外侧凹陷的槽部621c。通过将绝缘膜40插入槽部621c而将绝缘膜40固定于绝缘体20。由此，在进行将线圈30卷绕于齿10b的作业时，能够使绝缘膜40不易脱落。由此，能够维持齿10b的侧面与线圈30通过绝缘膜40而绝缘的状态。另外，安装部621b也可以设置于绝缘体620的第2绝缘部22。
〈实施方式6的效果〉
根据以上进行了说明的实施方式6，绝缘体620具有用于固定绝缘膜40的安装部621b。由此，在进行将线圈30卷绕于齿10b的作业时，能够使绝缘膜40不易脱落。由此，能够维持绝缘膜40被配置于齿10b的朝向周向R1的侧面与线圈30之间的状态。
《实施方式7》
接下来，对驱动上述的实施方式1至6中的任一项的电动机的实施方式7的电动机驱动装置80进行说明。图16是示出电动机驱动装置80的结构的图。另外，在以下内容中，以驱动实施方式1的电动机100的电动机驱动装置80为例进行说明。
电动机驱动装置80具有驱动电动机100的驱动电路150。驱动电路150具有整流电路151和逆变器152。整流电路151将从商用交流电源90供给的交流电压转换为直流电压。
逆变器152例如通过后述的图17所示的压缩机800的端子706与电动机100连接。逆变器152将由整流电路151转换后的直流电压转换为高频电压，并将该高频电压施加于电动机100的线圈30(参照图1)。逆变器152具有：作为逆变器主元件的多个(在图16中为6个)逆变器开关152a；和多个(在图16中为6个)续流二极管152b。逆变器开关152a例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。
驱动电路150还具有主元件驱动电路153、电流检测部154、旋转位置检测部155和控制部156。主元件驱动电路153驱动逆变器152的逆变器开关152a。电流检测部154检测配置于整流电路151与逆变器152之间的多个分压电阻157、158的两端的电压值，并将检测出的电压值输出至控制部156。旋转位置检测部155将电动机100的转子7(参照图1)的旋转位置作为检测信息检测出，并将该检测信息输出至控制部156。
控制部156根据与目标转速相关的指令信号、或者从旋转位置检测部155输出的转子7的位置信息等来运算应向电动机100供给的逆变器152的输出电压。控制部156将运算出的输出电压作为PWM信号输出至主元件驱动电路153。电动机100通过进行基于逆变器开关152a的PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制的可变速驱动，使转速和转矩可变，从而能够进行从低速到高速的大范围的运转。此外，通过由逆变器152驱动电动机100，能够抑制负载变动带来的影响。
《实施方式8》
接下来，对能够应用上述各实施方式的电动机的实施方式8的压缩机800进行说明。图17是示出压缩机800的结构的局部剖视图。如图17所示，压缩机800例如是旋转式压缩机。另外，压缩机800不限于旋转式压缩机，也可以是低压压缩机或涡旋压缩机等其它压缩机。此外，在以下内容中，以具有实施方式1的电动机100的压缩机800为例进行说明。
压缩机800具有作为旋转轴的轴50、电动机100、压缩机构部801、密闭容器802和储液器803。电动机100对压缩机构部801进行驱动。在图17中，电动机100在制冷剂流动的方向上配置于比压缩机构部801靠下游侧的位置。压缩机构部801对从储液器803供给的制冷剂进行压缩。轴50将压缩机构部801与电动机100连结。轴50具有：轴主体部51，其固定于电动机100的转子7；以及偏心轴部52，其固定于压缩机构部801。
压缩机构部801具有缸体811、滚动活塞812、上部框架813以及下部框架814。
缸体811具有吸入口811a和缸室811b。吸入口811a通过吸入管804而与储液器803连接。吸入口811a是供从储液器803吸入的制冷剂流动的通路，并与缸室811b连通。缸室811b是以轴线C1为中心的圆筒状的空间。在缸室811b配置有轴50的偏心轴部52、滚动活塞812。
滚动活塞812固定于轴50的偏心轴部52。上部框架813和下部框架814将缸室811b的z轴方向端部封闭。上部框架813和下部框架814分别具有将轴50支承成能够旋转的轴支承部。在上部框架813和下部框架814分别安装有上部排出消音器815和下部排出消音器816。
密闭容器802收纳有电动机100、压缩机构部801以及轴50。密闭容器802例如由钢板形成。电动机100的定子1通过热压配合、压入或焊接等而被固定于密闭容器802的内壁。在密闭容器802的底部，存积有对压缩机构部801进行润滑的未图示的冷冻机油。
储液器803被安装于密闭容器802。低压的液体制冷剂和气体制冷剂混合后的制冷剂从后述的制冷循环装置的制冷剂回路被供给至储液器803。储液器803将液体制冷剂与制冷剂气体分离，仅将制冷剂气体供给至压缩机构部801。
压缩机800还具有安装于密闭容器802的上部的排出管705和端子706。排出管805将由压缩机构部801压缩后的制冷剂排出至密闭容器802的外部。端子806与设置于压缩机800的外部的驱动装置(例如，图17所示的电动机驱动装置80)连接。此外，端子806通过引线807向电动机100的定子1的线圈30供给驱动电流。
接下来，对压缩机800的动作进行说明。在从端子806向线圈30供给了驱动电流的情况下，通过旋转磁场和转子7的永磁铁72的磁场而在定子1与转子7之间产生吸引力与排斥力。由此，转子7旋转，固定于转子7的轴50也旋转。
低压的制冷剂气体通过吸入口811a而被吸入压缩机构部801的缸室811b。在缸室811b内，轴50的偏心轴部52和滚动活塞812进行偏心旋转，由此对制冷剂进行压缩。
在缸室811b中被压缩后的制冷剂通过上部排出消音器815和下部排出消音器816而被排出至密闭容器802内。被排出至密闭容器802内的制冷剂通过转子7的贯通孔71e(参照图9)等而在密闭容器802内上升，并从排出管805被排出。
在上述的实施方式1的电动机100中，定子铁芯10中的磁饱和的产生得到抑制，因此铁损降低，从而电动机100的效率提高。由于压缩机800具有电动机100，因此能够提高压缩机800的运转效率。
《实施方式9》
接下来，对能够应用图18所示的压缩机800的实施方式9的制冷循环装置进行说明。在以下说明中，以制冷循环装置被应用于空调装置900的情况为例进行说明。另外，制冷循环装置不限于空调装置900，也可以应用于冰箱或热泵循环装置等其它装置。
图19是示出空调装置900的结构的图。空调装置900具有压缩机800、四通阀901、室外热交换器902、作为减压装置的膨胀阀903、和室内热交换器904。压缩机800、四通阀901、室外热交换器902、膨胀阀903和室内热交换器904通过制冷剂配管905连接起来。由此，在空调装置900中构成制冷剂回路。空调装置900还具有：与室外热交换器902对置的室外送风机906；以及与室内热交换器904对置的室内送风机907。
接下来，对空调装置900的动作进行说明。在以下内容中，对制冷运转时的空调装置900的动作进行说明。压缩机800对从储液器803吸入的制冷剂进行压缩，并作为高温高压的制冷剂气体送出。四通阀901是对制冷剂的流动方向进行切换的切换阀。在制冷运转时，四通阀901使从压缩机800送出的制冷剂流向室外热交换器902。室外热交换器902通过进行高温高压的制冷剂气体与介质(例如空气)之间的热交换，使制冷剂气体冷凝而作为低温高压的液体制冷剂送出。即，在制冷运转时，室外热交换器902具有作为冷凝器的功能。
膨胀阀903使从室外热交换器902送出的液体制冷剂膨胀，作为低温低压的液体制冷剂送出。室内热交换器904进行从室外热交换器902送出的低温低压的液体制冷剂与介质(例如空气)之间的热交换，使液体制冷剂蒸发，送出制冷剂气体。即，在制冷运转时，室内热交换器904具有作为蒸发器的功能。在室内热交换器904中被夺取热后的空气通过室内送风机907被供给至作为空调对象空间的室内。
从室内热交换器904送出的制冷剂气体返回到压缩机800。这样，在制冷运转时，制冷剂按照压缩机800、室外热交换器902、膨胀阀903以及室内热交换器904的顺序循环。另外，在制热运转时，四通阀901使从压缩机800送出的高温高压的制冷剂气体流向室内热交换器904。由此，在制热运转时，室内热交换器904具有作为冷凝器的功能，室外热交换器902具有作为蒸发器的功能。
在实施方式8的压缩机800中，如上所述，运转效率提高。空调装置900通过具有该压缩机800，能够提高空调装置900的运转效率。
标号说明
1、2、5：定子；7：转子；10、210、510：定子铁芯；10a：磁轭；10b：齿；10d、210d、510d：端面；11、511：第1铁芯部；12、212、312、412、512：第2铁芯部；12h：齿主体部；12i：齿末端部；12u、12v、412u：开口；15：电磁钢板；20、220、520、620：绝缘体；20a：第1突部；20b：第2突部；30：线圈；40：绝缘膜；71：转子铁芯；72：永磁铁；100、200、500：电动机；621b：安装部；800：压缩机；801：压缩机构部；900：空调装置；902：室外热交换器；903：减压装置；904：室内热交换器；D1、D2：距离；L1、L2：长度；P1、P2：中心点；S：直线；ta：厚度；tm：板厚；V：平面。

Claims (18)

1.一种定子，其中，所述定子具有：
定子铁芯，其具有磁轭和齿；
绝缘体，其设置于所述齿；以及
线圈，其隔着所述绝缘体而被卷绕于所述齿，
所述磁轭具有设置于所述定子铁芯的轴向的端面的第1孔，
所述齿具有设置于所述端面的第2孔，
所述第2孔设置于所述齿在所述定子铁芯的周向上的中央，并且配置于通过所述第1孔且沿所述定子铁芯的径向延伸的直线上，
所述绝缘体具有：第1突部，其与所述第1孔嵌合；以及第2突部，其与所述第2孔嵌合。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
所述第1孔和所述第2孔以所述第1孔的中心点和所述第2孔的中心点位于所述直线上的方式被配置于所述直线上。
3.根据权利要求1或2所述的定子，其中，
所述第2孔的中心点设置于所述齿在所述定子铁芯的周向上的中央。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其中，
在沿所述轴向观察时，所述第2孔的面积比所述第1孔的面积小。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的定子，其中，
在设所述第2孔与包含所述齿的朝向所述定子铁芯的周向的侧面的平面之间的距离为D2，所述第1孔与所述平面之间的距离为D1时，
D2>D1。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的定子，其中，
所述齿具有：齿主体部，其从所述磁轭向所述径向的内侧延伸；以及齿末端部，其配置于比所述齿主体部靠所述径向的内侧的位置，并在所述定子铁芯的周向上比所述齿主体部宽，
所述第2孔设置于所述齿末端部。
7.根据权利要求6所述的定子，其中，
所述定子铁芯具有在所述轴向上层叠的多块钢板，
在设所述齿末端部的所述径向的内侧的面与所述第2孔之间的厚度为ta，所述多块钢板中的1块钢板的板厚为tm时，
ta≥tm。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的定子，其中，
所述第1孔和所述第2孔中的至少一方的开口的形状为圆形。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的定子，其中，
所述第1孔和所述第2孔中的至少一方的开口具有矩形部。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的定子，其中，
所述第2孔的深度比所述第1孔的深度浅。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的定子，其中，
所述定子铁芯具有：第1铁芯部；以及第2铁芯部，其配置于所述第1铁芯部的所述轴向的外侧，
所述第2铁芯部具有所述第1孔和所述第2孔。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的定子，其中，
所述定子还具有绝缘膜，该绝缘膜被配置于所述定子铁芯的收纳所述线圈的槽，
所述绝缘体还具有安装所述绝缘膜的安装部。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的定子，其中，
所述绝缘体含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
14.一种电动机，其中，所述电动机具有：
权利要求1至13中的任一项所述的定子；以及
转子。
15.根据权利要求14所述的电动机，其中，
所述转子具有：转子铁芯；以及永磁铁，其安装于所述转子铁芯。
16.一种压缩机，其中，所述压缩机具有：
权利要求14或15所述的电动机；以及
压缩机构部，其由所述电动机进行驱动。
17.一种制冷循环装置，其中，所述制冷循环装置具有：
权利要求16所述的压缩机；
冷凝器，其使从所述压缩机送出的制冷剂冷凝；
减压装置，其对由所述冷凝器冷凝后的所述制冷剂进行减压；以及
蒸发器，其使由所述减压装置减压后的所述制冷剂蒸发。
18.一种空调装置，其中，
所述空调装置具有权利要求17所述的制冷循环装置。
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