JP4469187B2 - Permanent magnet motor - Google Patents

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Description

本発明は、固定子巻線を有する固定子と、磁石収容孔に収容された永久磁石を有する回転子とを備える永久磁石電動機に関する。   The present invention relates to a permanent magnet motor including a stator having a stator winding and a rotor having a permanent magnet housed in a magnet housing hole.

エアコン(空調装置)や冷蔵庫等の圧縮機を駆動する電動機として、磁石収容孔に永久磁石が収容された(埋め込まれた)回転子、すなわち永久磁石埋込構造の回転子を備える永久磁石電動機(以下、「永久磁石埋込型電動機」という)が用いられている。永久磁石埋込型電動機は、永久磁石の磁束によるマグネットトルクと、回転子の突極性によるリラクタンストルクの両方を利用するモータである。
従来の永久磁石埋込型電動機では、回転子コアを有する回転子と、固定子コアを有する固定子を備えている。回転子コアには、例えば、軸方向に直角な断面形状が、半径方向に略直角な長方形形状に形成された磁石収容孔、あるいは、軸方向に直角な断面形状が、凸部側が中心側を向いた円弧形状等の凸形状の磁石収容孔が各磁極に設けられている。そして、各磁極の磁石収容孔には、軸方向に直角な断面形状が長方形形状や円弧形状等に形成された永久磁石が収容されている(埋め込まれている)。永久磁石としては、フェライト磁石や希土類磁石が用いられている。
また、固定子コアには、先端部が回転子コアの外周部と間隙(エアギャップ)を介して配置されるティース部が設けられている。そして、ティース部によって形成されるスロット内に固定子巻線が配設されている。
インバータ等の電源供給源から固定子巻線に電源を供給することにより、回転子が回転する。
As an electric motor for driving a compressor such as an air conditioner (air conditioner) or a refrigerator, a permanent magnet electric motor including a rotor in which a permanent magnet is housed (embedded) in a magnet housing hole, that is, a rotor having a permanent magnet embedded structure ( Hereinafter, a “permanent magnet embedded type electric motor”) is used. The embedded permanent magnet electric motor is a motor that uses both magnet torque due to the magnetic flux of the permanent magnet and reluctance torque due to the saliency of the rotor.
A conventional permanent magnet embedded motor includes a rotor having a rotor core and a stator having a stator core. The rotor core has, for example, a magnet receiving hole formed in a rectangular shape perpendicular to the axial direction and a rectangular shape substantially perpendicular to the radial direction, or a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction, with the convex side facing the center side. Convex-shaped magnet housing holes such as a facing arc shape are provided in each magnetic pole. And the permanent magnet in which the cross-sectional shape orthogonal to an axial direction was formed in the rectangular shape, the circular arc shape, etc. is accommodated in the magnet accommodation hole of each magnetic pole (embedded). As the permanent magnet, a ferrite magnet or a rare earth magnet is used.
Further, the stator core is provided with a tooth portion having a tip portion disposed via a gap (air gap) from the outer peripheral portion of the rotor core. A stator winding is disposed in a slot formed by the tooth portion.
By supplying power to the stator winding from a power supply source such as an inverter, the rotor rotates.

近年、エアコンや冷蔵庫等の小型化が要望されており、それにともなって圧縮機を駆動する電動機の小型化が要望されている。例えば、外径が90mmの大きさの永久磁石電動機が要望されている。この場合、永久磁石電動機の性能を維持しながら小型化する必要がある。
ここで、フェライト磁石は、温度が高くなると磁束密度が低下する特性を有している。これに対し、希土類磁石は、温度が高くなっても磁束密度の低下が少ない特性を有している。
そこで、永久磁石電動機を小型化する方法として、例えば、永久磁石として希土類磁石を用いることにより永久磁石電動機の効率を向上させる方法や永久磁石の配置状態を変更することによって永久磁石電動機の効率を向上させる方法が考えられる。しかしながら、このような方法を用いても、実際の効率は思ったほど向上しない。これは、電源供給源としてPWM制御方式のインバータを用いることにも起因する。
本発明者らは、種々検討した結果、回転子や固定子の形状、寸法等を所定の条件が満足されるように構成することによって、電源供給源としてPWM制御方式のインバータを用いた場合でも、永久磁石電動機の効率を向上させることができることを見出した。
そこで、本発明は、電源供給源としてPWM制御方式のインバータを用いた場合でも効率を向上させることができ、もって、所定の性能を維持しながら小型化を図ることができる永久磁石電動機を提供することを目的とする。
In recent years, downsizing of air conditioners, refrigerators, and the like has been demanded, and accordingly, downsizing of electric motors that drive compressors has been demanded. For example, a permanent magnet motor having an outer diameter of 90 mm is desired. In this case, it is necessary to reduce the size while maintaining the performance of the permanent magnet motor.
Here, the ferrite magnet has a characteristic that the magnetic flux density decreases as the temperature increases. On the other hand, rare earth magnets have a characteristic that the decrease in magnetic flux density is small even when the temperature increases.
Therefore, as a method of reducing the size of the permanent magnet motor, for example, a method of improving the efficiency of the permanent magnet motor by using a rare earth magnet as the permanent magnet, or improving the efficiency of the permanent magnet motor by changing the arrangement state of the permanent magnets. A method of making it possible is considered. However, using such a method does not improve the actual efficiency as expected. This is also caused by using a PWM control type inverter as a power supply source.
As a result of various investigations, the present inventors have configured the rotor and stator so that predetermined conditions are satisfied, such as the shape and dimensions of the rotor and stator, so that even when a PWM control type inverter is used as a power supply source. The present inventors have found that the efficiency of a permanent magnet motor can be improved.
Therefore, the present invention provides a permanent magnet motor that can improve efficiency even when a PWM control type inverter is used as a power supply source, and can be downsized while maintaining a predetermined performance. For the purpose.

前記課題を解決するための本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの永久磁石電動機である。  A first invention of the present invention for solving the above problem is a permanent magnet electric motor as set forth in claim 1.
請求項1に記載の永久磁石電動機は、固定子巻線が収容されるスロットを形成し、回転子と対向する部分に中央部と端部からなるティース先端部を有するティース部が設けられている固定子と、ティース先端部と間隙を介して配置され、永久磁石を収容する磁石収容孔が各磁極に設けられている回転子とを備え、各磁極の磁石収容孔の端部壁と回転子の外周部との間に空隙部が設けられている。これによって、各磁極の空隙部の間に主磁極部が形成されるとともに、隣接する磁極の空隙部の間に磁極間部が形成されている。  The permanent magnet motor according to claim 1 forms a slot in which the stator winding is accommodated, and a tooth portion having a tooth tip portion including a center portion and an end portion is provided in a portion facing the rotor. A stator, a rotor disposed at a gap between the tip of the teeth and a magnet, and a magnet housing hole for housing a permanent magnet provided in each magnetic pole, and an end wall of the magnet housing hole of each magnetic pole and the rotor A gap is provided between the outer peripheral portion of each of the two. As a result, a main magnetic pole portion is formed between the gap portions of the magnetic poles, and an inter-magnetic pole portion is formed between the gap portions of the adjacent magnetic poles.
そして、隣接する磁極に設けられている空隙部の距離B、隣接するティース部の側面間の最短距離A、ティース部の幅C、空隙部の周方向の長さDが、B≧A及びD≧Cを満足するように構成されている。これにより、充分なリラクタンストルクを得ることができるため、効率が向上する。また、磁石収容孔に収容されている永久磁石の端部での磁束短絡量を低減することができるため、有効磁束量を増加させることができ、効率が向上する。さらに、リラクタンストルクの変動の低減によってトルク脈動が低減し、あるいは、永久磁石の端部での磁束短絡量の低減によって回転子と固定子との間のラジアル方向の磁気吸引力が低減するため、騒音や振動を低減することができる。なお、磁石収容孔と回転子の外周部との間に空隙部を設けて永久磁石を回転子の外周部から離れて配設することにより、永久磁石の端部がPWM制御等による高調波磁束の影響を受けることがなく、永久磁石の端部発熱を減少させて、鉄損を減少させることができる。この点においても、効率を向上させることができる。  The distance B between the gap portions provided in the adjacent magnetic poles, the shortest distance A between the side surfaces of the adjacent teeth portions, the width C of the teeth portions, and the circumferential length D of the gap portions are B ≧ A and D It is configured to satisfy ≧ C. Thereby, since sufficient reluctance torque can be obtained, efficiency improves. Moreover, since the magnetic flux short circuit amount at the end of the permanent magnet accommodated in the magnet accommodation hole can be reduced, the effective magnetic flux amount can be increased, and the efficiency is improved. Furthermore, the torque pulsation is reduced by reducing the fluctuation of the reluctance torque, or the magnetic attraction force in the radial direction between the rotor and the stator is reduced by reducing the magnetic flux short-circuit amount at the end of the permanent magnet. Noise and vibration can be reduced. In addition, by providing an air gap between the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor and disposing the permanent magnet away from the outer periphery of the rotor, the end of the permanent magnet is placed in a harmonic magnetic flux by PWM control or the like. Without being influenced by the above, the end heat generation of the permanent magnet can be reduced and the iron loss can be reduced. In this respect also, the efficiency can be improved.
また、回転子の外周部とティース先端部との間の間隙g、空隙部の周方向の各位置における半径方向の長さの最短長Lが、g×0.2≦L≦g×0.5を満足するように構成されている。g×0.2≦Lを満足することにより、短絡磁束が減少し、効率が向上する。さらに、ラジアル方向の磁気吸引力の低減によって、騒音や振動を低減することができる。L≦g×0.5を満足することにより、例えば、回転子の外周部に形成した凹部を空隙部として用いる場合に、熱交換媒体に対する凹部の抵抗力の増大を低減し、凹部での損失の増大を抑制することができるため、効率の低下を抑制することができる。  Further, the gap g between the outer periphery of the rotor and the tip of the teeth, and the shortest length L in the radial direction at each circumferential position of the gap are g × 0.2 ≦ L ≦ g × 0. 5 is satisfied. By satisfying g × 0.2 ≦ L, the short-circuit magnetic flux is reduced and the efficiency is improved. Furthermore, noise and vibration can be reduced by reducing the magnetic attractive force in the radial direction. By satisfying L ≦ g × 0.5, for example, when a recess formed in the outer periphery of the rotor is used as a gap, an increase in the resistance of the recess to the heat exchange medium is reduced, and loss in the recess is reduced. Therefore, the decrease in efficiency can be suppressed.
また、各磁極の空隙部間の有効磁極部の開角θが、有効磁極部に4個のティース部と5個のティース部が交互に対向する角度に設定されている。これにより、鉄損と銅損を軽減することができ、効率を向上させることができる。  Further, the opening angle θ of the effective magnetic pole portion between the gap portions of each magnetic pole is set to an angle at which the four magnetic teeth portions and the five teeth portions are alternately opposed to the effective magnetic pole portions. Thereby, an iron loss and a copper loss can be reduced and efficiency can be improved.
なお、「磁石収容孔の端部壁」は、回転子の外周部近傍の端部壁を意味する。例えば、各磁極の磁石収容孔が複数の磁石収容孔部を列状に配置して構成されている場合には、「磁石収容孔の端部壁」は、回転子の外周部側に配置されている磁石収容孔部の端部壁のうち、回転子の外周部近傍の端部壁を示す。  The “end wall of the magnet housing hole” means an end wall near the outer periphery of the rotor. For example, when the magnet accommodation hole of each magnetic pole is configured by arranging a plurality of magnet accommodation holes in a row, the “end wall of the magnet accommodation hole” is arranged on the outer peripheral side of the rotor. Of the end walls of the magnet receiving hole portion, the end wall near the outer periphery of the rotor is shown.
また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの永久磁石電動機である。  The second invention of the present invention is a permanent magnet motor as set forth in claim 2.
請求項2に記載の永久磁石電動機では、回転子の外周部に形成された凹部により空隙部を構成する。これにより、回転子を容易に形成することができる。  In the permanent magnet motor according to the second aspect of the present invention, the gap is formed by the recess formed in the outer peripheral portion of the rotor. Thereby, a rotor can be formed easily.
また、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの永久磁石電動機である。  A third invention of the present invention is a permanent magnet motor as set forth in claim 3.
請求項3に記載の永久磁石電動機では、空隙部は、周方向の各位置における半径方向の長さが等しくなるように形成されている。これにより、回転子を容易に形成することができる。なお、「半径方向の長さが等しい」という記載は、半径方向の長さが略等しい場合も含んでいる。  In the permanent magnet motor according to the third aspect, the gap is formed so that the lengths in the radial direction are equal at each position in the circumferential direction. Thereby, a rotor can be formed easily. In addition, the description “the lengths in the radial direction are equal” includes the case where the lengths in the radial direction are substantially equal.
また、本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの永久磁石電動機である。  A fourth invention of the present invention is a permanent magnet motor as set forth in claim 4.
請求項4に記載の永久磁石電動機では、固定子には、軸方向に貫通する通路が設けられており、固定子の外径Ra、固定子の内径Rb、スロット断面積S、スロット数z、通路の総断面積Gが、[(Ra/2)  In the permanent magnet motor according to claim 4, the stator is provided with a passage penetrating in the axial direction. The stator outer diameter Ra, stator inner diameter Rb, slot cross-sectional area S, number of slots z, The total cross-sectional area G of the passage is [(Ra / 2). 2 π−{(Rb/2)π-{(Rb / 2) 2 π+G}]×0.2≦(S×z)≦[(Ra/2)π + G}] × 0.2 ≦ (S × z) ≦ [(Ra / 2) 2 π−{(Rb/2)π-{(Rb / 2) 2 π+G}]×0.4を満足するように構成されている。これにより、より効率を向上させることができる。通路としては、例えば、固定子の外周部を貫通するように切り欠いた切欠部や、固定子を貫通するように形成した孔等が用いられる。π + G}] × 0.4. Thereby, efficiency can be improved more. As the passage, for example, a notch portion that is notched so as to penetrate the outer peripheral portion of the stator, a hole that is formed so as to penetrate the stator, and the like are used.
また、本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりの永久磁石電動機である。  The fifth aspect of the present invention is a permanent magnet motor as set forth in the fifth aspect.
請求項5に記載の永久磁石電動機では、磁石収容孔には、磁石収容孔の端部壁との間に間隙が設けられるように永久磁石が収容されており、磁石収容孔の端部壁及び空隙部の底壁が回転子の外周部に略平行に形成されている。  In the permanent magnet motor according to claim 5, the permanent magnet is accommodated in the magnet accommodation hole so that a gap is provided between the end wall of the magnet accommodation hole, and the end wall of the magnet accommodation hole and The bottom wall of the gap is formed substantially parallel to the outer periphery of the rotor.
なお、請求項6に記載されているように、固定子の外径を90mmとすることにより、永久磁石電動機を小型化することができる。  In addition, as described in claim 6, the permanent magnet motor can be reduced in size by setting the outer diameter of the stator to 90 mm.
さらに、本発明の永久磁石電動機を、請求項7や請求項8に記載されているように、空調装置や冷蔵庫等の圧縮機駆動用電動機として、あるいは、請求項9に記載されているように、車載装置の駆動電動機として用いることにより、各装置を小型化することができる。  Furthermore, the permanent magnet motor of the present invention is used as a compressor driving motor such as an air conditioner or a refrigerator as described in claim 7 or claim 8, or as described in claim 9. By using it as a drive motor for an in-vehicle device, each device can be miniaturized.

請求項1〜9に記載の永久磁石電動機を用いれば、電源供給源としてPWM制御方式のインバータを用いた場合でも、所定の性能を維持しながら小型化することができる。
If the permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 9 is used, even if a PWM control type inverter is used as a power supply source, it is possible to reduce the size while maintaining a predetermined performance.

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明の永久磁石電動機の概略構成を図1、図2に示す。なお、図1は、断面図であり、図2は図1の部分拡大図である。
本発明の永久磁石電動機は、回転子10と固定子30により構成されている。
回転子10は、回転子コア11を有している。回転子コア11は、例えば、電磁鋼板等の鋼板を積層して略円筒状に形成される。
固定子30は、固定子コア(ヨーク部)31を有している。固定子コア11は、例えば、電磁鋼板等の鋼板を積層して略円筒状に形成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A schematic configuration of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. 1 is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
The permanent magnet motor of the present invention is constituted by a rotor 10 and a stator 30.
The rotor 10 has a rotor core 11. The rotor core 11 is formed in a substantially cylindrical shape by laminating steel plates such as electromagnetic steel plates.
The stator 30 has a stator core (yoke part) 31. The stator core 11 is formed in a substantially cylindrical shape by laminating steel plates such as electromagnetic steel plates.

回転子コア11には、回転軸を挿通するための軸孔12が中心に設けられている。
また、永久磁石を収容する(埋め込む)ための複数の磁石収容孔が軸孔12と平行に設けられている。磁石収容孔は、各磁極毎に設けられている。本実施の形態では、90度間隔で4個の磁石収容孔21a〜21dが軸線方向に設けられている。
磁石収容孔21a〜21dは同じ構造であるため、磁石収容孔21aについて説明する。なお、磁石収容孔21b〜21dの要素符号は、磁石収容孔21aの対応する要素の要素符号のアルファベットaをb〜dに置き換えて用いる。
磁石収容孔21aは、回転子コア11の半径方向中心側に設けられている直線状の内壁22a、回転子コア11の半径方向外周側に設けられている直線状の外壁23a、外壁23aが回転子コア11の外周部に近接する位置から回転子コア11の外周部に略平行して延びる(略同じ形状)端部壁24a、25a、端部壁24aと内壁22a、端部壁25aと内壁22aとの間に延び、磁極間の磁束通路の幅を決定する通路壁26a、27aにより形成されている。なお、通路壁26a、27aは省略される場合もある。
磁石収容孔21aの端部壁24a、25aと回転子コア11の外周部との間には空隙部が設けられている。本実施の形態では、回転子コア11の外周部に設けた凹部(切欠部)14a、16aを空隙部として用いている。凹部14aは、側壁14a1、14a3と、底壁14a2により形成されている。凹部16aも同様の形状である。
本実施の形態では、凹部14a、16aの底壁14a2、16a2と端部壁24a及び端部壁25aは略平行に設けられている(ほぼ同じ形状を有している)。すなわち、凹部14a〜14d、16a〜16dは、周方向に沿った各位置における半径方向の長さ(深さ)が略等しくなるように形成されている。
The rotor core 11 is provided with a shaft hole 12 through which the rotation shaft is inserted.
In addition, a plurality of magnet housing holes for housing (embedding) the permanent magnets are provided in parallel to the shaft hole 12. The magnet accommodation hole is provided for each magnetic pole. In the present embodiment, four magnet housing holes 21a to 21d are provided in the axial direction at intervals of 90 degrees.
Since the magnet housing holes 21a to 21d have the same structure, the magnet housing hole 21a will be described. In addition, the element code | symbol of the magnet accommodation holes 21b-21d replaces the alphabet a of the element code | symbol of the element corresponding to the magnet accommodation hole 21a, and uses it.
The magnet housing hole 21a is rotated by a linear inner wall 22a provided on the radial center side of the rotor core 11, a linear outer wall 23a provided on the radial outer peripheral side of the rotor core 11, and the outer wall 23a. End wall 24a, 25a, end wall 24a and inner wall 22a, end wall 25a and inner wall extending substantially parallel to the outer periphery of rotor core 11 from a position close to the outer periphery of child core 11 (substantially the same shape) 22a, formed by passage walls 26a and 27a that determine the width of the magnetic flux passage between the magnetic poles. The passage walls 26a and 27a may be omitted.
A gap is provided between the end walls 24 a and 25 a of the magnet housing hole 21 a and the outer periphery of the rotor core 11. In the present embodiment, the recesses (notches) 14a and 16a provided on the outer periphery of the rotor core 11 are used as the gaps. The recess 14a is formed by side walls 14a1, 14a3 and a bottom wall 14a2. The recess 16a has a similar shape.
In the present embodiment, the bottom walls 14a2, 16a2 of the recesses 14a, 16a, the end wall 24a, and the end wall 25a are provided substantially in parallel (having substantially the same shape). That is, the concave portions 14a to 14d and 16a to 16d are formed so that the lengths (depths) in the radial direction at the respective positions along the circumferential direction are substantially equal.

各磁石収容孔21a〜21dには、軸方向に直角な断面形状が略長方形形状に形成されている永久磁石20a〜20dが収容され(埋め込まれ)ている。ここで、隣接する磁極の磁石収容孔には、異なる極性の永久磁石が収容される。例えば、磁石収容孔21aにはN極の永久磁石20aが収容され(外壁23a側がN極、内壁22a側がS極)、磁石収容孔21bにはS極の永久磁石20bが収容される(外壁23b側がS極、内壁22b側がN極)。
本実施の形態では、軸方向に対して直角な断面形状が略長方形形状に形成されている永久磁石20a〜20dを用いているため、磁石収容孔21a〜21dの回転子コア11の外周部側の両端部には間隙28a〜28d、29a〜29dが設けられている。間隙28a〜28d、29a〜29dは、空隙であってもよいし、樹脂等の非磁性絶縁体を充填してもよい。
凹部14a〜14dと端部壁24a〜24dとの間、凹部16a〜16dと端部壁25a〜25dとの間には、永久磁石20a〜20dを磁石収容孔21a〜21d内に保持するための連結部(ブリッジ部)17a〜17d、18a〜18dが形成されている。各磁極の凹部14a〜14dと16a〜16dとの間に主磁極部(有効磁極部)15a〜15dが形成される。また、隣接する磁極の凹部14a〜14dと16a〜16dとの間に磁極間部13a〜13dが形成される。
In each of the magnet housing holes 21a to 21d, permanent magnets 20a to 20d whose cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is formed in a substantially rectangular shape are housed (embedded). Here, permanent magnets of different polarities are accommodated in the magnet accommodation holes of adjacent magnetic poles. For example, an N-pole permanent magnet 20a is accommodated in the magnet accommodation hole 21a (N pole on the outer wall 23a side and S pole on the inner wall 22a side), and an S-pole permanent magnet 20b is accommodated in the magnet accommodation hole 21b (outer wall 23b). Side is S pole, inner wall 22b side is N pole).
In the present embodiment, since the permanent magnets 20a to 20d whose cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is formed in a substantially rectangular shape are used, the outer peripheral side of the rotor core 11 in the magnet housing holes 21a to 21d Gap 28a-28d and 29a-29d are provided in the both ends. The gaps 28a to 28d and 29a to 29d may be voids or may be filled with a nonmagnetic insulator such as resin.
For holding the permanent magnets 20a to 20d in the magnet housing holes 21a to 21d between the recesses 14a to 14d and the end walls 24a to 24d and between the recesses 16a to 16d and the end walls 25a to 25d. Connection portions (bridge portions) 17a to 17d and 18a to 18d are formed. Main magnetic pole portions (effective magnetic pole portions) 15a to 15d are formed between the concave portions 14a to 14d and 16a to 16d of the respective magnetic poles. Further, inter-magnetic pole portions 13a to 13d are formed between the concave portions 14a to 14d and 16a to 16d of the adjacent magnetic poles.

固定子コア31には、回転子コア11と対向する方向に突出する複数のティース部(磁極部)32a〜32nが設けられている。ティース部32a〜32nの回転子コア11と対向する部分には、先端部(ティース先端部)33a〜33nが回転子コア11と間隙を有して設けられている。
ティース部32a〜32nによって形成されるスロット34a〜34nには、固定子巻線が、例えば、分布巻方式で配設される。
また、固定子コア31には、冷媒ガス等を通す通路が軸方向に貫通して設けられている。図1では、固定子コア31の外周部を切り欠いた切欠部35a〜35nを通路として用いている。孔を通路として用いることもできる。
The stator core 31 is provided with a plurality of teeth portions (magnetic pole portions) 32 a to 32 n that protrude in a direction facing the rotor core 11. Tip portions (teeth tip portions) 33a to 33n are provided with a gap from the rotor core 11 at portions of the teeth portions 32a to 32n facing the rotor core 11.
In the slots 34a to 34n formed by the teeth portions 32a to 32n, stator windings are arranged, for example, in a distributed winding manner.
Further, the stator core 31 is provided with a passage through which refrigerant gas or the like passes in the axial direction. In FIG. 1, cutout portions 35 a to 35 n obtained by cutting out the outer peripheral portion of the stator core 31 are used as passages. A hole can also be used as a passage.

次に、本発明の第1の実施の形態の構成を具体的に説明する。
いま、図3及び図4に示す永久磁石埋込型電動機を考える。
図3、図4に示す永久磁石埋込型電動機では、回転子210の回転子コア211には、永久磁石220a〜220dが収納される磁石収納孔221a〜221dが各磁極毎に設けられている(図3、図4では、90度毎)。また、固定子230の固定子コア231には、スロット234a〜234nを形成するティース部232a〜232nが設けられている。ティース部232a〜232nには、回転子コア211と間隙を有して対向配置されるティース先端部233a〜233nが設けられている。
ここで、隣接する磁極の磁石収容孔の間隔(例えば、磁石収容孔221aと221bとの間の最短距離)をB、隣接するティース部232a〜232nの側面間の最短距離をAとした時、[B<A]の関係に設定されている場合を考える。
Next, the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention will be specifically described.
Consider the permanent magnet embedded motor shown in FIGS.
In the permanent magnet embedded type electric motor shown in FIGS. 3 and 4, the rotor core 211 of the rotor 210 is provided with magnet housing holes 221 a to 221 d for housing the permanent magnets 220 a to 220 d for each magnetic pole. (In FIGS. 3 and 4, every 90 degrees). The stator core 231 of the stator 230 is provided with teeth portions 232a to 232n that form slots 234a to 234n. The tooth portions 232a to 232n are provided with tooth tip portions 233a to 233n that are disposed to face the rotor core 211 with a gap.
Here, when the interval between the magnet receiving holes of adjacent magnetic poles (for example, the shortest distance between the magnet receiving holes 221a and 221b) is B, and the shortest distance between the side surfaces of the adjacent teeth portions 232a to 232n is A, Consider the case where the relationship of [B <A] is set.

この場合、回転子210と固定子230が図3に示されている位置関係(隣接する磁極の磁石収容孔221aと221bとの間の部分(磁極間通路部分)がティース部232aに対向する)にある時には、磁石収容孔221aと221bとの間の磁極間通路部分には、ティース先端部233aの中央部を介して磁束φ1が流れる。この時の磁束φ1は大きいため、大きなリラクタンストルクが発生する。
一方、回転子210と固定子230が図4に示されている位置関係(隣接する磁極の磁石収容孔221aと221bとの間の部分(磁極間通路部分)がティース部232aと232bの中間の位置に対向する)にある時には、磁石収容孔221aと221bとの間の磁極間通路部分には、ティース先端部233aの端部を介する磁束φ2と、ティース先端部233bの端部を介する磁束φ3が流れる。ここで、ティース先端部233a〜233nの端部の断面積が小さいため、少量の磁束が流れるだけでティース先端部233a〜233nが磁気飽和し、磁束が流れにくくなる。したがって、磁束φ2とφ3の和は磁束φ1に比べて小さく、発生するリラクタンストルクも小さい。
このように、リラクタンストルクが大きくなったり小さくなったりする(変動する)と、トルク脈動が大きくなり、トルク脈動に起因する振動や騒音が大きくなる。
In this case, the positional relationship between the rotor 210 and the stator 230 shown in FIG. 3 (the portion between the magnet receiving holes 221a and 221b of the adjacent magnetic poles (passage portion between the magnetic poles) faces the teeth portion 232a). In this case, the magnetic flux φ1 flows through the central portion of the tooth tip 233a in the path between the magnetic poles between the magnet receiving holes 221a and 221b. Since the magnetic flux φ1 at this time is large, a large reluctance torque is generated.
On the other hand, the positional relationship between the rotor 210 and the stator 230 shown in FIG. 4 (the portion between the magnet receiving holes 221a and 221b of the adjacent magnetic poles (the passage portion between the magnetic poles) is intermediate between the teeth portions 232a and 232b. In the path between the magnetic poles between the magnet receiving holes 221a and 221b, the magnetic flux φ2 via the end of the tooth tip 233a and the magnetic flux φ3 via the end of the tooth tip 233b Flows. Here, since the cross-sectional areas of the end portions of the tooth tip portions 233a to 233n are small, the tooth tip portions 233a to 233n are magnetically saturated only by a small amount of magnetic flux flowing, and the magnetic flux does not easily flow. Therefore, the sum of the magnetic fluxes φ2 and φ3 is smaller than the magnetic flux φ1, and the reluctance torque generated is also small.
As described above, when the reluctance torque increases or decreases (fluctuates), torque pulsation increases, and vibration and noise resulting from torque pulsation increase.

これに対し、第1の実施の形態では、図5、図6に示すように、隣接する磁極に設けられている凹部14a〜14dと16a〜16d間の距離(磁極間部13a〜13nの周方向の長さ)Bと、隣接するティース部32a〜32nの側面間の最短距離Aが、[B≧A]を満足するように構成されている。
この場合、回転子10と固定子30が図5に示されている位置関係(磁極間部13aがティース部32aに対向する)にある時には、隣接する磁極の磁石収容孔21aと21bとの間の磁極間通路部分には、ティース先端部33aの中央部を介する磁束φ4が流れる。この時の磁束φ4は大きいため、大きなリラクタンストルクが発生する。
また、回転子10と固定子30が図6に示されている位置関係(磁極間部13aがティース部32aと32bの中間部に対応)にある時には、磁極間部13aは、ティース先端部33a及びティース先端部33bの中央部と対向している。このため、隣接する磁極の磁石収容孔21aと21bとの間の磁極間通路部分には、ティース先端部33aの中央部を介する(ティース先端部33aの端部を介することなく)磁束φ5と、ティース先端部33bの中央部を介する(ティース先端部33bの端部を介することなく)磁束φ6が流れる。磁束φ5及びφ6はティース先端部33a、33bの端部を通ることなく流れるため、磁束φ5とφ6の和は大きく、発生するリラクタンストルクも大きい。
On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the distance between the recesses 14a to 14d and 16a to 16d provided in the adjacent magnetic poles (the circumference of the inter-pole portions 13a to 13n). (Length in the direction) B and the shortest distance A between the side surfaces of the adjacent tooth portions 32a to 32n are configured to satisfy [B ≧ A].
In this case, when the rotor 10 and the stator 30 are in the positional relationship shown in FIG. 5 (the inter-magnetic pole portion 13a faces the teeth portion 32a), the gap between the magnet receiving holes 21a and 21b of the adjacent magnetic poles In the path portion between the magnetic poles, a magnetic flux φ4 flows through the center portion of the tooth tip portion 33a. Since the magnetic flux φ4 at this time is large, a large reluctance torque is generated.
Further, when the rotor 10 and the stator 30 are in the positional relationship shown in FIG. 6 (the inter-magnetic pole portion 13a corresponds to the intermediate portion between the teeth portions 32a and 32b), the inter-magnetic pole portion 13a is connected to the tooth tip portion 33a. And the center of the tooth tip 33b. For this reason, the magnetic flux φ5 passes through the central portion of the tooth tip 33a (without passing through the end of the tooth tip 33a) in the inter-pole passage portion between the magnet receiving holes 21a and 21b of the adjacent magnetic poles, Magnetic flux φ6 flows through the central portion of the tooth tip portion 33b (without passing through the end portion of the tooth tip portion 33b). Since the magnetic fluxes φ5 and φ6 flow without passing through the ends of the teeth tip portions 33a and 33b, the sum of the magnetic fluxes φ5 and φ6 is large, and the generated reluctance torque is also large.

このように、第1の実施の形態では、隣接する磁極に設けられている凹部(空隙部)間の距離(磁極間部の長さ)B、隣接するティース部の側面間の最短距離Aが、[B≧A]を満足するように構成されている。
これにより、回転子の位置に関係なく常に大きなリラクタンストルクを発生させることができるため、効率が向上する。
さらに、リラクタンストルクの変動が低減されるため、トルク脈動を低減することができ、トルク脈動に起因して発生する振動や騒音を低減することができる。
Thus, in the first embodiment, the distance (the length between the magnetic poles) B between the concave portions (gap portions) provided in the adjacent magnetic poles, and the shortest distance A between the side surfaces of the adjacent tooth portions are as follows. , [B ≧ A] is satisfied.
Thereby, since a large reluctance torque can always be generated regardless of the position of the rotor, the efficiency is improved.
Furthermore, since fluctuations in reluctance torque are reduced, torque pulsation can be reduced, and vibration and noise caused by torque pulsation can be reduced.

また、各磁極の磁石収容孔221a〜221dと回転子コア211の外周部との間に空隙部が設けられていない場合には、各磁石収容孔221a〜221dに収納されている永久磁石220a〜220dと固定子コア231に設けられている各ティース先端部233a〜233nとの間に、短絡磁束が流れる経路が形成されることがある。例えば、図7に示すように、磁石収容孔221aに収納されている永久磁石220aのN極から、ティース先端部233aを介して永久磁石220aのS極に短絡磁束φ7が流れる。
磁石収容孔221a〜221dに収容されている永久磁石220a〜220dとティース先端部233a〜233nとの間に短絡磁束が流れると、有効磁束量が減少する。このため、トルクが減少し、効率が低下する。
Further, when no gap is provided between the magnet housing holes 221a to 221d of the magnetic poles and the outer peripheral portion of the rotor core 211, the permanent magnets 220a to 220a housed in the magnet housing holes 221a to 221d. A path through which a short-circuit magnetic flux flows may be formed between 220d and the respective tooth tip portions 233a to 233n provided on the stator core 231. For example, as shown in FIG. 7, a short-circuit magnetic flux φ7 flows from the north pole of the permanent magnet 220a housed in the magnet housing hole 221a to the south pole of the permanent magnet 220a via the tooth tip 233a.
When a short-circuit magnetic flux flows between the permanent magnets 220a to 220d housed in the magnet housing holes 221a to 221d and the tooth tip portions 233a to 233n, the effective magnetic flux amount decreases. For this reason, a torque reduces and efficiency falls.

これに対し、本実施の形態では、図8に示すように、磁石収容孔21a〜21dの端部壁24a〜24d、25a〜25dと回転子コア11の外周部との間に凹部14a〜14d、16a〜16dが空隙部として設けられている。
さらに、本実施の形態では、凹部14a〜14d、16a〜16dの周方向の長さをD、ティース部32a〜32nの幅(側面間の距離)をCとした時、[D≧C]を満足するように構成されている。
ここで、[D≧C]を満足するように構成した場合、図8に示すように、ティース先端部33aの端部を介して短絡磁束φ8が流れることがある。しかしながら、前述したように、ティース先端部33a〜33nの端部の断面積が小さいため、少量の磁束が流れるだけでティース先端部33a〜33nが磁気飽和する。
このため、[D≧C]を満足するように構成されていれば、ティース先端部33a〜33nを介して流れる短絡磁束の量を低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the recesses 14 a to 14 d are provided between the end walls 24 a to 24 d and 25 a to 25 d of the magnet housing holes 21 a to 21 d and the outer peripheral portion of the rotor core 11. 16a to 16d are provided as gaps.
Furthermore, in this embodiment, when D is the circumferential length of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d, and C is the width (distance between the side surfaces) of the tooth portions 32a to 32n, [D ≧ C] is satisfied. It is configured to satisfy.
Here, when configured to satisfy [D ≧ C], as shown in FIG. 8, the short-circuit magnetic flux φ8 may flow through the end of the tooth tip 33a. However, as described above, since the cross-sectional area of the end portions of the tooth tip portions 33a to 33n is small, the tooth tip portions 33a to 33n are magnetically saturated only by a small amount of magnetic flux flowing.
For this reason, if it is comprised so that [D> = C] may be satisfied, the quantity of the short circuit magnetic flux which flows through the teeth front-end | tip parts 33a-33n can be reduced.

以上のように、第1の実施の形態では、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に凹部が空隙部として設けられており、さらに、凹部の半径方向の長さD、ティース部の幅(側面間の距離)Cが、[D≧C]を満足すように構成されている。
これにより、固定子コアに設けられているティース先端部を介して、磁石収容孔に収容されている永久磁石のN極とS極との間に流れる短絡磁束量を低減することができるため、有効磁束量を増加させて効率を向上させることができる。
また、短絡磁束量が低減することによって、固定子コアと回転子コアの間のラジアル方向の磁気吸引力が低減する。これにより、ラジアル方向の磁気吸引力に起因して発生する振動や騒音を低減することができる。
As described above, in the first embodiment, a recess is provided as a gap between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor core, and the length of the recess in the radial direction is further provided. D and the width (distance between the side surfaces) C of the teeth portion are configured to satisfy [D ≧ C].
Thereby, since the amount of short-circuit magnetic flux flowing between the N pole and the S pole of the permanent magnet accommodated in the magnet accommodation hole can be reduced via the tooth tip provided in the stator core, Efficiency can be improved by increasing the amount of effective magnetic flux.
Moreover, the magnetic attraction force in the radial direction between the stator core and the rotor core is reduced by reducing the short-circuit magnetic flux amount. Thereby, the vibration and noise which generate | occur | produce due to the magnetic attraction force of radial direction can be reduced.

第1の実施の形態では、凹部の周方向の長さD、ティース部の幅(側面間の距離)Cが、[D≧C]を満足すように構成することによって、永久磁石の短絡磁束量を低減したが、短絡磁束量をさらに低減することができる。
永久磁石の短絡磁束量をさらに低減することができる第2の実施の形態の構成を、図9に示す。
第2の実施の形態の基本的な構成は、図1、図2に示した構成と同様であるため、第1の実施の形態と異なる構成についてのみ説明する。
本実施の形態では、磁石収容孔21a〜21dの端部壁24a〜24d、25a〜25dと回転子コア11の外周部との間に設けられている凹部14a〜14d、16a〜16dの周方向の長さをD、ティース先端部33a〜33nの周方向の長さ(回転子コア11の移動方向の長さ)をHとした時、[D≧H]を満足するように構成されている。
この場合、図8に示した場合よりも更にティース先端部33aの端部を介して流れる短絡磁束も減少させることができる。
これにより、有効磁束量をより増大させることができ、効率を一層向上させることができる。
In the first embodiment, the configuration is such that the circumferential length D of the recess and the width (distance between the side surfaces) C of the tooth portion satisfy [D ≧ C], whereby the short-circuit magnetic flux of the permanent magnet. Although the amount is reduced, the amount of short-circuit magnetic flux can be further reduced.
FIG. 9 shows the configuration of the second embodiment that can further reduce the amount of short-circuit magnetic flux of the permanent magnet.
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 and 2, only the configuration different from the first embodiment will be described.
In the present embodiment, the circumferential directions of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d provided between the end walls 24a to 24d and 25a to 25d of the magnet housing holes 21a to 21d and the outer periphery of the rotor core 11 are provided. Is D, and the circumferential length of the teeth tip portions 33a to 33n (the length of the rotor core 11 in the moving direction) is H, [D ≧ H] is satisfied. .
In this case, the short-circuit magnetic flux flowing through the end portion of the tooth tip portion 33a can be further reduced than in the case shown in FIG.
Thereby, the effective magnetic flux amount can be further increased, and the efficiency can be further improved.

次に、第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態では、空隙部の半径方向の長さ(深さ)を所定範囲に設定することによって効率を向上させる方法を用いている。
ここで、図12に示すように、回転子コア11の外周部とティース先端部33aとの間の間隙(エアギャップ)をg、凹部14a〜14dや16a〜16dの半径方向の長さ(深さ)をLとする。
凹部14a〜14dや16a〜16dの半径方向の長さ(深さ)は、例えば、磁極間部13aあるいは有効磁極部15aと、凹部14aの底壁14a2との間の距離)で示される(図2参照)。
なお、空隙部の半径方向の長さ(深さ)が周方向の各位置において等しくない場合(例えば、図20〜図23に示す空隙部)には、空隙部の半径方向の長さ(深さ)のうち最も短い長さ(最も浅い部分の長さ)を空隙部の長さ(深さ)Lとする。
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, a method of improving efficiency by setting the radial length (depth) of the gap in a predetermined range is used.
Here, as shown in FIG. 12, the gap (air gap) between the outer periphery of the rotor core 11 and the tooth tip 33a is g, and the lengths (depths) of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d in the radial direction. S) is L.
The lengths (depths) of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d in the radial direction are indicated by, for example, the distance between the inter-magnetic pole portion 13a or the effective magnetic pole portion 15a and the bottom wall 14a2 of the recess 14a (see FIG. 2).
In addition, when the radial length (depth) of the gap is not equal at each position in the circumferential direction (for example, the gap shown in FIGS. 20 to 23), the radial length (depth) of the gap is shown. The shortest length (the length of the shallowest portion) is defined as the length (depth) L of the gap.

通常、圧縮機等に電動機を組み込む時、組み付け公差等により回転子10は中心がわずかであるがずれて取り付けられることがある。回転子10の中心がずれて取り付けられると、回転子10と固定子30との間の間隙(エアギャップ)が小さくなった側のティース部32a〜32n(ティース先端部33a〜33nを含む)が、磁気吸引力によって変形し、騒音が発生することがある。
しかしながら、本実施の形態では、回転子コア11の外周部に凹部14a〜14d、16a〜16dが設けられているため、ティース部32a〜32nに作用する磁気吸引力を低減することができる。これにより、磁気吸引力によるティース部32a〜32nの変形に起因して発生する騒音を低減することができる。
回転子10の外周部に形成した凹部14a〜14d、16a〜16dの半径方向の長さ(深さ)Lと、回転子10の外周部とティース先端部32a〜32nとの間の空隙(エアギャップ)gとの比(L/g)と騒音との関係を図10に示す。
図10から、(L/g)を0.2以上に設定することにより、発生する騒音が低減されていることがわかる。
Normally, when an electric motor is incorporated into a compressor or the like, the rotor 10 may be attached with a slight shift from the center due to assembly tolerances or the like. When the center of the rotor 10 is shifted and attached, the tooth portions 32a to 32n (including the tooth tip portions 33a to 33n) on the side where the gap (air gap) between the rotor 10 and the stator 30 is reduced. It may be deformed by magnetic attraction force and noise may be generated.
However, in this Embodiment, since the recessed parts 14a-14d and 16a-16d are provided in the outer peripheral part of the rotor core 11, the magnetic attraction force which acts on the teeth parts 32a-32n can be reduced. Thereby, the noise generated due to the deformation of the teeth portions 32a to 32n due to the magnetic attractive force can be reduced.
The length (depth) L in the radial direction of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d formed in the outer peripheral portion of the rotor 10, and the gap (air) between the outer peripheral portion of the rotor 10 and the tooth tip portions 32a to 32n. The relationship between the ratio (L / g) to the gap (g) and the noise is shown in FIG.
From FIG. 10, it can be seen that the noise generated is reduced by setting (L / g) to 0.2 or more.

なお、凹部14a〜14d、16a〜16dの半径方向の長さ(深さ)Lとエアギャップgが、[(L/g)<0.2]の関係にあると、前記した[D≧C]あるいは[D≧H]の関係が満足されている場合でも、図12に示すように、ティース先端部33a〜33nの中央部や端部を介して短絡磁束が流れることがある。
磁石収容孔21a〜21dに収容されている永久磁石20a〜20dのN極からティース先端部33〜33nを介して永久磁石20a〜20dのS極に流れる短絡磁束の量が増大すると、有効磁束量が減少するため、効率が低下する。
この点においても、(L/g)を0.2以上に設定することにより、効率を向上させることができる。
In addition, when the length (depth) L in the radial direction of the recesses 14a to 14d and 16a to 16d and the air gap g are in a relationship of [(L / g) <0.2], [D ≧ C described above] ] Or [D ≧ H], even when the relationship [D ≧ H] is satisfied, as shown in FIG.
When the amount of short-circuit magnetic flux flowing from the N pole of the permanent magnets 20a to 20d accommodated in the magnet accommodation holes 21a to 21d to the S pole of the permanent magnets 20a to 20d via the teeth tip portions 33 to 33n increases, the effective magnetic flux amount The efficiency decreases because of the decrease.
Also in this respect, the efficiency can be improved by setting (L / g) to 0.2 or more.

また、圧縮機等で使用される電動機は、高圧力下で運転される。このような環境下で運転される場合、回転子の外周部に設けられた凹部の半径方向の長さが長い(深い)と、図13に示すように、熱交換媒体(例えば、冷媒)に対する抵抗が大きくなり、回転子の回転時における凹部での損失が大きくなる。すなわち、効率が低下する。
回転子の外周部に形成した凹部の半径方向の長さ(深さ)Lと、回転子の外周部とティース先端部との間の空隙(エアギャップ)gとの比(L/g)と熱交換媒体(冷媒)の抵抗との関係を図11に示す。
図11から、(L/g)を0.5以下に設定することにより、熱交換媒体の抵抗を小さく抑えることができ、凹部14a〜14dや16a〜16dでの損失の増大が抑制されていることがわかる。
In addition, an electric motor used in a compressor or the like is operated under high pressure. When operating in such an environment, if the length of the recess in the outer peripheral portion of the rotor is long (deep) in the radial direction, as shown in FIG. 13, the heat exchange medium (for example, refrigerant) The resistance increases, and the loss in the concave portion during the rotation of the rotor increases. That is, efficiency is reduced.
The ratio (L / g) of the length (depth) L in the radial direction of the recess formed in the outer peripheral portion of the rotor and the gap (air gap) g between the outer peripheral portion of the rotor and the tip of the teeth. The relationship with the resistance of the heat exchange medium (refrigerant) is shown in FIG.
From FIG. 11, by setting (L / g) to 0.5 or less, the resistance of the heat exchange medium can be kept small, and the increase in loss in the recesses 14a to 14d and 16a to 16d is suppressed. I understand that.

以上のように、本実施の形態では、回転子の外周部とティース先端部との間の間隙(エアギャップ)g、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に設けられた凹部の半径方向の長さ(深さ)Lが、[g×0.2≦L≦g×0.5]を満足するように構成されている。
これにより、ティース先端部を介する短絡磁束の量を低減することができるため、効率を向上させることができる。
また、熱交換媒体に対する凹部の抵抗による損失を低減することができるため、効率を向上させることができる。
さらに、固定子と回転子との間に作用するラジアル方向の磁気吸引力を低減することができるため、固定子と回転子との間に作用する磁気吸引力に起因する騒音を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the gap (air gap) g between the outer peripheral portion of the rotor and the tip of the teeth, and the end wall of the magnet housing hole and the outer peripheral portion of the rotor core are provided. The length (depth) L in the radial direction of the recessed portion is configured to satisfy [g × 0.2 ≦ L ≦ g × 0.5].
Thereby, since the quantity of the short circuit magnetic flux through a teeth front-end | tip part can be reduced, efficiency can be improved.
Moreover, since the loss due to the resistance of the recess with respect to the heat exchange medium can be reduced, the efficiency can be improved.
Furthermore, since the radial magnetic attractive force acting between the stator and the rotor can be reduced, noise caused by the magnetic attractive force acting between the stator and the rotor can be reduced. it can.

なお、第3の実施の形態では、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に設けられる空隙部として、回転子の外周部に形成される凹部を用いたが、これ以外にも、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に形成される孔を用いることもできる。この場合には、前記した[L≦g×0.5]の条件は当てはまらない。この場合のLの許容最大値は、永久磁石電動機の設計条件、例えば、回転子コアの外径、所定の特性を得るために必要な永久磁石を収容する磁石収容孔の配置条件等によって決定される。   In the third embodiment, the recess formed in the outer peripheral portion of the rotor is used as the gap provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer peripheral portion of the rotor core. Besides, a hole formed between the end wall of the magnet housing hole and the outer peripheral portion of the rotor core can also be used. In this case, the condition [L ≦ g × 0.5] described above is not applied. The allowable maximum value of L in this case is determined by the design conditions of the permanent magnet motor, for example, the outer diameter of the rotor core, the arrangement conditions of the magnet housing holes for housing the permanent magnets necessary for obtaining predetermined characteristics, and the like. The

次に、第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態は、回転子コア11の各磁極の有効磁極部15a〜15dの開角θを所定範囲に設定することによって効率を向上させる方法を用いている。
各磁極の有効磁極部15a〜15dの開角θは、図17に示すように、回転子コアの中心部Pと各有効磁極部の両端部とを結ぶ直線によって形成される角度を意味するものとする。
本実施の形態では、各有効磁極部15a〜15dの開角θとティース部32a〜32nとの関係によって、有効磁極部15a〜15dの開角θを表している。
各有効磁極部15a〜15dの開角θとティース部32a〜32nとの関係は、各有効磁極部15a〜15dと対向するティース部32a〜32nの数によって表すことができる。
ここで、ティース先端部の端部は断面積が小さく、少量の磁束が流れるのみで磁気飽和し、磁束が通り難くなる。したがって、本実施の形態では、有効磁極部に対向しているティース部の数は、ティース先端部の中央部(ティース部の柱状の本体部に対応する部分)が有効磁極部に対向しているティース部の数で表す。
Next, a fourth embodiment will be described.
The fourth embodiment uses a method of improving efficiency by setting the opening angle θ of the effective magnetic pole portions 15a to 15d of each magnetic pole of the rotor core 11 within a predetermined range.
The open angle θ of the effective magnetic pole portions 15a to 15d of each magnetic pole means an angle formed by a straight line connecting the center portion P of the rotor core and both ends of each effective magnetic pole portion, as shown in FIG. And
In the present embodiment, the opening angle θ of the effective magnetic pole portions 15a to 15d is represented by the relationship between the opening angle θ of each of the effective magnetic pole portions 15a to 15d and the teeth portions 32a to 32n.
The relationship between the opening angle θ of each of the effective magnetic pole portions 15a to 15d and the tooth portions 32a to 32n can be expressed by the number of the tooth portions 32a to 32n facing the effective magnetic pole portions 15a to 15d.
Here, the end portion of the tooth tip portion has a small cross-sectional area, and magnetic saturation occurs only when a small amount of magnetic flux flows. Therefore, in the present embodiment, the number of the tooth portions facing the effective magnetic pole portion is such that the central portion of the tooth tip portion (the portion corresponding to the columnar main body portion of the tooth portion) faces the effective magnetic pole portion. Expressed as the number of teeth.

有効磁極部15a〜15dの開角θが異なるパターンA〜Dについて磁束密度、起電力定数、効率を求めた結果を図14〜図16に示す。
パターンA〜Dは、それぞれ、回転子の回転に伴って有効磁極部に交互に2個と3個のティース部、3個と4個のティース部、4個と5個のティース部、5個と6個のティース部が対向するように有効磁極部の開角θを設定したものである。
例えは、パターンCでは、回転子の回転に伴って、有効磁極部15aとティース部32a〜32nとの対向状態が図17(a)〜(c)のように順に変化する。図17(a)〜(c)では、回転子は時計方向に回転するものとする。
例えば、任意の時点において、図17(a)に示すように、有効磁極部15aに4個のティース部32a〜32dが対向する。次に、図17(b)に示すように、有効磁極部15aに5個のティース部32a〜32eが対向する。次に、図17(c)に示すように、有効磁極部15aに4個のティース部32b〜32eが対向する。
なお、パターンA〜Dでは、永久磁石の使用量、固定子の構造は同一とする。
FIGS. 14 to 16 show the results of obtaining the magnetic flux density, the electromotive force constant, and the efficiency for the patterns A to D having different opening angles θ of the effective magnetic pole portions 15a to 15d.
Patterns A to D are two and three teeth portions, three and four teeth portions, four and five teeth portions, and five alternately on the effective magnetic pole portion as the rotor rotates. The opening angle θ of the effective magnetic pole portion is set so that the six teeth portions face each other.
For example, in the pattern C, the opposing state of the effective magnetic pole portion 15a and the teeth portions 32a to 32n changes in order as shown in FIGS. 17A to 17C as the rotor rotates. In FIGS. 17A to 17C, the rotor is assumed to rotate clockwise.
For example, as shown in FIG. 17A, four teeth portions 32a to 32d face the effective magnetic pole portion 15a at an arbitrary time. Next, as shown in FIG. 17B, the five teeth portions 32a to 32e face the effective magnetic pole portion 15a. Next, as shown in FIG.17 (c), the four teeth parts 32b-32e oppose the effective magnetic pole part 15a.
In the patterns A to D, the amount of permanent magnet used and the structure of the stator are the same.

パターンA〜Dに対する磁束密度を図14に示す。
有効磁極部に対向するティース部の数が少ないと、ティース磁束密度が高くなり、鉄損が大きくなる。図14から、パターンC、Dは、ティース密度が低く、鉄損が小さいことがわかる。
パターンA〜Dに対する起電力定数を図15に示す。
起電力定数が高いほど起電力が大きい、d軸方向(有効磁極部の中央部と回転子コアとを結ぶ線の方向)に近い磁束量が多いほど、起電力が高くなる。そして、起電力が高いと、駆動電流が小さくなって銅損が小さくなる。図15から、起電力に寄与する磁束が特定の少ないティース部に集中するパターンA、B、Cの起電力定数が高くなっていることがわかる。
パターンA〜Dに対する効率(モータ効率)を図16に示す。
図16から、ティース磁束密度が小さくて鉄損が小さく、起電力定数が大きくて銅損が小さいパターンCの効率がよいことがわかる。
The magnetic flux densities for the patterns A to D are shown in FIG.
When the number of teeth portions facing the effective magnetic pole portion is small, the teeth magnetic flux density increases and the iron loss increases. FIG. 14 shows that patterns C and D have low teeth density and small iron loss.
FIG. 15 shows electromotive force constants for patterns A to D.
The higher the electromotive force constant, the greater the electromotive force, and the greater the amount of magnetic flux close to the d-axis direction (the direction of the line connecting the central portion of the effective magnetic pole portion and the rotor core), the higher the electromotive force. When the electromotive force is high, the driving current is reduced and the copper loss is reduced. From FIG. 15, it can be seen that the electromotive force constants of patterns A, B, and C in which the magnetic flux contributing to the electromotive force is concentrated on a specific tooth portion are high.
The efficiency (motor efficiency) for the patterns A to D is shown in FIG.
From FIG. 16, it can be seen that the efficiency of the pattern C is good because the teeth magnetic flux density is small, the iron loss is small, the electromotive force constant is large, and the copper loss is small.

以上のように、有効磁極部の開角θを、有効磁極部に交互に4個と5個のティース部が対向するように設定することにより、鉄損と銅損を軽減することができるため、効率を向上させることができる。   As described above, it is possible to reduce iron loss and copper loss by setting the opening angle θ of the effective magnetic pole portion so that four and five teeth portions are opposed to the effective magnetic pole portion alternately. , Can improve the efficiency.

次に、第5の実施の形態を説明する。
第5の実施の形態では、固定子コア31の寸法を所定範囲に設定することによって効率を向上させる方法を用いている。固定子コア31の寸法を決定する方法としては、例えば、図1に示す固定子コア31の軸線方向に直角な断面の面積(固定子コア断面積)と、固定子コア31に設けられているティース部32a〜32nによって形成されるスロット34a〜34nの軸線方向に直角な断面の面積の総和(スロット総断面積)との和に対する、スロット総断面積の比を用いる。
図1に示す固定子コア31の形状では、固定子コア断面積とスロット総断面積との和は、[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]で表される。ここで、Raは固定子コア31の外径、Rbは固定子コア31の内径、Gは固定子コア31に設けられている切欠部35a〜35n(通路)の軸線方向に直角な断面の面積の総和を示す。また、スロット総断面積は、[S×z]で示される。ここで、Sはスロット34a〜34nの軸方向に直角な断面の面積、zはスロット数を示す。
そして、スロット総断面積[S×z]を、固定子コア断面積とスロット総断面積との和[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]に種々の係数(割合)を乗算した場合の効率を求め、効率を向上させることができる係数の範囲を決定する。
Next, a fifth embodiment will be described.
In the fifth embodiment, a method of improving efficiency by setting the dimension of the stator core 31 within a predetermined range is used. As a method of determining the dimension of the stator core 31, for example, the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the stator core 31 shown in FIG. 1 (stator core cross-sectional area) and the stator core 31 are provided. The ratio of the total slot cross-sectional area to the sum of the total area of the cross sections perpendicular to the axial direction of the slots 34a to 34n formed by the teeth portions 32a to 32n (total slot cross-sectional area) is used.
In the shape of the stator core 31 shown in FIG. 1, the sum of the stator core cross-sectional area and the slot total cross-sectional area is represented by [(Ra / 2) 2 π − {(Rb / 2) 2 π + G}]. . Here, Ra is the outer diameter of the stator core 31, Rb is the inner diameter of the stator core 31, and G is the area of a cross section perpendicular to the axial direction of the notches 35a to 35n (passages) provided in the stator core 31. Indicates the sum of The total slot cross-sectional area is indicated by [S × z]. Here, S represents the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the slots 34a to 34n, and z represents the number of slots.
Then, the slot total cross-sectional area [S × z] is changed to a sum of the stator core cross-sectional area and the total slot cross-sectional area [(Ra / 2) 2 π − {(Rb / 2) 2 π + G}] with various coefficients ( The efficiency when the ratio is multiplied is obtained, and a range of coefficients that can improve the efficiency is determined.

固定子外径Raを90mm、固定子内径Rbを51mm、切欠部35a〜35nの総断面積Gを275.4mm、スロット数nを24とし、係数を変化させてスロット断面積Sを変化させた場合の銅損、鉄損、効率等を求めた結果を図19の表に示す。なお、図19に示す各値は、同じ入力電力、同じ回転数、同じトルクの状態で求めたものである。
また、図18は、図19に示されているスロット断面積Sに対する銅損、鉄損、効率の関係をグラフで示したものである。
図18、図19から、スロット断面積Sが小さい(係数が0.2より小さい)と、スロット34a〜34nに配設する固定子巻線の線径が細くなりすぎて、銅損が大きくなっていることが分かる。また、スロット断面積Sが大きい(係数が0.4より大きい)と、固定子コア31の磁気飽和による効率低下をカバーするために電流が増加し、銅損が大きくなっていることがわかる。
以上のことから、スロット総断面積[S/z]を、[[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]×0.2≦S・z≦[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]×0.4]が満足されるように構成することによって、銅損や鉄損を軽減することができ、効率を向上させることができる。
本実施の形態は、固定子コアに形成する孔を通路として用いる場合にも適用することができる。
The outer diameter Ra of the stator is 90 mm, the inner diameter Rb of the stator is 51 mm, the total sectional area G of the notches 35a to 35n is 275.4 mm 2 , the number of slots n is 24, and the slot sectional area S is changed by changing the coefficient. The results of determining the copper loss, iron loss, efficiency, etc. in the case of this are shown in the table of FIG. In addition, each value shown in FIG. 19 is calculated | required in the state of the same input electric power, the same rotation speed, and the same torque.
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the copper loss, iron loss, and efficiency with respect to the slot cross-sectional area S shown in FIG.
18 and 19, when the slot cross-sectional area S is small (coefficient is smaller than 0.2), the wire diameter of the stator windings disposed in the slots 34a to 34n becomes too thin, and the copper loss increases. I understand that It can also be seen that when the slot cross-sectional area S is large (the coefficient is larger than 0.4), the current increases to cover the efficiency reduction due to the magnetic saturation of the stator core 31, and the copper loss increases.
From the above, the total slot cross-sectional area [S / z] is set to [[(Ra / 2) 2 π − {(Rb / 2) 2 π + G}] × 0.2 ≦ S · z ≦ [(Ra / 2). ) 2 [pi - by {(Rb / 2) 2 π + G}] × 0.4] is configured to be satisfied, it is possible to reduce the copper loss and iron loss, thereby improving the efficiency.
This embodiment can also be applied to the case where a hole formed in the stator core is used as a passage.

以上の実施の形態では、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に、半径方向の長さ(深さ)が等しい凹部を空隙部として設けたが、空隙部は、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に設けられた孔でもよい。
また、磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に設ける凹部や孔の形状や数等は種々変更可能である。
また、回転子コアに設ける磁石収容孔の形状や、磁石収容孔に収容する永久磁石の形状も種々変更可能である。
図20〜図23に、回転子の他の実施の形態を示す。
なお、図20〜図23の(a)は磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に凹部を設けた回転子を示し、図20〜図23の(b)は磁石収容孔の端部壁と回転子コアの外周部との間に孔を設けた回転子を示している。
In the above embodiment, a recess having the same radial length (depth) is provided as a gap between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor core. It may be a hole provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor core.
Also, the shape and number of recesses and holes provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor core can be variously changed.
Moreover, the shape of the magnet accommodation hole provided in a rotor core and the shape of the permanent magnet accommodated in a magnet accommodation hole are variously changeable.
20 to 23 show other embodiments of the rotor.
20A to 23A show a rotor having a recess provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor core, and FIGS. 20B to 23B show magnets. The rotor which provided the hole between the edge part wall of an accommodation hole and the outer peripheral part of a rotor core is shown.

図20〜図23の実施の形態の構成を以下に説明する。
図20(a)に示す回転子は、回転子コア40の各磁極に、中央部43a、外周部42a及び44aを有し、軸線方向に直角な断面形状が、凸部側が中心側を向いた台形形状を有する磁石収容孔41aが形成されている。また、磁石収容孔41aの端部壁と回転子コア40の外周部との間に凹部45a及び46aが形成されている。凹部45a及び46aの側壁は、磁石収容孔41aの外周部42a及び44aの外壁(あるいは内壁)と平行に形成されている。そして、磁石収容孔41aの中央部43a、外周部42a及び44aには、軸線方向に直角な断面形状が略長方形形状を有する永久磁石47a、48a、49aが収容されている。
図20(b)に示す回転子は、回転子コア50の各磁極に、図20(a)に示す回転子コア40と同様の磁石収容孔51a、永久磁石57a〜59aを有し、磁石収容孔51aの外周部52a及び54aの回転子コア50の外周部側の端部壁と回転子コア50の外周部との間に孔55a及び56aが形成されている。
The configuration of the embodiment shown in FIGS. 20 to 23 will be described below.
The rotor shown in FIG. 20A has a central portion 43a and outer peripheral portions 42a and 44a at each magnetic pole of the rotor core 40, and the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is such that the convex portion side faces the central side. A magnet housing hole 41a having a trapezoidal shape is formed. In addition, recesses 45 a and 46 a are formed between the end wall of the magnet housing hole 41 a and the outer periphery of the rotor core 40. The side walls of the recesses 45a and 46a are formed in parallel with the outer walls (or inner walls) of the outer peripheral portions 42a and 44a of the magnet housing hole 41a. And the permanent magnets 47a, 48a, and 49a whose cross-sectional shape orthogonal to an axial direction has a substantially rectangular shape are accommodated in the center part 43a and the outer peripheral parts 42a and 44a of the magnet accommodation hole 41a.
The rotor shown in FIG. 20B has the same magnet accommodation hole 51a and permanent magnets 57a to 59a as the rotor core 40 shown in FIG. Holes 55 a and 56 a are formed between the end wall on the outer peripheral side of the rotor core 50 of the outer peripheral parts 52 a and 54 a of the hole 51 a and the outer peripheral part of the rotor core 50.

図21(a)に示す回転子は、回転子コア60の各磁極に、軸線方向に直角な断面形状が、凸部側が中心側を向いたハ字形状を有するように、中央部62aの両側に第1及び第2磁石収容孔61a及び63aが形成されている。また、第1及び第2磁石収容孔61a及び63aの回転子コア60の外周部側の端部壁と回転子コア60の外周部との間に凹部64a及び65aが形成されている。第1及び第2磁石収容孔61a及び63aの中央部62a側の端部壁は、略平行に形成されている。そして、第1及び第2磁石収容孔61a及び63aには、軸線方向に直角な断面形状が略長方形形状を有する永久磁石66a及び67aが収容されている。
図21(b)に示す回転子は、回転子コア70の各磁極に、図21(a)に示す回転子コア60と同様の第1及び第2磁石収容孔71a及び73a、永久磁石76a及び77aを有し、第1及び第2磁石収容孔71a及び73aの回転子コア70の外周部側の端部壁と回転子コア70の外周部との間に孔74a及び75aが形成されている。
The rotor shown in FIG. 21 (a) has both sides of the center portion 62a so that each magnetic pole of the rotor core 60 has a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction and a C-shape with the convex side facing the center. 1st and 2nd magnet accommodation holes 61a and 63a are formed in this. In addition, recesses 64 a and 65 a are formed between the end wall of the first and second magnet housing holes 61 a and 63 a on the outer peripheral side of the rotor core 60 and the outer peripheral portion of the rotor core 60. The end walls on the central portion 62a side of the first and second magnet housing holes 61a and 63a are formed substantially in parallel. The first and second magnet housing holes 61a and 63a accommodate permanent magnets 66a and 67a having a substantially rectangular cross section perpendicular to the axial direction.
The rotor shown in FIG. 21B has first and second magnet housing holes 71a and 73a, permanent magnets 76a and 76a similar to the rotor core 60 shown in FIG. 77a, and holes 74a and 75a are formed between the end wall on the outer peripheral side of the rotor core 70 of the first and second magnet housing holes 71a and 73a and the outer peripheral portion of the rotor core 70. .

図22(a)に示す回転子は、回転子コア80の各磁極に、第1及び第2収容部82a及び83aを有し、軸線方向に直角な断面形状が、凸部側が中心側を向いたハ字形状を有する磁石収容孔81aが形成されている。また、磁石収容孔81aの端部壁と回転子コア80の外周部との間に凹部84a及び85aが形成されている。磁石収容孔81aの第1及び第2収容部82a及び83aには、軸線方向に直角な断面形状が略長方形形状を有する永久磁石86a及び87aが収容されている。
図22(b)に示す回転子は、回転子コア90の各磁極に、図22(a)に示す回転子コア70と同様の磁石収容孔91a、永久磁石96a及び97aを有し、磁石収容孔91aの端部壁と回転子コア90の外周部との間に孔94a及び95aが形成されている。
The rotor shown in FIG. 22A has first and second accommodating portions 82a and 83a at each magnetic pole of the rotor core 80, and the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is such that the convex side faces the center side. A magnet housing hole 81a having a square shape is formed. In addition, recesses 84 a and 85 a are formed between the end wall of the magnet housing hole 81 a and the outer periphery of the rotor core 80. Permanent magnets 86a and 87a having a substantially rectangular cross section perpendicular to the axial direction are accommodated in the first and second accommodating portions 82a and 83a of the magnet accommodating hole 81a.
The rotor shown in FIG. 22 (b) has magnet accommodation holes 91a and permanent magnets 96a and 97a similar to the rotor core 70 shown in FIG. 22 (a) at each magnetic pole of the rotor core 90, and magnet accommodation. Holes 94 a and 95 a are formed between the end wall of the hole 91 a and the outer periphery of the rotor core 90.

図23(a)に示す回転子は、回転子コア100の各磁極に、軸線方向に直角な断面形状が、凸部側が中心側を向いた円弧状を有する磁石収容孔101aが形成されている。また、磁石収容孔101aの端部壁と回転子コア100の外周部との間に凹部102a及び103aが形成されている。磁石収容孔101aには、軸線方向に直角な断面形状が円弧状を有する永久磁石104aが収容されている。
図23(b)に示す回転子は、回転子コア110の各磁極に、図23(a)に示す回転子コア100と同様の磁石収容孔111a、永久磁石114aを有し、磁石収容孔111aの端部壁と回転子コア110の外周部との間に孔112a及び113aが形成されている。
In the rotor shown in FIG. 23 (a), each magnetic pole of the rotor core 100 is formed with a magnet housing hole 101a having a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction and an arc shape with the convex side facing the center. . Further, recesses 102 a and 103 a are formed between the end wall of the magnet housing hole 101 a and the outer periphery of the rotor core 100. In the magnet housing hole 101a, a permanent magnet 104a having a circular cross section perpendicular to the axial direction is housed.
The rotor shown in FIG. 23B has a magnet housing hole 111a and a permanent magnet 114a similar to the rotor core 100 shown in FIG. 23A at each magnetic pole of the rotor core 110, and the magnet housing hole 111a. The holes 112 a and 113 a are formed between the end wall of the rotor and the outer peripheral portion of the rotor core 110.

本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されることなく、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、回転子の各磁極を単層で構成したが、各磁極を多層で構成してもよい。
また、磁石収容孔の形状や永久磁石の形状は種々変更可能である。さらに、永久磁石の材料も種々変更可能である。
また、固定子や回転子の大きさも種々変更可能である。
また、圧縮機に用いる場合について説明したが、本発明の永久磁石電動機は、冷蔵庫や電動機により駆動される車載装置等の種々の装置の電動機として用いることができる。
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible.
For example, although each magnetic pole of the rotor is composed of a single layer, each magnetic pole may be composed of multiple layers.
Moreover, the shape of a magnet accommodation hole and the shape of a permanent magnet can be variously changed. Further, the material of the permanent magnet can be variously changed.
Also, the size of the stator and the rotor can be variously changed.
Moreover, although demonstrated about the case where it uses for a compressor, the permanent-magnet motor of this invention can be used as an electric motor of various apparatuses, such as a vehicle-mounted apparatus driven with a refrigerator and an electric motor.

本発明の永久磁石電動機の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the permanent magnet electric motor of this invention. 図1の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の構成及び作用を説明する図である。It is a figure explaining the structure and effect | action of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 5th Embodiment of this invention. 回転子の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a rotor. 回転子の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a rotor. 回転子の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a rotor. 回転子の他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a rotor.

符号の説明Explanation of symbols

10、210 回転子
11、40、50、60、70、80、90、100、110、211 回転子コア
14a〜14d、16a〜16d、45a、46a、64a、65a、84a、85a、102a、103a 凹部(空隙部)
15a〜15d 有効磁極部
21a〜21d、41a、51a、61a、63a、71a、73a、81a、91a、101a、111a、221a〜221d 磁石収容孔
20a〜20d、47a〜49a、57a〜59a、66a、67a、76a、77a、86a、87a、96a、97a、104a、114a、220a〜220d 永久磁石
30、230 固定子
31、231 固定子コア
32a〜32n、232a〜232n ティース部
33a〜33n、233a〜233n ティース先端部
34a〜34n、234a〜234n スロット
35a〜35n 切欠部
55a、56a、74a、75a、94a、95a、112a、113a 孔
10, 210 Rotor 11, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 211 Rotor core 14a-14d, 16a-16d, 45a, 46a, 64a, 65a, 84a, 85a, 102a, 103a Concave (void)
15a-15d Effective magnetic pole portions 21a-21d, 41a, 51a, 61a, 63a, 71a, 73a, 81a, 91a, 101a, 111a, 221a-221d Magnet housing holes 20a-20d, 47a-49a, 57a-59a, 66a, 67a, 76a, 77a, 86a, 87a, 96a, 97a, 104a, 114a, 220a to 220d Permanent magnets 30, 230 Stator 31 and 231 Stator cores 32a to 32n, 232a to 232n Teeth portions 33a to 33n, 233a to 233n Teeth tip 34a-34n, 234a-234n Slot 35a-35n Notch 55a, 56a, 74a, 75a, 94a, 95a, 112a, 113a Hole

Claims (9)

固定子巻線が収容されるスロットを形成し、回転子と対向する部分に中央部と端部からなるティース先端部を有するティース部が設けられている固定子と、ティース先端部と間隙を介して配置され、永久磁石を収容する磁石収容孔が各磁極に設けられている回転子とを備える永久磁石電動機であって、
磁石収容孔の端部壁と回転子の外周部との間に空隙部が設けられており、
隣接する磁極に設けられている空隙部の距離をB、隣接するティース部の側面間の最短距離をA、ティース部の幅をC、空隙部の周方向の長さをDとした時、
B≧A、D≧C
を満足するように構成されているとともに、
回転子の外周部とティース先端部との間の間隙をg、空隙部の周方向の各位置における半径方向の長さの最短長をLとした時、
g×0.2≦L≦g×0.5
を満足するように構成されており、
また、各磁極の空隙部間の有効磁極部の開角θが、有効磁極部に4個のティース部と5個のティース部が交互に対向する角度に設定されている永久磁石電動機。
A stator in which a slot for accommodating a stator winding is formed and a tooth portion having a tooth tip portion including a center portion and an end portion is provided in a portion facing the rotor, and a tooth tip portion and a gap are interposed A permanent magnet electric motor including a rotor provided with a magnet housing hole for housing a permanent magnet in each magnetic pole,
A gap is provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer periphery of the rotor,
When the distance of the gap provided in the adjacent magnetic pole is B, the shortest distance between the side surfaces of the adjacent teeth is A, the width of the teeth is C, and the circumferential length of the gap is D,
B ≧ A, D ≧ C
It is configured to satisfy
When the gap between the outer periphery of the rotor and the tip of the teeth is g, and the shortest length in the radial direction at each circumferential position of the gap is L,
g × 0.2 ≦ L ≦ g × 0.5
Is configured to satisfy
In addition, the permanent magnet motor in which the opening angle θ of the effective magnetic pole portion between the gap portions of each magnetic pole is set to an angle at which the four tooth portions and the five tooth portions are alternately opposed to the effective magnetic pole portion.
請求項1に記載の永久磁石電動機であって、磁石収容孔の端部壁と回転子の外周部との間に設けられている空隙部は、回転子の外周部に形成された凹部である永久磁石電動機。 The permanent magnet motor according to claim 1 , wherein the gap provided between the end wall of the magnet housing hole and the outer peripheral portion of the rotor is a recess formed in the outer peripheral portion of the rotor. Permanent magnet motor. 請求項1または2に記載の永久磁石電動機であって、空隙部は、周方向の各位置における半径方向の長さが等しくなるように形成されている永久磁石電動機。 3. The permanent magnet motor according to claim 1 , wherein the gap is formed so that the radial lengths at the circumferential positions are equal. 請求項1〜3のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、
固定子には、軸方向に貫通する通路が設けられており、
固定子の外径をRa、固定子の内径をRb、スロット断面積をS、スロット数をz、通路の総断面積をGとした時、
[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]×0.2≦(S×z)
≦[(Ra/2)π−{(Rb/2)π+G}]×0.4
を満足するように構成されている永久磁石電動機。
The permanent magnet motor according to any one of claims 1 to 3 ,
The stator is provided with a passage that penetrates in the axial direction,
When the outer diameter of the stator is Ra, the inner diameter of the stator is Rb, the slot cross-sectional area is S, the number of slots is z, and the total cross-sectional area of the passage is G,
[(Ra / 2) 2 π − {(Rb / 2) 2 π + G}] × 0.2 ≦ (S × z)
≦ [(Ra / 2) 2 π − {(Rb / 2) 2 π + G}] × 0.4
Permanent magnet motor that is configured to satisfy.
請求項1〜4のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、磁石収容孔には、磁石収容孔の端部壁との間に間隙が設けられるように永久磁石が収容されており、磁石収容孔の端部壁及び空隙部の底壁が回転子の外周部に略平行に形成されている永久磁石電動機。 5. The permanent magnet motor according to claim 1 , wherein a permanent magnet is accommodated in the magnet accommodation hole so that a gap is provided between the end wall of the magnet accommodation hole and a magnet. A permanent magnet motor in which the end wall of the housing hole and the bottom wall of the gap are formed substantially parallel to the outer periphery of the rotor. 請求項1〜5のいずれかに記載の永久磁石電動機であって、固定子の外径が90mmである永久磁石電動機。 The permanent magnet motor according to claim 1 , wherein the stator has an outer diameter of 90 mm. 圧縮機で圧縮した熱交換媒体を用いて室内の温度を調整する空調装置であって、圧縮機の駆動電動機として請求項1〜6のいずれかに記載の永久磁石電動機を用いた空調装置。 It is an air conditioner which adjusts indoor temperature using the heat exchange medium compressed with the compressor, Comprising: The air conditioner using the permanent magnet motor in any one of Claims 1-6 as a drive motor of a compressor. 圧縮機で圧縮した熱交換媒体を用いて庫内の温度を調整する冷蔵庫であって、圧縮機の駆動電動機として請求項1〜6のいずれかに記載の永久磁石電動機を用いた冷蔵庫。 It is a refrigerator which adjusts the temperature in a store | warehouse | chamber using the heat exchange medium compressed with the compressor, Comprising: The refrigerator using the permanent magnet motor in any one of Claims 1-6 as a drive motor of a compressor. 電動機により駆動される車載装置であって、電動機として請求項1〜6のいずれかに記載の永久磁石電動機を用いた車載装置。 An in-vehicle device driven by an electric motor, wherein the in-vehicle device uses the permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 6 .
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