CN116195171A - 电动机、压缩机、制冷循环装置以及电动机的制造方法 - Google Patents

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Abstract

电动机具有:转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,永磁铁埋入于转子铁芯;以及定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以轴线为中心的径向的外侧包围转子。第1铁芯片的厚度比第2铁芯片的厚度厚。第1铁芯片具有:外周;磁铁插入孔,其供永磁铁插入;以及外周与磁铁插入孔之间的桥部。桥部的径向上的最小宽度小于第1铁芯片的厚度。

Description

电动机、压缩机、制冷循环装置以及电动机的制造方法
技术领域
本公开涉及电动机、压缩机、制冷循环装置以及电动机的制造方法。
背景技术
在永磁铁埋入型的电动机中,在形成于转子铁芯的磁铁插入孔中插入有永磁铁。在磁铁插入孔与转子铁芯的外周之间形成有桥部。
在磁通通过桥部流动时,在相邻的永磁铁之间会产生磁通的短路。因此,优选桥部的宽度较窄。因此,在专利文献1中公开了一种对电磁钢板进行蚀刻加工而形成宽度较窄的桥部的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-114927号公报(参照0026~0027段)
发明内容
发明要解决的课题
然而,对电磁钢板进行蚀刻加工的方法花费的制造成本较高,不适于电动机的批量生产。
本公开是为了解决上述课题而完成的,其目的在于,抑制制造成本的上升,并且抑制通过桥部的磁通的短路。
用于解决课题的手段
本公开的电动机具有:转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,永磁铁埋入于转子铁芯;以及定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以轴线为中心的径向的外侧包围转子。第1铁芯片的厚度比第2铁芯片的厚度厚。转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔,其供永磁铁插入;以及外周与磁铁插入孔之间的桥部。桥部的径向上的最小宽度小于第1铁芯片的厚度。
发明效果
根据上述结构,由于桥部的最小宽度小于第1铁芯片的厚度,因此,能够抑制通过桥部的磁通的短路。此外,由于第1铁芯片的厚度比第2铁芯片的厚度厚,因此,能够抑制冲压加工时的桥部的变形。由于能够进行冲压加工,因此能够抑制制造成本的上升。
附图说明
图1是示出实施方式1的电动机的横剖视图。
图2是示出实施方式1的电动机的纵剖视图。
图3是将实施方式1的电动机的一部分放大后示出的图。
图4是示出实施方式1的转子的磁极与定子的齿的对置部分的图。
图5是将图4的转子的磁极与定子的齿的对置部分放大后示出的图。
图6是用于说明实施方式1的桥部处的磁通的短路的图。
图7是示出用于形成实施方式1的第1铁芯片的冲压加工工序的流程图(A)以及示出用于形成第2铁芯片的冲压加工工序的流程图(B)。
图8是示出形成有第1铁芯片的电磁钢板的平面图。
图9是示出形成有第2铁芯片的电磁钢板的平面图。
图10是示出实施方式1的电动机的制造工序的流程图。
图11是示出形成有第2铁芯片的电磁钢板的另一例的平面图。
图12是用于说明电磁钢板的冲压加工的示意图(A)以及示出冲压模具的示意图(B)。
图13是示出电磁钢板的加工端面的示意图。
图14是示出形成有第1铁芯片的磁铁插入孔的状态的图(A)以及示出形成有第1铁芯片的桥部的状态的图(B)。
图15是示出桥部的形成工序的图(A)和示出参考例的桥部的形成工序的图。
图16是示出比较例的电动机的纵剖视图。
图17是将比较例的电动机的一部分放大后示出的图。
图18是示出比较例的转子的磁极与定子的齿之间的关系的图。
图19是将比较例的转子的桥部及其周围放大后示出的图。
图20是用于说明比较例的桥部处的磁通的短路的图。
图21是示出用于形成比较例的第1铁芯片和第2铁芯片的冲压加工工序的流程图。
图22是示出形成有比较例的第1铁芯片和第2铁芯片的电磁钢板的平面图。
图23是示出实施方式2的电动机的纵剖视图。
图24是示出能够应用各实施方式的电动机的压缩机的纵剖视图。
图25是示出能够应用各实施方式的电动机的制冷循环装置的图。
具体实施方式
实施方式1.
<电动机的结构>
图1是示出实施方式1的电动机100的横剖视图。图1所示的电动机100是永磁铁埋入型电动机,例如被用于压缩机300(图24)。此外,电动机100由逆变器驱动。
电动机100具有:转子1,其具有作为旋转轴的轴25;以及定子5,其被设置为包围转子1。在定子5与转子1之间形成有例如0.3~1.0mm的气隙。定子5被组装于后述的压缩机300(图24)的圆筒状的壳体6的内侧。
在以下内容中,设作为转子1的旋转中心轴的轴线Ax的方向为“轴向”。设以轴线Ax为中心的径向为“径向”。设以轴线Ax为中心的周向为“周向”,在图1等中由箭头R1示出。设与轴线Ax平行的面中的剖视图为纵剖视图,与轴线Ax垂直的面中的剖视图为横剖视图。
转子1具有:环状的转子铁芯10,其以轴线Ax为中心;以及永磁铁20,其被埋入于转子铁芯10。转子铁芯10是将第1铁芯片101(图2)沿轴向层叠,并利用铆接部105固定而成的。
在转子铁芯10的径向的中心形成有中心孔15。上述轴25通过热压配合或压入等而被固定于转子铁芯10的中心孔15中。转子铁芯10还具有圆周状的外周10a。
沿着转子铁芯10的外周10a形成有多个磁铁插入孔11。在各磁铁插入孔11各插入有1个永磁铁20。1个磁铁插入孔11相当于1个磁极。由于转子铁芯10具有6个磁铁插入孔11,因此,转子1的极数为6。但是,转子1的极数不限于6,只要是2以上即可。
永磁铁20是在转子铁芯10的轴向上较长的平板状的部件,在周向上具有宽度,在径向上具有厚度。永磁铁20的厚度在宽度方向上是恒定的,例如为2.0mm。永磁铁20例如由含有钕(Nd)、铁(Fe)和硼(B)的稀土类磁铁构成。
各永磁铁20沿厚度方向被磁化。被插入于相邻的磁铁插入孔11中的永磁铁20在径向外侧具有彼此相反的磁极面。另外,也可以在各磁铁插入孔11中插入有2个以上的永磁铁20。
定子5具有:定子铁芯50,其从径向外侧包围转子铁芯10;以及线圈55,其卷绕于定子铁芯50。定子铁芯50是将第2铁芯片501(图2)沿轴向层叠,并利用铆接部58a、58b固定而成的。
定子铁芯50具有:环状的磁轭部51,其以轴线Ax为中心;以及多个齿52,它们从磁轭部51向径向内侧延伸。齿52在周向上以固定间隔配置。在此,齿52的数量为9。但是,齿52的数量不限于9,只要是2以上即可。
在周向上相邻的齿52之间,形成有作为收纳线圈55的空间的槽53。槽53的数量为与齿52的数量相同的9。即,转子1的极数与定子5的槽数之比为2:3。但是,不限于2:3。
构成定子铁芯50的第2铁芯片501由铆接部58a、58b固定。铆接部58a形成于磁轭部51,铆接部58b形成于齿52。但是,铆接部58a、58b的配置不限于这些位置。
定子铁芯50是将多个分割铁芯50A沿周向组合而成的。各分割铁芯50A是包含1个齿52的块。各分割铁芯50A在形成于磁轭部51的分割面54处通过焊接而接合。但是,各分割铁芯50A也可以通过形成于分割面54的外周部分的薄壁部彼此连结。
线圈55由磁线形成,通过集中绕组的方式卷绕于各齿52。磁线的线径例如为0.8mm。线圈55卷绕于1个齿52的绕组数例如为70匝。
线圈55的绕组数和线径是根据电动机100的转速和转矩等的要求规格、供给电压、以及槽53的截面积而确定的。线圈55具有U相、V相以及W相这3相的绕组部,以Y接线方式连接。
在槽53的内表面,安装有由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂形成的厚度0.1~0.2mm的绝缘膜56。此外,在定子铁芯50的轴向上的两端部,安装有由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)等树脂形成的绝缘体57(图2)。绝缘膜56和绝缘体57构成将定子铁芯50与线圈55绝缘的绝缘部。
图2是示出电动机100的纵剖视图。转子铁芯10的轴向上的长度H1比定子铁芯50的轴向上的长度H2长。转子铁芯10从定子铁芯50向轴向两侧突出。
例如,转子铁芯10的长度H1为50mm,定子铁芯50的长度H2为45mm。另外,轴向上的长度也被称为层叠方向上的高度。也可以在转子铁芯10的轴向两端设置用于增大惯量的平衡重。
转子铁芯10是将第1铁芯片101沿轴向层叠而成的层叠体。第1铁芯片101是通过电磁钢板的冲压加工而形成的。
第1铁芯片101的厚度T1为0.50mm。第1铁芯片101的硅含量为3.3%。另外,硅含量为第1铁芯片101中的硅(Si)的含量(wt%)。
第1铁芯片101的维氏硬度Hv为180。第1铁芯片101的铁损密度为1.18W/kg。另外,铁损密度是通过依据JIS_C2550的试验,以50Hz的频率感应出1.0T的磁通密度时的测定结果。
定子铁芯50是将第2铁芯片501沿轴向层叠而成的层叠体。第2铁芯片501是通过电磁钢板的冲压加工而形成的。
第2铁芯片501的厚度T2为0.35mm。第2铁芯片501的硅含量为3.5%。第2铁芯片501的维氏硬度Hv为205。第2铁芯片501的铁损密度为0.98W/kg
比较第1铁芯片101和第2铁芯片501,第1铁芯片101的厚度T1比第2铁芯片501的厚度T2厚。第1铁芯片101的硅含量比第2铁芯片501的硅含量少。第1铁芯片101的维氏硬度Hv比第2铁芯片501的维氏硬度Hv低。第1铁芯片101的铁损密度比第2铁芯片501的铁损密度大。
即,第1铁芯片101与第2铁芯片501相比较,具有易于进行冲压加工、即加工性良好的特性。这样的第1铁芯片101和第2铁芯片501能够通过改变电磁钢板的种类以及等级而获得。关于铁芯片101、501的特性的差异起到的作用效果,在后面叙述。
另外,上述的铁芯片101、501的厚度、硅含量、维氏硬度以及铁损密度的各值只是一例。
图3是将转子1与定子5的对置部分放大后示出的图。如上所述,永磁铁20插入于转子1的各磁铁插入孔11中。磁铁插入孔11的周向中心为极中心。在相邻的磁铁插入孔11之间形成有极间部M。
磁铁插入孔11与通过极中心的径向的直线、即磁极中心线C1垂直地呈直线状地延伸。但是,磁铁插入孔11也可以呈向轴线Ax侧凸出的V字状地延伸。
在转子铁芯10中的各磁铁插入孔11的径向外侧形成有多个狭缝13。狭缝13均沿径向延伸,并在周向上具有例如1mm的宽度。狭缝13是为了使永磁铁20的磁通分布接近正弦波而形成的。在此,7个狭缝13关于磁极中心线C1对称地形成。但是,狭缝13的数量和配置是任意的。
在转子铁芯10中的各磁铁插入孔11的径向内侧,形成有贯通孔102、103和狭缝104。贯通孔102、103和狭缝104被用作使制冷剂通过的制冷剂流路、或者供工具贯插的孔。
贯通孔102形成于磁极中心线C1上。贯通孔103形成于极间部M的径向内侧。狭缝104形成于贯通孔102的径向内侧,并在周向上呈圆弧状地延伸。但是,贯通孔102、103和狭缝104并不一定要设置。
转子铁芯10的固定第1铁芯片101的铆接部105形成于极间部M的径向内侧。但是,铆接部105不限于该位置,只要形成于尽可能不遮挡转子铁芯10内的磁路的位置即可。
磁铁插入孔11在其周向两端具有磁通屏障12。磁通屏障12是如下空隙部:其形成于磁铁插入孔11的周向两端,位于比永磁铁20靠周向外侧的位置。
在磁通屏障12与转子铁芯10的外周10a之间形成有桥部14。桥部14是沿着外周10a在周向上延伸的薄壁部。
定子5的齿52具有齿顶部52a,该齿顶部52a与转子铁芯10的外周10a对置。齿顶部52a的周向上的宽度比齿52的其它部分的宽度宽。通过齿52的周向中心的径向的直线被称为齿中心线C5。
从永磁铁20出来的磁通呈在磁极中心线C1上成为峰值的正弦波状地分布。因此,如图3所示,在永磁铁20的中心与定子5的齿52对置时,即,在磁极中心线C1与齿中心线C5一致时,从永磁铁20出来的磁通最多地流向齿52,并与线圈55交链。
图4是示出转子1的磁极与齿52的对置部分的图。在齿52的齿顶部52a的周向两端形成有端面52b。在相邻的齿52的端面52b之间形成有槽开口部A。槽开口部A为与转子1对置的槽53的入口。
在永磁铁20的中心与齿52对置的状态下,磁铁插入孔11与齿52的两侧的2个槽开口部A对置。在该状态下,磁铁插入孔11的两端的2个桥部14与和永磁铁20对置的齿52的两侧的齿52的齿顶部52a对置。
图5是将桥部14及其周围放大后示出的图。桥部14沿着转子铁芯10的外周10a在周向上延伸。在此,桥部14的径向上的宽度在桥部14的延伸方向上是均等的。但是,桥部14的径向上的宽度也可以变化。
设桥部14的径向上的最小宽度为Hb。设桥部14的周向上的长度为长度Wb。桥部14的最小宽度Hb被设定为能够抑制相邻的永磁铁20间的磁通的短路的宽度。
具体而言,桥部14的最小宽度Hb被设定为小于第1铁芯片101(图2)的厚度T1(Hb<T1)。例如,在第1铁芯片101的厚度T1为0.50mm的情况下,桥部14的最小宽度Hb为0.30mm。桥部14的长度Wb比最小宽度Hb长。
返回到图4,设磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔为Lb。最小间隔Lb是磁铁插入孔11的两端的2个桥部14中彼此最接近的2个端点Pb的间隔。
此外,设与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔为Ls。最大间隔Ls是与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的内周侧端部中彼此远离的一侧的2个端点Ps的间隔。
在实施方式1中,磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb比与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔Ls窄(Lb<Ls)。
图6是用于说明相邻的永磁铁20间的磁通的短路的图。如箭头F1所示,相邻的永磁铁20间的磁通通过桥部14而流动。通过使桥部14的最小宽度Hb变窄,能够减少相邻的永磁铁20间的磁通的短路。关于最小宽度Hb较窄的桥部14的形成方法,在后面叙述。
此外,当在桥部14处产生磁饱和时,如箭头F2所示,会从桥部14经由齿顶部52a而产生磁通的短路。因此,要使磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb比与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔Ls窄(Lb<Ls)。
如上所述,在永磁铁20的中心与齿52对置的状态下,从永磁铁20出来的磁通最多地流向齿52。这时,在Lb<Ls成立的情况下,桥部14的端点Pb位于比齿52的齿顶部52a的端点Ps靠极中心侧的位置。
因此,如图6中箭头F2所示,永磁铁20与齿顶部52a之间的磁通绕到极中心侧(图中左侧)而流动,从而不易产生通过齿顶部52a的磁通的短路。另外,关于Lb>Ls成立的情况,在比较例(图20)中进行说明。
<电动机的制造方法>
接下来,对实施方式1的电动机100的制造方法进行说明。构成转子铁芯10的第1铁芯片101和构成定子铁芯50的第2铁芯片501是通过不同的电磁钢板的冲压加工而形成的。
图7的(A)是示出用于形成第1铁芯片101的冲压加工工序的流程图。图8是示出冲裁出第1铁芯片101的电磁钢板10S的平面图。
如图8所示,电磁钢板10S是在一个方向上较长的带状钢板,也被称为第1电磁钢板。电磁钢板10S的厚度为0.50mm,硅含量为3.3%,维氏硬度Hv为180,铁损密度为1.18W/kg。
沿长度方向输送电磁钢板10S(步骤S11),分为多个阶段地用冲压模具进行冲裁,形成第1铁芯片101(步骤S12)。在此,将电磁钢板10S冲裁为中心孔15、贯通孔102、103、狭缝104、狭缝13、磁铁插入孔11(包含磁通屏障12)和外周10a的形状。
这时的冲压模具的模具间隙是电磁钢板10S的厚度T1的5%,具体来说是0.025mm。对此,参照图12的(A)、(B)在后面叙述。
图7的(B)是示出用于形成第2铁芯片501的冲压加工工序的流程图。图9是示出冲裁出第2铁芯片501的电磁钢板50S的平面图。
如图9所示,电磁钢板50S是在一个方向上较长的带状钢板,也被称为第2电磁钢板。电磁钢板50S的厚度为0.35mm,硅含量为3.5%,维氏硬度Hv为205,铁损密度为0.98W/kg。
沿长度方向输送电磁钢板50S(步骤S21),用冲压模具进行冲裁而形成第2铁芯片501(步骤S22)。在此,将电磁钢板50S冲裁为将分割铁芯50A呈直线状地展开后的形状。
这时的冲压模具的模具间隙是电磁钢板50S的厚度T2的8%,具体来说是0.028mm。
图10是示出电动机100的组装工序的流程图。首先,将通过图7的(A)的工序得到的第1铁芯片101沿轴向层叠而形成转子铁芯10(步骤S101)。然后,将永磁铁20埋入转子铁芯10。即,将永磁铁20插入转子铁芯10的磁铁插入孔11中(步骤S102)。此外,根据需要,将平衡重固定于转子铁芯10。由此,完成转子1。
此外,将通过图7的(B)的工序得到的第2铁芯片501沿轴向层叠而形成分割铁芯50A(步骤S201)。接下来,将分割铁芯50A连结成环状,并通过焊接等接合,形成定子铁芯50(步骤S202)。然后,在定子铁芯50安装绝缘部(步骤S203),并将线圈55卷绕于定子铁芯50(步骤S204)。由此,完成定子5。
将转子1组装到这样形成的定子5的内侧(步骤S110)。由此,完成电动机100。
另外,虽然这里在形成环状的定子铁芯50之后卷绕线圈55,但也可以以分割铁芯50A的状态卷绕线圈55,然后将分割铁芯50A呈环状地组合起来。
另外,定子铁芯50并不一定限于将分割铁芯50A连结而成,也可以具有环状的一体结构。但是,在该情况下,如图11所示,若对电磁钢板50S呈环状地进行冲裁而形成第2铁芯片501,则电磁钢板50S的第2铁芯片501的内侧部分(标号D所示)未被使用而造成浪费。即,无法有效地利用电磁钢板50S。
对此,如图9所示,在将电磁钢板50S冲裁为分割铁芯50A的形状的情况下,例如,通过冲裁为将分割铁芯50A呈直线状地排列的形状,从而能够削减电磁钢板50S的浪费。即,能够有效地利用电磁钢板50S的原材料。
接下来,对在图7的(A)中说明过的第1铁芯片101的冲压加工进一步进行说明。图12的(A)是示出对电磁钢板10S进行冲裁而形成第1铁芯片101的情况的示意图。为了方便图示,第1铁芯片101被示出为圆板形状。图12的(B)是示出冲压模具8的示意图。
如图12的(A)所示,对电磁钢板10S沿其厚度方向进行冲压,从而通过剪切冲裁出第1铁芯片101。如图12的(B)所示,冲压模具8具有:冲模81,其从下方支承电磁钢板10S;以及冲头82,其从上方对电磁钢板10S施加压力P。
设冲模81的内侧尺寸为Dd,冲头82的外侧尺寸为Dp。在冲模81的齿面81a与冲头82的齿面82a之间,对电磁钢板10S施加剪切力。在冲模81的齿面81a与冲头82的齿面82a之间的空隙中设定有间隙。该间隙被称为模具间隙C。
在对转子铁芯10用的电磁钢板10S进行冲裁时,将冲压模具8的模具间隙C设定为电磁钢板10S的厚度T1的5%。如后所述,对桥部14以外的部分进行冲裁时的模具间隙C并不一定需要是厚度T1的5%,例如也可以是厚度T1的8%。
另一方面,在对定子铁芯50用的电磁钢板50S进行冲裁时,将冲模81与冲头82之间的模具间隙C设定为电磁钢板50S的厚度的8%。
图13是示出普通电磁钢板(设为电磁钢板S)的加工面的状态的图。电磁钢板S的冲裁形成的切断面(图12的(A)中标号E所示)被称为加工面。在加工面的剪切方向上会形成塌边、剪切面、断裂面和毛刺。
塌边是电磁钢板S的表面被冲头82压下而发生了变形的弯曲面。剪切面是与冲头82摩擦而产生的平面,并沿剪切方向形成有伤痕。断裂面是产生裂纹而断裂的面,并且是比剪切面粗糙的面。毛刺是由于电磁钢板S被冲头82压下而形成的突起。
若塌边、断裂面及毛刺较大,则会成为尺寸精度降低的原因,因此优选塌边、断裂面及毛刺较小。
存在模具间隙C越大,则塌边、断裂面及毛刺越大,剪切面越小的倾向,加工精度降低。此外,存在模具间隙C越小,则塌边、断裂面及毛刺越小,剪切面越大的倾向,加工精度提高。
虽然为了使桥部14的最小宽度Hb变窄而优选模具间隙C较小,但若模具间隙C较小,则有时会产生冲压模具8的磨损、即模具磨损。若模具磨损加剧,则会发展为被称为粘模的异常磨损。
在此,减少第1铁芯片101的硅含量,由此降低第1铁芯片101的硬度,从而抑制了减小模具间隙C时的模具磨损和粘模。
图14的(A)是示出即将通过冲裁电磁钢板10S而形成桥部14之前的状态的图。在图14的(A)中,形成有包含磁通屏障12的磁铁插入孔11。
图14的(B)是示出通过冲裁电磁钢板10S而形成桥部14后的状态的图。在图14的(B)中,通过冲裁电磁钢板10S而形成转子铁芯10的外周10a。通过转子铁芯10的外周10a的形成,从而在外周10a与磁通屏障12之间形成桥部14。
图15的(A)是示出图14的(B)所示的桥部14的形成工序的图。在形成桥部14时,电磁钢板10S在转子铁芯10的外周10a处被切断。形成桥部14的冲压模具8中的模具间隙C为电磁钢板10S的厚度T1的5%。
这时,优选利用压板83按压桥部14以使其不从冲模81浮起。
在不用压板83按压桥部14的情况下,如图15的(B)所示,存在由于被冲头82按压的电磁钢板10S的弯曲而产生桥部14的倾倒(翘曲)等变形的可能性。桥部14的宽度越窄,越容易产生变形。
通过用压板83按压桥部14,即使在使桥部14的宽度变窄的情况下,也能够抑制桥部14的变形。
另外,在转子铁芯10中,桥部14的宽度最窄,因此要求较高的加工精度。与此相对,转子铁芯10的磁铁插入孔11、狭缝13、中心孔15等则不要求像桥部14那么高的加工精度。
因此,在对电磁钢板10S进行冲裁而形成磁铁插入孔11、狭缝13、中心孔15等时,不需要将冲压模具8中的模具间隙C设定为电磁钢板10S的厚度T1的5%,例如也可以设定为8%。
<比较例>
接下来,对相对于实施方式1的比较例进行说明。图16是示出比较例的电动机100D的纵剖视图。
在比较例中,构成转子铁芯10的第1铁芯片101和构成定子铁芯50的第2铁芯片501由同一电磁钢板构成。电磁钢板的厚度T为3.5mm,硅含量为3.5%,维氏硬度Hv为205,铁损密度为0.98W/kg。
此外,转子铁芯10的轴向上的长度H1为50mm,定子铁芯50的轴向上的长度H2为45mm。
图17是将比较例的转子1与定子5的对置部分放大后示出的图。比较例的转子1除桥部14外,与实施方式1的转子1同样地构成。比较例的定子5与实施方式1的定子5同样地构成。
图18是示出转子1的磁极与齿52的对置部分的图。设磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔为Lb。该最小间隔Lb是磁铁插入孔11的两端的2个桥部14中彼此最接近的端点Pb的间隔。
此外,设与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔为Ls。最大间隔Ls是与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的内周侧端部中彼此远离的一侧的2个端点Ps的间隔。
在比较例中,磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb比与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔Ls宽(Lb>Ls)。
图19是将桥部14及其周围放大后示出的图。由于第1铁芯片101的厚度T为0.35mm,因此,桥部14的最小宽度Hb被设定为0.40mm,以使得桥部14在冲压加工时不会发生变形。
图20是用于说明相邻的永磁铁20间的磁通的短路的图。比较例的桥部14的最小宽度Hb为0.40mm,比实施方式1的桥部14的最小宽度Hb(0.30mm)宽。因此,与实施方式1相比较,如箭头F1所示,通过桥部14而流动的磁通增加。即,相邻的永磁铁20间的短路磁通增加。
此外,在比较例中,磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb比与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔Ls宽(Lb>Ls)。因此,如图20所示,在永磁铁20的中心与齿52对置的状态下,齿52的齿顶部52a的端点Ps位于比桥部14的端点Pb靠极中心侧的位置。
其结果是,如图20中箭头F2所示,在永磁铁20与齿顶部52a之间,磁通容易沿径向流动。即,容易产生通过齿顶部52a的永磁铁20间的磁通的短路。
接下来,对比较例的电动机的制造方法进行说明。第1铁芯片101和第2铁芯片501通过对同一电磁钢板进行冲裁而形成。
图21是示出对电磁钢板100S进行冲裁而形成第1铁芯片101和第2铁芯片501的工序的流程图。图22是示出冲裁出铁芯片101、501的电磁钢板100S的平面图。
电磁钢板100S的厚度为0.35mm,硅含量为3.5%,维氏硬度Hv为205,铁损密度为0.98W/kg。电磁钢板100S是在一个方向上较长的带状钢板。
沿长度方向输送该电磁钢板100S(步骤S301),利用冲压模具将电磁钢板100S冲裁为转子铁芯10的形状,形成第1铁芯片101(步骤S302)。这时的模具间隙为电磁钢板100S的厚度的8%。
接下来,将电磁钢板100S冲裁为定子铁芯50的形状,形成第2铁芯片501(步骤S303)。这时的模具间隙也为电磁钢板100S的厚度的8%。
在比较例中,由于第1铁芯片101和第2铁芯片501是从同一电磁钢板100S形成的,因此,如图22所示,能够在对电磁钢板100S进行冲裁而形成第1铁芯片101之后,对其周围进行冲裁而形成环状的第2铁芯片501,材料成品率良好。
如参照图10进行了说明的那样,使用这样形成的第1铁芯片101和第2铁芯片501来组装转子1和定子5,制造电动机100。
<作用>
接下来,与比较例进行对比,对实施方式1的作用进行说明。在转子1中,存在通过转子铁芯10的外周10a与磁铁插入孔11之间的桥部14而产生相邻的永磁铁20间的磁通的短路的可能性。
因此,优选桥部14的最小宽度Hb较窄。但是,若使桥部14的最小宽度Hb较窄,则存在桥部14在冲压加工时发生变形的可能性。因此,桥部14的最小宽度Hb通常被设定为电磁钢板的厚度以上、例如0.40mm。
此外,为了使桥部14的最小宽度Hb变窄,优选减小模具间隙C。但是,若减小模具间隙C,则存在发生模具磨损或粘模的可能性。模具间隙C越小,则越容易发生模具磨损和粘模,此外,电磁钢板的硬度越高,则越容易发生模具磨损和粘模。因此,模具间隙C通常被设定为电磁钢板的厚度的5~15%。
在此,在转子铁芯10及定子铁芯50等铁芯中产生的铁损中,存在磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗是在铁芯的磁畴通过交变磁场改变磁场的方向时所产生的损耗。磁滞损耗Ph由以下的斯坦梅茨(Steinmetz)的实验式(1)表示。
Ph=khfBm 1.6…(1)
在此,kh为比例常数,f为频率,Bm为最大磁通密度。
涡流损耗是由于在在铁芯的内部所产生的涡流而产生的。交变磁场的频率越高,则涡流损耗的比率越大。涡流损耗Pe由以下的式(2)表示。
Pe=ke(tfBm)2/ρ…(2)
在此,ke为比例常数,t为电磁钢板的厚度,f为频率,Bm为最大磁通密度,ρ为电磁钢板的电阻率。
由于电磁钢板的电阻率ρ越大,则涡流损耗越小,因此,通过使用在铁(Fe)中添加了硅(Si)的电磁钢板来提高电阻率ρ,能够降低涡流损耗。但是,若硅含量增加,则电磁钢板的硬度增高而变脆。若电磁钢板的硬度过高,则电磁钢板容易破裂,难以进行冲压加工。
因此,通常,转子铁芯10和定子铁芯50由含有硅3~4%的电磁钢板构成。若硅含量超过4%,则难以进行冲压加工,因此,硅含量的上限为4%。
根据式(2)可知,涡流损耗与电磁钢板的厚度T的平方成比例。因此,电磁钢板的厚度T越薄,则涡流损耗越减少,铁损密度越小。通常,转子铁芯10和定子铁芯50由厚度0.2~1.0mm的电磁钢板构成。若电磁钢板的厚度低于0.2mm,则难以进行滚轧加工,电磁钢板的制造成本上升,因此,电磁钢板的厚度的下限为0.2mm。
另一方面,电磁钢板的厚度越薄,则转子铁芯10的桥部14的体积越小。其结果是,在冲压加工时,桥部14容易发生变形。桥部14的变形是指图15的(B)所示的桥部14的倾倒。此外,由于转子1旋转时的离心力,桥部14容易断裂。
此外,为了将桥部14加工得较窄,需要减小桥部14的加工面(图13)的塌边、断裂面和毛刺,并增大剪切面。为此,需要减小冲压模具8的模具间隙C,但在电磁钢板的硬度较高的情况下,难以减小模具的间隙。
如在比较例(图22)中进行了说明的那样,通常,转子铁芯10的第1铁芯片101和定子铁芯50的第2铁芯片501是通过对同一电磁钢板进行冲裁而形成的。在该情况下,为了减少定子铁芯50中的铁损,多使用厚度为0.35mm、硅含量为3.5%的电磁钢板。冲压模具的模具间隙C被设定为电磁钢板的厚度的8%。
另一方面,在实施方式1中,转子铁芯10的第1铁芯片101和定子铁芯50的第2铁芯片501是由不同的电磁钢板形成的。第2铁芯片501的厚度为0.35mm,硅含量为3.5%,维氏硬度Hv为205,与此相对,第1铁芯片101的厚度为0.50mm,硅含量为3.3%,维氏硬度Hv为180。
此外,在实施方式1中,对电磁钢板10S进行冲裁而形成第1铁芯片101时的模具间隙C与对电磁钢板50S进行冲裁而形成第2铁芯片501时的模具间隙C不同。
对电磁钢板10S进行冲裁而形成第1铁芯片101时的模具间隙C被设定为第1铁芯片101的厚度T1的5%。另一方面,对电磁钢板50S进行冲裁而形成第2铁芯片501时的模具间隙C被设定为第2铁芯片501的厚度T2的8%。
通过减少第1铁芯片101的硅含量而使第1铁芯片101的硬度变低,因此,即使模具间隙C较小,也不易产生模具磨损和粘模。因此,即使将模具间隙C与第1铁芯片101的厚度T1之比减小至例如5%,也不易产生模具磨损和粘模。
此外,通过使第1铁芯片101的厚度T1为0.50mm,桥部14的体积变大,从而不易产生冲压加工时的桥部14的变形。其结果是,能够使桥部14的最小宽度Hb窄至小于第1铁芯片101的厚度T1的0.30mm。
这样,能够通过冲压加工使桥部14的最小宽度Hb变窄,从而能够抑制永磁铁20间的磁通的短路。即,能够抑制制造成本的上升,并且能够抑制通过桥部14的永磁铁20间的磁通的短路。
在此,实施方式1的第1铁芯片101的厚度例如为0.50mm,厚于比较例的0.35mm。此外,实施方式1的第1铁芯片101的硅含量例如为3.3%,少于比较例的3.5%。因此,实施方式1的第1铁芯片101的铁损密度比比较例的第1铁芯片101的铁损密度大。
在以50Hz的频率感应1.0T的磁通密度并测定铁损密度的情况下,第1铁芯片101的铁损密度在比较例中为0.98W/kg,与此相对,在实施方式1中为1.18W/kg。第2铁芯片501的铁损密度在比较例、实施方式1中均为0.98W/kg。
在电动机100的驱动中所产生的铁损在定子铁芯50中产生得比在转子铁芯10中产生得多。在转子铁芯10中产生的铁损与在定子铁芯50中产生的铁损的比例为2:8。
其理由如下所述。即,在转子铁芯10固定有永磁铁20,从永磁铁20始终产生恒定的磁通,因此,伴随转子1的旋转在转子铁芯10内产生的磁通变化较小。与此相对,在定子铁芯50中,根据转子1的旋转位置,从转子1流入的磁通发生变化,因此,磁通的变化较大。因此,在转子铁芯10中产生的铁损比在定子铁芯50中产生的铁损小。
即,即使转子铁芯10的第1铁芯片101的铁损密度大,电动机100整体的铁损的增加也较少。
第1铁芯片101的铁损密度在比较例中为0.98W/kg,在实施方式1中为1.18W/kg。在该情况下,在实施方式1的转子铁芯10中产生的铁损为比较例的1.2倍(=1.18/0.98)。然而,占据铁损整体的8成的、在定子铁芯50中产生的铁损在比较例和实施方式1中是相同的。其结果是,实施方式1的电动机100中的铁损为比较例的电动机中的铁损的1.04倍(=0.2×1.2+0.8×1.0),铁损的增加量为4%。
另一方面,在实施方式1中,如图4所示,磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb和与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的最大间隔Ls满足Lb<Ls。
在该情况下,在永磁铁20的中心与齿52对置的状态下,桥部14的端点Pb位于比齿顶部52a的端点Ps靠极中心侧的位置。因此,永磁铁20与齿顶部52a之间的磁通绕到极中心侧而流动(参照图6),从而不易产生通过齿顶部52a的磁通的短路。
即,在桥部14的最小宽度Hb小于第1铁芯片101的厚度T1、而且Lb<Ls成立的情况下,能够有效地抑制永磁铁20间的磁通的短路。通过抑制永磁铁20间的磁通的短路,与定子5的线圈55交链的磁通量增加。
例如,在桥部14的最小宽度Hb为0.30mm且满足Lb<Ls的实施方式1的电动机100中,相对于桥部14的最小宽度Hb为0.40mm且满足Lb>Ls的比较例的电动机,通过减少桥部14处的磁通的短路,能够使与定子5的线圈55交链的磁通量提高4%。
转子1的磁转矩是由与定子5的线圈55交链的磁通和流过线圈55的电流的积决定的。因此,通过与线圈55交链的磁通量的增加,能够减小用于产生磁转矩的电流,由此,能够减小在线圈55中产生的铜损。
例如,当与定子5的线圈55交链的磁通量增加4%时,用于产生磁转矩的电流减小4%,换言之,变为0.96倍。由于线圈55的铜损与电流的平方成比例,因此变为0.92倍(=0.962),因此减少8%。
即,通过在转子铁芯10中使用铁损密度比定子铁芯50的第2铁芯片501大的第1铁芯片101,进而使桥部14的最小宽度Hb小于第1铁芯片101的厚度T1,由此,虽然铁损增加,但能够减少铜损。
在实施方式1中,相对于比较例,转子铁芯10的铜损减少8%,与此相对,电动机100的铁损的增加为4%。即,铜损的减少量比铁损的增加量大。由此,能够提高马达效率。
此外,通常,电磁钢板的厚度越厚、铁损密度越大,则每单位重量的价格越低。在该实施方式中,转子铁芯10的第1铁芯片101的厚度较厚,铁损密度较大,因此,能够使用廉价的电磁钢板,能够降低电动机100的制造成本。
此外,在实施方式1中,虽然第1铁芯片101的厚度T1比比较例厚,但转子铁芯10的长度H1与比较例相同,因此,转子铁芯10中的第1铁芯片101的层叠片数比比较例少。第1铁芯片101的层叠片数越少,则对电磁钢板10S进行冲裁的次数越少,因此,能够降低制造成本。
此外,若第1铁芯片101的厚度T1变厚,则每1片第1铁芯片101的桥部14的轴向长度变长。因此,即使使桥部14的最小宽度Hb变窄,每1片第1铁芯片101的桥部14的体积也变大。由此,能够抑制转子1旋转时的离心力导致的桥部14的断裂。
此外,通过抑制永磁铁20间的磁通的短路,与线圈55交链的永磁铁20的磁通量增加,因此,能够与磁通量的增加量相应地减小永磁铁20的尺寸。在与定子5的线圈55交链的磁通量与比较例相比增加了4%的情况下,即使将永磁铁20的轴向长度减小4%,也能够产生与比较例相同的转矩。其结果是,能够使电动机100小型化,能够降低制造成本。
此外,在转子铁芯10比定子铁芯50在轴向上突出的电动机100中,配置于转子铁芯10的突出部分的永磁铁20不与定子铁芯50对置。因此,来自配置于转子铁芯10的突出部分的永磁铁20的磁通容易流向相邻的永磁铁20。抑制通过桥部14的磁通的短路的上述结构在转子铁芯10比定子铁芯50在轴向上突出的电动机100中特别有用。
在形成桥部14时,在如图14的(A)所示地对电磁钢板10S进行冲裁而形成磁铁插入孔11之后,如图14的(B)所示地对电磁钢板10S进行冲裁而形成转子铁芯10的外周10a。在形成转子铁芯10的外周10a时,通过如图15的(A)所示那样用压板83按压桥部14,能够抑制桥部14的变形。即,最小宽度Hb较窄的桥部14的形成变得容易。
在比较例中,第1铁芯片101和第2铁芯片501由共同的电磁钢板100S形成。因此,按压桥部14的压板83必须考虑将电磁钢板100S冲裁为定子铁芯50的形状的冲压模具的位置来进行配置,导致难以配置压板83。
在该实施方式中,第1铁芯片101和第2铁芯片501由不同的电磁钢板10S、50S形成,因此,容易配置按压桥部14的压板83。
在该实施方式1中,作为用于抑制最小宽度Hb较窄的桥部14的冲压加工时的变形的要件,满足全部以下的(1)~(4)。
(1)转子铁芯10的第1铁芯片101的厚度T1比定子铁芯50的第2铁芯片501的厚度T2厚。
(2)第1铁芯片101的铁损密度比第2铁芯片501的铁损密度大。
(3)第1铁芯片101的硅含量比第2铁芯片501的硅含量少。
(4)第1铁芯片101的硬度比第2铁芯片501的硬度低。
然而,即使只满足上述(1)~(4)中的任意一个,也具有提高桥部14的加工性的效果。因此,能够通过冲压加工使桥部14的最小宽度Hb变窄,从而抑制永磁铁20间的磁通的短路。
<实施方式的效果>
如以上进行了说明的那样,在实施方式1的电动机100中,转子铁芯10由第1铁芯片101构成,定子铁芯50由第2铁芯片501构成,第1铁芯片101的厚度T1比第2铁芯片501的厚度T2厚。在转子铁芯10的外周10a与磁铁插入孔11之间形成有桥部14,桥部14的径向上的最小宽度Hb小于第1铁芯片101的厚度T1。
由于桥部14的最小宽度Hb小于第1铁芯片101的厚度T1,因此能够抑制相邻的永磁铁20间的磁通的短路。此外,由于第1铁芯片101的厚度T1比第2铁芯片501的厚度T2厚,因此,每1片第1铁芯片101的桥部14的体积变大。其结果是,即使使桥部14的最小宽度Hb变窄,也能够抑制冲压加工时的桥部14的变形。此外,能够抑制转子1旋转时的离心力导致的桥部14的断裂。
此外,第1铁芯片101的铁损密度比第2铁芯片501的铁损密度大。这是因为,第1铁芯片101的厚度T1比第2铁芯片501的厚度T2厚,此外,第1铁芯片101的硅含有率比第2铁芯片501的硅含有率低。因此,能够抑制桥部14的冲压加工时的变形,并且,能够在不产生模具磨损和粘模的情况下减小模具间隙C。其结果是,能够通过冲压加工形成最小宽度Hb较窄的桥部14,从而能够抑制永磁铁20间的磁通的短路。
此外,由于第1铁芯片101的硅含有率比第2铁芯片501的硅含有率低,因此,第1铁芯片101的硬度比第2铁芯片501的硬度高。因此,能够在不产生第1铁芯片101的冲压加工时的模具磨损和粘模的情况下减小模具间隙C。其结果是,能够通过冲压加工形成最小宽度Hb较窄的桥部14,从而能够抑制永磁铁20间的磁通的短路。
此外,由于第1铁芯片101的硬度比第2铁芯片501的硬度低,因此,能够在不产生第1铁芯片101的冲压加工时的模具磨损和粘模的情况下减小模具间隙C。其结果是,能够通过冲压加工形成最小宽度Hb较窄的桥部14,从而能够抑制永磁铁20间的磁通的短路。
此外,由于磁铁插入孔11的两端的2个桥部14的最小间隔Lb和与磁铁插入孔11对置的2个槽开口部A的间隔的最大间隔Ls满足Lb<Ls,因此,在永磁铁20的中心与齿52对置的状态下,能够抑制经由齿52的齿顶部52a的永磁铁20间的磁通的短路。
此外,由于桥部14的最小宽度Hb小于第2铁芯片501的厚度T2,因此,磁通不易流过桥部14,因此,能够抑制相邻的永磁铁20之间的磁通的短路。
此外,由于定子铁芯50是将多个分割铁芯50A沿周向组合而成的,因此,能够将电磁钢板50S冲裁为将分割铁芯50A呈直线状地排列的形状。因此,能够有效地利用电磁钢板50S,从而能够降低电动机100的制造成本。
此外,由于第1铁芯片101的厚度比0.35mm厚,第2铁芯片501的厚度为0.35mm以下,因此能够抑制桥部14的冲压加工时的变形,并且能够抑制定子铁芯50中的铁损的增加。
此外,由于第1铁芯片101的硅含量少于3.5%,第2铁芯片501的硅含量为3.5%以上,因此能够抑制第1铁芯片101的冲压加工时的模具磨损和粘模,并且能够抑制定子铁芯50中的铁损的增加。
此外,由于第1铁芯片101的维氏硬度低于200,铁芯片500的维氏硬度为200以上,因此能够抑制第1铁芯片101的冲压加工时的模具磨损和粘模,并且能够提高定子铁芯50的刚性。
实施方式2.
图23是示出实施方式2的电动机100A的纵剖视图。在实施方式2中,对定子5的定子铁芯50实施退火处理,提高了磁特性。实施方式2的电动机100A除对定子铁芯50实施退火处理这一点外,与实施方式1的电动机100同样地构成。
在对电磁钢板50S进行冲裁而形成第2铁芯片501时,由于剪切力而在加工面产生应变,作为残余应变而残留。残余应变有可能会改变第2铁芯片501的磁特性。
因此,在实施方式2中,通过对从电磁钢板50S冲裁出的第2铁芯片501进行退火处理而消除由于冲裁而产生的残余应变,改善第2铁芯片501的磁特性。由此,能够降低定子铁芯50中的铁损,从而能够提高马达效率。
另一方面,与定子铁芯50相比较,在转子铁芯10中磁通的变化较小,铁损较小。此外,在转子铁芯10的桥部14残留有残余应变的情况下,永磁铁20间的磁通的短路的抑制效果变大,因此是优选的。因此,优选对定子铁芯50进行退火处理,而不对转子铁芯10进行退火处理。
如以上进行了说明的那样,在实施方式2中,在实施方式1中所说明的效果的基础上,还能够减少定子铁芯50中的铁损,从而提高马达效率。
<压缩机>
图24是示出能够应用各实施方式的电动机的压缩机300的纵剖视图。压缩机300是旋转压缩机,例如被用于制冷循环装置400(图25)。
压缩机300具备:压缩机构部310;电动机100,其驱动压缩机构部310;轴25,其将压缩机构部310与电动机100连结起来;以及密闭容器301,其收纳这些部件。
密闭容器301是由钢板形成的容器,具有圆筒状的壳体、以及覆盖壳体的上部的容器上部。电动机100的定子5通过热压配合、压入或焊接等而被组装于密闭容器301的壳体的内侧。
在密闭容器301的容器上部,设有如下部件:排出管307,其将制冷剂排出至外部;以及端子305,其用于向电动机100供给电力。此外,在密闭容器301的外部,安装有储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具有:气缸311,其具有气缸室312;旋转活塞314,其被固定于轴25;叶片,其将气缸室312的内部分为吸入侧和压缩侧;以及上部框架316和下部框架317,它们将气缸室312的轴向两端部封闭。
上部框架316和下部框架317均具有将轴25支承为能够旋转的轴承部。在上部框架316和下部框架317分别安装有上部排出消音器318和下部排出消音器319。
在气缸311设有以轴线Ax为中心的圆筒状的气缸室312。轴25的偏心轴部25a位于气缸室312的内部。偏心轴部25a具有相对于轴线Ax偏心的中心。旋转活塞314与偏心轴部25a的外周嵌合。在电动机100旋转时,偏心轴部25a和旋转活塞314在气缸室312内偏心旋转。
在气缸311形成有吸入口313,该吸入口313供将制冷剂气体吸入到气缸室312内。在密闭容器301安装有与吸入口313连通的吸入管303,通过该吸入管303从储存器302向气缸室312供给制冷剂气体。
低压的制冷剂气体和液体制冷剂混合地从制冷循环装置400(图25)的制冷剂回路被供给至压缩机300,但若液体制冷剂流入压缩机构部310而被压缩,则会引起压缩机构部310的故障。因此,在储存器302中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310。
作为制冷剂,虽然例如也可以使用R410A、R407C或R22等,但基于防止地球温室效应的观点,优选使用GWP(地球温室效应系数)较低的制冷剂。例如可以使用以下制冷剂作为GWP较低的制冷剂。
(1)首先,可以使用组分中具有碳双键的卤代烃,例如HFO(Hydro-Fluoro-Orefin)-1234yf(CF3CF=CH2)。HFO-1234yf的GWP为4。
(2)此外,也可以使用组分中具有碳双键的烃、例如R1270(丙烯)。R1270的GWP为3,比HFO-1234yf低,但可燃性比HFO-1234yf高。
(3)此外,也可以使用含有组分中具有碳双键的卤代烃和组分中具有碳双键的烃中的至少任一方的混合物、例如HFO-1234yf和R32的混合物。由于上述的HFO-1234yf是低压制冷剂,因此具有压损变大的倾向,存在导致制冷循环(特别是蒸发器)的性能降低的可能性。因此,相比于HFO-1234yf,在实用上优选使用与作为高压制冷剂的R32或R41的混合物。
压缩机300的动作如下所述。从储存器302供给的制冷剂气体通过吸入管303而被供给至气缸311的气缸室312内。当电动机100被驱动而转子1旋转时,轴25与转子1一起旋转。并且,与轴25嵌合的旋转活塞314在气缸室312内偏心旋转,在气缸室312内对制冷剂进行压缩。被压缩后的制冷剂通过排出消音器318、319,进而通过电动机100的贯通孔102、103等(图1)而在密闭容器301内上升,并从排出管307被排出。
各实施方式的电动机通过抑制永磁铁20间的磁通的短路而具有较高的马达效率。因此,能够提高压缩机300的运转效率。
<制冷循环装置>
接下来,对能够应用各实施方式的电动机的制冷循环装置400进行说明。图25是示出制冷循环装置400的结构的图。在此,制冷循环装置400是空调装置,但不限于此,例如也可以是冰箱。
制冷循环装置400具备压缩机401、冷凝器402、减压装置403以及蒸发器404。压缩机401、冷凝器402、减压装置403和蒸发器404由制冷剂配管407连结而构成制冷循环。即,制冷剂按照压缩机401、冷凝器402、减压装置403以及蒸发器404的顺序循环。
压缩机401、冷凝器402以及减压装置403设置于室外机410。压缩机401由参照图24说明过的压缩机300构成。在室外机410设有室外送风机405。蒸发器404设置于室内机420。在室内机420设有室内送风机406。
制冷循环装置400的动作如下所述。压缩机401将所吸入的制冷剂压缩并送出。冷凝器402进行从压缩机401送出的制冷剂与室外空气之间的热交换,使制冷剂冷凝而作为液体制冷剂送出。减压装置403使从冷凝器402送出的液体制冷剂膨胀,作为低温低压的液体制冷剂送出。
蒸发器404进行从减压装置403送出的低温低压的液体制冷剂与室内空气之间的热交换,使制冷剂蒸发,作为制冷剂气体送出。在蒸发器404中被夺走热量的空气被室内送风机406供给至室内。
如上所述,制冷循环装置400具备具有较高的运转效率的压缩机300,因此能够提高制冷循环装置400的运转效率。
以上,对优选的实施方式具体地进行了说明,但本公开不限于上述实施方式,能够进行各种改良或变形。
标号说明
1:转子;5:定子;8:冲压模具;10:转子铁芯;10S:电磁钢板(第1电磁钢板);10a:外周;11:磁铁插入孔;12:磁通屏障;14:桥部;15:中心孔;20:永磁铁;25:轴;50:定子铁芯;50A:分割铁芯;50S:电磁钢板(第2电磁钢板);51:磁轭部;52:齿;52a:齿顶部;52b:端面;53:槽;54:分割面;55:线圈;81:冲模;82:冲头;83:压板;100、100A:电动机;101:第1铁芯片;300:压缩机;301:密闭容器;310:压缩机构部;400:制冷循环装置;401:四通阀;402:冷凝器;403:减压装置;404:蒸发器;407:制冷剂配管;501:第2铁芯片;A:槽开口部;C:模具间隙。

Claims (18)

1.一种电动机,其中,所述电动机具有:
转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,所述环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,所述永磁铁埋入于所述转子铁芯;以及
定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以所述轴线为中心的径向的外侧包围所述转子,
所述第1铁芯片的厚度比所述第2铁芯片的厚度厚,
所述转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔,其供所述永磁铁插入;以及所述外周与所述磁铁插入孔之间的桥部,
所述桥部的所述径向上的最小宽度小于所述第1铁芯片的厚度。
2.一种电动机,其中,所述电动机具有:
转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,所述环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,所述永磁铁埋入于所述转子铁芯;以及
定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以所述轴线为中心的径向的外侧包围所述转子,
所述第1铁芯片的铁损密度比所述第2铁芯片的铁损密度大,
所述转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔,其供所述永磁铁插入;以及所述外周与所述磁铁插入孔之间的桥部,
所述桥部的所述径向上的最小宽度小于所述第1铁芯片的厚度。
3.一种电动机,其中,所述电动机具有:
转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,所述环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,所述永磁铁埋入于所述转子铁芯;以及
定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以所述轴线为中心的径向的外侧包围所述转子,
所述第1铁芯片的硅含量比所述第2铁芯片的硅含量少,
所述转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔,其供所述永磁铁插入;以及所述外周与所述磁铁插入孔之间的桥部,
所述桥部的所述径向上的最小宽度小于所述第1铁芯片的厚度。
4.一种电动机,其中,所述电动机具有:
转子,其具有环状的转子铁芯和永磁铁,所述环状的转子铁芯由冲压加工出的第1铁芯片形成,并以轴线为中心,所述永磁铁埋入于所述转子铁芯;以及
定子,其具有由冲压加工出的第2铁芯片形成的定子铁芯,从以所述轴线为中心的径向的外侧包围所述转子,
所述第1铁芯片的硬度比所述第2铁芯片的硬度低,
所述转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔,其供所述永磁铁插入;以及所述外周与所述磁铁插入孔之间的桥部,
所述桥部的所述径向上的最小宽度小于所述第1铁芯片的厚度。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动机,其中,
所述转子铁芯在以所述轴线为中心的周向上的所述磁铁插入孔的两侧具有2个桥,
所述定子具有:环状的磁轭部,其以所述轴线为中心;齿,其从所述磁轭部朝向所述转子延伸;以及2个槽开口部,其形成于所述齿的所述周向上的两侧,
所述2个槽开口部的最大间隔Ls与所述2个桥的最小间隔Lb满足Lb<Ls。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动机,其中,
所述桥部的所述径向上的最小宽度小于所述第2铁芯片的厚度。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电动机,其中,
所述定子铁芯具有呈环状地组合起来的多个分割铁芯(50A)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电动机,其中,
所述定子铁芯被实施了退火处理。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电动机,其中,
所述转子铁芯在所述轴线的方向上的长度比所述定子铁芯在所述轴线的方向上的长度长。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的电动机,其中,
所述第1铁芯片的厚度比0.35mm厚,
所述第2铁芯片的厚度为0.35mm以下。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的电动机,其中,
所述第1铁芯片的硅含量少于3.5%,
所述第2铁芯片的硅含量为3.5%以上。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的电动机,其中,
所述第1铁芯片的维氏硬度低于200,
所述第2铁芯片的维氏硬度为200以上。
13.一种压缩机,其中,所述压缩机具备:
权利要求1至12中的任一项所述的电动机;以及
压缩机构部,其由所述电动机驱动。
14.一种制冷循环装置,其中,
所述制冷循环装置具备权利要求13所述的压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器。
15.一种电动机的制造方法,其中,包括如下工序:
对第1电磁钢板进行冲裁而形成第1铁芯片;
对第2电磁钢板进行冲裁而形成第2铁芯片;
利用所述第1铁芯片形成环状的转子铁芯;
将永磁铁埋入所述转子铁芯而得到转子;
利用所述第2铁芯片形成定子铁芯;以及
将线圈卷绕于所述定子铁芯而得到定子,
所述转子铁芯具有:外周;磁铁插入孔;以及所述外周与所述磁铁插入孔之间的桥部,
在对所述第1电磁钢板进行冲裁的工序中,至少形成所述桥部时的模具间隙比对所述第2电磁钢板进行冲裁的工序中的模具间隙小。
16.根据权利要求15所述的电动机的制造方法,其中,
所述桥部在所述转子铁芯的径向上的最小宽度小于所述第1铁芯片的厚度。
17.根据权利要求15或16所述的电动机的制造方法,其中,
所述定子铁芯具有呈环状地组合起来的多个分割铁芯,
在对所述第1电磁钢板进行冲裁的工序中,将所述第1电磁钢板冲裁为所述多个分割铁芯呈直线状地排列的形状。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的电动机的制造方法,其中,
在形成所述定子铁芯的工序之后,还包括对所述定子铁芯进行退火处理的工序。
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