JPWO2021009862A1 - ステータ、モータ、圧縮機、及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒と共に用いられる圧縮機内に配置されたモータのロータの外側に配置されるステータであって、
ヨーク部と、
N個のティース部と
を備え、
前記N個のティース部の各々は、前記ロータに対向するティース先端面を有し、
前記ロータの軸方向と直交する平面において、前記ティース先端面の両端と前記ロータの回転中心とを通る2直線が成す角度をθ1[度]としたとき、
0.75≦(θ1×N)/360≦0.97
を満たす。
本発明の他の態様に係るモータは、
前記ステータと、
前記ステータの内側に配置された前記ロータと
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モータと
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。
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A1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A1は、ロータ3の回転中心である。軸線A1は、ステータ2の中心も示す。軸線A1と平行な方向は、「モータ1の軸方向」、「ロータ3の軸方向」、又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、ロータ3又はステータ2の半径方向であり、軸線A1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A1を中心とする周方向を示す。ロータ3又はステータ2の周方向を、単に「周方向」ともいう。
モータ1は、ステータ2と、ロータ3とを有する。モータ1は、例えば、永久磁石埋込型電動機である。
図2は、駆動装置101の構成を示すブロック図である。
モータ1は、図2に示される駆動装置101を有してもよい。駆動装置101は、電源の出力を整流するコンバータ102と、モータ1のステータ2(具体的には、コイル27)に電力を供給するインバータ103と、制御装置50とを有する。
図3は、分割鉄心部25aの構造を概略的に示す斜視図である。
各分割鉄心部25aは、ヨーク部21aと、径方向におけるヨーク部21aの内側に位置するティース部22aと、コイル27と、ステータ鉄心2aを絶縁する第1のインシュレータ24aと、ステータ鉄心2aを絶縁する第2のインシュレータ24bとを有する。本実施の形態では、ティース部22aは、1つの部材としてヨーク部21aと一体化されているが、ヨーク部21aとは別に形成されたティース部22aをヨーク部21aに取り付けてもよい。
図7は、鉄心部21の構造を概略的に示す斜視図である。
図8は、ロータ3の構造を概略的に示す断面図である。
図9は、ティース部22aの構造を示す図である。
xy平面において、ティース先端面223aの両端P1とロータ3の回転中心とを通る2直線L1が成す角度をθ1[度]としたとき、ステータ2は、0.75≦(θ1×N)/360≦0.97を満たす。
図10は、モータ1の他の例を概略的に示す断面図である。
ロータ3の軸方向において、ロータ3は、ステータ2よりも長い。この場合、ロータ3は、ステータ鉄心2aよりも長ければよい。
図11は、モータ1のさらに他の例を概略的に示す断面図である。
図12は、金属部材39の例を概略的に示す平面図である。
変形例2では、ロータ3は、少なくとも1つの金属部材39を有する。金属部材39は、ロータ3の軸方向におけるロータ鉄心31の端部に固定されている。
図13は、ロータ3の他の例を示す図である。
ロータ3は、ロータ鉄心31の代わりに、図13に示されるロータ鉄心31aを有してもよい。図13に示されるロータ鉄心31aは、xy平面において、複数の異なる半径を持つ。具体的には、ロータ鉄心31aの半径は、ロータ3の磁極中心部で最大であり、ロータ3の極間部で最小である。図13に示される例では、ロータ鉄心31aの外径は、ロータ3の磁極中心部で最大であり、ロータ3の極間部で最小である。図13に示されるxy平面において、ロータ3の磁極中心部は、各永久磁石33の中央と軸線A1とを通る直線上に位置する。図13に示されるxy平面において、ロータ3の極間部は、互いに隣接する永久磁石33の間の点と軸線A1とを通る直線上に位置する。
図14は、ロータの回転角度とシリンダにおける内圧との関係を示すグラフである。図14に示される例では、実線B1は、大きいトルクリプルを持つモータに対応しており、破線B2は、小さいトルクリプルを持つモータに対応している。
通常、圧縮機において、冷媒の圧縮が開始されると、シリンダの内部圧力が高まる。内部圧力が要求能力を満たす狙いの吐出圧力に達したとき、冷媒がバルブ弁を押しのけ、バルブ弁が開放される。これにより、シリンダが吐出マフラに連通し、狙いの吐出圧力で冷媒が吐出パイプから吐出される。
図16は、定格トルク以下でモータが駆動するときのステータ鉄心2aにおける磁束密度を示す図である。
図17は、定格トルクよりも大きいトルクでモータが駆動するときのステータ鉄心2aにおける磁束密度を示す図である。
図18に示されるように、開き角割合αが75%以上のとき、トルクリプル率を効果的に小さくすることができる。すなわち、0.75≦(θ1×N)/360において、トルクリプル率を効果的に小さくすることができる。
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19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2に係る圧縮機6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20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。
不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒と共に用いられる圧縮機内に配置されたモータのロータの外側に配置されるステータであって、
前記ロータの軸方向に積層された複数のシートを有するステータ鉄心を備え、
前記ステータ鉄心は、
ヨーク部と、
N個のティース部と
を備え、
前記N個のティース部の各々は、前記ロータに対向するティース先端面を有し、
前記軸方向と直交する平面において、前記ティース先端面の両端と前記ロータの回転中心とを通る2直線が成す角度をθ1[度]としたとき、
前記複数のシートの各々が、0.75≦(θ1×N)/360≦0.97
を満たす。
本発明の他の態様に係るモータは、
前記ステータと、
前記ステータの内側に配置された前記ロータと
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モータと
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。
Claims (14)
- 不均化反応を起こす性質の物質を含む冷媒と共に用いられる圧縮機内に配置されたモータのロータの外側に配置されるステータであって、
ヨーク部と、
N個のティース部と
を備え、
前記N個のティース部の各々は、前記ロータに対向するティース先端面を有し、
前記ロータの軸方向と直交する平面において、前記ティース先端面の両端と前記ロータの回転中心とを通る2直線が成す角度をθ1[度]としたとき、
0.75≦(θ1×N)/360≦0.97
を満たすステータ。 - 0.84≦(θ1×N)/360≦0.97を満たす請求項1に記載のステータ。
- 0.75≦(θ1×N)/360≦0.925を満たす請求項1に記載のステータ。
- 前記N個のティース部に分布巻きで取り付けられたコイルをさらに有する請求項1から3のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記不均化反応を起こす性質の物質は、1,1,2−トリフルオロエチレンである請求項1から4のいずれか1項に記載のステータ。
- 前記不均化反応を起こす性質の物質は、1,2−ジフルオロエチレンである請求項1から4のいずれか1項に記載のステータ。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載のステータと、
前記ステータの内側に配置された前記ロータと
を備えるモータ。 - パルス幅変調制御方式で動作し、前記ステータに電力を供給するインバータを有する請求項7に記載のモータ。
- 前記ロータの軸方向において、前記ロータは前記ステータよりも長い請求項7又は8に記載のモータ。
- 前記ロータは、永久磁石を有する永久磁石埋込型ロータである請求項7から9のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記ロータは、ロータ鉄心と、前記ロータの軸方向における前記ロータ鉄心の端部に固定された金属部材とを有し、
前記ロータの軸方向と直交する前記平面において、前記金属部材の表面積は、前記ロータ鉄心の表面積よりも大きい
請求項7から10のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記ロータは、ロータ鉄心を有し、
前記ロータ鉄心の外径は、前記ロータの磁極中心部で最大であり、前記ロータの極間部で最小である請求項7から11のいずれか1項に記載のモータ。 - 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7から12のいずれか1項に記載のモータと
を備える圧縮機。 - 請求項13に記載の圧縮機と、
熱交換器と
を備える空気調和機。
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