JP7019033B2 - 電動機、圧縮機および空気調和装置 - Google Patents
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Description
<電動機の構成>
図1(A)は、実施の形態1の電動機100を示す断面図である。図1(A)に示す電動機100は、円筒状のシェル5の内側に組み込まれている。シェル5は、電動機100が組み込まれる圧縮機500(図15)の容器の一部である。
ステータ1は、ステータコア10と、ステータコア10に巻き付けられた巻線15とを有する。ステータコア10は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素としては、例えば、厚さ0.25~0.5mmの電磁鋼板を打ち抜き加工したものを用いる。
ロータ2は、複数の磁石挿入孔21が形成されたロータコア20と、それぞれの磁石挿入孔21に配置された永久磁石22とを有する。ロータコア20は、積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素としては、例えば、厚さ0.25~0.5mmの電磁鋼板を打ち抜き加工したものを用いる。
次に、実施の形態1の電動機100による渦電流損の低減作用について説明する。永久磁石22は、希土類磁石で構成されているため、導電性を有する。永久磁石22には、ステータ1の巻線15で発生した磁束(すなわちステータ磁束)が通過するが、永久磁石22を通過するステータ磁束Φの時間変化(dΦ/dt)に応じて、永久磁石22の内部に渦電流が流れる。渦電流は、損失(すなわち渦電流損)となるため、電動機効率の低下の原因となる。また、ジュール熱により永久磁石22の温度が上昇するため、永久磁石22の高温減磁の原因ともなる。
次に、電動機100の冷媒流路について説明する。電動機100は、例えば、空気調和装置の圧縮機500(図15)に用いられる。空気調和装置では、圧縮機500が圧縮して吐出した冷媒が、冷媒回路を循環して圧縮機500に戻る。圧縮機500の内側には電動機100が嵌合しているため、電動機100に冷媒の流路(冷媒流路)を設ける必要がある。
次に、ロータコア20のカシメ部29について説明する。図11は、ロータコア20のカシメ部29の配置を説明するための図である。上記の通り、ロータコア20は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ部29により一体化したものである。
以上説明したように、本発明の実施の形態1の電動機100は、ロータコア20の磁石挿入孔21よりも径方向外側に、径方向に長い複数のスリット31,32,33,34を有する。これら複数のスリット31,32,33,34は、磁石挿入孔21との距離Tが一定であり、この距離Tと、ステータ1とロータ2とのエアギャップGとの間に、2.75≦T/G≦5.25が成立する。この構成により、永久磁石22に流れる渦電流を低減することができる。すなわち渦電流損を低減し、電動機効率を向上することができる。また、永久磁石22の分割が不要になるため、製造コストの上昇を回避することができる。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図12は、実施の形態2の電動機のロータコア20Aの1磁極に相当する部分を示す図である。実施の形態2の電動機は、ロータコア20Aのスリット31,32,33,34の延在方向が、実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図13は、実施の形態3の電動機の1磁極に相当する部分を示す断面図である。実施の形態3の電動機は、ロータコア20Bのスリット31,32,33,34の配置が、実施の形態1と異なる。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図14は、実施の形態4の電動機の1磁極に相当する部分を示す断面図である。実施の形態4の電動機は、ロータコア20Cの1磁極当たりのスリットの数が、実施の形態1と異なる。
次に、上述した各実施の形態の電動機が適用可能な圧縮機について説明する。図15は、実施の形態1の電動機100を備えた圧縮機500の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1の電動機100に代えて、実施の形態2~4の電動機を用いてもよい。
次に、上述した圧縮機500を備えた空気調和装置400について説明する。図16は、空気調和装置400の構成を示す図である。図16に示した空気調和装置400は、圧縮機401と、凝縮器402と、絞り装置(減圧装置)403と、蒸発器404とを有する。圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404は、冷媒配管407によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機401、凝縮器402、絞り装置403および蒸発器404の順に、冷媒が循環する。
Claims (16)
- 回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
を有し、
前記ロータは、磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔内に配置された希土類磁石とを有し、
前記ロータコアは、前記回転軸を中心とする径方向において前記磁石挿入孔よりも外側に複数のスリットを有し、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の両端部から前記ロータコアの外周に向けて延在する2つのフラックスバリアを有し、前記2つのフラックスバリアの前記周方向の内側にサイドスリットをそれぞれ有し、
前記複数のスリットはいずれも、前記径方向の長さが、前記周方向の長さよりも長く、
前記サイドスリットは、前記周方向の長さが、前記径方向の長さよりも長く、
前記複数のスリットは、前記磁石挿入孔までの最短距離が一定であり、
前記最短距離をTとし、前記エアギャップをGとすると、
2.75≦T/G≦5.25が成り立ち、
前記サイドスリットから前記磁石挿入孔までの最短距離は、前記最短距離Tよりも短い
電動機。 - 前記複数のスリットはいずれも、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に平行に延在している
請求項1に記載の電動機。 - 前記複数のスリットはいずれも、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して傾斜して延在している
請求項1に記載の電動機。 - 前記複数のスリットは、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成されている
請求項1から3までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記複数のスリットのうち、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心の最も近くに形成された2つのスリットの間隔は、他の2つのスリットの間隔よりも広い
請求項1から4までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記複数のスリットは、前記周方向に等間隔に配置されている
請求項1から4までのいずれか1項に記載の電動機。 - 前記ロータコアは、当該ロータコアを軸方向に貫通する貫通穴を有する
請求項1から6までのいずれか1項に記載の電動機。 - 前記ロータコアの直径Dと、前記回転軸から前記貫通穴の中心までの距離Hとが、
D/4≦H
を満足する
請求項7に記載の電動機。 - 前記磁石挿入孔は、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在している
請求項1から8までのいずれか1項に記載の電動機。 - 前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに巻かれた巻線とを有する
請求項1から9までのいずれか1項に記載の電動機。 - 前記ステータコアは、当該ステータコアを軸方向に貫通する貫通穴を有する
請求項10に記載の電動機。 - 前記ステータコアは、当該ステータコアの外周に切欠き部を有する
請求項10または11に記載の電動機。 - 前記巻線は、銅またはアルミニウムで構成された導体と、前記導体の表面を覆う絶縁被膜とを有する
請求項10から12までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記複数のスリットのうち、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心の最も近くに形成された2つのスリットの間に、カシメ部が形成されている
請求項1から13までの何れか1項に記載の電動機。 - 格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する、請求項1から14までのいずれか1項に記載の電動機と
を有する圧縮機。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する、請求項1から14までのいずれか1項に記載の電動機と
を有する空気調和装置。
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