WO2020003414A1 - 電動機、送風機および空気調和装置 - Google Patents

電動機、送風機および空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020003414A1
WO2020003414A1 PCT/JP2018/024407 JP2018024407W WO2020003414A1 WO 2020003414 A1 WO2020003414 A1 WO 2020003414A1 JP 2018024407 W JP2018024407 W JP 2018024407W WO 2020003414 A1 WO2020003414 A1 WO 2020003414A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
permanent magnet
stator
electric motor
magnet
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/024407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴也 下川
洋樹 麻生
諒伍 ▲高▼橋
一真 野本
Original Assignee
三菱電機株式会社
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=68986711&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2020003414(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority to EP24162208.3A priority Critical patent/EP4358369A2/en
Priority to CN201880094688.0A priority patent/CN112335156B/zh
Priority to JP2020526785A priority patent/JP7038819B2/ja
Priority to PCT/JP2018/024407 priority patent/WO2020003414A1/ja
Priority to KR1020207036435A priority patent/KR102579646B1/ko
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to EP18924086.4A priority patent/EP3817194A4/en
Priority to KR1020237024737A priority patent/KR20230114323A/ko
Priority to CN202311524434.7A priority patent/CN117559686A/zh
Priority to US17/059,511 priority patent/US11949290B2/en
Publication of WO2020003414A1 publication Critical patent/WO2020003414A1/ja
Priority to US18/422,285 priority patent/US20240171023A1/en

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]
    • 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
    • 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
    • H02K1/2746—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 arranged with the same polarity, e.g. consequent pole type
    • 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
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/27—Devices for sensing current, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • 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
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor, a blower, and an air conditioner.
  • the thickness of the permanent magnet increases, demagnetization is less likely to occur. However, since the amount of the permanent magnet material used increases, the manufacturing cost increases. On the other hand, if the thickness of the permanent magnet is made too thin, the amount of the permanent magnet material used decreases, but the cost per unit weight of the permanent magnet increases due to the increase in processing cost, and as a result, the manufacturing cost increases. .
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to suppress the demagnetization of a permanent magnet while reducing the manufacturing cost.
  • An electric motor is a rotor having a rotor core having a magnet insertion hole, a permanent magnet disposed in the magnet insertion hole, rotatable about a rotation axis, and a stator provided to surround the rotor. And a stator having a stator core having teeth facing the rotor and a coil wound around the teeth.
  • the permanent magnet has a thickness of 2.1 mm or more in a direction facing the stator, and is magnetized in the thickness direction.
  • the electric motor of the present invention also has a rotor core having a magnet insertion hole, a permanent magnet disposed in the magnet insertion hole, a rotor rotatable around a rotation axis, and a stator provided to surround the rotor. And a stator having a stator core having teeth facing the rotor, and a stator having coils wound around the teeth.
  • the permanent magnet has a thickness of 3 mm or more in a direction facing the stator, and is magnetized in the thickness direction. The thickness of the permanent magnet is 3 mm or more.
  • the demagnetization of the permanent magnet can be suppressed while the manufacturing cost is reduced by suppressing the price per unit weight of the permanent magnet.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the electric motor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the rotor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the electric motor according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic diagram showing a portion including a gap between the rotors of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the rotor according to the first embodiment;
  • 4 is a graph showing a relationship between a thickness of a permanent magnet and a price per unit weight.
  • 4 is a graph showing a relationship between Ip ⁇ Nt / AG and a lower limit of a coercive force of a permanent magnet.
  • FIG. 4 is a graph showing a relationship between Ip ⁇ Nt / AG and a lower limit of a coercive force of a permanent magnet. It is a schematic diagram for explaining the flow of the magnetized magnetic flux in the rotor.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system of the electric motor according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a rotor according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a part of a rotor according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining an end face position of a permanent magnet of the rotor according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a vertical sectional view showing the electric motor according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a relationship between a demagnetizing current and a demagnetization rate in the electric motor according to the second embodiment. It is a front view (A) showing the air conditioner to which the electric motor of each embodiment is applied, and a sectional view (B) showing the outdoor unit.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a refrigerant circuit of the air-conditioning apparatus illustrated in FIG.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the electric motor 1 according to the first embodiment.
  • the electric motor 1 is an inner rotor type electric motor including a rotatable rotor 2 and an annular stator 5 provided so as to surround the rotor 2.
  • the electric motor 1 is also a permanent magnet embedded motor in which the permanent magnet 25 is embedded in the rotor 2.
  • An air gap (gap) 10 of, for example, 0.4 mm is provided between the rotor 2 and the stator 5.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a plane orthogonal to the rotation axis C1 of the rotor 2.
  • the stator 5 has a stator core 50 and a coil 55 wound around the stator core 50.
  • the stator core 50 is formed by laminating a plurality of magnetic laminated elements having a thickness of, for example, 0.2 mm to 0.5 mm in the axial direction and fixing them by caulking or the like.
  • the laminated element is an electromagnetic steel sheet mainly containing iron (Fe).
  • the stator core 50 has an annular yoke 52 centered on the rotation axis C1, and a plurality of teeth 51 extending radially inward from the yoke 52 (that is, toward the rotation axis C1).
  • the teeth 51 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the number of the teeth 51 is 12, here, but is not limited to 12.
  • a slot 53 that is a space for accommodating the coil 55 is formed between the adjacent teeth 51.
  • a radially inner end portion of the tooth 51 is wider in a circumferential direction than other portions of the tooth 51.
  • the tips of the teeth 51 face the outer periphery of the rotor 2 via the air gap 10 described above.
  • the outer periphery 50a of the stator core 50 that is, the outer periphery of the yoke 52
  • the inner periphery 50b that is, the tip of the teeth 51
  • the caulking portions for integrally fixing the respective laminated elements of the stator core 50 are formed on the yoke 52 and the teeth 51 of the stator core 50 as indicated by reference numerals 56 and 57.
  • the caulking portion may be formed at another position as long as the laminated element can be integrally fixed.
  • An insulator 54 as an insulating part is attached to the stator core 50.
  • the insulator 54 is interposed between the stator core 50 and the coil 55, and insulates the stator core 50 from the coil 55.
  • the insulator 54 is formed by molding a resin integrally with the stator core 50 or by assembling a resin molded body molded as a separate component to the stator core 50.
  • the insulator 54 is made of, for example, an insulating resin such as polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PBS), liquid crystal polymer (LCP), or polyethylene terephthalate (PET).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • the insulator 54 can also be formed of an insulating resin film having a thickness of 0.035 to 0.4 mm.
  • the coil 55 is wound around the teeth 51 via the insulator 54.
  • the coil 55 is made of a material mainly containing copper or aluminum.
  • the coil 55 is wound around each tooth 51 (concentrated winding).
  • the slot 53 may be filled with a resin (for example, the same resin as the insulator 54) so as to surround the coil 55.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the rotor 2.
  • the rotor 2 has a cylindrical rotor core 20 centered on the rotation axis C1.
  • the rotor core 20 is formed by laminating a plurality of laminated elements having a thickness of 0.2 to 0.5 mm and having magnetism in the axial direction, and fixing them by caulking or the like.
  • the laminated element is an electromagnetic steel sheet mainly containing iron.
  • the rotor core 20 may be formed of a resin core obtained by combining a soft magnetic material and a resin.
  • the diameter of the rotor 2 is 50 mm here.
  • the rotor core 20 has a center hole 23 at the center in the radial direction.
  • the center hole 23 is a shaft insertion hole that penetrates the rotor core 20 in the axial direction and has a circular cross section.
  • the rotating shaft 11 is fixed inside the center hole 23, and is rotatably supported by bearings 12, 13 (FIG. 14).
  • the rotation axis C ⁇ b> 1 is a central axis of the rotation shaft 11.
  • the rotating shaft 11 is made of, for example, a metal such as iron (Fe), nickel (Ni), or chromium (Cr).
  • a plurality of magnet insertion holes 21 are formed along the outer peripheral surface of the rotor core 20.
  • the magnet insertion holes 21 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each magnet insertion hole 21 has a shape that is long in the circumferential direction, and penetrates the rotor core 20 in the axial direction.
  • the number of the magnet insertion holes 21 is ten here, but is not limited to ten.
  • the magnet insertion hole 21 extends linearly in a direction orthogonal to a straight line (also referred to as a magnetic pole center line) passing through a pole center M1 and a rotation axis C1 described later.
  • the magnet insertion hole 21 has an outer end 21a that is a radially outer end, an inner end 21b that is a radially inner end, and a side end 21c that is both ends in the circumferential direction.
  • a permanent magnet 25 is disposed in each magnet insertion hole 21.
  • the permanent magnet 25 is a plate-shaped member and has a thickness T1 in a direction facing the stator 5 (more specifically, in a radial direction of the rotor core 20).
  • the permanent magnet 25 is made of, for example, a rare earth magnet mainly containing neodymium (Nd) or Sm (samarium). It should be noted that a ferrite magnet containing iron as a main component may be used instead of the rare earth magnet.
  • the permanent magnet 25 is magnetized in the thickness direction (in other words, has anisotropy).
  • the permanent magnets 25 adjacent to each other in the circumferential direction are arranged with the magnetic poles opposite to each other facing the outer peripheral side of the rotor core 20.
  • a magnetic pole is formed by the permanent magnet 25 arranged in the magnet insertion hole 21. Therefore, the number of magnetic poles of the rotor 2 is ten. However, the number of magnetic poles of the rotor 2 is not limited to ten.
  • the circumferential center of the magnet insertion hole 21 is the pole center M1.
  • the space between adjacent magnet insertion holes 21 is a gap M2.
  • the permanent magnet 25 has an outer end 25a that is a radially outer end, an inner end 25b that is a radially inner end, and a side end 25c that is both ends in the circumferential direction.
  • the outer end 25a of the permanent magnet 25 faces the outer end 21a of the magnet insertion hole 21, and the inner end 25b of the permanent magnet 25 faces the inner end 21b of the magnet insertion hole 21.
  • the side end 25c of the permanent magnet 25 faces the side end 21c of the magnet insertion hole 21.
  • one permanent magnet 25 is arranged in one magnet insertion hole 21, but a plurality of permanent magnets 25 may be arranged in one magnet insertion hole 21 in the circumferential direction.
  • the magnet insertion hole 21 may be formed in a V-shape such that the center in the circumferential direction projects radially inward.
  • Flux barriers 22 are formed on both circumferential sides of the magnet insertion hole 21.
  • Each flux barrier 22 extends from the outer end 21a of the magnet insertion hole 21 radially outward to a first portion 22a (FIG. 4), and extends from the side end 21c of the magnet insertion hole 21 to the gap M2. And a second portion 22b (FIG. 4).
  • a core portion between the flux barrier 22 and the outer periphery of the rotor core 20 is a thin portion (also referred to as a bridge portion). It is desirable that the thickness of the thin portion is the same as the thickness of the laminated element forming the rotor core 20. Thereby, the leakage magnetic flux between the adjacent magnetic poles can be suppressed.
  • the flux barriers 22 are arranged on both sides in the circumferential direction of the magnet insertion holes 21, but may be arranged only on one side in the circumferential direction of the magnet insertion holes 21.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the electric motor 1 in an enlarged manner.
  • the rotor core 20 has a flower circle shape in which the outer diameter becomes maximum at the pole center M1 and becomes minimum at the pole gap M2.
  • the inner circumference 50b of the stator core 50 is annular. Therefore, the distance between the rotor 2 and the stator 5 (that is, the width of the air gap 10) has a minimum value G1 at the pole center M1 and a maximum value G2 at the pole gap M2.
  • This minimum value G1 of the distance between the rotor 2 and the stator 5 is referred to as the minimum distance AG between the rotor 2 and the stator 5.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing a portion including the gap M2 of the rotor 2.
  • the outer circumference of the rotor core 20 has an outer circumference 20a including the pole center M1 and an outer circumference 20b including the gap M2.
  • the outer peripheral portions 20a and 20b are both arc-shaped portions having a center of curvature on the rotation axis C1 side, but have different radii of curvature.
  • the boundary E between the outer peripheral portion 20a and the outer peripheral portion 20b is located radially outside the flux barrier 22 here.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the rotor 2 in an enlarged manner.
  • the outer periphery 20b including the pole gap M2 is farther from the inner periphery 50b (FIG. 3) of the stator 5 than the outer periphery 20a including the pole center M1. That is, the outer peripheral portion 20b faces the wider air gap 10 than the outer peripheral portion 20a.
  • a point A1 is taken as a first point on the outer peripheral portion 20b.
  • the side end 25c (that is, the end in the circumferential direction) of the permanent magnet 25 is disposed on a straight line L1 connecting the point A1 and the rotation axis C1. Since the outer peripheral portion 20b of the rotor core 20 is far from the stator 5, the side end 25c of the permanent magnet 25 is arranged on the straight line L1, so that the magnetic flux (also referred to as the stator magnetic flux) from the stator 5 becomes permanent. It becomes difficult to flow to the side end 25c of the magnet 25.
  • the side end portion 25c of the permanent magnet 25 is a portion where demagnetization easily occurs. However, by arranging the side end portion 25c of the permanent magnet 25 in this manner, demagnetization hardly occurs.
  • an outer corner 25e which is a radially outer corner of the side end 25c of the permanent magnet 25, is arranged on a straight line L1 connecting the point A1 and the rotation axis C1.
  • the outer corner 25e of the permanent magnet 25 is the portion where demagnetization is most likely to occur, but by arranging the outer corner 25e of the permanent magnet 25 in this manner, demagnetization is less likely to occur.
  • the outer corner 25e of the permanent magnet 25 is disposed inside the flux barrier 22, as shown in FIG. 4, and does not contact the rotor core 20. Therefore, the magnetic flux flowing in the rotor core 20 does not easily reach the outer corners 25e of the permanent magnet 25, and as a result, the demagnetization of the outer corners 25e of the permanent magnet 25 further hardly occurs.
  • the demagnetization characteristic of the permanent magnet 25 has a phase with the thickness T1 of the permanent magnet 25. In general, as the thickness T1 of the permanent magnet 25 is larger, the demagnetization is less likely to occur (in other words, the demagnetization proof strength is increased), and as the thickness T1 is smaller, the demagnetization is more likely to occur (in other words, the demagnetization proof strength is smaller). ).
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 is larger, the amount of material used is increased, so that the manufacturing cost is increased.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 is too small, the amount of material used will decrease, but the processing cost will exceed this and the manufacturing cost will increase.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the thickness T1 (mm) of the permanent magnet 25 and the price per unit weight of the permanent magnet 25 (yen / g).
  • FIG. 6 shows that when the thickness T1 of the permanent magnet 25 is smaller than 2.1 mm, the price per unit weight (yen / g) of the permanent magnet 25 sharply increases due to an increase in processing cost. Therefore, it is desirable to suppress the demagnetization of the permanent magnet 25 while keeping the thickness T1 of the permanent magnet 25 at 2.1 mm or more.
  • the magnetic flux reaching the rotor 2 from the stator 5 increases, and as the minimum distance AG between the rotor 2 and the stator 5 is larger, the magnetic flux reaches the rotor 2 from the stator 5. The generated magnetic flux decreases.
  • the product Ip ⁇ Nt of the overcurrent threshold value Ip (A), which is the maximum value of the current flowing through the coil 55, and the number of turns Nt of the coil 55 for one tooth 51 is calculated as the product of the rotor 2 and the stator 5. Attention is paid to the value (Ip ⁇ Nt / AG) divided by the minimum interval AG (mm). The unit of Ip ⁇ Nt / AG is A / mm.
  • the electric motor 1 is controlled by a driving device 101 (FIG. 10) described later so that the current flowing through the coil 55 does not exceed the overcurrent threshold (that is, the overcurrent protection level). This is the current threshold value Ip.
  • the overcurrent threshold is also called an overcurrent cutoff value.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between Ip ⁇ Nt / AG and the lower limit Hct (kA / m) of the coercive force of the permanent magnet 25.
  • the coercive force refers to the strength of the magnetic field at which the magnetic polarization of the permanent magnet 25 becomes zero in the magnetization curve (JH curve).
  • the permanent magnet 25 composed of a rare earth magnet has a property that the coercive force decreases with an increase in temperature.
  • the electric motor 1 is used as a blower of an air conditioner, the temperature of the permanent magnet 25 rises to 100 ° C. Therefore, the coercive force when the temperature of the permanent magnet 25 reaches 100 ° C. (that is, the highest temperature in the operating temperature range) is defined as the lower limit value Hct of the coercive force.
  • FIG. 7 shows data when the thickness T1 of the permanent magnet 25 is changed in five ways: 1.5 mm, 2.1 mm, 3 mm, 5 mm, and 6 mm.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 is 2.1 mm
  • the permanent No demagnetization of the magnet 25 occurs. Since the demagnetization is less likely to occur as the thickness T1 of the permanent magnet 25 is larger, the curve is positioned lower as the thickness T1 is larger.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 becomes 3 mm or more
  • the price (yen / g) per unit weight of the permanent magnet 25 becomes constant. Therefore, it is more desirable to suppress the demagnetization of the permanent magnet 25 while keeping the thickness T1 of the permanent magnet 25 at 3 mm or more.
  • the side end 25c of the permanent magnet 25 is disposed on a straight line L1 connecting the point A1 on the outer peripheral portion 20b of the rotor core 20 and the rotation axis C1.
  • the air gap 10 between the rotor 2 and the stator 5 is an air gap
  • the air gap 10 has a larger magnetic resistance than the rotor core 20 made of a magnetic material. Therefore, by disposing the side end portion 25c of the permanent magnet 25 radially inside (ie, on the straight line L1) of the outer peripheral portion 20b having a wide gap between the stator 5 and the stator 5, it becomes difficult for the stator magnetic flux to flow into the side end portion 25c. In addition, demagnetization of the side end 25c of the permanent magnet 25 can be suppressed.
  • the portion of the permanent magnet 25 where demagnetization is most likely to occur is the outer corner 25e of the side end 25c. Therefore, as shown in FIG. 4, it is desirable that the outer corner 25e of the permanent magnet 25 be disposed on a straight line L1 connecting the point A1 on the outer peripheral portion 20b of the rotor core 20 and the rotation axis C1. This makes it difficult for the stator magnetic flux to flow to the outer corners 25e, thereby making it harder for the outer corners 25e of the permanent magnet 25 to be demagnetized.
  • the outer corner 25e of the permanent magnet 25 is disposed inside the flux barrier 22, and does not contact the rotor core 20.
  • the flux barrier 22 is an air gap and has a high magnetic resistance. Since the outer corner 25e of the permanent magnet 25 is surrounded by the air gap, the magnetic flux flowing in the rotor core 20 hardly reaches the outer corner 25e. As a result, demagnetization of the outer corner portion 25e of the permanent magnet 25 can be further reduced.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 is desirably 2.1 mm or more in order to reduce manufacturing costs.
  • the permanent magnet 25 is generally magnetized while being inserted into the magnet insertion hole 21 of the rotor core 20.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a step of magnetizing the permanent magnet 25.
  • the magnetized magnetic flux F generated by the magnetizing device arranged on the outer peripheral side of the rotor core 20 flows through the outer peripheral side of the rotor core 20 to the permanent magnet 25 in the magnet insertion hole 21.
  • the magnetization direction D of the permanent magnet 25 is the thickness direction. Therefore, of the magnetized magnetic flux F, only the component in the thickness direction of the permanent magnet 25 contributes to the magnetization of the permanent magnet 25. If the thickness of the permanent magnet 25 exceeds 4 mm (thickness T2 shown in FIG. 9) when the diameter of the rotor 2 is 50 mm, the magnetizing magnetic flux F passing through the radially inner region of the permanent magnet 25 becomes larger in the thickness direction. As a result, the magnetization inside the permanent magnet 25 in the radial direction becomes insufficient.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 25 is desirably 4 mm or less.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the driving device 101.
  • the driving device 101 may be mounted on the substrate 7 (FIG. 14) incorporated in the electric motor 1 or may be provided outside the electric motor 1.
  • the drive device 101 includes a converter 102 for rectifying the output of the power supply 110, an inverter 103 for outputting an AC voltage to the coil 55 of the electric motor 1, and a control device 105 for controlling these.
  • the power supply 110 is, for example, an AC power supply of 200 V (effective voltage).
  • the control device 105 includes a current detection circuit 108 for detecting a current value of the inverter 103, an inverter drive circuit 107 for driving the inverter 103, and a CPU 106 as an inverter control unit.
  • the converter 102 is a rectifier circuit that receives an AC voltage from the power supply 110, performs rectification and smoothing, and outputs the rectified and smoothed data from the buses 111 and 112.
  • the converter 102 includes bridge diodes 102a, 102b, 102c, 102d for rectifying an AC voltage, and a smoothing capacitor 102e for smoothing an output voltage.
  • the voltage output from converter 102 is referred to as a bus voltage.
  • the output voltage of converter 102 is controlled by control device 105.
  • the input terminal of the inverter 103 is connected to the buses 111 and 112 of the converter 102.
  • the output terminals of the inverter 103 are connected to three-phase coil portions of the motor 1 via U-phase, V-phase, and W-phase wirings (output lines) 104U, 104V, and 104W, respectively.
  • Inverter 103 includes a U-phase switching element 1Ua corresponding to a U-phase upper arm, a U-phase switching element 1Ub corresponding to a U-phase lower arm, a V-phase switching element 1Va corresponding to a V-phase upper arm, and a V-phase lower arm. , A W-phase switching element 1Wa corresponding to a W-phase upper arm, and a W-phase switching element 1Wb corresponding to a W-phase lower arm.
  • U-phase switching elements 1Ua and 1Ub are connected to U-phase wiring 104U.
  • U-phase diode 2Ua is connected in parallel to U-phase switching element 1Ua
  • U-phase diode 2Ub is connected in parallel to U-phase switching element 1Ub.
  • V-phase switching elements 1Va and 1Vb are connected to V-phase wiring 104V.
  • V-phase switching element 1Va is connected in parallel with V-phase diode 2Va
  • V-phase switching element 1Vb is connected in parallel with V-phase diode 2Vb.
  • the W-phase switching elements 1Wa and 1Wb are connected to the W-phase wiring 104W.
  • the W-phase switching element 1Wa is connected in parallel with a W-phase diode 2Wa
  • the W-phase switching element 1Wb is connected in parallel with a W-phase diode 2Wb.
  • Each of the switching elements 1Ua to 1Wb can be configured by a transistor such as an IGBT (insulated gate transistor). ON / OFF of each of the switching elements 1Ua to 1Wb is controlled by a drive signal from the inverter drive circuit 107.
  • a transistor such as an IGBT (insulated gate transistor).
  • the inverter drive circuit 107 generates a drive signal for turning on and off each of the switching elements 1Ua to 1Wb of the inverter 103 based on a PWM (Pulse Width Modulation) signal input from the CPU 106, and outputs the drive signal to the inverter 103.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • a resistor 109 is connected to the input side of the inverter 103 (for example, the bus 112 from the converter 102), and a current detection circuit 108 is connected to the resistor 109.
  • the current detection circuit 108 is a current detection unit that detects the current value of the current on the input side of the inverter 103 (that is, the bus current of the converter 102), and uses a shunt resistor here.
  • the CPU 106 as an inverter control unit controls the inverter 103.
  • CPU 106 outputs an inverter drive signal (PWM signal) to inverter 103 based on an operation instruction signal from a remote controller or the like of air conditioner 500.
  • PWM signal an inverter drive signal
  • the CPU 106 detects the current value of the inverter 103 by the current detection circuit 108, and compares the detected current value with an overcurrent threshold stored in advance. If the detected current value is equal to or greater than the overcurrent threshold, a stop signal is output to the inverter 103 to stop the inverter 103 (that is, stop the rotation of the electric motor 1).
  • This overcurrent threshold is the above-described overcurrent threshold Ip.
  • the permanent magnet 25 has a thickness T1 of 2.1 mm or more, the minimum distance AG between the rotor 2 and the stator 5, and the winding of the coil 55 wound around the teeth 51.
  • the number Nt, the overcurrent threshold value Ip of the current flowing through the coil 55, and the lower limit value Hct of the coercive force of the permanent magnet 25 satisfy Hct ⁇ 0.4 ⁇ (Ip ⁇ Nt / AG) +410.
  • the demagnetization of the permanent magnet 25 can be suppressed while the manufacturing cost is reduced by reducing the price per unit weight of the magnet 25.
  • the permanent magnet 25 has a thickness T1 of 3 mm or more, the minimum distance AG between the rotor 2 and the stator 5, the number of turns Nt of the coil 55 wound around the teeth 51, and the overcurrent threshold value of the current flowing through the coil 55.
  • the entire permanent magnet 25 can be sufficiently magnetized while the permanent magnet 25 is inserted into the magnet insertion hole 21.
  • the outer periphery of the rotor core 20 has an outer peripheral portion 20a (ie, a first outer peripheral portion) having a short distance to the stator 5, and an outer peripheral portion 20b (ie, a second outer peripheral portion) having a long distance to the stator 5.
  • the side end 25c of the permanent magnet 25 is disposed on a straight line connecting the point A1 (that is, the first point) on the outer peripheral portion 20b and the rotation axis C1. Therefore, it is difficult for the stator magnetic flux to flow to the side end portion 25c of the permanent magnet 25, and demagnetization can be suppressed.
  • the outer corner portion 25 e of the permanent magnet 25 is formed in the flux barrier 22 formed continuously with the magnet insertion hole 21 and is not in contact with the rotor core 20, the magnetic flux in the rotor core 20 is outside the permanent magnet 25. It is difficult to reach the corner 25e, and the effect of suppressing demagnetization can be further enhanced.
  • Embodiment 2 FIG. Next, a second embodiment of the present invention will be described.
  • the electric motor 1A according to the second embodiment is different from the electric motor 1 according to the first embodiment in the configuration of the rotor 3.
  • the stator of electric motor 1A according to the second embodiment has the same configuration as stator 5 of electric motor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the rotor 3 according to the second embodiment.
  • the rotor 3 has a cylindrical rotor core 30 centered on the rotation axis C1.
  • the rotor core 30 is formed by laminating a plurality of laminated elements having a thickness of 0.2 to 0.5 mm and having magnetism in the axial direction, and fixing them by caulking or the like.
  • the configuration of the laminated element is as described in the first embodiment.
  • a plurality of magnet insertion holes 31 are formed along the outer peripheral surface of the rotor core 30.
  • the magnet insertion holes 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each magnet insertion hole 31 has a shape that is long in the circumferential direction, and penetrates through the rotor core 30 in the axial direction.
  • the number of the magnet insertion holes 31 is five.
  • a permanent magnet 35 is arranged in each magnet insertion hole 31.
  • the magnet pole P1 is formed by the permanent magnets 35 arranged in the respective magnet insertion holes 31.
  • the permanent magnets 35 are arranged with the same magnetic pole (for example, N pole) facing the outer peripheral side of the rotor core 30. Therefore, a portion in which magnetic flux flows in the radial direction occurs between the adjacent permanent magnets 35 in the rotor core 30. That is, a pseudo magnetic pole P2 having a polarity opposite to that of the permanent magnet 35 is formed.
  • the rotor 3 has five magnet magnetic poles P1 and five pseudo magnetic poles P2 alternately in the circumferential direction. Therefore, the number of poles of the rotor 3 is ten.
  • An electric motor having such a rotor structure is called a consequent pole type.
  • the number of poles of the rotor 3 is not limited to 10 poles.
  • the inner periphery 33 of the rotor core 30 is annular, and a resin portion 4 as a support portion for supporting the rotor core 30 is provided inside the inner periphery 33.
  • the resin portion 4 supports the rotor core 30 with respect to the rotating shaft 11, and is made of a nonmagnetic material, more specifically, a thermoplastic resin such as PBT (polybutylene terephthalate).
  • the resin part 4 is obtained by molding the rotor core 30 and the rotating shaft 11 with resin.
  • the resin portion 4 includes an inner cylindrical portion 41 fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 11, an annular outer cylindrical portion 43 fixed to the inner periphery 33 of the rotor core 30, an inner cylindrical portion 41, and an outer cylindrical portion 43. And a plurality of ribs (connecting portions) 42 to be connected.
  • the rotating shaft 11 penetrates through the inner cylindrical portion 41 of the resin portion 4.
  • the ribs 42 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and extend radially outward from the inner cylindrical portion 41.
  • the circumferential position of the rib 42 corresponds to the circumferential center of the permanent magnet 35 (that is, the pole center of the magnet magnetic pole P1).
  • Cavities 44 are formed in the ribs 42 adjacent in the circumferential direction.
  • the outer cylindrical portion 43 is formed continuously with a radially outer end of the rib 42.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the rotor core 30 and the permanent magnet 35.
  • the outer periphery of the rotor core 30 has an outer peripheral portion 30a (i.e., a first outer peripheral portion) centered on the pole center of each magnetic pole (the magnet magnetic pole P1 and the pseudo magnetic pole P2) and an outer peripheral portion 30b (i.e., the second outer periphery portion 30b) having a center between the poles. Outer periphery).
  • the shapes of the outer peripheral portions 30a and 30b are the same as the outer peripheral portions 20a and 20b described in the first embodiment.
  • the shape of the magnet insertion hole 31 is the same as that of the magnet insertion hole 21 of the first embodiment.
  • Flux barriers 32 are formed on both circumferential sides of the magnet insertion hole 31.
  • the flux barrier 32 suppresses leakage magnetic flux between the magnetic pole P1 and the pseudo magnetic pole P2.
  • the shape of the flux barrier 32 is the same as that of the flux barrier 22 of the first embodiment.
  • the configuration of the permanent magnet 35 is the same as that of the permanent magnet 25 of the first embodiment. That is, the thickness of the permanent magnet 35 is 2.1 mm or more.
  • the overcurrent threshold value Ip (A) of the current flowing through the coil 55, the number of turns Nt of the coil 55 for one tooth 51, the minimum distance AG (mm) between the rotor 2 and the stator 5, and the maintenance of the permanent magnet 35 The lower limit value Hct of the magnetic force satisfies Hct ⁇ 0.4 ⁇ (Ip ⁇ Nt / AG) +410.
  • the thickness of the permanent magnet 35 may be 3 mm or more.
  • the overcurrent threshold value Ip (A) of the current flowing through the coil 55, the number of turns Nt of the coil 55 for one tooth 51, the minimum distance AG (mm) between the rotor 2 and the stator 5, and the The lower limit of the coercive force Hct satisfies Hct ⁇ 0.32 ⁇ (Ip ⁇ Nt / AG) +350.
  • the thickness T1 of the permanent magnet 35 is set to 2.1 mm or more (or 3 mm or more), it is possible to suppress the demagnetization of the permanent magnet 25 while reducing the manufacturing cost.
  • FIG. 13 is an enlarged view for explaining the position of the side end 35c of the permanent magnet 35.
  • a straight line connecting the point A1 on the outer peripheral portion 30b of the rotor core 30 and the rotation axis C1 (FIG. 12) is defined as a straight line L1.
  • the side end 35c of the permanent magnet 35 is located on the straight line L1. This makes it difficult for the stator magnetic flux to flow to the side end 35c of the permanent magnet 35, which is a portion where demagnetization is likely to occur, and suppresses demagnetization.
  • the outer corner 35e which is the radially outer end of the side end 35c of the permanent magnet 35, is located on the straight line L1. This makes it difficult for the stator magnetic flux to flow to the outer corner 35e of the permanent magnet 35, which is the part where demagnetization is most likely to occur, and the effect of suppressing demagnetization increases.
  • the outer corner 35e of the permanent magnet 35 is located inside the flux barrier 32 and does not contact the rotor core 30. This makes it difficult for the magnetic flux flowing through the rotor core 30 to reach the outer corners 35e of the permanent magnet 35, and the effect of suppressing demagnetization is further enhanced.
  • FIG. 14 is a side sectional view showing the electric motor 1 of the second embodiment.
  • the stator 5 is covered with a mold resin part 60 to form a mold stator 6.
  • the mold resin part 60 is made of, for example, a thermosetting resin such as BMC (bulk molding compound).
  • the mold resin portion 60 has an opening 62 on the left side (load side described later) in FIG. 14, and has a bearing support 61 on the opposite side (opposite load side described later).
  • the rotor 3 is inserted from the opening 62 into a hollow portion inside the stator 5.
  • the metal bracket 15 is attached to the opening 62 of the mold resin part 60.
  • the bracket 15 holds one bearing 12 that supports the rotating shaft 11.
  • a cap 14 is attached to the outside of the bracket 15 to prevent water or the like from entering the bearing 12.
  • the bearing support 61 holds another bearing 13 that supports the rotating shaft 11.
  • the rotating shaft 11 protrudes from the stator 5 to the left in FIG. 14, and a tip portion 11a is attached with, for example, an impeller of a blower. Therefore, the protruding side (the left side in FIG. 14) of the rotating shaft 11 is referred to as “load side”, and the opposite side (the right side in FIG. 14) is referred to as “anti-load side”.
  • the substrate 7 is disposed on the non-load side of the stator 5.
  • a magnetic sensor 71 and a drive circuit 72 for driving the electric motor 1 are mounted on the substrate 7.
  • the magnetic sensor 71 is arranged so as to face the sensor magnet 36 attached to the rotor 3.
  • the drive circuit 72 is the drive device 101 shown in FIG. However, the drive circuit 72 can be provided outside the electric motor 1 instead of on the substrate 7.
  • Lead wires 73 are wired on the substrate 7.
  • the lead wires 73 include a power supply lead wire for supplying power to the coil 55 of the stator 5 and a sensor lead wire for transmitting a signal of the magnetic sensor 71 to the outside.
  • a lead wire lead-out part 74 for leading out the lead wire 73 to the outside is attached to the outer periphery of the mold resin part 60.
  • the resin portion 4 described above is provided on the inner peripheral side of the rotor core 30, but also covers both axial end surfaces of the rotor core 30. Further, it is desirable that a part of the resin portion 4 enters the inside of the magnet insertion hole 31. Thus, the permanent magnet 35 can be prevented from dropping out of the magnet insertion hole 31.
  • a circular sensor magnet (that is, a magnet for position detection) 36 is attached to the rotor core 30.
  • the sensor magnet 36 is arranged on the side facing the substrate 7 in the axial direction of the rotor core 30, and is surrounded and held by the resin portion 4.
  • the sensor magnets 36 have the same number of magnetic poles as the number of poles of the rotor 3 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the magnetization direction of the sensor magnet 36 is an axial direction, but is not limited to this.
  • the magnetic sensor 71 is formed of, for example, a Hall IC, and is arranged to face the sensor magnet 36 of the rotor 3.
  • the magnetic sensor 71 detects a position in the circumferential direction of the rotor 3 (that is, a rotational position) based on a change in magnetic flux (N / S) from the sensor magnet 36, and outputs a detection signal.
  • the magnetic sensor 71 is not limited to the Hall IC, but may be an MR element (Magneto-Resistive) element, a GMR (Giant-Magneto-Resistive) element, or a magnetic impedance element.
  • the detection signal of the magnetic sensor 71 is output to the drive circuit 72.
  • a detection signal of the magnetic sensor 71 is output to the drive circuit 72 via a sensor lead.
  • the drive circuit 72 controls the current flowing through the coil 55 according to the relative rotation position of the rotor 2 with respect to the stator 5 based on the detection signal from the magnetic sensor 71.
  • stator 5 is covered with the mold resin portion 60
  • stator 5 is fixed to the inside of the shell by shrink fitting
  • electric motor 1A described with reference to FIG. 14 is also applied to electric motor 1 of the first embodiment, except for rotor 3 and resin portion 4.
  • FIG. 15 is a graph showing a comparison of the change in the demagnetization rate with respect to the demagnetization current between the electric motor 1 according to the first embodiment and the electric motor 1A according to the second embodiment.
  • a curve S1 shows data of the electric motor 1 of the first embodiment
  • a curve S2 shows data of the electric motor 1A of the second embodiment.
  • the demagnetizing current refers to a current flowing through the coil 55 to generate a stator magnetic flux.
  • the electric motor 1A of the second embodiment Since the electric motor 1A of the second embodiment has the consequent pole type rotor 3, the number of the permanent magnets 35 is smaller than that of the electric motor 1 of the first embodiment. Therefore, the portion demagnetized by the stator magnetic flux is small, and the demagnetization of the permanent magnet 35 is hard to occur. As a result, in the electric motor 1A of the second embodiment, the increase in the demagnetization rate when the demagnetizing current is increased is suppressed to be lower than that of the electric motor 1 of the first embodiment.
  • motor 1A of the second embodiment has rotor 3 of a consequent pole type and has a small number of permanent magnets 35, and thus demagnetization occurs. Since there are few portions, demagnetization of the permanent magnet 35 can be more effectively prevented.
  • the resin portion 4 (that is, the support portion) made of a non-magnetic material is provided between the rotor core 30 and the rotating shaft 11, the rotating shaft 11 which is likely to be generated in the consequent pole type rotor is provided. Magnetic flux leakage can be suppressed.
  • the resin portion 4 is provided between the rotor core 30 and the rotating shaft 11, the resin portion 4 is not provided, and the rotor core 30 is rotated like the rotor core 20 of the first embodiment (FIG. 2).
  • the shaft 11 may be fixed directly.
  • the resin portion 4 as in the second embodiment may be provided between the rotor core 20 and the rotating shaft 11 in the first embodiment.
  • FIG. 16A is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner 500 to which the electric motor of each embodiment can be applied.
  • the air conditioner 500 includes an outdoor unit 501, an indoor unit 502, and a refrigerant pipe 503 connecting these.
  • the outdoor unit 501 has a blower (that is, an outdoor blower) 510.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line 16B-16B shown in FIG.
  • the outdoor unit 501 has a housing 508 and a frame 509 fixed inside the housing 508.
  • the motor 1 as a drive source of the blower 510 is fixed to the frame 509 with screws or the like.
  • An impeller (blade portion) 511 is attached to the rotating shaft 11 of the electric motor 1 via a hub 512.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing a refrigerant circuit of the air conditioner 500.
  • the air conditioner 500 includes a compressor 504, a condenser 505, a throttle device (decompression device) 506, and an evaporator 507.
  • the compressor 504, the condenser 505, the expansion device 506, and the evaporator 507 are connected by a refrigerant pipe 503 to form a refrigeration cycle. That is, the refrigerant circulates in the order of the compressor 504, the condenser 505, the expansion device 506, and the evaporator 507.
  • the compressor 504, the condenser 505, and the expansion device 506 are provided in the outdoor unit 501.
  • the evaporator 507 is provided in the indoor unit 502.
  • the indoor unit 502 is provided with a blower (that is, an indoor blower) 520 that supplies indoor air to the evaporator 507.
  • the operation of the air conditioner 500 is as follows.
  • the compressor 504 compresses and sends out the sucked refrigerant.
  • the condenser 505 exchanges heat between the refrigerant flowing from the compressor 504 and the outdoor air, condenses and liquefies the refrigerant, and sends it to the refrigerant pipe 503.
  • the blower 510 of the outdoor unit 501 discharges the heat released when the refrigerant is condensed in the condenser 505 to the outside.
  • the expansion device 506 adjusts the pressure and the like of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 503.
  • the evaporator 507 performs heat exchange between the refrigerant brought into a low pressure state by the expansion device 506 and the indoor air, causes the refrigerant to deprive the heat of the air, evaporates (vaporizes), and sends the refrigerant to the refrigerant pipe 503.
  • the blower 520 of the indoor unit 502 supplies the air whose heat has been deprived by the evaporator 507 (ie, cool air) to the room.
  • the electric motors 1 and 1A of the above embodiments are configured to suppress the demagnetization of the permanent magnets 25 and 35. Therefore, by using the electric motor 1 as a power source of the blower 510, the operation efficiency of the air conditioner 500 can be improved over a long period of time, and energy consumption can be reduced.
  • electric motors 1 and 1A of each embodiment are used as a drive source of blower (ie, outdoor blower) 510 of outdoor unit 501, they are used as a drive source of blower (ie, indoor blower) 520 of indoor unit 502. May be.
  • the electric motors 1 and 1A of each embodiment are not limited to blowers, and may be used as a drive source of the compressor 504, for example.
  • the electric motors 1 and 1A of each embodiment are not limited to the air conditioner 500, and may be used, for example, as electric motors for ventilation fans, home appliances, or machine tools.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

電動機は、ロータと、ロータを囲むように設けられたステータとを有する。ロータは、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能である。ステータは、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有する。永久磁石は、ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。ロータとステータとの間の最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。

Description

電動機、送風機および空気調和装置
　本発明は、電動機、送風機および空気調和装置に関する。
　従来より、ロータに永久磁石を取り付け、ステータにコイルを取り付けた電動機が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような電動機では、ステータのコイルで発生した磁束によって、永久磁石の減磁が生じる場合がある。
特開２００１－１７８０４６号公報（図１，２参照）
　一般に、永久磁石の厚さが厚いほど減磁は生じにくくなるが、永久磁石材料の使用量が増加するため、製造コストが増加する。一方、永久磁石の厚さを薄くし過ぎると、永久磁石材料の使用量は減少するが、加工費の増加により、永久磁石の単位重量当たりの価格が上昇し、結果的に製造コストが増加する。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、製造コストを低減しながら、永久磁石の減磁を抑制することを目的とする。
　本発明の電動機は、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータとを備える。永久磁石は、ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。ロータとステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。
　本発明の電動機は、また、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータとを備える。永久磁石は、ステータに対向する方向に３ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。永久磁石の厚さは、３ｍｍ以上である。ロータとステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足する。
　本発明によれば、永久磁石の単位重量当たりの価格を抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石の減磁を抑制することができる。
実施の形態１の電動機を示す断面図である。 実施の形態１のロータを示す断面図である。 実施の形態１の電動機の一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１のロータの極間を含む部分を拡大して示す模式図である。 実施の形態１のロータの一部を拡大して示す断面図である。 永久磁石の厚さと単位重量当たりの価格との関係を示すグラフである。 Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石の保磁力の下限値との関係を示すグラフである。 Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石の保磁力の下限値との関係を示すグラフである。 ロータにおける着磁磁束の流れを説明するための模式図である。 実施の形態１の電動機の制御系を示すブロック図である。 実施の形態２のロータを示す断面図である。 実施の形態２のロータの一部を示す断面図である。 実施の形態２のロータの永久磁石の端面位置を説明するための模式図である。 実施の形態２の電動機を示す縦断面図である。 実施の形態２の電動機における減磁電流と減磁率との関係を示すグラフである。 各実施の形態の電動機が適用される空気調和装置を示す正面図（Ａ）と、その室外機を示す断面図（Ｂ）である。 図１６（Ａ）に示した空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
実施の形態１．
＜電動機の構成＞
　図１は、実施の形態１の電動機１を示す断面図である。電動機１は、回転可能なロータ２と、ロータ２を囲むように設けられた環状のステータ５とを備えたインナロータ型の電動機である。電動機１は、また、ロータ２に永久磁石２５を埋め込んだ永久磁石埋込型電動機でもある。ロータ２とステータ５との間には、例えば０．４ｍｍのエアギャップ（空隙）１０が設けられている。
　以下では、ロータ２の回転中心となる軸線を回転軸Ｃ１とし、この回転軸Ｃ１の方向を「軸方向」と称する。また、回転軸Ｃ１を中心とする円周方向（図１に矢印Ｒ１で示す）を「周方向」と称し、回転軸Ｃ１を中心とする半径方向を「径方向」と称する。なお、図１は、ロータ２の回転軸Ｃ１に直交する面における断面図である。
＜ステータの構成＞
　ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。ステータコア５０は、例えば厚さが０．２ｍｍ～０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等によって固定したものである。積層要素は、ここでは、鉄（Ｆｅ）を主成分とする電磁鋼板である。
　ステータコア５０は、回転軸Ｃ１を中心とする環状のヨーク５２と、ヨーク５２から径方向内側に（すなわち回転軸Ｃ１に向けて）延在する複数のティース５１とを有する。ティース５１は、周方向に等間隔に配置されている。ティース５１の数は、ここでは１２であるが、１２に限定されるものではない。隣り合うティース５１の間には、コイル５５を収容する空間であるスロット５３が形成される。
　ティース５１の径方向内側の先端部は、ティース５１の他の部分よりも周方向の幅が広い。ティース５１の先端部は、上述したエアギャップ１０を介してロータ２の外周に対向する。ステータコア５０の外周５０ａ（すなわちヨーク５２の外周）および内周５０ｂ（すなわちティース５１の先端部）は、いずれも円環状である。
　ステータコア５０の各積層要素を一体に固定するカシメ部は、符号５６，５７で示すように、ステータコア５０のヨーク５２およびティース５１に形成されている。但し、カシメ部は、積層要素を一体に固定できれば、他の位置に形成されていてもよい。
　ステータコア５０には、絶縁部としてのインシュレータ５４が取り付けられている。インシュレータ５４は、ステータコア５０とコイル５５との間に介在し、ステータコア５０とコイル５５とを絶縁するものである。インシュレータ５４は、樹脂をステータコア５０と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体をステータコア５０に組み付けることで形成される。
　インシュレータ５４は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＢＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性の樹脂で構成される。インシュレータ５４は、また、厚さ０．０３５～０．４ｍｍの絶縁性の樹脂フィルムで構成することもできる。
　コイル５５は、インシュレータ５４を介してティース５１に巻き付けられる。コイル５５は、銅またはアルミニウムを主成分とする材料で構成されている。コイル５５は、ティース５１毎に巻き付けられている（集中巻）。なお、スロット５３内には、コイル５５を囲むように樹脂（例えば、インシュレータ５４と同じ樹脂）を充填してもよい。
＜ロータの構成＞
　図２は、ロータ２を示す断面図である。ロータ２は、回転軸Ｃ１を中心とする円筒状のロータコア２０を有する。ロータコア２０は、厚さ０．２～０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等により固定したものである。積層要素は、ここでは、鉄を主成分とする電磁鋼板である。なお、ロータコア２０は、軟磁性材料と樹脂とを組み合わせた樹脂鉄心で構成してもよい。ロータ２の直径は、ここでは５０ｍｍである。
　ロータコア２０は、径方向中心に中心孔２３を有する。中心孔２３は、ロータコア２０を軸方向に貫通し、円形の断面を有するシャフト挿入孔である。回転シャフト１１は、中心孔２３の内側に固定され、軸受１２，１３（図１４）によって回転可能に支持される。回転軸Ｃ１は、回転シャフト１１の中心軸線である。回転シャフト１１は、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）等の金属で構成される。
　ロータコア２０の外周面に沿って、複数の磁石挿入孔２１が形成されている。磁石挿入孔２１は、周方向に等間隔に配置されている。各磁石挿入孔２１は、周方向に長い形状を有し、ロータコア２０を軸方向に貫通している。磁石挿入孔２１の数は、ここでは１０であるが、１０に限定されるものではない。
　磁石挿入孔２１は、後述する極中心Ｍ１と回転軸Ｃ１とを通る直線（磁極中心線とも称する）に直交する方向に、直線状に延在している。磁石挿入孔２１は、径方向外側の端部である外側端部２１ａと、径方向内側の端部である内側端部２１ｂと、周方向の両端部である側端部２１ｃとを有する。
　各磁石挿入孔２１には、永久磁石２５が配置されている。永久磁石２５は、平板状の部材であり、ステータ５に対向する方向（より具体的には、ロータコア２０の径方向）に厚さＴ１を有する。永久磁石２５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）またはＳｍ（サマリウム）を主成分とする希土類磁石で構成される。なお、希土類磁石の代わりに、鉄を主成分とするフェライト磁石で構成してもよい。
　永久磁石２５は、厚さ方向に着磁されている（言い換えると、異方性を有する）。周方向に隣り合う永久磁石２５は、互いに逆の磁極をロータコア２０の外周側に向けて配置されている。
　磁石挿入孔２１内に配置された永久磁石２５により、磁極が形成される。そのため、ロータ２の磁極数は、１０極である。但し、ロータ２の磁極数は、１０極に限定されるものではない。磁石挿入孔２１の周方向中心は、極中心Ｍ１となる。隣り合う磁石挿入孔２１の間は、極間Ｍ２となる。
　永久磁石２５は、径方向外側の端部である外側端部２５ａと、径方向内側の端部である内側端部２５ｂと、周方向の両端部である側端部２５ｃとを有する。永久磁石２５の外側端部２５ａは、磁石挿入孔２１の外側端部２１ａに対向し、永久磁石２５の内側端部２５ｂは、磁石挿入孔２１の内側端部２１ｂに対向する。また、永久磁石２５の側端部２５ｃは、磁石挿入孔２１の側端部２１ｃに対向する。
　ここでは、１つの磁石挿入孔２１に１つの永久磁石２５を配置しているが、１つの磁石挿入孔２１に複数の永久磁石２５を周方向に並べて配置してもよい。また、この場合、磁石挿入孔２１は、周方向中心が径方向内側に突出するようにＶ字状に形成してもよい。
　磁石挿入孔２１の周方向両側には、フラックスバリア（すなわち漏れ磁束抑制穴）２２が形成されている。各フラックスバリア２２は、磁石挿入孔２１の外側端部２１ａから径方向外側に延在する第１部分２２ａ（図４）と、磁石挿入孔２１の側端部２１ｃから極間Ｍ２側に延在する第２部分２２ｂ（図４）とを有する。
　フラックスバリア２２とロータコア２０の外周との間の鉄心部分は、薄肉部（ブリッジ部とも称する）となっている。薄肉部の厚さは、ロータコア２０を構成する積層要素の厚さと同じであることが望ましい。これにより、隣り合う磁極の間の漏れ磁束を抑制することができる。なお、フラックスバリア２２は、ここでは磁石挿入孔２１の周方向両側に配置されているが、磁石挿入孔２１の周方向の一方の側にのみ配置されていてもよい。
　図３は、電動機１の一部を拡大して示す断面図である。ロータコア２０は、極中心Ｍ１で外径が最大となり、極間Ｍ２で外径が最小となる花丸形状を有する。一方、ステータコア５０の内周５０ｂは、円環状である。そのため、ロータ２とステータ５との間隔（すなわちエアギャップ１０の幅）は、極中心Ｍ１で最小値Ｇ１となり、極間Ｍ２で最大値Ｇ２となる。このロータ２とステータ５との間隔の最小値Ｇ１を、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと称する。
　図４は、ロータ２の極間Ｍ２を含む部分を拡大して示す図である。ロータコア２０の外周は、極中心Ｍ１を含む外周部２０ａと、極間Ｍ２を含む外周部２０ｂとを有する。外周部２０ａ，２０ｂは、いずれも回転軸Ｃ１側に曲率中心を有する円弧状部分であるが、曲率半径が互いに異なる。外周部２０ａと外周部２０ｂとの境界Ｅは、ここでは、フラックスバリア２２の径方向外側に位置している。
　図５は、ロータ２の一部を拡大して示す断面図である。ロータコア２０の外周において、極間Ｍ２を含む外周部２０ｂは、極中心Ｍ１を含む外周部２０ａよりも、ステータ５の内周５０ｂ（図３）からの距離が遠い。すなわち、外周部２０ｂは、外周部２０ａと比較して、より広いエアギャップ１０に面している。
　この外周部２０ｂ上に、第１の点としての点Ａ１をとる。永久磁石２５の側端部２５ｃ（すなわち周方向の端部）は、点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。ロータコア２０の外周部２０ｂは、ステータ５からの距離が遠いため、永久磁石２５の側端部２５ｃが直線Ｌ１上に配置されていることにより、ステータ５からの磁束（ステータ磁束とも称する）が永久磁石２５の側端部２５ｃに流れにくくなる。永久磁石２５の側端部２５ｃは減磁が生じやすい部分であるが、永久磁石２５の側端部２５ｃをこのように配置することにより、減磁が生じにくくなる。
　より望ましくは、永久磁石２５の側端部２５ｃの径方向外側の角部である外側角部２５ｅが、点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。永久磁石２５の外側角部２５ｅは最も減磁が生じやすい部分であるが、永久磁石２５の外側角部２５ｅをこのように配置することにより、減磁が生じにくくなる。
　また、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、図４に示すように、フラックスバリア２２の内部に配置されており、ロータコア２０に接触していない。そのため、ロータコア２０内を流れる磁束が永久磁石２５の外側角部２５ｅに到達しにくく、その結果、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁がさらに生じにくくなる。
＜永久磁石の製造コストの低減および減磁の抑制＞
　次に、永久磁石２５の製造コストの低減と減磁の抑制について説明する。永久磁石２５の減磁特性は、永久磁石２５の厚さＴ１との相間がある。一般に、永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど減磁が生じにくくなり（言い換えると減磁耐力が大きくなり）、厚さＴ１が薄いほど減磁が生じやすくなる（言い換えると減磁耐力が小さくなる）。
　一方、永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど、材料の使用量が増加するため、製造コストが増加する。また、永久磁石２５の厚さＴ１が薄すぎると、材料の使用量は減少するが、加工費の増加がこれを上回り、製造コストが増加する。
　図６は、永久磁石２５の厚さＴ１（ｍｍ）と、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）との関係を示すグラフである。図６から、永久磁石２５の厚さＴ１が２．１ｍｍよりも薄くなると、加工費の増加により、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）が急激に増加することが分かる。そのため、永久磁石２５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上としながら、永久磁石２５の減磁を抑制することが望ましい。
　永久磁石２５の減磁は、ステータ５からの磁束、すなわちコイル５５を流れる電流によって発生する磁束により生じる。そのため、この磁束は、コイル５５を流れる電流と、１つのティース５１に巻かれたコイル５５の巻き数（ターン数）Ｎｔとの積に比例する。
　また、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧが小さいほど、ステータ５からロータ２に到達する磁束が増加し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧが大きいほど、ステータ５からロータ２に到達する磁束が減少する。
　そこで、ここでは、コイル５５に流れる電流の最大値である過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔとの積Ｉｐ×Ｎｔを、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）で除算した値（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）に着目する。なお、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧの単位は、Ａ／ｍｍである。
　電動機１は、後述する駆動装置１０１（図１０）により、コイル５５に流れる電流が過電流閾値（すなわち過電流保護レベル）を超えないように制御されるが、この過電流閾値が、上記の過電流閾値Ｉｐである。過電流閾値は、過電流遮断値とも称される。
　図７は、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）との関係を示すグラフである。保磁力は、磁化曲線（Ｊ－Ｈ曲線）において、永久磁石２５が有する磁気分極が０になる磁界の強さを言う。
　希土類磁石で構成される永久磁石２５は、温度の上昇と共に保磁力が低下する性質を有する。電動機１が空気調和装置の送風機に使用される場合、永久磁石２５の温度は１００℃まで上昇する。そのため、永久磁石２５の温度が１００℃（すなわち使用温度範囲の最高温度）になったときの保磁力を、保磁力の下限値Ｈｃｔとする。
　図７には、永久磁石２５の厚さＴ１を、１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍと５通りに変化させた場合のデータを示す。例えば、永久磁石２５の厚さＴ１が２．１ｍｍの場合には、座標（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ、Ｈｃｔ）が、Ｔ１＝２．１ｍｍの場合の曲線上かそれよりも上にあれば、永久磁石２５の減磁は生じない。永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど減磁は生じにくいため、厚さＴ１が厚い場合ほど曲線が下方に位置している。
　図７から、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧが７５０（Ａ／ｍｍ）以上の領域では、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと保磁力の下限値Ｈｃｔとが１次関数の関係にあることが分かる。特に、厚さＴ１が２．１ｍｍの場合のデータを示す曲線は、Ｈｃｔ＝０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０の直線（図７に破線で示す）で近似することができる。
　このことから、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０が成立する場合に、厚さＴ１が２．１ｍｍ以上の永久磁石２５の減磁を抑制できることが分かる。すなわち、永久磁石２５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上とすることによって製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
　また、上述した図６に示したように、永久磁石２５の厚さＴ１が３ｍｍ以上になると、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）は一定になる。そのため、永久磁石２５の厚さＴ１を３ｍｍ以上としながら、永久磁石２５の減磁を抑制することがより望ましい。
　図８は、図７と同様のグラフにおいて、厚さＴ１が３ｍｍの場合の曲線を、直線で近似して示すものである。永久磁石２５の厚さＴ１が１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍの場合のデータを示す各曲線は、図７と同様である。図８に示すように、厚さＴ１が３ｍｍの場合のデータを示す曲線は、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧが７５０（Ａ／ｍｍ）以上の領域において、Ｈｃｔ＝０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０の直線で近似することができる。
　このことから、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０が成立する場合に、厚さＴ１が３ｍｍ以上の永久磁石２５の減磁を抑制できることが分かる。すなわち、永久磁石２５の厚さＴ１を３ｍｍ以上とすることによって製造コストをさらに低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
　また、永久磁石２５において比較的減磁が生じやすい部分は、磁束が集中しやすい側端部２５ｃである。そのため、図５に示したように、永久磁石２５の側端部２５ｃは、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。
　ロータ２とステータ５との間のエアギャップ１０は、空隙であるため、磁性材料で構成されたロータコア２０と比較して磁気抵抗が大きい。そのため、ステータ５との間の空隙が広い外周部２０ｂの径方向内側（すなわち直線Ｌ１上）に永久磁石２５の側端部２５ｃを配置することにより、ステータ磁束が側端部２５ｃに流れ込みにくくなり、永久磁石２５の側端部２５ｃの減磁を生じにくくすることができる。
　特に、永久磁石２５において最も減磁が生じやすい部分は、側端部２５ｃの外側角部２５ｅである。そのため、図４に示したように、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されていることが望ましい。これにより、ステータ磁束が外側角部２５ｅに流れにくくなり、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁を生じにくくすることができる。
　さらに、図４に示したように、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、フラックスバリア２２内に配置されており、ロータコア２０に接触していない。フラックスバリア２２は空隙であり、磁気抵抗が大きい。永久磁石２５の外側角部２５ｅが空隙に囲まれているため、ロータコア２０内を流れる磁束が外側角部２５ｅに到達しにくい。その結果、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁を、さらに生じにくくすることができる。
＜永久磁石の厚さ＞
　上記の通り、永久磁石２５の厚さＴ１は、製造コスト低減のため、２．１ｍｍ以上が望ましい。一方、永久磁石２５は、ロータコア２０の磁石挿入孔２１に挿入された状態で着磁されるのが一般的である。
　図９は、永久磁石２５の着磁工程を示す模式図である。ロータコア２０の外周側に配置された着磁装置で発生した着磁磁束Ｆは、ロータコア２０の外周側を通って、磁石挿入孔２１内の永久磁石２５に流れる。
　永久磁石２５の着磁方向Ｄは、厚さ方向である。そのため、着磁磁束Ｆのうち、永久磁石２５の着磁に寄与するのは、永久磁石２５の厚さ方向成分だけである。ロータ２の直径が５０ｍｍの場合、永久磁石２５の厚さが４ｍｍ（図９に示す厚さＴ２）を超えると、永久磁石２５の径方向内側領域を通る着磁磁束Ｆが厚さ方向に対して大きく傾斜し、その結果、永久磁石２５の径方向内側の着磁が不十分となる。
　そのため、永久磁石２５を十分に着磁するためには、永久磁石２５の厚さＴ１は、４ｍｍ以下であることが望ましい。
＜電動機の駆動装置＞
　次に、電動機１を駆動する駆動装置１０１について説明する。図１０は、駆動装置１０１の構成を示すブロック図である。この駆動装置１０１は、電動機１に組み込まれる基板７（図１４）に搭載されていてもよいし、電動機１の外部に設けられていても良い。
　駆動装置１０１は、電源１１０の出力を整流するコンバータ１０２と、電動機１のコイル５５に交流電圧を出力するインバータ１０３と、これらを制御する制御装置１０５とを有する。電源１１０は、例えば２００Ｖ（実効電圧）の交流電源である。
　制御装置１０５は、インバータ１０３の電流値を検出する電流検出回路１０８と、インバータ１０３を駆動するインバータ駆動回路１０７と、インバータ制御部としてのＣＰＵ１０６とを備える。
　コンバータ１０２は、電源１１０から交流電圧を受け、整流および平滑化を行って、母線１１１，１１２から出力する整流回路である。コンバータ１０２は、交流電圧を整流するブリッジダイオード１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄと、出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ１０２ｅとを有する。コンバータ１０２から出力される電圧を、母線電圧と称する。コンバータ１０２の出力電圧は、制御装置１０５によって制御される。
　インバータ１０３は、入力端子がコンバータ１０２の母線１１１，１１２に接続されている。また、インバータ１０３の出力端子は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配線（出力線）１０４Ｕ，１０４Ｖ，１０４Ｗを介して、電動機１の３相のコイル部分に接続されている。
　インバータ１０３は、Ｕ相上アームに相当するＵ相スイッチング素子１Ｕａと、Ｕ相下アームに相当するＵ相スイッチング素子１Ｕｂと、Ｖ相上アームに相当するＶ相スイッチング素子１Ｖａと、Ｖ相下アームに相当するＶ相スイッチング素子１Ｖｂと、Ｗ相上アームに相当するＷ相スイッチング素子１Ｗａと、Ｗ相下アームに相当するＷ相スイッチング素子１Ｗｂとを有する。
　Ｕ相スイッチング素子１Ｕａ，１Ｕｂは、Ｕ相の配線１０４Ｕに接続されている。Ｕ相スイッチング素子１Ｕａには、Ｕ相ダイオード２Ｕａが並列に接続され、Ｕ相スイッチング素子１Ｕｂには、Ｕ相ダイオード２Ｕｂが並列に接続されている。
　Ｖ相スイッチング素子１Ｖａ，１Ｖｂは、Ｖ相の配線１０４Ｖに接続されている。Ｖ相スイッチング素子１Ｖａには、Ｖ相ダイオード２Ｖａが並列に接続され、Ｖ相スイッチング素子１Ｖｂには、Ｖ相ダイオード２Ｖｂが並列に接続されている。
　Ｗ相スイッチング素子１Ｗａ，１Ｗｂは、Ｗ相の配線１０４Ｗに接続されている。また、Ｗ相スイッチング素子１Ｗａには、Ｗ相ダイオード２Ｗａが並列に接続され、Ｗ相スイッチング素子１Ｗｂには、Ｗ相ダイオード２Ｗｂが並列に接続されている。
　各スイッチング素子１Ｕａ～１Ｗｂは、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形トランジスタ）等のトランジスタにより構成することができる。各スイッチング素子１Ｕａ～１Ｗｂのオンオフは、インバータ駆動回路１０７からの駆動信号によって制御される。
　インバータ駆動回路１０７は、ＣＰＵ１０６から入力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に基づき、インバータ１０３の各スイッチング素子１Ｕａ～１Ｗｂをオンオフさせるための駆動信号を生成し、インバータ１０３に出力する。
　インバータ１０３の入力側（例えばコンバータ１０２からの母線１１２）には、抵抗１０９が接続されており、この抵抗１０９には電流検出回路１０８が接続されている。電流検出回路１０８は、インバータ１０３の入力側の電流（すなわちコンバータ１０２の母線電流）の電流値を検出する電流検出部であり、ここではシャント抵抗を用いている。
　インバータ制御部としてのＣＰＵ１０６は、インバータ１０３を制御するものである。ＣＰＵ１０６には、空気調和装置５００のリモコン等からの運転指示信号等に基づき、インバータ１０３にインバータ駆動信号（ＰＷＭ信号）を出力する。
　ＣＰＵ１０６は、電流検出回路１０８によりインバータ１０３の電流値を検出し、検出された電流値と予め記憶している過電流閾値とを比較する。検出された電流値が過電流閾値以上であった場合には、インバータ１０３に停止信号を出力し、インバータ１０３を停止する（すなわち、電動機１の回転を停止する）。この過電流閾値が、上述した過電流閾値Ｉｐである。
＜実施の形態の効果＞
　以上説明したように、この実施の形態１では、永久磁石２５が２．１ｍｍ以上の厚さＴ１を有し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと、ティース５１に巻き付けられるコイル５５の巻き数Ｎｔと、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔとが、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足することにより、永久磁石２５の単位重量当たりの価格を抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
　また、永久磁石２５が３ｍｍ以上の厚さＴ１を有し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと、ティース５１に巻き付けられるコイル５５の巻き数Ｎｔと、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔとが、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足することにより、永久磁石２５の単位重量当たりの価格をさらに低く抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
　また、永久磁石２５の厚さＴ１を４ｍｍ以下とすることにより、永久磁石２５を磁石挿入孔２１に挿入した状態で、永久磁石２５の全体を十分に着磁することができる。
　また、ロータコア２０の外周が、ステータ５までの距離が近い外周部２０ａ（すなわち第１の外周部）と、ステータ５までの距離が遠い外周部２０ｂ（すなわち第２の外周部）とを有し、外周部２０ｂ上の点Ａ１（すなわち第１の点）と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線上に、永久磁石２５の側端部２５ｃが配置されている。そのため、永久磁石２５の側端部２５ｃにステータ磁束が流れにくくなり、減磁を抑制することができる。
　また、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線上に、永久磁石２５の側端部２５ｃの径方向外側の角部（外側角部２５ｅ）を配置することにより、永久磁石２５の外側角部２５ｅにステータ磁束が流れにくくなり、減磁の抑制効果を高めることができる。
　また、永久磁石２５の外側角部２５ｅが、磁石挿入孔２１に連続して形成されたフラックスバリア２２内に形成され、ロータコア２０に接していないため、ロータコア２０内の磁束が永久磁石２５の外側角部２５ｅに到達しにくくなり、減磁の抑制効果をさらに高めることができる。
実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２の電動機１Ａは、ロータ３の構成が、実施の形態１の電動機１と異なるものである。実施の形態２の電動機１Ａのステータは、実施の形態１の電動機１のステータ５と同様に構成されている。
＜ロータの構成＞
　図１１は、実施の形態２のロータ３を示す断面図である。ロータ３は、回転軸Ｃ１を中心とする円筒状のロータコア３０を有する。ロータコア３０は、厚さ０．２～０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等により固定したものである。積層要素の構成は、実施の形態１で説明した通りである。
　ロータコア３０の外周面に沿って、複数の磁石挿入孔３１が形成されている。磁石挿入孔３１は、周方向に等間隔に配置されている。各磁石挿入孔３１は、周方向に長い形状を有し、ロータコア３０を軸方向に貫通している。磁石挿入孔３１の数は、ここでは５つである。各磁石挿入孔３１には、永久磁石３５が配置されている。
　各磁石挿入孔３１に配置された永久磁石３５によって、磁石磁極Ｐ１が形成される。永久磁石３５は、互いに同一の磁極（例えばＮ極）をロータコア３０の外周側に向けて配置されている。そのため、ロータコア３０において隣り合う永久磁石３５の間には、径方向に磁束が流れる部分が生じる。すなわち、永久磁石３５とは反対極性の疑似磁極Ｐ２が形成される。
　すなわち、ロータ３は、５つの磁石磁極Ｐ１と、５つの疑似磁極Ｐ２を周方向に交互に有する。そのため、ロータ３の極数は、１０極である。このようなロータ構造を有する電動機は、コンシクエントポール型と称される。但し、ロータ３の極数は、１０極に限定されるものではない。
　ロータコア３０の内周３３は環状であり、その内側に、ロータコア３０を支持する支持部としての樹脂部４が設けられている。樹脂部４は、回転シャフト１１に対してロータコア３０を支持するものであり、非磁性材料、より具体的にはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂で構成される。樹脂部４は、ロータコア３０と回転シャフト１１とを樹脂でモールド成形することによって得られる。
　樹脂部４は、回転シャフト１１の外周面に固定された内筒部４１と、ロータコア３０の内周３３に固定された環状の外筒部４３と、内筒部４１と外筒部４３とを連結する複数のリブ（連結部）４２とを備えている。
　樹脂部４の内筒部４１には、回転シャフト１１が貫通している。リブ４２は、周方向に等間隔で配置され、内筒部４１から径方向外側に放射状に延在している。リブ４２の周方向の位置は、永久磁石３５の周方向中心（すなわち磁石磁極Ｐ１の極中心）に対応している。周方向に隣り合うリブ４２には、空洞部４４が形成される。外筒部４３は、リブ４２の径方向外側の端部に連続して形成されている。
　コンシクエントポール型のロータ３では、疑似磁極Ｐ２に永久磁石が存在しないため、疑似磁極Ｐ２を通った磁束が回転シャフト１１に向かって流れやすい。ロータコア３０と回転シャフト１１との間に樹脂部４を設けることにより、回転シャフト１１への漏れ磁束を抑制することができる。
　図１２は、ロータコア３０および永久磁石３５を示す断面図である。図１２では、樹脂部４および回転シャフト１１を省略している。ロータコア３０の外周は、各磁極（磁石磁極Ｐ１および疑似磁極Ｐ２）の極中心を中心とする外周部３０ａ（すなわち第１の外周部）と、極間を中心とする外周部３０ｂ（すなわち第２の外周部）とを有する。外周部３０ａ，３０ｂの形状は、実施の形態１で説明した外周部２０ａ，２０ｂと同様である。
　磁石挿入孔３１の形状は、実施の形態１の磁石挿入孔２１と同様である。また、磁石挿入孔３１の周方向両側には、フラックスバリア３２が形成されている。フラックスバリア３２は、磁石磁極Ｐ１と疑似磁極Ｐ２との間の漏れ磁束を抑制するものである。フラックスバリア３２の形状は、実施の形態１のフラックスバリア２２と同様である。
　永久磁石３５の構成は、実施の形態１の永久磁石２５と同様である。すなわち、永久磁石３５の厚さは、２．１ｍｍ以上である。また、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。
　また、永久磁石３５の厚さは、３ｍｍ以上であってもよい。この場合、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足する。
　これにより、永久磁石３５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上（あるいは３ｍｍ以上）とすることで製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
　図１３は、永久磁石３５の側端部３５ｃの位置を説明するための拡大図である。図１３において、ロータコア３０の外周部３０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１（図１２）とを結ぶ直線を、直線Ｌ１とする。永久磁石３５の側端部３５ｃは、直線Ｌ１上に位置している。これにより、減磁が生じやすい部分である永久磁石３５の側端部３５ｃにステータ磁束が流れにくくなり、減磁が抑制される。
　より望ましくは、永久磁石３５の側端部３５ｃの径方向外側の端部である外側角部３５ｅが、直線Ｌ１上に位置している。これにより、最も減磁が生じやすい部分である永久磁石３５の外側角部３５ｅにステータ磁束が流れにくくなり、減磁の抑制効果が高まる。
　また、永久磁石３５の外側角部３５ｅは、フラックスバリア３２の内部に位置し、ロータコア３０には接触していない。これにより、ロータコア３０を流れる磁束が永久磁石３５の外側角部３５ｅに到達しにくくなり、減磁の抑制効果がさらに高まる。
＜電動機の構成＞
　図１４は、実施の形態２の電動機１を示す側断面図である。ステータ５は、モールド樹脂部６０によって覆われ、モールドステータ６を構成している。
　モールド樹脂部６０は、例えば、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）等の熱硬化性樹脂で構成される。モールド樹脂部６０は、図１４における左側（後述する負荷側）に開口部６２を有し、その反対側（後述する反負荷側）に軸受支持部６１を有する。ロータ３は、開口部６２からステータ５の内側の中空部分に挿入される。
　モールド樹脂部６０の開口部６２には、金属製のブラケット１５が取り付けられている。このブラケット１５には、回転シャフト１１を支持する一方の軸受１２が保持される。また、ブラケット１５の外側には、軸受１２への水等の侵入を防止するためのキャップ１４が取り付けられている。軸受支持部６１には、回転シャフト１１を支持するもう一方の軸受１３が保持されている。
　回転シャフト１１は、ステータ５から図１４における左側に突出しており、その先端部１１ａには、例えば送風機の羽根車が取り付けられる。そのため、回転シャフト１１の突出側（図１４の左側）を「負荷側」と称し、反対側（図１４の右側）を「反負荷側」と称する。
　ステータ５の反負荷側には、基板７が配置されている。基板７には、磁気センサ７１と、電動機１を駆動するための駆動回路７２とが実装されている。磁気センサ７１は、ロータ３に取り付けられたセンサマグネット３６に対向するように配置されている。駆動回路７２は、図１０に示した駆動装置１０１である。但し、駆動回路７２は、基板７上ではなく、電動機１の外部に設けることもできる。
　また、基板７には、リード線７３が配線されている。リード線７３は、ステータ５のコイル５５に電力を供給するための電源リード線と、磁気センサ７１の信号を外部に伝達するためのセンサリード線とを含む。モールド樹脂部６０の外周部には、リード線７３を外部に引き出すためのリード線口出し部品７４が取り付けられている。
　上述した樹脂部４は、ロータコア３０の内周側に設けられているが、ロータコア３０の軸方向両端面も覆っている。また、樹脂部４の一部が磁石挿入孔３１の内部に入り込んでいることが望ましい。これにより、永久磁石３５の磁石挿入孔３１からの脱落を防止することができる。
　ロータコア３０には、環状のセンサマグネット（すなわち位置検出用マグネット）３６が取り付けられている。センサマグネット３６は、ロータコア３０の軸方向において基板７に対向する側に配置され、樹脂部４に囲まれて保持されている。センサマグネット３６は、ロータ３の極数と同数の磁極を有し、周方向に等間隔で配置されている。センサマグネット３６の着磁方向は軸方向であるが、これには限定されない。
　磁気センサ７１は、例えばホールＩＣで構成され、ロータ３のセンサマグネット３６に対向するように配置されている。磁気センサ７１は、センサマグネット３６からの磁束（Ｎ／Ｓ）の変化に基づき、ロータ３の周方向における位置（すなわち回転位置）を検出し、検出信号を出力する。磁気センサ７１は、ホールＩＣに限らず、ＭＲ素子（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ－Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、磁気インピーダンス素子であってもよい。
　磁気センサ７１の検出信号は、駆動回路７２に出力される。なお、駆動回路７２が電動機１の外部に配置されている場合には、磁気センサ７１の検出信号はセンサリード線を介して駆動回路７２に出力される。駆動回路７２は、磁気センサ７１からの検出信号に基づき、ステータ５に対するロータ２の相対的な回転位置に応じてコイル５５に流す電流を制御する。
　ここではセンサマグネット３６と磁気センサ７１を用いてロータ３の回転位置を検出する例について説明したが、コイル５５に流れる電流等からロータ３の回転位置を推定するセンサレス制御を行っても良い。
　また、ここでは、ステータ５がモールド樹脂部６０で覆われている構成について説明したが、ステータ５がシェルの内側に焼き嵌めにより固定された構成を採用してもよい。また、図１４を参照して説明した電動機１Ａの構成は、ロータ３および樹脂部４を除き、実施の形態１の電動機１にも適用される。
　図１５は、実施の形態１の電動機１と実施の形態２の電動機１Ａとで、減磁電流に対する減磁率の変化を比較して示すグラフである。図１５において、曲線Ｓ１は、実施の形態１の電動機１のデータを示し、曲線Ｓ２は、実施の形態２の電動機１Ａのデータを示す。減磁電流とは、ステータ磁束を発生するためにコイル５５に流す電流を言う。
　実施の形態２の電動機１Ａは、コンシクエントポール型のロータ３を有しているため、永久磁石３５の数が実施の形態１の電動機１よりも少ない。そのため、ステータ磁束によって減磁する部分が少なく、永久磁石３５の減磁が生じにくい。その結果、実施の形態２の電動機１Ａでは、減磁電流を増加させた場合の減磁率の上昇が、実施の形態１の電動機１よりも低く抑えられる。
＜実施の形態の効果＞
　以上説明したように、実施の形態２の電動機１Ａは、実施の形態１で説明した効果に加えて、ロータ３がコンシクエントポール型であって永久磁石３５の数が少なく、従って減磁が生じる部分が少ないため、永久磁石３５の減磁をより効果的に防止することができる。
　また、ロータコア３０と回転シャフト１１との間に、非磁性材料で形成された樹脂部４（すなわち支持部）が設けられているため、コンシクエントポール型のロータで発生しやすい回転シャフト１１への磁束漏れを抑制することができる。
　なお、ここでは、ロータコア３０と回転シャフト１１との間に樹脂部４を設けたが、樹脂部４を設けずに、実施の形態１のロータコア２０（図２）のように、ロータコア３０に回転シャフト１１を直接固定してもよい。また、実施の形態１のロータコア２０と回転シャフト１１との間に、実施の形態２のような樹脂部４を設けてもよい。
＜空気調和装置＞
　次に、上述した各実施の形態の電動機を適用した空気調和装置について説明する。図１６（Ａ）は、各実施の形態の電動機が適用可能な空気調和装置５００の構成を示す図である。空気調和装置５００は、室外機５０１と、室内機５０２と、これらを接続する冷媒配管５０３とを備える。室外機５０１は、送風機（すなわち室外送風機）５１０を有する。
　図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）に示した線分１６Ｂ－１６Ｂにおける断面図である。室外機５０１は、ハウジング５０８と、ハウジング５０８内に固定されたフレーム５０９とを有する。フレーム５０９には、送風機５１０の駆動源としての電動機１が、ネジ等により固定されている。電動機１の回転シャフト１１には、ハブ５１２を介して羽根車（羽根部）５１１が取り付けられている。
　図１７は、空気調和装置５００の冷媒回路を示す模式図である。空気調和装置５００は、圧縮機５０４と、凝縮器５０５と、絞り装置（減圧装置）５０６と、蒸発器５０７とを備える。圧縮機５０４、凝縮器５０５、絞り装置５０６および蒸発器５０７は、冷媒配管５０３によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機５０４、凝縮器５０５、絞り装置５０６および蒸発器５０７の順に、冷媒が循環する。
　圧縮機５０４、凝縮器５０５および絞り装置５０６は、室外機５０１に設けられている。蒸発器５０７は、室内機５０２に設けられている。この室内機５０２には、蒸発器５０７に室内の空気を供給する送風機（すなわち室内送風機）５２０が設けられている。
　空気調和装置５００の動作は、次の通りである。圧縮機５０４は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器５０５は、圧縮機５０４から流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて冷媒配管５０３に送り出す。室外機５０１の送風機５１０は、冷媒が凝縮器５０５で凝縮する際に放出された熱を、室外に放出する。絞り装置５０６は、冷媒配管５０３を流れる冷媒の圧力等を調整する。
　蒸発器５０７は、絞り装置５０６により低圧状態にされた冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発（気化）させて、冷媒配管５０３に送り出す。室内機５０２の送風機５２０は、蒸発器５０７に熱を奪われた空気（すなわち冷風）を室内に供給する。
　上述した各実施の形態の電動機１，１Ａは、永久磁石２５，３５の減磁を抑制するように構成されている。そのため、電動機１を送風機５１０の動力源に用いることにより、長期間に亘って空気調和装置５００の運転効率を向上し、消費エネルギーを低減することができる。
　なお、ここでは、各実施の形態の電動機１，１Ａを室外機５０１の送風機（すなわち室外送風機）５１０の駆動源として用いたが、室内機５０２の送風機（すなわち室内送風機）５２０の駆動源として用いても良い。また、各実施の形態の電動機１，１Ａは、送風機に限らず、例えば圧縮機５０４の駆動源として用いてもよい。
　また、各実施の形態の電動機１，１Ａは、空気調和装置５００に限らず、例えば、換気扇、家電機器あるいは工作機械の電動機として利用してもよい。
　以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変形を行なうことができる。
　１，１Ａ　電動機、　２，３　ロータ、　４　樹脂部（支持部）、　５　ステータ、　６　モールドステータ、　７　基板、　１０　エアギャップ、　１１　回転シャフト、　２０　ロータコア、　２０ａ　外周部（第１の外周部）、　２０ｂ　外周部（第２の外周部）、　２１　磁石挿入孔、　２２　フラックスバリア、　２３　中心孔、　２５　永久磁石、　２５ａ　外側端部、　２５ｂ　内側端部、　２５ｃ　側端部、　２５ｅ　外側角部、　３０　ロータコア、　３０ａ　外周部（第１の外周部）、　３０ｂ　外周部（第２の外周部）、　３１　磁石挿入孔、　３２　フラックスバリア、　３３　内周、　３５　永久磁石、　３５ｃ　側端部、　３５ｅ　外側角部、　３６　センサマグネット、　４１　内筒部、　４２　連結部、　４３　外筒部、　５０　ステータコア、　５０ａ　外周、　５０ｂ　内周、　５１　ティース、　５２　ヨーク、　５３　スロット、　５４　絶縁部、　５５　コイル、　６０　モールド樹脂部、　１０１　駆動装置、　１０２　コンバータ、　１０３　インバータ、　１０５　制御装置、　１０６　ＣＰＵ、　１０７　インバータ駆動回路、　１０８　電流検出回路、　５００　空気調和装置、　５０１　室外機、　５０２　室内機、　５０３　冷媒配管、　５０４　圧縮機、　５０５　凝縮器、　５０６　絞り装置、　５０７　蒸発器、　５１０　送風機（室外送風機）、　５１１　羽根車（羽根部）、　５２０　送風機（室内送風機）。

Claims (14)

  1. 　磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
    　前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
    　を備え、
    　前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
    　前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
    　Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０
    を満足する
    　電動機。
  2. 　磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
    　前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
    　を備え、
    　前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に３ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
    　前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
    　Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０
    を満足する
    　電動機。
  3. 　前記永久磁石の前記径方向の厚さは、４ｍｍ以下である
    　請求項１または２に記載の電動機。
  4. 　前記ロータは、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の中心に極中心を有し、前記周方向における前記磁石挿入孔の外側に極間を有し、
    　前記ロータの外周は、前記極中心を通って延在する第１の外周部と、前記極間を通って延在する第２の外周部とを有し、
    　前記第１の外周部から前記ステータまでの距離は、前記第２の外周部から前記ステータまでの距離よりも近い
    　請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
  5. 　前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の端部が位置している
    　請求項４に記載の電動機。
  6. 　前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記径方向の外側の角部が位置している
    　請求項４または５に記載の電動機。
  7. 　前記ロータは、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の少なくとも一方の側に、前記磁石挿入孔につながる空隙を有し、
    　前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記径方向の外側の角部が、前記空隙の内部に位置し、前記ロータコアには接していない
    　請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
  8. 　前記永久磁石によって第１の磁極が構成され、
    　前記ロータコアの一部によって第２の磁極が構成される
    　請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
  9. 　回転シャフトと、
    　前記回転シャフトと前記ロータコアとの間に設けられ、非磁性材料で形成された支持部と
    　を備えた請求項８に記載の電動機。
  10. 　前記永久磁石の保磁力の前記下限値Ｈｃｔは、前記電動機の使用温度範囲の最高温度での保磁力である
    　請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
  11. 　Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧの値が、７５０Ａ／ｍｍ以上である
    　請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
  12. 　前記コイルに電流を供給するインバータと、前記インバータを制御する制御装置とを有し、
    　前記制御装置は、前記インバータの電流値が前記過電流閾値を超えると、前記インバータを停止する
    　請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
  13. 　請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機と、
    　前記電動機によって回転する羽根部と
    　を備えた送風機。
  14. 　室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管とを備え、
    　前記室外機および前記室内機の少なくとも一方は、請求項１３に記載の送風機を有する
    　空気調和装置。
PCT/JP2018/024407 2018-06-27 2018-06-27 電動機、送風機および空気調和装置 WO2020003414A1 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/059,511 US11949290B2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Motor that suppresses demagnetization of permanent magnet, fan, and air conditioner
CN201880094688.0A CN112335156B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 电动机、送风机以及空调装置
JP2020526785A JP7038819B2 (ja) 2018-06-27 2018-06-27 電動機、送風機および空気調和装置
PCT/JP2018/024407 WO2020003414A1 (ja) 2018-06-27 2018-06-27 電動機、送風機および空気調和装置
KR1020207036435A KR102579646B1 (ko) 2018-06-27 2018-06-27 전동기, 송풍기 및 공기 조화 장치
EP24162208.3A EP4358369A2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Motor, fan, and air conditioner
EP18924086.4A EP3817194A4 (en) 2018-06-27 2018-06-27 ELECTRIC MOTOR, BLOWER AND AIR CONDITIONING DEVICE
KR1020237024737A KR20230114323A (ko) 2018-06-27 2018-06-27 전동기, 송풍기 및 공기 조화 장치
CN202311524434.7A CN117559686A (zh) 2018-06-27 2018-06-27 电动机、送风机以及空调装置
US18/422,285 US20240171023A1 (en) 2018-06-27 2024-01-25 Motor that suppresses demagnetization of permanent magnet, fan, and air conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/024407 WO2020003414A1 (ja) 2018-06-27 2018-06-27 電動機、送風機および空気調和装置

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/059,511 A-371-Of-International US11949290B2 (en) 2018-06-27 2018-06-27 Motor that suppresses demagnetization of permanent magnet, fan, and air conditioner
US18/422,285 Continuation US20240171023A1 (en) 2018-06-27 2024-01-25 Motor that suppresses demagnetization of permanent magnet, fan, and air conditioner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020003414A1 true WO2020003414A1 (ja) 2020-01-02

Family

ID=68986711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/024407 WO2020003414A1 (ja) 2018-06-27 2018-06-27 電動機、送風機および空気調和装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11949290B2 (ja)
EP (2) EP4358369A2 (ja)
JP (1) JP7038819B2 (ja)
KR (2) KR102579646B1 (ja)
CN (2) CN112335156B (ja)
WO (1) WO2020003414A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111555481A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
CN111555480A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
WO2022258385A2 (en) 2021-06-07 2022-12-15 Unilever Ip Holdings B.V. Compositions and methods for controlling sweat production
KR20230065631A (ko) * 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 현대케피코 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101892843B1 (ko) * 2017-02-09 2018-08-28 박용식 트랜스포머 침대
JP6952765B2 (ja) * 2017-03-27 2021-10-20 三菱電機株式会社 電動機および空気調和装置
EP3618228B1 (de) * 2018-08-30 2021-06-02 Etel S.A. Statoranordnung für einen rotatorischen synchronmotor
KR20200086087A (ko) * 2019-01-08 2020-07-16 엘지이노텍 주식회사 모터
US11973370B2 (en) * 2021-03-15 2024-04-30 Anhui Meizhi Precision Manufacturing Co., Ltd. Motor, compressor and refrigeration device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001178046A (ja) 1993-12-28 2001-06-29 Sanyo Electric Co Ltd 圧縮機
JP2013162557A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Suzuki Motor Corp 電動回転機
JP2015159691A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 学校法人 東洋大学 永久磁石回転電機及び永久磁石回転電機制御装置
WO2017077590A1 (ja) * 2015-11-04 2017-05-11 三菱電機株式会社 ステータ、電動機、圧縮機、及び冷凍空調装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5666015A (en) 1993-04-30 1997-09-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Electric motor for a compressor with a rotor with combined balance weights and oil separation disk
JP3371314B2 (ja) * 1995-03-24 2003-01-27 セイコーエプソン株式会社 Ｄｃブラシレスモータおよび制御装置
WO1998019389A1 (fr) * 1996-10-31 1998-05-07 Ebara Corporation Machine tournante a regulateur et inverseur integres
CN1287503C (zh) * 2002-03-20 2006-11-29 大金工业株式会社 永久磁铁型电动机及使用该电动机的压缩机
JP2004173415A (ja) 2002-11-20 2004-06-17 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石型回転電機及び風力発電用永久磁石型発電機
JP2004260926A (ja) 2003-02-26 2004-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機およびそれを搭載した電動圧縮機
JP5863410B2 (ja) * 2011-11-16 2016-02-16 信越化学工業株式会社 回転子及びスポーク型ｉｐｍ永久磁石式回転機
WO2013114542A1 (ja) 2012-01-30 2013-08-08 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機の回転子、及びこの回転子を備えた電動機、及びこの電動機を備えた圧縮機、及びこの圧縮機を備えた空気調和機
WO2014068655A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機及びそれを備えた冷凍空調装置
EP2933903B1 (en) * 2012-12-12 2020-01-22 Mitsubishi Electric Corporation Rotor for motor
KR101701102B1 (ko) 2014-01-06 2017-01-31 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 영구 자석형 회전 전기
JP5963835B2 (ja) 2014-12-03 2016-08-03 三菱電機株式会社 圧縮機
JP2017028862A (ja) 2015-07-22 2017-02-02 三菱電機株式会社 回転子、回転電機、電動圧縮機および冷凍空調装置
JP6568999B2 (ja) * 2015-07-31 2019-08-28 日産自動車株式会社 永久磁石同期モータ
JP6585974B2 (ja) 2015-09-07 2019-10-02 アイチエレック株式会社 永久磁石電動機
JP6452841B2 (ja) * 2015-11-02 2019-01-16 三菱電機株式会社 電動機、ロータ、圧縮機および冷凍空調装置
DE112015007131T5 (de) * 2015-11-18 2018-08-02 Mitsubishi Electric Corporation Elektromotor und Klimaanlage
WO2017158680A1 (ja) 2016-03-14 2017-09-21 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置用の３相２重化モータ装置
JP6645351B2 (ja) * 2016-05-12 2020-02-14 スズキ株式会社 回転電機
US11456632B2 (en) 2016-07-15 2022-09-27 Mitsubishi Electric Corporation Consequent-pole type rotor, electric motor, air conditioner, and method for manufacturing consequent-pole type rotor
JP2017153356A (ja) 2017-03-31 2017-08-31 三菱電機株式会社 電動機及び圧縮機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001178046A (ja) 1993-12-28 2001-06-29 Sanyo Electric Co Ltd 圧縮機
JP2013162557A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Suzuki Motor Corp 電動回転機
JP2015159691A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 学校法人 東洋大学 永久磁石回転電機及び永久磁石回転電機制御装置
WO2017077590A1 (ja) * 2015-11-04 2017-05-11 三菱電機株式会社 ステータ、電動機、圧縮機、及び冷凍空調装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111555481A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
CN111555480A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
CN111555480B (zh) * 2020-05-26 2021-04-30 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
WO2022258385A2 (en) 2021-06-07 2022-12-15 Unilever Ip Holdings B.V. Compositions and methods for controlling sweat production
KR20230065631A (ko) * 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 현대케피코 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터
KR102621457B1 (ko) 2021-11-05 2024-01-05 주식회사 현대케피코 웨지 로터 타입 매입형 영구자석 모터

Also Published As

Publication number Publication date
CN112335156B (zh) 2023-11-21
JPWO2020003414A1 (ja) 2020-12-17
KR102579646B1 (ko) 2023-09-15
EP4358369A2 (en) 2024-04-24
JP7038819B2 (ja) 2022-03-18
CN112335156A (zh) 2021-02-05
KR20230114323A (ko) 2023-08-01
US11949290B2 (en) 2024-04-02
EP3817194A4 (en) 2021-06-23
EP3817194A1 (en) 2021-05-05
US20210211003A1 (en) 2021-07-08
US20240171023A1 (en) 2024-05-23
KR20210011967A (ko) 2021-02-02
CN117559686A (zh) 2024-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7038819B2 (ja) 電動機、送風機および空気調和装置
JP6964672B2 (ja) ロータ、電動機、送風機および空気調和装置
US11342802B2 (en) Consequent-pole type rotor, electric motor, compressor, blower, and air conditioner
US11394260B2 (en) Rotor, motor, fan, and air conditioning apparatus
US20110241467A1 (en) Permanent magnet motor
WO2022019074A1 (ja) 電動機
JPWO2022019074A5 (ja)
US10784733B2 (en) Motor and air conditioning apparatus
JP7098047B2 (ja) モータ、ファン、および空気調和機
US11909259B2 (en) Stator, motor, fan, air conditioner, and method for manufacturing stator
WO2021171385A1 (ja) 送風機および空気調和装置
US20230006489A1 (en) Motor, fan, and air conditioner
WO2023073757A1 (ja) ロータ、電動機、送風機および空気調和装置
JP2005192264A (ja) 電動機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18924086

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020526785

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207036435

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018924086

Country of ref document: EP

Effective date: 20210127