JP4714437B2 - 永久磁石型電動機の着磁方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は永久磁石型電動機に関し、特にその回転子の着磁の方法および着磁装置に関する。

従来の永久磁石型電動機は、磁性材からなる固定子コアに装着された巻線への通電により回転磁界を発生する固定子と、その固定子コア内に回転可能に配置され、永久磁石を有する回転子とを備えている。永久磁石型電動機は省エネルギー化の観点から、例えば空気調和機用圧縮機の電動機として使用されている。

このような永久磁石型電動機の組立時に回転子を固定子内に挿入する場合、回転子の磁性部材が着磁されていると、その強力な磁力により回転子が固定子コアの内周面に吸いついて移動不能にロックされることがあり、回転子を固定子内に挿入することが困難となる。

このため、従来、磁性部材を未着磁状態としたままで回転子を固定子コアに挿入し、その挿入後、固定子の巻線に着磁用電圧を印加して磁界を発生させ、その磁界により回転子の未着磁の磁性部材を着磁する方法が採られている。

この場合、回転子の未着磁の磁性部材を良好に着磁させるために、着磁前に固定子に対して回転子を回転させ、固定子に対する回転子の位置を所定の位置に合わせる必要がある。すなわち、未着磁の磁性部材の磁極となる部分を固定子巻線により発生する磁束の磁極位置に対応させるよう回転子の位置を固定子に整合させる必要がある。

この固定子に対する回転子の位置合わせを行なう方法として、従来、治具、目視や画像処理による位置合わせ、固定子巻線への通電による位置合わせ、固定子巻線のある一相間のインダクタンスの測定、等の方法がある。

固定子巻線への通電による位置合わせとは、定電圧装置などを用いて固定子巻線にある一定の電圧を印加することにより、固定子コアに静止磁界を発生させ、その静止磁界によるリラクタンストルクによって回転子を回転移動させ、回転子の磁極と固定子コアの磁極の位置を整合させる方法である。

特許文献１はインダクタンスの測定による着磁位置合わせの方法を開示する。この方法は、巻線を有する固定子に対し未着磁の磁性部材を有する回転子を回転可能に配置した状態で未着磁の磁性部材を着磁し、回転子の未着磁の磁性部材を永久磁石とする永久磁石型電動機の着磁方法において、巻線に着磁位置検出用の電圧を印加して磁束密度分布を生じさせ、磁束密度分布に対する回転子の位置を相対的に変化させたときの巻線の両端間のインダクタンスを測定し、そのピーク値を着磁位置とする、という方法である。
特開平１１−２４３６７１号公報

しかしながら、治具、目視、画像処理による位置合わせの場合、圧縮機内部の固定子と回転子の位置関係が見える構造でなければ位置合わせを行なうことができないという問題点がある。

また通電による位置合わせの場合、巻線への通電によって回転子を回転移動させなければならないため、巻線に通電する電流量が大きくなる。またこの方法で位置整合に必要な精度を得るためには、さらに電流値を大きくする必要がある。このように電流量が大きくなるため、温度上昇が大きくなるとともに、容量の大きな設備が必要となり、大型設備が必要となるという問題点がある。

また、特許文献１の開示する方法では、たとえ圧縮機内部が見えない構造でも着磁位置を整合させることができるという利点はあるが、回転子の回転によるインダクタンス値の変化量がそれを測定する機器の分解能に対して大きくない場合、ピークを示す回転子の角度の検出に含まれる誤差が大きくなるという問題を有する。その結果、インダクタンス値の変化量が大きくない場合には最適な着磁位置を検出できず、良好な着磁が行なえない。

従い本発明の目的は、圧縮機内部が見えない構造でも、小型設備で正確に回転子を固定子に対して位置整合し、未着磁の磁性部材を着磁する永久磁石型電動機の着磁方法および装置を提供することである。

本発明にかかる永久磁石型電動機の着磁方法は、３相の巻線を有する固定子および未着磁の磁性部材を有する回転子を備える永久磁石型電動機の未着磁の磁性部材を固定子内で回転可能な状態において着磁する方法であって、巻線の３相のうち、第１相と第２相間に、回転子の位置を変化させながら回転子位置検出用電圧を印加し、巻線のインダクタンスを測定する第１の測定ステップ、第１相と第３相間に、回転子の位置を変化させながら回転子位置検出用電圧を印加し、インダクタンスを測定する第２の測定ステップ、第１の測定ステップによる測定値と、第２の測定ステップによる測定値とが実質的に同一になるときの固定子に対する回転子の位置を着磁基準位置とする着磁基準位置決定ステップ、および、回転子を着磁基準位置から０度を含む所定角だけ回転子を回転させてから、回転子の未着磁の磁性部材を固定子の巻線の所定相に通電して着磁する着磁ステップを有する。

また、本発明にかかる永久磁石型電動機の着磁方法においては、着磁ステップを複数回繰り返すことで、より着磁効果を高めることが可能である。

本発明にかかる永久磁石型電動機の着磁装置は、回転子を回転させるための駆動手段、回転子の回転量を計測するための計測手段、固定子内巻線のインダクタンスを測定するためのインダクタンス測定手段、回転子の磁性部材を着磁するための着磁用電源、ならびに、駆動手段、計測手段、インダクタンス測定手段、および、着磁用電源を制御可能に接続され、また、計測手段およびインダクタンス測定手段からの信号を受信可能に接続された制御手段を有する。

本発明にかかる方法および装置により、電動機内の回転子の固定子に対する位置関係を目視できない場合であっても、小型の装置により正確に回転子を固定子に対して位置整合し、未着磁の磁性部材を良好に着磁する。

さらに、本発明にかかる着磁方法を行った永久磁石型電動機は、着磁効果の安定が図れるため、永久磁石型電動機の性能を安定させることが出来る。

以下、添付の図面を参照し、本発明における実施の形態を詳細に説明する。

第１の実施形態
＜構成＞
図１は、本発明に係る方法により着磁された永久磁石型電動機を装備した圧縮機の構成を示す概略断面図であり、胴部１内の上部には永久磁石型電動機２が配置されており、その下部には圧縮機構部３が配置されている。

永久磁石型電動機２は、固定子４、および、回転子５を有する。固定子４は、固定子コア４ｂと、巻線４ａとを有し、内部に回転子５が回転可能に配置される。固定子コア４ｂは、多数枚の電磁鋼板からなる円環状薄板を軸心方向（胴部１の上下方向）に積層して一体化された筒形状を有し、胴部１の内壁に装着されている。

図２は第１の実施形態における永久磁石型電動機の構成を示す上面図である。

図２を参照すれば、固定子コア４ｂの内周面には軸心方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部４ｃが内周方向に等間隔をあけて形成されている。巻線４ａは、この巻線挿入部４ｃに３相の６極巻線（４ｕ、４ｖ、および、４ｗ）を集中巻するように巻装されている。以下、巻線の３相をそれぞれＵ相、Ｖ相、および、Ｗ相と称する。

また、回転子５は、回転子コア５ａと、磁石挿入孔５ｄと、未着磁の磁性部材５ｂとを有する。回転子コア５ａは、固定子コア４ｂの中央空間部にエアギャップを隔てて配設されており、その形状は多数枚の電磁鋼板製円形薄板を軸心方向に積層した筒形状を有する。未着磁の磁性部材５ｂは、この回転子コア５ａの磁石挿入孔５ｄ内に挿入されている。未着磁の磁性部材５ｂは、未着磁の磁性部材５ｂが挿入されている回転子５が固定子４に嵌挿されるときには未着磁である。回転子コア５ａの中心部にはその軸心方向に貫通する軸挿通孔５ｃが形成されており、この軸挿通孔５ｃには圧縮機構部のクランク軸が焼嵌にて嵌挿され固定される。このクランク軸を介し永久磁石型電動機２は圧縮機構部３に駆動連結される。

＜着磁方法＞
次に、上記構成の永久磁石型電動機２における未着磁の磁性部材５ｂの着磁方法について説明する。本発明に係る本実施形態における着磁方法は大別して２つのステップを有する。先ず、第１のステップにより、圧縮機内の電動機における回転子の固定子に対する相対位置をインダクタンスの測定により特定する。その結果を基に、第２のステップにおいて回転子内の未着磁の磁性部材５ｂに対して適切な着磁を行う。第１のステップは２相電流通電により回転子位置の検出を行う。また、第２のステップは３相着磁電流通電による回転子未着磁磁性部材着磁を行う。

＜インダクタンス測定による回転子位置検出＞
《２相インダクタンス測定による回転子位置検出》
最初に回転子の位置検出について説明する。図３（ａ）に示すように巻線４ａの第１相（図２におけるＵ相巻線４ｕ、Ｖ相巻線４ｖ、または、Ｗ相巻線４ｗ）の端子Ｔ１と第２相（図２における３相のうち第１相として選択された１相を除く２相のうちいずれか１相）の端子Ｔ２にスイッチなどを介してインダクタンス測定器（ＬＣＲメータ）が接続される。そして、インダクタンス測定器によって第１相から第２相の間に電圧が印加されるとともに第１インダクタンスが測定される。ここでは第１相端子Ｔ１側が第２相端子Ｔ２側に較べて高電位である。

図４（ａ）は、第１インダクタンス測定によって生じる磁束の例を示す図であり、第１相をＵ相巻線４ｕ、第２相をＶ相巻線４ｖとしている。図中のドットおよびクロスは各磁極の各立ち上がり部に流れる電流の方向を示している。この電流により、図中矢印で示す方向に磁束が発生する。但し、本実施形態における３相巻線４ｕ、４ｖ、および、４ｗを流れる電流は、図３（ａ）および（ｂ）において各相の外側端子（Ｔ１、Ｔ２、または、Ｔ３）から３相の結合点に向かって電流が流れる場合、図４（ａ）および（ｂ）において、時計回りにドット、クロスが現れる方向に流れる。

このような磁束を発生させた状態で、回転子５の固定子４に対する相対位置を変化させると、第１インダクタンス測定器により測定されるインダクタンスの値は、図５の実線に示すように変化する。ここで横軸は回転子５の固定子４に対する相対位置を示しており、０度の位置における回転子５と固定子４との相対的位置関係は任意である。

図７は、回転子５の角度の変化に伴うインダクタンス値の変化を示すグラフである。このグラフでは、Ｕ相４ｕとＶ相４ｖ、Ｖ相４ｖとＷ相４ｗ、および、Ｗ相４ｗとＵ相４ｕ（図６（ａ）〜（ｃ）における、第１相、第２相、および、第３相をそれぞれＵ相４ｕ、Ｖ相４ｖ、および、Ｗ相４ｗとしている。）、の各２相のインダクタンス値を、回転子５の角度を微小量ずつ変化させ、その都度インダクタンスを測定した結果を、プロットしている。

図７より、固定子巻線の任意の２相のインダクタンス値のプロットである曲線６１ないし６３は、三角関数的プロファイルを備え、その周期は、回転子５の角度にして９０度であり、各曲線６１ないし６３間の位相差は３０度である。なお、図７のインダクタンス値のプロットは、４つの磁極（磁石挿入孔５ｄ）を備えているため回転子の角度にして９０°となるが、この周期は回転子に構成される磁極数（３６０°÷磁極数）で変化する。また、ここで説明する磁極数とは、未着磁の状態を含めた永久磁石型電動機に構成される極数を意味しているものである。以下説明は、回転子に構成される磁極を４つとした回転子５を用いて説明する。

インダクタンス値がこのように変化する理由は以下のとおりである。図２に示すように本実施形態の回転子５は、４枚の未着磁の磁性部材５ｂを回転子内部に配置した、つまり未着磁の磁性部材１枚／極の４極構造である。この回転子５の大部分を構成する回転子コアは電磁鋼鈑であって磁束を通し易い物質であり、その内部に磁石挿入孔５ｄなる空洞を有する構造である。そして、磁石挿入孔５ｄに存在する空気は真空と同程度の透磁率を有しており、回転子コアを構成する電磁鋼鈑とは磁束の通し易さの点で全く性質の異なる物質である。そのため、巻線４ａのインダクタンスは回転子５の固定子４に対する相対位置により変化する。つまり、回転子５を回転させることにより、磁石挿入孔５ｄが磁路を妨害する程度が周期的に変化する。そのため回転子５は４枚の未着磁の磁性部材５ｂが挿入されている状態であっても、残存する空気の透磁率と回転子コアの透磁率の差が大きいため、同様のインダクタンス値の変化が得られる。そのインダクタンスの変化の周期は９０度周期となる。また、Ｕ相４ｕとＶ相４ｖ、Ｖ相４ｖとＷ相４ｗ、および、Ｗ相４ｗとＵ相４ｕの各２相の組み合わせは、各々６０度ずつずれた配置を取っている。そのため、各曲線６１ないし６３間に６０度の位相差が現れる。各曲線の周期が９０度であるため、位相差は３０度とも表現可能である。

また、磁石挿入孔５ｄ以外にも回転子コアに穴が存在し、回転子コア５ａの回転対称性が損なわれても、その穴が比較的小さいものであれば、測定されるインダクタンス値への影響は軽微であり、同様の測定結果が得られる。さらに、回転子５の４枚の未着磁の磁性部材５ｂは同一な磁気的性能を具備した未着磁の磁性部材５ｂを備えていなくとも、インダクタンスの変化の様子に変化はない。なぜなら、インダクタンス値の変化は回転子５の電磁鋼板の形状によるもので、一般に空気の透磁率と回転子コア５ａの透磁率には顕著な差があるため、個々の未着磁の磁性部材５ｂの性能差によるインダクタンス値への影響は軽微である。また、図８に示すように、１つの磁石挿入孔５ｄに複数枚の未着磁の磁性部材５ｂ（本図においては２枚の未着磁の磁性部材５ｂ）を挿入する場合においても同様の測定結果が得られる。

次に、第１インダクタンス測定用の電圧を印加した２つの相とは異なる組み合わせからなる２つの相に第２インダクタンス測定用の電圧を印加する。例えば、第１インダクタンス測定用電圧を印加した相が第１相および第２相とした場合、今回の第２インダクタンス測定に用いる相は第２相および第３相、または、第１相および第３相である。つまり、第１インダクタンス測定において発生させた磁束と第２インダクタンス測定において発生させる磁束とは、その位置が周方向、時計回り、または、反時計回りに６０度ずれた磁束である。

第１インダクタンス測定においては、例として第１相をＵ相巻線４ｕ、第２相をＶ相巻線４ｖとした。例として図３（ｂ）に示すように第２相をＶ相巻線４ｖ、第３相をＷ相巻線４ｗとし、第２相が高電位となるように、インダクタンス測定器を接続する。

その結果、電動機には図４（ｃ）に矢印で示す磁束が発生する。図４（ａ）および図４（ｂ）において生じている磁束と、本図において生じている磁束を比較すれば、固定子および回転子の周方向に関して磁束の方向性は同一であり、その位置が時計回りに６０度だけずれていることがわかる。

このような磁束を発生させた状態で、回転子の固定子に対する相対位置を変化させながら、インダクタンスを測定すれば、図５に破線で示す、Ｖ−Ｗに示すように変化する。自明であるが、図５において実線で示されているグラフと破線で示されているグラフとは実質的に同様に変化し、その位相が６０度ずれている。

そのため、図５において実線で示すインダクタンス値と破線で示すインダクタンス値とは８つの交点を有する。この８つの交点に対応する回転子の位置を着磁基準位置とする。この８つの交点は、９０度周期で磁気抵抗としての性質が変化する回転子に対し、時計回りまたは反時計回りに６０度だけずれた位置においてインダクタンスを測定していることで生じている。一の測定により得た極大値または極小値から最近の、他の測定により得た極大値または極小値とは、３０度のずれがある。よって、２つのグラフが交差する、つまり同一のインダクタンス値を得る点は、一方の極大値または極小値から１５度進み、他方の極大値または極小値から１５度遅れた位置である。

８つの交点のうち、相対的に高いインダクタンス値を有する４つの交点は、極大インダクタンス値が得られる角度から、一の測定グラフにとっては１５度だけ角度を進めた位置であり、他の測定グラフにとっては１５度だけ角度を戻した位置である。また、相対的に低いインダクタンス値を有する４つの交点は、極小インダクタンス値が得られる角度から、一の測定グラフにとって１５度だけ角度を進めた位置であり、他の測定グラフにとっては１５度だけ角度を戻した位置である。

従い、２回の測定により得られた８つの交点のうち、相対的に高いインダクタンス値を有する４つの交点における回転子の固定子に対する相対的位置関係は、図９（ａ）に示される位置である。ここで、回転子は図４（ｂ）に示される位置から反時計回りに１５度進んだ位置であり、同時に、図４（ｃ）に示される位置から時計回りに１５度移動した位置である。この位置で、回転子の４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）がＵ相４ｕとＷ相４ｗの中間点を通る固定子４の直径Ｄｗｕを通る。

２回の測定により得られた８つの交点のうち、相対的に低いインダクタンス値を有する４つの交点における回転子の固定子に対する相対的位置関係は、図９（ｂ）に示される位置である。ここで、回転子は図４（ａ）に示される位置から反時計回りに１５度進んだ位置である。この位置で、回転子の４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち、互いに対面した２枚の未着磁の磁性部材５ｂの中心（回転子５の有する４つの磁極うち互いに対面した２つの磁極の中心）を直径Ｄｗｕが通る。

以上より、３相から異なる２相の組み合わせを２組選択し、各組み合わせの２相インダクタンスを測定することで、その測定値が同一となる場合における回転子の固定子に対する相対的位置関係を特定することができる。本例においては、第１インダクタンス測定にて第１相をＵ相巻線４ｕ、第２相をＶ相巻線４ｖ、第２インダクタンス測定にて第１相をＶ相巻線４ｖ、第２相をＷ相巻線４ｗとしているが、他の組み合わせにおいても、同様の考察をすることで、２つのインダクタンス測定により回転子の固定子に対する位置関係を特定可能である。

すなわち、第１インダクタンス測定において、第１相と第２相との２相インダクタンス測定を行い、続いて第２インダクタンス測定において、第２相と第３相との２相インダクタンス測定を行えば、２つのインダクタンス測定において同一のインダクタンス値を有する８つの回転子位置のうち、相対的に高いインダクタンス値を有する４つの回転子位置において、回転子のその４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）が、第３相と第１相の中間点を通る固定子の直径上に位置する。他方、８つのインダクタンス値のうち相対的に低いインダクタンス値を有する４つの回転子位置において、回転子のその４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち互いに対面した２枚の未着磁の磁性部材５ｂの中心（回転子５の有する４つの磁極うち互いに対面した２つの磁極の中心）が、第３相と第１相の中間点を通る固定子の直径上に位置し、また４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち上記２枚の未着磁の磁性部材５ｂとは別の２枚の未着磁の磁性部材５ｂ（回転子５の有する４つの磁極うち上記の互いに対面した２つの磁極とは別の２つの磁極）が第２相の磁極の真正面に位置する。

または、第１インダクタンス測定において、第１相と、第２相との２相インダクタンス測定を行い、続いて第２インダクタンス測定において、第３相と第１相との２相インダクタンス測定を行えば、２つのインダクタンス測定において同一のインダクタンス値を有する８つの回転子位置のうち、相対的に高いインダクタンス値を有する４つの回転子位置において、回転子のその４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）が、第２相と第３相の中間点を通る固定子の直径上に位置する。他方、８つのインダクタンス値のうち相対的に低いインダクタンス値を有する４つの回転子位置において、回転子のその４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち互いに対面した２枚の未着磁の磁性部材５ｂの中心（回転子５の有する４つの磁極うち互いに対面した２つの磁極の中心）が、第２相と第３相の中間点を通る固定子の直径上に位置し、また４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうち上記２枚の未着磁の磁性部材５ｂとは別の２枚の未着磁の磁性部材５ｂ（回転子５の有する４つの磁極うち上記の互いに対面した２つの磁極とは別の２つの磁極）が第１相の磁極の真正面に位置する。

上記のごとく２通りの２相インダクタンス測定を行い、２通りの測定値が一致する回転子位置を特定することで、回転子の固定子に対する相対的位置関係を把握することができる。また、両測定においては、インダクタンス値の測定は回転子の回転に従い連続的に行い、その交点を検出するのでその精度は非常に高く、特に、回転子の回転に伴うインダクタンス値の変化が乏しい場合であっても、精度よく回転子位置を決定することができる。

＜回転子未着磁磁性部材着磁＞
《３相着磁電流による回転子未着磁磁性部材着磁》
次に着磁方法について説明する。前述の方法により回転子の固定子に対する相対的位置関係を把握した後、以下のようにして回転子未着磁磁性部材の着磁を行う。

本実施形態における着磁方法は、第１着磁および第２着磁の２回の着磁工程により回転子の未着磁の磁性部材５ｂを磁化する。第１着磁においては、固定子の３相巻線のうち任意の２相と残りの１相に、任意の２相側を高電位として、着磁用の直流電流を流す。図１０（ａ）は第１着磁における結線を、任意の２相を第１相および第３相、残りの１相を第２相として示す。そして、第２着磁においては、固定子の３相巻線のうち任意の２相と残りの１相に、任意の２相側を低電位として、着磁用の直流電流を流す。なお、第１着磁における任意の２相の選択と、第２着磁における任意の２相の選択との関係は独立であり、自由に選択可能である。図１１（ａ）は第２着磁における結線を、任意の２相を第１相および第２相、残りの１相を第３相として示す。上述のインダクタンス測定による回転子位置検出の結果を基に、第１および第２着磁のそれぞれにおいて、回転子を適切に位置させることで回転子の未着磁の磁性部材５ｂを適切に着磁させることができる。

図１０（ｂ）を参照し、第１着磁について説明する。図１０（ｂ）は第１着磁において発生させる磁束および回転子の位置を示す図である。本図においては図１０（ａ）における第１相、第２相、および、第３相をそれぞれ、Ｕ相巻線４ｕ、Ｖ相巻線４ｖ、および、Ｗ相巻線４ｗとし、回転子５の位置は図９（ｂ）に示されるように、上述した２相インダクタンスによる回転子位置検出の例において、相対的に低いインダクタンス値を有する交点を示す位置である。第１着磁においては、着磁結線上、低電位側に位置する一の巻線のつくる磁極の真正面に回転子の４枚の未着磁の磁性部材５ｂのうちの任意の相対する２枚の未着磁の磁性部材５ｂ（任意の回転子５の有する磁極の１つ）が位置するように回転子を位置させる。回転子５の位置が異なる場合であっても、回転子５の固定子４に対する相対的位置関係に関する情報は既知であるので、その情報に基づいて回転子５を必要なだけ回転させればよい。

前段にて説明した位置に回転子５を合わせた後、着磁用電流を図１０（ａ）のように流す。図１０（ｂ）に矢印で示す磁束が発生し、Ｖ相巻線４ｖのつくる磁極の真正面に位置する未着磁の磁性部材５ｂに対して磁束が垂直に外側から中心に向かう方向で貫く。このため、その未着磁の磁性部材５ｂは外側をＳ極として着磁される。以後、この、外側をＳ極として着磁された２枚の磁性部材を永久磁石５ｅＳと称する。永久磁石５ｅＳ以外の２枚の未着磁の磁性部材５ｂに対し、磁束は斜めに内側から外側に向かって貫いている。このため、この２枚の未着磁の磁性部材５ｂは外側をＮ極として着磁される。以後、この、外側をＮ極として着磁された２枚の磁性部材を永久磁石５ｅＮと称する。永久磁石５ｅＮの着磁の程度は外側をＳ極として着磁されている２枚の永久磁石５ｅＳと比較して弱く、特に破線で示す領域Ｒ１付近では十分な着磁がなされていない。

次に、第１着磁における永久磁石５ｅＳおよび５ｅＮ間の着磁の程度の不均衡を補償するため、第２着磁を行う。第２着磁における着磁結線は図１１（ａ）に示すとおり、高電位側を１相とし、低電位側を２相としている。第１相、第２相、および、第３相をそれぞれＵ相巻線４ｕ、Ｖ相巻線４ｖ、および、Ｗ相巻線４ｗとして図１１（ｂ）に第２着磁において発生する磁束、および、回転子５の位置を示す。

回転子５は図１０（ｂ）における位置から、反時計回りに３０度回転されている。第１着磁終了時から第２着磁開始時の間に、回転子５に必要な移動量は、第１着磁の結線と第２着磁の結線との関係によって決定される。第２着磁においては、回転子を、第２着磁の結線において高電位側となる一の相のつくる磁極の真正面に、第１着磁において着磁が比較的弱かった永久磁石（本例においては永久磁石５ｅＮ）が位置するように配置する。

前段にて説明した位置に回転子５を合わせた後、着磁用電流を図１１（ａ）のように流す。図１１（ｂ）に矢印で示す磁束が発生し、Ｗ相巻線４ｗのつくる磁極の真正面に位置する永久磁石５ｅＮに対して磁束が垂直に中心部から外側に向かう方向で貫く。このため、永久磁石５ｅＮは外側をＮ極として着磁される。この永久磁石５ｅＮは第１着磁においては特に中心部がよく着磁されなかったが、第２着磁によって領域Ｒ１を含む永久磁石５ｅＮも十分な着磁がなされる。

＜効果＞
２回のインダクタンス測定を行い、２つの測定値の一致する回転子５の位置を基に回転子５の固定子４に対する相対的位置関係を特定することで、電動機２が回転子５の位置を光学的に検出することができない構造を有するとも、小型設備で正確に回転子５を固定子４に対して位置整合させることができ、続く２回の着磁工程により回転子５内の未着磁の磁性部材５ｂに対して良好な着磁を行うことができる。よって本発明にかかる着磁方法により着磁を行った永久磁石型電動機では、安定した着磁効果が期待でき、永久磁石型電動機の性能を高水準で安定させることができる。

第２の実施形態
第１の実施形態では固定子巻線が集中巻である場合の着磁方法を説明したが、ここでは、分布巻で構成された固定子に対する着磁方法を説明する。図１２は第２の実施形態における着磁対象の永久磁石型電動機の構成を示す上面図である。本実施形態の構成は図１２に示す電動機１０２の内部構成を除いて、第１の実施形態と同一である。

＜構成＞
図１２を参照すれば、固定子コア１０４ｂの内周面には軸心方向に延びる複数の凹溝からなる巻線挿入部１０４ｃが内周方向に等間隔をあけて形成されている。巻線１０４ａは、この２４個の巻線挿入部１０４ｃに３相の４極巻線（１０４ｕ、１０４ｖ、１０４ｗ）を分布巻するように巻装されている。以下、３相をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相と称する。図に示されているドットおよびクロスは各相に電流を流した際に各相巻線１０４ｕ、１０４ｖ、および、１０４ｗを流れる電流の方向を示したものであり、電流の向きは図１３における第１相、第２相、および、第３相をそれぞれＵ相巻線１０４ｕ、Ｖ相巻線１０４ｖ、および、Ｗ相巻線１０４ｗとした場合における向きである。

また、回転子１０５は、回転子コア１０５ａと、未着磁の磁性部材１０５ｂとを有する。回転子コア１０５ａは、固定子コア１０４ｂの中央空間部にエアギャップを隔てて配設されており、その形状は磁性材として多数枚の電磁鋼板製円形薄板を軸心方向に積層した筒形状を有する。未着磁の磁性部材１０５ｂは、この回転子コア１０５ａの磁石挿入孔１０５ｄ内に未着磁の状態で挿入されている。また、未着磁の磁性部材１０５ｂは回転子１０５の中心部に向かって湾曲した形状を有し、４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂは全て同じ磁気的性質を有する。回転子コア１０５ａの中心部にはその軸心方向に貫通する軸挿通孔１０５ｃが形成されており、この軸挿通孔１０５ｃには圧縮機構部のクランク軸が焼嵌にて嵌挿され固定される。このクランク軸を介し永久磁石型電動機１０２は圧縮機構部３に駆動連結される。

＜着磁方法＞
次に、上記構成の永久磁石型電動機１０２における未着磁の磁性部材１０５ｂの着磁方法について説明する。本発明に係る本実施形態における着磁方法も第１の実施形態同様、大別して２つのステップを有する。先ず、第１のステップにより、圧縮機内の電動機１０２における回転子１０５の固定子１０４に対する相対位置をインダクタンスの測定により特定する。その結果を基に、第２のステップにおいて回転子１０５内の未着磁の磁性部材１０５ｂに対して適切な着磁を行う。第１のステップは２相電流による回転子位置検出、および、３相電流による回転子位置検出なる２種類の位置検出方法を有する。また、第２のステップは２相着磁電流による回転子未着磁磁性部材着磁、および、３相着磁電流による回転子未着磁磁性部材着磁なる２種類の着磁方法を有する。各２種類の方法の選択は自由である。よって、本方法は都合４通りの着磁方法を有する。

＜インダクタンス測定による回転子位置検出＞
《２相インダクタンス測定による回転子位置検出》
第１の実施形態における２相インダクタンス測定による回転子位置検出と同様、先ず、３相から任意の２相、例えば、第１相および第２相を選択し、その２相間にインダクタンス測定用電流を流し、回転子１０５の回転によるインダクタンス値の変化を記録する（第１インダクタンス測定）。次に、第１インダクタンス測定に用いた２相のうち１相、例えば、第２相を、第１インダクタンス測定において選択されなかった１相、第３相と取り換える。第１インダクタンス測定において第１相が第２相と比較して、高（低）電位側であったならば、今回の測定においては第１相を第３相と比較して低（高）電位側になるようにインダクタンス測定用電流を流し、回転子１０５の回転によるインダクタンス値の変化を記録する（第２インダクタンス測定）。第１インダクタンス測定、および、第２インダクタンス測定のそれぞれにおいて、測定用電流が流れているときに生じる磁束は時計回りまたは反時計回りに６０度回転することで一致する関係にある。

回転子１０５の未着磁の磁性部材１０５ｂの形状は、第１の実施形態における未着磁の磁性部材５ｂのそれと異なり、中心に向かって凸に湾曲した形状であるが、インダクタンス測定における周期性に関して相違は無い。つまり、回転子１０５の回転に従って、９０度周期でインダクタンス値は変化する。そのグラフは極大および極小点に関し左右対称性を有する。また、第１インダクタンス測定グラフの極大点および極小点はそれぞれ、第２インダクタンス測定のグラフの極大点および極小点のうち最近である点とそれぞれ３０度ずれている。従い、２つのインダクタンス測定の測定値が一致する点は回転子が３６０度回転する間に８点存在し、内４点は他の４点と比較して相対的に高いインダクタンス値を有する点であり、他の４点は相対的に低いインダクタンス値を有する点である。

第１の実施形態における位置検出と同様、２つのインダクタンス測定において同一のインダクタンス値を有する回転子の位置は、回転子の固定子に対する相対的位置に関し共通した関係性を有する。以下、第１相、第２相、および、第３相をそれぞれＵ相巻線１０４ｕ、Ｖ相巻線１０４ｖ、および、Ｗ相巻線１０４ｗとし、回転子位置検出例を示すが、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、または、Ｗ相巻線のいずれを第１相とし、同様にいずれを第２相、第３相とするかは、上記例に限定されず、他の組み合わせも当然のことながら可能である。

以下具体的に説明する。先ず、第１インダクタンス測定を行う。図３（ａ）に示すように結線し、電圧を印加すれば、図１４（ａ）および（ｂ）に矢印で示す磁束が発生する。ここで図１４（ａ）は測定されるインダクタンス値が極小となる回転子１０５の位置を示している。このとき、４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材１０５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）は、固定子１０４に上に記す通電している２相の一連のドットまたはクロスの中点を通る固定子１０４の直径Ｄ上に位置する。図１４（ｂ）は測定されるインダクタンス値が極大となる回転子１０５の位置を示している。このとき回転子１０５は図１４（ａ）に示す位置から４５度回転した位置にある。なお、図１５の実線は第１インダクタンス測定の測定結果を示す。横軸は任意の回転子位置を０度と定めたときの、その位置からの回転角である。

次に、第２インダクタンス測定を行う。図３（ｂ）に示すように結線し、電圧を印加すれば、図１６（ａ）および（ｂ）に矢印で示す磁束が発生する。図１６（ａ）は測定されるインダクタンス値が極小となる回転子１０５の位置を示している。このとき、回転子１０５は第１インダクタンス測定と同様、回転子１０５の４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材１０５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）は、図１４（ａ）における場合と同様に、固定子１０４上に記す通電している２相の一連のドットまたはクロスの中点を通る固定子１０４の直径上に位置する。図１６（ｂ）は測定されるインダクタンス値が極大となる回転子位置を示している。このとき回転子１０５は図１６（ａ）に示す位置から４５度回転した位置にある。図１５に第２インダクタンス測定の測定結果を破線にて示す。図１５より、８つの交点が見て取れる。この８つの交点に対応する回転子１０５の位置を着磁基準位置とする。この８つの交点における回転子１０５の位置について、以下に説明する。

図１５に示す相対的に低いインダクタンス値を有する４つの交点において、回転子１０５は、図１４（ａ）における位置から反時計回りに１５度回転した位置、つまり、図１６（ａ）における位置から時計回りに１５度回転した位置にある。

図１５に示す相対的に高いインダクタンス値を有する４つの交点において、回転子１０５は、図１４（ｂ）における位置から反時計回りに１５度回転した位置、つまり、図１６（ｂ）における位置から時計回りに１５度回転した位置にある。

このようにして、２回の２相電流インダクタンス測定により得た同一測定値点に回転子１０５を位置合わせすることにより、回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置を正確に把握することができる。なお、測定に使用する相の組み合わせが本例と異なる場合であっても、同様の考察により、回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置を正確に把握することは、当然のことながら、可能である。

《３相インダクタンス測定による回転子位置検出》
上述した２相電流による回転子位置検出と同様に、３相電流による回転子位置検出も可能である。

本検出は、第１インダクタンス測定および第２インダクタンス測定なる２回のインダクタンス測定により、回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置関係を把握する。第１インダクタンス測定においては、図１７（ａ）に示すように３相のうち第１相を高電位、そして第２相および第３相を低電位となるように結線し、回転子を回転させながらインダクタンスを測定する。第２インダクタンス測定においては、図１７（ｂ）に示すように第２相（もしくは第３相）を高電位、そして第３相（もしくは第２相）ならびに第１相を低電位となるように結線し、回転子１０５を回転させながらインダクタンスを測定する。第１インダクタンス測定、および、第２インダクタンス測定のそれぞれにおいて、測定用電流が流れているときに生じる磁束は時計回り（または反時計回り）に６０度回転することで一致する関係にある。

第１相、第２相、および、第３相を固定子巻線の３つの相のどれと対応させるかは任意であるが、以下、例として、第１相、第２相、および、第３相をそれぞれ、Ｕ相巻線１０４ｕ、Ｖ相巻線１０４ｖ、および、Ｗ相巻線１０４ｗとして説明する。

先ず、第１インダクタンス測定を行う。第１相つまりＵ相巻線１０４ｕを高電位側に、そして第２相つまりＶ相巻線１０４ｖおよび第３相つまりＷ相巻線１０４ｗを低電位側となるように結線し、電圧を印加すれば、図１８（ａ）および（ｂ）に示す磁束が発生する。図１８（ａ）は測定されるインダクタンス値が極小となる回転子１０５の位置を示している。このとき、４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材１０５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）は、図１４（ａ）における場合と同様に、固定子１０４のＵ相１０４ｕの隣接するドットまたはクロスの中点を通る固定子１０４の直径上に位置する。図１８（ｂ）は測定されるインダクタンス値が極大となる回転子位置を示している。このとき回転子１０５は図１８（ａ）に示す位置から４５度回転した位置にある。

次に、第２インダクタンス測定を行う。第２相つまりＶ相巻線１０４ｖを高電位側に、そして第３相つまりＷ相巻線１０４ｗおよび第１相つまりＵ相巻線１０４ｕを低電位側となるように結線し、電圧を印加すれば、図１９（ａ）および（ｂ）に示す磁束が発生する。図１９（ａ）は測定されるインダクタンス値が極小となる回転子１０５の位置を示している。このとき、回転子１０５の４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂのうち隣接する２枚の未着磁の磁性部材１０５ｂの隣接する端部間の中点（回転子５の有する４つの磁極うち隣接する２つの磁極の隣接する端部間の中点）は、図１４（ａ）における場合と同様に、固定子１０４のＶ相巻線１０４ｖの隣接するドットまたはクロスの中点を通る固定子１０４の直径上に位置する。図１９（ｂ）は測定されるインダクタンス値が極大となる回転子位置を示している。このとき回転子は図１９（ａ）に示す位置から４５度回転した位置にある。図２０は第１インダクタンス測定および第２インダクタンス測定の結果を同一面にプロットしたグラフである。実線は第１インダクタンス測定の結果を示し、破線は第２インダクタンス測定の結果を示している。横軸は任意の回転子位置を０度と定めたときの、その位置からの回転子１０５の回転角である。図２０より、８つの交点が見て取れる。この８つの交点に対応する回転子１０５の位置を着磁基準位置とする。この８つの交点における回転子の位置について、以下に説明する。

図２０において、相対的に低いインダクタンス値を有する４つの交点において、回転子１０５は、図２１（ａ）に示すように、図１８（ａ）における位置から反時計回りに１５度回転した位置、つまり、図１９（ａ）における位置から時計回りに１５度回転した位置にある。

図２０において、相対的に高いインダクタンス値を有する４つの交点において、回転子１０５は、図２１（ｂ）に示すように、図１８（ｂ）における位置から反時計回りに１５度回転した位置、つまり、図１９（ｂ）における位置から時計回りに１５度回転した位置にある。

このように、２回の３相電流インダクタンス測定により得た同一測定値点に回転子１０５を位置合わせすることにより、回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置を正確に把握することができる。なお、測定に使用する相の組み合わせが本例と異なる場合であっても、同様の考察により、回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置を正確に把握することは、当然のことながら、可能である。

＜回転子未着磁磁性部材着磁＞
本実施形態において、未着磁の磁性部材１０５ｂを着磁する方法は、２相電流を用いる方法と３相電流を用いる方法の２通りの方法が存在する。両方法とも、回転子位置検出により得た回転子１０５と固定子１０４の位置関係に関する知見に基づき、着磁電流を流したときにつくられる磁束に対して回転子１０５を着磁に好都合な位置に予め回転させ、着磁を実行することで良好な着磁を実現している。

《２相着磁電流による回転子未着磁磁性部材着磁》
本実施形態における着磁は、第１の実施形態における着磁とは異なり、一の着磁工程により回転子の未着磁の磁性部材１０５ｂが永久磁石１０５ｅとなるように未着磁の磁性部材１０５ｂを磁化する。以下、本着磁方法を説明し、着磁工程の一例を示す。

３相のうちの２相間に着磁用の直流電流を流す。着磁用直流電流の方向性も考慮すれば、このとき、６種類の着磁用電流が存在する。６種類の電流が回転子１０５内につくる磁束の分布形状は全て同一の、２回回転対称性を有する、すなわち中心点に関して１８０度の周期性を有する形状であり、それらはそれぞれ方向性が異なる。６種類の磁束分布の形状それ自体は同一であるが、分布の方向性がそれぞれ、回転子１０５および固定子１０４の中心を軸として３０度ずつずれた分布形状を有する。

６種の着磁用電流の通電方向のうちから、どの着磁用電流を用いて着磁を行うかは、それぞれの着磁用電流のつくる磁束分布の方向性と、回転子の位置とを考慮して適当な着磁電流を自由に選択すればよい。

２相着磁の一例として、第１相、つまりＵ相巻線１０４ｕ、および、第３相、つまりＷ相巻線１０４ｗに、第１相を高電位側として電圧を印加し、着磁用電流を流し、着磁を試みる。

このとき、着磁用電流は図２２のように流れ、磁束は図２３に矢印で示すように図において左右方向から入射し、電動機内において２方向に分岐し、中心部に向かって凸に湾曲した磁束を構成し、図における上部および下部より電動機外部へ流れ出ている。

このとき、予め回転子１０５内の未着磁の磁性部材１０５ｂを図２３のように、つまり４枚の未着磁の磁性部材１０５ｂ（回転子１０５の有する４つの磁極）のつくる十字形が図において、４５度傾いた位置に整合されていれば、良好な着磁が行われ、良好に着磁された永久磁石１０５ｅを得る。回転子１０５と固定子１０４の相対的位置関係はインダクタンス値による位置検出により既知であるので、良好な着磁が行えるように回転子１０５を必要なだけ回転させて着磁を行う。当然ながら、インダクタンス値による位置検出により得た回転子の位置に関する情報を基に、位置検出のためのインダクタンス測定において同一のインダクタンス値を有する回転子位置に回転子位置を整合させ、その位置で未着磁の磁性部材１０５ｂの着磁される極性を考慮しつつ、良好な着磁が行えるように、着磁電流を流す２相および、電流の方向を選択することが可能である。

《３相着磁電流による回転子未着磁磁性部材着磁》
上記２相着磁電流による着磁に加え、３相電流による着磁が可能である。本着磁工程も第１の実施形態における着磁工程とは異なり、一の着磁工程により回転子１０５の未着磁の磁性部材１０５ｂが永久磁石１０５ｅとなるように未着磁の磁性部材１０５ｂを磁化する。以下、本着磁方法を説明する。

固定子の３相のうち、いずれか１相を高電位側（または低電位側）とし、残りの２相を並列に低電位側（または高電位側）となるように結線し、着磁用の直流電流を流す。このとき、結線の方法は６通りであるので、６種類の着磁用電流が存在する。６種類の電流が回転子１０５内につくる磁束の分布形状は同一の、２回回転対称性を有する、すなわち中心点に関して１８０度の周期性を有する形状であり、それらはそれぞれ方向性が異なる。６種類の磁束分布の形状それ自体は同一であるが、分布の方向性がそれぞれ、回転子１０５および固定子１０４の中心を軸として３０度ずつずれた分布形状を有する。

３相着磁電流により発生する磁束分布は、本実施形態の２相着磁電流により発生する磁束分布と本質的には同一のものであるが、その分布位置は、２相着磁電流のつくる磁束分布の位置とはそれぞれ１５度ずつずれている。

したがい、２相着磁を併用することにより、１５度間隔で１２種類の磁束分布を発生させることができる。

６種類の２相着磁電流および６種類の３相着磁電流から、どの着磁用電流を用いて着磁を行うかは、それぞれの着磁用電流のつくる磁束分布の方向性と、回転子の位置とを考慮して適当な着磁電流を自由に選択すればよい。着磁時に発生する磁束と、採るべき回転子１０５の位置、および、着磁される未着磁の磁性部材１０５ｂの極性の関係性は本実施形態の２相着磁と同一である。

＜効果＞
２回のインダクタンス測定を行い、２つの測定値の一致する回転子１０５の位置を基に回転子１０５の固定子１０４に対する相対的位置関係を特定することで、電動機１０２が回転子１０５の位置を光学的に検出することができない構造を有するとも、小型設備で正確に回転子１０５を固定子１０４に対して位置整合させることができ、続く１回の着磁工程により回転子１０５内の未着磁の磁性部材１０５ｂに対して良好な着磁を行うことができる。よって本発明にかかる着磁方法により着磁を行った永久磁石型電動機では、安定した着磁効果が期待でき、永久磁石型電動機の性能を高水準で安定させることができる。

なお、図２４に示すように、１つの磁石挿入孔１０５ｄに複数枚の未着磁の磁性部材１０５ｂ（本図においては３枚の未着磁の磁性部材５ｂ）を挿入して１つの磁極を構成する場合においても本実施形態と同様、正確に回転子１０５の位置を特定し、未着磁の磁性部材１０５ｂに対して着磁を良好に行うことができる。

第３の実施形態
第１の実施形態および第２の実施形態に記載の方法により、電動機の回転子の未着磁の磁性部材を着磁する装置を構成する。

＜構成＞
図２５は本装置の構成を示すブロック図である。圧縮機上部に配されている電極２１１を介して固定子内の３相巻線と、インダクタンス測定手段であるインダクタンス測定器２１２、および、着磁手段である着磁電源２１３が接続される。その途中に複数個のスイッチを適宜設けることにより、所望の相に対して電流を流すことが可能となっている。スイッチは制御手段である制御装置２１４により開閉可能であってもよい。

また、インダクタンス測定器２１２および着磁電源２１３は制御装置２１４に接続されており、制御装置２１４はインダクタンス測定器２１２および着磁電源２１３を制御可能である。同時に、制御装置２１４は、圧縮機下方より軸によって回転子と連結されている駆動手段であるロータリーエンコーダ２１５およびロータリーエンコーダ２１５を駆動可能なパルスモータ２１６、を制御可能である。なお、駆動手段は、人力でもよく、その場合、軸等に回転量を読み取り可能な目盛り等をふり、回転量を計測して、制御装置２１４に手動で入力することも可能である。

＜動作＞
制御装置２１４がパルスモータ２１６を駆動させる。パルスモータ２１６の駆動力はロータリーエンコーダ２１５に伝えられ、さらに軸を介して電動機の回転子を回転させる。ロータリーエンコーダ２１５は逐次的に回転量を制御装置２１４に送信している。同時に、インダクタンス測定器２１２は制御装置２１４の制御の下、インダクタンスの測定を連続的に実施し、その結果を制御装置２１４に送信している。制御装置２１４はロータリーエンコーダ２１５から送られてくる回転子の回転量に関する情報、および、インダクタンス測定器２１２から送られてくる測定値を用いて、回転子の回転量に応じたインダクタンス値を記録する。

つぎに、制御装置２１４は、本発明に係る方法を用いて電動機の回転子の固定子に対する相対位置を把握する。その後、制御装置２１４により回転子の着磁を行う。制御装置２１４は着磁用電流を決定し、回転子の回転が必要であれば所定角だけ回転子を回転させて、着磁を実施する。着磁電流を流す相の組み合わせ、および、相数の決定は、制御装置２１４が自動的に決定してもよく、また、本装置の操作者が手動にて制御装置２１４に指示を与えてもよい。自動的に制御装置２１４が着磁電流を決定する場合、回転子の位置を考慮して、なるべく回転量を少なく抑えることができる着磁電流を採用するように計画してもよい。

＜効果＞
本装置により、非常に小型化された構成により、永久磁石型電動機の未着磁磁性部材の着磁を実施可能である。

本発明にかかる永久磁石型電動機の着磁方法および装置は、電動機内部が見えない状態でも、小型の設備によって正確に回転子を固定子に対して位置整合し、未着磁の磁性部材を着磁する有利性を有し、例えば空気調和器用圧縮機の永久磁石型電動機の着磁方法および装置として有用である。

永久磁石型電動機を備えた圧縮機の縦断面図である。 第１の実施形態における永久磁石型電動機の上面断面図である。 （ａ）および（ｂ）：回転子位置検出に用いる結線の一例である。 （ａ）：インダクタンス測定値が極小を示す回転子の位置を示す図である。（ｂ）：インダクタンス測定値が極大を示す回転子の位置を示す図である。（ｃ）：第２インダクタンス測定にて発生させる磁束分布の一例を示す図である。 第１および第２インダクタンス測定の測定値のグラフである。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）：回転子位置検出に用いる結線の一例である。 インダクタンス測定値と回転子の角度との関係を示すグラフである。 第１の実施形態における永久磁石型電動機の別の例である。 （ａ）：高インダクタンス値を有する交点における回転子の位置を示す図である。（ｂ）：低インダクタンス値を有する交点における回転子の位置を示す図である。 （ａ）：着磁用結線の一例である。（ｂ）：第１着磁において生じる磁束分布の様子を示す図である。 （ａ）：着磁用結線の一例である。（ｂ）：第２着磁において生じる磁束分布の様子を示す図である。 第２の実施形態における永久磁石型電動機の上面断面図である。 図１０におけるドットおよびクロスの分布を生じさせる結線である。 （ａ）：インダクタンス測定値が極小を示す回転子の位置を示す図である。（ｂ）：インダクタンス測定値が極大を示す回転子の位置を示す図である。 第１および第２インダクタンス測定の測定値のグラフである。 （ａ）：インダクタンス測定値が極小を示す回転子の位置を示す図である。（ｂ）：インダクタンス測定値が極大を示す回転子の位置を示す図である。 （ａ）および（ｂ）：回転子位置検出に用いる結線の一例である。 （ａ）：インダクタンス測定値が極小を示す回転子の位置を示す図である。（ｂ）：インダクタンス測定値が極大を示す回転子の位置を示す図である。 （ａ）：インダクタンス測定値が極小を示す回転子の位置を示す図である。（ｂ）：インダクタンス測定値が極大を示す回転子の位置を示す図である。 第１および第２インダクタンス測定の測定値のグラフである。 （ａ）：低インダクタンス値を有する交点における回転子の位置を示す図である。（ｂ）：高インダクタンス値を有する交点における回転子の位置を示す図である。 着磁用結線の一例である。 着磁工程において生じる磁束分布の様子を示す図である。 第２の実施形態における永久磁石型電動機の別の例である。 第３の実施形態のブロック図である。

符号の説明

１・・ 胴部
２・・ 永久磁石型電動機
３・・ 圧縮機構部
４、１０４・・ 固定子
４ａ、１０４ａ・・ 巻線
４ｂ、１０４ｂ・・ 固定子コア
４ｕ、１０４ｕ・・ Ｕ相巻線
４ｖ、１０４ｖ・・ Ｖ相巻線
４ｗ、１０４ｗ・・ Ｗ相巻線
５、１０５ ・・ 回転子
５ａ、１０５ａ・・ 回転子コア
５ｂ、１０５ｂ・・ 未着磁の磁性部材
５ｄ、１０５ｄ・・ 磁石挿入孔
５ｅ、５ｅＳ、５ｅＮ、１０５ｅ・・ 永久磁石

Claims (9)

1. ３相の巻線を有する固定子および未着磁の磁性部材を有する突極性の回転子を備える永久磁石型電動機の前記未着磁の磁性部材を前記固定子内で回転可能な状態において着磁する方法であって、
   前記巻線の３相のうち、第１相と第２相間に、前記回転子の位置を変化させながら回転子位置検出用電圧を印加し、巻線のインダクタンスを測定する第１の測定ステップ、
   前記第１相と第３相間に、前記回転子の位置を変化させながら前記回転子位置検出用電圧を印加し、インダクタンスを測定する第２の測定ステップ、
   前記第１の測定ステップによる測定値と、前記第２の測定ステップによる測定値とが実質的に同一になるときの前記固定子に対する前記回転子の位置を着磁基準位置とする着磁基準位置決定ステップ、および、
   前記回転子を前記着磁基準位置から０度を含む所定角だけ回転させてから、前記回転子の前記未着磁の磁性部材を前記固定子の巻線の所定相に通電して着磁する着磁ステップを有する、永久磁石型電動機の着磁方法。
2. ３相の巻線を有する固定子および未着磁の磁性部材を有する突極性の回転子を備える永久磁石型電動機の前記未着磁の磁性部材を前記固定子内で回転可能な状態において着磁する方法であって、
   前記巻線の３相間に、第１相を高電位もしくは低電位とし、並列接続された第２相および第３相を低電位もしくは高電位とし、前記回転子の位置を変化させながら回転子位置検出用電圧を印加し、巻線のインダクタンスを測定する第１の測定ステップ、
   前記第２相を高電位もしくは低電位とし、並列接続された前記第３相および前記第１相を低電位もしくは高電位とし、前記回転子の位置を変化させながら回転子位置検出用電圧を印加し、巻線のインダクタンスを測定する第２の測定ステップ、
   前記第１の測定ステップによる測定値と、前記第２の測定ステップによる測定値とが実質的に同一になるときの前記固定子に対する前記回転子の位置を着磁基準位置とする着磁基準位置決定ステップ、および、
   前記回転子を前記着磁基準位置から０度を含む所定角だけ回転させてから、前記回転子の前記未着磁の磁性部材を前記固定子の巻線の所定相に通電して着磁する着磁ステップを有する、永久磁石型電動機の着磁方法。
3. 前記第１測定ステップおよび前記第２測定ステップにおいて、前記の両測定を実施する前記回転子の前記固定子に対する相対位置の範囲が同一であり、かつ、前記相対位置の範囲がインダクタンス値の示す周期性の１周期分の角度範囲よりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記着磁ステップを２回以上繰り返し実施する、請求項１または３に記載の方法。
5. 前記着磁ステップが、前記３相の巻線のうちいずれか２相間に通電することによる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記着磁ステップが、前記３相の巻線のうちいずれか１相を高電位もしくは低電位とし、並列接続された残りの２相を低電位もしくは高電位として前記３相間に通電することによる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
7. 突極性の回転子を回転させるための駆動手段、
   前記回転子の回転量を計測するための計測手段、
   固定子内巻線のインダクタンスを測定するためのインダクタンス測定手段、
   前記回転子の未着磁の磁性部材を着磁するための着磁用電源、ならびに、
   前記駆動手段、前記計測手段、前記インダクタンス測定手段、および、前記着磁用電源を制御可能に接続され、また、前記計測手段および前記インダクタンス測定手段からの信号を受信可能に接続された制御手段を有し、
   前記制御手段が、前記計測手段による前記回転子の回転量の計測値を獲得しながら、前記駆動手段を駆動して前記回転子の位置を変化させつつ前記測定手段をして前記巻線の３相のうち第１相と第２相との間で巻線のインダクタンスを測定し、次に前記計測手段による前記回転子の回転量の計測値を獲得しながら、前記駆動手段を駆動して前記回転子の位置を変化させつつ前記測定手段をして前記第１相と第３相との間で巻線のインダクタンスを測定し、前記２つのインダクタンス測定値が実質的に同一になるときの前記固定子に対する前記回転子の位置を求めて着磁基準位置とし、前記回転子を前記着磁基準位置から０度を含む所定角だけ前記駆動手段により前記回転子を回転させ、前記着磁用電源をして前記回転子の前記未着磁の磁性部材を前記固定子の巻線の所定相に通電して着磁することを特徴とする、永久磁石型電動機の未着磁磁性部材着磁装置。
8. 突極性の回転子を回転させるための駆動手段、
   前記回転子の回転量を計測するための計測手段、
   固定子内巻線のインダクタンスを測定するためのインダクタンス測定手段、
   前記回転子の未着磁の磁性部材を着磁するための着磁用電源、ならびに、
   前記駆動手段、前記計測手段、前記インダクタンス測定手段、および、前記着磁用電源を制御可能に接続され、また、前記計測手段および前記インダクタンス測定手段からの信号を受信可能に接続された制御手段を有し、
   前記制御手段が、前記計測手段による前記回転子の回転量の計測値を獲得しながら、前記駆動手段を駆動して前記回転子の位置を変化させつつ前記測定手段をして前記巻線の３相間に、第１相を高電位もしくは低電位とし、並列接続された第２相および第３相を低電位もしくは高電位として巻線のインダクタンスを測定し、次に前記計測手段による前記回転子の回転量の計測値を獲得しながら、前記駆動手段を駆動して前記回転子の位置を変化させつつ前記測定手段をして前記第２相を高電位もしくは低電位とし、並列接続された前記第３相および前記第１相を低電位もしくは高電位として巻線のインダクタンスを測定し、前記２つのインダクタンス測定値が実質的に同一になるときの前記固定子に対する前記回転子の位置を求めて着磁基準位置とし、前記回転子を前記着磁基準位置から０度を含む所定角だけ前記駆動手段により前記回転子を回転させ、前記着磁用電源をして前記回転子の前記未着磁の磁性部材を前記固定子の巻線の所定相に通電して着磁することを特徴とする、前記永久磁石型電動機の前記未着磁磁性部材着磁装置。
9. 前記の２回のインダクタンス測定をする回転子位置の範囲が実質的に同一であり、かつ、前記回転子位置の範囲がインダクタンス値の示す周期性の１周期分の角度範囲よりも小さいことを特徴とする、請求項７または８に記載の装置。

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