JPWO2020026431A1 - ステータ、モータ、圧縮機、及び冷凍空調装置 - Google Patents
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Abstract
Description
軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を備え、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
前記ステータは、θ1>θ2を満たす。
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、モータ1の軸線Axと平行な方向を示し、x軸方向(x軸)は、z軸方向(z軸)に直交する方向を示し、y軸方向(y軸)は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Axはロータ2の回転中心である。軸線Axと平行な方向は、「ロータ2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、軸線Axと直交する方向である。xy平面は、軸方向と直交する平面である。
ロータコア21は、例えば、軸方向に積層された円環状の電磁鋼板で形成される。したがって、ロータコア21は、xy平面において円環状である。
図4は、1つのセグメントコイル32を概略的に示す斜視図である。
コイル30は、複数のセグメントコイル32で構成されている。複数のセグメントコイル32は、ステータコア31に波巻で固定されている。これにより、コイル30が形成されている。すなわち、ステータ3は、複数のセグメントコイル32で構成されたコイル30を有する。
ステータコア31は、周方向に延在するヨーク35と、ヨーク35から径方向に延在する複数のティース34と、複数のスロット33とを有する。
図6に示されるように、複数のティース34の内の1つのティースを第1ティース341としたとき、第1ティース341に隣接する、複数のティース34の内の1つのティースを第2ティース342とする。図6に示される例では、第2ティース342は、回転方向D11における第1ティース341の下流側に位置する。
図7に示されるステータのティース34aのxy平面における形状は対称的である。すなわち、xy平面において、回転方向D11における先端部の上流側の形状及び下流側の形状は、互いに同じである。したがって、図7に示される比較例において、角度θ1及びθ2は互いに等しい。
矢印F1及びF2(それぞれ磁束F1及びF2ともいう)は、ある瞬間におけるコイル30a及び30bに流れる電流(電機子電流ともいう)によって生じる磁束の向きをそれぞれ示す。矢印F3は、永久磁石22からの磁束の向きを示す。図8に示される例では、電機子電流の位相と誘起電圧の位相とが互いに同じである。
図8及び図9に示されるように、回転方向D11におけるティース34aの先端部の下流側では、磁束F2の向きと磁束F3の向きとが互いに逆向きであるので、磁束密度が低下する。一方、回転方向D11におけるティース34aの先端部の上流側では、磁束F1の向きと磁束F3の向きとが互いに同じであるので、磁束密度が上昇し、これにより磁気飽和を引き起こす。この現象は、「交さ磁化作用」と呼ばれ、電機子反作用によって生じる。この現象が生じると、ティース34aの先端部の上流側において、磁気飽和が発生しやすくなり、これにより鉄損が増加しやすい。したがって、比較例に係るモータのステータでは、鉄損が増加しやすい。
本実施の形態では、角度θ1及びθ2の関係がθ1>θ2を満たす。これにより、ティース34の先端部の上流側における磁気抵抗が大きくなり、磁気飽和が低減される。その結果、図10に示されるように、回転方向D11におけるティース34の先端部の上流側で生じる鉄損を低減することができる。さらに、ティース34の先端部の上流側において磁気飽和が低減されることにより、磁束がティース34の先端部の上流側を通りやすくなる。その結果、有効磁力が増加し、銅損を低減することができるという効果も得ることができる。
本発明の実施の形態2に係る圧縮機6について説明する。
図11は、実施の形態2に係る圧縮機6の構造を概略的に示す断面図である。
本発明の実施の形態3に係る空気調和機50(冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう)について説明する。
図12は、実施の形態3に係る空気調和機50の構成を概略的に示す図である。
軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を備え、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットの数は、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において、前記ロータの回転方向における前記第1先端部の下流側は、前記回転方向における前記第1先端部の上流側よりも長く、
前記平面において、前記回転方向における前記第2先端部の下流側は、前記回転方向における前記第2先端部の上流側よりも長く、
前記平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
θ1>θ2を満たす。
Claims (11)
- 軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を備え、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
前記ステータは、θ1>θ2を満たす
ステータ。 - 前記平面において、前記第1先端部及び前記第2先端部の形状は、非対称的である請求項1に記載のステータ。
- 前記平面において、前記ロータの回転方向における前記第1先端部の下流側は、前記回転方向における前記第1先端部の上流側よりも長く、前記回転方向における前記第2先端部の下流側は、前記回転方向における前記第2先端部の上流側よりも長い請求項1又は2に記載のステータ。
- 前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面に形成された凹部を有する請求項1から3のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記ステータコアは、軸方向に延在する複数の孔を有する請求項1から4のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記ステータコアは、前記平面において、最大半径と前記最大半径よりも小さい半径とを持つ請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ。
- ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ステータは、
軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を備え、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
前記ステータは、θ1>θ2を満たす
モータ。 - 前記ロータは、軸方向に延在する孔を持つロータコアを有し、
前記ロータコアの直径をφとし、前記平面において前記軸線から前記孔の中心までの距離をrとしたとき、φ/4≦rを満たす
請求項7に記載のモータ。 - 前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面に形成された凹部を有する請求項7又は8に記載のモータ。
- モータと、
前記モータによって駆動される圧縮機構と、
前記モータ及び前記圧縮機構を覆うハウジングと
を備え、
前記モータは、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ステータは、
軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を有し、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
前記ステータは、θ1>θ2を満たす
圧縮機。 - 室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を有し、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも1つはモータを有し、
前記モータは、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ステータは、
軸線を中心として回転するロータの外側に配置されるステータであって、
複数のティースと前記複数のティースにそれぞれ隣接する複数のスロットとを有するステータコアと、
前記ステータコアに波巻で固定された複数のセグメントコイルと
を有し、
前記ステータコアは、
第1径方向に延在する第1本体部と、前記第1径方向における前記第1本体部の内側に位置し、周方向に延在する第1先端部とを有する、前記複数のティースの内の第1ティースと、
第2径方向に延在する第2本体部と、前記第2径方向における前記第2本体部の内側に位置し、前記周方向に延在する第2先端部とを有し、前記第1ティースに隣接する、前記複数のティースの内の第2ティースと
を有し、
前記複数のスロットは、前記ロータの磁極数の6倍であり、
前記軸線と直交する平面において前記第1径方向における前記第1本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL1とし、前記平面において前記第2径方向における前記第2本体部の外側端部の中心及び前記軸線を通る直線をL2とし、前記平面において前記第1先端部と前記第2先端部との間の中心と前記軸線とを通る直線をL3とし、前記平面において前記直線L1と前記直線L3との間の角度をθ1とし、前記平面において前記直線L2と前記直線L3との間の角度をθ2としたとき、
前記ステータは、θ1>θ2を満たす
冷凍空調装置。
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