JP2004096807A - Dcブラシレスモータ及び圧縮機及び冷凍サイクル装置及びdcブラシレスモータの組込着磁方法 - Google Patents
Dcブラシレスモータ及び圧縮機及び冷凍サイクル装置及びdcブラシレスモータの組込着磁方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータコアに永久磁石を設けたDCブラシレスモータに関するもので、組込み着磁が容易な構造と着磁方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、モータの高性能化のために回転数の制御が容易でかつ損失を低減した高効率なDCブラシレスモータが広く用いられている。図10は従来の一般的な3相4極のDCブラシレスモータの断面図である。図において、1は回転軸、2はロータコア3に埋め込まれる永久磁石、3はロータコア、4はこれらで構成されたロータ、7は空気又は非磁性材料で形成されるフラックスバリアである。12は内部にロータ4がエアギャップを介して挿入されたステータで、ティース10間に形成されたスロット15にコイル8が巻回されている。永久磁石2は、回転軸1を有する円筒状のロータコア3の内部に、N極S極が交互になるように配置して、固着することが一般的である。
【0003】
以上の構成で、図に示されていない駆動回路によってステータ12に巻かれているコイル8に通電すると、コイル8は供給された電流に応じた磁束を発生する。この磁束はエアギャップ13を介してロータ4に作用し、ロータ4が有している永久磁石2はこの磁束による磁界の極性に応じて反発あるいは吸引を繰り返して回転するものである。
【0004】
このようなDCブラシレスモータの永久磁石2の着磁は、未着磁の永久磁石2を配置したロータ4をステータ12に組み込んでから行う方が組立作業性が良いため、一般的に組込み着磁が行われている。
【0005】
図11は従来の一般的な3相4極の3相DCブラシレスモータの組込み着磁時の磁束線図である。図において、4は未着磁の永久磁石2を配置したロータであり、ロータ4はコイル8を有するステータ12に回転可能に組まれている。3相DCブラシレスモータの組込み着磁は、2つの相、または、2つの相を短絡して短絡した相ともう一方の相の線間に電圧をかけ、図11のように未着磁の永久磁石2に磁束がバランス良く流れる位置でロータ4とステータ12の位置をロックし、必要起磁力が得られる着磁電圧を印加するのが一般的である。
【0006】
ステータ12から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ12とロータ4の位置関係は、未着磁の永久磁石2の周方向中心が磁束の境目となるティースのティース中心に位置する場合である。図11に示す3相DCブラシレスモータは未着磁の永久磁石2の着磁時に、この条件を満たすようにすると、ロータ4中のフラックスバリア7のロータ外周側端部が、ステータ4のティースに位置するような関係になる。そうなると、ステータ12から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石2を通る前に一部ステータ12に返る磁束の漏れがあり、必要な着磁磁束を確保するためには、着磁電流を大きくする必要があり、そのため着磁時の巻線の劣化、コイルの変形の恐れがあった。
【0007】
そこで、DCブラシレスモータの組込み着磁時の着磁電流を低減する方法が種々提案されている。一例を挙げると、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行う着磁方法が、特開平6−315252号公報で開示されている。図12は特開平6−315252号公報で開示されている永久磁石界磁型回転電機における界磁の着磁方法を示す図である。図において、組立て時に、回転軸1にロータ4を焼嵌め等で固定し、ステータ12とロータ4が所定の関係位置に対向設置した後、ロータ4が高温度を保持している間に、着磁電源の電圧をステータ巻線に印加してロータ4を構成する希土類磁石材2A〜2Dを着磁するようにしている。
【0008】
上記着磁は、ステータ巻線がΔ結線の場合には2相の巻線間に、Y結線の場合には2相を短絡した一方と残りの1相間に着磁用の電圧を印加して行う。また、ステータ12とロータ4の夫々の磁極の数を一致させ、ステータ巻線のロータ側に最も近い位置に配置される相の極の変わり目に合印Gをつけ、合印を合わせるようにロータを設置した後、前記相に通電して未着磁の永久磁石の着磁を行っている。これにより、ロータの希土類磁石の着磁を回転子軸の焼嵌め時の加熱状態を利用して行うことにより、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行うことができ、ステータ巻線の信頼性が確保できるというものである。
【0009】
また、特開平11−266570号公報では、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分を、ロータの位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させ、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁する方法が提案されている。
【0010】
図13は特開平11−266570号公報で開示されている永久磁石型電動機の着磁方法を示す図である。図において、巻線8を有するステータ54に対して、未着時の磁石56を有するロータ57が回転可能に配置されている。そして、巻線8に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、その磁束密度分布に対して、ロータ57の位置を回転させ、もしくは回転軸方向に移動させて未着磁の磁石56が着磁される。これにより、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分もロータの位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。従って、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【0011】
【特許文献1】
特開平6−315252号公報
【特許文献2】
特開平11−266570号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従来のDCブラシレスモータの着磁方法は以上のようなものであり、必ずしも改善されているとは云えない。例えば、特開平6−315252号公報で開示されている永久磁石界磁型回転電機における界磁の着磁方法は、ロータの希土類磁石の着磁を回転子軸の焼嵌め時の加熱状態を利用して行うことにより、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行うものであり、また、特開平11−266570号公報で開示されている永久磁石型電動機の着磁方法は、組込着磁時にロータの位置を回転させ、もしくは回転軸方向に移動させて未着磁の磁石が着磁されるもので、いずれも生産性が良い着磁方法とは云えないものであった。
【0013】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、低い着磁電流で組込み着磁ができ、生産性が高い組込み着磁が可能なDCブラシレスモータ及びDCブラシレスモータの組込み着磁方法を提供することを目的とする。
【0014】
また、そのようなDCブラシレスモータモータを搭載した高性能、高品質、低価格な圧縮機および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【0016】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個としたことを特徴とする。
【0017】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【0018】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を偶数個としたことを特徴とする。
【0019】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【0020】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【0021】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)であることを特徴とする。
【0022】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をt1、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をt2、ティース先端の周方向の幅をw、スロットオープニングをt3とすると、2t1+t2>wかつt2<w+2t3を満たすことを特徴とする。
【0023】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をt4、ティース先端の周方向の幅をw、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をt2、スロットオープニングをt3とすると、w<t4<w+2t3かつt2<t4の関係を満たすことを特徴とする。
【0024】
また、この発明に係るDCブラシレスモータは、ステータの巻線方式を分布巻としたことを特徴とする。
【0025】
この発明に係る圧縮機は、請求項1乃至10の何れかに記載のDCブラシレスモータを用いたことを特徴とする。
【0026】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項11に記載の圧縮機を備えたことを特徴とする。
【0027】
この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0028】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0029】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0030】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0031】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0032】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)である3相のDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの3相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【0033】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、ステータの巻線が、Y結線の場合は2つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する3相着磁、Δ結線の場合は2つの相に着磁電圧を印加する2相着磁を行うことを特徴とする。
【0034】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、3相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態1.
図1は実施の形態1を示す図で、(a)は着磁時のモータの磁束線図、(b)は(a)の四角形A部の拡大図である。図において、1は回転軸、2は永久磁石埋込み孔25に埋込まれた永久磁石、3はロータコア、4はこれらで構成されたロータである。5はコイル8を挿入する入り口となるスロット15に形成されたスロットオープニング、7は未着磁の永久磁石2またはステータ12によりつくられる磁束の流れを規制する空気または非磁性部材で形成されるフラックスバリア、14はコイルに着磁電流を流した時に生じる磁束線を示す。
【0036】
6は未着磁の永久磁石2が挿入された永久磁石埋込み孔25またはフラックスバリア7がロータ4外周またはロータ4外周と薄肉を隔てて配置され、着磁された時異なる磁極をなす隣合う永久磁石2間のロータコア部でブリッジと言う。28は未着磁の永久磁石2の周方向中心、29はステータ磁束の境目となるティース中心である。
【0037】
本実施の形態は、ロータ4外周部のコア形状とステータ12の位置関係が、着磁時にステータ12から発生する着磁磁束をロータコア3の外周側とティース10間で漏洩させず、ステータコア11から未着磁の永久磁石2へ有効に磁束を通し、低い起磁力、つまりより低電流で未着磁の永久磁石2の磁束密度を必要着磁磁束密度にする点に特徴がある。
【0038】
ステータ12から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ12とロータ4の位置関係は、未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ磁束の境目となるティース中心29付近に位置する場合である。
【0039】
本実施の形態では、さらにステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個とし、ロータ4中の永久磁石埋込み孔25のロータ外周側端部またはフラックスバリア7のロータ外周側端部が、ロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔25のロータ外周側端部の中心またはフラックスバリア7のロータ外周側端部の中心が、ステータ12のスロットオープニング中心付近に位置するモータ構造とする。
【0040】
このように構成することにより、図1(b)の磁束線図に示すように、ステータ12から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石2を通る前に一部ステータ12に返る磁束の漏れを抑制できる。
【0041】
ロータコア3には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0042】
ステータ12の巻線は分布巻が一般的であるが、着磁が一回ではできない欠点はあるが集中巻でもよい。
【0043】
上述の実施の形態1では、4極のロータ4を例に挙げて説明したが、4極に限定されるものではない。
【0044】
上述の実施の形態1によれば、未着磁の永久磁石2の着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0045】
実施の形態2.
図2は実施の形態2を示図で、着磁時のDCブラシレスモータのロータコア形状およびロータとステータの位置関係を示している。図において、27はティース10の周方向中心、30は永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部である。その他は、図1と同様であり、説明は省略する。
【0046】
ステータ12から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ12とロータ4の位置関係は、未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ磁束の境目となるティース中心29付近に位置する場合である。
【0047】
本実施の形態は、さらにロータ中の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30が、ロータ外周と薄肉で隔てられるDCブラシレスモータに関して、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30のロータ外周側端部が、スロットオープニング5に位置するロータコア構造を特徴とする。
【0048】
ステータ12から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石2を通る前にステータ12に返らないように、着磁磁束を永久磁石埋込み孔25の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30とスロットオープニング5で遮断するモータ構造である。
【0049】
ロータコア3には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0050】
上述の実施の形態では、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30が、ロータ外周と薄肉で隔てられるDCブラシレスモータに関して、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置し、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30のロータ外周側端部が、スロットオープニング5に位置するものを示したが、フラックスバリア7のロータ外周側端部が同様の構成になるようにしてもよい。
【0051】
上述の実施の形態2では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0052】
上述の実施の形態2によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0053】
実施の形態3.
図3は実施の形態3を示す図で、着磁時のDCブラシレスモータのロータコア形状およびロータとステータの位置関係を示している。図に示すように、未着磁の永久磁石2がロータ4の外周面に配置されている。その他は、図2と同様であり、説明は省略する。
【0054】
ステータ12から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ12とロータ4の位置関係は、未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ磁束の境目となるティース中心29付近に位置する場合である。
【0055】
本実施の形態は、さらに着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティース10の周方向中心27に位置する構造のもので、ロータ4の表面に配置された未着磁の永久磁石2の周方向端部がスロットオープニング5付近に位置するものである。
【0056】
これにより、ステータ12のティース10から出る磁束がステータ中およびロータコア外周側で短絡することなく、直接未着磁の永久磁石2を通りロータコア3へ入り、さらにロータコア3から未着磁の永久磁石2を通ってステータ12に帰ってくる磁路を形成することができる。
【0057】
磁永久磁石2は、接着剤によりロータコアに固定しても良いし、SUSなどの非磁性体で構成した薄肉の環状材でロータコアおよび未着磁の永久磁石を固定しても良い。その他の構成は実施の形態2と同様であり、その説明を省略する。
【0058】
上述の実施の形態3によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0059】
実施の形態4.
図4は実施の形態4を示す図で、着磁時のDCブラシレスモータのステータのスロット数と極数の組合わせと、ロータとステータの位置関係を示している。図において、符号は図1と同様であり、説明は省略する。図に示すDCブラシレスモータは、ステータ12のスロット数が18で、3相6極のものであり、ステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数は3である。
【0060】
本発明は、ロータ外周部のコア形状とステータ12の位置関係が、着磁時にステータ12から発生する着磁磁束をロータコア3の外周側とティース間で漏洩させず、ステータコア11から未着磁の永久磁石2へ有効に磁束を通し、低い起磁力で未着磁の永久磁石2を着磁するものでる。
【0061】
ステータ12から発生する磁束分布を考慮すると、一般的に最も着磁が容易なステータ12とロータ4の位置関係は、未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ磁束の境目となるティース中心29に位置する場合である。
【0062】
本実施の形態では、さらにロータ中の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部またはフラックスバリア7のロータ外周側端部がロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部の中心またはフラックスバリア7のロータ外周側端部の中心が、ステータ12のスロットオープニング中心付近に位置するモータ構造を取るように、スロット数と極数の比をスロット数:極数=18:6の組合わせとすることを特徴とする。この場合、スロット数18は、3(相数)×1(奇数)×6(極数)である。これを、3相の場合で一般的に表記すると、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)となる。その他の構成は実施の形態1と同様であり、その説明を省略する。
【0063】
ロータコア3、ステータコア11には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0064】
上記の実施の形態4では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0065】
上述の実施の形態4によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0066】
実施の形態5.
図5は実施の形態5を示す図で、(a)はDCブラシレスモータの着磁時の磁束線図、(b)はDCブラシレスモータの3相着磁を示す結線図、(c)はDCブラシレスモータの2相着磁を示す結線図である。
上記実施の形態4のDCブラシレスモータにおいて、ステータ12のコイルに着磁電流を流して組込着磁を行う具体的な方法を述べる。
【0067】
ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がステータ12のスロットオープニング5付近に位置する状態で、図5(b)のようなY結線の場合は、2つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する3相着磁、図5(c)のようなΔ結線の場合は、2つの相に着磁電圧を印加する2相着磁を行う。この場合、図5(a)に示すように、ステータ12の1極分の3スロットに流れる電流により1極の着磁磁束が形成される。そして、1極の中央のコイルの電流がIとすると、その両側のコイルの電流はI/2である。
【0068】
ここで、電流Iが流れる最も電流の流れる相は、コイル8に加わる力が最も大きくなるため、スロットの強度が最も強いコイルエンドの最外周に配置する事が望ましい。その他の構成は実施の形態4と同様であり、その説明を省略する。
【0069】
ロータコア3には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0070】
上述の実施の形態5では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0071】
上述の実施の形態5によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0072】
実施の形態6.
図6は実施の形態6を示す図で、着磁時のDCブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。
本実施の形態は、実施の形態2のように、着磁時未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ12がつくるステータ磁束の境目となるティース中心29に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30のロータ外周側端部又はフラックスバリア7のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング5に位置するようにできない場合、フラックスバリア7の形状を変更して着磁磁束のステータ12への漏れを抑制するものである。
【0073】
図6に示すように、フラックスバリア7は、隣合うフラックスバリア間のブリッジ幅とそのブリッジ6の両端に有するフラックスバリア7の周方向の幅の和をステータ12のティース先端の幅より大きくし、隣合うフラックスバリア間のブリッジ幅は、隣合うスロットオープニング間の最大幅より小さくする。
【0074】
これにより、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置する場合でも、ステータ12で発生させた着磁磁束を永久磁石2を通過する前にティース10に漏らす磁路を構成させず、ステータ12で発生させた着磁磁束を着磁に有効に作用させる事ができる。
【0075】
フラックスバリア7の幅をt1、ブリッジ厚をt2、ティース先端の周方向の幅をw、スロットオープニングをt3とすると、2t1+t2>wかつt2<w+2t3の関係となる。その他の構成は実施の形態2と同様であり、その説明を省略する。
【0076】
ロータコア3、ステータコア11には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0077】
上述の実施の形態6では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0078】
上述の実施の形態6によれば、着磁時未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ12がつくるステータ磁束の境目となるティース中心29に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30のロータ外周側端部又はフラックスバリア7のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング5に位置するようにできない場合でも、フラックスバリア7の形状を変更して着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0079】
実施の形態7.
図7は実施の形態7を示す図で、着磁時のDCブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。
本実施の形態の目的は、上記実施の形態6と同様であるが、上記実施の形態6では、フラックスバリア7の形状の変更により着磁磁束のステータ12への漏れを抑制するものを示したが、本実施の形態では、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き9を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断する構成とする。フラックスバリア7の形状を変更することは、鋼板打ち抜き金型の構成が複雑になるので、その代わりに未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き9を設けるものである。
【0080】
図7に示すように、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間のロータ外周部に、切欠き9を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断する。永久磁石埋込み型モータについては、隣合う未着磁の永久磁石間のロータコア3外周部をステータ12のティース先端の周方向幅より大きく、ステータ12の隣合うスロットオープニング間の最大幅より小さい切欠き9を設ける構成とする。
【0081】
但し、切欠き9の周方向幅はブリッジ幅より大きくする。ここで、スロットオープニング間の最大幅とは、スロットオープニング2つ分の幅とティース先端1つ分の幅の和である。切欠きの周方向の幅をt4、ティース先端の周方向の幅をw、ブリッジ幅をt2、スロットオープニングをt3とすると、w<t4<w+2t3かつt2<t4の関係が成り立つようにする。その他の構成は実施の形態6と同様であり、その説明を省略する。
【0082】
ロータコア3には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0083】
上述の実施の形態7では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0084】
上述の実施の形態7によれば、着磁時未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ12がつくるステータ磁束の境目となるティース中心29に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心26がティースの周方向中心27に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部30のロータ外周側端部又はフラックスバリア7のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング5に位置するようにできない場合でも、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き9を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断することにより、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0085】
また、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き9を設ける構成としたので、鋼板打ち抜き金型の構成が複雑にならない。
【0086】
実施の形態8.
図8は実施の形態8を示す図で、着磁時のDCブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。符号は図1と同様であるので、説明は省略する。
【0087】
上記実施の形態1では、ステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個とし、ロータ4中の永久磁石埋込み孔25のロータ外周側端部またはフラックスバリア7のロータ外周側端部が、ロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔25のロータ外周側端部間の中心またはフラックスバリア7のロータ外周側端部間の中心が、ステータ12のスロットオープニング中心付近に位置するものを示したが、本実施の形態では、ステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず同様の目的を達成するもので、例えステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数が偶数の場合でも、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がスロットオープニングの位置にくる構成としたものである。
【0088】
図8に示すように、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア7の形状は異なる。ロータ4中の一極のフラックスバリア7の形状を永久磁石埋込み孔25の延長線上に延びた形状とし、隣り合う極のフラックスバリア7の形状をラジアル方向に延びた形状とすることにより、例えステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数が偶数の場合でも(図8では、1極当りのスロット数が6)、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心をステータ12のスロットオープニングに位置させることができる。
【0089】
この場合、未着磁の永久磁石2の周方向中心28がステータ磁束の境目となるティース中心29に位置させることには変わりない。
【0090】
上記の構成により、ステータ12で発生させた着磁磁束を永久磁石2を通過する前にティース10に漏らす磁路を遮断し、ステータ12で発生させた着磁磁束を着磁に有効に作用させる事ができる。
【0091】
ロータコア3には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は0.25mm〜0.5mmを用いるのが一般的である。尚、方向性または2方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石2は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【0092】
上述の実施の形態8では、6極のロータ4を例に挙げて説明したが、6極に限定されるものではない。
【0093】
上述の実施の形態8によれば、例えステータ12がつくる磁束の1極当りのスロット数が偶数の場合でも、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がステータ12のスロットオープニングに位置するようにして、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0094】
実施の形態9.
図9は実施の形態9を示す図で、上記実施の形態1乃至8の何れかに記載された組込み着磁方法を用いて製作されたDCブラシレスモータを搭載した圧縮機または組込み着磁を考慮したコア形状のDCブラシレスモータを搭載した圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概念図である。
【0095】
図9において、16はDCブラシレスモータ17により駆動される圧縮機、DCブラシレスモータ17はインバータ主回路23によってインバータ駆動される3相モータである。24はインバータ主回路23を通じてDCブラシレスモータ17を制御する制御回路である。
【0096】
この圧縮機16は、一般に用いられる冷凍サイクル(圧縮機16→四方弁18→室外熱交換機19又は室内熱交換機21→絞り装置20→室内熱交換機21又は室外熱交換機19→四方弁18→圧縮機16の順に冷媒配管で順次接続された冷凍サイクル装置)中に組み込まれ、冷媒としてはR134a、R410a、R407c等に代表されるHFC系冷媒、および、R744、R717、R600a、R290等に代表される自然冷媒が、冷凍機油としてはアルキルベンゼン系油に代表される弱相溶性の油又はエステル油に代表される相溶性の油が使用される。圧縮機16はレシプロ、ロータリ、スクロール式などが使用可能である。
【0097】
圧縮機16に組込まれたDCブラシレスモータ17は外気と遮断され、冷媒が充填されているため、耐冷媒性の仕様とする必要がある。
【0098】
上記のように構成された圧縮機16では、駆動用DCブラシレスモータ17の組込み着磁を容易にし、品質と生産性を向上させている。インバータ駆動による圧縮機では各周波数毎に入力と効率の最適値が変動するが、本実施の形態の圧縮機では、インバータ駆動による広い圧縮機周波数範囲で高効率化が図られるため、全体的に効率を維持することが可能になる。また、R410aの様な従来のR22に対して高圧な冷媒を用いた場合、冷凍サイクル起動時等の高圧状態となる時間を短くできるので、冷凍サイクルの信頼性を向上させることができる。
【0099】
【発明の効果】
この発明の請求項1に係るDCブラシレスモータは、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を向上することができる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【0100】
また、この発明の請求項2に係るDCブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個としたことにより、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに位置させることができる。
【0101】
また、この発明の請求項3に係るDCブラシレスモータは、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することにより、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【0102】
また、この発明の請求項4に係るDCブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数が偶数個の場合でも、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にすることにより、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置させることができる。
【0103】
また、この発明の請求項5に係るDCブラシレスモータは、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0104】
また、この発明の請求項6に係るDCブラシレスモータは、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0105】
また、この発明の請求項7に係るDCブラシレスモータは、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)であることにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0106】
また、この発明の請求項8に係るDCブラシレスモータは、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をt1、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をt2、ティース先端の周方向の幅をw、スロットオープニングをt3とすると、2t1+t2>wかつt2<w+2t3を満たすことにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置しても、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0107】
また、この発明の請求項9に係るDCブラシレスモータは、隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をt4、ティース先端の周方向の幅をw、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をt2、スロットオープニングをt3とすると、w<t4<w+2t3かつt2<t4の関係を満たすことにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置しても、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0108】
また、この発明の請求項10に係るDCブラシレスモータは、ステータの巻線方式を分布巻としたことにより、1回の着磁で未着磁の永久磁石の組込着磁を行うことができる。
【0109】
この発明の請求項11に係る圧縮機は、請求項1乃至10の何れかに記載のDCブラシレスモータを用いたことにより、組込み着磁の容易な高効率、低価格で信頼性の高い圧縮機を実現できる。
【0110】
この発明の請求項12に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項11に記載の圧縮機を備えたことにより、高効率、低価格で信頼性の高い冷凍サイクルを実現できる。
【0111】
この発明の請求項13に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0112】
また、この発明の請求項14に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0113】
また、この発明の請求項15に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0114】
また、この発明の請求項16に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【0115】
また、この発明の請求項17に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【0116】
また、この発明の請求項18に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)である3相のDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの3相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【0117】
また、この発明の請求項19に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、ステータの巻線が、Y結線の場合は2つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する3相着磁、Δ結線の場合は2つの相に着磁電圧を印加する2相着磁を行うことにより、効率よく組込着磁を行うことができる。
【0118】
また、この発明に係るDCブラシレスモータの組込着磁方法は、3相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することにより、着磁電流が最も大きい相のコイルを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1を示す図で、(a)はDCブラシレスモータの断面図で着磁時の磁束線図でもあり、(b)は(a)のA部拡大図である。
【図2】実施の形態2を示す図で、DCブラシレスモータの部分断面図である。
【図3】実施の形態3を示す図で、DCブラシレスモータの部分断面図である。
【図4】実施の形態4を示す図で、DCブラシレスモータの断面図である。
【図5】実施の形態5を示す図で、(a)はDCブラシレスモータの着磁時の磁束線図、(b)は3相着磁を示す結線図、(c)は2相着磁を示す結線図である。
【図6】実施の形態6を示す図で、DCブラシレスモータの部分断面図である。
【図7】実施の形態7を示す図で、DCブラシレスモータの部分断面図である。
【図8】実施の形態8を示す図で、DCブラシレスモータの部分断面図である。
【図9】実施の形態9を示す図で、実施の形態1乃至8の何れかに記載されたDCブラシレスモータを搭載した圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概念図である。
【図10】従来のDCブラシレスモータの平面断面図である。
【図11】従来のDCブラシレスモータを示す図で、(a)は着磁時の磁束線図、(b)は(a)のB部拡大図である。
【図12】他の従来のDCブラシレスモータの平面断面図である。
【図13】他の従来のDCブラシレスモータの着磁時の部分磁束線図である。
【符号の説明】
1 回転軸、2 永久磁石、3 ロータコア、4 ロータ、5 スロットオープニング、6 ブリッジ、7 フラックスバリア、8 コイル、9 切欠き、10 ティース、11 ステータコア、12 ステータ、13 エアギャップ、14 磁束線、15 スロット、16 圧縮機、17 DCブラシレスモータ、18 四方弁、19 室外熱交換機、20 絞り装置、21 室内熱交換機、22冷媒配管、23 インバータ主回路、24 制御回路、25 永久磁石埋込み孔、26 着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心、27 ティースの周方向中心、28 未着磁の永久磁石の周方向中心、29 ステータ磁束の境目となるティース中心、30 永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部。
Claims (20)
- 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするDCブラシレスモータ。 - ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個としたことを特徴とする請求項1に記載のDCブラシレスモータ。
- 永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することを特徴とするDCブラシレスモータ。 - ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を偶数個としたことを特徴とする請求項3に記載のDCブラシレスモータ。
- 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするDCブラシレスモータ。 - 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするDCブラシレスモータ。 - 永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、
ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)であることを特徴とするDCブラシレスモータ。 - 永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をt1、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をt2、ティース先端の周方向の幅をw、スロットオープニングをt3とすると、2t1+t2>wかつt2<w+2t3を満たすことを特徴とするDCブラシレスモータ。 - 永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するDCブラシレスモータにおいて、
隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をt4、ティース先端の周方向の幅をw、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をt2、スロットオープニングをt3とすると、w<t4<w+2t3かつt2<t4の関係を満たすことを特徴とするDCブラシレスモータ。 - ステータの巻線方式を分布巻としたことを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載のDCブラシレスモータ。
- 請求項1乃至10の何れかに記載のDCブラシレスモータを用いたことを特徴とする圧縮機。
- 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項11に記載の圧縮機を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。 - 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。 - 永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の1極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。 - 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。 - 永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。 - 永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、3相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数pとの関係が、スロット数:極数=3(2n−1)p:p(nは正の整数)であるDCブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの3相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするDCブラシレスモータの組込着磁方法。
- ステータの巻線が、Y結線の場合は2つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する3相着磁、Δ結線の場合は2つの相に着磁電圧を印加する2相着磁を行うことを特徴とする請求項18に記載のDCブラシレスモータの組込着磁方法。
- 3相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することを特徴とする請求項19に記載のDCブラシレスモータの組込着磁方法。
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