JP2005245146A - Synchronous motor, enclosed compressor and fan motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転磁界を発生させる固定子と、永久磁石を用いた回転子とを備えた同期電動機に関するもので、同期電動機のコギングトルクを低減する技術に関するものである。また、その同期電動機を用いた密閉型圧縮機及びファンモータに関するものである。 The present invention relates to a synchronous motor including a stator for generating a rotating magnetic field and a rotor using a permanent magnet, and relates to a technique for reducing cogging torque of the synchronous motor. The present invention also relates to a hermetic compressor and a fan motor using the synchronous motor.
一般的に、回転子に永久磁石を用いた同期電動機においては、固定の鉄心に巻線を巻くためと、巻線に電流を流して発生させる磁束が固定子側で短絡することを防止するため、回転子に対向する部分にスロットの開口部を設けている。このため、回転子の永久磁石より発生する磁束が固定子の巻線に鎖交するときにこのスロット開口部を避けて鉄心を通過しようとするため、磁気的なアンバランスが生じ、固定子と回転子の位置関係によっては安定した位置と不安定となる位置が生じ、コギングトルクが発生する。このコギングトルクが大きいと、同期電動機の運転中の振動・騒音が悪化する。 Generally, in a synchronous motor using a permanent magnet as a rotor, a winding is wound around a fixed iron core, and a magnetic flux generated by passing a current through the winding is prevented from being short-circuited on the stator side. A slot opening is provided in a portion facing the rotor. For this reason, when the magnetic flux generated from the permanent magnet of the rotor interlinks with the winding of the stator, it tries to pass through the iron core avoiding this slot opening, resulting in magnetic imbalance, Depending on the positional relationship of the rotor, a stable position and an unstable position are generated, and cogging torque is generated. When this cogging torque is large, vibration and noise during operation of the synchronous motor are deteriorated.
これに対して、固定子鉄心の回転子に対向する部分で、隣り合うスロット開口部の中央付近に微小な突起を設け、回転子の永久磁石の磁束がここに集中することにより発生するコギングトルクで前述のコギングトルクを相殺し、低振動、低騒音化を図る技術がある(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, a cogging torque generated when a small protrusion is provided near the center of the adjacent slot opening at the portion facing the rotor of the stator core, and the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor is concentrated here. There is a technique for canceling the cogging torque described above and reducing vibration and noise (see, for example, Patent Document 1).
また、固定子の回転子に対向する部分を直線で構成することにより、コギングトルクの低減と、誘起電圧の歪みの低減を図る技術がある(例えば、特許文献2参照)。 Further, there is a technique for reducing the cogging torque and the distortion of the induced voltage by configuring the portion of the stator facing the rotor as a straight line (see, for example, Patent Document 2).
また、同期電動機の高トルク化、高効率化のために希土類磁石の様なより磁気特性の高い永久磁石を用いると、コギングトルクは大きくなり、振動・騒音への影響はさらに大きくなる。 If a permanent magnet having higher magnetic properties such as a rare earth magnet is used to increase the torque and efficiency of the synchronous motor, the cogging torque increases and the influence on vibration and noise is further increased.
これに対して、例えば、回転子表面の磁極間の部分を直線的にカットして、固定子鉄心との距離を取り、コギングトルクを低減する技術がある(例えば、特許文献3参照)。
従来のような固定子鉄心の回転子に対向する部分で、隣り合うスロット開口部の中央付近に微小な突起を設定する場合、突起が微小であるため、固定子鉄心を製造した後、突起の位置、幅、突出量などの寸法を確認、管理することが難しい。 When a minute protrusion is set near the center of the adjacent slot opening at the portion facing the rotor of the stator core as in the prior art, since the protrusion is minute, after the stator core is manufactured, It is difficult to check and manage dimensions such as position, width, and protrusion.
また、例えば、固定子鉄心を樹脂などでモールドして固定子を構成する場合、固定子内部の回転子が設置される空間に樹脂が入り込まないようにするため、金型には回転子が配置される空間に相当する形状の円筒が設置され、モールドする際にはこの円筒に固定子鉄心をはめ込んだ状態で樹脂を注入する。固定子鉄心の回転子に対向する部分に微小な突起が存在する場合、固定子内径側に樹脂が流入することを防ぐためには、この円筒の外径に突起形状に相当する溝を形成する必要がある。樹脂の流入量を極力少なくしようとすると、この円筒の溝と固定子鉄心の突起の寸法公差を厳しくする必要があり、円筒にはめ込むあるいは、モールド後の取り出しの際の作業性が低下する。 In addition, for example, when the stator is configured by molding the stator core with resin or the like, the rotor is arranged in the mold so that the resin does not enter the space in which the rotor is installed. A cylinder having a shape corresponding to the space to be formed is installed, and when molding, resin is injected in a state where a stator core is fitted into the cylinder. If there are minute protrusions on the stator core facing the rotor, in order to prevent the resin from flowing into the inner diameter of the stator, it is necessary to form a groove corresponding to the protrusion shape on the outer diameter of this cylinder. There is. In order to reduce the inflow amount of the resin as much as possible, it is necessary to tighten the dimensional tolerance between the groove of the cylinder and the protrusion of the stator core, and the workability at the time of fitting into the cylinder or taking out after molding is lowered.
また、固定子鉄心の回転子に対向する部分を直線とする形状の場合、スロットの開口部付近では、固定子鉄心と回転子との間のギャップが大きくなり、回転子の永久磁石より発生し、固定子巻線に鎖交する磁束量が十分に得られなくなるため、モータの特性が低下する。 In addition, when the shape of the stator core facing the rotor is a straight line, the gap between the stator core and the rotor becomes large near the slot opening, which is generated by the permanent magnet of the rotor. Since the amount of magnetic flux interlinked with the stator winding cannot be obtained sufficiently, the motor characteristics are deteriorated.
また、回転子表面の磁極間の部分を直線的にカットして、固定子鉄心との距離を取ろうとすると、埋め込む永久磁石は、より内径側に配置しなくてはならないため、磁石の幅が小さくなり、回転子の径に対して最大の磁束量が得られないという問題がある。 In addition, if the portion between the magnetic poles on the rotor surface is cut linearly to take a distance from the stator core, the embedded permanent magnet must be arranged on the inner diameter side, so the width of the magnet There is a problem that the maximum magnetic flux cannot be obtained with respect to the rotor diameter.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされるもので、コギングトルクを低減すると共に、固定子鉄心の寸法精度を確保することを目的とする。 The present invention is made to solve the above-described problems, and aims to reduce the cogging torque and ensure the dimensional accuracy of the stator core.
また、固定子を樹脂によりモールドする際の作業性を向上することを目的とする。 Moreover, it aims at improving the workability | operativity at the time of molding a stator with resin.
また、コギングトルクを低減すると共に、永久磁石の磁束を最大限に引き出し、モータ特性の低下を抑えることを目的とする。 It is another object of the present invention to reduce cogging torque, draw out the magnetic flux of a permanent magnet to the maximum, and suppress deterioration of motor characteristics.
この発明に係る同期電動機は、巻線が収納されるスロットと、このスロットの内周部に設けられた巻線を巻くための開口部と、この開口部を挟んでスロット間に半径方向に延びて形成されるティースとを有する固定子鉄心と、永久磁石を用いた回転子とを備えた同期電動機において、固定子鉄心のティースの内周面で、回転子と対向する面の軸直交方向の断面形状を、中央部を固定子鉄心の内周面より回転子側に張り出した幅広の張り出し部とし、この張り出し部両側は、固定子鉄心の内周面の円弧部分で構成し、張り出し部と円弧部分との接続部に溝を設けたことを特徴とする。 A synchronous motor according to the present invention includes a slot in which a winding is accommodated, an opening for winding a winding provided in an inner peripheral portion of the slot, and a radial extension between the slots across the opening. In a synchronous motor including a stator core having teeth formed by a rotor and a rotor using permanent magnets, the inner peripheral surface of the teeth of the stator core is perpendicular to the axis of the surface facing the rotor. The cross-sectional shape is a wide projecting portion with the center portion projecting from the inner peripheral surface of the stator core toward the rotor, and both sides of this projecting portion are formed by arc portions of the inner peripheral surface of the stator core. A groove is provided in the connection portion with the arc portion.
この発明に係る同期電動機は、上記構成により、コギングトルクを低減することができ、同期電動機の低振動・低騒音化が図れると共に、製品の寸法管理を容易にすることできる。 With the above configuration, the synchronous motor according to the present invention can reduce cogging torque, reduce the vibration and noise of the synchronous motor, and facilitate the dimensional management of the product.
実施の形態1.
図1〜5は実施の形態1を示す図で、図1は同期電動機を示す断面図、図2は同期電動機の部分断面図、図3は同期電動機の拡大部分断面図、図4は同期電動機のコギングトルク波形を示す図、図5は固定子を樹脂でモールドする場合の図である。
Embodiment 1 FIG.
1 to 5 show the first embodiment, FIG. 1 is a sectional view showing a synchronous motor, FIG. 2 is a partial sectional view of the synchronous motor, FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of the synchronous motor, and FIG. 4 is a synchronous motor. FIG. 5 is a diagram showing a case where the stator is molded with resin.
図1、2において、同期電動機は、主に固定子1と、回転子2とを備える。固定子1は、磁性体で構成された、通常厚さ0.1〜1.5mmの電磁鋼板を複数枚積層して構成される固定子鉄心1aを有し、固定子鉄心1aのスロット3に巻線30が巻回されて格納される。スロット3には、固定子鉄心1aの内周に開口部4があり、スロット3に巻線30を格納する際に開口部4より巻線30を挿入する。また、巻線30に流れる電流によって発生する磁束が固定子鉄心1aの中で短絡しないよう、通常は、ある程度の隙間を確保している。
1 and 2, the synchronous motor mainly includes a stator 1 and a
固定子1と回転子2との間には、ギャップ5(空隙)がある。固定子鉄心1aのティース1bの内側先端で、回転子2と対向する面に、幅広の直線部分6(張り出し部)が設けられる(固定子鉄心内周面の軸直交方向の断面形状)。直線部分6の両側は、円弧部分20で構成される。そして、直線部分6と円弧部分20との接続部付近には、溝9が設けられる。
There is a gap 5 (gap) between the stator 1 and the
回転子2は、固定子鉄心と同様、電磁鋼板を積層して、内部に永久磁石10が埋め込まれる。但し、外周表面に複数個の永久磁石を貼り付ける場合もある。また、回転子2を永久磁石単体で構成する場合もある。
As with the stator core, the
回転子2の永久磁石10から発生する磁束は、ギャップ5を介して固定子鉄心1aの中を通過し、再びギャップ5を通って回転子2の異なる磁極(永久磁石10)へと流れ込む経路(磁路)を形成している。このとき、固定子1に存在するスロット3の開口部4に対向した回転子2表面より発する磁束は、より磁気抵抗の小さい開口部4の両側の鉄心へ流れ込もうとするため、ここで磁気的なアンバランスが生じ、回転子2と固定子1の開口部4との回転位置関係によっては、安定した位置と不安定な位置が生じ、コギングトルクが発生する。
The magnetic flux generated from the
図3に示すように、ここで、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の直線部分6を設けると、この直線部分6のギャップ長gが、直線部分6がない場合のギャップ長g0より小さくなり、他の場所に比べて狭くなるため、回転子2より発生する磁束はこの直線部分6に集中しやすくなる。これによって、前述のスロット開口部4によって発生するコギングトルクとちょうど逆位相のコギングトルクが生じるため、これらが打ち消しあうことによってその振幅が小さくなる。
As shown in FIG. 3, here, a wide
図4は固定子鉄心1aのティース1bの内側先端に直線部分6がない場合と、ある場合のコギングトルクを解析した結果を比較したものであり(横軸は回転子2の回転角[deg]、縦軸はコギングトルク[N・m])、直線部分6がない場合のコギングトルク波形7と、直線部分6がある場合のコギングトルク波形8とを示している。これから、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端に直線部分6を設けることで、コギングトルクが小さくなっていることがわかる。
FIG. 4 compares the results of analyzing the cogging torque in the case where there is no
このコギングトルクを低減する効果は、直線部分6と回転子2との間のギャップ5の寸法の影響が大きいため、寸法の管理が重要となる。ギャップ5が狭くなる部分が直線で構成されることでこの部分がある程度広い面積を持つこととなるため、この部分での寸法の検査、管理が容易となり、安定した効果を得ることができる。
Since the effect of reducing the cogging torque is greatly affected by the size of the
しかし、直線部分6と固定子鉄心1aの回転子2に対向する円弧部分20を接続する部分は、直線と円弧の距離が徐々に小さくなるため、寸法公差が大きいと、接続部の位置がばらつき、直線部分6の幅を管理しようとすると、寸法公差を厳しく管理する必要があり、同時に固定子鉄心1aを製造する金型にも厳しい公差を要求することとなる。これに対して直線部分6と円弧部分20の接続部付近に溝9を設けることによって、この寸法のばらつきを吸収できるため、寸法の検査、管理が容易となり、金型に要求される寸法精度を緩和することができ、また、摩耗等による寸法変化の影響も少なくできる。
However, since the distance between the straight line and the arc gradually decreases at the part connecting the
図5に示すように、固定子鉄心1aを樹脂でモールドする場合、回転子2が配置される空間に樹脂が入り込まないようにするため、その空間に相当する形状の円筒を金型内に設置し、これに固定子鉄心1aをはめ込んだ状態で樹脂を注入する。固定子鉄心1aに直線部分6が存在する場合、円筒にもそれに相当する位置に直線部分を設ける必要があるが、円筒と固定子鉄心1aの内径を完全に密着させるためには、双方の円弧の部分と直線部分を接続する部分の位置を正確に一致させる必要があり、円筒の加工に厳しい精度が必要となったり、製造時の位置決めが難しくなったりする。
As shown in FIG. 5, when the stator core 1a is molded with resin, a cylinder having a shape corresponding to the space is installed in the mold so that the resin does not enter the space in which the
固定子鉄心1aの直線部分6両側に溝9を設けることで、金型の円筒と固定子鉄心1aとの誤差をこの溝9で吸収することができ、金型の円筒と固定子鉄心1aとの密着性を向上させることでき、同時に固定子鉄心1aの金型の円筒へのはめ込み等の作業性の向上も図れる。
By providing the
上述の実施の形態によれば、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の直線部分6を設け、直線部分6の両側は円弧部分20で構成することにより、直線部分6のギャップ長gが、直線部分6がない場合のギャップ長g0より小さくなり、他の場所に比べて狭くなるため、回転子2より発生する磁束はこの直線部分6に集中しやすくなる。これによって、スロット開口部4によって発生するコギングトルクとちょうど逆位相のコギングトルクが生じるため、これらが打ち消し合うことによってその振幅が小さくなる。
According to the above-described embodiment, the wide
また、固定子鉄心1aの直線部分6と円弧部分20との接続部付近に溝9を設けることにより、寸法のばらつきを吸収できるため、寸法の検査、管理が容易となり、固定子鉄心1aを製造する金型に要求される寸法精度を緩和することができ、また、摩耗等による寸法変化の影響も少なくできる。
Further, by providing the
さらに、固定子鉄心1aの直線部分6両側に溝9を設けることで、モールド用金型の円筒と固定子鉄心1aとの誤差をこの溝9で吸収することができ、モールド用金型の円筒と固定子鉄心1aとの密着性を向上させることでき、同時に固定子鉄心1aの金型の円筒へのはめ込み等の作業性の向上も図れる。
Furthermore, by providing the
実施の形態2.
図6は実施の形態2を示す図で、同期電動機の拡大部分断面図である。
上記実施の形態1では、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の直線部分6を設け、直線部分6の両側は円弧部分20で構成したものを示したが、直線部分6に代えて、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端側に凸の円弧形状にしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing the second embodiment and is an enlarged partial sectional view of the synchronous motor.
In the first embodiment, a wide
図6に示すように、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の内側に凸の円弧部分6bを設け、内側に凸の円弧部分6bの両側は、溝9を挟んで固定子鉄心1aの内周の円弧部分20で構成する(固定子鉄心内周面の軸直交方向の断面形状)。
As shown in FIG. 6, a
このように構成することにより、円弧部分6bのギャップ長gが、円弧部分6bがない場合のギャップ長g0より小さくなり、他の場所に比べて狭くなるため、回転子2より発生する磁束はこの円弧部分6bに集中しやすくなる。これによって、スロット開口部4によって発生するコギングトルクとちょうど逆位相のコギングトルクが生じるため、これらが打ち消し合うことによってその振幅が小さくなる。
With this configuration, the gap length g of the
実施の形態3.
図7は実施の形態3を示す図で、同期電動機の拡大部分断面図である。
上記実施の形態1では、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の直線部分6を設け、直線部分6の両側は円弧部分20で構成したものを示したが、直線部分6に代えて、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端側に凸の三角形状にしてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing the third embodiment and is an enlarged partial sectional view of the synchronous motor.
In the first embodiment, a wide
図7に示すように、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の内側に凸の三角形部分6cを設け、三角形部分6cの両側は、溝9を挟んで固定子鉄心1aの内周の円弧部分20で構成する(固定子鉄心内周面の軸直交方向の断面形状)。
As shown in FIG. 7, a wide inwardly protruding
このように構成することにより、三角形部分6cのギャップ長gが、三角形部分6cがない場合のギャップ長g0より小さくなり、他の場所に比べて狭くなるため、回転子2より発生する磁束はこの三角形部分6cに集中しやすくなる。これによって、スロット開口部4によって発生するコギングトルクとちょうど逆位相のコギングトルクが生じるため、これらが打ち消し合うことによってその振幅が小さくなる。
With this configuration, the magnetic flux gap length g of the
実施の形態4.
図8は実施の形態4を示す図で、同期電動機の拡大部分断面図である。
上記実施の形態1では、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の直線部分6を設け、直線部分6の両側は円弧部分20で構成したものを示したが、直線部分6に代えて、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端側に凸の台形にしてもよい。
FIG. 8 is a diagram showing the fourth embodiment, and is an enlarged partial sectional view of the synchronous motor.
In the first embodiment, a wide
図8に示すように、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、回転子2に対向する面の一部で、隣り合う開口部4の中間付近に幅広の内側に凸の台形部分6dを設け、台形部分6dの両側は、溝9を挟んで固定子鉄心1aの内周の円弧部分20で構成する(固定子鉄心内周面の軸直交方向の断面形状)。
As shown in FIG. 8, a
このように構成することにより、台形部分6dのギャップ長gが、台形部分6dがない場合のギャップ長g0より小さくなり、他の場所に比べて狭くなるため、回転子2より発生する磁束はこの台形部分6dに集中しやすくなる。これによって、スロット開口部4によって発生するコギングトルクとちょうど逆位相のコギングトルクが生じるため、これらが打ち消し合うことによってその振幅が小さくなる。
With this configuration, the gap length g of the
実施の形態5.
図9、10は実施の形態5を示す図で、図9は同期電動機の部分断面図、図10は同期電動機の拡大部分断面図である。
上記実施の形態1乃至4では、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端の、直線部分6と円弧部分20との接続部付近に溝9を設けたものを示したが、例えば、固定子1を樹脂でモールドしない用途では、溝9がないものでもよい。
9 and 10 are diagrams showing the fifth embodiment. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the synchronous motor, and FIG. 10 is an enlarged partial cross-sectional view of the synchronous motor.
In Embodiments 1 to 4 described above, the
図9、10に示すように、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端は、中央部に幅広の直線部分6を設け、その両端は、固定子鉄心1aの内周の円弧部分20となる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the inner end of the
スロット開口部4によって発生するコギングトルクの振幅を低減できる効果は、実施の形態1と同様である。
The effect of reducing the amplitude of the cogging torque generated by the
実施の形態6.
図11〜14は実施の形態6を示す図で、図11は同期電動機の回転子の断面図、図12は同期電動機の回転子の拡大部分断面図、図13は同期電動機に発生するコギングトルクを示す図、図14は回転子磁極表面の直線部分が占める幅とコギングトルク、出力トルクの関係を示す図である。
図11、12に示すように、回転子2は、例えば電磁鋼板を積層して構成されるもので、内部に永久磁石10を埋め込んでいる。回転子表面の軸直交方向の断面形状は、永久磁石10で構成される磁極の中央部及び磁極間11付近は同一径の円弧で構成しており、磁極の中央部と磁極間11付近との間に、直線部分12(回転子外周面より内側に凹む凹み部)を設けている。
FIGS. 11 to 14 are diagrams showing a sixth embodiment, FIG. 11 is a sectional view of a rotor of a synchronous motor, FIG. 12 is an enlarged partial sectional view of a rotor of a synchronous motor, and FIG. 13 is a cogging torque generated in the synchronous motor. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the width occupied by the linear portion of the rotor magnetic pole surface, the cogging torque, and the output torque.
As shown in FIGS. 11 and 12, the
永久磁石10の両端付近は、隣り合う磁極との距離が短く磁束が集中しやすいため、ギャップ5(例えば、図1参照)内の磁束密度がこの付近で高くなり、コギングトルクが大きくなる要因となりやすい。永久磁石10の両端付近を直線部分12で構成し、永久磁石10両端付近の磁束集中を緩和することによってコギングトルクを小さくすることができる。
Near both ends of the
また、磁極間11の外径寸法は、回転子2の外径寸法と同じとすることで内部の永久磁石10をより外側に配置でき、より幅の広い永久磁石10を回転子2内部に埋め込むことができる。これにより、より多くの磁束を永久磁石10から取り出せるため、同期電動機の性能を向上することができる。
Further, by setting the outer diameter dimension between the
図13は回転子2の表面に直線部分12を設けた場合のコギングトルクを解析した結果を示しており(横軸は回転子2の回転角[deg]、縦軸はコギングトルク[N・m])、直線部分12がない場合のコギングトルク波形7bに対して、直線部分12がある場合のコギングトルク波形13の方が、振幅が小さくなっており、コギングトルク低減の効果が得られていることを示している。
FIG. 13 shows the result of analyzing the cogging torque when the
図14はこの回転子2の表面の直線部分12の幅wとコギングトルクの振幅、運転時の出力トルクとの関係を示したグラフである(図14(a)の横軸は直線部分12の幅w[%]、縦軸はコギングトルク[N・m]、図14(b)の横軸は直線部分12の幅w[%]、縦軸は出力トルク[N・m])。図14(a)は直線部12の幅wに対するコギングトルクの振幅の関係を示しており、直線部分12の幅wは、1磁極に対する直線部分が占める割合を示している。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the width w of the
図14(b)は、直線部分12の幅wに対する出力トルクの関係を示しており、固定子巻線に同一の電流を流した時に発生するトルクを比較している。図から、コギングトルクの振幅を25%以上低減できる直線部分12の割合は、片側で25%〜35%(両側あわせると、50%〜70%)の時であり、出力トルクの低下が概ね2%以内で抑えられるのは、直線部分12の割合が片側で35%以内であることがわかる。
FIG. 14B shows the relationship of the output torque with respect to the width w of the
上記実施の形態では、永久磁石10で構成される磁極の中央部及び磁極間11付近は同一径の円弧で構成し、磁極の中央部と磁極間11付近との間に直線部分12を設けたものを示したが、直線部分12に代えて、外側に凹の、例えば、円弧、三角形、台形等でもよく、同様の効果を奏する。
In the above-described embodiment, the central part of the magnetic pole constituted by the
実施の形態7.
図15〜17は実施の形態7を示す図で、図15は同期電動機示す断面図、図16は同期電動機に発生するコギングトルクを示す図、図17は同期電動機示す断面図である。
図15に示すように、固定子鉄心1aのティース1bの内側先端で、回転子2と対向する面に、軸直交方向の断面形状幅広の直線部分6(張り出し部)が設けられる(固定子鉄心内周面の軸直交方向の断面形状)。直線部分6の両側は、円弧部分20で構成される。そして、直線部分6と円弧部分20との接続部付近には、溝9が設けられる。
Embodiment 7 FIG.
15 to 17 are diagrams showing the seventh embodiment, FIG. 15 is a sectional view showing a synchronous motor, FIG. 16 is a diagram showing cogging torque generated in the synchronous motor, and FIG. 17 is a sectional view showing the synchronous motor.
As shown in FIG. 15, a straight portion 6 (projecting portion) having a wide cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is provided on the surface facing the
回転子2については、回転子表面の軸直交方向の断面形状は、永久磁石10で構成される磁極の中央部及び磁極間11付近は同一径の円弧で構成しており、磁極の中央部と磁極間11付近との間に、直線部分12(回転子外周面より内側に凹む凹み部)を設けている。
For the
これら固定子1と回転子2とを組み合わせることにより、上記実施の形態1乃至4、実施の形態6それぞれで得られていたコギングトルクの低減効果が同時に得られるため、コギングトルクをさらに小さくすることができる。
By combining the stator 1 and the
図16は、固定子鉄心1aと回転子2にそれぞれ直線部分6と直線部分12がある場合とない場合のコギングトルクを解析した結果を比較したものである。固定子鉄心に直線部分6がなく、回転子に直線部分12がない場合のコギングトルク波形7cに対して、固定子鉄心に直線部分6があり、回転子に直線部分12がある場合のコギングトルク波形17の振幅が小さくなっていることがわかる。
FIG. 16 compares the results of analyzing the cogging torque with and without the
また、固定子鉄心に直線部分6があり、回転子に直線部分12がある場合のコギングトルク波形17は、図4の直線部分6がある場合のコギングトルク波形8、図13の直線部分12がある場合のコギングトルク波形13と比較してもコギングトルクの振幅は小さくなっている。
The
また、図17に示すように、上記実施の形態5と、実施の形態6との組合せでもよい。コギングトルクの低減効果が同時に得られるため、コギングトルクをさらに小さくすることができる。
Moreover, as shown in FIG. 17, the combination of the said
実施の形態8.
図18〜21は実施の形態8を示す図で、図18はロータリ圧縮機の縦断面図、図19〜21はロータリ圧縮機の電動要素部分の横断面図である。
図18に示すように、ロータリ圧縮機40(密閉型圧縮機の一例)は、密閉容器43の内部に、主に電動要素41と、この電動要素41により駆動されて、冷媒を高温、高圧のガス冷媒に圧縮する圧縮要素42とが収容されている。
Embodiment 8 FIG.
18 to 21 are views showing Embodiment 8, FIG. 18 is a longitudinal sectional view of a rotary compressor, and FIGS. 19 to 21 are transverse sectional views of an electric element portion of the rotary compressor.
As shown in FIG. 18, the rotary compressor 40 (an example of a hermetic compressor) is mainly driven by the
上記実施の形態1〜7で説明した同期電動機を、ロータリ圧縮機40の電動要素41に用いれば、電動要素41のコギングトルクが低減し、ロータリ圧縮機40の低振動・低騒音化が図れる。
If the synchronous motor described in the first to seventh embodiments is used for the
図19は実施の形態1の同期電動機をロータリ圧縮機40の電動要素41に使用した例である。
FIG. 19 shows an example in which the synchronous motor of the first embodiment is used for the
図20は実施の形態6の同期電動機をロータリ圧縮機40の電動要素41に使用した例である。
FIG. 20 shows an example in which the synchronous motor of the sixth embodiment is used for the
図21は実施の形態7の同期電動機をロータリ圧縮機40の電動要素41に使用した例である。
FIG. 21 shows an example in which the synchronous motor of the seventh embodiment is used for the
実施の形態9.
図22は実施の形態9を示す図で、ファンモータの一例を示す図である。図において、ファンモータ50は、固定子1を樹脂を用いてモールドしたモールド固定子53に、回転子2と2個の軸受54を軸に嵌合した回転子組立51を組み付け、ブラケット54を端部に固定したものである。
FIG. 22 is a diagram illustrating the ninth embodiment and illustrates an example of a fan motor. In the figure, a
図22に示すファンモータ50に、実施の形態1〜7の電動機(固定子1、回転子2)を用いることにより、電動要素41のコギングトルクが低減し、ファンモータ50の低振動・低騒音化が図れる。
By using the motors (stator 1 and rotor 2) of the first to seventh embodiments for the
1 固定子、1a 固定子鉄心、1b ティース、2 回転子、3 スロット、4 開口部、5 ギャップ、6 直線部分、6b 円弧部分、6c 三角形部分、6d 台形部分、7 直線部分6がない場合のコギングトルク波形、7b 直線部分12がない場合のコギングトルク波形、7c 固定子鉄心に直線部分6がなく、回転子に直線部分12がない場合のコギングトルク波形、8 直線部分6がある場合のコギングトルク波形、9 溝、10 永久磁石、11 磁極間、12 直線部分、13 直線部分12がある場合のコギングトルク波形、17 固定子鉄心に直線部分6があり、回転子に直線部分12がある場合のコギングトルク波形、20 円弧部分、40 ロータリ圧縮機、41 電動要素、42 圧縮要素、43 密閉容器、50 ファンモータ、51 回転子組立、52 軸受、53 モールド固定子、54 ブラケット。
1 Stator, 1a Stator core, 1b Teeth, 2 Rotor, 3 Slot, 4 Opening, 5 Gap, 6 Straight part, 6b Arc part, 6c Triangle part, 6d Trapezoid part, 7 When there is no 6 straight part Cogging torque waveform, 7b Cogging torque waveform when there is no
Claims (10)
前記固定子鉄心のティースの内周面で、前記回転子と対向する面の軸直交方向の断面形状を、中央部を前記固定子鉄心の内周面より前記回転子側に張り出した幅広の張り出し部とし、この張り出し部両側は、前記固定子鉄心の内周面の円弧部分で構成し、前記張り出し部と前記円弧部分との接続部に溝を設けたことを特徴とする同期電動機。 A slot for storing the winding, an opening for winding the winding provided in the inner periphery of the slot, and a tooth formed extending in the radial direction between the slots across the opening In a synchronous motor including a stator core having a rotor and a rotor using a permanent magnet,
On the inner peripheral surface of the teeth of the stator core, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the surface facing the rotor is widened with the center portion protruding from the inner peripheral surface of the stator core toward the rotor side. The synchronous motor is characterized in that both sides of the projecting portion are formed by arc portions of the inner peripheral surface of the stator core, and a groove is provided at a connecting portion between the projecting portion and the arc portion.
前記固定子鉄心のティースの内周面で、前記回転子と対向する面の軸直交方向の断面形状を、中央部を前記固定子鉄心の内周面より前記回転子側に張り出した幅広の張り出し部とし、この張り出し部両側は、前記固定子鉄心の内周面の円弧部分で構成したことを特徴とする同期電動機。 A slot for storing the winding, an opening for winding the winding provided in the inner periphery of the slot, and a tooth formed extending in the radial direction between the slots across the opening In a synchronous motor including a stator core having a rotor and a rotor using a permanent magnet,
On the inner peripheral surface of the teeth of the stator core, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the surface facing the rotor is widened with the center portion protruding from the inner peripheral surface of the stator core toward the rotor side. The synchronous motor is characterized in that both sides of the projecting portion are formed by arc portions of the inner peripheral surface of the stator core.
前記回転子外周面の軸直交方向の断面形状は、前記永久磁石で構成される磁極の中央部及び磁極間は前記回転子外周面の径と同一径の円弧で構成し、前記磁極の中央部と磁極間との間を、回転子外周面より内側に凹む凹み部としたことを特徴とする同期電動機。 In a synchronous motor having a rotor in which a permanent magnet is embedded inside a magnetic body and this permanent magnet serves as a magnetic pole,
The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the outer peripheral surface of the rotor is formed by an arc having the same diameter as the diameter of the outer peripheral surface of the rotor, and the central part of the magnetic pole formed by the permanent magnet and the central part of the magnetic pole. A synchronous motor characterized in that a space between the magnetic poles and the magnetic poles is formed as a recessed portion recessed inward from the outer peripheral surface of the rotor.
前記固定子鉄心のティースの内周面で、前記回転子と対向する面の軸直交方向の断面形状を、中央部を前記固定子鉄心の内周面より前記回転子側に張り出した幅広の張り出し部とし、この張り出し部両側は、前記固定子鉄心の内周面の円弧部分で構成し、前記張り出し部と前記円弧部分との接続部に溝を設け、前記回転子外周面の軸直交方向の断面形状は、前記永久磁石で構成される磁極の中央部及び磁極間は前記回転子外周面の径と同一径の円弧で構成し、前記磁極の中央部と磁極間との間を、回転子外周面より内側に凹む凹み部としたことを特徴とする同期電動機。 A slot for storing the winding, an opening for winding the winding provided in the inner periphery of the slot, and a tooth formed extending in the radial direction between the slots across the opening In a synchronous motor including a stator iron core having a permanent magnet embedded in a magnetic body and a rotor in which the permanent magnet serves as a magnetic pole,
On the inner peripheral surface of the teeth of the stator core, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the surface facing the rotor is widened with the center portion protruding from the inner peripheral surface of the stator core toward the rotor side. And both sides of the projecting portion are formed by arc portions of the inner peripheral surface of the stator core, and a groove is provided at a connection portion between the projecting portion and the arc portion, and the rotor outer peripheral surface is perpendicular to the axis direction. The cross-sectional shape is composed of an arc having the same diameter as that of the outer peripheral surface of the rotor between the central part of the magnetic pole and the magnetic pole made of the permanent magnet, and the rotor is provided between the central part of the magnetic pole and the magnetic pole. A synchronous motor characterized in that it is a recessed portion recessed inward from the outer peripheral surface.
前記固定子鉄心のティースの内周面で、前記回転子と対向する面の軸直交方向の断面形状を、中央部を前記固定子鉄心の内周面より前記回転子側に張り出した幅広の張り出し部とし、この張り出し部両側は、前記固定子鉄心の内周面の円弧部分で構成し、前記回転子外周面の軸直交方向の断面形状は、前記永久磁石で構成される磁極の中央部及び磁極間は前記回転子外周面の径と同一径の円弧で構成し、前記磁極の中央部と磁極間との間を、回転子外周面より内側に凹む凹み部としたことを特徴とする同期電動機。 A slot for storing the winding, an opening for winding the winding provided in the inner periphery of the slot, and a tooth formed extending in the radial direction between the slots across the opening In a synchronous motor including a stator iron core having a permanent magnet embedded in a magnetic body and a rotor in which the permanent magnet serves as a magnetic pole,
On the inner peripheral surface of the teeth of the stator core, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the surface facing the rotor is widened with the center portion protruding from the inner peripheral surface of the stator core toward the rotor side. And both sides of the projecting portion are formed by arc portions of the inner peripheral surface of the stator core, and the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis of the outer peripheral surface of the rotor is the central portion of the magnetic pole formed by the permanent magnet. The synchronization is characterized in that the gap between the magnetic poles is formed by an arc having the same diameter as that of the outer peripheral surface of the rotor, and a recess between the central portion of the magnetic pole and the gap between the magnetic poles is recessed inward from the outer peripheral surface of the rotor. Electric motor.
請求項1乃至8のいずれかに記載の同期電動機を前記電動要素に用いたことを特徴とする密閉型圧縮機。 In a hermetic compressor having a compression element and an electric element,
A hermetic compressor using the synchronous motor according to any one of claims 1 to 8 as the electric element.
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