JPWO2021009792A1 - 固定子、電動機、圧縮機、空気調和機、固定子の製造方法、及び着磁方法 - Google Patents
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Abstract
Description
回転子の磁性体を着磁することができる固定子であって、
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルと、
前記3相コイルに巻かれたレーシング材と
を備え、
前記第1相のコイルは、前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記3相コイルの中で最も大きな電流が流れるコイルであり、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記レーシング材は、前記第2の領域及び前記第3の領域の少なくとも一方よりも多く前記第1の領域に巻かれている。
本発明の他の態様に係る固定子は、
回転子の磁性体を着磁することができる固定子であって、
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルと、
前記3相コイルに巻かれたレーシング材と
を備え、
前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記第1相のコイルに流れる電流は、前記第2相のコイルに流れる電流及び前記第3相のコイルに流れる電流の少なくとも一方よりも大きく、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第3相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記レーシング材は、前記第2の領域及び前記第3の領域の少なくとも一方よりも多く前記第1の領域に巻かれている。
本発明の他の態様に係る電動機は、
前記固定子と、
前記固定子の内側に配置された前記回転子と
を備える。
本発明の他の態様に係る圧縮機は、
密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮装置と、
前記圧縮装置を駆動する前記電動機と
を備える。
本発明の他の態様に係る空気調和機は、
前記圧縮機と、
熱交換器と
を備える。
本発明の他の態様に係る固定子の製造方法は、
固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記3相コイルを分布巻きで前記固定子鉄心に取り付けることと、
前記第1相のコイルのコイルエンドにおいて、レーシング材を、第2の領域及び第3の領域の少なくとも一方よりも多く第1の領域に巻きつけることと
を備える。
本発明の他の態様に係る着磁方法は、
固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルとを有する固定子の内側で、回転子の磁性体を着磁する着磁方法であって、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記第1相のコイルのコイルエンドにおいて、レーシング材が、第2の領域及び第3の領域の少なくとも一方よりも多く第1の領域に巻きつけられており、
固定子の内側に、前記磁性体を有する回転子を配置することと、
前記第1相のコイルに最も大きい電流が流れるように前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流を供給することと
を備える。
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、電動機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、固定子3の中心であり、回転子2の回転中心でもある。軸線Axと平行な方向は、「回転子2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、回転子2又は固定子3の半径方向であり、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。矢印D1は、軸線Axを中心とする周方向を示す。回転子2又は固定子3の周方向を、単に「周方向」ともいう。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機1の構造を概略的に示す平面図である。
回転子2は、固定子3の内側に回転可能に配置されている。回転子2は、回転子鉄心21と、少なくとも1つの磁性体22とを有する。
固定子3は、後述する着磁工程において、2×n(nは自然数)個の磁極を持つ回転子2の磁性体22を着磁することができる。
図3は、固定子3の一例を示す平面図である。ハッチングが施されたコイルには、後述する着磁工程において電源から大きな電流が流れる。例えば、図3に示される例では、中相コイル322に流れる電流は、内相コイル321に流れる電流及び外相コイル323に流れる電流の各々よりも大きい。
図4は、図3に示される固定子3の内部構造を概略的に示す図である。
3相コイル32における結線は、例えば、Y結線である。言い換えると、3相コイル32は、例えば、Y結線で接続されている。この場合、3相コイル32は、中性点を持ち、内相コイル321、中相コイル322、及び外相コイル323は、Y結線で接続されている。
3相コイル32のコイルエンド32aにおいて、2×n個の第1相のコイルの各々は、均等に分けられた、第1の領域35a、第2の領域35b、及び第3の領域35cを持つ。例えば、図3に示されるように、第1相のコイルが中相コイル322のとき、コイルエンド32aにおいて、6個の中相コイル322の各々は、第1の領域35a、第2の領域35b、及び第3の領域35cを持つ。
図7に示される例では、着磁用の電源から3相コイル32に電流が流れるときに、電源のプラス側(すなわち、電源のプラス極側)が中相コイル322に接続されており、電源のマイナス側(すなわち、電源のマイナス極側)が内相コイル321及び外相コイル323に接続されている。図7に示される結線状態を、結線パターンP1と称する。着磁用の電源から3相コイル32に電流が流れるときに、各相のコイルに電流が流れる通電方法を「3相通電」と称する。
固定子3の製造方法の一例について説明する。
図8は、固定子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
ステップS11では、図9に示されるように、予め作製された固定子鉄心31に、外相コイル323を分布巻きで取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311内に、外相コイル323を挿入器具で挿入する。
ステップS12では、図10に示されるように、固定子鉄心31に中相コイル322を分布巻きで取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311内に、中相コイル322を挿入器具で挿入する。
ステップS13では、図11に示されるように、固定子鉄心31に内相コイル321を分布巻きで取り付ける。具体的には、固定子鉄心31のスロット311内に、内相コイル321を挿入器具で挿入する。
固定子3を利用した、回転子2の磁性体22の着磁方法について説明する。
図12は、回転子2の磁性体22の着磁方法の一例を示すフローチャートである。
図13は、固定子3の他の例を示す図である。
図14は、図13に示される固定子3の内部構造を概略的に示す図である。
図13及び図14に示される固定子3(以下、変形例1とも称する)では、第1相のコイルは内相コイル321であり、第2相のコイルは中相コイル322であり、第3相のコイルは外相コイル323である。
図16は、固定子3の他の例を示す図である。
図17は、図16に示される固定子3の内部構造を概略的に示す図である。
図16及び図17に示される固定子3(以下、変形例2とも称する)では、第1相のコイルは内相コイル321であり、第2相のコイルは外相コイル323であり、第3相のコイルは中相コイル322である。
変形例3では、固定子3の構造は、図3及び図4に示される固定子3の構造と同じであり、固定子3を利用して磁性体22を着磁するときの3相コイル32の結線パターンが、図7に示される結線パターンP1と異なる。
変形例4では、固定子3の構造は、図13及び図14に示される変形例1の構造と同じであり、固定子3を利用して磁性体22を着磁するときの3相コイル32の結線パターンが、変形例1における結線パターンP2と異なる。
変形例5では、固定子3の構造は、図16及び図17に示される変形例2の構造と同じであり、固定子3を利用して磁性体22を着磁するときの3相コイル32の結線パターンが、変形例2における結線パターンP3と異なる。
図22は、固定子3の他の例を示す平面図である。
変形例6では、第1相のコイルは外相コイル323であり、第2相のコイルは中相コイル322であり、第3相のコイルは内相コイル321である。
変形例7では、固定子3の構造は、図22に示される固定子3の構造と同じであり、固定子3を利用して磁性体22を着磁するときの3相コイル32の結線パターンが、図23に示される結線パターンP7と異なる。
固定子3の利点について説明する。
図25は、固定子3の製造工程、具体的には、磁性体22の着磁工程において、3相コイル32に通電したとき、3相コイル32のコイルエンド32aに生じる径方向における電磁力F1の例を示す図である。図25において、3相コイル32内の矢印は、電流の向きを示す。
本発明の実施の形態2に係る圧縮機300について説明する。
図31は、圧縮機300の構造を概略的に示す断面図である。
実施の形態2に係る圧縮機300を有する、空気調和機としての冷凍空調装置7について説明する。
図32は、実施の形態3に係る冷凍空調装置7の構成を概略的に示す図である。
Claims (15)
- 回転子の磁性体を着磁することができる固定子であって、
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルと、
前記3相コイルに巻かれたレーシング材と
を備え、
前記第1相のコイルは、前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記3相コイルの中で最も大きな電流が流れるコイルであり、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記レーシング材は、前記第2の領域及び前記第3の領域の少なくとも一方よりも多く前記第1の領域に巻かれている
固定子。 - 前記コイルエンドにおいて、前記第2相のコイル、前記第1相のコイル、及び前記第3相のコイルは、前記固定子鉄心の周方向においてこの順に配列されており、
前記コイルエンドにおいて、前記第2相のコイル、前記第1相のコイル、及び前記第3相のコイルは、前記固定子鉄心の径方向において前記固定子鉄心の内側よりこの順に配列されている
請求項1に記載の固定子。 - 前記コイルエンドにおいて、前記第1相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第3相のコイルは、前記固定子鉄心の周方向においてこの順に配列されており、
前記コイルエンドにおいて、前記第1相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第3相のコイルは、前記固定子鉄心の径方向において前記固定子鉄心の内側よりこの順に配列されている
請求項1に記載の固定子。 - 前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第2相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第2相のコイルの第1の領域は、前記第2相のコイルの第2の領域と前記第2相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第3相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第3相のコイルの第1の領域は、前記第3相のコイルの第2の領域と前記第3相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記第1相のコイルのコイルは、前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記3相コイルの中で最も大きな電流が流れるコイルであり、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度は、前記第2相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度及び前記第3相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度の各々よりも高い
請求項1から3のいずれか1項に記載の固定子。 - 前記コイルエンドにおいて、前記第1相のコイル、前記第3相のコイル、及び前記第2相のコイルは、前記固定子鉄心の周方向においてこの順に配列されており、
前記コイルエンドにおいて、前記第1相のコイル、前記第3相のコイル、及び前記第2相のコイルは、前記固定子鉄心の径方向において前記固定子鉄心の内側よりこの順に配列されている
請求項1に記載の固定子。 - 前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第2相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第2相のコイルの第1の領域は、前記第2相のコイルの第2の領域と前記第2相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第3相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第3相のコイルの第1の領域は、前記第3相のコイルの第2の領域と前記第3相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記第1相のコイル及び前記第2相のコイルは、前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記3相コイルの中で最も大きな電流が流れるコイルであり、
前記第1相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度は、前記第3相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度よりも高く、前記第2相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度は、前記第3相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度よりも高い
請求項1又は5に記載の固定子。 - 前記コイルエンドにおいて、前記第3相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第1相のコイルは、前記固定子鉄心の周方向においてこの順に配列されており、
前記コイルエンドにおいて、前記第3相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第1相のコイルは、前記固定子鉄心の径方向において前記固定子鉄心の内側よりこの順に配列されている
請求項1に記載の固定子。 - 前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第2相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第2相のコイルの第1の領域は、前記第2相のコイルの第2の領域と前記第2相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第3相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第3相のコイルの第1の領域は、前記第3相のコイルの第2の領域と前記第3相のコイルの第3の領域との間に位置しており、
前記第1相のコイルのコイルは、前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流が流れるときに、前記3相コイルの中で最も大きな電流が流れるコイルであり、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度は、前記第2相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度及び前記第3相のコイルの第1の領域における前記レーシング材の密度の各々よりも高い
請求項1又は7に記載の固定子。 - 前記第1相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第3相のコイルは、Y結線で接続されている請求項1から8のいずれか1項に記載の固定子。
- 前記第1相のコイル、前記第2相のコイル、及び前記第3相のコイルは、デルタ結線で接続されている請求項1から8のいずれか1項に記載の固定子。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の固定子と、
前記固定子の内側に配置された前記回転子と
を備えた電動機。 - 密閉容器と、
前記密閉容器内に配置された圧縮装置と、
前記圧縮装置を駆動する請求項11に記載の電動機と
を備えた圧縮機。 - 請求項12に記載の圧縮機と、
熱交換器と
を備えた空気調和機。 - 固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルとを有する固定子の製造方法であって、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記3相コイルを分布巻きで前記固定子鉄心に取り付けることと、
前記第1相のコイルのコイルエンドにおいて、レーシング材を、第2の領域及び第3の領域の少なくとも一方よりも多く第1の領域に巻きつけることと
を備えた固定子の製造方法。 - 固定子鉄心と、前記固定子鉄心に分布巻きで取り付けられており、第1相のコイル、第2相のコイル、及び第3相のコイルを有する3相コイルとを有する固定子の内側で、回転子の磁性体を着磁する着磁方法であって、
前記3相コイルのコイルエンドにおいて、前記第1相のコイルは、均等に分けられた、第1の領域、第2の領域、及び第3の領域を持ち、
前記第1の領域は、前記第2の領域と前記第3の領域との間に位置しており、
前記第1相のコイルのコイルエンドにおいて、レーシング材が、第2の領域及び第3の領域の少なくとも一方よりも多く第1の領域に巻きつけられており、
固定子の内側に、前記磁性体を有する回転子を配置することと、
前記第1相のコイルに最も大きい電流が流れるように前記磁性体の着磁用の電源から前記3相コイルに電流を供給することと
を備えた着磁方法。
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