KR102090829B1 - 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기 - Google Patents

회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기 Download PDF

Info

Publication number
KR102090829B1
KR102090829B1 KR1020187031052A KR20187031052A KR102090829B1 KR 102090829 B1 KR102090829 B1 KR 102090829B1 KR 1020187031052 A KR1020187031052 A KR 1020187031052A KR 20187031052 A KR20187031052 A KR 20187031052A KR 102090829 B1 KR102090829 B1 KR 102090829B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insertion hole
magnet insertion
rotor
electromagnetic steel
distance
Prior art date
Application number
KR1020187031052A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180127453A (ko
Inventor
코지 야베
요시카즈 후지스에
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20180127453A publication Critical patent/KR20180127453A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102090829B1 publication Critical patent/KR102090829B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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]
    • 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
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

회전자(2)는, 전자강판(210)과, 영구자석(220)을 갖는다. 전자강판(210)은, 자석 삽입구멍(201)과, 슬릿(202)과, 제1의 단부(21)와, 제2의 단부(22)와, 제3의 단부(23)와, 제4의 단부(24)와, 제5의 단부(25)를 갖는다. 제1의 단부(21)로부터 자석 삽입구멍(201)까지의 거리를 L1로 하고, 제1의 단부(21)와 제2의 단부(22) 사이의 제1의 경계(P1)로부터 자석 삽입구멍(201)까지의 거리를 L2로 하고, 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23) 사이의 제2의 경계(P2)로부터 자석 삽입구멍(201)까지의 거리를 L3으로 하였을 때에, L1>L2 또한 L3≥L2의 식을 충족시킨다.

Description

회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기
본 발명은, 영구자석을 구비한 회전자에 관한 것이다.
전동기의 소음을 저감하기 위해, 슬릿이 형성된 복수의 전자강판을 적층함에 의해 얻어진 회전자가 사용되고 있다. 전동기에서, 고정자로부터 발생한 자속(회전자를 향하는 자속)의 양이 많으면, 회전자에 배치된 영구자석으로부터의 자속의 양이 저감한다. 일반적으로, 이와 같은 현상은 감자(減磁)(이하 「감자 특성의 악화」라고도 한다.)라고 불리고 있다. 감자에 의해 영구자석으로부터의 자속의 양이 저감하면, 전동기의 효율이 저하된다. 그래서, 소음을 저감함과 함께 감자를 억제하기 위해, 전자강판의 슬릿의 경사가 조정된 회전자가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
국제공개 제2013/114542호
그렇지만, 전자강판에서의 슬릿의 위치 또는 형상에 의해서는, 감자가 개선되지 않고, 전동기의 효율이 저하된다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 회전자에 구비된 영구자석의 감자를 개선하는 것이다.
본 발명의 회전자는, 자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과, 상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 구비하고, 상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정(劃定)하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부(端部)와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며, 상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에, L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2의 식을 충족시킨다.
본 발명에 의하면, 회전자에 구비된 영구자석의 감자를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 부분 단면도.
도 2는 영구자석이 배치된 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 3의 (a)는, 회전자 코어의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는, (a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)을 도시하는 확대도.
도 4의 (a) 및 (b)는, 도 3(b)에서 점선으로 도시되는 영역(C2)을 도시하는 확대도.
도 5는 변형례 1에 관한 전동기의 회전자 코어의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 6은 변형례 2에 관한 전동기의 회전자 코어의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 7은 회전자 코어의 복수의 전자강판 중의 하나의 전자강판의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 8은 회전자 코어의 복수의 전자강판 중의 하나의 전자강판의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 9는 고정자의 코일에 흐르는 전류와, 영구자석으로부터의 자속량의 비율[%]과의 관계를 도시하는 도면.
도 10의 (a)는, 비교례로서의 전동기의 전자강판의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는, (a)에서 점선으로 도시되는 영역(C7)을 도시하는 확대도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
실시의 형태 1.
본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 관해 이하에 설명한다.
각 도면에 도시되는 xyz 직교좌표계에서, 축방향(z축)은, 전동기(1)의 샤프트(26)의 축선(A1)(축심)과 평행한 방향(이하 「축방향」이라고 한다.)을 나타내고, x축방향(x축)은, z축방향(z축)에 직교하는 방향을 나타내고, y축방향은, z축방향 및 x축방향의 양방에 직교하는 방향을 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 2는, 영구자석(220)이 배치된 회전자 코어(20) 및 고정자 코어(31)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 화살표(D1)는, 회전자 코어(20), 회전자(2), 및 고정자 코어(31)의 외주에 따른 방향(이하 "둘레 방향"이라고 한다)을 나타낸다.
전동기(1)는, 회전자(2)와, 고정자(3)와, 회로 기판(4)과, 회전자(2)의 회전 위치를 검출하는 자기 센서(5)와, 브래킷(6)과, 베어링(7a 및 7b)을 갖는다. 전동기(1)는, 예를 들면, 영구자석 매입형 전동기이다. 회로 기판(4)에는, 제어 회로 및 자기 센서(5) 등의 전자 부품이 부착되어 있다.
회전자(2)는, 회전자 코어(20)와, 적어도 하나의 영구자석(220)과, 샤프트(26)를 갖는다. 회전자(2)의 회전축은, 축선(A1)과 일치한다.
고정자(3)는, 고정자 코어(31)와, 코일(32)과, 인슐레이터(33)를 갖는다. 고정자 코어(31)는, 예를 들면, 복수의 전자강판을 적층함에 의해 형성되어 있다. 고정자 코어(31)는, 환형상(環狀)으로 형성되어 있다. 코일(32)은, 예를 들면, 인슐레이터(33)를 통하여 고정자 코어(31)의 티스부931a)에 도선을 권회(卷回)함에 의해 형성되어 있다. 코일(32)은, 인슐레이터(33)에 의해 절연되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 고정자 코어(31), 코일(32), 및 인슐레이터(33)는, 불포화 폴리에스테르 수지와 같은 열가소성 수지(몰드 수지)에 의해 덮여 있다.
고정자(3)의 내측에는, 공극을 통하여 회전자(2)가 삽입되어 있다. 고정자(3)의 부하측(전동기(1)의 부하측)의 개구부에는 브래킷(6)이 압입되어 있다. 베어링(7a)에는, 샤프트(26)가 삽입되어 있고, 베어링(7a)은 고정자(3)의 부하측에서 고정되어 있다. 마찬가지로, 베어링(7b)에는, 샤프트(26)가 삽입되어 있고, 베어링(7b)은 고정자(3)의 반부하측에서 고정되어 있다.
회전자 코어(20)의 구조에 관해 이하에 설명한다.
도 3(a)는, 회전자 코어(20)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 3(b)는, 도 3(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)을 도시하는 확대도이다. 도 3(a) 및 (b)의 회전자 코어(20)(구체적으로는, 자석 삽입구멍(201))에는 영구자석(220)이 배치되어 있다.
도 3(a)에 도시되는 바와 같이, 자극 중심을 나타내는 자극 중심선(A2)은, 영구자석(220)(자석 삽입구멍(201))의 장변방향(도 3(a)에서는 x축방향)에서의 중심 및 축선(A1)을 통과한다. 극간부(極間部, inter-pole part)를 나타내는 선(A3)은, 서로 인접하는 영구자석(220)(자석 삽입구멍(201)) 사이 및 축선(A1)을 통과한다.
회전자 코어(20)는, 복수의 얇은 전자강판(210)이 적층됨에 의해 형성되어 있다. 1장의 전자강판(210)의 두께(t0)는, 예를 들면, 0.1㎜부터 1㎜이다. 본 실시의 형태에서는, 각 전자강판(210)은, 미리 정하여진 형상으로 형성되어 있다. 즉, 본 실시의 형태에서는, 복수의 전자강판(210)의 각각은, 서로 동일한 구조를 갖는다. 단, 복수의 전자강판(210)에, 다른 구조를 갖는 전자강판이 포함되어 있어도 좋다.
전자강판(210)은, 적어도 하나의 자석 삽입구멍(201)과, 관통구멍(공극)인 적어도 하나의 슬릿(202)과, 샤프트(26)가 삽입되는 축구멍(203)을 갖는다. 또한, 전자강판(210)은, 슬릿(202)을 획정하는, 제1의 단부(21), 제2의 단부(22), 제3의 단부(23), 제4의 단부(24), 및 제5의 단부(25)를 갖는다.
전자강판(210)은, 예를 들면, 금형을 이용한 타발(打拔) 처리(프레스 가공)에 의해 임의의 구조로 형성된다. 슬릿(202)의 내측의 구석(隅)을 예각으로 타발할 때, 금형의 예각 부분이 파손되기 쉬워진다. 슬릿(202)에서의 예각의 구석이 적은 편이 바람직하다. 그래서, 슬릿(202)의 내측의 구석을 둥글게 형성하여도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 슬릿(202)에서의 구석의 둥?(丸み) 반경은, 0.3㎜ 이하이다.
본 실시의 형태에서는, 복수의 자석 삽입구멍(201)(예를 들면, 4개의 자석 삽입구멍(201))이 전자강판(210)에 형성되어 있다. 각 자석 삽입구멍(201)은, 축방향으로 관통하고 있다.
각 자석 삽입구멍(201) 내에는, 영구자석(220)이 삽입되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 하나의 자석 삽입구멍(201)에 배치되는 영구자석(220)에 의해 회전자(2)의 1자극이 형성되어 있다. 하나의 자석 삽입구멍(201)에 복수의 영구자석(220)이 배치되어 있어도 좋다.
영구자석(220)은, 예를 들면, 네오디뮴, 붕소, 및 디스프로슘의 적어도 하나를 주성분으로 하는 희토류 자석(네오디뮴 희토류 자석이라고도 한다.)이다. 본 실시의 형태에서는, 영구자석(220)은, 철, 네오디뮴, 붕소, 및 디스프로슘을 함유한다. 영구자석(220)의 종류는, 본 실시의 형태의 예로 한정되지 않고, 다른 재료에 의해 영구자석(220)이 형성되어 있어도 좋다.
영구자석(220)의 비용을 억제하기 위해, 영구자석(220)에서의 디스프로슘의 함유량은, 4중량% 이하인 것이 바람직하다. 디스프로슘의 함유량이 적은 때, 영구자석(220)의 보호자력이 저하되고, 감자되기 쉽게 된다. 그 때문에, 예를 들면, 영구자석(220)을 회전자(2)(회전자 코어(20))의 지름 방향(이하 "지름 방향"이라고 한다)으로 두껍게 함에 의해, 퍼미언스(permeance)를 크게 할 수 있고, 영구자석(220)의 감자를 보충할 수 있다. 그렇지만, 영구자석(220)을 너무 두껍게 하면 비용 증가를 야기한다. 그래서, 본 실시의 형태에서는, 영구자석(220)에서의 디스프로슘의 함유량이 4중량% 이하이고, 전자강판(210)에 슬릿(202)이 형성되어 있기 때문에, 영구자석(220)의 비용을 억제하면서, 감자 특성을 개선할 수 있다.
하나의 자석 삽입구멍(201)에 삽입된 영구자석(220)의 양단부(자극 중심선(A2)에 직교하는 방향에서의 양단부)는, 자극 중심선(A2)부터 전기각으로 ±30°(기계각으로 ±15°)보다도 외측(극간부측)에 위치하는 것이 바람직하다. 지름 방향에서의 영구자석(220)의 단부보다도 외측에, 둘레 방향으로 연재된 슬릿(202)이 형성되어 있음에 의해, 유기 전압의 고조파 및 토오크 리플을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 지름 방향에서의 자석 삽입구멍(201)(영구자석(220))보다도 외측에서, 둘레 방향으로 연재되는 복수의 슬릿(202)(예를 들면, 8개의 슬릿(202))이 전자강판(210)에 형성되어 있다. 환언하면, 슬릿(202)은, 영구자석(220)에 대해 경사하도록 형성되어 있다. 각 슬릿(202)은, 축방향으로 관통하고 있다. 도 3(a)에 도시되는 예에서는, 하나의 자석 삽입구멍(201)(즉, 하나의 자극)에 대해 2개의 슬릿(202)이 전자강판(210)에 형성되어 있다.
제1의 단부(21)는, 제2의 단부(22) 및 제5의 단부(25)에 인접한다. 환언하면, 제1의 단부(21)는, 제2의 단부(22)와 제5의 단부(25)의 사이에 형성되어 있다. 제1의 단부(21)는, 제4의 단부(24)에 면한다. 제1의 단부(21)는, 제4의 단부(24)로부터, 지름 방향에서의 내측으로 떨어진 위치에 형성되어 있다. 제1의 단부(21)는, 둘레 방향으로 연재되고, 영구자석(220)의 장변방향(xy평면상에서 자극 중심선(A2)과 직교하는 방향)에 대해 경사하고 있다. 본 실시의 형태에서는, 제1의 단부(21)는, 슬릿(202)의 내벽을 형성하는 면(내면)이다.
제1의 단부(21)는, 제4의 단부(24)와 함께 지름 방향의 공극을 형성한다. 이에 의해, 그 공극 부분(즉, 슬릿(202))에 영구자석(220)으로부터의 자속이 통과하기 어렵게 되고, 자속의 흐름이 변화한다. 제1의 단부(21)는, 유기 전압의 고조파의 저감, 코깅 토오크의 저감, 및 회전자(2)의 회전시에 있어서의 전동기(1)의 저소음화에 기여한다.
제2의 단부(22)는, 제1의 단부(21) 및 제3의 단부(23)의 단부에 인접한다. 환언하면, 제2의 단부(22)는, 제1의 단부(21)와 제3의 단부(23)의 사이에 형성되어 있다. 제2의 단부(22)는, 제4의 단부(24)로부터, 지름 방향에서의 내측으로 떨어진 위치에 형성되어 있다. 도 3(a) 및 (b)에 도시되는 예에서는, 제2의 단부(22)는, 영구자석(220)의 장변방향과 평행하게 연재되어 있다. 제2의 단부(22)는, 영구자석(220)의 장변방향에 대해 경사하도록 연재되어 있어도 좋다. 본 실시의 형태에서는, 제2의 단부(22)는, 슬릿(202)의 내벽을 형성하는 면(내면)이다.
제2의 단부(22)는, 제4의 단부(24)와 함께, 영구자석(220)의 장변방향과 직교하는 방향(도 3(b)에서는 y축방향)의 공극을 형성한다. 이에 의해, 그 공극 부분(즉, 슬릿(202))에 영구자석(220)으로부터의 자속이 통과하기 어렵게 되고, 자속의 흐름이 변화한다. 제2의 단부(22)는, 유기 전압의 고조파의 저감, 코깅 토오크의 저감, 및 회전자(2)의 회전시에 있어서의 전동기(1)의 저소음화에 기여한다.
제3의 단부(23)는, 제2의 단부(22) 및 제4의 단부(24)에 인접한다. 환언하면, 제3의 단부(23)는, 제2의 단부(22)와 제4의 단부(24)의 사이에 형성되어 있다. 도 3(a) 및 (b)에 도시되는 예에서는, 제3의 단부(23)는, 영구자석(220)의 장변방향과 직교하는 방향(자극 중심선(A2)과 평행한 방향)으로 연재되어 있다. 제3의 단부(23)는, 자극 중심선(A2)에 대해 경사하도록 연재되어 있어도 좋다. 본 실시의 형태에서는, 제3의 단부(23)는, 슬릿(202)의 내벽을 형성하는 면(내면)이다.
제3의 단부(23)가 전자강판(210)에 형성되지 않은 경우, 제2의 단부(22) 및 제4의 단부(24)에 의해, 슬릿(202) 내측의 구석이 형성되고, 그 구석이 예각으로 형성된다. 슬릿(202) 내측의 구석이 예각인 때, 슬릿(202)의 폭이 작아지고, 영구자석(220)으로부터의 자속의 방향을 규제하기 어려워진다. 또한, 슬릿(202) 내측의 구석이 예각인 때, 전자강판(210)의 타발 처리용의 금형이 파손되기 쉽다. 그 때문에, 슬릿(202) 내측의 구석은 예각이 되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 환언하면, 슬릿(202) 내측에서, 예각의 구석이 적은 것이 바람직하다.
제3의 단부(23)는, 제2의 단부(22)와 제4의 단부(24)의 사이에 제3의 단부(23)가 형성되어 있기 때문에, 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23)의 사이에 형성된 구석(슬릿(202) 내측의 구석)을 둔각(90°보다도 크다)으로 형성할 수 있다. 환언하면, 슬릿(202)의 내측에서 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23)가 이루는 각이, 90°보다도 커지도록, 슬릿(202)을 형성할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 슬릿(202)의 내측에서 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23)가 이루는 각은, 90°이다.
마찬가지로, 제3의 단부(23)와 제4의 단부(24)의 사이에 형성된 구석(슬릿(202) 내측의 구석)을 둔각(90°보다도 크다)으로 형성할 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 슬릿(202)의 내측에서 제3의 단부(23)와 제4의 단부(24)가 이루는 각은, 90°보다도 크다.
즉, 제3의 단부(23)에 의해, 제2의 단부(22)와 제4의 단부(24)의 사이에 형성된 구석(슬릿(202) 내측의 극 간부측의 구석)을 둔각(90°보다도 크다)으로 형성할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이, 제3의 단부(23)에 의해, 금형의 품질을 개선할 수 있고, 영구자석(220)으로부터의 자속의 방향을 규제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 제3의 단부(23)는, 유기 전압의 고조파의 저감, 코깅 토오크의 저감, 및 회전자(2)의 회전시에 있어서의 전동기(1)의 저소음화에 기여한다.
제4의 단부(24)는, 제3의 단부(23) 및 제5의 단부(25)에 인접한다. 환언하면, 제4의 단부(24)는, 제3의 단부(23)와 제5의 단부(25)의 사이에 형성되어 있다. 제4의 단부(24)는, 둘레 방향으로 연재되고, 영구자석(220)의 장변방향에 대해 경사하고 있다. 제4의 단부(24)는, 제1의 단부(21)에 면한다. 제4의 단부(24)는, 제1의 단부(21)로부터, 지름 방향에서의 외측으로 떨어진 위치에 형성되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 제4의 단부(24)는, 슬릿(202)의 내벽을 형성하는 면(내면)이다.
제4의 단부(24)는, 제1의 단부(21)와 함께 지름 방향의 공극을 형성한다. 이에 의해, 이 공극 부분(즉, 슬릿(202))에 영구자석(220)으로부터의 자속이 통과하기 어렵게 되고, 자속의 흐름이 변화한다. 제4의 단부(24)는, 유기 전압의 고조파의 저감, 코깅 토오크의 저감, 및 회전자(2)의 회전시에 있어서의 전동기(1)의 저소음화에 기여한다.
제5의 단부(25)는, 제4의 단부(24) 및 제1의 단부(21)에 인접한다. 환언하면, 제5의 단부(25)는, 제4의 단부(24)와 제1의 단부(21)의 사이에 형성되어 있다. 제5의 단부(25)는, 슬릿(202)의 자극 중심측에서, 영구자석(220)의 장변방향과 직교하는 방향(자극 중심선(A2)과 평행한 방향)으로 연재되어 있다. 이에 의해, 영구자석(220)으로부터의 자속을, 자극 중심측으로 모을 수 있다. 단, 제5의 단부(25)는, 자극 중심선(A2)에 대해 경사하고 있어도 좋다. 본 실시의 형태에서는, 제5의 단부(25)는, 슬릿(202)의 내벽을 형성하는 면(내면)이다. 제5의 단부(25)는, 유기 전압의 고조파의 저감, 코깅 토오크의 저감, 및 회전자(2)의 회전시에 있어서의 전동기(1)의 저소음화에 기여한다.
본 실시의 형태에서는, 슬릿(202)은, 제1의 단부(21)로부터 제5의 단부(25)의 (즉, 5개의 단부)에 의해 획정되어 있지만, 6개 이상의 단부에 의해 슬릿(202)이 획정되어 있어도 좋다.
제1의 단부(21), 제2의 단부(22), 제3의 단부(23), 제4의 단부(24), 및 제5의 단부(25)는, 자석 삽입구멍(201)을 형성하는 내벽 중의 언저리(緣)(xy 평면에 평행한 언저리)라도 좋다. 이 경우, 제1의 단부(21), 제2의 단부(22), 제3의 단부(23), 제4의 단부(24), 및 제5의 단부(25)는, 축방향의 임의의 위치에서, 서로 동일 평면(xy 평면)상에 위치한다.
도 4(a) 및 (b)는, 도 3(b)에서 점선으로 도시되는 영역(C2)을 도시하는 확대도이다.
도 4(a)에 도시되는 거리(L1)는, 제1의 단부(21) 중의 임의의 위치(경계(P1)를 포함하지 않는다)로부터 자석 삽입구멍(201)(영구자석(220))까지의 최단 거리이다. 거리(L2)는, 제1의 단부(21)와 제2의 단부(22) 사이의 경계(P1)로부터 자석 삽입구멍(201)(영구자석(220))까지의 최단 거리이다. 거리(L3)는, 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23) 사이의 경계(P2)로부터 자석 삽입구멍(201)(영구자석(220))까지의 최단 거리이다. 도 4(a)에 도시되는 예에서는, 거리(L1)는, 제1의 단부(21)와 제5의 단부(25) 사이의 경계(제1의 단부(21) 중의 제5의 단부(25)에 가장 가까운 위치)로부터 자석 삽입구멍(201)(영구자석(220))까지의 최단 거리를 나타낸다.
경계(P1)(제1의 경계)는, 예를 들면, 제1의 단부(21)와 제2의 단부(22)를 구분한다. 경계(P1)가 명확하지 않은 때, 슬릿(202)의 내벽의, 제1의 단부(21) 및 제2의 단부(22) 사이의 중심을, 경계(P1)로 간주하여도 좋다. 예를 들면, 제1의 단부(21)와 제2의 단부(22) 사이의 영역(내벽)이 원호형상으로 형성되어 있을 때, 원호상 부분의 xy 평면상에서의 중심을 경계(P1)로 간주하여도 좋다.
경계(P2)(제2의 경계)는, 예를 들면, 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23)를 구분한다. 경계(P2)가 명확하지 않은 때, 슬릿(202)의 내벽의, 제2의 단부(22) 및 제3의 단부(23) 사이의 중심을 경계(P2)로 간주하여도 좋다. 예를 들면, 제2의 단부(22)와 제3의 단부(23) 사이의 영역(내면)이 원호형상으로 형성되어 있을 때, 원호상 부분의 xy 평면상에서의 중심을 경계(P2)로 간주하여도 좋다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))은, 하기한 식(1)을 충족시킨다.
L1>L2 또한 L3≥L2 (1)
도 4(a)에 도시되는 예에서는, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))에서, 거리(L2)는 거리(L3)와 동등하다. 단, 거리(L2 및 L3)의 관계는, L3>L2이라도 좋다. 거리(L2 및 L3)의 관계가 L3>L2를 충족시킬 때, 제2의 단부(22)는, 영구자석(220)의 장변방향에 대해 경사하고 있다.
일반적으로, 슬릿과 영구자석 사이의 거리가 좁으면, 영구자석의 퍼미언스가 저하되고, 감자되기 쉽게 된다. 본 실시의 형태에서는, 전동기(1)의 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이 L3≥L2의 식을 충족시키기 때문에, 슬릿(202)(예를 들면, 제2의 단부(22))와 영구자석(220) 사이의 거리를 크게할 수 있고, 감자 특성을 개선할 수 있다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))는, L1>L3의 식을 충족시킨다. 이에 의해, 슬릿(202)을 둘레 방향으로 연재되도록 형성할 수 있다.
제2의 단부(22)로부터 제4의 단부(24)까지의 최단 거리(예를 들면, 경계(P2)로부터, 제3의 단부(23)와의 제4의 단부(24) 사이의 경계(P3)까지의 거리)를 t1로 하고, 제1의 단부(21)로부터 4의 단부(24)까지의 최단 거리를 t2로 하였을 때에, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))는, t2>t1의 식을 충족시킨다. 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, t2>t1의 식을 충족시킴에 의해, 상기 식(1)을 충족시키는 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))를 얻을 수 있다.
경계(P3)는, 예를 들면, 제3의 단부(23)와 제4의 단부(24)를 구분한다. 경계(P3)가 명확하지 않은 때, 슬릿(202)의 내벽의, 제3의 단부(23) 및 제4의 단부(24) 사이의 중심을 경계(P3)로 간주하여도 좋다. 예를 들면, 제3의 단부(23)와 제4의 단부(24) 사이의 영역(내면)이 원호형상으로 형성되어 있을 때, 원호상 부분의 xy 평면상에서의 중심을 경계(P3)로 간주하여도 좋다.
거리(t1) 및 전자강판(210)의 두께(t0)는, t1≥t0의 식을 충족시킨다. 이에 의해, 전자강판(210)의 타발 처리가 용이해진다. 또한, t1≥t0의 관계를 충족시킴에 의해, 영구자석(220)으로부터의 자속의 흐름을 규제하기 위해 필요한 공극(즉, 슬릿(202)의 폭)을 얻을 수 있다.
도 4(b)에 도시되는 거리(t4)는, 제4의 단부(24) 중의 임의의 위치로부터 회전자 코어(20)(전자강판(210))의 외주면까지의 최단 거리(전자강판(210)의 폭)이다. 거리(t4) 및 전자강판(210)의 두께(t0)는, t4>t0의 식을 충족시킨다. 이에 의해, 전자강판(210)의 타발 처리가 용이해진다. 또한, 상술한 t2>t1의 식을 충족시킴에 의해, 제4의 단부(24)로부터 회전자 코어(20)(전자강판(210))의 외주면까지의 충분한 전자강판(210)의 폭(즉, 거리(t4))을 얻을 수 있다.
일반적으로, 프레스 가공에 의해 전자강판을 형성함에 의해, 감자 특성이 악화한다. 구체적으로는, 프레스 가공에 의해 형성된 전자강판의 두께에 응하여, 전자강판의 단부로부터 감자 특성이 악화한다. 즉, 슬릿의 내벽 및 전자강판의 외주면의 각각으로부터, 전자강판의 두께에 응한 폭의 감자 특성의 악화가 생긴다. 따라서 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))은, t4≥2×t0의 식을 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 감자 특성의 악화를 저감하고, 유기 전압의 고조파를 저감할 수 있다.
일반적으로, 슬릿과 영구자석 사이의 영역이 자기 포화하면, 투자율이 저하되고, 영구자석의 퍼미언스가 저하된다. 이에 의해, 감자 특성이 악화한다. 일반적으로, 전자강판에서의 포화 자속밀도(B2)가 1.6[T]로부터 1.8[T]의 범위를 초과하는 부근부터 급격하게 투자율이 저하된다.
영구자석(220)의 잔류 자속밀도를 B1[T : 테슬라]로 하고, 자극 중심선(A2)과 직교하는 방향에서의 경계(P1)와 경계(P2) 사이의 거리를 t3으로 하였을 때, 슬릿(202)과 영구자석(220) 사이에 흐르는 자속량은, B1×t3에 의해 표시된다.
전자강판(210)의 포화 자속밀도를 B2[T : 테슬라]로 하였을 때, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이,
B2≥B1×t3/L2 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))은,
B2≥B1×t3/L3 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다.
특히, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, 1.6≥B1×t3/L2의 식을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 효과적으로 억제할 수 있다.
마찬가지로, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, 1.6≥B1×t3/L3의 식을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 효과적으로 억제할 수 있다.
일반적으로, 전자강판의 타발 일그러짐을 고려하면, 전자강판의 두께와 같은 폭에서 전자강판의 투자율이 저하된다. 그 때문에, 본 실시의 형태에서, 전자강판(210)의 두께(t0)의 폭만큼 투자율이 저하된다고 생각하면, 거리(L2)로 나타나는 범위에서 투자율이 높은 부분(범위)은, L2-2×t0로 표시되고, 거리(L3)로 나타나는 범위에서 투자율이 높은 부분(범위)은, L3-2×t0로 표시된다.
따라서 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))은,
B2≥B1×t3/(L2-2×t0) 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 감자 특성의 악화를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이,
B2≥B1×t3/(L3-2×t0) 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 감자 특성의 악화를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서, 1.6≥B1×t3/(L2-2×t0)의 식을 충족시키는 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, 본 실시의 형태에서 가장 바람직한 거리(L2)에 관한 형태이다.
마찬가지로, 1.6≥B1×t3/(L3-2×t0)의 식을 충족시키는 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, 본 실시의 형태에서 가장 바람직한 거리(L3)에 관한 형태이다.
변형례 1.
도 5는, 변형례 1에 관한 전동기의 회전자 코어(20a)의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 5에서 점선으로 도시되는 영역(C3)은, 도 3(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)에 대응한다.
회전자 코어(20a)는, 실시의 형태 1에서의 회전자(2)의 회전자 코어(20)에 대해, 전자강판(210a)(구체적으로는, 자석 삽입구멍(211))의 구조가 다르고, 또한, 하나의 자석 삽입구멍(211)에 복수의 영구자석(220)이 삽입되어 있는 점이 다르다. 그 밖의 점은, 회전자 코어(20)와 같다. 회전자 코어(20a)는, 회전자 코어(20) 대신에 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 회전자(2)에 적용 가능하다.
전자강판(210a)은, 자석 삽입구멍(211) 내에 삽입된 영구자석(220)의 위치를 결정하는 위치 결정부(204)(제1의 위치 결정부) 및 위치 결정부(205)(제2의 위치 결정부)를 갖는다. 위치 결정부(204) 및 위치 결정부(205)는, 예를 들면, 돌기이다. 도 5에 도시되는 예에서는, 하나의 자석 삽입구멍(211)에 대해 2개의 위치 결정부(204)와 하나의 위치 결정부(205)가, 전자강판(210a)에 형성되어 있다.
도 5에 도시되는 예에서는, 하나의 자석 삽입구멍(211) 내에 2개의 영구자석(220)(제1 및 제2의 영구자석)이 삽입되어 있다. 2개의 영구자석(220)의 양측에 형성된 위치 결정부(204)와, 2개의 영구자석(220)의 사이에 형성된 위치 결정부(205)에 의해, 2개의 영구자석(220)이 고정되어 있다. 이에 의해, 2개의 영구자석(220)이 충돌하는 것을 막을 수 있다.
일반적으로, 위치 결정부(돌기)에는, 고정자로부터의 자속이 통과하기 쉽기 때문에, 감자 특성을 악화시키는 일이 있다. 따라서 1자극(하나의 자석 삽입구멍)에 관해 2개 이상의 영구자석을 사용한 때, 영구자석의 두께(예를 들면, 지름 방향의 두께)를 크게 함에 의해, 또는 높은 자력을 갖는 영구자석을 사용함에 의해, 감자 특성의 악화를 개선할 수 있다. 그렇지만, 이 경우, 영구자석의 비용이 증가한다.
그래서, 변형례 1에서는, 1자극에 관해 2개의 영구자석(220)을 사용한 경우에도, 실시의 형태 1에서 설명한 상기 식(1)을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 개선하고, 고효율의 회전자(2)(회전자 코어(20a))를 얻을 수 있다.
변형례 2.
도 6은, 변형례 2에 관한 전동기의 회전자 코어(20b)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 7은, 회전자 코어(20b)의 복수의 전자강판 중의 하나의 전자강판(210b)의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 7에서 점선으로 도시되는 영역(C4)은, 도 3(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)에 대응한다.
도 8은, 회전자 코어(20b)의 복수의 전자강판 중의 하나의 전자강판(210c)의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 8에서 점선으로 도시되는 영역(C5)은, 도 3(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)에 대응한다.
회전자 코어(20b)는, 실시의 형태 1에서의 회전자(2)의 회전자 코어(20)에 대해, 전자강판(210b)(구체적으로는, 자석 삽입구멍(212a)) 및 전자강판(210c)(구체적으로는, 자석 삽입구멍(212b))의 구조가 다르고, 또한, 하나의 자석 삽입구멍(212)에 복수의 영구자석(220)이 삽입되어 있는 점이 다르다. 그 밖의 점은, 회전자 코어(20)와 같다. 회전자 코어(20b)는, 회전자 코어(20) 대신에 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 회전자(2)에 적용 가능하다.
도 7에 도시되는 전자강판(210b)은, 위치 결정부(205)를 갖고 있지 않는 점에서 변형례 1에서의 전자강판(210a)과 다르고, 그 밖의 점은, 변형례 1과 같다. 도 8에 도시되는 전자강판(210c)은, 위치 결정부(204 및 205)를 갖지 않는 점에서 변형례 1에서의 전자강판(210a)과 다르고, 그 밖의 점은, 변형례 1과 같다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 회전자 코어(20b)는, 전자강판(210b) 및 전자강판(210b)과는 다른 전자강판(210c)이 적층됨에 의해 형성되어 있다. 전자강판(210b 및 210c)의 조합(적층수 및 적층순)은 한정되지 않는다. 도 6에 도시되는 예에서는, 복수의 전자강판(210b)에 의해 회전자 코어(20b)의 상부층 및 하부층이 형성되어 있고, 복수의 전자강판(210c)에 의해 회전자 코어(20b)의 중간층이 형성되어 있다. 하나의 자석 삽입구멍(212)에 삽입된 영구자석(220)의 수는 하나라도 좋다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1) 및 회전자(2)(각 변형례를 포함한다)의 효과를 이하에 설명한다.
도 9는, 고정자의 코일에 흐르는 전류와, 영구자석으로부터의 자속량의 비율[%]과의 관계를 도시하는 도면이다. 도 9에서는, 종래의 전동기에서의 자속량의 비율과 전류와의 관계가 m0로 나타나 있고, 종래의 전동기와 비교한 경우의, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에서의 자속량의 비율과 전류와의 관계가 m1로 나타나 있다. 종래의 전동기(도 9에서의 m0)의 전자강판에 형성된 슬릿은, L1>L2 또한 L2>L3을 충족시키도록 형성되어 있다. 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(도 9에서의 m1)의 전자강판(210)에 형성된 슬릿(202)은, L1>L2 또한 L3≥L2의 식을 충족시키도록 형성되어 있다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 어느 전동기도, 전류가 커짐에 따라, 영구자석의 감자가 발생하고, 자속량이 저감한다. 단, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(도 9에서의 m1)는, 종래의 전동기(도 9에서의 m0)에 비하여 영구자석(220)으로부터의 자속량이 높게 유지되고, 영구자석(220)의 감자 특성이 개선되어 있다. 즉, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 회전자(2)(각 변형례를 포함한다)는, 상기 식(1)을 충족시키기 때문에, 종래의 전자강판을 구비한 회전자에 비하여 영구자석(220)의 감자 특성을 개선할 수 있다.
즉, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 회전자(2)(각 변형례를 포함한다)는, 상기 식(1)을 충족시키기 때문에, 슬릿(202)을 획정하는 복수의 단부 중의 영구자석(220)측의 단부인 제1의 단부(21) 및 제2의 단부(22)와 영구자석(220) 사이의 거리를 크게할 수 있다. 따라서 슬릿(202)과 영구자석(220) 사이의 거리가 커지고, 영구자석(220)의 퍼미언스가 개선되어, 감자를 개선할 수 있다.
도 10(a)는, 비교례로서의 전동기의 전자강판(300)의 일부의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 10(b)는, 도 10(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C7)을 도시하는 확대도이다. 도 10(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C6)은, 도 3(a)에서 점선으로 도시되는 영역(C1)에 대응한다.
도 10(b)에 도시되는 경계(P4)는, 도 4(a)에 도시되는 경계(P1)에 대응하고, 경계(P5)는, 도 4(a)에 도시되는 경계(P2)에 대응한다. 도 10(b)에 도시되는 단부(41)는, 도 4(a)에 도시되는 제1의 단부(21)에 대응하고, 단부(42)는, 도 4(a)에 도시되는 제2의 단부(22)에 대응한다.
도 10(b)에 도시되는 바와 같이, 예를 들면, 4개의 단부(41, 42, 43, 및 44)에 의해, L1>L2 또한 L3≥L2의 식을 충족시키도록, 둘레 방향으로 연재되는 슬릿(301)의 위치 및 형상을 설정하는 경우, 슬릿(301)의 내측의 구석(예를 들면, 단부(42 및 43)에 의해 형성된 구석)이 예각으로 형성된다. 이 경우, 슬릿(301)의 폭이 작아지고, 영구자석(220)으로부터의 자속의 방향을 규제하기 어려워진다. 또한, 슬릿 내측의 구석이 예각인 때, 전자강판의 타발 처리용의 금형이 파손되기 쉽다.
본 실시의 형태에서는, 적어도 5개의 단부(예를 들면, 제1의 단부(21)로부터 제5의 단부(25))에 의해, L1>L2 또한 L3≥L2의 식을 충족시키도록, 둘레 방향으로 연재된 슬릿(202)의 위치 및 형성이 설정되어 있기 때문에, 감자 특성을 개선함과 함께, 전자강판(210)의 타발 처리용의 금형의 파손을 막는 것이 가능한 전자강판(210)을 얻을 수 있다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이, L1>L3의 식을 충족시킴에 의해, 슬릿(202)을 둘레 방향으로 연재되도록 형성할 수 있고, 회전자(2)의 회전시의 소음을 저감할 수 있다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이, t2>t1의 식을 충족시킴에 의해, 제4의 단부(24)로부터 회전자 코어(20)(전자강판(210))의 외주면까지의 충분한 전자강판(210)의 폭(즉, 거리(t4))을 얻을 수 있고, 전자강판(210)의 타발 처리가 용이해진다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이, t1≥t0의 식을 충족시킴에 의해, 전자강판(210)의 타발 처리가 용이해진다. 또한, t1≥t0의 관계를 충족시킴에 의해, 영구자석(220)으로부터의 자속의 흐름을 규제하기 위해 필요한 공극(즉, 슬릿(202)의 폭)을 얻을 수 있다.
회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이,
B2≥B1×t3/L2 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))이,
B2≥B1×t3/(L2-2×t0) 또한 1.6≤B2[T]≤1.8
의 식을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 효과적으로 억제할 수 있다.
일반적으로, 회전자가 회전하고 있는 사이에, 고정자의 티스부 중심과 회전자의 자극 중심선이 일치하고, 또한, 슬릿의 지름 방향측에 고정자의 슬롯 오프닝(티스부 사이의 영역)이 위치할 때, 유기 전압의 고조파가 증가한다. 예를 들면, 지름 방향에서의 영구자석보다도 외측에, 둘레 방향으로 연재되는 슬릿이 형성되어 있을 때, 유기 전압의 고조파가 증가하기 쉽다. 특히, 슬릿으로부터 회전자의 외주면까지의 거리가 짧은 때, 전자강판의 투자율이 저하되고, 회전자 표면을 통과하는 자속이 흐트러지고, 유기 전압의 고조파가 증가한다. 그래서, 본 실시의 형태에서는, 회전자(2)(구체적으로는, 전자강판(210))가, t4≥2×t0의 식을 충족시킴에 의해, 슬릿(202)으로부터 회전자(2)의 외주면까지의 거리를 길게 할 수 있고, 유기 전압의 고조파를 저감할 수 있다.
변형례 1에 의하면, 1자극에 관해 2개의 영구자석(220)을 사용한 경우에도, 실시의 형태 1에서 설명한 상기 식(1)을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 개선하고, 고효율의 회전자(2)(회전자 코어(20a))를 얻을 수 있다.
변형례 2에 의하면, 위치 결정부(204)를 갖는 전자강판(210b)과, 위치 결정부(204)를 갖지 않는 전자강판(210c)을 조합시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 개선할 수 있고, 회전자 코어(20b)의 비용을 억제할 수 있다. 또한, 실시의 형태 1에서 설명한 상기 식(1)을 충족시킴에 의해, 감자 특성의 악화를 개선하고, 고효율의 회전자(2)(회전자 코어(20b))를 얻을 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이, 전동기(1)는, 회전자(2)를 갖기 때문에, 유기 전압의 고조파 및 토오크 리플을 저감하면서, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다. 또한, 회전자(2) 및 전동기(1)의 제조 비용을 억제할 수 있다.
실시의 형태 2.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 관해 설명한다.
도 11은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)(예를 들면, 냉동 공조 장치)는, 송풍기(제1의 송풍기)로서의 실내기(11)와, 냉매 배관(12)과, 냉매 배관(12)에 의해 실내기(11)와 접속된 송풍기(제2의 송풍기)로서의 실외기(13)를 구비한다.
실내기(11)는, 전동기(11a)(예를 들면, 실시의 형태 1의 전동기(1))와, 전동기(11a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍하는 송풍부(11b)를 갖는다. 송풍부(11b)는, 예를 들면, 전동기(11a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다.
실외기(13)는, 전동기(13a)(예를 들면, 실시의 형태 1의 전동기(1))와, 송풍부(13b)와, 압축기(13c)와, 열교환기(도시 생략)를 갖는다. 송풍부(13b)는, 전동기(13a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍한다. 송풍부(13b)는, 예를 들면, 전동기(13a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다. 압축기(13c)는, 전동기(13d)(예를 들면, 실시의 형태 1의 전동기(1))와, 전동기(13d)에 의해 구동되는 압축 기구(13e)(예를 들면, 냉매 회로)와, 전동기(13d) 및 압축 기구(13e)를 덮는 하우징(13f)을 갖는다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에서, 실내기(11) 및 실외기(13)의 적어도 하나는, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(각 변형례를 포함한다)를 갖는다. 구체적으로는, 송풍부의 구동원으로서, 전동기(11a 및 13a)의 적어도 하나에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)가 적용된다. 또한, 압축기(13c)의 전동기(13d)로서, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(각 변형례를 포함한다)를 사용하여도 좋다.
공기 조화기(10)는, 예를 들면, 실내기(11)로부터 찬 공기를 송풍하는 냉방 운전, 또는 따뜻한 공기를 송풍하는 난방 운전 등의 운전을 행할 수가 있다. 실내기(11)에서, 전동기(11a)는, 송풍부(11b)를 구동하기 위한 구동원이다. 송풍부(11b)는, 조정된 공기를 송풍할 수 있다.
실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(각 변형례를 포함한다)는, 공기 조화기(10) 이외에, 환기 팬, 가전 기기, 또는 공작기 등, 구동원을 갖는 기기에 탑재할 수 있다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 의하면, 전동기(11a 및 13a)의 적어도 하나에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(각 변형례를 포함한다)가 적용되기 때문에, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 실시의 형태 2에 의하면, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(각 변형례를 포함한다)를 사용함에 의해, 운전 효율이 좋은, 송풍기(실내기(11) 및 실외기(13)), 압축기(13c), 및 공기 조화기(10)를 얻을 수 있다.
일반적으로, 압축기의 전동기는, 100℃ 이상의 온도 환경하에서 사용되는 일이 많기 때문, 감자 특성을 악화시키지 않도록 할 필요가 있다. 그래서, 전동기(13d)로서, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)를 사용함에 의해, 압축기(13c)의 비용을 억제하고, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다.
일반적으로, 송풍기에 이물이 혼입되거나, 송풍기가 역풍을 받거나 하면, 전동기의 급격한 토오크의 변화 또는 전동기의 로크 상태가 발생한다. 이에 의해, 전동기에의 전류가 급격하게 상승하기 때문에, 감자 특성을 악화시키지 않도록 할 필요가 있다. 그래서, 송풍기(예를 들면, 송풍부(11b 또는 13b))의 전동기(예를 들면, 전동기(11a 또는 13a))로서, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)를 사용함에 의해, 송풍기의 비용을 억제하고, 감자 특성의 악화를 억제할 수 있다.
이상에 설명한 각 실시의 형태에서의 특징 및 각 변형례에서의 특징은, 서로 적절히 조합시킬 수 있다.
1, 11a, 13a, 13d : 전동기
2 : 회전자
3 : 고정자
4 : 회로 기판
5 : 자기 센서
6 : 브래킷
7a, 7b : 베어링
10 : 공기 조화기
11 : 실내기(제1의 송풍기)
11b, 13b : 송풍부
12 : 냉매 배관
13 : 실외기(제2의 송풍기)
13c : 압축기
13e : 압축 기구
13f : 하우징
20, 20a, 20b : 회전자 코어
21 : 제1의 단부
22 : 제2의 단부
23 : 제3의 단부
24 : 제4의 단부
25 : 제5의 단부
26 : 샤프트
31 : 고정자 코어
31a : 티스부
32 : 코일
33 : 인슐레이터
201, 211, 212a, 212b : 자석 삽입구멍
202 : 슬릿
203 : 축구멍
204, 205 : 위치 결정부
210, 210a, 210b, 210c : 전자강판
220 : 영구자석

Claims (15)

  1. 자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 구비하고,
    상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며,
    상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에,
    L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2
    의 식을 충족시키고,
    상기 제3의 단부와 상기 제4의 단부와의 사이에 형성되는 구석이 90°보다도 큰 것을 특징으로 하는 회전자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 단부는, 상기 제5의 단부에 인접하여 있고, 상기 거리(L1)는, 상기 제1의 단부 중의 상기 제5의 단부에 가장 가까운 위치부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리인 것을 특징으로 하는 회전자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제4의 단부는, 상기 둘레 방향으로 연재하고 있는 것을 특징으로 하는 회전자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2의 단부로부터 상기 제4의 단부까지의 최단 거리를 t1로 하고, 상기 제1의 단부로부터 상기 제4의 단부까지의 최단 거리를 t2로 하였을 때에,
    t2>t1
    의 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 회전자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자강판의 두께를 t0으로 하였을 때에,
    t1≥t0
    의 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 회전자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자강판의 두께를 t0으로 하고, 상기 제1의 경계로부터 상기 제2의 경계까지의 거리를 t3으로 하고, 상기 제1의 영구자석의 잔류 자속밀도를 B1로 하고, 상기 전자강판의 포화 자속밀도를 B2로 하였을 때에,
    B2≥B1×t3/(L2-2×t0)
    의 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 회전자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1의 영구자석의 잔류 자속밀도를 B1로 하고, 상기 전자강판의 포화 자속밀도를 B2로 하고, 상기 제1의 경계로부터 상기 제2의 경계까지의 거리를 t3으로 하였을 때에,
    B2≥B1×t3/L2
    의 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 회전자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전자강판의 상기 포화 자속밀도는, 1.6T 이상 1.8T 이하인 것을 특징으로 하는 회전자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제2의 영구자석을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자강판은, 상기 제1의 영구자석의 위치를 결정하는 위치 결정부를 갖는 것을 특징으로 하는 회전자.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1의 영구자석은, 네오디뮴, 붕소, 및 디스프로슘의 적어도 하나를 포함하는 희토류 자석이고, 상기 디스프로슘의 함유량이 4중량% 이하인 것을 특징으로 하는 회전자.
  12. 고정자와,
    회전자를 구비하고,
    상기 회전자는,
    자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 가지며,
    상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며,
    상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에,
    L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2
    의 식을 충족시키고,
    상기 제3의 단부와 상기 제4의 단부와의 사이에 형성되는 구석이 90°보다도 큰 것을 특징으로 하는 전동기.
  13. 전동기와,
    상기 전동기에 의해 구동된 압축 기구와,
    상기 전동기 및 상기 압축 기구를 덮는 하우징을 구비하고,
    상기 전동기는,
    고정자와,
    회전자를 가지며,
    상기 회전자는,
    자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 가지며,
    상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며,
    상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에,
    L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2
    의 식을 충족시키고,
    상기 제3의 단부와 상기 제4의 단부와의 사이에 형성되는 구석이 90°보다도 큰 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 전동기와,
    상기 전동기에 의해 구동되는 송풍부를 구비하고,
    상기 전동기는,
    고정자와,
    회전자를 가지며,
    상기 회전자는,
    자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 가지며,
    상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며,
    상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에,
    L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2
    의 식을 충족시키고,
    상기 제3의 단부와 상기 제4의 단부와의 사이에 형성되는 구석이 90°보다도 큰 것을 특징으로 하는 송풍기.
  15. 실내기와,
    상기 실내기에 접속된 실외기를 구비하고,
    상기 실내기 및 상기 실외기의 적어도 하나는 전동기를 가지며,
    상기 전동기는,
    고정자와,
    회전자를 가지며,
    상기 회전자는,
    자석 삽입구멍과, 지름 방향에서의 상기 자석 삽입구멍보다도 외측에 형성된 슬릿을 갖는 전자강판과,
    상기 자석 삽입구멍에 삽입된 제1의 영구자석을 가지며,
    상기 전자강판은, 상기 슬릿을 획정하는, 둘레 방향으로 연재하는 제1의 단부와, 상기 제1의 단부에 인접하는 제2의 단부와, 상기 제2의 단부에 인접하는 제3의 단부와, 상기 제3의 단부에 인접하는 제4의 단부와, 상기 제4의 단부에 인접하는 제5의 단부를 가지며,
    상기 제1의 단부로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L1로 하고, 상기 제1의 단부와 상기 제2의 단부 사이의 제1의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L2로 하고, 상기 제2의 단부와 상기 제3의 단부 사이의 제2의 경계로부터 상기 자석 삽입구멍까지의 거리를 L3으로 하였을 때에,
    L1>L2, L1>L3 또한 L3≥L2
    의 식을 충족시키고,
    상기 제3의 단부와 상기 제4의 단부와의 사이에 형성되는 구석이 90°보다도 큰 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
KR1020187031052A 2016-05-31 2016-05-31 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기 KR102090829B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/065959 WO2017208317A1 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 回転子、電動機、圧縮機、送風機、及び空気調和機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180127453A KR20180127453A (ko) 2018-11-28
KR102090829B1 true KR102090829B1 (ko) 2020-03-18

Family

ID=60478141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187031052A KR102090829B1 (ko) 2016-05-31 2016-05-31 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10615652B2 (ko)
JP (1) JP6710276B2 (ko)
KR (1) KR102090829B1 (ko)
CN (1) CN109155551B (ko)
DE (1) DE112016006917T5 (ko)
GB (1) GB2565450B (ko)
WO (1) WO2017208317A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475971B (zh) * 2016-01-27 2020-08-11 三菱电机株式会社 磁化方法、转子、电动机以及涡旋压缩机
US11056939B2 (en) 2018-07-05 2021-07-06 Aisin Aw Co., Ltd. Rotor with stress relaxation magnetic flux suppression holes with flux paths width less than length of the hole
JP7204018B2 (ja) * 2020-02-12 2023-01-13 三菱電機株式会社 ロータ、電動機、送風機および空気調和装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011199946A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Toyota Industries Corp 回転電機の永久磁石埋設型回転子及び回転電機

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4139790A (en) * 1977-08-31 1979-02-13 Reliance Electric Company Direct axis aiding permanent magnets for a laminated synchronous motor rotor
JP4198545B2 (ja) 2003-07-02 2008-12-17 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機及びそれを用いた電動圧縮機
KR100621181B1 (ko) * 2004-11-25 2006-09-13 삼성전자주식회사 브러시리스 직류모터
CN100576701C (zh) * 2004-11-30 2009-12-30 株式会社日立制作所 永磁式旋转电机
JP4668721B2 (ja) 2004-11-30 2011-04-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 永久磁石式回転電機
JP2007306685A (ja) 2006-05-10 2007-11-22 Daikin Ind Ltd 回転電機並びに送風機及び冷媒圧縮機
JP4755117B2 (ja) 2007-01-29 2011-08-24 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型モータの回転子及び送風機及び圧縮機
JP5121939B2 (ja) * 2008-11-19 2013-01-16 三菱電機株式会社 電動機の回転子及び電動機及び送風機及び圧縮機
JP5436525B2 (ja) * 2011-12-05 2014-03-05 三菱電機株式会社 電動機
US9705388B2 (en) * 2011-12-19 2017-07-11 Baldor Electric Company Rotor for a line start permanent magnet machine
CN104081630A (zh) 2012-01-30 2014-10-01 三菱电机株式会社 永久磁铁嵌入式电动机的转子、具有该转子的电动机、具有该电动机的压缩机、以及具有该压缩机的空调机
EP3136561B1 (en) 2014-04-22 2022-06-22 Mitsubishi Electric Corporation Embedded permanent magnet-type electric motor, compressor, and refrigeration/air-conditioning device
WO2015166532A1 (ja) * 2014-04-28 2015-11-05 三菱電機株式会社 ロータ、永久磁石埋込型電動機および圧縮機
CN204156698U (zh) * 2014-10-13 2015-02-11 广东美芝制冷设备有限公司 永磁同步电机及具有其的压缩机
JP2015092817A (ja) 2014-12-03 2015-05-14 三菱電機株式会社 圧縮機
CN205141856U (zh) * 2015-11-18 2016-04-06 广东美芝制冷设备有限公司 转子组件和具有其的电机
CN205231875U (zh) * 2015-12-04 2016-05-11 新安乃达驱动技术(上海)有限公司 伺服电机的转子结构及伺服电机

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011199946A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Toyota Industries Corp 回転電機の永久磁石埋設型回転子及び回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
CN109155551A (zh) 2019-01-04
US20190081523A1 (en) 2019-03-14
KR20180127453A (ko) 2018-11-28
DE112016006917T5 (de) 2019-02-14
GB2565450A (en) 2019-02-13
GB2565450B (en) 2022-04-06
US10615652B2 (en) 2020-04-07
CN109155551B (zh) 2020-07-14
JP6710276B2 (ja) 2020-06-17
WO2017208317A1 (ja) 2017-12-07
GB201815761D0 (en) 2018-11-14
JPWO2017208317A1 (ja) 2018-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102359392B1 (ko) 컨시퀀트폴형 로터, 전동기, 압축기, 송풍기 및 공기 조화기
US11394260B2 (en) Rotor, motor, fan, and air conditioning apparatus
US10931155B2 (en) Rotor, electric motor, compressor, air conditioner, and method for manufacturing electric motor
US20150162805A1 (en) Rotor of rotating electrical machine and rotating electrical machine
KR102090829B1 (ko) 회전자, 전동기, 압축기, 송풍기, 및 공기 조화기
US10978923B2 (en) Electric motor, compressor, air blower, and air conditioner
JP6964796B2 (ja) 回転子、コンシクエントポール型回転子、電動機、送風機、冷凍空調装置、回転子の製造方法、及びコンシクエントポール型回転子の製造方法
JPWO2018016026A1 (ja) モータ及び空気調和機
JP7486629B2 (ja) 回転子、電動機、送風機、空気調和装置、及び回転子の製造方法
JPWO2018011850A1 (ja) ロータ、電動機、送風機、圧縮機および空気調和装置
US12100997B2 (en) Motor, fan, and air conditioner
JP6899919B2 (ja) 電動機、圧縮機、空気調和機、及び電動機の製造方法
JP7098047B2 (ja) モータ、ファン、および空気調和機
JPWO2020026403A1 (ja) ロータ、モータ、ファン、空気調和装置、及びロータの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant