[發(fā)明專利]永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)和使用其的壓縮機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410382523.7
• 申請(qǐng)日: 2014-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104578493B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丸山惠理;高橋曉史;妹尾正治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng)
• 主分類號(hào): H02K1/27
• 分類號(hào): H02K1/27
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)和使用其的壓縮機(jī)。

背景技術(shù)

作為壓縮機(jī)等中使用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，廣泛采用在轉(zhuǎn)子中埋設(shè)永磁鐵的埋入永磁鐵(Interior Permanent Magnet，以下簡(jiǎn)稱為IPM)結(jié)構(gòu)。

作為具有IPM結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，專利文獻(xiàn)1中記載了如下那樣的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)：該永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中定子具有凸極集中繞組，轉(zhuǎn)子隔著旋轉(zhuǎn)間隙相對(duì)于該定子配置，在內(nèi)部在周向上配置固定有多個(gè)永磁鐵，并且在其間具有輔助凸極。在該永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的槽數(shù)之比為2∶3，并且，當(dāng)令定子的槽距(slot pitch)為τs(電角)時(shí)，永磁鐵的定子側(cè)的面的周向?qū)挾认鄬?duì)于定子的軸所成的角度θ(電角)為(n＝1或2，m＝1、2或3)。由此，降低脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩(cogging torque)或無(wú)負(fù)載感應(yīng)電壓的波形失真(波形變形)。

此外，專利文獻(xiàn)2中記載了如下那樣的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)：該永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中定子被實(shí)施集中卷繞的電樞繞組而形成，轉(zhuǎn)子在形成于轉(zhuǎn)子鐵心的多個(gè)永磁鐵插入孔中收納有永磁鐵。在該永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，在永磁鐵的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵心，形成有從轉(zhuǎn)子的內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)延伸的多個(gè)狹縫，使狹縫的周向?qū)挾仍诙ㄗ予F心的外周側(cè)比在內(nèi)周側(cè)更窄，且將相鄰的狹縫間的距離配置成轉(zhuǎn)子鐵心的外周側(cè)的距離比內(nèi)周側(cè)的距離更窄，并且，以轉(zhuǎn)子鐵心的磁極角度以電角計(jì)在90度到120度范圍的方式在轉(zhuǎn)子鐵心的外周面的極間形成有凹部。由此，感應(yīng)電壓波形接近正弦波，能降低諧波。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2001-251827號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2005-27422號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明想要解決的技術(shù)問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1中記載的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，使永磁鐵的外周面的寬度相對(duì)于軸所成的角度在一定值以下時(shí)能夠減少漏磁通。但由于永磁鐵的外周面的寬度減小，因此存在磁鐵磁通降低、輸出降低的可能性。

另一方面，在專利文獻(xiàn)2中記載的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，通過(guò)在轉(zhuǎn)子鐵心設(shè)置以電角計(jì)在90度到120度范圍的凹部，能夠降低漏磁通。但專利文獻(xiàn)2中記載的轉(zhuǎn)子形狀在旋轉(zhuǎn)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在q軸電感Lq、鐵損和磁鐵渦電流損耗增大、輸出降低的可能性。

于是，本發(fā)明提供能夠提高輸出的埋入型的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)和使用其的壓縮機(jī)。

用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括：具有永磁鐵的轉(zhuǎn)子；和隔著間隙與轉(zhuǎn)子相對(duì)地配置的定子，定子具有2∶3集中繞組，轉(zhuǎn)子具有埋設(shè)永磁鐵的轉(zhuǎn)子鐵心，在轉(zhuǎn)子鐵心的外周面，在轉(zhuǎn)子的相鄰的極之間設(shè)有凹部，凹部的開(kāi)度(開(kāi)口程度)以電角計(jì)為約60°以上。

另外，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的壓縮機(jī)包括：吸入制冷劑來(lái)將其壓縮并排出的壓縮機(jī)構(gòu)部；和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)部的永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)，永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)為上述永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高永磁鐵旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出并且提高壓縮機(jī)的效率。

上述之外的問(wèn)題、結(jié)構(gòu)和效果通過(guò)以下實(shí)施方式的說(shuō)明可明確。

附圖說(shuō)明

圖1表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施例的埋入型的永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)。

圖2是關(guān)于集中繞組2∶3系列的磁鐵磁通利用狀態(tài)的研究結(jié)果。

圖3表示轉(zhuǎn)子的截面形狀。

圖4表示本實(shí)施例的永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的矢量圖。

圖5表示凹部的開(kāi)度與磁鐵中產(chǎn)生的渦電流損耗的關(guān)系。

圖6表示轉(zhuǎn)子的徑向的尺寸與作用于轉(zhuǎn)子的離心力的關(guān)系。

圖7表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施例的埋設(shè)型的永磁鐵式同步電動(dòng)機(jī)。

圖8表示作為本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓縮機(jī)的截面結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1……轉(zhuǎn)子

2……轉(zhuǎn)子鐵心

3……永磁鐵

4……永磁鐵收納孔

5……凹部

6……曲柄軸(crank shaft)

7……肋(rib)

9……定子

11……齒(teeth)

13……固定渦盤(pán)(scroll)部件

14……端板

15……渦旋狀渦齒(wrap)

16……旋轉(zhuǎn)渦盤(pán)部件

17……端板

18……渦旋狀渦齒

19a、19b……壓縮室