JP7482902B2 - ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造、モータ、および圧縮機 - Google Patents

Description

本出願は、圧縮機設備の技術分野に関し、具体的には、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造、モータ、および圧縮機に関する。本出願は、２０１９年６月１９日に中国国家知的財産局に提出された出願番号が２０１９１０５３３７２６．４であり、発明の名称が「ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造、モータ、および圧縮機」である特許出願の優先権を主張する。

非同期始動の同期リラクタンスモータは、誘導モータおよびリラクタンスモータの構造上の特徴を兼備して、かご形誘導によるモーメントによって始動を実現し、回転子のインダクタンスの差によって発生するリラクタンストルクを利用して定回転数運転を実現し、電源に直接接続して始動運転を実現することができる。非同期始動の同期リラクタンスモータは、非同期始動の永久磁石モータに比べて、希土類の永久磁石材料を用いず、減磁の課題も存在しないため、モータのコストが低く、信頼性が高い。

従来技術において、特許公開番号がＣＮ１２５５９２５Ｃである特許により開示された、安価で始動しやすい同期誘導モータと同期誘導モータの製造装置及び製造方法によれば、回転子に、磁束の流れやすい方向であるｄ軸および磁束の流れにくい方向であるｑ軸が９０度となる２極の磁極突起を形成する少なくとも一対のスリット部と、前記スリット部の外周側に配置された複数のスロット部とが設けられ、スリット部及び前記スロット部の内部に導電性材料が充填される。スリット部は直線状に作製され、スロット部は円周方向に沿って等間隔に放射状に配置される。しかしながら、スロット部が等間隔に放射状に配置されるため、スロット部間の磁束方向が回転子の表面に垂直で径方向に沿って流れて、磁束のｄ軸方向での流れがスロット部により阻害されてしまう。特に、ｑ軸に近いスロット部ほど、ｄ軸の磁束への阻害が顕著になるとともに、ｑ軸の磁束の流れがよりスムーズになる。その結果、ｄ軸とｑ軸は磁束量の差が小さくて突極比が大きくなく、モータの出力及び効率が足りない。

特許公開番号がＣＮ１７２６６２９Ａである特許は、生産時間およびコストを減少させるラインスタートリラクタンスモータの回転子を提供したが、ＣＮ１２５５９２５Ｃに開示の技術案と同じ問題が存在しており、すなわち、スロット部が磁束のｄ軸方向での流れを阻害してしまい、回転子の外周におけるアルミキャスト溝（スロット部）の形状及び位置の設置が磁束の流れに影響を与えてしまって、モータの効率の発揮が影響されてしまう。

本発明は、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造、モータ、および圧縮機を提供することによって、従来技術におけるモータの効率が低いという問題を解決することを目指す。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様によれば、回転子鉄心を備え、回転子鉄心の外縁付近にｑ軸かご形溝が設けられ、ｑ軸かご形溝と回転子鉄心のシャフト穴との間に複数のスリット溝が設けられ、各前記スリット溝の両端にはいずれも１つのかご形溝が設けられ、ｄ軸の一側に位置するかご形溝の側壁がｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けられ、第１の夾角の角度が回転子鉄心の径方向に沿って外側に向かって徐々に大きくなるように設けられるラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を提供する。

さらに、ｑ軸かご形溝は複数であり、隣接する２つのｑ軸かご形溝の間には第１の補強リブ（１１）が設けられ、複数のｑ軸かご形溝は導電性の非磁性材料が充填されるように用いられる。

さらに、複数のｑ軸かご形溝は、回転子鉄心のｑ軸に関して対称に設けられる。

さらに、複数のｑ軸かご形溝は、第１のｑ軸かご形溝および第２のｑ軸かご形溝を含む。第１のｑ軸かご形溝の第１の端はｑ軸に近接するように設けられ、第１のｑ軸かご形溝の第２の端はｑ軸から離れるとともに回転子鉄心のｄ軸に漸次近づくように設けられる。第２のｑ軸かご形溝の第１の端は、ｑ軸に近接するように設けられ、且つ、第１のｑ軸かご形溝の第１の端との間で第１の補強リブが形成されるように、第１のｑ軸かご形溝の第１の端から距離を置くように設けられる。第２のｑ軸かご形溝の第２の端は、ｑ軸から離れるとともに回転子鉄心のｄ軸に漸次近づくように設けられる。ｑ軸は第１の補強リブの長さ方向の幾何学的中心線を通り、第１のｑ軸かご形溝と第２のｑ軸かご形溝とはｑ軸に関して対称に設けられる。

さらに、第１のｑ軸かご形溝の第２の端の端部と回転子鉄心のシャフト穴の中心との連結線と、第２のｑ軸かご形溝の第２の端の端部と回転子鉄心のシャフト穴の中心との連結線とは、夾角θをなす。ここで、θ≧０．２５×１８０／ｐであり、ｐはモータの回転子の極対数である。

さらに、かご形溝の第１の端はスリット溝に隣接して設けられ、かご形溝の第２の端は、回転子鉄心の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに回転子鉄心のｄ軸に漸次近づくように設けられる。

さらに、スリット溝内には非導電性の非磁性材料が充填されるか、又はスリット溝内には空気が入っている。

さらに、ｑ軸かご形溝およびかご形溝の内部にはいずれも導電性の非磁性材料が注入され、導電性の非磁性材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である。

さらに、かご形溝内に充填される材料は、回転子鉄心の両端に配置される導電性エンドリングにより短絡され、導電性エンドリングの材質はかご形溝内に充填される材料の材質と同じである。

さらに、隣接する２つのスリット溝の間に形成される磁束通路の幅は、ｑ軸から離れる方向に沿って漸次小さくなるように設けられる。

さらに、かご形溝は複数であり、複数のかご形溝は、回転子鉄心の周方向に沿って間隔をおいて設けられ、複数のかご形溝の端部から回転子鉄心の外縁までの距離は、すべて等しい。

さらに、各スリット溝の端部とかご形溝との間の距離は、すべて等しい。

さらに、いずれのスリット溝も内部に第２の補強リブが設けられ、第１の補強リブの幅と第２の補強リブの幅は同じである。

さらに、第１の補強リブおよび第２の補強リブはｑ軸上に位置する。

さらに、かご形溝の第１の端はスリット溝と連通するように設けられ、かご形溝の第２の端は、回転子鉄心の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに回転子鉄心のｄ軸に漸次近づくように設けられる。

さらに、ｄ軸の一側に位置するかご形溝の側壁は、ｄ軸に対して第２の夾角をなすように設けられ、第２の夾角の角度は、回転子鉄心の径方向に沿って外側に向かって漸次大きくなるように設けられる。

本発明のもう１つの態様によれば、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備えるモータであって、当該ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造が上述したラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造であるモータを提供する。

本発明のもう１つの方面によれば、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備える圧縮機であって、当該ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造が上述したラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造である圧縮機を提供する。

本発明の技術案を適用して、回転子鉄心の１つの磁極のｑ軸にｑ軸かご形溝を設けるとともに、ｄ軸の一側に位置するかご形溝の側壁をｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けることによって、導電性の非磁性材料を埋め込むことで誘導トルクを発生させて始動を実現し、且つ同期状態に引き込まれ、回転子鉄心上の磁気障壁の作用によって発生するリラクタンストルクを利用して同期で安定な運転を実現することができる。このように設けることにより、ｑ軸のリラクタンスを増加させ、ｑ軸のインダクタンスを低減させ、ｄ軸とｑ軸の磁束量の差を増大させて、より大きいリラクタンストルクを発生させることができ、したがってモータの出力及び効率を向上させることができる。

本発明の一部をなす添付図面は、本発明に対するさらなる理解を与えるために用いられ、本発明の例示的な実施例及びその説明は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明に対する不当な限定を構成するものではない。図面は以下の内容を含む。
本発明によるラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造の第１の実施例を示す構造模式図である。 本発明によるラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造の第２の実施例を示す構造模式図である。 本発明によるモータと従来技術によるモータとの出力比を示す対比模式図である。

なお、本発明における実施例および実施例における構成は、矛盾しない限り、互いに組み合わせられてもよい。以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。

また、ここで使用される用語は、具体的な実施形態を記述するためのものに過ぎず、本発明の例示的な実施形態を限定することを意図しない。ここで使用されるように、単数形は、文脈上別途明示されていない限り、複数形も含むことを意図する。なお、本明細書で「備える」及び／又は「含む」という用語を使用する場合、構成、ステップ、操作、デバイス、コンポーネント及び／又はそれらの組み合わせが存在することを明示することは理解されるべきである。

なお、本発明の明細書、特許請求の範囲および図面における「第１の」、「第２の」等の用語は、類似する対象を区別するためのものであり、必ずしも特定の順序又は前後の順序を記述するためのものではない。このように使用される用語は、ここで記述される本発明の実施形態が例えばここで図示又は記述されていない順序でも実施可能にするように、適宜入れ替えられてもよい。なお、「含む」と「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的に含むことをカバーするように用いられる。例えば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器は、必ずしも明記されているステップ又はユニットに限らず、明記されていないか又はそれらのプロセス、方法、製品又は機器に固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。

記述の便宜上、ここでは、空間に関する相対的な用語を使用することができる。例えば、「……の上」、「……の上方」、「……の上面」、「上の」等は、図面に示されている１つのデバイス又は構成と他のデバイス又は構成との空間的な位置関係を記述するためのものである。なお、空間に関する相対的な用語は、図面に示されている方位以外に、使用中又は操作中にデバイスがなされる他の方位も含むことを意図する。例えば、図面によるデバイスがひっくり返された場合、「他のデバイス又は構造の上方」又は「他のデバイス又は構造の上」と記述されたデバイスは、「他のデバイス又は構造の下方」又は「他のデバイス又は構造の下」と位置決められるようになる。つまり、「……の上方」という例示的な用語は、「……の上方」と「……の下方」との２種類の方位を含んでもよい。このデバイスは別の方式で位置決められる（９０度回転するか、又は他の方位にある）場合もあり、その場合に応じて、ここで使用される空間に関する相対的な記述を適宜解釈してもよい。

これからは図面を参照しながら本発明に係る例示的な実施形態をより詳細に記述する。ただし、これらの例示的な実施形態は、複数の異なる形式で実施されてもよく、また、ここで記述された実施形態に限られるように解釈されてはならない。これらの実施形態は、本発明の開示を徹底的且つ完全なものにするとともに、これらの例示的な実施形態の思想を当業者に十分に伝えるために提供されるものである。図面において、明瞭にするために層および領域の厚さを拡大する可能性があり、また、同じ符号により同じデバイスを示すので、それらに対する記述を省略する。

図１乃至図３に示すように、本発明による実施例は、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を提供する。

図１に示すように、この回転子の構造は回転子鉄心１０を備える。回転子鉄心１０の外縁付近にはｑ軸かご形溝が設けられており、ｑ軸かご形溝と回転子鉄心１０のシャフト穴１４との間には複数のスリット溝２０が設けられている。各スリット溝２０の両端にはいずれも１つのかご形溝３０が設けられている。ｄ軸の一側に位置するかご形溝３０の側壁は、ｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けられ、第１の夾角の角度は、回転子鉄心１０の径方向に沿って外側に向かって漸次大きくなるように設けられる。

本実施例においては、回転子鉄心の１つの磁極におけるｑ軸に複数のｑ軸かご形溝を設けるとともに、ｄ軸の一側に位置するかご形溝の側壁をｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けることによって、導電性の非磁性材料を埋め込むことで誘導トルクを発生させて始動を実現し、且つ同期状態に引き込まれ、回転子鉄心上の磁気障壁の作用によって発生するリラクタンストルクを利用して同期で安定な運転を実現することができる。このように設けることにより、ｑ軸のリラクタンスを増加させ、ｑ軸のインダクタンスを低減させ、ｄ軸とｑ軸の磁束量の差を増大させて、より大きいリラクタンストルクを発生させることができ、したがってモータの出力及び効率を向上させることができる。

ここで、ｑ軸かご形溝は複数であり、隣接する２つのｑ軸かご形溝の間には第１の補強リブ（１１）が設けられており、複数のｑ軸かご形溝は、導電性の非磁性材料が充填されるように用いられる。複数のｑ軸かご形溝は、回転子鉄心１０のｑ軸に関して対称に設けられる。このように設けることにより、回転子の構造の安定性及び信頼性をより一層向上させることができる。また、このように設けることにより、導電性の非磁性材料を埋め込むことで誘導トルクを発生させて始動を実現し、且つ同期状態に引き込まれ、回転子鉄心上の磁気障壁の作用によって発生するリラクタンストルクを利用して同期で安定な運転を実現することができる。

好ましくは、図１に示すように、複数のｑ軸かご形溝は、第１のｑ軸かご形溝１２と第２のｑ軸かご形溝１３を含む。第１のｑ軸かご形溝１２の第１の端はｑ軸に近接するように設けられる。第１のｑ軸かご形溝１２の第２の端は、ｑ軸から離れるとともに回転子鉄心１０のｄ軸に漸次近づくように設けられる。第２のｑ軸かご形溝１３の第１の端は、ｑ軸に近接するように設けられ、且つ、第２のｑ軸かご形溝１３の第１の端と第１のｑ軸かご形溝１２の第１の端との間で第１の補強リブ１１が形成されるように、第１のｑ軸かご形溝１２の第１の端から距離を置くように設けられる。第２のｑ軸かご形溝１３の第２の端は、ｑ軸から離れるとともに回転子鉄心１０のｄ軸に漸次近づくように設けられる。ｑ軸は、第１の補強リブ１１の長さ方向の幾何学的中心線を通り、第１のｑ軸かご形溝１２と第２のｑ軸かご形溝１３は、ｑ軸に関して対称に設けられる。このように設けることにより、この回転子の構造の性能を効果的に向上させることができる。

ここで、第１のｑ軸かご形溝１２の第２の端の端部と回転子鉄心１０のシャフト穴１４の中心との連結線と、第２のｑ軸かご形溝１３の第２の端の端部と回転子鉄心１０のシャフト穴１４の中心との連結線とは、夾角θをなす。ここで、θ≧０．２５×１８０／ｐであり、ｐはモータの回転子の極対数である。ｑ軸かご形溝と回転子鉄心１０のシャフト穴１４との間には複数のスリット溝２０が設けられ、各スリット溝２０の両端にはいずれも１つのかご形溝３０が設けられている。かご形溝３０の第１の端はスリット溝２０に隣接して設けられ、すなわち、かご形溝３０の第１の端は、スリット溝２０との間で補強リブ構造が形成されるように、スリット溝２０から距離を置くように設けられる。かご形溝３０の第２の端は、回転子鉄心１０の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに回転子鉄心１０のｄ軸に漸次近づくように設けられる。このように設けることにより、この回転子の構造を備えたモータの効率を効果的に向上させることができる。

さらに、ｄ軸の一側に位置するかご形溝３０の側壁は、ｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けられ、第１の夾角の角度は、回転子鉄心１０の径方向に沿って外側に向かって漸次大きくなるように設けられる。図１に示すように、この回転子鉄心の極数は２極であり、２極の磁極はｄ軸に関して対称に設けられる。各磁極における、ｄ軸の一側に位置するかご形溝３０の側壁をｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けることにより、この回転子の構造の性能を向上させることができる。図１に示すように、スリット溝２０は４つあり、４つのスリット溝２０はそれぞれ、その両端にあるかご形溝３０と１つの磁気障壁層を構成する。４層の磁気障壁層におけるかご形溝は、径方向に沿って外側に向かってｄ軸となす角度が順次にθ１、θ２、θ３、θ４となり、ここで、θ１＜θ２＜θ３＜θ４である。

ここで、スリット溝２０の中に非導電性の非磁性材料を充填することができる。又は、スリット溝２０の中には空気が入ってもよく、すなわちスリット溝が空気溝となる。

さらに、ｑ軸かご形溝およびかご形溝３０の内部にはいずれも導電性の非磁性材料を注入し、導電性の非磁性材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である。このように設けることにより、回転子の構造の性能を効果的に向上させることができる。ここで、かご形溝３０内に充填される材料は、回転子鉄心１０の両端に配置される導電性エンドリングによって短絡され、導電性エンドリングの材質は、かご形溝３０内に充填される材料の材質と同じである。

隣接する２つのスリット溝２０の間において形成される磁束通路の幅は、ｑ軸から離れる方向に沿って漸次小さくなるように設けられる。すなわち、図１に示すように、ｑ軸の両側に位置する磁束通路の幅は、ｑ軸の中部に近接する磁束通路の幅より小さい。

かご形溝３０は複数であり、複数のかご形溝３０は、回転子鉄心１０の周方向に沿って離間して設けられる。複数のかご形溝３０の端部から回転子鉄心１０の外縁までの距離は、すべて等しい。各スリット溝２０の端部とかご形溝３０との間の距離は、すべて等しい。このように設けることにより、回転子の構造の安定性を向上させることができる。

図２に示すように、本発明のもう１つの実施例によれば、各スリット溝２０内にはいずれも第２の補強リブ４０が設けられ、第１の補強リブ１１の幅と第２の補強リブ４０の幅とは同じである。このように設けることにより、回転子の構造の強度を向上させることができる。なお、第１の補強リブ１１および第２の補強リブ４０はｑ軸上に位置する。

かご形溝３０の第１の端は、スリット溝２０と連通するように設けられ、かご形溝３０の第２の端は、回転子鉄心１０の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに回転子鉄心１０のｄ軸に漸次近づくように設けられる。このように設けることにより、同様にこの回転子の構造の安定性及び信頼性を向上させることができる。

ｄ軸の一側に位置するかご形溝３０の側壁は、ｄ軸に対して第２の夾角をなすように設けられ、第２の夾角の角度は、回転子鉄心１０の径方向に沿って外側に向かって漸次大きくなるように設けられる。図２に示すように、この第２の夾角の設置方式は、上述した第１の夾角の設定設置と同じであってもよい。

以上の実施例に係るラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は、モータ設備の技術分野において適用されることもできる。つまり、本発明のもう１つの態様はモータを更に提供する。当該モータは、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備えており、当該ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は上述の実施例に係るラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造である。

以上の実施例に係るラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は、さらに、電気自動車設備の技術分野において適用されることもできる。つまり、本発明のもう１つの態様は圧縮機を提供する。当該圧縮機は、ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備えており、当該ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は、上述したラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造である。

具体的に、モータに当該構造を有する回転子の構造を適用することによって、非同期モータの効率が悪く、回転速度が低いという問題を解決し、効率的な定回転数運転を実現し、モータの出力パワー及び効率を向上させることができる。本発明は、モータの回転子の機械的強度を高めてモータの信頼性を向上させることができるラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を提供する。

図１に示すように、回転子鉄心は、特定の構造を有する回転子打ち抜き板が積層圧着されて形成されるものである。回転子打ち抜き板には、複数セットのスリット溝とかご形溝との組、および回転シャフトに合致するシャフト穴が設けられている。回転子打ち抜き板の外周のｑ軸方向にはｑ軸かご形溝が設けられ、ｑ軸かご形溝は回転子の縁部の一部となる。ｑ軸かご形溝は、ｑ軸方向のリラクタンスを効果的に増加させ、ｑ軸の磁束およびｑ軸のインダクタンスを低減させる。各セットの磁気障壁層の間にはｑ軸に平行な方向において補強リブが設けられて、回転子の機械的強度を高める。

ｑ軸かご形溝の外周の幅が占める角度はθであり、前記角度θは、θ≧０．２５×１８０／ｐを満たし、ｐはモータの回転子の極対数である。適切な角度範囲を選択することにより、ｑ軸方向のリラクタンスを増加させ、ｑ軸の磁束およびｑ軸のインダクタンスを低減させるとともに、モータの始動能力を確保することができる。

かご形溝は、回転子の内部から回転子の外部に向かいながらｄ軸方向に傾斜し、かご形溝の間の磁束通路は、ｄ軸方向へ傾斜する。かご形溝とｄ軸とがなす角度はそれぞれ、θ１、θ２、θ３、θ４である。かご形溝は、ｄ軸に近づくほど、ｄ軸に対する夾角が小さくなり、すなわちθ１＜θ２＜θ３＜θ４である。これにより、磁束をｄ軸方向へ集中させ、ｄ軸の磁束を増加させ、モータのｄ軸とｑ軸の磁束量の差を拡大させ、モータのリラクタンストルクを向上増加させる。かご形溝とスリット溝は互いに分割されて独立しており、スリット溝又はかご形溝とスリット溝との組み合わせは磁束の流れを阻害する磁気障壁層を形成して、磁束のｄ軸の軸方向における流れを阻害する。ｄ軸とｑ軸のリラクタンス差を増大させるために、スリット溝には、空気又は非導電性の非磁性の材料が埋め込まれる。

ここで、かご形溝およびｑ軸かご形溝にはいずれも導電性の非磁性の材料が注入され、好ましく、導電性の非磁性の材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である。モータの通電時に、かご形溝は、非同期トルクを発生させてモータの始動に協力する。かご形溝は対応するスリット溝と組み合わせて磁気障壁層を構成し、磁気障壁層は、回転子の径方向において少なくとも２層以上配置され、対となる極を形成して、磁束がｄ軸に近づくようにして、モータの出力を向上させる。図３に示すように、本発明は従来技術に比べて、平均出力が大きく且つトルク脈動が小さい。

すべてのかご形溝は、回転子の両端にある導電性エンドリングによって短絡され、エンドリング材料は、かご形溝充填材料と一致し、閉回路を形成し、通電時に非同期トルクを発生させてモータの始動をサポートし、モータが同期で運転している間には損失が発生しない。回転子におけるすべてのかご形溝から回転子の外縁までの距離は等しく、すべてのかご形溝から対応する層におけるスリット溝までの距離は等しい。隣接する２つのスリット溝の間において形成される通路は、ｑ軸の軸方向から離れるにつれて、その通路幅が漸次に縮小し、すなわちｄ１＞ｄ２＞ｄ３である。回転子のスリット溝の円弧曲率は、回転子鉄心の回転シャフトに近い箇所から回転子の外縁に向かって順次に小さくなって、回転子の空間を合理的に利用し、磁束の分布をより合理的にする。回転子のかご形溝とスリット溝は、いずれもｄ軸とｑ軸に関して対称するため、回転子の加工が容易になる。無論、図２に示すように、スリット溝とかご形溝との間には補強リブが設けられなくてもよく、各層のスリット溝の間においては、ｑ軸に関して対称するように、ｑ軸かご形溝と同じ幅を有する補強リブが設けられてもよい。

上述の構造を有する回転子の構造を採用することにより、非同期モータの効率が低く、回転速度が低いという問題を解決し、従来技術に存在する課題を克服し、モータの効率的な定回転数運転を実現し、従来技術におけるアルミキャスト溝（スロット部）による回転子のｄ軸の磁束への阻害を低減させ、ｄ軸とｑ軸の磁束量の差を拡大させ、モータの出力パワー及び効率を向上させる。本発明の技術案を採用することにより、アルミキャスト溝（スロット部）と磁気障壁（スリット部）の合理的な配置を実現して、モータが優れた始動性能を持つ。アルミキャスト溝と磁気障壁との組み合わせ設計によって、アルミキャスト溝は誘導トルクを発生させて始動を実現し、且つ同期状態に引き込まれ、磁気障壁の作用によって発生するリラクタンストルクを利用して同期で安定な運転を実現する。合理的な磁気障壁占有率を設定しつつ、磁気障壁間の磁束通路が過飽和になって磁束の流れを阻害しないようにすることを確保し、回転子の空間を効果的に利用して、ｄ軸とｑ軸の磁束量の差をできる限り拡大させる。ｑ軸におけるｑ軸かご形溝を長い弧状に設計することによって、ｑ軸のリラクタンスを更に増加させ、ｑ軸のインダクタンスを低減させ、ｄ軸とｑ軸の磁束量の差を増大させ、より大きいリラクタンストルクを発生させて、モータの出力及び効率を向上させる。

上述したこと以外に、本明細書で述べられた「１つの実施例」、「もう１つの実施例」、「実施例」等は、当該実施例に記載の具体的な構成、構造又は特徴が本発明で概括的に記述される少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。明細書において複数の箇所で同じ表現が使用されているが、これは、必ずしも同一の実施例を指すものではない。さらに、１つの具体的な構成、構造又は特徴がいずれかの実施例において記述される場合、このような構成、構造又は特徴が他の実施例において実現されることも本発明の範囲に属することを主張する。

上述の実施例においては、各実施例の記述にはそれぞれの重点が置かれており、１つの実施例に詳述されていない部分については、他の実施例での関連記述を参照してよい。

以上に記載したものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は様々な変更および変化が可能である。本発明の精神および原則の内であれば、なされる任意の修正、均等置換、改良などは、いずれも本発明の保護範囲に属するべきである。

１０ 回転子鉄心
１１ 第１の補強リブ
１２ 第１のｑ軸かご形溝
１３ 第２のｑ軸かご形溝
１４ シャフト穴
２０ スリット溝
３０ かご形溝
４０ 第２の補強リブ

Claims (17)

1. ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造であって、
   回転子鉄心（１０）を備え、
   前記回転子鉄心（１０）の外縁付近にはｑ軸かご形溝が設けられ、前記ｑ軸かご形溝と前記回転子鉄心（１０）のシャフト穴（１４）との間には複数のスリット溝（２０）が設けられ、各前記スリット溝（２０）の両端にはいずれも１つのかご形溝（３０）が設けられ、
   前記かご形溝（３０）は前記シャフト穴（１４）から前記回転子鉄心（１０）の外縁に向かいながらｄ軸に漸次近づき、前記ｄ軸の一側に位置する前記かご形溝（３０）の側壁は、前記ｄ軸に対して第１の夾角をなすように設けられ、前記第１の夾角の角度は、前記回転子鉄心（１０）の径方向に沿って外側に向かって漸次に大きくなるように設けられ、
   前記かご形溝（３０）は複数であり、複数の前記かご形溝（３０）は前記回転子鉄心（１０）の周方向に沿って離間して設けられ、
   複数の前記かご形溝（３０）の端部から前記回転子鉄心（１０）の外縁までの距離はすべて等しく且つ０より大きい
   ことを特徴とするラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
2. 前記ｑ軸かご形溝は複数であり、隣接する２つの前記ｑ軸かご形溝の間には第１の補強リブ（１１）が設けられ、複数の前記ｑ軸かご形溝は導電性の非磁性材料が充填されるように用いられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
3. 複数の前記ｑ軸かご形溝は、前記回転子鉄心（１０）のｑ軸に関して対称に設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
4. 複数の前記ｑ軸かご形溝は、第１のｑ軸かご形溝（１２）と、第２のｑ軸かご形溝（１３）とを含み、
   前記第１のｑ軸かご形溝（１２）の第１の端は前記ｑ軸に近接するように設けられ、前記第１のｑ軸かご形溝（１２）の第２の端は前記ｑ軸から離れるとともに前記回転子鉄心（１０）のｄ軸に漸次近づくように設けられ、
   前記第２のｑ軸かご形溝（１３）の第１の端は、前記ｑ軸に近接するように設けられ、且つ、前記第２のｑ軸かご形溝（１３）の第１の端と前記第１のｑ軸かご形溝（１２）の第１の端との間において前記第１の補強リブ（１１）が形成されるように、前記第１のｑ軸かご形溝（１２）の第１の端から距離を置くように設けられ、前記第２のｑ軸かご形溝（１３）の第２の端は前記ｑ軸から離れるとともに前記回転子鉄心（１０）のｄ軸に漸次近づくように設けられ、
   前記ｑ軸は、前記第１の補強リブ（１１）の長さ方向の幾何学的中心線を通り、前記第１のｑ軸かご形溝（１２）と前記第２のｑ軸かご形溝（１３）は、前記ｑ軸に関して対称に設けられる
   ことを特徴とする請求項３に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
5. 前記第１のｑ軸かご形溝（１２）の第２の端の端部と前記回転子鉄心（１０）のシャフト穴（１４）の中心との連結線と、前記第２のｑ軸かご形溝（１３）の第２の端の端部と前記回転子鉄心（１０）のシャフト穴（１４）の中心との連結線とは、夾角θをなし、
   ここで、θ≧０．２５×１８０／ｐであり、ｐはモータの回転子の極対数である
   ことを特徴とする請求項４に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
6. 前記かご形溝（３０）の第１の端は、前記スリット溝（２０）に隣接して設けられ、前記かご形溝（３０）の第２の端は、前記回転子鉄心（１０）の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに前記回転子鉄心（１０）のｄ軸に漸次近づくように設けられる
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
7. 前記スリット溝（２０）内には非導電性の非磁性材料が充填されるか、又は、前記スリット溝（２０）内には空気が入っている
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
8. 前記ｑ軸かご形溝および前記かご形溝（３０）はいずれも内部に導電性の非磁性材料が注入され、
   前記導電性の非磁性材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
9. 前記かご形溝（３０）内に充填される材料は、前記回転子鉄心（１０）の両端に配置される導電性エンドリングによって短絡され、
   前記導電性エンドリングの材質は、前記かご形溝（３０）内に充填される材料の材質と同じである
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
10. 隣接する２つの前記スリット溝（２０）の間において形成される磁束通路の幅は、前記ｑ軸から離れる方向に沿って漸次小さくなるように設けられる
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
11. 各前記スリット溝（２０）の端部と前記かご形溝（３０）との間の距離は、すべて等しい
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
12. 各前記スリット溝（２０）内にはいずれも第２の補強リブ（４０）が設けられ、
    前記第１の補強リブ（１１）の幅と前記第２の補強リブ（４０）の幅とは同じである
    ことを特徴とする請求項２に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
13. 前記第１の補強リブ（１１）及び前記第２の補強リブ（４０）は、前記ｑ軸上に位置する
    ことを特徴とする請求項１２に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
14. 前記かご形溝（３０）の第１の端は、前記スリット溝（２０）と連通するように設けられ、
    前記かご形溝（３０）の第２の端は、前記回転子鉄心（１０）の径方向に沿って外側に向かって延びるとともに前記回転子鉄心（１０）のｄ軸に漸次近づくように設けられる
    ことを特徴とする請求項１３に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
15. ｄ軸の一側に位置する前記かご形溝（３０）の側壁は、前記ｄ軸に対して第２の夾角をなすように設けられ、
    前記第２の夾角の角度は、前記回転子鉄心（１０）の径方向に沿って外側に向かって漸次大きくなるように設けられる
    ことを特徴とする請求項１４に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造。
16. ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備えるモータであって、
    前記ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は、請求項１～１５のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造である
    ことを特徴とするモータ。
17. ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造を備える圧縮機であって、
    前記ラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造は、請求項１～１５のいずれか一項に記載のラインスタート同期リラクタンスモータの回転子の構造である
    ことを特徴とする圧縮機。