DE112019006344T5 - Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, elektrisch angetriebener Kompressor, der diesen umfasst, und Verfahren zum Herstellen eines Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor - Google Patents

Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, elektrisch angetriebener Kompressor, der diesen umfasst, und Verfahren zum Herstellen eines Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, der Brückenabschnitte aufweist, die Zähne eines inneren Kerns miteinander verbinden, und bei dem ein Rastmoment und eine Drehmomentwelligkeit stark reduziert sind. Ein Stator 21 ist durch einen inneren Kern 26 mit einer Wicklung 23, bei dem Vorderenden von benachbarten Zähnen 27 miteinander fortlaufend sind, und einem äußeren Kern 28 ausgebildet, der mit der Außenseite des inneren Kerns verbunden ist und einen Magnetpfad bildet. Der innere Kern weist Brückenabschnitte 29 auf, die die Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander verbinden, wobei eine Außenumfangsform der Brückenabschnitte an einem Kreisbogen A1 ausgebildet ist. Der Rotor 24 umfasst einen Spaltaufweitungsabschnitt 24A, an dem sich ein Spalt zwischen ihm und einer Innenumfangsfläche des Stators von einem Mittelpunkt hin zu einer Position zwischen den Magnetpolen aufweitet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor zum Antreiben eines Kompressionselements, der beispielsweise in einem Behälter untergebracht ist, einen elektrisch angetriebenen Kompressor, der diesen umfasst, und ein Verfahren zum Herstellen eines Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor.
  • STAND DER TECHNIK
  • Üblicherweise ist ein elektrisch angetriebener Kompressor zum Komprimieren von Kältemittel, das in einem Kältekreislauf benutzt wird, derart ausgestaltet, dass in einem Behälter ein Kompressionselement von Spiralbauart oder dergleichen und ein Motor zum Antreiben des Kompressionselements untergebracht sind. Um den Füllfaktor der Spiralform zu vergrößern, wurde im Stand der Technik ein Kompressor entwickelt, bei dem ein Kern eines Stators aus einem äußeren Kern (Jochelement) und einem darin verpressten inneren Kern (Zahnelement) ausgebildet ist (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • LISTE DER REFERENZDOKUMENTE
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2016-116391
    • Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 8-98440
    • Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-238667
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • In diesem Fall sind bei dem inneren Kern zueinander benachbarte Zähne durch Brückenabschnitte verbunden, und eine Außenumfangsform der Brückenabschnitte ist eine Stufenform mit Ecken. Wenn die Brückenabschnitte diese Form aufweisen, ergibt sich jedoch eine starke Veränderung der Breitenabmessung in Radialrichtung, weshalb das Problem vorliegt, dass sowohl das Rastmoment als auch die Drehmomentwelligkeit ansteigen.
  • Obwohl der Zweck ein anderer ist, wurden auch solche entwickelt, bei denen die Außenumfangsform der Brückenabschnitte rund ist (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Zum Reduzieren des Rastmoments wurde ein Rotor entwickelt, bei dem die Außenumfangsform der einzelnen Magnetpole des Rotors kreisbogenförmig ausgebildet ist und der Mittelpunkt der Kreisbogenform vom Mittelpunkt des Rotors versetzt ist (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel getätigt, die genannten Probleme des Stands der Technik zu lösen, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, einen Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, der Brückenabschnitte aufweist, die Zähne eines inneren Kerns miteinander verbinden, und bei dem Rastmoment und Drehmomentwelligkeit stark reduziert sind, einen diesen umfassenden elektrisch angetriebenen Kompressor und ein Verfahren zum Herstellen des Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor bereitzustellen.
  • LÖSUNG DER AUFGABEN
  • Ein Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor der vorliegenden Erfindung ist aus einem Stator und einem sich auf der Innenseite des Stators drehenden Rotor mit eingebauten Permanentmagneten aufgebaut, wobei der Stator durch einen inneren Kern mit Wicklungen, bei dem Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander fortlaufend sind, und einen äußeren Kern ausgebildet ist, der mit der Außenseite des inneren Kerns verbunden ist und einen Magnetpfad bildet, wobei der innere Kern Brückenabschnitte aufweist, die Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander verbinden, und eine Außenumfangsform der Brückenabschnitte an einem Kreisbogen ausgebildet ist, und der Rotor einen Spaltaufweitungsabschnitt umfasst, an dem sich ein Spalt zwischen sich und einer Innenumfangsfläche des Stators von einem Mittelpunkt von Magnetpolen in Richtung einer Position zwischen den Magnetpolen hin aufweitet.
  • Ein Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor gemäß einer Erfindung aus Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der obenstehenden Erfindung die Außenumfangsform der Brückenabschnitte an einer zentralen Geraden und einem mit deren beiden Enden fortlaufenden Kreisbogen ausgebildet ist.
  • Ein elektrisch angetriebener Kompressor einer Erfindung aus Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus dem Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor der obenstehenden Erfindungen und einem durch den Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor angetriebenes Kompressionselement aufgebaut ist, die in einem Behälter untergebracht sind.
  • Eine Erfindung gemäß Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor aus Anspruch 1 oder Anspruch 2, wenn ein Radius des Kreisbogens des Spaltaufweitungsabschnitts des Rotors als R2, eine Versatzgröße vom Mittelpunkt des Rotors bis zum Mittelpunkt des Spaltaufweitungsabschnitts als R1 und ein Radius des Kreisbogens der Außenumfangsform der Brückenabschnitte des inneren Kerns als R4 gilt, die Versatzgröße R1 in einem Bereich eingestellt wird, in dem das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, der Radius R2 in einem Bereich eingestellt wird, in dem eine Abnahme des durchschnittlichen Drehmoments gehemmt wird, das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, und der Radius R4 in einem Bereich eingestellt wird, in dem die Drehmomentwelligkeit nicht ansteigt und das Rastmoment abnimmt.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Da gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, der mit dem Stator und dem sich auf der Innenseite des Stators drehenden Rotor mit eingebauten Permanentmagneten aufgebaut ist, der Stator durch den inneren Kern mit Wicklung, bei dem benachbarte Zähnen miteinander fortlaufend sind, und den äußeren Kern ausgebildet ist, der mit der Außenseite des inneren Kerns verbunden ist und einen Magnetpfad bildet, kann eine hohe Wicklungsdichte und eine Steigerung der Leistung erzielt werden. Da die Vorderenden der Zähne miteinander fortlaufend sind, erhöht sich ihre Festigkeit, wodurch auch ein Verformungsmaß des Stators aufgrund von Gegenkraft im Zuge der Drehung des Rotors abnimmt, und die Entstehung von Schwingungen wird unterbunden.
  • Insbesondere sind in der vorliegenden Erfindung an dem inneren Kern die Brückenabschnitte bereitgestellt, die die Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander verbinden, und die Außenumfangsform der Brückenabschnitte ist an einem Kreisbogen ausgebildet, weshalb eine abrupte Veränderung der Breitenabmessung der Brückenabschnitte in Radialrichtung wegfällt und Rastmoment und Drehmomentwelligkeit unterbunden werden können. Da der Rotor ferner eine Außenumfangsform aufweist, die den Spaltaufweitungsabschnitt umfasst, an dem sich ein Spalt zwischen sich und einer Innenumfangsfläche des Stators von einem Mittelpunkt von Magnetpolen in Richtung einer Position zwischen den Magnetpolen hin aufweitet, kann die induzierte Spannung an eine Sinuswelle angenähert werden, weshalb es möglich ist, ein Sinken des Ausgangsdrehmoments zu unterbinden und zugleich eine Reduzierung von Rastmoment und Drehmomentwelligkeit zu erzielen.
  • In diesem Fall kann die Außenumfangsform der Brückenabschnitte vollständig kreisbogenförmig sein, oder es ist möglich, bei einer Ausgestaltung, bei der die Außenumfangsform der Brückenabschnitte wie bei der Erfindung aus Anspruch 2 an einer zentralen Geraden und einem mit deren beiden Enden fortlaufenden Kreisbogen ausgebildet ist, abhängig von den Bedingungen eine unterschiedliche Reduzierung von Rastmoment und Drehmomentwelligkeit zu erzielen.
  • Indem wie bei der Erfindung aus Anspruch 3 der elektrisch angetriebene Kompressor durch Unterbringen des Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor der obenstehenden Erfindungen und des Kompressionselements in einem Behälter ausgebildet ist, lässt sich ein kompakter elektrisch angetriebener Kompressor mit wenig Schwingungen und hoher Leistung erzielen.
  • Indem wie bei der Erfindung aus Anspruch 4 bei der Herstellung des Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor aus Anspruch 1 oder Anspruch 2, wenn ein Radius des Kreisbogens des Spaltaufweitungsabschnitts des Rotors als R2, eine Versatzgröße vom Mittelpunkt des Rotors bis zum Mittelpunkt des Spaltaufweitungsabschnitts als R1 und ein Radius des Kreisbogens der Außenumfangsform der Brückenabschnitte des inneren Kerns als R4 gilt, die Versatzgröße R1 in einem Bereich eingestellt wird, in dem das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, der Radius R2 in einem Bereich eingestellt wird, in dem eine Abnahme des durchschnittlichen Drehmoments gehemmt wird, das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, und der Radius R4 in einem Bereich eingestellt wird, in dem die Drehmomentwelligkeit nicht ansteigt und das Rastmoment abnimmt, kann ein Sinken der Ausgangsleistung wirksam unterbunden und eine Reduzierung von Rastmoment und Drehmomentwelligkeit erzielt werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine vertikale seitliche Schnittansicht eines elektrisch angetriebenen Kompressors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, auf den die vorliegende Erfindung angewandt wurde;
    • 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Stators, der einen Motor (Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor) des elektrisch angetriebenen Kompressors aus 1 ausbildet;
    • 3 eine Schnittansicht in Draufsicht unter Vergrößerung der wesentlichen Elemente des Motors aus 2;
    • 4 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Versatzgröße R1 aus 3 und dem Ausgangsdrehmoment, der Drehmomentwelligkeit und dem Rastmoment veranschaulicht;
    • 5 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Radius R2 aus 3 und dem Ausgangsdrehmoment, der Drehmomentwelligkeit und dem Rastmoment veranschaulicht;
    • 6 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Radius R4 aus 3 und dem Ausgangsdrehmoment, der Drehmomentwelligkeit und dem Rastmoment veranschaulicht; und
    • 7 eine Ansicht, die einen Vergleich zwischen den Rastmomenten von Motoren für einen elektrisch angetriebenen Kompressor der vorliegenden Erfindung und einer Struktur des Stands der Technik veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Ein elektrisch angetriebener Kompressor 1 eines Ausführungsbeispiels ist ein Scroll-Kompressor, bei dem in einem Behälter 2 ein Scroll-Kompressionselement 3 und ein erfindungsgemäßer Motor (Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor) 4 untergebracht sind. Das Scroll-Kompressionselement 3 ist aus einer am Behälter 2 befestigten fixierten Spirale 6 und einer beweglichen Spirale 7 aufgebaut, die durch eine Drehwelle 8 des Motors 4 kreisend angetrieben wird, ohne sich in Bezug auf die fixierte Spirale 6 zu drehen, wobei eine in der fixierten Spirale 6 gebildete schneckenförmige Windung 11 und eine in der beweglichen Spirale 7 gebildete schneckenförmige Windung 12 miteinander in Eingriff stehend angeordnet sind.
  • In den Behälter 2 wird über einen nicht dargestellten Kältemitteleinleitkanal Kältemittel eingeleitet und von außen in eine zwischen den beiden Windungen 11, 12 ausgebildete Verdichtungskammer gesaugt. Da die Verdichtungskammer aufgrund der Kreisbewegung der beweglichen Spirale 7 zum Mittelpunkt hin enger wird, wird das angesaugte Kältemittel verdichtet und vom Mittelpunktabschnitt über eine Ausgabekammer 14 und einen nicht dargestellten Kältemittelabgabekanal abgegeben. Da im Behälter 2 Niedrigdruck herrscht, passiert das Kältemittel auch die Umgebung des Motors 4, und der Motor 4 wird durch das Kältemittel gekühlt.
  • Als Nächstes wird der erfindungsgemäße Motor 4 beschrieben. Der Motor 4 des Ausführungsbeispiels ist ein Permanentmagnet-Synchronmotor, der durch einen Stator 21, welcher aus einem Kern 22 und einer Wicklung 23 aufgebaut ist, und einen Rotor 24 (aufgebaut durch Laminieren von mehreren Magnetblechen) mit darin untergebrachten Magneten ausgebildet ist, der an der Drehwelle 8 fixiert ist und sich auf der Innenseite des Stators 21 dreht.
  • Der Kern 22 des Stators 21 ist durch Unterteilen in einen inneren Kern 26 (innenseitiger Kern) mit mehreren (in einer der Polanzahl entsprechenden Anzahl vorliegenden, im Ausführungsbeispiel zwölf) Zähnen 27 und einen äußeren Kern 28 (außenseitigen Kern) zweiteilig ausgebildet, wobei vordere Endabschnitte 27A, 27A benachbarter Zähne 27, 27 des inneren Kerns 26 durch Brückenabschnitte 29 miteinander fortlaufend ausgebildet sind. Auf diese Weise weist ein Schlitz 31 zwischen den einzelnen Zähnen 27 des inneren Kerns 26 eine nach außen hin geöffnete und in Richtung des Mittelpunkts geschlossene Form auf.
  • Der innere Kern 26 und der äußere Kern 28 sind durch Laminieren und Verbinden von mehreren elektromagnetischen Blechen ausgebildet. Auf der Innenseite des äußeren Kerns 28 sind Eingreifvertiefungsstellen 32 in gleicher Anzahl wie die Zähne 27 des inneren Kerns 26 gebildet. Die Wicklung 23 wiederum ist im Voraus auf einen aus einem Isolationskörper aufgebauten Spulenkörper 33 aufgewickelt, und in dem Spulenkörper 33 sind Anbringungslöcher 34 gebildet, in die die Zähne 27 des inneren Kerns 26 gesteckt sind.
  • Wenn der Stator 21 zusammengebaut wird, werden zunächst die elektromagnetischen Bleche laminiert und verbunden, um den inneren Kern 26 und den äußeren Kern 28 auszubilden. Die Wicklung 23 wird auf den Spulenkörper 33 gewickelt und zwölffach bereitgestellt. Als Nächstes werden die Spulenkörper 33 mit den auf sie gewickelten Wicklungen 23 in einer Form, in der die Zähne 27 des inneren Kerns 26 in die Anbringungslöcher 34 der Spulenkörper 33 eingeführt werden, jeweils von außen an den Zähnen 27 angebracht (es werden insgesamt zwölf angebracht).
  • Auf diese Weise wird der innere Kern 26 mit den Wicklungen 23 ausgestattet. Der mit den Wicklungen 23 ausgestattete innere Kern 26 wird nun in den äußeren Kern 28 eingesetzt. Die Endabschnitte der einzelnen Zähne 27 des inneren Kerns 26 werden dabei in die Eingriffsvertiefungsstellen 32 am äußeren Kern 28 eingesetzt, wodurch der innere Kern 26 und der äußere Kern 28 einstückig werden (3). Die Wicklungen 23 der Spulenkörper 33 werden derart verdrahtet, dass eine festgelegte elektrische Schaltung ausgebildet wird.
  • Auf diese Weise sind die vorderen Endabschnitte 27A der Zähne 27 des Stators 21 fortlaufend, und die Wicklungen 23 werden von außen in den nach außen offenen Schlitzen 31 angebracht, weshalb durch den Spalt zwischen vorderen Zahnendabschnitten eine Düse eingeführt und im Vergleich zu einem Motor mit direkt aufgewickelten Wicklungen die Dichte der Wicklungen vergrößert und eine Leistungssteigerung erzielt werden kann.
  • Da die vorderen Endabschnitte 27A der einzelnen Zähne 27 des inneren Kerns 26 durch die Brückenabschnitte 29 fortlaufend sind, wird ihre Festigkeit erhöht, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass ein Verformungsmaß des Kerns 22 des Stators 21 aufgrund von Gegenkraft im Zuge der Drehung des Rotors 24 abnimmt und auch die Entstehung von Schwingungen unterbunden wird.
  • Darüber hinaus ist bei dieser Erfindung die Außenumfangsform der Brückenabschnitte 29 des inneren Kerns 26 des Stators 21 an einer zentralen Geraden L1 und einem von deren beiden Seiten glatt daran anschließenden Kreisbogen A1 ausgebildet. Dabei kann die gesamte Außenumfangsform der Brückenabschnitte 29 kreisbogenförmig sein, wobei durch eine solche Form eine abrupte Veränderung der Breitenabmessung der Brückenabschnitte 29 in Radialrichtung wegfällt und Rastmoment und Drehmomentwelligkeit unterbunden werden können.
  • Der Rotor 24 wiederum ist durch einen Rotorkern 37, der durch Laminieren mehrerer elektromagnetischer Bleche mit Lochabschnitten 36, in denen Permanentmagneten untergebracht sind, ausgebildet ist, und Permanentmagneten 38 ausgebildet ist, die durch Unterbringen in den Lochabschnitten 36 gehalten werden. Der Rotor 24 dreht sich unter Beibehaltung eines Spalts zur Innenumfangsfläche der Zähne 27 des Stators 21. Die Anzahl der Pole des Rotors 24 des Ausführungsbeispiels beträgt acht, und er enthält Permanentmagneten 38 in entsprechender Anzahl.
  • In der Erfindung ist die Außenumfangsform des Rotors 24 derart, dass er einen Spaltaufweitungsabschnitt 24A umfasst, an dem sich der Spalt zwischen ihm und der Innenumfangsfläche der Zähne 27 des Stators 21 vom Mittelpunkt hin zu einer Position zwischen den Magnetpolen aufweitet. Da auf diese Weise eine Annäherung der induzierten Spannung an eine Sinuswelle möglich ist, kann ein Sinken der Ausgangsleistung wirksam unterbunden und eine Reduzierung von Rastmoment und Drehmomentwelligkeit erzielt werden.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 bis 7 ein Verfahren zum Einstellen der Form des Spaltaufweitungsabschnitts 24A des Rotors 24 und der Brückenabschnitte 29 des Stators 21 beschrieben. Wenn die Anzahl der Pole des Motors 4 N ist, so beträgt in 3 ein Winkel 01 = 2π/N[rad]. In 3 gilt unter Bezugnahme auf einen Winkel einer Geraden B, die im rechten Winkel durch den mittleren Abschnitt eines Magneten 38 verläuft, eine an einer Position, die um einen Winkel 02/2 in 3 nach rechts gedreht ist, vom Mittelpunkt O0 des Rotors 24 aus gezogene Linie als A. Am radial äußeren Abschnitt des Rotors 24, der diese Linie A kreuzt, ist der vertiefte Spaltaufweitungsabschnitt 24A gebildet.
  • Ein Punkt, an dem sich eine Linie D, die bei Drehung von der Linie A um θ1= π/2[rad] in 3 nach links vom Mittelpunkt O0 aus gezogen ist, und ein Kreis mit einer Versatzgröße R1 in Bezug auf den Mittelpunkt O0 schneiden, gilt dabei als O1. Von diesem Punkt O1 aus ist ein Kreisbogen mit einem Radius R2 gezogen, und ein Schnittpunkt zwischen dem Kreisbogen und der Linie A gilt als P1. Außerdem gilt ein Schnittpunkt zwischen einem vom Mittelpunkt O0 mit einem Radius R3 gezogenen Kreisbogen und einem vom Punkt O1 mit einem Radius R2 gezogenen Kreisbogen als P2. Durch spiegelndes Reproduzieren des von P1 bis P2 erzeugten Kreisbogens an der Linie A ergibt sich dabei am Umfang, an dem sich die Linie A und der Außendurchmesser des Rotors 24 schneiden, eine Vertiefung. Indem diese um den Mittelpunkt O0 herum jeweils nach einem Winkel θ1 in der Anzahl der Pole N reproduziert wird, werden am Außenumfang des Rotors 24 N Vertiefungen erzeugt.
  • Jede Vertiefung ist also durch zwei Spaltaufweitungsabschnitte 24A ausgebildet, und der Radius R2 ist der Radius des Kreisbogens der Spaltaufweitungsabschnitte 24A. Wenn der Radius des Kreisbogens A1 der Außenumfangsform der Brückenabschnitte 29 als R4 gilt (3), so wirken sich unter den Parametern zum Ausbilden einer Form des Rotors 24, die sich aus dem Kreisbogen vom Mittelpunkt O0 (Radius R3) und dem Kreisbogen vom Punkt O1 (Radius R2) ergibt, und einer Form des Stators 21 mit dem Radius R4 des Kreisbogens A1 der Brückenabschnitte 29 der Zähne 27 die Versatzgröße R1, der Radius R2 und der Radius R4 stark auf Rastmoment, Drehmomentwelligkeit (Drehmomentpulsation) und durchschnittliches Drehmoment aus.
  • 4 bis 6 zeigen die Veränderung von Rastmoment, Drehmomentwelligkeit und durchschnittlichem Drehmoment bei Veränderung der Versatzgröße R1, des Radius R2 und des Radius R4. In den Figuren gibt die Rautenform das durchschnittliche Drehmoment, das Viereck die Drehmomentwelligkeit und das Dreieck das Rastmoment an.
  • Wenn in 4 die Versatzgröße R1 groß ist, verändert sich das durchschnittliche Drehmoment kaum, während die Drehmomentwelligkeit abnimmt und das Rastmoment ab Punkt E in 4 abrupt ansteigt. Um das Rastmoment ohne Anstieg der Drehmomentwelligkeit zu senken, wird daher die Versatzgröße R1 in einem Bereich in der Nähe des Punktes E von 4 eingestellt.
  • Wenn nun in 5 der Radius R2 groß ist, so sinkt das durchschnittliche Drehmoment um ein gewisses Maß, die Drehmomentwelligkeit sinkt und das Rastmoment steigt an und bleibt dann im Wesentlichen auf gleicher Höhe. Um also unter Vermeidung einer Abnahme des durchschnittlichen Drehmoments die Drehmomentwelligkeit und das Rastmoment zu verkleinern, wird der Radius R2 in einem Bereich in der Nähe eines Punkts F in 5 eingestellt, an dem sich die Drehmomentwelligkeit und das Rastmoment schneiden.
  • Wenn nun in 6 der Radius R4 groß ist, so verändert sich das durchschnittliche Drehmoment im Wesentlichen nicht, die Drehmomentwelligkeit steigt ab einem bestimmten Zeitpunkt an und das Rastmoment nimmt ab und bleibt dann im Wesentlichen auf gleicher Höhe. Um also bei geringer Drehmomentwelligkeit das Rastmoment zu verkleinern, wird der Radius R4 in der Nähe des Punktes G von 6 eingestellt, an dem das Rastmoment den Wechsel von der Abnahme zum Verharren auf gleicher Höhe vollzieht.
  • Indem der Radius R2 des Kreisbogens des Spaltaufweitungsabschnitts 24A, die Versatzgröße R1 und der Radius R4 des Kreisbogens A1 der Außenumfangsform der Brückenabschnitte 29 auf diese Weise eingestellt werden, kann somit ein Sinken der Ausgangsleistung wirksam unterbunden und zugleich eine Reduzierung von Rastmoment und Drehmomentwelligkeit erzielt werden. X1 in 8 zeigt das Rastmoment eines üblichen Motors, X2 das Rastmoment des Motors aus Patentdokument 1 und X3 das Rastmoment des Motors 4 der vorliegenden Erfindung. Wie aus dieser Figur deutlich wird, ist das Rastmoment des Motors 4 der vorliegenden Erfindung gegenüber demjenigen des Motors von Patentdokument 1 halbiert, während es im Vergleich zum Motor des Stands der Technik auf 1/10 reduziert werden kann.
  • Im Ausführungsbeispiel wurde die vorliegende Erfindung auf einen elektrisch angetriebenen Scroll-Kompressor angewandt, doch kann der erfindungsgemäße Motor 4 vorteilhaft auf verschiedene elektrisch angetriebene Kompressor wie etwa einen elektrisch angetriebenen Drehkompressor angewandt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektrisch angetriebener Kompressor
    2
    Behälter
    3
    Scroll-Kompressionselement
    4
    Motor
    8
    Drehwelle
    21
    Stator
    22
    Kern
    23
    Wicklung
    24
    Rotor
    24A
    Spaltaufweitungsabschnitt
    26
    innerer Kern
    27
    Zahn
    27A
    vorderer Endabschnitt
    28
    äußerer Kern
    29
    Brückenabschnitt
    31
    Schlitz
    38
    Permanentmagnet
    A1
    Kreisbogen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016116391 [0002]
    • JP 8098440 [0002]
    • JP 2006238667 [0002]

Claims (4)

  1. Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor, der aus einem Stator und einem sich auf der Innenseite des Stators drehenden Rotor mit eingebauten Permanentmagneten aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Stator Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander fortlaufend sind und er durch einen inneren Kern mit Wicklungen und einen äußeren Kern ausgebildet ist, der mit der Außenseite des inneren Kerns verbunden ist und einen Magnetpfad bildet, wobei der innere Kern Brückenabschnitte aufweist, die Vorderenden von benachbarten Zähnen miteinander verbinden, und eine Außenumfangsform der Brückenabschnitte einen Kreisbogen beschreibend ist, und der Rotor einen Spaltaufweitungsabschnitt umfasst, an dem sich ein Spalt zwischen sich und einer Innenumfangsfläche des Stators von einem Mittelpunkt von Magnetpolen in Richtung einer Position zwischen den Magnetpolen hin aufweitet.
  2. Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsform der Brückenabschnitte mit einer zentralen Geraden und einem mit deren beiden Enden fortlaufenden Kreisbogen ausgebildet ist.
  3. Elektrisch angetriebener Kompressor, dadurch gekennzeichnet, dass er aus dem Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor nach Anspruch 1 oder 2 und einem durch den Motor für einen elektrisch angetriebenen Kompressor angetriebenes Kompressionselement aufgebaut ist, die in einem Behälter untergebracht sind.
  4. Verfahren zum Herstellen des Motors für einen elektrisch angetriebenen Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Radius des Kreisbogens des Spaltaufweitungsabschnitts des Rotors als R2, eine Versatzgröße vom Mittelpunkt des Rotors bis zum Mittelpunkt des Spaltaufweitungsabschnitts als R1 und ein Radius des Kreisbogens der Außenumfangsform der Brückenabschnitte des inneren Kerns als R4 gilt, die Versatzgröße R1 in einem Bereich eingestellt wird, in dem das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, der Radius R2 in einem Bereich eingestellt wird, in dem eine Abnahme des durchschnittlichen Drehmoments gehemmt wird, das Rastmoment nicht ansteigt und die Drehmomentwelligkeit abnimmt, und der Radius R4 in einem Bereich eingestellt wird, in dem die Drehmomentwelligkeit nicht ansteigt und das Rastmoment abnimmt.
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