JP2004056887A - 単相又は２相自己始動式同期電動機及びこれを用いた圧縮機 - Google Patents
単相又は２相自己始動式同期電動機及びこれを用いた圧縮機 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】小形で高効率の単相又は２相自己始動式（誘導）同期電動機及びこれを用いた圧縮機を提供すること。
【解決手段】回転子鉄心６の外周部近傍に埋設した複数のかご型導体７と、このかご型導体７の内周側に埋設した複数の永久磁石８とを有する単相又は２相自己始動式同期電動機において、固定子１側では、２相の電機子巻線５Ａ，５Ｂを集中巻とするとともに、各ティース４の両端部４Ａを広げて固定子１と回転子１０間に不等ギャップを形成した。
【効果】誘導電動機として起動加速する際の効率を向上し、集中巻を実現し小型化した単相又は２相自己始動式（誘導）同期電動機を得ることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】回転子鉄心６の外周部近傍に埋設した複数のかご型導体７と、このかご型導体７の内周側に埋設した複数の永久磁石８とを有する単相又は２相自己始動式同期電動機において、固定子１側では、２相の電機子巻線５Ａ，５Ｂを集中巻とするとともに、各ティース４の両端部４Ａを広げて固定子１と回転子１０間に不等ギャップを形成した。
【効果】誘導電動機として起動加速する際の効率を向上し、集中巻を実現し小型化した単相又は２相自己始動式（誘導）同期電動機を得ることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単相あるいは２相で駆動される自己始動式永久磁石界磁同期電動機およびそれを用いた圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機とスクロールとを一体で容器内に密封した圧縮機においては、別置のインバータにより速度制御される可変速機と、定電圧定周波数の電源から直接給電され一定の回転速度で運転される定速機とがある。
【０００３】
定速機では、インバータ装置を用いず、電動機としては、回転子にかご型導体を持つ自己始動可能な誘導電動機が用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、誘導電動機は効率が低いことから、いわゆる自己始動式同期電動機あるいは誘導同期電動機と呼ばれる電動機を採用することが提案されている。例えば、▲１▼特開平４−２１０７５８号公報、▲２▼特開平６−２８４６６０号公報及び▲３▼特開２００１−７８４０１号公報等に開示されている。すなわち、かご型導体の内側に永久磁石を埋め込み、誘導電動機としての電動トルクで起動加速し、定格速度では同期電動機として運転するいわゆる自己始動式同期電動機あるいは誘導同期電動機と呼ばれる電動機である。
【０００５】
また、▲４▼特開２００１−１５７４２７号公報には、上記のような自己始動式同期電動機において、固定子に集中巻と分布巻の２つの電機子巻線を並存させることが提案されている。すなわち、分布巻の電機子巻線を用いた誘導電動機として起動加速し、高速域では集中巻の電機子巻線を用いた同期電動機に切替えることを開示している。
【０００６】
なお、永久磁石式同期電動機においては、固定子と回転子間のエアーギャップを不等ギャップとすることが、▲５▼特開平８−１１１９６８号公報や▲６▼特開平１１−８９１９７号公報等に開示されている。同じく、永久磁石の着磁方向に関しては、▲７▼特開平７−３９０９０号公報や▲８▼特開平７−２１２９９４号公報等に開示されている。
【０００７】
また、特開２００１−２７５２８６号公報に示されるように、かご型導体の内周側に永久磁石を埋め込んだ、単相２極の自己始動式永久磁石同期電動機を採用することが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、かご型誘導電動機として起動加速することから、いずれも固定子には分布巻の電機子巻線を備えており、１ターン当たりの巻線長が大きくなるので銅損が大となり、高効率化の妨げになる。また、分布巻の電機子巻線を備えることから、コイルエンド部が長大であり、電動機が大型化するため、適用される例えば圧縮機等では、圧縮機本体の小形化に対する妨げになる。さらに、大掛かりな生産設備が必要となり、コスト上の問題も生じる。
【０００９】
本発明の目的は、小形で高効率の圧縮機駆動用等の単相又は２相自己始動式同期電動機（誘導同期電動機）及びこれを用いた圧縮機を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
単相又は２相自己始動式（誘導）同期電動機は、かご型導体を備え誘導電動機としてのトルクを利用して起動加速し、定格速度に達すると永久磁石又は電磁石の界磁による同期電動機としてのトルクを利用して運転する。このため、誘導電動機として、▲１▼トルク脈動、▲２▼損失、及び▲３▼電源への悪影響を防止するために、上記公報にも見られるように、分布巻の電機子コイルが必須と考えられてきた。しかしながら、本発明者の解析によれば、誘導電動機としての定格速度（付近）までの起動加速時間は１秒以内にでき、この僅かの時間だけ、前記▲１▼〜▲３▼の課題をクリアし、あるいはこれらを軽減する方策を採れれば、後は高効率の同期電動機として運転できる。
【００１１】
そこで、本発明は、その一面において、誘導電動機トルクで起動加速し、同期電動機トルクで定速運転する単相又は２相自己始動式同期電動機において、その電機子巻線を集中巻としたことを特徴とする。
【００１２】
このように、誘導電動機トルクでの起動加速時をも含めて電機子巻線を集中巻としたことにより、コイルエンド部が小さくなり、小型化した単相又は２相自己始動式同期電動機が得られる。
【００１３】
本発明は、他の一面において、単相又は２相自己始動式同期電動機において、電機子巻線を集中巻とするとともに、永久磁石の極間にもかご型導体を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、更に他の一面において、単相又は２相自己始動式同期電動機において、その電機子巻線を集中巻とするとともに、固定子と回転子との間に不等ギャップを設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の望ましい実施態様においては、固定子鉄心の複数のスロットに巻き回された集中巻の電機子巻線と、回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロット内に導電性材料を埋設して形成したかご型導体と、このかご型導体の内周側に埋設された複数の略アーク形永久磁石とを備える。
【００１６】
これらにより、誘導電動機としての起動加速時に、それぞれ、▲１▼トルク脈動、▲２▼損失、及び▲３▼電源への悪影響を軽減する手段を付加したことによって、小型化した高効率の単相又は２相自己始動式同期電動機を得ることができる。
【００１７】
本発明では更に、上述した自己始動式同期電動機を備えた圧縮機を提案する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子１と回転子１０とを備えている。固定子１は、固定子鉄心２と、それに施された４個のスロット３と、これらのスロット３で４個に分割されたティース４を備えている。前記スロット３を利用してティース４に電機子巻線５が集中巻に巻かれている。図では、２相の電機子巻線５は、第１相巻線５Ａ及び第２相巻線５Ｂからなり、誘導電動機トルクでの起動加速から、同期電動機としての低速運転までの全速度域において、一定周波数の単相又は２相の交流電源（給電手段）から給電される。
【００２０】
回転子１０側では、回転子鉄心６に、かご型導体７と永久磁石８とを有し、クランクシャフト９上に固定されている。複数のかご型導体７はかご型誘導電動機のコンデンサモータとしての始動用であり、永久磁石８は同期電動機としての定格速度での運転用である。永久磁石８は、クランクシャフト９と同心のアーク形を形成し、２つに分割され２つの磁極を構成するように回転子鉄心６に埋設している。この永久磁石の界磁を持つ単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子鉄心２に４個のスロット３と、回転子鉄心６に２個の永久磁石８を埋設した「２極−４スロット」構造である。
【００２１】
ここで、電機子巻線５（５Ａ、５Ｂ）は、固定子鉄心２のティース４に集中巻の巻線方式で巻装され、スロット３に納められている。
【００２２】
以上のように構成すれば、（１）電機子巻線５の配線長を最短にし、したがって巻線抵抗を最小限に小さくできるので、運転中の銅損が低減され、高効率化を図ることができる。また、（２）コイルエンド部を小さく構成でき、電動機自体及び適用される圧縮機等の小型化を図ることができる。さらに、（３）分布巻に比べ、生産設備も簡単で済む。実験の結果、電機子巻線５を分布巻としたものに比べ、効率を５％向上することができた。
【００２３】
図２は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極−８スロット構造となっている点にある。
【００２４】
このように構成しても、図１と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
図３は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、２つの永久磁石８の２つの極間にそれぞれかご型導体７Ａを配置している点にある。
【００２６】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、誘導電動機としてのトルクの増強が期待できる。また、同期電動機としては、高調波を含む電機子反作用磁束が、極間から回転子鉄心６へ流入するのを抑止することができるため、さらなる高効率化を図ることができる。
【００２７】
図４は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図２、３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図３と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造となっている点にある。
【００２８】
このように構成しても、図３と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
図５は、本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１、３と構成の異なる部分は、２つの永久磁石８の極間にそれぞれ他のかご形導体７よりも断面積の大きいかご形導体７Ｂを配置した点にある。
【００３０】
このように構成した場合、図１、３と同様の効果を得ることができる上、極性の異なる２つの永久磁石８の極間に生ずる漏洩磁束（図示せず）を防ぎ有効磁束を増やす作用があるため、より特性の改善を図ることができる。
【００３１】
図６は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図４、５と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図５と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造となっている点にある。
【００３２】
このように構成しても、図５と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図７は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の極性の異なる位置に空隙又は非磁性部４０を配置した点にある。
【００３４】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、極性の異なる２つの永久磁石８の極間に生ずる漏洩磁束（図示せず）を防ぎ有効磁束を増やす作用があるため、より特性の改善を図ることができる。
【００３５】
図８は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図７と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図７と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００３６】
このように構成しても、図７と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
図９は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純なＩ字形磁石（いわゆる棒磁石）２個を、Ｖ字状に配置した点にある。
【００３８】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作することができる。
【００３９】
図１０は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図２、９と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図９と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造となっている点にある。このように構成しても、図９と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図１１は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純なＩ字形磁石を３個、角括弧状に配置して構成した点にある。
【００４１】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００４２】
図１２は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、１１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１１と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００４３】
このように構成しても、図１１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
図１３は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００４５】
このように構成することで、図１と同様の効果が得られる上、ギャップの磁束分布をより正弦波に近づけることができるので、始動時の誘導電動機としての異常トルクを軽減し、かつ同期電動機として運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００４６】
図１４は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造とした点にある。
【００４７】
このように構成すれば、図１３で説明したと同様の効果を得ることができる。
【００４８】
図１５は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図３と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００４９】
このように構成することで、図３と同様の効果が得られる上、始動時の異常トルクを軽減し、かつ運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００５０】
図１６は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図５と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図５と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００５１】
このように構成することで、図５と同様の効果が得られる上、始動時の異常トルクを軽減し、かつ運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００５２】
図１７は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１６と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１６と構成の異なる部分は、永久磁石８の極性の異なる位置に空隙又は非磁性部４０を配置した点にある。このように構成した場合、図１６と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図１８は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純Ｉ字形磁石２個をＶ字状に配置した点にある。
【００５４】
このように構成した場合、図１３と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００５５】
図１９は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１８と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１８と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００５６】
このように構成しても、図１８と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
図２０は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３、１９と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純Ｉ字形磁石を３個、角括弧状に配置して構成した点にある。
【００５８】
このように構成した場合、図１３と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００５９】
図２１は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、２０と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図２０と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造となっている点にある。このように構成しても、図２０と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
図２２は、本発明による単相又は２相自己始動式同期電動機を用いた圧縮機の断面構造図である。圧縮機構部は、固定スクロール部材１２の端板１３に直立する渦巻状ラップ１４と、旋回スクロール部材１５の端板１６に直立する渦巻状ラップ１７とを噛み合わせて形成する。そして、旋回スクロール部材１５をクランクシャフト９によって旋回運動させることで圧縮動作を行う。
【００６１】
固定スクロール部材１２及び旋回スクロール部材１５によって形成される圧縮室１８（１８ａ、１８ｂ、……）のうち、最も外径側に位置している圧縮室１８は、旋回運動に伴って両スクロール部材１２、１５の中心に向かって容積が次第に縮小するように圧縮され、圧縮室１８内の圧縮ガスは圧縮室１８の中央部と連通した吐出口１９から吐出される。
【００６２】
吐出された圧縮ガスは、固定スクロール部材１２及びフレーム２０に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム２０の下部の圧力容器２１内に至り、圧力容器２１の側壁に設けられた吐出パイプ２２から圧縮機外に排出される。
【００６３】
また、本圧縮機では、圧力容器２１内に、駆動用電動機２３が内封されており、一定速度で回転し、上記の圧縮動作の原動機となる。
【００６４】
駆動用電動機２３の下部には、油溜め部２４が設けられている。油溜め部２４内の油は回転運動により生ずる圧力差によって、クランクシャフト９内に設けられた油孔２５を通って、旋回スクロール部材１５とクランクシャフト９との摺動部、滑り軸受２６等の潤滑に供される。
【００６５】
駆動用電動機２３は、これまで図１〜２１で説明したように、固定子１と回転子１０とで構成される単相又は２相自己始動式同期電動機である。固定子１は、固定子鉄心２とそれに巻き回された２相の電機子巻線５（第１相巻線５Ａ、第２相巻線５Ｂ）とで構成され、回転子１０は、クランクシャフト９上に、複数の始動用かご型導体７と永久磁石８とを有する回転子鉄心６から構成されている。
【００６６】
電動機２３として、図１に示す単相又は２相自己始動式同期電動機を採用して実験した結果、分布巻の自己始動式同期電動機を採用した圧縮機に比べ、圧縮機全体として、効率を０．２％向上できた。
【００６７】
図２３は、本発明による単相又は２相自己始動式同期電動機を駆動する一例電気回路図である。この２相の電機子巻線５（第１相巻線５Ａ、第２相巻線５Ｂ）は２相電源でも駆動できるが、図２３に示すように単相電源３０から第１相巻線５Ａには直接接続し、第２相巻線５Ｂにはコンデンサ３２を介して接続している。これによって、コンデンサ３２の入った第２相巻線５Ｂの電流位相が、第１相巻線５Ａより進むことで、回転磁界を発生させて駆動できる。なお、図中、３１は開閉器を示す。
【００６８】
以上の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子は集中巻のみで構成されている為、コイル端部の寸法を小さくすることができ、巻線に生ずる銅損低減による効率向上及び小型化が可能となる。また、巻線機は集中巻の巻線機のみで製造可能であることから、コスト的に有利である外、磁石の極数に合わせた巻線仕様であるため、トルク特性に悪影響を及ぼさない。
【００６９】
さらに、回転子に設けられた始動用導体はかご型で構成している為、▲１▼磁気的なギャップは最小限に抑えることができ、定格時でも有効磁束を確保できる。▲２▼導体に流れる誘導電流と固定子側から回転子に流入する磁束は直交して流れる為、トルク特性を確保できる。▲３▼従来の誘導電動機の回転子製造ライン（ダイカスト装置等）をそのまま使用できるので、コストメリットも大きい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、小形・軽量で高効率な自己始動式同期電動機を提供できる。また、小形・軽量で高効率な圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す図。
【図２】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図３】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図４】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図５】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図６】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図７】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図８】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図９】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１０】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１１】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１２】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１３】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１４】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１５】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１６】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１７】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１８】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１９】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２０】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２１】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２２】本発明の一実施例による圧縮機の断面構造図。
【図２３】本発明の一実施例による自己始動式同期電動機を駆動する一例電気回路図。
【符号の説明】
１…固定子、２…固定子鉄心、３…スロット、４…ティース、５（５Ａ，５Ｂ）…電機子（固定子）巻線、６…回転子鉄心、７…かご型導体、８…永久磁石、９…クランクシャフト、１０…回転子、１１…回転子中心線、１２…固定スクロール部材、１３…端板、１４…渦巻状ラップ、１５…旋回スクロール部材、１６…端板、１７…渦巻状ラップ、１８…圧縮室、１９…吐出口、２０…フレーム、２１…圧力容器、２２…吐出パイプ、２３…駆動用電動機、２４…油溜め部、２５…油孔、２６…滑り軸受、３０…単相商用電源、３１…開閉器、３２…コンデンサ、４０…非磁性部。
【発明の属する技術分野】
本発明は単相あるいは２相で駆動される自己始動式永久磁石界磁同期電動機およびそれを用いた圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機とスクロールとを一体で容器内に密封した圧縮機においては、別置のインバータにより速度制御される可変速機と、定電圧定周波数の電源から直接給電され一定の回転速度で運転される定速機とがある。
【０００３】
定速機では、インバータ装置を用いず、電動機としては、回転子にかご型導体を持つ自己始動可能な誘導電動機が用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、誘導電動機は効率が低いことから、いわゆる自己始動式同期電動機あるいは誘導同期電動機と呼ばれる電動機を採用することが提案されている。例えば、▲１▼特開平４−２１０７５８号公報、▲２▼特開平６−２８４６６０号公報及び▲３▼特開２００１−７８４０１号公報等に開示されている。すなわち、かご型導体の内側に永久磁石を埋め込み、誘導電動機としての電動トルクで起動加速し、定格速度では同期電動機として運転するいわゆる自己始動式同期電動機あるいは誘導同期電動機と呼ばれる電動機である。
【０００５】
また、▲４▼特開２００１−１５７４２７号公報には、上記のような自己始動式同期電動機において、固定子に集中巻と分布巻の２つの電機子巻線を並存させることが提案されている。すなわち、分布巻の電機子巻線を用いた誘導電動機として起動加速し、高速域では集中巻の電機子巻線を用いた同期電動機に切替えることを開示している。
【０００６】
なお、永久磁石式同期電動機においては、固定子と回転子間のエアーギャップを不等ギャップとすることが、▲５▼特開平８−１１１９６８号公報や▲６▼特開平１１−８９１９７号公報等に開示されている。同じく、永久磁石の着磁方向に関しては、▲７▼特開平７−３９０９０号公報や▲８▼特開平７−２１２９９４号公報等に開示されている。
【０００７】
また、特開２００１−２７５２８６号公報に示されるように、かご型導体の内周側に永久磁石を埋め込んだ、単相２極の自己始動式永久磁石同期電動機を採用することが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、かご型誘導電動機として起動加速することから、いずれも固定子には分布巻の電機子巻線を備えており、１ターン当たりの巻線長が大きくなるので銅損が大となり、高効率化の妨げになる。また、分布巻の電機子巻線を備えることから、コイルエンド部が長大であり、電動機が大型化するため、適用される例えば圧縮機等では、圧縮機本体の小形化に対する妨げになる。さらに、大掛かりな生産設備が必要となり、コスト上の問題も生じる。
【０００９】
本発明の目的は、小形で高効率の圧縮機駆動用等の単相又は２相自己始動式同期電動機（誘導同期電動機）及びこれを用いた圧縮機を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
単相又は２相自己始動式（誘導）同期電動機は、かご型導体を備え誘導電動機としてのトルクを利用して起動加速し、定格速度に達すると永久磁石又は電磁石の界磁による同期電動機としてのトルクを利用して運転する。このため、誘導電動機として、▲１▼トルク脈動、▲２▼損失、及び▲３▼電源への悪影響を防止するために、上記公報にも見られるように、分布巻の電機子コイルが必須と考えられてきた。しかしながら、本発明者の解析によれば、誘導電動機としての定格速度（付近）までの起動加速時間は１秒以内にでき、この僅かの時間だけ、前記▲１▼〜▲３▼の課題をクリアし、あるいはこれらを軽減する方策を採れれば、後は高効率の同期電動機として運転できる。
【００１１】
そこで、本発明は、その一面において、誘導電動機トルクで起動加速し、同期電動機トルクで定速運転する単相又は２相自己始動式同期電動機において、その電機子巻線を集中巻としたことを特徴とする。
【００１２】
このように、誘導電動機トルクでの起動加速時をも含めて電機子巻線を集中巻としたことにより、コイルエンド部が小さくなり、小型化した単相又は２相自己始動式同期電動機が得られる。
【００１３】
本発明は、他の一面において、単相又は２相自己始動式同期電動機において、電機子巻線を集中巻とするとともに、永久磁石の極間にもかご型導体を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、更に他の一面において、単相又は２相自己始動式同期電動機において、その電機子巻線を集中巻とするとともに、固定子と回転子との間に不等ギャップを設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の望ましい実施態様においては、固定子鉄心の複数のスロットに巻き回された集中巻の電機子巻線と、回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロット内に導電性材料を埋設して形成したかご型導体と、このかご型導体の内周側に埋設された複数の略アーク形永久磁石とを備える。
【００１６】
これらにより、誘導電動機としての起動加速時に、それぞれ、▲１▼トルク脈動、▲２▼損失、及び▲３▼電源への悪影響を軽減する手段を付加したことによって、小型化した高効率の単相又は２相自己始動式同期電動機を得ることができる。
【００１７】
本発明では更に、上述した自己始動式同期電動機を備えた圧縮機を提案する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子１と回転子１０とを備えている。固定子１は、固定子鉄心２と、それに施された４個のスロット３と、これらのスロット３で４個に分割されたティース４を備えている。前記スロット３を利用してティース４に電機子巻線５が集中巻に巻かれている。図では、２相の電機子巻線５は、第１相巻線５Ａ及び第２相巻線５Ｂからなり、誘導電動機トルクでの起動加速から、同期電動機としての低速運転までの全速度域において、一定周波数の単相又は２相の交流電源（給電手段）から給電される。
【００２０】
回転子１０側では、回転子鉄心６に、かご型導体７と永久磁石８とを有し、クランクシャフト９上に固定されている。複数のかご型導体７はかご型誘導電動機のコンデンサモータとしての始動用であり、永久磁石８は同期電動機としての定格速度での運転用である。永久磁石８は、クランクシャフト９と同心のアーク形を形成し、２つに分割され２つの磁極を構成するように回転子鉄心６に埋設している。この永久磁石の界磁を持つ単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子鉄心２に４個のスロット３と、回転子鉄心６に２個の永久磁石８を埋設した「２極−４スロット」構造である。
【００２１】
ここで、電機子巻線５（５Ａ、５Ｂ）は、固定子鉄心２のティース４に集中巻の巻線方式で巻装され、スロット３に納められている。
【００２２】
以上のように構成すれば、（１）電機子巻線５の配線長を最短にし、したがって巻線抵抗を最小限に小さくできるので、運転中の銅損が低減され、高効率化を図ることができる。また、（２）コイルエンド部を小さく構成でき、電動機自体及び適用される圧縮機等の小型化を図ることができる。さらに、（３）分布巻に比べ、生産設備も簡単で済む。実験の結果、電機子巻線５を分布巻としたものに比べ、効率を５％向上することができた。
【００２３】
図２は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極−８スロット構造となっている点にある。
【００２４】
このように構成しても、図１と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
図３は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、２つの永久磁石８の２つの極間にそれぞれかご型導体７Ａを配置している点にある。
【００２６】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、誘導電動機としてのトルクの増強が期待できる。また、同期電動機としては、高調波を含む電機子反作用磁束が、極間から回転子鉄心６へ流入するのを抑止することができるため、さらなる高効率化を図ることができる。
【００２７】
図４は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図２、３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図３と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造となっている点にある。
【００２８】
このように構成しても、図３と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
図５は、本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１、３と構成の異なる部分は、２つの永久磁石８の極間にそれぞれ他のかご形導体７よりも断面積の大きいかご形導体７Ｂを配置した点にある。
【００３０】
このように構成した場合、図１、３と同様の効果を得ることができる上、極性の異なる２つの永久磁石８の極間に生ずる漏洩磁束（図示せず）を防ぎ有効磁束を増やす作用があるため、より特性の改善を図ることができる。
【００３１】
図６は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図４、５と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図５と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造となっている点にある。
【００３２】
このように構成しても、図５と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図７は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の極性の異なる位置に空隙又は非磁性部４０を配置した点にある。
【００３４】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、極性の異なる２つの永久磁石８の極間に生ずる漏洩磁束（図示せず）を防ぎ有効磁束を増やす作用があるため、より特性の改善を図ることができる。
【００３５】
図８は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図７と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図７と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００３６】
このように構成しても、図７と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
図９は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純なＩ字形磁石（いわゆる棒磁石）２個を、Ｖ字状に配置した点にある。
【００３８】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作することができる。
【００３９】
図１０は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図２、９と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図９と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造となっている点にある。このように構成しても、図９と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図１１は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純なＩ字形磁石を３個、角括弧状に配置して構成した点にある。
【００４１】
このように構成した場合、図１と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００４２】
図１２は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、１１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１１と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００４３】
このように構成しても、図１１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
図１３は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００４５】
このように構成することで、図１と同様の効果が得られる上、ギャップの磁束分布をより正弦波に近づけることができるので、始動時の誘導電動機としての異常トルクを軽減し、かつ同期電動機として運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００４６】
図１４は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した「４極−８スロット」構造とした点にある。
【００４７】
このように構成すれば、図１３で説明したと同様の効果を得ることができる。
【００４８】
図１５は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図３と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００４９】
このように構成することで、図３と同様の効果が得られる上、始動時の異常トルクを軽減し、かつ運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００５０】
図１６は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図５と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図５と構成の異なる部分は、ティース４の両端部４Ａを外径側に広げ、固定子１の内径と回転子１０の外径とのギャップ長が、スロット開口部３Ａ付近で大きく、ティース４の周方向中心部分で小さくなるような不等ギャップを形成している点にある。
【００５１】
このように構成することで、図５と同様の効果が得られる上、始動時の異常トルクを軽減し、かつ運転中の脈動トルクを低減することが可能となる。
【００５２】
図１７は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１６と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１６と構成の異なる部分は、永久磁石８の極性の異なる位置に空隙又は非磁性部４０を配置した点にある。このように構成した場合、図１６と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図１８は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純Ｉ字形磁石２個をＶ字状に配置した点にある。
【００５４】
このように構成した場合、図１３と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００５５】
図１９は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１８と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１８と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造とした点にある。
【００５６】
このように構成しても、図１８と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
図２０は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１３、１９と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図１３と構成の異なる部分は、永久磁石８の形状を図示のような単純Ｉ字形磁石を３個、角括弧状に配置して構成した点にある。
【００５８】
このように構成した場合、図１３と同様の効果を得ることができる上、磁石構造が簡単なため安価に製作する事ができる。
【００５９】
図２１は、本発明の他の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す構造図である。図中、図１、２０と同一物には同一符号を付し、重複説明は避ける。図において、図２０と構成の異なる部分は、固定子鉄心２にスロット３を８個、回転子鉄心６に極性の異なる永久磁石８を４個埋設した、４極、８スロット構造となっている点にある。このように構成しても、図２０と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
図２２は、本発明による単相又は２相自己始動式同期電動機を用いた圧縮機の断面構造図である。圧縮機構部は、固定スクロール部材１２の端板１３に直立する渦巻状ラップ１４と、旋回スクロール部材１５の端板１６に直立する渦巻状ラップ１７とを噛み合わせて形成する。そして、旋回スクロール部材１５をクランクシャフト９によって旋回運動させることで圧縮動作を行う。
【００６１】
固定スクロール部材１２及び旋回スクロール部材１５によって形成される圧縮室１８（１８ａ、１８ｂ、……）のうち、最も外径側に位置している圧縮室１８は、旋回運動に伴って両スクロール部材１２、１５の中心に向かって容積が次第に縮小するように圧縮され、圧縮室１８内の圧縮ガスは圧縮室１８の中央部と連通した吐出口１９から吐出される。
【００６２】
吐出された圧縮ガスは、固定スクロール部材１２及びフレーム２０に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム２０の下部の圧力容器２１内に至り、圧力容器２１の側壁に設けられた吐出パイプ２２から圧縮機外に排出される。
【００６３】
また、本圧縮機では、圧力容器２１内に、駆動用電動機２３が内封されており、一定速度で回転し、上記の圧縮動作の原動機となる。
【００６４】
駆動用電動機２３の下部には、油溜め部２４が設けられている。油溜め部２４内の油は回転運動により生ずる圧力差によって、クランクシャフト９内に設けられた油孔２５を通って、旋回スクロール部材１５とクランクシャフト９との摺動部、滑り軸受２６等の潤滑に供される。
【００６５】
駆動用電動機２３は、これまで図１〜２１で説明したように、固定子１と回転子１０とで構成される単相又は２相自己始動式同期電動機である。固定子１は、固定子鉄心２とそれに巻き回された２相の電機子巻線５（第１相巻線５Ａ、第２相巻線５Ｂ）とで構成され、回転子１０は、クランクシャフト９上に、複数の始動用かご型導体７と永久磁石８とを有する回転子鉄心６から構成されている。
【００６６】
電動機２３として、図１に示す単相又は２相自己始動式同期電動機を採用して実験した結果、分布巻の自己始動式同期電動機を採用した圧縮機に比べ、圧縮機全体として、効率を０．２％向上できた。
【００６７】
図２３は、本発明による単相又は２相自己始動式同期電動機を駆動する一例電気回路図である。この２相の電機子巻線５（第１相巻線５Ａ、第２相巻線５Ｂ）は２相電源でも駆動できるが、図２３に示すように単相電源３０から第１相巻線５Ａには直接接続し、第２相巻線５Ｂにはコンデンサ３２を介して接続している。これによって、コンデンサ３２の入った第２相巻線５Ｂの電流位相が、第１相巻線５Ａより進むことで、回転磁界を発生させて駆動できる。なお、図中、３１は開閉器を示す。
【００６８】
以上の実施例による単相又は２相自己始動式同期電動機は、固定子は集中巻のみで構成されている為、コイル端部の寸法を小さくすることができ、巻線に生ずる銅損低減による効率向上及び小型化が可能となる。また、巻線機は集中巻の巻線機のみで製造可能であることから、コスト的に有利である外、磁石の極数に合わせた巻線仕様であるため、トルク特性に悪影響を及ぼさない。
【００６９】
さらに、回転子に設けられた始動用導体はかご型で構成している為、▲１▼磁気的なギャップは最小限に抑えることができ、定格時でも有効磁束を確保できる。▲２▼導体に流れる誘導電流と固定子側から回転子に流入する磁束は直交して流れる為、トルク特性を確保できる。▲３▼従来の誘導電動機の回転子製造ライン（ダイカスト装置等）をそのまま使用できるので、コストメリットも大きい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、小形・軽量で高効率な自己始動式同期電動機を提供できる。また、小形・軽量で高効率な圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状を示す図。
【図２】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図３】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図４】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図５】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図６】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図７】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図８】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図９】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１０】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１１】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１２】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１３】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１４】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１５】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１６】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１７】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１８】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図１９】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２０】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２１】本発明の他の実施例による自己始動式同期電動機の径方向断面形状構造図。
【図２２】本発明の一実施例による圧縮機の断面構造図。
【図２３】本発明の一実施例による自己始動式同期電動機を駆動する一例電気回路図。
【符号の説明】
１…固定子、２…固定子鉄心、３…スロット、４…ティース、５（５Ａ，５Ｂ）…電機子（固定子）巻線、６…回転子鉄心、７…かご型導体、８…永久磁石、９…クランクシャフト、１０…回転子、１１…回転子中心線、１２…固定スクロール部材、１３…端板、１４…渦巻状ラップ、１５…旋回スクロール部材、１６…端板、１７…渦巻状ラップ、１８…圧縮室、１９…吐出口、２０…フレーム、２１…圧力容器、２２…吐出パイプ、２３…駆動用電動機、２４…油溜め部、２５…油孔、２６…滑り軸受、３０…単相商用電源、３１…開閉器、３２…コンデンサ、４０…非磁性部。
Claims (13)
- 固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻かれた電機子巻線と、回転子鉄心と、この回転子鉄心に埋設された磁石と、前記回転子鉄心に設けられたかご型導体とを備えた単相又は２相自己始動式同期電動機において、前記電機子巻線を集中巻としたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻かれた電機子巻線と、回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周部近傍に導電性材料を埋設して形成したかご型導体と、このかご型導体の内側に埋設された永久磁石とを備えた単相又は２相自己始動式同期電動機において、前記電機子巻線を集中巻としたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻かれた電機子巻線と、回転子鉄心と、この回転子鉄心に埋設された永久磁石と、前記回転子鉄心に設けられたかご型導体とを備えた単相又は２相自己始動式同期電動機において、前記電機子巻線を集中巻とするとともに、前記永久磁石の極間にもかご型導体を設けたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 請求項３において、極間に設けた前記かご型導体の断面積を、他の前記かご形導体よりも大きく形成したことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 固定子鉄心と、この固定子鉄心に巻かれた電機子巻線と、回転子鉄心と、この回転子鉄心に埋設された永久磁石と、前記回転子鉄心に設けられたかご型導体とを備えた単相又は２相自己始動式同期電動機において、前記電機子巻線を集中巻とするとともに、前記固定子と回転子との間に不等ギャップを設けたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 請求項５において、ティース幅中央位置よりもスロット開口部で大きなギャップ長となる不等ギャップを設けたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 固定子鉄心と、この固定子鉄心に備えた複数のスロットに巻き回された電機子巻線と、回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロット内に導電性材料を埋設して形成したかご型導体と、このかご型導体の内周側に埋設された複数の永久磁石とを備えた単相又は２相自己始動式同期電動機において、前記電機子巻線を集中巻とするとともに、前記固定子と回転子との間に、ティース幅中央位置よりもスロット開口部で大きなギャップ長となる不等ギャップを設けたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記磁石を略アーク形状の永久磁石で構成したことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 請求項１〜８のいずれかにおいて、誘導電動機トルクを利用する起動加速時に、前記集中巻の電機子巻線に給電する手段を備えたことを特徴とする単相又は２相自己始動式同期電動機。
- 請求項１〜７又は８のいずれかにおいて、前記永久磁石として、２個のＩ字形磁石（棒磁石）をＶ字状に配置したことを特徴とする単相又は２相自己始動式永久磁石界磁同期電動機。
- 請求項１〜７又は８のいずれかにおいて、前記永久磁石として、３個のＩ字形磁石を角型括弧状に配置したことを特徴とする単相又は２相自己始動式永久磁石界磁同期電動機。
- 請求項１、２又は５〜１１のいずれかにおいて、極間に位置する磁石間に空隙等の非磁性部を設けたことを特徴とする単相又は２相自己始動式永久磁石界磁同期電動機。
- 冷媒を吸い込んで圧縮し吐出する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機部を備えた圧縮機において、前記電動機を請求項１〜１２のいずれかに記載の単相又は２相自己始動式同期電動機としたことを特徴とする圧縮機。
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