CN111295823B - 电动机及涡轮压缩机 - Google Patents

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Abstract

支承电线(60)由一条以上导线(61)构成，且以通过多个槽(53)的方式布线，并形成通过通电而产生用于非接触地支承转子(30)的电磁力的绕组部。驱动电线(70)由一条以上导线(71)构成，并以通过多个槽(53)的方式布线，且形成通过通电而产生用于驱动转子(30)旋转的电磁力的绕组部。构成支承电线(60)的每条导线(61)的剖面面积与构成驱动电线(70)的每条导线(71)的剖面面积不同。

Description

电动机及涡轮压缩机
技术领域
本公开涉及一种电动机及涡轮压缩机。
背景技术
迄今，一种电动机(所谓的无轴承电机)已广为人知，其具有非接触地支承驱动轴的功能和驱动驱动轴旋转的功能。例如，专利文献1中记载了一种无轴承电机，其包括配设在定子上的多极的电机绕组、与电机绕组独立且与电机绕组不同的多极的磁支承绕组。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报特开2008－178165号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
在专利文献1那样的无轴承电机(电动机)中，支承电线形成产生用于非接触地支承驱动轴的电磁力(支承力)的绕组部，驱动电线形成产生用于驱动驱动轴旋转的电磁力(驱动力)的绕组部，支承电线和驱动电线以通过分别形成在多个齿之间的多个槽的方式布线。为了制造这样的电动机，能够想到：用共用的导线构成支承电线和驱动电线，按照支承电线和驱动电线分别所需要占有的占空系数(通过槽的导线的总剖面面积占槽的剖面面积的比率)，调节构成支承电线的导线的条数和构成驱动电线的导线的条数。然而，在用共用的导线构成支承电线和驱动电线的情况下，难以做到既确保电线所需要占有的占空系数又提高电线的设计自由度。
于是，本公开的目的在于：提供一种电动机，能够做到既确保电线所需要占有的占空系数又提高电线的设计自由度。
－用以解决技术问题的技术方案－
第一方面的公开涉及一种电动机，该电动机包括转子30和定子40。所述定子40具有定子铁芯50、支承电线60以及驱动电线70，所述定子铁芯50具有形成为环状的背轭51和设在该背轭51的内周的多个齿52，所述支承电线60由一条以上导线61构成，且以通过分别形成在多个所述齿52之间的多个槽53的方式布线，并形成通过通电而产生用于非接触地支承所述转子30的电磁力的绕组部，所述驱动电线70由一条以上导线71构成，且以通过多个所述槽53的方式布线，并形成通过通电而产生用于驱动所述转子30旋转的电磁力的绕组部，构成所述支承电线60的每条导线61的剖面面积与构成所述驱动电线70的每条导线71的剖面面积不同。
在上述第一方面中，既能够提高支承电线60和驱动电线70中一电线的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)，又能够减小支承电线60和驱动电线70中另一电线的允许弯曲半径。这样一来，既能够确保电线所需要占有的占空系数又能够提高电线的设计自由度。
第二方面的公开在所述第一方面的公开的基础上，构成所述支承电线60和所述驱动电线70中比率较低的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线60和该驱动电线70中比率较高的电线的每条导线的剖面面积，其中，该比率是通过所述槽53的导线的总剖面面积占该槽53的剖面面积的比率。
在上述第二方面的公开中，能够增大支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)较高的电线的占空系数。这样一来，能够有效地提高槽53内的电线的占空系数(支承电线60的占空系数与驱动电线70的占空系数之和)。
第三方面的公开在所述第一方面的公开的基础上，构成所述支承电线60和所述驱动电线70中通过所述槽53的导线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线60和该驱动电线70中通过该槽53的导线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。
在上述第三方面中，能够减小支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较多的电线(线圈端部容易变得较大的电线)的允许弯曲半径。这样一来，能够容易地实现电动机的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
第四方面的公开在所述第一方面的公开的基础上，构成所述支承电线60和所述驱动电线70中总剖面面积较小的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线60和该驱动电线70中总剖面面积较大的电线的每条导线的剖面面积，其中，该总剖面面积是构成该电线的导线的总剖面面积。
在上述第四方面中，能够增大构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较大的电线的占空系数，其中，该总剖面面积是构成电线的导线的总剖面面积。这样一来，能够有效地提高槽53内的电线的占空系数(支承电线60的占空系数与驱动电线70的占空系数之和)。
第五方面的公开在所述第一方面的公开的基础上，构成所述支承电线60和所述驱动电线70中通过所述槽53的电线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线60和该驱动电线70中通过该槽53的电线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。
在上述第五方面中，能够减小支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较多的电线(线圈端部容易变得较大的电线)的允许弯曲半径。这样一来，能够容易地实现电动机的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
第六方面的公开在所述第一到第五方面中任一方面的公开的基础上，构成所述支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成所述驱动电线70的每条导线71的剖面面积。
在上述第六方面中，既能够有效地增大驱动电线70的占空系数，又能够减小支承电线60的允许弯曲半径。需要说明的是，通过增大驱动电线70的占空系数，能够增大通过驱动电线70的通电而产生的电磁力(用于驱动转子30旋转的电磁力)，其结果是，能够增大转子30的扭矩。因此，通过有效地提高驱动电线70的占空系数，能够容易地确保为了使转子30旋转而需要的电磁力。
第七方面的公开在所述第一到第六方面中任一方面的公开的基础上，所述支承电线60和所述驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部的一部分或全部被该支承电线60和该驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部的一部分或全部覆盖。
在上述第七方面中，能够在支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线(允许弯曲半径较大的电线)的线圈端部与定子铁芯50之间的死角空间(deadspace)中，布置支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线(允许弯曲半径较小的电线)的线圈端部。这样一来，能够容易地实现电动机的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
第八方面的公开在所述第七方面的公开的基础上，所述支承电线60和所述驱动电线70中构成该电线的每条导线的剖面面积较大的电线由分段线圈80构成。
在上述第八方面中，能够使支承电线60和所述驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线容易安装。
第九方面的公开在所述第一到第八方面中任一方面的公开的基础上，所述支承电线60和所述驱动电线70布置为在所述定子40的周向上相邻。
第十方面的公开在所述第九方面的公开的基础上，所述支承电线60和所述驱动电线70以下述方式布线：该支承电线60和该驱动电线70中构成该电线的每条导线的剖面面积较小的电线的一部分或全部被该支承电线60和该驱动电线70中构成该电线的每条导线的剖面面积较大的电线的一部分或全部覆盖。
在上述第十方面中，能够在支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线(允许弯曲半径较大的电线)与齿52之间的死角空间中，布置支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线(允许弯曲半径较小的电线)。这样一来，能够容易地实现电动机的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
第十一方面的公开是一种涡轮压缩机，该涡轮压缩机包括第一到第十方面中任一方面所述的电动机、由所述电动机驱动而旋转的驱动轴12以及与所述驱动轴12相连结的叶轮13。
在上述第十一方面中，在电动机中既能够确保电线所需要占有的占空系数又能够提高电线的设计自由度。
－发明的效果－
根据本公开，既能够确保电线所需要占有的占空系数又能够提高电线的设计自由度。
附图说明
图1是纵向剖视图，示例出涡轮压缩机的构成。
图2是横向剖视图，示例出无轴承电机的构成。
图3是横向剖视图，示例出无轴承电机中产生的磁铁磁通和驱动磁通。
图4是横向剖视图，示例出无轴承电机中产生的磁铁磁通和支承磁通。
图5是横向剖视图，示例出无轴承电机中产生的磁铁磁通、驱动磁通以及支承磁通。
图6是局部剖视图，示例出定子的构成。
图7是局部剖视图，示例出定子的变形例1。
图8是局部剖视图，示例出定子的变形例2。
图9是局部剖视图，示例出定子的变形例3。
图10是局部剖视图，示例出定子的变形例4。
图11是局部俯视图，示例出定子的变形例5。
图12是局部俯视图，示例出定子的变形例6。
图13是局部剖视图，示例出定子的变形例6。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行详细说明。需要说明的是，在图中用同一符号表示相同或相当的部分，不再重复说明。
(涡轮压缩机)
图1示例出实施方式的涡轮压缩机10的构成。涡轮压缩机10构成为对设在制冷剂回路(省略图示)中的制冷剂进行压缩。在该例中，涡轮压缩机10包括壳体11、驱动轴12、叶轮13、一个或多个(在该例中为两个)无轴承电机20、第一触底轴承14、第二触底轴承15、推力磁轴承16、控制部17以及电源部18。
需要说明的是，在下述说明中，“轴向”是指旋转轴方向，即驱动轴12的轴心的方向，“径向”是指与驱动轴12的轴向正交的方向。“外周侧”是指离驱动轴12的轴心较远一侧，“内周侧”是指离驱动轴12的轴心较近一侧。
〔壳体〕
壳体11形成为两端封闭的圆筒状，且布置为圆筒轴线为水平。壳体11内的空间由壁部11a划分开，壁部11a右侧的空间构成收容叶轮13的叶轮室S1，壁部11a左侧的空间构成收容无轴承电机20的电动机室S2。在电动机室S2中，收容有无轴承电机20、第一触底轴承14、第二触底轴承15以及推力磁轴承16，它们固定在电动机室S2的内周壁上。
〔驱动轴〕
驱动轴12设为用于驱动叶轮13旋转。在该例中，驱动轴12在壳体11内沿轴向延伸，并连结叶轮13与无轴承电机20。具体而言，在驱动轴12的一端部固定有叶轮13，在驱动轴12的中间部布置有无轴承电机20。在驱动轴12的另一端部(即，与固定有叶轮13的一端部相反一侧的端部)，设有圆盘状的部分(以下记为“圆盘部12a”)。需要说明的是，驱动轴12由磁性材料(例如铁)构成。
〔叶轮〕
叶轮13通过多个叶片形成为外形近似圆锥形的形状，且与驱动轴12相连结。在该例中，叶轮13以固定在驱动轴12的一端部上的状态，收容在叶轮室S1中。叶轮室S1与吸入管P1和喷出管P2相连。吸入管P1设为用于从外部将制冷剂(流体)引入叶轮室S1。喷出管P2设为用于将在叶轮室S1内被压缩后的高压制冷剂(流体)送回外部。即，在该例中，由叶轮13和叶轮室S1构成压缩机构。
〔无轴承电机(电动机)〕
无轴承电机20具有转子30和定子40，并构成为利用电磁力非接触地支承驱动轴12且利用电磁力驱动驱动轴12旋转。转子30固定在驱动轴12上，定子40固定在壳体11的内周壁上。在该例中，两个无轴承电机20并排布置在驱动轴12的轴向上。需要说明的是，关于无轴承电机20的构成，会在后面详细说明。
〔触底轴承〕
第一触底轴承14设在驱动轴12的一端部(图1中为右端部)附近，第二触底轴承15设在驱动轴12的另一端部(图1中为左端部)附近。第一触底轴承14和第二触底轴承15构成为在无轴承电机20未通电时(即驱动轴12未上浮时)支承驱动轴12。
〔推力磁轴承〕
推力磁轴承16具有第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b，且构成为利用电磁力非接触地支承驱动轴12的圆盘部12a。具体而言，第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b分别具有形成为圆环状的定子铁芯和绕组部(电线)，夹着驱动轴12的圆盘部12a彼此相对，且利用第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b的合成电磁力非接触地支承驱动轴12的圆盘部12a。即，通过对在第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b中流动的电流进行控制，能够控制第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b的合成电磁力而对第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b的相对方向(即轴向，图1中为左右方向)上的驱动轴12的位置进行控制。
〔各种传感器〕
在涡轮压缩机10的各部分，设有位置传感器、电流传感器、转速传感器等各种传感器(省略图示)。例如，在无轴承电机20中，设有位置传感器(省略图示)，其输出与转子30的径向上的位置对应的检测信号；在推力磁轴承16上，设有位置传感器(省略图示)，其输出与驱动轴12的推力方向(轴向)上的位置对应的检测信号。上述位置传感器例如由电涡流式位移传感器构成，其对测量对象物之间的间隙(距离)进行检测。
〔控制部〕
控制部17构成为：为了在驱动轴12被非接触地支承的状态下使驱动轴12的转速达到预设的目标转速，根据来自设在涡轮压缩机10各部分的各种传感器的检测信号和驱动轴12的目标转速等信息，生成并输出电机电压指令值和推力电压指令值。电机电压指令值是用于对供往无轴承电机20的定子40的绕组部(电线)的电压进行控制的指令值。推力电压指令值是用于对供往推力磁轴承16的第一推力电磁铁16a及第二推力电磁铁16b的绕组部(电线)的电压进行控制的指令值。控制部17例如由CPU等运算处理部和存储部等构成，该存储部是存储用于指示运算处理部工作的程序和信息的存储器等。
〔电源部〕
电源部18构成为：根据从控制部17输出的电机电压指令值和推力电压指令值，分别向无轴承电机20的定子40的绕组部(电线)和推力磁轴承16的第一推力电磁铁16a及第二推力电磁铁16b的绕组部(电线)供给电压。电源部18例如由脉宽调制(Pulse WidthModulation，PWM)放大器构成。
通过对施加于无轴承电机20的定子40的绕组部(电线)的电压进行控制，能够控制在定子40的绕组部(电线)中流动的电流而对在无轴承电机20中产生的磁通进行控制。通过对供往推力磁轴承16的第一推力电磁铁16a及第二推力电磁铁16b的绕组部(电线)的电压进行控制，能够控制在第一推力电磁铁16a及第二推力电磁铁16b的绕组部(电线)中流动的电流而对第一推力电磁铁16a和第二推力电磁铁16b的合成电磁力进行控制。
〔无轴承电机的构成〕
图2示例出无轴承电机20的构成。在该例中，无轴承电机20构成交替磁极式无轴承电机(磁铁内置式无轴承电机)。需要说明的是，在图2中，简化绕组部(电线)的图示，并省略剖面线的图示。
〈转子〉
转子30具有转子铁芯31和设在转子铁芯31中的多个(在该例中为四个)永磁铁32。
(转子铁芯)
转子铁芯31由磁性材料(例如叠层钢板)构成，且形成为圆柱状。在转子铁芯31的中央部，形成有供驱动轴12***的轴孔。
(永磁铁)
多个永磁铁32以规定的角度间距布置在转子30的周向上。在该例中，四个永磁铁32以90°的角度间距布置在转子30的周向上。此外，在该例中，四个永磁铁32埋设在转子铁芯31的外周面附近(外周部)，且分别形成为沿转子铁芯31的外周面延伸的形状(圆弧状)。四个永磁铁32的外周面侧为N极，在转子铁芯31的外周面上且位于转子30的周向上四个永磁铁32之间的部分模拟为S极。需要说明的是，四个永磁铁32的外周面侧也可以是S极。在此情况下，在转子铁芯31的外周面上且位于转子30的周向上四个永磁铁32之间的部分模拟为N极。
〈定子〉
定子40具有定子铁芯50、支承电线60以及驱动电线70。
(定子铁芯)
定子铁芯50由磁性材料(例如叠层钢板)构成，且具有背轭51和多个(在该例中为24个)齿52。背轭51形成为环状(在该例中为圆环状)。多个齿52设在背轭51的内周。多个齿52以规定的间距排列在定子40的周向上。根据上述构成方式，在定子40的周向上相邻的两个齿52之间，形成有供支承电线60和驱动电线70通过的槽53。即，在排列在定子40的周向上的多个(在该例中为24个)齿52之间分别形成有多个(在该例中为24个)槽53。
(支承电线)
支承电线60由一条以上导线61构成。导线61由铜等导电材料构成。支承电线60以通过分别形成在多个齿52之间的多个槽53的方式布线，并形成支承绕组部(通过通电而产生用于非接触地支承转子30的电磁力的绕组部)。
在该例中，在定子40中设有三相支承电线(U相支承电线60u、V相支承电线60v以及W相支承电线60w)。在图2之例中，用细点划线圈出的支承电线60相当于U相支承电线60u，用细短线状虚线圈出的支承电线60相当于V相支承电线60v，用细点状虚线圈出的支承电线60相当于W相支承电线60w。需要说明的是，关于支承电线60的构成，会在后面详细说明。
(驱动电线)
驱动电线70由一条以上导线71构成。导线71由铜等导电材料构成。驱动电线70以通过分别形成在多个齿52之间的多个槽53的方式布线，并形成驱动绕组部(通过通电而产生用于驱动转子30旋转的电磁力的绕组部)。
在该例中，在定子40中设有三相驱动电线(U相驱动电线70u、V相驱动电线70v以及W相驱动电线70w)。在图2之例中，用细点划线圈出的驱动电线70相当于U相驱动电线70u，用细短线状虚线圈出的驱动电线70相当于V相驱动电线70v，用细点状虚线圈出的驱动电线70相当于W相驱动电线70w。需要说明的是，关于驱动电线70的构成，会在后面详细说明。
〔无轴承电机的工作情况〕
下面，参照图3～图5对无轴承电机20的工作情况进行说明。需要说明的是，在图3～图5中，简化定子40的图示，并省略驱动轴12的图示。
图3示例出在无轴承电机20中产生的磁铁磁通(由永磁铁32产生的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000091
)和驱动磁通(为了驱动驱动轴12旋转而产生的驱动磁通BM1)。驱动磁通BM1是对应于驱动电线70的绕组部中流动的电流而产生的磁通。无轴承电机20构成为：利用上述的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000092
和驱动磁通BM1的相互作用，来产生用于使驱动轴12旋转的电磁力(图3中为用于使驱动轴12向逆时针方向旋转的驱动扭矩T1)。需要说明的是，在图3中，示出与驱动电线70的绕组部中流动的电流等效的电流IM1。
图4示例出在无轴承电机20中产生的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000101
和支承磁通(为了非接触地支承驱动轴12而产生的支承磁通BS1)。支承磁通BS1是对应于支承电线60的绕组部中流动的电流而产生的磁通。无轴承电机20构成为：利用上述的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000102
和支承磁通BS1的相互作用，来产生用于非接触地支承驱动轴12的电磁力(图4中为向右作用于驱动轴12的支承力F1)。需要说明的是，在图4中，示出与支承电线60的绕组部中流动的电流等效的电流IS1。
图5示例出在无轴承电机20中产生的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000103
驱动磁通BM1以及支承磁通BS1。无轴承电机20构成为：利用上述的磁铁磁通
Figure GDA0003514649870000104
驱动磁通BM1以及支承磁通BS1的相互作用，来同时产生驱动扭矩T1和支承力F1。需要说明的是，图5示出与驱动电线70的绕组部中流动的电流等效的电流IM1、与支承电线60的绕组部中流动的电流等效的电流IS1。
〔电线的构成〕
下面，参照图6对设在定子40中的电线(支承电线60和驱动电线70)的构成进行说明。在该例中，支承电线60由多条(在该例中为9条)导线61构成，驱动电线70由多条(在该例中为4条)导线71构成。在图6中，构成一条支承电线60的9条导线61的线束用点状虚线圈出，构成一条驱动电线70的4条导线71的线束用点状虚线圈出。
在该例中，通过一个槽53的支承电线60与驱动电线70彼此电气绝缘。例如，在通过一个槽53的支承电线60与驱动电线70之间设有绝缘部件(用于使支承电线60与驱动电线70电气绝缘的部件，省略图示)。
需要说明的是，在该例中，支承电线60和驱动电线70分别通过分布绕组在多个齿52之间布线。在一个槽53内，支承电线60相对于驱动电线70布置在径向外侧。
〈构成电线的每条导线的剖面面积〉
如图6所示，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积与构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积不同。在该例中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。
〈槽内的电线的占空系数〉
在该例中，构成支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)较低的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数较高的电线的每条导线的剖面面积。在该例中，槽53内的支承电线60的占空系数小于槽53内的驱动电线70的占空系数。即，通过槽53的支承电线60的导线61的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率小于通过槽53的驱动电线70的导线71的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率。
需要说明的是，槽53内的支承电线60的占空系数为：通过槽53的支承电线60的导线61的总剖面面积占槽53的剖面面积(开口面积)的比率。通过一个槽53的支承电线60的导线61的总剖面面积为：支承电线60通过一个槽53的次数与构成一条支承电线60的导线61的总剖面面积的乘积。
与此相同，槽53内的驱动电线70的占空系数为：槽53内的驱动电线70的导线71的总剖面面积占槽53的剖面面积(开口面积)的比率。一个槽53内的驱动电线70的导线71的总剖面面积为：驱动电线70通过一个槽53的次数与构成一条驱动电线70的导线71的总剖面面积的乘积。
〈通过槽的导线的数量〉
在该例中，构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。在该例中，通过一个槽53的支承电线60的导线61的数量比通过一个槽53的驱动电线70的导线71的数量多。
需要说明的是，通过一个槽53的支承电线60的导线61的数量为：构成一条支承电线60的导线61的数量与支承电线60通过一个槽53的次数的乘积。在图6之例中，通过一个槽53的支承电线60的导线61的数量为54(＝9×6)条。
与此相同，通过一个槽53的驱动电线70的导线71的数量为：构成一条驱动电线70的导线71的数量与驱动电线70通过一个槽53的次数的乘积。在图6之例中，通过一个槽53的驱动电线70的导线71的数量为8(＝4×2)条。
〈构成电线的导线的总剖面面积〉
在该例中，构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较小的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较大的电线的每条导线的剖面面积，其中，该总剖面面积是构成电线的导线的总剖面面积。在该例中，构成支承电线60的导线61的总剖面面积小于构成驱动电线70的导线71的总剖面面积。具体而言，在图6之例中，构成支承电线60的9条导线61的总剖面面积小于构成驱动电线70的4条导线71的总剖面面积。
〈通过槽的电线的数量〉
在该例中，构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。在该例中，通过槽53的支承电线60的数量比通过槽53的驱动电线70的数量多。
需要说明的是，在图6之例中，通过一个槽53的支承电线60的数量为6条。通过一个槽53的驱动电线70的数量为2条。
〈电线构造的总结〉
综上所述，在该例中，槽53内的支承电线60的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)小于槽53内的驱动电线70的占空系数。通过槽53的支承电线60的导线61的数量比通过槽53的驱动电线70的导线71的数量多。构成支承电线60的导线61的总剖面面积小于构成驱动电线70的导线71的总剖面面积。通过槽53的支承电线60的数量比通过槽53的驱动电线70的数量多。构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。
〔比较例〕
下面，对无轴承电机20的比较例进行说明。此处，举出用共用的导线构成支承电线60和驱动电线70的无轴承电机为例进行说明。即，在该无轴承电机20的比较例中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积与构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积相等。
为了制造上述无轴承电机(无轴承电机20的比较例)，能够想到：用共用的导线构成支承电线60和驱动电线70，按照支承电线60和驱动电线70分别所需要占有的占空系数(通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)，调节构成支承电线60的导线的条数和构成驱动电线70的导线的条数。然而，在用共用的导线构成支承电线60和驱动电线70的情况下，难以做到既确保电线所需要占有的占空系数又提高电线的设计自由度。
例如，为了在上述无轴承电机中提高电线的设计自由度，能够想到：减小构成驱动电线70和支承电线60的共用的导线的剖面面积。即，能够想到：减小构成驱动电线70的导线的剖面面积和构成支承电线60的导线的剖面面积这二者。然而，构成电线的导线的剖面面积越小，电线的占空系数往往越小。因此，用共用的导线构成驱动电线70和支承电线60时，难以确保电线所需要占有的占空系数。另一方面，为了在上述无轴承电机中增大电线的占空系数，能够想到：增大构成驱动电线70和支承电线60的共用的导线的剖面面积。即，能够想到：增大构成驱动电线70的导线的剖面面积和构成支承电线60的导线的剖面面积这二者。然而，构成电线的导线的剖面面积越大，电线的允许弯曲半径往往越大。因此，用共用的导线构成驱动电线70和支承电线60时，难以提高电线的设计自由度。
〔实施方式的效果〕
在该实施方式的无轴承电机20中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积与构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积不同。这样一来，既能够提高支承电线60和驱动电线70中一电线(例如，所需要占有的占空系数较高的电线)的占空系数，又能够减小支承电线60和驱动电线70中另一电线(例如，所需要占有的占空系数较低的电线)的允许弯曲半径。这样一来，既能够确保电线所需要占有的占空系数又能够提高电线的设计自由度。
通过使构成支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)较低的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数较高的电线的每条导线的剖面面积，能够提高支承电线60和驱动电线70中槽53内的占空系数较高的电线的占空系数。这样一来，能够有效地提高槽53内的电线的占空系数(支承电线60的占空系数与驱动电线70的占空系数之和)。
通过使构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积，能够减小支承电线60和驱动电线70中通过槽53的导线的数量较多的电线(线圈端部容易变得较大的电线)的允许弯曲半径。这样一来，能够容易地实现无轴承电机20的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
通过使构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较小的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较大的电线的每条导线的剖面面积，能够提高构成支承电线60和驱动电线70中总剖面面积较大的电线的占空系数，其中，该总剖面面积是构成电线的导线的总剖面面积。这样一来，能够有效地提高槽53内的电线的占空系数(支承电线60的占空系数与驱动电线70的占空系数之和)。
通过使构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积，能够提高支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较多的电线的设计自由度。这样一来，能够减小支承电线60和驱动电线70中通过槽53的电线的数量较多的电线(线圈端部容易变得较大的电线)的允许弯曲半径。其结果是，能够容易地实现无轴承电机20的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
在该例中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。根据上述构成方式，既能够有效地增大驱动电线70的占空系数，又能够减小支承电线60的允许弯曲半径。需要说明的是，通过增大驱动电线70的占空系数，能够增大通过驱动电线70的通电而产生的电磁力(用于驱动转子30旋转的电磁力)，其结果是，能够增大转子30的扭矩。因此，通过有效地提高驱动电线70的占空系数，能够容易地确保为了使转子30旋转而需要的电磁力。
在该例中，槽53内的支承电线60的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)小于槽53内的驱动电线70的占空系数。根据上述构成方式，能够使通过驱动电线70的通电而产生的电磁力(用于驱动转子30旋转的电磁力)大于通过支承电线60的通电而产生的电磁力(用于非接触地支承转子30的电磁力)。这样一来，能够容易地确保为了使转子30旋转而需要的电磁力。
在该例中，构成支承电线60的导线61的总剖面面积小于构成驱动电线70的导线71的总剖面面积。根据上述构成方式，能够使能够流入驱动电线70的电流量比能够流入支承电线60的电流量多。这样一来，能够容易地确保为了使转子30旋转而在驱动电线70中需要的电流量(为了产生电磁力而需要的电流量，该电磁力是为了使转子30旋转而需要的电磁力)。
在该例中，通过槽53的支承电线60的数量比通过槽53的驱动电线70的数量多。根据上述构成方式，能够降低由于驱动转子30旋转而产生的感应功率。这样一来，能够抑制随转子30的转速上升而引起的感应功率升高。
因为在无轴承电机20中既能够确保电线所需要占有的占空系数又能够提高电线的设计自由度，所以能够使无轴承电机20的线圈端部较小。这样一来，因为能够缩短无轴承电机20中的电线的布线长度，所以能够减少电线的铜损。并且，因为能够缩短无轴承电机20的线圈端部的轴向长度，所以能够缩短驱动轴12的轴向长度。其结果是，能够将涡轮压缩机10小型化(具体而言，是缩短涡轮压缩机10的轴向长度)。并且，因为能够提高驱动轴12的临界转速，所以能够提高驱动轴12的转速。
(定子的变形例1～3)
下面，参照图7～图9对定子40的变形例1～3进行说明。图7、图8、图9分别示例出定子40的变形例1、2、3。
如图7、图8、图9所示，支承电线60和驱动电线70也可以布置为在定子40的周向上相邻。即，支承电线60和驱动电线70也可以以下述方式在多个齿52之间布线：在一个槽53内支承电线60与驱动电线70在定子40的周向上相邻。
此外，支承电线60和驱动电线70也可以以下述方式布线：支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的一部分或全部被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的一部分或全部覆盖。即，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线也可以相对于该支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线位于离齿52较近一侧，该支承电线60和该驱动电线70沿构成一个槽53的周向上的两侧面的两个齿52中的一个齿52通过槽53。在此情况下，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线未被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线覆盖。
在图7所示的定子40的变形例1中，支承电线60和驱动电线70分别通过分布绕组在多个齿52之间布线。构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。支承电线60和驱动电线70以下述方式布线：支承电线60的一部分或全部被驱动电线70的一部分或全部覆盖。即，沿齿52布线的支承电线60相对于沿该齿52布线的驱动电线70位于离齿52较近一侧。需要说明的是，在图7之例中，驱动电线70未被支承电线60覆盖。
在图8所示的定子40的变形例2中，支承电线60通过集中绕组卷绕在多个齿52上，驱动电线70通过分布绕组在多个齿52之间布线。构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。支承电线60和驱动电线70以下述方式布线：支承电线60的一部分或全部被驱动电线70的一部分或全部覆盖。即，卷绕在齿52上的支承电线60相对于沿该齿52布线的驱动电线70位于离齿52较近一侧。需要说明的是，在图8之例中，驱动电线70未被支承电线60覆盖。
在图9所示的定子40的变形例3中，支承电线60和驱动电线70分别通过集中绕组卷绕在多个齿52上。构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。支承电线60和驱动电线70以下述方式布线：支承电线60的一部分或全部被驱动电线70的一部分或全部覆盖。即，卷绕在齿52上的支承电线60相对于卷绕在该齿52上的驱动电线70位于离齿52较近一侧。需要说明的是，在图9之例中，驱动电线70未被支承电线60覆盖。
在图7、图8、图9之例中，槽53内的支承电线60的占空系数(即通过槽53的导线的总剖面面积占槽53的剖面面积的比率)小于槽53内的驱动电线70的占空系数。
在图7、图8、图9之例中，通过槽53的支承电线60的导线61的数量比通过槽53的驱动电线70的导线71的数量多。具体而言，通过槽53的支承电线60的导线61的数量如下：图7之例中为81(＝9×9)条，图8之例中为144(＝9×8×2)条，图9之例中为180(＝9×10×2)条。另一方面，通过槽53的驱动电线70的导线71的数量如下：图7和图8之例中为16(＝4×4)条，图9之例中为40(＝4×5×2)条。
在图7、图8、图9之例中，构成支承电线60的导线61的总剖面面积小于构成驱动电线70的导线71的总剖面面积。
在图7、图8、图9之例中，通过槽53的支承电线60的数量比通过槽53的驱动电线70的数量多。具体而言，通过槽53的支承电线60的数量如下：图7之例中为9条，图8之例中为16(＝8×2)条，图9之例中为20(＝10×2)条。另一方面，通过槽53的驱动电线70的数量如下：图7和图8之例中为4条，图9之例中为10(＝5×2)条。
〔定子的变形例1～3的效果〕
如上所述，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的一部分或全部被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的一部分或全部覆盖，通过以上述方式对支承电线60和驱动电线70进行布线，能够在支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线(允许弯曲半径较大的电线)与齿52之间的死角空间中，布置支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线(允许弯曲半径较小的电线)。这样一来，能够容易地实现无轴承电机20的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
(定子的变形例4～6)
下面，参照图10～图13对定子40的变形例4～6进行说明。图10、图11分别示例出定子40的变形例4、5，图12和图13分别示例出定子40的变形例6。需要说明的是，图10、图11与下述剖面对应，该剖面与驱动轴12的径向正交且通过齿52的径向的中央部。图13与下述剖面对应，该剖面沿驱动轴12的轴向延伸且通过背轭51。
在图10、图11之例中，支承电线60的线圈端部65和驱动电线70的线圈端部75位于齿52的轴向外侧。即，支承电线60的线圈端部65和驱动电线70的线圈端部75未向背轭51一侧(即径向外侧)弯曲。另一方面，在图12、图13之例中，支承电线60的线圈端部65和驱动电线70的线圈端部75向背轭51一侧(即径向外侧)弯曲且位于背轭51的轴向外侧。
如图10、图11、图13所示，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部的一部分或全部也可以被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部的一部分或全部覆盖。即，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部也可以相对于支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部位于离定子铁芯50较近一侧(具体而言，图10和图11之例中为离齿52较近一侧，图13之例中为离背轭51较近一侧)。在此情况下，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部未被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部覆盖。
如图11所示，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线也可以由分段线圈80构成。
在图10所示的定子40的变形例4中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。支承电线60的线圈端部65的一部分或全部被驱动电线70的线圈端部75的一部分或全部覆盖。即，支承电线60的线圈端部65相对于驱动电线70的线圈端部75位于离齿52较近一侧。需要说明的是，在图10之例中，驱动电线70的线圈端部75未被支承电线60的线圈端部65覆盖。
在图11所示的定子40的变形例5中，驱动电线70由分段线圈80构成。分段线圈80由铜等导电材料构成且形成为U字形。在该例中，在分段线圈80嵌到齿52上的状态下将分段线圈80的端部焊接(或压接)到连结部件81上，由此构成驱动电线70。需要说明的是，连结部件81由铜等导电材料构成。即，在该例中可以说：驱动电线70由一条导线71构成，该导线71由分段线圈80和连结部件81构成。
在图11所示的定子40的变形例5中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的分段线圈80的剖面面积(即构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积)。支承电线60的线圈端部65的一部分或全部被驱动电线70的线圈端部75的一部分或全部覆盖。即，支承电线60的线圈端部65相对于驱动电线70的线圈端部75位于离齿52较近一侧。需要说明的是，在图11之例中，驱动电线70的线圈端部75未被支承电线60的线圈端部65覆盖。
在图12、图13所示的定子40的变形例6中，构成支承电线60的每条导线61的剖面面积小于构成驱动电线70的每条导线71的剖面面积。支承电线60的线圈端部65的一部分或全部被驱动电线70的线圈端部75的一部分或全部覆盖。即，支承电线60的线圈端部65相对于驱动电线70的线圈端部75位于离背轭51较近一侧。需要说明的是，在图12、图13之例中，驱动电线70的线圈端部75未被支承电线60的线圈端部65覆盖。
〔定子的变形例4～6的效果〕
如上所述，支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部的一部分或全部被支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部的一部分或全部覆盖，由此能够在支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线(允许弯曲半径较大的电线)的线圈端部与定子铁芯50之间的死角空间中，布置支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较小的电线(允许弯曲半径较小的电线)的线圈端部。这样一来，能够容易地实现无轴承电机20的线圈端部(由支承电线60的线圈端部和驱动电线70的线圈端部构成的部分)的小型化。
由分段线圈80构成支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线，由此能够使支承电线60和驱动电线70中每条导线的剖面面积较大的电线容易安装。
(其他实施方式)
在上述说明中，举出无轴承电机20构成交替磁极式无轴承电机(磁铁内置式无轴承电机)的情况为例，但不限于此，无轴承电机20例如也可以构成磁铁表贴式无轴承电机(省略图示)。
在上述说明中，举出在驱动轴12的轴向上并排布置两个无轴承电机20的情况为例，但不限于此，例如也可以在驱动轴12的轴向上并排布置一个无轴承电机20和一个以上径向磁轴承(省略图示)。
在上述说明中，举出涡轮压缩机10设在制冷剂回路中的情况为例，但涡轮压缩机10也可以设在其他装置或***中，而非制冷剂回路中。
在上述说明中，举出无轴承电机20设在涡轮压缩机10中的情况为例，但无轴承电机20也可以设在其他装置或***中，而非涡轮压缩机10中。
〔其他例子〕
需要说明的是，涡轮压缩机10和无轴承电机20能够采用下述构成例(构成例1～21)。
〈关于构成例1～5〉
当一个槽内收容有剖面形状互不相同的两种绕组(即电线，以下相同)时，由于槽的形状与绕组的形状不同，会导致槽内产生绕组松脱和死角空间，其结果是，可能难以增大槽内的绕组的占空系数。
〈构成例1〉
于是，槽的形状也可以是由与剖面形状不同的两种绕组分别对应的两种形状(对两种绕组而言分别为最佳形状)组合而成的形状。例如，当收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组的剖面形状为四边形且另一绕组的剖面形状为圆形时，槽形状也可以是由与一绕组的剖面形状(四边形)对应的四边形(俯视时的四边形)和与另一绕组的剖面形状(圆形)对应的圆形(俯视时的圆形)组合而成的形状(例如四边形与半圆形的组合)。根据上述构成方式，能够增大槽内的绕组的占空系数，从而能够降低成本。
〈构成例2〉
也可以以下述方式形成多个齿：从齿的基端到顶端(其中，齿顶端的凸缘部除外)齿的宽度恒定。根据上述构成方式，间隙剖面面积的有效铁量达最大，槽的形状为扇状。也可以由分段线圈构成收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组(即，使一绕组的剖面形状为四边形)且使另一绕组的剖面形状为圆形。并且，也可以将剖面形状为四边形状的一绕组收容在形成为扇状的一个槽的中央四角部(位于周向的中央部的空间且俯视时为四边形的空间)，且将剖面形状为圆形的另一绕组收容在该一个槽的两端三角部(位于周向的两端部的空间且俯视时为三角形的空间)。根据上述构成方式，能够增大槽内的绕组的占空系数。此外，能够使绕组的线圈端部较小。而且，因为能够使绕组作业变得简单，所以能够降低成本。
〈构成例3〉
也可以由分段线圈构成收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组。并且，也可以将一绕组(由分段线圈构成的绕组)收容在一个槽的周向的中央部，且将另一绕组收容在该一个槽的周向的两端部。例如，也可以通过集中绕组将另一绕组卷绕在齿上。根据上述构成方式，能够利用收容在槽的周向的中央部的一绕组(即分段线圈)将收容在槽的周向的两端部的另一绕组屏蔽(磁隔离)。这样一来，能够增大槽内的绕组的占空系数。此外，能够使绕组的线圈端部较小。而且，因为能够使绕组作业变得简单，所以能够降低成本。
〈构成例4〉
也可以由分段线圈构成收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组。并且，槽的形状也可以是与由分段线圈构成的一绕组的形状对应的形状。例如，形成槽的定子铁芯的内侧面(具体而言，是背轭的内周面与齿的周向的侧面)中与一绕组(即由分段线圈构成的绕组)接触的部分也可以为平面。根据上述构成方式，能够增大槽内的绕组的占空系数。
〈构成例5〉
也可以由分段线圈构成收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组。也可以将一绕组(由分段线圈构成的绕组)收容在一个槽的周向的中央部。并且，也可以以下述方式形成槽：收容在槽内的两种绕组(某些情况下是两种绕组和绝缘子等附件)不会从槽的开口部脱离。例如，也可以以下述方式形成槽：槽的开口部比收容在槽的周向的中央部的一绕组(由分段线圈构成的绕组)窄。根据上述构成方式，能够防止绕组从槽内脱离。
〈构成例6〉
当将两种绕组中的一绕组以堆叠状卷绕在齿上时，该以堆叠状卷绕的一绕组可能松脱。
于是，也可以在定子铁芯或绕线架绝缘子上设置用于防止松脱的突起。根据上述构成方式，能够防止绕组松脱，从而能够增大槽内的绕组的占空系数。
〈构成例7〉
一般而言，在驱动轴上，轴支承作用点的外侧(轴向外侧)的部分多为比轴支承作用点的内侧(轴向内侧)的部分细的形状。因此，驱动轴的临界转速往往较低。
于是，也可以由分段线圈构成两种绕组中的一绕组。并且，一绕组(由分段线圈构成的绕组)也可以以下述方式收容在槽中：由分段线圈构成的一绕组的两个线圈端部中通过焊接(或压接)形成的线圈端部(轴向长度较长的线圈端部)位于驱动轴的轴支承作用点的内侧(轴向内侧)。根据上述构成方式，能够将由分段线圈构成的一绕组的两个线圈端部中轴向长度较短的线圈端部布置在驱动轴的轴支承作用点的外侧(轴向外侧)。这样一来，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够使驱动轴高速旋转。
〈关于构成例8～10〉
当分别供不同的电流流动的两种绕组收容在一个槽内时，需要在一个槽内使两种绕组彼此电气绝缘。
〈构成例8〉
于是，也可以在收容在一个槽内的两种绕组之间设置使两种绕组电气绝缘的绝缘子(绝缘部件)。例如，也可以是：将两种绕组中的一绕组收容在槽内之后，将绝缘子布置在槽内且将一绕组(收容在槽内的一绕组)固定，然后，将两种绕组中的另一绕组收容在槽内。即，也可以是：一个槽由绝缘子划分成两个空间，该两个空间中分别收容两种绕组。根据上述构成方式，能够使收容在一个槽内的两种绕组电气绝缘。此外，能够提高绝缘作业性。
〈构成例9〉
也可以由分段线圈构成收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组。两种绕组也可以分别被绝缘覆膜覆盖。并且，由分段线圈构成的一绕组的绝缘覆膜的厚度也可以比另一绕组的绝缘覆膜的厚度厚。根据上述构成方式，能够使收容在一个槽内的两种绕组电气绝缘。此外，能够提高绝缘作业性。
〈构成例10〉
收容在一个槽内的两种绕组中的一绕组也可以被绝缘材料包覆。例如，也可以是：将两种绕组中的一绕组收容在槽内之后，对收容在该槽内的一绕组用绝缘材料进行包覆，然后，将两种绕组中的另一绕组收容到槽(收容有用绝缘材料包覆的一绕组的槽)内。根据上述构成方式，能够使收容在一个槽内的两种绕组电气绝缘。此外，能够提高绕组的组装性。
〈构成例11〉
当分别连接到不同的电源电路上的两种绕组收容在一个槽内时，因为两种绕组的基准电位互不相同，所以两种绕组的绝缘保护水平往往较高。
于是，两种绕组和分别与两种绕组相连的电源电路也可以以下述方式接线连接：分别与两种绕组相连的电源电路的接地电平一致。例如，当两种绕组为驱动绕组(即驱动电线，以下相同)和支承绕组(即支承电线，以下相同)时，也可以是驱动绕组的中性点和支承绕组的中性点接线连接，还可以是驱动绕组的中性点和与支承绕组相连的电源电路(例如功率放大器)的接地线接线连接，还可以是支承绕组的中性点和与驱动绕组相连的电源电路(例如逆变器)的接地线接线连接，还可以是与驱动绕组相连的电源电路的接地线和与支承绕组相连的电源电路的接地线接线连接。根据上述构成方式，能够减小收容在一个槽内的两种绕组的电位差。这样一来，能够降低对两种绕组的绝缘保护水平。
〈构成例12〉
当将两种绕组依次收容在一个槽内时，两种绕组中已收容在槽内的一绕组可能因要收容到槽内的另一绕组而受到损伤。
于是，也可以在槽内布置绝缘子(绝缘部件)，其用于保护两种绕组中已收容在槽内的一绕组。需要说明的是，该绝缘子也可以是弯折成U字的板状部件。例如，也可以是：将两种绕组中的一绕组收容到槽的周向的两端部之后，将绝缘子布置在槽内，保证由绝缘子的底部(U字的底部)封住槽的开口部并由绝缘子的一对直线部(U字的直线部)划分出槽的周向的中央部和两端部，然后，将两种绕组中的另一绕组收容到槽的周向的中央部(由绝缘子划分而与槽的周向的两端部划分开的空间)。根据上述构成方式，能够防止槽内的绕组的损伤(两种绕组中已收容在槽内的一绕组因要收容到槽内的另一绕组而受到损伤)。此外，因为能够由绝缘子封住槽的开口部，所以能够防止绕组从槽内脱离。
〈构成例13〉
当将两种绕组收容到一个槽内时，可能因两种绕组的搭接线重叠而导致线圈端部变大。
于是，也可以将两种绕组收容到一个槽的周向的两端部，且将该两种绕组的搭接线分别沿向齿施加张力的方向拉出。例如，也可以是：当使定子的中心轴朝向上下方向且从定子的中心轴观察槽时，将一绕组收容到槽的右端部并将一绕组的搭接线向右方拉出，将另一绕组收容到槽的左端部并将另一绕组的搭接线向左方拉出。根据上述构成方式，既能够对齿施加张力又能够使两种绕组的搭接线互不干扰。这样一来，能够增大槽内的绕组的占空系数。此外，能够使绕组的线圈端部较小。
〈构成例14〉
一般而言，难以增大驱动轴的无轴承电机的外侧(轴向外侧)部分的直径的情况很多。因此，驱动轴的临界转速往往较低。
于是，也可以在驱动轴的无轴承电机的外侧(轴向外侧)部分设置加强套筒。例如，也可以在驱动轴的无轴承电机的外侧(轴向外侧)部分热压配合有加强套筒。需要说明的是，该加强套筒优选由非磁性材料(例如不锈钢)构成。并且，也可以布置位置传感器且保证加强套筒为位置传感器(例如位移传感器)的检测对象。根据上述构成方式，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够实现驱动轴的高速旋转驱动。此外，通过用非磁性材料构成加强套筒，能够实施位移传感器的噪声对策。
〈关于构成例15、16〉
如果将驱动轴的圆盘部(由推力磁轴承非接触地支承的部分)设在驱动轴的轴向的中央部，驱动轴的轴向长度就会较长，因此驱动轴的临界转速会较低。此外，因为驱动轴难以拆卸，所以难以对驱动轴进行维护。
〈构成例15〉
于是，也可以使与驱动轴的叶轮(压缩机构)相连结的部分(轴向的一端部)的直径小于驱动轴的由无轴承电机非接触地支承的部分的直径。并且，也可以将驱动轴的圆盘部(由推力磁轴承非接触地支承的部分)设在驱动轴的直径开始变化的部分(驱动轴的直径开始变小的部分)。根据上述构成方式，能够使驱动轴的轴向长度较短。这样一来，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够实现驱动轴的高速旋转驱动。此外，因为驱动轴容易拆卸，所以容易对驱动轴进行维护。
〈构成例16〉
在所述构成例15的基础上，推力磁轴承的定子也可以具有盖(壁部)的功能，该盖划分开收容叶轮(压缩机构)的叶轮室和收容无轴承电机的电动机室。在推力磁轴承的定子的内周，也可以设置对叶轮室和电动机室进行密封的密封件。
〈构成例17〉
与设有一个无轴承电机的情况相比，如果仅仅设置两个无轴承电机，会让无轴承电机的线圈端部变为原来的两倍。因此，可能导致驱动轴的轴向长度较长，驱动轴的临界转速较低。如果仅仅将两个无轴承电机的绕组简单地连结起来，驱动轴的支承间距离(两个无轴承电机之间的距离)较小而可能难以对绕驱动轴重心的力矩进行控制。
于是，也可以在驱动轴的轴向上的两个无轴承电机之间布置通常的电动机(不具有非接触地支承的功能的电动机)，且用分段线圈将无轴承电机的绕组和通常的电动机的绕组一体地连接起来。根据上述构成方式，与仅仅设置两个无轴承电机的情况相比，能够使两个无轴承电机的线圈端部变为1/2，因此能够缩短驱动轴的轴向长度。这样一来，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够实现驱动轴的高速旋转驱动。
〈构成例18〉
如果在两个无轴承电机之间转子的旋转相位偏移，可能难以对驱动轴进行控制(旋转控制和位置控制)。
于是，也可以设置定位机构。例如，也可以在定子上设置键、键槽、定位销等，且使转子的永磁铁略向销一侧突出。根据上述构成方式，能够抑制两个无轴承电机之间的转子的旋转相位的偏移。
〈关于构成例19、20〉
当将两个无轴承电机设在壳体内时，一般而言，从作业性的观点出发，多在两个无轴承电机的外侧(轴向外侧)设置引线连接部。然而，在这样的构成中，驱动轴的轴支承作用点的外侧(轴向外侧)部分较长，因此驱动轴的临界转速较低。
〈构成例19〉
于是，也可以在壳体的中央部(轴向中央部)设置用于连接的汇流母线(电力线路)和连接器，并在无轴承电机的绕组中用分段线圈准确决定引线位置后设置连接器，在组装时进行连接。根据上述构成方式，能够容易地进行组装布线作业。此外，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够实现驱动轴的高速旋转驱动。
〈构成例20〉
也可以在设在壳体的中央部(轴向中央部)的推力磁轴承的外壳(或固定外壳的部件)上设置汇流母线和连接器。根据上述构成方式，能够容易地进行组装布线作业。此外，因为能够提高驱动轴的临界转速，所以能够实现驱动轴的高速旋转驱动。
〈构成例21〉
如果在一个槽内收容两种绕组，则槽内的绕组的占空系数往往较高。此外，收容在一个槽内的两种绕组的线圈端部往往较大。因此，可能难以在槽内对绕组进行冷却。
于是，也可以在无轴承电机的定子的背轭上设置供制冷剂流动的通孔。根据上述构成方式，能够对收容在一个槽内的两种绕组进行冷却。此外，因为能够提高电流密度，所以能够以同一的大小提高性能(扭矩和支承力)。
还可以将上述实施方式和变形例适当地进行组合后实施。上述实施方式和变形例仅为从本质上说明本发明的优选示例，并没有限制本发明、其应用对象或其用途范围的意图。
－产业实用性－
综上所述，本公开作为一种电动机很有用。
－符号说明－
10 涡轮压缩机
11 壳体
12 驱动轴
13 叶轮
20 无轴承电机(电动机)
30 转子
40 定子
50 定子铁芯
51 背轭
52 齿
53 槽
60 支承电线
61 导线
65 线圈端部
70 驱动电线
71 导线
75 线圈端部
80 分段线圈
81 连结部件

Claims (11)

1.一种电动机，其特征在于：
包括转子(30)和定子(40)，
所述定子(40)具有定子铁芯(50)、支承电线(60)以及驱动电线(70)，
所述定子铁芯(50)具有形成为环状的背轭(51)和设在该背轭(51)的内周的多个齿(52)，
所述支承电线(60)由一条以上导线(61)构成，且以通过分别形成在多个所述齿(52)之间的多个槽(53)的方式布线，并形成通过通电而产生用于非接触地支承所述转子(30)的电磁力的绕组部，
所述驱动电线(70)由一条以上导线(71)构成，且以通过多个所述槽(53)的方式布线，并形成通过通电而产生用于驱动所述转子(30)旋转的电磁力的绕组部，
构成所述支承电线(60)的每条导线(61)的剖面面积与构成所述驱动电线(70)的每条导线(71)的剖面面积不同。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：
构成所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中比率较低的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线(60)和该驱动电线(70)中比率较高的电线的每条导线的剖面面积，其中，该比率是通过所述槽(53)的导线的总剖面面积占该槽(53)的剖面面积的比率。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：
构成所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中通过所述槽(53)的导线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线(60)和该驱动电线(70)中通过该槽(53)的导线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：
构成所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中总剖面面积较小的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线(60)和该驱动电线(70)中总剖面面积较大的电线的每条导线的剖面面积，其中，该总剖面面积是构成该电线的导线的总剖面面积。
5.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于：
构成所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中通过所述槽(53)的电线的数量较多的电线的每条导线的剖面面积小于构成该支承电线(60)和该驱动电线(70)中通过该槽(53)的电线的数量较少的电线的每条导线的剖面面积。
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的电动机，其特征在于：
构成所述支承电线(60)的每条导线(61)的剖面面积小于构成所述驱动电线(70)的每条导线(71)的剖面面积。
7.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的电动机，其特征在于：
所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中每条导线的剖面面积较小的电线的线圈端部的一部分或全部被该支承电线(60)和该驱动电线(70)中每条导线的剖面面积较大的电线的线圈端部的一部分或全部覆盖。
8.根据权利要求7所述的电动机，其特征在于：
所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)中构成该电线的每条导线的剖面面积较大的电线由分段线圈(80)构成。
9.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的电动机，其特征在于：
所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)布置为在所述定子(40)的周向上相邻。
10.根据权利要求9所述的电动机，其特征在于：
所述支承电线(60)和所述驱动电线(70)以下述方式布线：该支承电线(60)和该驱动电线(70)中构成该电线的每条导线的剖面面积较小的电线的一部分或全部被该支承电线(60)和该驱动电线(70)中构成该电线的每条导线的剖面面积较大的电线的一部分或全部覆盖。
11.一种涡轮压缩机，其特征在于：
包括权利要求1到10中任一项权利要求所述的电动机、由所述电动机驱动而旋转的驱动轴(12)以及与所述驱动轴(12)相连结的叶轮(13)。
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