CN106134046B - 永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置 - Google Patents

永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106134046B
CN106134046B CN201580016849.0A CN201580016849A CN106134046B CN 106134046 B CN106134046 B CN 106134046B CN 201580016849 A CN201580016849 A CN 201580016849A CN 106134046 B CN106134046 B CN 106134046B
Authority
CN
China
Prior art keywords
line
permanent magnet
rotor
insertion holes
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201580016849.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106134046A (zh
Inventor
仁吾昌弘
马场和彦
土田和庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN106134046A publication Critical patent/CN106134046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106134046B publication Critical patent/CN106134046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • 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
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/023—Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of reciprocating-piston type
    • 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
    • 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]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

永磁体埋入型电动机具备转子以及定子，所述转子具有永磁体，转子具备转子铁心，转子铁心具有磁体***孔以及多条狭缝，在转子铁心的磁体***孔各自的径向外侧的部分配置有多条狭缝，磁体***孔弯曲成圆弧状，该圆弧形状的凸部侧配置于转子的中心侧，所述磁体***孔具有第一线、第二线以及一对第三线，第一线位于比第二线靠径向外侧的位置，第三线分别将第一线与第二线连结，第一线包括圆弧部以及一对凹部，凹部分别位于第一线的圆弧部的端部。

Description

永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
技术领域
本发明涉及永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置。
背景技术
在专利文献1的电动机中，在转子的永磁体的径向外侧的铁芯部分设置从磁体***孔的径向外侧朝向转子的外周面延伸的狭缝，从而使得q轴相位的定子磁通难以与永磁体的径向外侧的铁芯部分交链，由此减弱了转子磁吸引力的失衡，并减弱了振动和噪声。
另外，电动机以组装入转子的各永磁体的截面呈弧状的方式形成，并使得上述各永磁体以凸部侧朝向径向内侧的方式配置于转子铁芯。
通过以该方式配置，能够将磁体表面的面积设计得较大，并能够使永磁体的磁通增加而增大马达的驱动转矩，由此能够实现小型化或者提高驱动效率。
专利文献1：日本特开2001－37186号
在使用圆弧形状的永磁体的情况下，一般如专利文献1那样配置为使得圆弧凸向径向内侧，从而磁体以及磁体***孔的圆弧侧面配置为接近转子外周面。相对于磁极中心的铁芯部，转子外周的磁体以及磁体***孔的圆弧侧面部的透磁率更低，因此，利用定子线圈而产生的磁通难以交链。因此，定子通电时的磁通集中于与磁体***孔的圆弧侧面部相邻的磁体***孔圆弧表面端部的铁芯部分，并且，在设置有狭缝的情况下，由于磁通的路径被切断，因此产生磁通的局部集中。由此，在转子外周表面产生磁通密度的失衡，因磁通密度的失衡而产生电磁激振力，从而成为振动的原因。另外，存在如下课题：若利用定子线圈而产生的磁通变大，则与圆弧表面端部的铁芯部分接近的永磁体的表面端部容易退磁。
发明内容
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种永磁体埋入型电动机，所述永磁体埋入型电动机具有用于减弱转子磁吸引力的失衡的狭缝，并且能够抑制转子外周表面磁通密度的失衡而减弱振动，其中，所述转子外周表面磁通密度的失衡由以马达驱动时的旋转方向为起因的磁通分布引起。
为了实现上述目的，本发明的永磁体埋入型电动机具备转子以及定子，上述转子具有永磁体，在上述永磁体埋入型电动机中，上述转子具备转子铁心，上述转子铁心具有磁体***孔以及狭缝，上述永磁体***于上述磁体***孔，上述磁体***孔弯曲成圆弧状，该圆弧状的凸部侧配置于上述转子的中心侧，在上述转子铁心的上述磁体***孔的径向外侧的部分配置有上述狭缝，上述磁体***孔具有第一线、第二线以及一对第三线，上述第一线位于比上述第二线靠径向外侧的位置，上述第三线分别将上述第一线与上述第二线连结，上述第一线包括圆弧部以及一对凹部，上述凹部分别位于上述第一线的圆弧部的端部。
并且，用于实现相同目的的本发明的压缩机在密闭容器内具备电动机以及压缩单元，上述电动机是上述本发明的永磁体埋入型电动机。
并且，用于实现相同目的的本发明的制冷空调装置包括上述本发明的压缩机作为制冷回路的构成要素。
根据本发明，能够几乎不改变使得因定子磁通而产生的磁吸引力减弱的效果，能够抑制转子外周表面的磁通密度的失衡而减弱振动。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1的永磁体埋入型电动机的与旋转中心线正交的截面的图。
图2是放大示出图1中的转子的图。
图3是放大示出图2中磁体***孔以及多条狭缝的图。
图4是示出图3中永磁体未***于磁体***孔的状态的图。
图5是与图3相同方式的图，是对磁体***孔的各部分的尺寸进行说明的图。
图6是在磁体***孔不具有凹部的相关技术的与图2对应的图。
图7是在磁体***孔不具有凹部的相关技术的与图3对应的图。
图8是示出对相关技术的在将电流施加于马达而进行驱动时的线圈产生的感应电压进行解析并进行FFT处理的结果的图表。
图9是示出对相关技术的感应电压解析结果的21次分量、与本实施方式1的感应电压解析结果的21次分量进行比较的结果的图表。
图10是本发明的实施方式2所涉及的与图3相同方式的图。
图11是本发明的实施方式3的回转式压缩机的纵剖视图。
图12是示出本发明的实施方式4的制冷空调装置的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在附图中，相同的附图标记表示相同或者相应的部分。
实施方式1.
图1是示出本实施方式1所涉及的永磁体埋入型电动机的与旋转中心线正交的截面的图。图2是放大示出图1中的转子的图。图3是放大示出图2中的磁体***孔以及多条狭缝的图。图4是示出图3中永磁体未***于磁体***孔的状态的图。
如图1～图4所示，永磁体埋入型电动机1具备：定子3；以及转子5，其与上述定子3对置，并设置成能够旋转。定子3具有多个齿部7。多个齿部7分别经由对应的插槽部9而与其它齿部7相邻。多个齿部7与多个插槽部9配置为在周向上交替且等间隔地排列。省略图示的公知的定子绕组分别以公知的方式卷绕于多个齿部7。
转子5具有转子铁芯11以及转轴13。转轴13通过烧嵌、压入等而与转子铁芯11的轴心部连结，从而向转子铁芯11传递旋转能量。在转子的外周面与定子的内周面之间确保有气隙15。
在这样的结构中，转子5被保持为在隔着气隙15的定子3的内侧以旋转中心线(转子的旋转中心)CL为中心而旋转自如。具体而言，以频率与指示转速同步的电流对定子3通电，由此产生旋转磁场而使转子5旋转。定子3与转子5之间的气隙15为0.3mm～1mm的空隙。
接下来，对定子3和转子5的结构进行详细的说明。定子3具有定子铁芯17。将每张厚度为0.1mm～0.7mm左右的电磁钢板冲裁为规定形状，以铆接的方式将规定张数的电磁钢板紧固连结并使它们层叠，由此构成定子铁芯17。这里，使用板厚为0.35mm的电磁钢板。
在定子铁芯17，在其径向内侧形成有在周向上以大致相等的间隔排列的9个齿部7。齿部7形成为放射状。而且，在定子铁芯17中相邻的齿部7之间的区域，形成有对应的插槽部9。
齿部7分别沿径向延伸，并朝向旋转中心线CL突出。另外，齿部7的大部分从径向外侧至径向内侧具有大致相等的周向宽度，但在齿部7的处于径向最内侧的前端部形成有齿顶部7a。齿顶部7a分别形成为其两侧部在周向上扩展的伞状形状。
在齿部7卷绕有构成产生旋转磁场的线圈(未图示)的定子绕组(未图示)。线圈通过将线圈线经由绝缘体直接卷绕于齿部而形成。将该绕组方式称为集中绕组。而且，线圈以3相Y形连接的方式接线。线圈的匝数、线径根据所要求的特性(转速或转矩等)、电压规格、插槽的截面积而决定。这里，为了容易绕线而使分割齿展开为带状，将线径左右的线圈线以80匝左右卷绕于各磁极的齿部，在绕线之后，将分割齿倒圆为环状并进行焊接而构成定子。
在定子3的中心附近，配置有被保持为能够旋转的转轴13。而且，转子5与该转轴13嵌合。转子5具有转子铁芯11，该转子铁芯11也与定子铁芯17相同，通过将厚度为0.1mm～0.7mm左右的电磁钢板冲裁为规定形状，以铆接的方式将规定张数的电磁钢板紧固连结并使它们层叠而构成。这里，使用板厚为0.35mm的电磁钢板。
转子5是磁体埋入型的，在转子铁芯11的内部，设置有N极与S极交替地被磁化的多个(在本具体例中为6个)永磁体19。在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，永磁体19分别弯曲为圆弧状，并且该圆弧状的凸部侧配置于转子5的中心侧。另外，永磁体19分别以相对于所对应的磁极中心线MC线对称的方式弯曲。
更详细而言，在转子铁芯11形成有数量与多个永磁体19对应的磁体***孔21，在多个磁体***孔21分别***有对应的永磁体19。在一个磁体***孔21***有一个永磁体19。另外，由此可知，凹部61和磁体***孔21分别以相对于所对应的磁极中心线MC线对称的方式弯曲。
此外，转子5的磁极数只要是达到2个极以上则其数量是任意的，但在本例中，举例示出了6个极的情况。这里，对于永磁体19使用铁氧体磁体，使铁氧体磁体的内周面和外周面形成为恒定的同心圆弧状，将铁氧体磁体的弯曲径向上的厚度维持为相同的6mm左右。
另外，对于永磁体19使用如图3的箭头MD所示那样从同心圆弧的中心施加有取向磁场的磁体(即，磁化方向MD的磁体)，并且针对沿着该磁体的形状的磁体***孔而将磁体***。
此外，磁体的种类例如可以使用以钕、铁、硼为主要成分的稀土类磁体，同样，关于磁体的形状，也不限定于圆弧形状，可以为平板状，或者也可以是配置多个平板状的磁体而构成磁极的方式。
在转子铁芯11的磁体***孔21各自的径向外侧的部分，设置有多条狭缝31a。多条狭缝31a分别是从对应的磁体***孔21的径向外侧的孔划分部(后述的孔外侧线55)的附近延伸至转子外周面5a附近的空隙部分。
转子铁芯11针对1个磁极而设有2条狭缝31a。狭缝31a分别以其长轴方向朝向相对于所对应的磁极中心线MC大致平行的方向的方式而延伸，2条狭缝31a形成为相对于磁极中心线MC而线对称。另外，2条狭缝31a设置于比磁极中心线MC接近后述的孔边侧线57的位置。
在磁极中心线MC上设置有铆接部33，由此，使得转子5中磁体***孔21的径向外侧的铁芯部分的层叠固定，从而抑制了制造时的变形。
在磁体***孔21的径向内侧，设置有在周向上交替且等间隔地排列的多个风孔35和多个铆钉孔37，铆接部33还设置于对应的铆钉孔37与对应的一对磁体***孔21之间。
此外，对狭缝的作用进行说明。永磁体埋入型电动机1在转子5的永磁体19的径向外侧具有铁芯部分，因此，存在如附图标记Md所示那样定子磁通难以交链的磁极中心线方向的d轴方向、以及如附图标记Mq所示那样定子磁通容易交链的与磁极中心线垂直的方向的q轴方向。具有如下优点：能够通过其磁阻的凸极差而利用磁阻转矩，能够通过使d轴相位的电流流动而进行减弱磁场运转(field weakening operation)。
但是，在转子5的旋转中心相对于定子3的旋转中心偏离的情况下、或者旋转磁场产生失衡的情况下，存在如下课题：q轴相位的定子磁通与转子永磁体的径向外侧的铁芯部分进行交链时的转子磁吸引力产生失衡，从而使得振动变大。
具体而言，本例中使用6个极的转子，从而在6处部位存在永磁体的径向外侧的铁芯部分。在该情况下，q轴相位的定子磁通与永磁体的径向外侧的铁芯部分进行交链时的转子磁吸引力的失衡在转子旋转1圈的过程中产生6次，并且产生转速的6倍次数的分量的振动。另外，列举不同的例子，在使用4个磁体的永磁体埋入型电动机中，在转子的旋转中心相对于定子的旋转中心偏离的情况下、或者旋转磁场产生失衡的情况下，产生转速的4倍次数的分量的振动。
因此，为了抑制上述振动，在转子的永磁体的径向外侧的铁芯部分设置从磁体***孔的径向外侧朝向转子的外周面延伸的狭缝(空隙部)，从而q轴相位的定子磁通难以与永磁体的径向外侧的铁芯部分交链，使得转子磁吸引力的失衡减弱，从而使得振动减弱。为了减弱由定子磁通引起的转子的磁吸引力的失衡，优选q轴相位的定子磁通难以交链的狭缝形状，具体而言，狭缝为如下形状是有效的：从磁体***孔的径向外侧至转子外周面的附近，沿相对于对应的磁极中心线MC大致平行的方向(长轴方向)延伸，并且短轴方向(与长轴方向正交的方向)上的宽度较宽。
另外，在狭缝31a与磁体***孔21之间设置有铁芯薄壁部39，在狭缝31a与转子外周面5a之间也设置有铁芯薄壁部39。为了使q轴相位的定子磁通难以交链，优选使铁芯薄壁部39各自尽量变得狭窄，这里，将铁芯薄壁部的最小宽度(狭缝与磁体***孔的最小间隔、或者狭缝与转子外周面的最小间隔)设定为能够进行冲压的最小宽度亦即电磁钢板的板厚的0.35mm左右。由此，狭缝31a从转子外周面5a的附近至磁体***孔21的附近较长地延伸。
另外，关于狭缝的宽度(短轴方向)，最宽部分的宽度为0.5mm～3mm左右。即，对于狭缝的宽度及配置而言，形成为使得由定子磁通引起的转子的磁吸引力的失衡(6次分量的振动)减弱的结构。
另外，优选地，狭缝具有对永磁体的磁通朝向进行限制的作用，转子外周面的磁通密度分布形成为在转子的磁极中心线处凸出的正弦波状的分布。因此，现有的狭缝一般以在狭缝的长轴方向的朝向相对于磁极中心线大致平行的方向、或者在狭缝的转子外周侧的前端朝向磁极中心线侧的方向上相对于磁极中心线而线对称的形式形成。即，相邻的狭缝间的铁芯部分的宽度一般形成为从磁体***孔侧朝向转子外周面恒定，或者从磁体***孔侧朝向转子外周面变窄。这样，转子外周面附近的铁芯的磁通密度构成为在磁极中心线附近变高，利用狭缝使转子外周面的磁通密度分布形成为在转子的磁极中心线处凸出的正弦波状的分布，从而还具有减弱振动的效果。
接下来，对永磁体19以及磁体***孔21进行详细的说明。在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，永磁体19以及磁体***孔21分别形成为相对于对应的磁极中心线MC而线对称。
在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，永磁体19分别具有内侧外表面43、外侧外表面45以及一对侧方外表面47。此外，在以旋转中心线CL为垂线的面中观察，内侧外表面以及外侧外表面的外侧以及内侧表示相对比较靠向径向的内侧以及外侧中的哪一方。
另外，在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，磁体***孔21分别具有作为第一线的孔外侧线55、作为第二线的孔内侧线53、以及作为一对第三线的一对孔边侧线57而形成孔的轮廓。此外，在以旋转中心线CL为垂线的面中观察，孔内侧线以及孔外侧线的外侧以及内侧也表示相对比较靠向径向的内侧以及外侧中的哪一方。
外侧外表面45的大部分由基于第一圆弧半径的第一圆弧面构成，孔外侧线55的大部分也由基于第一圆弧半径的第一圆弧面55a构成。另一方面，内侧外表面43由基于比第一圆弧半径大的第二圆弧半径的第二圆弧面43a以及直线式面49构成，同样地，孔内侧线53由基于第二圆弧半径的第二圆弧面53a以及直线式面59构成。
此外，由于形成为永磁体19***于磁体***孔21内的关系，因此，与磁体***孔21有关的第一圆弧半径以及第二圆弧半径、和与永磁体19有关的第一圆弧半径以及第二圆弧半径从极其严格的角度来看并不不同，但是永磁体19处于紧密地嵌入于磁体***孔21的关系，并且，为了便于理解说明，在永磁体侧与磁体***孔侧使用共用的用语。
第一圆弧半径与第二圆弧半径具有共用的半径中心，该共用的半径中心处于比永磁体19以及磁体***孔21靠径向外侧的位置，并且处于对应的磁极中心线ML上。换言之，内侧外表面43(孔内侧线53)与外侧外表面45(孔外侧线55)构成为同心圆状，并且第一圆弧面的中心与第二圆弧面的中心与永磁体的取向中心(取向焦点)一致。此外，图3中的附图标记MD的箭头示意性地表示取向的方向。
在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察，直线式面49以及直线式面59沿与磁极中心线MC正交的方向延伸。
另外，一对侧方外表面47分别将内侧外表面43以及外侧外表面45的对应的端部彼此连结，一对孔边侧线57分别将孔内侧线53以及孔外侧线55的对应的端部彼此连结。
磁体***孔21的孔外侧线55分别包括占据孔外侧线55的大部分的第一圆弧面55a、以及一对凹部61。一对凹部61位于孔外侧线55的第一圆弧面55a的两侧，即，位于孔外侧线55中的对应的孔边侧线57侧的端部。凹部61分别朝向周向上的对应的磁极中心线MC延伸。凹部61的底部分别形成为圆弧状。
如图5所示，在磁体***孔21***了永磁体19的状态下，磁体***孔21的凹部61与永磁体19的外侧外表面45大幅分离，在凹部61与外侧外表面45之间产生作为非磁性区域的空隙61a。凹部61的深度D(凹部61的底部与永磁体19的外侧外表面45的距离)与永磁体19的厚度T相比非常小，例如为1mm左右。
磁体***孔21的孔边侧线57配置为与转子外周面5a接近。磁体***孔21的孔边侧线57与转子外周面5a之间存在壁厚相同的侧端薄壁部11a。上述侧端薄壁部11a分别成为相邻的磁极间的短路磁通的路径，因此，优选为尽量减薄。这里，作为能够进行冲压的最小宽度而设定为电磁钢板的板厚程度的0.35mm。
此外，对在以转子5的旋转中心线CL为垂线的截面中观察的、第一线(孔外侧线55)、第二线(孔内侧线53)以及第三线(孔边侧线57)进行说明。第一线位于比第二线靠径向外侧的位置，并包括：主圆弧部55a，其沿着与永磁体的磁化方向MD大致垂直的转子外径侧(径向外侧)的假想圆弧VO；以及一对凹部61。主圆弧部55a沿着上述假想圆弧VO，在图3中，是以假想圆弧VO上的2点P1为两端的部分。另外，作为一个例子，主圆弧部55a仅具有沿着假想圆弧VO的部分。一对凹部61位于主圆弧部55a的两侧，即，主圆弧部55a夹于一对凹部61之间。换言之，一对凹部61分别位于第一线(孔外侧线55)的对应的端部。第一线是以假想圆弧VO上的2点P2为两端的部分，凹部61分别是以假想圆弧VO上的P1和假想圆弧VO上的P2为两端的部分。
第二线(孔内侧线53)沿着与永磁体的磁化方向MD大致垂直的转子中心侧(径向内侧)的假想圆弧VI而延伸。另外，作为一个例子，第二线具有沿着假想圆弧VI的部分、以及表示直线式面59的直线。第二线在图3中是以假想圆弧VI上的2点P3为两端的部分。
第三线(孔边侧线57)是将第一线与第二线连结的部分。具体而言，是将作为第一线的末端的P2与作为第二线的末端的P3连结的部分。一对凹部61是在假想圆弧VO上具有末端的第一线的一部分，并非第三线的一部分。另外，根据图3可知，永磁体以使得永磁体的一部分与作为凹部61的两端的P1和P2之间面对面的方式配置。此外，永磁体的磁通在磁化方向上产生。即，与磁化方向大致垂直的面是指产生磁通的面。而且，可知在第三线的方向上未产生磁通。
接下来，参照图6及图7所示的相关技术，对本实施方式1的永磁体埋入型电动机的作用进行说明。图6及图7分别是在磁体***孔不具有上述凹部61的相关技术的、与图2及图3对应的图。
上述磁体***孔的孔边侧线与转子外周面之间的侧端薄壁部因相邻的磁极间的短路磁通而产生磁饱和，从而具有抑制磁通以磁饱和以上的程度流通的作用。因此，侧端薄壁部成为相对于磁极中心的铁芯部而透磁率较低、且利用定子线圈产生的磁通难以交链的区域。因此，定子通电时的磁通MS避开磁体***孔的孔边侧线，集中在磁体***孔的孔外侧线的靠近孔边侧线的端部与狭缝之间的区域A。而且，在如图6及图7所示的相关技术那样在磁体***孔未设置凹部的转子中，通过对处于一个磁极的一对区域A的比较来看，可知由于马达驱动时的旋转方向所引起的磁通分布，与另一方的铁芯部A相比，磁通更集中于一方的铁芯部A。由此，在转子外周表面产生磁通密度的失衡，因磁通密度的失衡而产生的电磁激振力，从而成为振动的原因。
图8是对相关技术的在将电流施加于马达而进行驱动时的线圈产生的感应电压进行解析并进行FFT处理的结果。以作为感应电压的基波分量的3次分量(机械角)为基准(100％)而表示高次分量的含有率。在高次分量中，21次分量的含有率较大，这是由以上记载的转子外周表面的磁通密度的失衡引起的。由此，产生电磁激振力，从而成为振动的原因。
与此相对，在本实施方式1中，在磁体***孔的孔外侧线的孔边侧线侧的端部形成凹部。由此，能够抑制马达驱动时转子外周表面的磁通密度的失衡。图9示出其结果，并示出对相关技术的感应电压解析结果的21次分量、与本实施方式1的感应电压解析结果的21次分量进行比较的结果。根据图9可知，根据本实施方式1，与相关技术相比，使得21次分量减少至33％，由此，能够抑制电磁激振力的产生，从而能够减弱振动。
另外，如图2～图5所示，由于形成为如下结构：在磁体***孔的径向外侧的铁芯部分，当狭缝形成于从磁极中心线离开的位置时，即，当狭缝形成于与磁体***孔的孔边侧线接近的位置时，磁通的路径容易被狭缝切断，因此，容易产生磁通的局部集中，从而如本实施方式1那样通过设置凹部而产生的效果较大。
并且，作为本实施方式1的其它作用，存在如下优点。在永磁体以及磁体***孔弯曲为圆弧状、且该圆弧状的凸部侧配置于转子中心侧的方式中，为了扩大磁体表面积，优选以使得磁体的侧方外表面与转子外周面尽量接近的方式进行配置。但是，在上述相关技术的结构中，可知永磁体的外侧外表面的靠近侧方外表面的端部容易退磁，从而需要在永磁体的侧方外表面与磁体***孔的孔边侧线之间设置空隙等对策，因此，无法充分地扩大磁体表面。
与此相对，在本实施方式1中，由于上述凹部的存在，使得磁体***孔的孔外侧线的靠近孔边侧线的部分从永磁体的外侧外表面离开，因此，定子磁通难以与永磁体交链，能够构成难以退磁的马达。因此，能够将永磁体配置为使得永磁体的侧方外表面本身与磁体***孔的孔边侧线接近或者抵接，因此，能够将磁体表面的面积设计为较大，并能够增加永磁体的磁通而增大马达的驱动转矩，由此能够实现小型化或者提高驱动效率。此外，因凹部而产生的空隙成为非磁性体的部分，因此优选通过将凹部的深度D设为永磁体的厚度T的30％以下而形成为从磁体产生的磁通量难以减小的结构。
如以上说明，根据本实施方式1，具有用于减弱转子磁吸引力的失衡的狭缝，并且能够抑制以马达驱动时的旋转方向为起因的磁通分布所引起的转子外周表面的磁通密度的失衡，从而能够减弱振动。
实施方式2.
接下来，对本发明的实施方式2进行说明。图10是本实施方式2所涉及的与图3相同方式的图。此外，本实施方式2除了以下说明的部分以外的部分与上述实施方式1相同。
在本实施方式2的转子105中，在各磁极形成有相对于磁极中心线MC而线对称的5条狭缝31a、31b、31c。5条狭缝31a、31b、31c的长轴方向朝向相对于对应的磁极中心线MC而大致平行的方向，在磁极中心线MC形成有1条狭缝31b，在相对于磁极中心线MC而线对称的位置形成有4条狭缝31a、31c。
一对狭缝31a与实施方式1的方式相同，设置于比磁极中心线MC更接近对应的孔边侧线57的位置。磁极中心线MC上的狭缝31b位于铆接部33的径向外侧。一对狭缝31c位于磁极中心线MC上的狭缝31b与对应的狭缝31a的中间(与磁极中心线MC正交的方向上的中间)。
在这样构成的本实施方式2中，也能获得与上述实施方式1相同的优点。
实施方式3.
接下来，对搭载有上述实施方式的永磁体埋入型电动机的回转式压缩机进行说明。此外，本发明包括搭载有上述实施方式中的任意方式的永磁体埋入型电动机的压缩机，但是压缩机的种类并不限定于回转式压缩机。
图11是搭载有永磁体埋入型电动机的回转式压缩机的纵剖视图。回转式压缩机260在密闭容器261内具备上述实施方式1或2的永磁体埋入型电动机(电动单元)1、以及压缩单元262。虽未图示，但在密闭容器261的底部贮存有对压缩单元的各滑动部进行润滑的冷冻机油。
作为主要单元，压缩单元262包括：缸体263，其设置为上下层叠的状态；旋转轴264，其是借助永磁体埋入型电动机1而旋转的转轴13；活塞265，其嵌合***于旋转轴264；叶片(未图示)，其将缸体263内部划分为吸入侧和压缩侧；上下一对上部框架266和下部框架267，它们供旋转轴264以旋转自如的方式嵌合***，并将缸体263的轴向端面封闭；以及***268，其分别装配于上部框架266和下部框架267。
永磁体埋入型电动机1的定子3通过烧嵌或者焊接等方法而直接安装并保持于密闭容器261。从固定于密闭容器261的玻璃端子269对定子3的线圈供给电力。
转子5隔着空隙(气隙15)而配置于定子3的内径侧，并且经由转子5的中心部的旋转轴264而被压缩单元262的轴承部(上部框架以及下部框架)保持为旋转自如的状态。
接下来，对上述回转式压缩机的动作进行说明。从蓄积器270供给的制冷剂气体被从固定于密闭容器261的吸入管271向缸体263内吸入。通过对逆变器的通电而使永磁体埋入型电动机1旋转，由此使得与旋转轴264嵌合的活塞265在缸体263内旋转。由此，在缸体263内进行制冷剂的压缩。
制冷剂在从***经过之后在密闭容器261内上升。此时，冷冻机油混入于压缩后的制冷剂。对于该制冷剂与冷冻机油的混合物，当从设置于转子铁芯的风孔通过时，制冷剂与冷冻机油的分离得到促进，从而能够防止冷冻机油向排出管272流入。这样，压缩后的制冷剂从设置于密闭容器261的排出管272通过而被向制冷循环的高压侧供给。
此外，对于回转式压缩机的制冷剂，可以使用以往便存在的R410A、R407C、R22等，但是也能够应用低GWP(地球暖化系数)的制冷剂等任意制冷剂。根据防止地球暖化的观点，优选低GWP制冷剂。作为低GWP制冷剂的代表例，存在以下制冷剂。
(1)在组成中具有碳的双键的卤化烃：例如HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO是Hydro-Fluoro-Olefin的简写，Olefin是具有一个双键的不饱和烃。此外，HFO-1234yf的GWP为4。
(2)在组成中具有碳的双键的烃：例如R1270(丙烯)。此外，GWP为3，比HFO-1234yf小，但可燃性比HFO-1234yf大。
(3)含有在组成中具有碳的双键的卤化烃或者在组成中具有碳的双键的烃的至少一种的混合物：例如HFO-1234yf与R32的混合物等。HFO-1234yf是低压制冷剂，因此压力损失变大，制冷循环(特别是在蒸发器中)的性能容易降低。因此，与HFO-1234yf相比，作为高压制冷剂的R32或者R41等的混合物在实用方面变得有利。
即使在以上述方式构成的回转式压缩机中，通过使用上述永磁体埋入型电动机，从而也具有用于减弱转子磁吸引力失衡的狭缝，并且能抑制以马达驱动时的旋转方向为起因的磁通分布所引起的转子外周表面的磁通密度的失衡，由此能够减弱振动。
实施方式4.
另外，如图12举例所示，本发明还能够作为制冷空调装置380而实施，上述制冷空调装置380包含上述压缩机260作为制冷回路的构成要素。此外，在制冷空调装置380的制冷回路中，至少包含冷凝器381、蒸发器382以及膨胀装置383，但是包含上述冷凝器381、蒸发器382、以及膨胀装置383的压缩机以外的构成单元的结构并未特别限定。
以上参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体的说明，但不言而喻，本领域技术人员能够基于本发明的基本技术思想及启示而获得各种变更的方式。
附图标记的说明
1...永磁体埋入型电动机；3...定子；5...转子；5a...转子外周面；11...转子铁心；19...永磁体；21...磁体***孔；31a...狭缝；53...孔内侧线；55...孔外侧线；55a...主圆弧部；57...孔边侧线；61...凹部；260...回转式压缩机；261...密闭容器；380...制冷空调装置。

Claims (8)

1.一种永磁体埋入型电动机，其具备转子以及定子，所述转子具有永磁体，其中，
所述转子具备转子铁心，
所述转子铁心具有磁体***孔以及狭缝，
所述永磁体***于所述磁体***孔，
所述磁体***孔弯曲成圆弧状，该圆弧状的凸部侧配置于所述转子的中心侧，
在所述转子铁心的所述磁体***孔的径向外侧的部分配置有所述狭缝，
所述磁体***孔具有第一线、第二线以及一对第三线，
所述第一线位于比所述第二线靠径向外侧的位置，
所述第三线分别将所述第一线与所述第二线连结，
所述永磁体的外侧外表面的大部分由第一圆弧面构成，所述磁体***孔的所述第一线由所述第一圆弧面和位于所述第一圆弧面的两端的一对凹部构成，所述一对凹部分别仅处于所述第一线上，
所述永磁体的内侧外表面和所述磁体***孔的所述第二线由一对第二圆弧面和直线式面构成，
作为所述第二圆弧面的半径的第二圆弧面半径比作为所述第一圆弧面的半径的第一圆弧面半径大，所述第一圆弧半径与所述第二圆弧半径具有共用的半径中心。
2.根据权利要求1所述的永磁体埋入型电动机，其中，
所述狭缝设置于比磁极中心线接近所述第三线的位置。
3.根据权利要求1或2所述的永磁体埋入型电动机，其中，
在所述狭缝与所述磁体***孔之间、以及该狭缝与转子外周面之间，分别设置有铁芯薄壁部。
4.根据权利要求1或2所述的永磁体埋入型电动机，其中，
在所述永磁体***于所述磁体***孔的状态下，在所述凹部与所述永磁体之间产生空隙。
5.根据权利要求1或2所述的永磁体埋入型电动机，其中，
所述凹部的深度为所述永磁体的厚度的30％以下。
6.根据权利要求1或2所述的永磁体埋入型电动机，其中，
所述永磁体是铁氧体磁体或者稀土类磁体。
7.一种压缩机，其在密闭容器内具备电动机以及压缩单元，其中，
所述电动机是权利要求1～6中任一项所述的永磁体埋入型电动机。
8.一种制冷空调装置，其中，
所述制冷空调装置包括权利要求7所述的压缩机作为制冷回路的构成要素。
CN201580016849.0A 2014-04-23 2015-04-16 永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置 Active CN106134046B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/061370 WO2015162713A1 (ja) 2014-04-23 2014-04-23 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置
JPPCT/JP2014/061370 2014-04-23
PCT/JP2015/061707 WO2015163229A1 (ja) 2014-04-23 2015-04-16 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106134046A CN106134046A (zh) 2016-11-16
CN106134046B true CN106134046B (zh) 2019-03-01

Family

ID=53968055

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580016849.0A Active CN106134046B (zh) 2014-04-23 2015-04-16 永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN201520237608.6U Active CN204615531U (zh) 2014-04-23 2015-04-20 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520237608.6U Active CN204615531U (zh) 2014-04-23 2015-04-20 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10090743B2 (zh)
EP (1) EP3136560B1 (zh)
JP (1) JP6184591B2 (zh)
CN (2) CN106134046B (zh)
WO (2) WO2015162713A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105594099B (zh) * 2013-09-25 2018-06-08 三菱电机株式会社 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN108141067B (zh) * 2015-10-27 2020-03-20 三菱电机株式会社 转子、永磁铁嵌入式电动机以及压缩机
DE112016005724T5 (de) * 2016-01-07 2018-09-13 Mitsubishi Electric Corporation Elektromotor mit eingebettetem permanentmagneten, verdichter und kälte- und klimaanlage
CN110011442B (zh) * 2016-06-30 2022-02-11 广东美芝制冷设备有限公司 电动机转子和具有其的电动机、压缩机
JP7185389B2 (ja) * 2017-02-01 2022-12-07 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 空調機用ロータリ圧縮機システム、空調機用ロータリ圧縮機及びモータ
US11411478B2 (en) * 2017-03-03 2022-08-09 Shakti Pumps (I) Ltd. High starting torque direct line operated energy efficient motor
JP2019193353A (ja) * 2018-04-19 2019-10-31 スズキ株式会社 回転電機
KR102647099B1 (ko) * 2018-06-08 2024-03-14 삼성전자주식회사 내부 영구자석 모터
JP2020078200A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 本田技研工業株式会社 回転電機のロータ
JP7293627B2 (ja) * 2018-12-05 2023-06-20 株式会社デンソー 回転電機及び回転電機の製造方法
JP7331356B2 (ja) * 2018-12-14 2023-08-23 Tdk株式会社 永久磁石および回転電機
JP2020108276A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 本田技研工業株式会社 回転電機のロータ
JPWO2020250383A1 (ja) * 2019-06-13 2021-11-18 三菱電機株式会社 圧縮機および空気調和装置
JP7342447B2 (ja) 2019-06-20 2023-09-12 株式会社デンソー 回転電機及び回転電機の製造方法
JP7371361B2 (ja) * 2019-06-20 2023-10-31 株式会社デンソー 回転電機
US20220376569A1 (en) * 2020-02-12 2022-11-24 Mitsubishi Electric Corporation Rotor, motor, fan, and air conditioner

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103138521A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 三星电子株式会社 无刷电机
CN203466649U (zh) * 2012-09-24 2014-03-05 三菱电机株式会社 永磁铁嵌入型电动机

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06339240A (ja) 1993-05-26 1994-12-06 Toshiba Corp 永久磁石形モータ
DE69735741T2 (de) * 1996-02-23 2006-09-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Motor
JPH1198721A (ja) * 1997-09-17 1999-04-09 Toshiba Corp 永久磁石電動機
JP2001037186A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Toshiba Kyaria Kk 永久磁石電動機
US6917133B2 (en) * 2000-08-29 2005-07-12 Hitachi, Ltd. Air conditioner having permanent magnet rotating electric machine
JP2002354727A (ja) 2001-05-21 2002-12-06 Hitachi Ltd 永久磁石を埋設した回転子および回転電機
JP2003153508A (ja) * 2001-08-29 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機
EP1540794A2 (en) 2002-08-28 2005-06-15 Emerson Electric Co. Permanent magnet machine
US7786641B2 (en) * 2005-02-28 2010-08-31 Daikin Industries, Ltd. Magnetic member, rotor and motor
ES2656241T3 (es) * 2007-02-21 2018-02-26 Mitsubishi Electric Corporation Motor síncrono de imanes permanentes y compresor incluido
WO2008113082A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 A.O. Smith Corporation Interior permanent magnet motor including rotor with flux barriers
JP2010068605A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Toshiba Corp 永久磁石回転電機
JP2013118788A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Samsung Electronics Co Ltd ブラシレスモータ
JP2013126291A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Mitsuba Corp ブラシレスモータおよび電動パワーステアリング装置
WO2014045445A1 (ja) 2012-09-24 2014-03-27 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機
WO2014125599A1 (ja) 2013-02-14 2014-08-21 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN103259351A (zh) * 2013-05-13 2013-08-21 广东威灵电机制造有限公司 永磁电机
WO2015037127A1 (ja) 2013-09-13 2015-03-19 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
WO2015162690A1 (ja) 2014-04-22 2015-10-29 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103138521A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 三星电子株式会社 无刷电机
CN203466649U (zh) * 2012-09-24 2014-03-05 三菱电机株式会社 永磁铁嵌入型电动机

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015163229A1 (ja) 2017-04-13
WO2015163229A1 (ja) 2015-10-29
CN204615531U (zh) 2015-09-02
CN106134046A (zh) 2016-11-16
EP3136560B1 (en) 2022-05-04
US20170110944A1 (en) 2017-04-20
EP3136560A4 (en) 2017-11-15
WO2015162713A1 (ja) 2015-10-29
EP3136560A1 (en) 2017-03-01
JP6184591B2 (ja) 2017-08-23
US10090743B2 (en) 2018-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106134046B (zh) 永磁体埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN106256079B (zh) 永磁体埋入式电动机、压缩机、制冷空调装置
JP6109338B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN106464048B (zh) 永磁式旋转电机以及使用该永磁式旋转电机的压缩机
JP6022031B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
JP6689445B2 (ja) 回転子、電動機、圧縮機および送風機
CN105518975B (zh) 永久磁铁埋设式电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN108475948A (zh) 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
WO2015045027A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
WO2014097472A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機および圧縮機
CN105580244B (zh) 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN106233580B (zh) 转子、永久磁铁埋入式电动机以及压缩机
JP6289694B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置
JP5971666B2 (ja) 永久磁石埋込型電動機及び圧縮機
CN108604840A (zh) 电动机、压缩机以及制冷空调装置
US20220286004A1 (en) Rotor, motor, compressor, and air conditioner
US10714993B2 (en) Rotor, interior permanent magnet motor, and compressor
CN204179779U (zh) 永磁铁埋入式电动机、压缩机以及制冷空调装置
WO2015198444A1 (ja) 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant