JP2005133585A - Hermetic electric compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集中巻方式で巻線された電動機を搭載する密閉型電動圧縮機に関する。 The present invention relates to a hermetic electric compressor equipped with an electric motor wound by a concentrated winding method.
電動圧縮機の低消費電力化の解決手段として電動機固定子巻線方式の集中巻化が挙げられる。集中巻方式は巻線が絶縁材を介して固定子鉄心に直接巻線されるので分布巻方式に比べ、巻線の長さを短くし巻線抵抗を低減させることができ、銅損が低減でき消費電力を抑制することができる。一方、分布巻方式で巻線された固定子は1スロット内に挿入される巻線は1つの相のみであるが集中巻方式で巻線された固定子は隣り合うティースに巻き回される2つの相の巻線が1つのスロット内に収まるため、各スロット内で隣接する相の異なる巻線相互間の絶縁を施す必要がある。絶縁を施す方法としては巻線の線径を細くする、巻数を少なくするといった設計により巻線の占積率を小さくしてスロット内の巻線相互間に十分な空間絶縁距離、相間絶縁距離を確保していた。一方、電動機の高効率化のためには占積率は大きい方が望ましいため、前記の絶縁手段は高効率化の妨げになっていた。
As a means for reducing the power consumption of the electric compressor, there is concentrated winding of the motor stator winding method. In the concentrated winding method, the winding is wound directly on the stator core via an insulating material. Therefore, compared to the distributed winding method, the winding length can be shortened and the winding resistance can be reduced, resulting in reduced copper loss. Power consumption can be suppressed. On the other hand, the stator wound by the distributed winding method has only one phase winding inserted into one slot, but the stator wound by the concentrated winding method is wound around
また、回転子に永久磁石を有する電動圧縮機で、固定子と回転子を圧縮機に組み込んだ状態で固定子巻線に瞬間的な大電流を流して前記永久磁石の着磁を行う巻線着磁法をとる場合は、前記大電流により巻線同士が暴れてぶつかり、巻線の皮膜に損傷を与える等して絶縁不良にいたる恐れがあった。特に電動機の効率向上の効果を大きくするために磁束密度の高い希土類磁石を固定子の永久磁石として用いる場合は、永久磁石を磁化するために大きなエネルギーを要するため、着磁時に巻線相互間のレアショートに至る可能性があった。 In addition, an electric compressor having a permanent magnet in the rotor, and a winding that magnetizes the permanent magnet by passing an instantaneous large current through the stator winding in a state where the stator and the rotor are incorporated in the compressor. When the magnetizing method is used, there is a possibility that the windings are violently collided by the large current, resulting in damage to the coating of the windings, leading to insulation failure. In particular, when a rare earth magnet with a high magnetic flux density is used as a permanent magnet of a stator in order to increase the effect of improving the efficiency of the motor, a large amount of energy is required to magnetize the permanent magnet. There was a possibility of a rare short.
前記問題点を解決する第一の公知例として、巻線の巻終わり部にチューブ状の絶縁材を被せ、前記チューブ状の絶縁材をスロット内巻線相互間を仕切るように配することで絶縁する方法、第二の公知例としては、通常リード線溶接部のみを絶縁するために溶接部に被せられる絶縁材をスロット内巻線相互間に挿入しリード線溶接部の絶縁と巻線相互間の絶縁を兼ねる方法がある。 As a first known example for solving the above-mentioned problem, a tube-shaped insulating material is put on the winding end portion of the winding, and the tube-shaped insulating material is arranged so as to partition the windings in the slot. As a second known example, in order to insulate only the lead wire welded portion, an insulating material that is usually covered on the welded portion is inserted between the windings in the slot, and the insulation between the lead wire welded portion and the winding There is a method that doubles as insulation.
固定子巻線相互間に相間絶縁材を用いずに、巻線の占積率を小さくして固定子巻線相互間の距離を確保することは高効率化の妨げとなり、固定子の永久磁石を巻線着磁により着磁する場合、着磁時の大電流により瞬間的に固定子巻線が暴れてぶつかり巻線の皮膜が損傷する恐れがあり信頼性に問題があった。そのため、電動機の高効率化を妨げることなく、かつ巻線着磁を行っても信頼性を低下させないためには、固定子巻線相互間に相間絶縁材を設けることが必須となる。 Without interphase insulation between the stator windings, reducing the space factor of the windings and securing the distance between the stator windings hinders high efficiency, and the permanent magnet of the stator In the case of magnetizing by winding magnetism, there is a problem in reliability because there is a possibility that the stator winding may suddenly break due to a large current at the time of magnetization and the coating of the winding may be damaged. For this reason, it is essential to provide an interphase insulating material between the stator windings so as not to hinder the high efficiency of the electric motor and to reduce the reliability even when the winding is magnetized.
従来の技術の第一の公知例は、絶縁材の固定は確実であるが巻線の途中でチューブ状の絶縁材に巻線を通さなければならず作業性が悪くなる問題点があった。従来の技術の第二の公知例は、相間絶縁材の挿入は容易であるが、絶縁材の固定性は巻線相互間の狭い隙間に介挿することにより得られるものであり、巻線相互間の隙間の大きさにより固定力の大きさが変化する。巻線の占積率が高くない場合は十分な絶縁材の固定力が得られず、絶縁材のずれ、落下を招く恐れがあった。 The first publicly known example of the prior art has a problem that workability is deteriorated because the winding must be passed through the tubular insulating material in the middle of the winding although the fixing of the insulating material is reliable. In the second known example of the prior art, it is easy to insert the interphase insulating material, but the fixing property of the insulating material is obtained by inserting it in a narrow gap between the windings. The magnitude of the fixing force varies depending on the size of the gap between them. When the space factor of the winding is not high, a sufficient fixing force of the insulating material cannot be obtained, and the insulating material may be displaced or dropped.
本発明によると、相間絶縁材の取付けを容易に行い、かつ相間絶縁材の固定を確実に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to easily attach the interphase insulating material and securely fix the interphase insulating material.
固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材は積厚方向両端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたI字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。 A flat interphase insulating material is inserted between the windings in the stator slot, and the interphase insulating material is an I-shaped insulating film having protrusions extending in the outer diameter direction of the stator and the central direction at both ends in the stacking direction. There is provided a hermetic electric compressor equipped with a stator having a structure in which the protruding portion is hooked to the end of the stator.
また、固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材は積厚方向片側端部に固定子外径方向と中心方向に伸びる突出部を設けたT字形絶縁フィルムであり、前記突出部を固定子端部に掛止めする構造の固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。 In addition, a flat interphase insulating material is inserted between the windings in the stator slot, and the interphase insulating material is provided with a protruding portion extending in the outer diameter direction and the central direction of the stator at one end portion in the stacking direction. A hermetic electric compressor including an insulating film and a stator having a structure in which the protruding portion is hooked to the end of the stator is provided.
また、固定子スロット内巻線相互間に平板状の相間絶縁材を挿入し、前記相間絶縁材の固定子断面方向両端部は固定子巻線とスロット外径の間と固定子巻線とスロット開口部の間にそれぞれ介挿され、前記相間絶縁材の固定子断面方向の長さはスロット開口部とスロット最外径部を結ぶスロット奥行き寸法よりも長く、S字形に湾曲させた状態でスロット内固定子巻線相互間に挿入される固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。 Further, a flat interphase insulating material is inserted between the stator slot windings, and both end portions of the interphase insulating material in the stator cross section are between the stator winding and the slot outer diameter, and between the stator winding and the slot. The length of the interphase insulating material in the stator cross-section direction is longer than the slot depth dimension connecting the slot opening and the outermost diameter portion of the slot, and the slot is bent in an S shape. A hermetic electric compressor is mounted with a stator inserted between the inner stator windings.
また、前記S字形相間絶縁材を有する密閉型圧縮機の固定子で、S字形相間絶縁材に固定子断面方向端部の固定子積厚方向端部位置に切込みを有し、切込みから折り返され相間絶縁材を固定子に掛止めする構造をとる固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。 Further, in the stator of the hermetic compressor having the S-shaped interphase insulating material, the S-shaped interphase insulating material has a notch at the end of the stator cross-sectional direction in the stator stacking direction, and is folded back from the notch. A hermetic electric compressor including a stator having a structure in which an interphase insulating material is hooked on the stator is provided.
また、前記S字形相間絶縁材を有する密閉型圧縮機の固定子で、スロット絶縁紙はスロット開口部において開口部とは反対方向への折り返しを有す固定子を搭載する密閉型電動圧縮機とする。 Further, a hermetic compressor having the S-shaped interphase insulating material, wherein the slot insulating paper has a stator that has a folding back in the direction opposite to the opening at the slot opening, and To do.
本発明の相間絶縁材を電動圧縮機の集中巻固定子に用いることにより、電動機の効率を低下させることなくスロット内の巻線相互間の絶縁を確実に行うことができ、固定子巻線に大電流を流して回転子の永久磁石の着磁を行う場合でも絶縁破壊による信頼性低下を防ぐことができる。相間絶縁材に本発明の落下防止形状を設けることで、巻線の占積率が低い場合でも確実に相間絶縁材の落下を防止することができる。また相間絶縁材をS字形に湾曲させることにより巻線相互間の沿面絶縁距離を容易に確保することができる。 By using the interphase insulating material of the present invention for a concentrated winding stator of an electric compressor, insulation between the windings in the slot can be reliably performed without reducing the efficiency of the electric motor. Even when a permanent magnet of the rotor is magnetized by passing a large current, it is possible to prevent a decrease in reliability due to dielectric breakdown. By providing the interphase insulating material with the fall prevention shape of the present invention, it is possible to reliably prevent the interphase insulating material from dropping even when the space factor of the winding is low. Further, the creeping insulation distance between the windings can be easily ensured by bending the interphase insulating material into an S shape.
以下、本発明の実施形態について、図1〜15により説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の密閉型電動圧縮機、図2は水平断面図、図3は密閉型電動圧縮機に搭載される電動機用の固定子、図5〜6は相間絶縁の従来の実施例、図7〜15は本発明の実施形態を示す。 1 is a hermetic electric compressor of the present invention, FIG. 2 is a horizontal sectional view, FIG. 3 is a stator for an electric motor mounted on the hermetic electric compressor, and FIGS. 5 to 6 are conventional embodiments of interphase insulation. 7 to 15 show an embodiment of the present invention.
図1に本発明に係わる密閉型電動圧縮機を示す。 FIG. 1 shows a hermetic electric compressor according to the present invention.
密閉型電動圧縮機には、ロータリ方式、スクロール方式、ピストンロッド式等があるが、スコッチヨーク方式の密閉型電動圧縮機の例を用いて説明する。 The hermetic type electric compressor includes a rotary type, a scroll type, a piston rod type, and the like, and will be described by using an example of a scotch yoke type hermetic type electric compressor.
密閉容器内2の上部に圧縮機構部3、下部に電動機部4を配し、電動機12の固定子13はフレーム5にボルト10で固着されており、また、回転子14とシャフト6は圧入、叉は焼ばめにより連結されている、これらはバネ11により密閉容器2内に弾性支持されている。このように構成された密閉型電動圧縮機は電動機11により駆動されると、回転子14を介して軸承されているクランクシャフト6の偏心回転運動により、ピストン7が往復運動を行い、シリンダ8内に冷媒ガスを吸い込み、圧縮し、吐き出しを行う。
The
このように構成された密閉型電動圧縮機1は、冷蔵庫や空気調和機に使用されている。 The hermetic electric compressor 1 configured as described above is used in refrigerators and air conditioners.
ここで本発明の実施例として6スロット集中巻電動機で説明する。図3に示すように固定子鉄心15は6つのスロット17を形成し、各スロット17にスロット絶縁紙18が挿入され、固定子巻線16は前記スロット絶縁紙18を介して固定子鉄心15に直接巻き回され、スロット17の開口部と固定子巻線16の間にはウェッジ19が必要に応じて挿入される。このような集中巻方式で巻線された固定子は、相の異なる巻線16が隣り合うティース23に巻き回され、相の異なる巻線16が1つのスロット17内に混入することになる。固定子鉄心15に巻き回された固定子巻線16はリード線24と溶接され、密閉型電動圧縮機に備え付けられた端子25からリード線24を通じて電動機への電力供給が可能となる。通常、前記リード線24と固定子巻線16の接続部26は接続部用絶縁材27が被せられ固定子端部の巻線上にレーシング糸28などにより結束固定される。
Here, a six-slot concentrated winding motor will be described as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
本実施例では、電動機の高効率化のために永久磁石が回転子14の鉄心内に埋設されており、前記永久磁石の着磁は、圧縮機に固定子13、回転子14を組み込んだ状態で固定子巻線16に大電流を流すことより行っている。予め回転子14内の永久磁石が着磁された状態で圧縮機の密閉容器2内に組み込む場合は、磁気の吸引力により固定子13や回転子14の組み込み作業性が悪化する、固定子に鉄粉等が付着して圧縮内に混入し圧縮機運転障害にいたる恐れがある等の問題点がある為、前述したように回転子14の永久磁石の着磁を、固定子13と回転子14を圧縮機の密閉容器2内に組み込んだ状態で行っている。
In this embodiment, a permanent magnet is embedded in the iron core of the
前述したように集中巻方式で巻線された固定子13は、各スロット17内に相の異なる固定子巻線16が混入することになるため、巻線相互間の絶縁を施す必要が生じる。
As described above, in the
従来の絶縁の実施例を図4〜6で説明する。 Examples of conventional insulation will be described with reference to FIGS.
図4は、固定子16巻線の占積率を低くしてスロット17内巻線相互間の絶縁距離を確保することにより絶縁する方法であるが、電動機の効率向上の妨げになる問題があった。また、巻線着磁を行った際に、瞬間的な大電流により固定子巻線16が暴れ、巻線の皮膜が傷つく恐れがあった。
FIG. 4 shows a method of insulation by lowering the space factor of the
図5は固定子巻線16の巻終わり部にチューブ状の相間絶縁材20aを被せ、前記チューブ状の絶縁材20aをスロット17内巻線相互間を仕切るように配することで絶縁する方法を示す。本実施例は、相間絶縁材20aの固定は確実であるが巻線の途中でチューブ状の絶縁材に固定子巻線16を通さなければならず作業性が悪くなる問題点があった。
FIG. 5 shows a method of insulating by placing a tubular
図6は通常リード線接続部21のみを絶縁するために溶接部21に被せられる絶縁材22をスロット内巻線相互間に挿入しリード線溶接部の絶縁と巻線相互間の絶縁を兼ねる方法を示している。本実施例は、絶縁材22の挿入は容易であるが、絶縁材22の固定性は巻線相互間の狭い隙間に介挿することにより得られるものであり、巻線相互間の隙間の大きさにより固定力の大きさが変化する。固定子巻線16の占積率が高くない場合は十分な絶縁材22の固定力が得られず、絶縁材22のずれ、落下を招く恐れがあった。
FIG. 6 shows a method in which an insulating
上記問題を解決する本発明の第一の実施形態は、スロット17内の巻線16相互間に図7に示すようなI字形の相間絶縁材20bを挿入することにより、巻線16相互間の絶縁を確実に行い、かつ相間絶縁材20bの落下を確実に防止することができる。図8はスロット17内の巻線16相互間にI字形相間絶縁材20cを挿入した状態を示す図であり、図9は図8の巻線相互間の相間絶縁材部分の断面図である。図9に示すようにI字形相間絶縁材20c用いることにより軸方向の両方向への相間絶縁材のずれを確実に防ぐことができる。このとき、前記相間絶縁材のずれ、落下の方向が一方向のみに限られる場合は、図10に示すようなT字型相間絶縁材を用いてもよい。
In the first embodiment of the present invention that solves the above problem, an I-shaped
前述したT字型相間絶縁材を用いてよい例を説明すると、例えば図3のようにリード線や固定子巻線の引出し線、リード線接続部用絶縁材が固定子スロット上を周方向に引き回されレーシング糸等により硬く固定されている場合、それらの固定物が相間絶縁材のずれ、落下を阻止することができるため、反対側へのずれ、落下を防止できるように図10のT字型相間絶縁材を用いればよい。 Explaining an example in which the above-described T-shaped interphase insulating material may be used, for example, as shown in FIG. 3, the lead wire, the lead wire of the stator winding, and the insulating material for the lead wire connecting portion are arranged on the stator slot in the circumferential direction. In the case where they are drawn and fixed firmly by a lacing yarn or the like, these fixed objects can prevent the interphase insulating material from shifting and dropping, so that it can be prevented from shifting to the opposite side and falling. A character-shaped interphase insulating material may be used.
本発明の第二の実施形態はスロット17内の巻線16相互間に平板状の相間絶縁材を図11に示す様にS字形に湾曲させ、スロット17内の固定子巻線16相互間に挿入し、前記S字形の両端部を固定子巻線16とスロット絶縁紙18の間に介挿することにより、相間絶縁材20dを強固に固定できる。このときS字部分の長さをスロット奥行き寸法よりも十分に長くとることにより絶縁材自体の弾性力も加わりに固定力を強めることができる。また、図12に示す様に相間絶縁材20dをS字形に湾曲させて挿入していることにより、巻線16相互間の沿面距離を長くとることができ絶縁距離確保をより確実なものとすることができる。更に、図13、図14に示すように端部に切込みを設けたS字形相間絶縁材をスロット内の巻線相互間に挿入し、切込みから折り返し固定子に掛止めすることにより、相間絶縁材20eのずれ、落下を確実に防ぐことができ、更なる信頼性向上を図ることができる。図13は積厚方向両端部に2箇所ずつ計4箇所切込みを有するが、相間絶縁材のずれ、落下する可能性が1方向のみである場合、積厚方向片側の端部に2箇所切込みを入れるだけでもよい。
In the second embodiment of the present invention, a flat interphase insulating material is curved between the
本発明の第三の実施形態を図15に示す。固定子鉄心16のスロット17内にはスロット絶縁紙を有し、前記スロット絶縁紙18bはスロット開口部において、開口部とは反対側に折り返されている。前記折り返しを設けることにより、特に図15の様なウェッジを用いていない固定子では、固定子巻線とスロット開口部の固定子鉄心の絶縁距離確保に効果的であるが、S字形相間絶縁材と組み合わせて使用することにより、例えば図15の様にS字形相間絶縁材がスロット奥側に偏った状態で挿入された場合でも前記スロット絶縁紙の折り返し部が、S字形相間絶縁材がスロット開口部からの抜け落ちるのを防止する役割を同時に果たしている。このとき、折返し付きスロット絶縁紙18bと組み合わせる相間絶縁材は、図11の切欠き無しS字形相間絶縁材でも図13の切欠き有りS字形相間絶縁材でもよい。
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. A slot insulating paper is provided in the
1…密閉型電動圧縮機、2…密閉容器、3…圧縮機機構部、4…電動機部、5…フレーム、6…シャフト、7…ピストン、8…シリンダ、9…ヘットカバー、10…ボルト、11…バネ、12…電動機、13…固定子、14…回転子、15…固定子鉄心、16…固定子巻線、17…スロット、18…スロット絶縁紙、19…ウェッジ、20…相間絶縁材、21…リード線接続部、22…リード線接続部用絶縁材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealed type electric compressor, 2 ... Sealed container, 3 ... Compressor mechanism part, 4 ... Electric motor part, 5 ... Frame, 6 ... Shaft, 7 ... Piston, 8 ... Cylinder, 9 ... Head cover, 10 ... Bolt, DESCRIPTION OF
Claims (5)
5. The stator of a sealed electronic brain compressor according to claim 3, wherein the slot has a slot insulating paper in the stator slot, and the slot insulating paper has a folding back in a direction opposite to the opening at the slot opening. A hermetic electric compressor characterized by mounting a child.
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