JP7090605B2 - 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は、実施の形態1の電動機100を示す断面図である。この電動機100は、ブラシレスDCモータであり、後述する圧縮機500(図19)に用いられる。また、この電動機100は、ロータ3に永久磁石32を埋め込んだ永久磁石埋込型の電動機である。
ステータ1は、ステータコア10と、ステータコア10に波巻で巻かれた巻線2(図3)とを有する。ステータコア10は、例えば厚さ0.1~0.7mmの電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ部17により固定したものである。
次に、巻線2について説明する。巻線2は、導体(例えば銅)に、耐腐食性の被膜、例えばポリエステルイミドまたはポリアミドイミドの被膜を施したものである。巻線2は、電動機100が設けられる圧縮機500の内部を循環する冷媒に接するためである。
次に、比較例の電動機100Eについて説明する。図11は、比較例の電動機100Eを示す断面図である。比較例の電動機100Eは、ステータ1Eとロータ3とを有する。ロータ3は、実施の形態1のロータ3と同様に構成されている。ステータ1Eは、ステータコア10Eと巻線2Eとを有する。ステータコア10Eは、環状のヨーク部11Eと、ヨーク部11Eから径方向内側に延在する12個のティース12Eとを有する。周方向に隣接するティース12Eの間には、スロット13Eが形成される。
次に、スロット数Sと極数Pとの比S/Pの好ましい範囲について説明する。まず、S/Pと、誘起電圧の高調波成分の低減効果との関係について説明する。
Kp=sin(次数×180×極数/スロット数×コイルスロー/2)・・・(1)
Kd=cos(次数×α/2)・・・(2)
ここで、巻線間の位相差αは、次の式(3)で求められる。
α=180×極数/スロット数 ・・・(3)
次に、S/Pと、ティース12の先端部12aの幅W1に対する根元部12bの幅W2の比W2/W1との関係について説明する。波巻の場合には、図4(B)に示したようにスロット13内に巻線2を一列に挿入するため、スロット13の形状(より具体的には、軸線C1に直交する断面形状)は長方形となる。そのため、隣り合うスロット13の間のティース12の形状は、台形形状になる。
次に、S/Pと、スロット13の幅Wsに対するティース12の幅Wtの比(Wt/Ws)との関係について説明する。ティース12の幅Wtは、上述した(W1+W2)/2である。ティース12の幅Wtが狭いと、ティース12内で磁気飽和が生じて鉄損の増加につながる可能性があるため、ティース12の幅Wtは広い方が望ましい。特に、ティース12の幅Wtのスロット13の幅Wsに対する比Wt/Wsは1以上であることが望ましい。
次に、実施の形態1において巻線2が波巻で巻かれていることによる銅損の低減効果について説明する。図17は、巻線2が同心巻で巻かれた比較例(図11)の電動機100Eと、巻線2が波巻で巻かれた実施の形態1の電動機100とで、銅損を比較した結果を示すグラフである。
以上説明したように、本発明の実施の形態1の電動機100では、ステータ1のティース12に巻線2が波巻で巻かれ、スロット数Sと極数PとがS/P≧6を満足し、ステータコア10のヨーク部11に冷媒を軸方向に流通させる冷媒通路(すなわち、貫通穴15および切欠き部16)を有する。そのため、ロータ3の回転時に巻線2に生じる誘起電圧の高調波を低減し、これにより電動機100の振動および騒音を抑制することができる。
次に、実施の形態1の変形例について説明する。図18(A)、(B)、(C)および(D)は、実施の形態1の変形例の電動機100A,100B,100C,100Dを示す模式図である。
次に、上述した実施の形態1の電動機100を用いた圧縮機について説明する。図19は、上述した実施の形態1の電動機100を用いた圧縮機(スクロール圧縮機)500の構成を示す断面図である。
次に、図19に示した圧縮機500を有する空気調和装置(冷凍サイクル装置)について説明する。図20は、空気調和装置400の構成を示す図である。図20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とを備えている。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 (10)
- 圧縮機に用いられる電動機であって、
軸線を中心とする周方向に延在するヨーク部と、前記ヨーク部から前記軸線に向かって延在し、前記周方向に配列された複数のティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの前記複数のティースに波巻で巻かれた巻線と
を備えたステータと、
前記軸線を中心とする径方向において前記ステータの内側に配置された極数Pのロータと
を備え、
前記複数のティースの数をSで表すと、S/P≧6が成立し、
前記ヨーク部は、前記圧縮機内で圧縮される冷媒ガスを前記軸線の方向に流通させる冷媒通路を有し、前記冷媒通路は、前記ヨーク部を前記軸線の方向に貫通する貫通穴と、前記ヨーク部の外周に前記ヨーク部の前記軸線の方向の全域に亘って形成された切欠き部とを有し、
前記貫通穴および前記切欠き部はいずれも複数で且つ前記周方向に交互に形成され、前記貫通穴は前記巻線のコイルエンド部よりも前記径方向の外側に位置し、
前記ステータコアは、それぞれが前記複数のティースのうち前記周方向に隣り合う2つのティースの間に位置する複数のスロットをさらに有し、
各スロットは、前記周方向の幅Wsが前記径方向に一定であり、
各ティースは、前記径方向の内側端部における前記周方向の幅W1と、前記径方向の外側端部における前記周方向の幅W2とを有し、
前記スロットから前記貫通穴までの最短距離をT1とすると、
Wt=(W1+W2)/2、
T1≧(W1+W2)/4、および
Wt/Ws≧1
が成立する電動機。 - 6≦S/P≦12が成立する
請求項1に記載の電動機。 - 前記巻線は、導体にポリエステルイミドまたはポリアミドイミドの被覆を形成したものである
請求項1または2に記載の電動機。 - 前記ステータコアは、電磁鋼板を前記軸線の方向に積層してカシメ部で固定したものであり、前記カシメ部は前記ヨーク部に形成されている
請求項1から3までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記切欠き部は、前記軸線に直交する面内において、前記ヨーク部の前記外周を直線状に切り欠いた形状を有する
請求項1から4までのいずれか1項に記載の電動機。 - 前記圧縮機は、円筒状のシェルを有し、
前記ステータコアは、前記シェルの内側に嵌合する
請求項1から5までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記ロータは、希土類焼結磁石で構成された永久磁石を有する
請求項1から6までの何れか1項に記載の電動機。 - 前記ロータは、極数Pに対応する数の磁石挿入孔を有するロータコアを有する
請求項7に記載の電動機。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載の電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と
を備えた圧縮機。 - 圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備えた空気調和装置であって、
前記圧縮機は、請求項1から8までのいずれか1項に記載の電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮機構とを備えた
空気調和装置。
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