JP7846401B2 - 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents
圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置Info
- Publication number
- JP7846401B2 JP7846401B2 JP2024168366A JP2024168366A JP7846401B2 JP 7846401 B2 JP7846401 B2 JP 7846401B2 JP 2024168366 A JP2024168366 A JP 2024168366A JP 2024168366 A JP2024168366 A JP 2024168366A JP 7846401 B2 JP7846401 B2 JP 7846401B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- magnet
- motor
- torque
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Compressor (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
<モータの基本構成>
図1及び図2に示すように、モータ(20)は、ステータ(21)及びロータ(31)を有する。モータ(20)は、圧縮機用モータ(20)である。モータ(20)は、インナーロータ型に構成される。ステータ(21)は、ステータコア(22)及び複数の巻線(23)を有する。ステータコア(22)は、ロータ(31)と径方向に対向するように配置される。ロータ(31)は、駆動軸(40)と共に回転可能に構成される。ロータ(31)は、駆動軸(40)の軸心(以下、回転軸心(O)という)を中心に所定の方向に回転する。ロータ(31)は、ロータコア(32)及び複数の磁石(33)を有し、周方向に極性が交互に並ぶ。
実施形態1のモータ(20)では、図3に示すように、ロータ(31)は、ロータコア(32)と磁石(33)とを備えた第1ロータ部(31a)と、ロータコア(32)を備え且つ磁石(33)を備えない第2ロータ部(31b)とを備える。第1ロータ部(31a)と第2ロータ部(31b)とは、軸方向に隣り合って配置される。
「ロータ(31)における磁石(33)による磁束が最大となる周方向の位置(第1位置(P1))」は、例えば、モータ(20)の端子を開放した状態でロータ(31)を回転させ、ロータ(31)の角度と巻線(23)に発生する誘起電圧とを測定し、その測定結果を評価することで特定できる。
「ロータ(31)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第2位置(P2))」は、インダクタンスを測定することで特定できる。ロータ(31)の角度ごとにロータ(31)をロックした状態で、二つの端子に交流電圧を印加して交流電流を測定し、交流電圧及び交流電流から計算によってインダクタンスを得ることができる。「インダクタンスが最小となる周方向の位置」が、「ロータ(31)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第2位置(P2))」である。
Luv=√((Vuv/Iu)2-(2Ra)2)/ωps
に基づき電気角半周期分について繰り返し求める。次に、得られたU相とV相との間のインダクタンスLuvをフーリエ変換して、図6Bに示すような基本波波形を取得し、U相とV相との間のインダクタンスLuvが最小となる回転位置情報を確定する。次に、U相とV相との間のインダクタンスLuvの回転位置情報をU相のインダクタンスの回転位置情報に変換するために、U相とV相との間のインダクタンスLuvの回転位置情報に(30/極対数)°分の位相を加える。このようにして得られたU相のインダクタンスの回転位置情報にロータ位置を合わせることによって、例えば図6Cに示すように、「磁気抵抗が最大となる周方向の位置」が特定される。図6Cに示す例では、U相コイル(巻線(23))と孔部(34)とが対向する位置が、「ロータ(31)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第2位置(P2))」、つまり、「第2ロータ部(31b)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第4位置(P4))」となる。尚、図6Cにおいて、図1~図3、図4Bと同じ構成要素には同じ符号を付す。
前述の通り、実施形態1のモータ(20)では、図4A及び図4Bに示すように、ロータ(31)における磁石(33)による磁束が最大となる周方向の位置(第1位置(P1))、つまり、第1ロータ部(31a)における磁石(33)による磁束が最大となる周方向の位置(第3位置(P3))と比較して、ロータ(31)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第2位置(P2))、つまり、第2ロータ部(31b)における磁気抵抗が最大となる周方向の位置(第4位置(P4))をロータ(31)の回転方向の後進側にずらしている。これにより、図7A及び図7Bに示すように、第1ロータ部(31a)が発生するマグネットトルクがピーク値となる電流位相と、第2ロータ部(31b)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相とが離れるように、第2ロータ部(31b)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相を大きくすることができる。その結果、図7Cに示すように、電流位相が大きい領域においてロータ(31)の出力トルク(合計トルク)を向上させることができる。
45°<θa’-θb
θa’=(θx×極対数)+θa
を満たすように決定される。言い換えると、図7Aに示す「リラクタンス型ロータ部のリラクタンストルク」がピーク値となる電流位相θaと比較して、図7Bに示す「リラクタンス型ロータ部のリラクタンストルク」がピーク値となる電流位相θa’が、「ズレ角θx×極対数」だけ大きくなるように、ズレ角θxが決定される。これにより、第1ロータ部(31a)が発生するマグネットトルクがピーク値となる電流位相と、第2ロータ部(31b)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相とが離れるように、第2ロータ部(31b)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相を大きくし、その結果、電流位相が大きい領域においてロータ(31)の出力トルク(合計トルク)を向上させることができる。
実施形態1のモータ(20)では、ロータ(31)の周方向において、磁気抵抗が最大となる第2位置(P2)が、磁石(33)による磁束が最大となる第1位置(P1)に対し、回転方向の後進側にずれている。このため、マグネットトルクが最大となる電流位相とリラクタンストルクが最大となる電流位相との差が大きくなり、電流位相の広い範囲で出力トルクの低下を抑制できる。
前記実施形態1では、図3、図4A及び図4Bに示すように、ロータ(31)は、ロータコア(32)と磁石(33)とを備えた第1ロータ部(31a)と、ロータコア(32)を備え且つ磁石(33)を備えない第2ロータ部(31b)とから構成された。
45°<θa’-θb
θa’=(θx×極対数)+θa
を満たすように決定される。言い換えると、図10Aに示す「リラクタンストルク」がピーク値となる電流位相θaと比較して、図10Bに示す「リラクタンストルク」がピーク値となる電流位相θa’が、「ズレ角θx×極対数」だけ大きくなるように、ズレ角θxが決定される。これにより、ロータ(31)が発生するマグネットトルクがピーク値となる電流位相と、ロータ(31)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相とが離れるように、ロータ(31)が発生するリラクタンストルクがピーク値となる電流位相を大きくし、その結果、電流位相が大きい領域においてロータ(31)の出力トルク(合計トルク)を向上させることができる。
前記実施形態1では、図3に示すように、ロータ(31)は、ロータコア(32)と磁石(33)とを備えた1つの第1ロータ部(31a)と、ロータコア(32)を備え且つ磁石(33)を備えない1つの第2ロータ部(31b)とから構成された。
図13に示すように、実施形態2の圧縮機(10)は、ロータリ式圧縮機である。圧縮機(10)は、ケーシング(11)、前記実施形態1のモータ(20)、駆動軸(40)及び圧縮機構(50)を有する。以下の説明において、「上」、「下」、「右」及び「左」は、圧縮機(10)を正面から見た場合の方向を指す(図13の矢印参照)。「上」及び「下」は駆動軸(40)の軸方向でもある。「右」及び「左」は、軸方向に直交する向きであり、モータ(20)(又はケーシング(11))の径方向でもある。
図14に示すように、実施形態3の冷凍装置(1)は、空気調和機である。空気調和機(1)は、冷房専用であってもよいし、暖房専用であってもよい。空気調和機(1)は、冷媒が充填された冷媒回路(1a)を有する。冷媒回路(1a)は、前記実施形態2の圧縮機(10)、放熱器(2)、膨張弁(3)及び蒸発器(4)を有する。冷媒回路(1a)は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。空気調和機(1)は、冷房と暖房を切り換える空気調和機であってもよい。この場合、空気調和機(1)は、冷媒の循環方向を切り換える切換機構(例えば四方切換弁)をさらに有する。
前記実施形態1及びその変形例2では、第1ロータ部(31a)及び第2ロータ部(31b)の各磁極に、径方向に並ぶ2つの孔部(34)を設けたが、1つ又は径方向に並ぶ3つ以上の孔部(34)を設けてもよい。また、前記実施形態1の変形例1では、ロータ(31)の各磁極に、径方向に並ぶ2つの孔部(34)を設けたが、1つ又は径方向に並ぶ3つ以上の孔部(34)を設けてもよい。
10 圧縮機
20 圧縮機用モータ
21 ステータ
22 ステータコア
23 巻線
31 ロータ
31a 第1ロータ部
31b 第2ロータ部
32 ロータコア
33 磁石
34a 第1孔部
35a 外側孔部(第3孔部)
35b 内側孔部(第3孔部)
36a 第1外側コア領域(第1コア領域)
37a 第2孔部
38a 第4孔部
39a 第2外側コア領域(第2コア領域)
O 回転軸心
CL 磁極中心線
P1 第1位置
P2 第2位置
P3 第3位置
P4 第4位置
Claims (7)
- 回転軸心(O)を中心に一方向に回転し、ロータコア(32)と磁石(33)とを備え、周方向に極性が交互に並ぶロータ(31)と、
前記ロータ(31)と径方向に対向するように配置され、ステータコア(22)と巻線(23)とを備えたステータ(21)と、
を備えた圧縮機用モータ(20)であって、
前記ロータ(31)の外周面のうちで、前記磁石(33)の磁束が最大となる位置の、周方向における位置を第1位置(P1)とし、
前記ロータ(31)の外周面のうちで、前記巻線(23)のインダクタンスが最小となる位置の、周方向における位置を第2位置(P2)とし、
前記第1位置(P1)と前記回転軸心(O)とを通るように仮想的に引いた直線を磁極中心線(CL)としたとき、
軸方向から見て、前記磁石(33)又は前記ロータコア(32)の少なくとも一部分は前記磁極中心線(CL)に対して非対称に構成され、前記第2位置(P2)は前記第1位置(P1)に対して前記ロータ(31)の回転方向の後進側にずれており、
前記磁石(33)により前記巻線(23)に誘起される交流電圧の位相と、前記巻線(23)に供給される交流電流の位相との差を位相差とし、
前記位相差が、前記磁石(33)と前記交流電流とによって生ずるマグネットトルクがゼロとなり且つ前記交流電流による磁束の向きが前記磁石(33)による磁束の向きと逆の向きとなる位相差であるとき、前記ロータコア(32)と前記交流電流とによって生ずるリラクタンストルクが正の値となる、
圧縮機用モータ。 - 請求項1の圧縮機用モータ(20)において、
前記ロータ(31)は、
前記ロータコア(32)と前記磁石(33)とを備えた第1ロータ部(31a)と、
前記第1ロータ部(31a)と軸方向に隣り合って配置され、前記ロータコア(32)を備え且つ前記磁石(33)を備えない第2ロータ部(31b)と
を備え、
前記第1ロータ部(31a)の外周面のうちで、前記磁石(33)の磁束が最大となる位置の、周方向における位置を第3位置(P3)とし、
前記第2ロータ部(31b)の外周面のうちで、前記巻線(23)のインダクタンスが最小となる位置の、周方向における位置を第4位置(P4)としたとき、
前記第4位置(P4)は、前記第3位置(P3)に対して前記ロータ(31)の回転方向の後進側にずれている、
圧縮機用モータ。 - 請求項2の圧縮機用モータ(20)において、
軸方向から見て、前記第1ロータ部(31a)の前記ロータコア(32)の形状は、前記第2ロータ部(31b)の前記ロータコア(32)の形状と略同一であり、
前記第2ロータ部(31b)の前記ロータコア(32)は、前記第1ロータ部(31a)の前記ロータコア(32)に対して前記ロータ(31)の回転方向の後進側にずれて配置される、
圧縮機用モータ。 - 請求項2の圧縮機用モータ(20)において、
前記第1ロータ部(31a)は、前記ステータ(21)と径方向に対向しない領域を有する、
圧縮機用モータ。 - 請求項1の圧縮機用モータ(20)において、
前記磁石(33)の少なくとも一部は、前記磁極中心線(CL)に対して非対称に構成される、
圧縮機用モータ。 - 請求項1~5のいずれか1項の圧縮機用モータ(20)を備える、
圧縮機。 - 請求項6の圧縮機(10)を備える、
冷凍装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024168366A JP7846401B2 (ja) | 2024-09-27 | 2024-09-27 | 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 |
| PCT/JP2025/025825 WO2026069969A1 (ja) | 2024-09-27 | 2025-07-18 | 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024168366A JP7846401B2 (ja) | 2024-09-27 | 2024-09-27 | 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2026060051A JP2026060051A (ja) | 2026-04-08 |
| JP7846401B2 true JP7846401B2 (ja) | 2026-04-15 |
Family
ID=98329446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024168366A Active JP7846401B2 (ja) | 2024-09-27 | 2024-09-27 | 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7846401B2 (ja) |
| WO (1) | WO2026069969A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015133825A (ja) | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社ジェイテクト | 回転電機用ロータ |
| WO2018101160A1 (ja) | 2016-11-30 | 2018-06-07 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 磁石ユニット |
| JP2022068687A (ja) | 2020-10-22 | 2022-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10309050A (ja) * | 1996-05-16 | 1998-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧縮機 |
| JP4071510B2 (ja) | 2001-04-25 | 2008-04-02 | 松下電器産業株式会社 | 電動機 |
-
2024
- 2024-09-27 JP JP2024168366A patent/JP7846401B2/ja active Active
-
2025
- 2025-07-18 WO PCT/JP2025/025825 patent/WO2026069969A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015133825A (ja) | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社ジェイテクト | 回転電機用ロータ |
| WO2018101160A1 (ja) | 2016-11-30 | 2018-06-07 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 磁石ユニット |
| JP2022068687A (ja) | 2020-10-22 | 2022-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2026069969A1 (ja) | 2026-04-02 |
| JP2026060051A (ja) | 2026-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5401204B2 (ja) | 自己始動型永久磁石同期電動機、及び、これを用いた圧縮機と冷凍サイクル | |
| JP4528825B2 (ja) | 自己始動型永久磁石同期電動機及びこれを用いた圧縮機 | |
| TWI500239B (zh) | Permanent magnetic synchronous motors and compressors using them | |
| JP2015122936A (ja) | 埋込磁石型モータ及び埋込磁石型モータの使用方法 | |
| TW201611475A (zh) | 永久磁鐵式旋轉電機、及使用該機器之壓縮機 | |
| JP7433447B2 (ja) | 電動機、駆動装置、圧縮機、及び空気調和機 | |
| KR102237601B1 (ko) | 자석 매립형 모터 및 자석 매립형 모터를 가지는 압축기 | |
| KR20180044976A (ko) | 전동기, 로터, 압축기 및 냉동 공조 장치 | |
| KR20120075336A (ko) | 유도 전동기, 압축기 및 냉동 사이클 장치 | |
| JP5588751B2 (ja) | 容積形圧縮機 | |
| JP2012080713A (ja) | 永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機 | |
| WO2019215865A1 (ja) | ロータ、電動機、圧縮機および空気調和装置 | |
| CN101151781B (zh) | 单相电动机及密闭式压缩机 | |
| JP2024009926A (ja) | 圧縮機及び空気調和機 | |
| WO2020170418A1 (ja) | モータ、圧縮機および空気調和装置 | |
| JP2005117771A (ja) | 永久磁石式同期電動機及びこれを用いた圧縮機 | |
| JP6470598B2 (ja) | 永久磁石式回転電機、並びにそれを用いる圧縮機 | |
| JP2016100927A (ja) | 永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機 | |
| JP7846401B2 (ja) | 圧縮機用モータ、圧縮機及び冷凍装置 | |
| US20250023408A1 (en) | Rotor, motor, compressor, and refrigeration unit | |
| JP2017034819A (ja) | 永久磁石同期機、圧縮機及び空気調和機 | |
| US20250023407A1 (en) | Rotor, motor, compressor, and refrigeration unit | |
| JP7292424B2 (ja) | モータ、圧縮機および空気調和装置 | |
| JP2026006380A (ja) | 回転電気機械、圧縮機及び冷凍装置 | |
| CN110651413A (zh) | 永磁式旋转电机以及使用该永磁式旋转电机的压缩机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250819 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20251223 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20260219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260303 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260316 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7846401 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |