CN207518374U - 无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本无刷电动机具有对定子芯施加绕线而成的定子以及与定子隔着微小的空隙相向的、被保持为旋转自如的转子，在该无刷电动机中，转子每1极具备埋设有2个磁体的至少1个槽部，2个磁体之间的槽中央部的中心附近的径向的宽度比槽部的其它部分的宽度小。另外，本无刷电动机的槽部呈以槽中央部为底部地向径向扩展的V字状。另外，本无刷电动机在槽中央部的中心附近设置有向槽中央部的内侧突出的凸部。

Description

无刷电动机

技术领域

本实用新型涉及一种无刷电动机的构造。

背景技术

作为这种无刷电动机之一，具有在设置于转子芯的槽部配置磁体的磁体埋入型的无刷电动机。该磁体埋入型的无刷电动机除了能够得到磁转矩以外还能够得到磁阻转矩，因此使用于要求高效率的压缩机用电动机等。

在磁体埋入型的转子芯中，在构成为在1极中具备2个槽部的结构、即在各槽部分别配置1个磁体并使2个槽部之间物理分离的情况下，通过该2个槽部之间的金属部分，转子芯的外周侧与中心侧连在一起。而且，由磁体产生的磁通通过槽部之间的该金属部位，其结果，在该部分发生由磁体产生的磁通的泄漏。因此，也存在使2个槽部物理连接来形成为1个槽部的情况。

另外，上述磁体当暴露于高温或高反向磁场时有时会发生不可逆退磁。因此，也有时使用矫顽力大的磁体或者使磁体本身的厚度大等，来避免发生不可逆退磁。另外，反向磁场对磁体局部地发挥作用，因此也有时在反向磁场集中的磁体端附近设置空隙(例如参照专利文献1)。

然而，即使将2个槽部连接来形成为1个槽部使得转子芯的外周侧与中心侧分离、并且在反向磁场集中的磁体端附近设置空隙，如果从定子侧产生的反向磁场进一步变大，那么也无法充分降低磁体的不可逆退磁。

专利文献1：日本特开2003-143788号公报

实用新型内容

本实用新型的无刷电动机具有对定子芯施加绕线而成的定子以及与定子隔着空隙相向的、被保持为旋转自如的转子。本无刷电动机的转子每1极具备埋设有2个磁体的1个槽部，2个磁体之间的槽中央部的中心附近的径向的宽度比槽部的其它部分的宽度小。通过该结构，能够抑制槽中央部处的泄漏磁通，并通过将反向磁场引导到槽中央部中心附近来降低施加于磁体的反向磁场。

另外，本实用新型的无刷电动机的特征在于，槽部呈以槽中央部为底部地向径向扩展的V字状。通过该结构，比转子芯的槽部靠外周侧的面积更大，由此磁通更容易通过，容易将反向磁场引导到槽中央部中心附近，由此能够降低施加于磁体的反向磁场。

另外，本实用新型的无刷电动机的特征在于，在槽中央部的中心附近设置有向槽中央部的内侧突出的凸部。通过设置凸部，能够容易地使槽中央部的中心附近的径向的宽度小。

另外，本实用新型的无刷电动机的特征在于，槽部被配置为V字状，并且，槽中央部的转子中心侧的面呈与将槽中央部的中心点和转子的中心点连结的轴垂直的直线状。通过该结构，能够容易地使槽中央部的中心附近的径向的宽度最小，且制造变得简单。

另外，本实用新型的无刷电动机的特征在于，使槽中央部的中心附近的径向的最小的宽度为定子与转子之间的微小的空隙的2倍以上。通过该结构，在驱动电动机时，磁通比起流向槽中央部的中心附近更易于流向定子侧，能够使有效的磁通泄漏小。

另外，本实用新型的无刷电动机的特征在于，在槽中央部设置有限制磁体的运动的磁体止动部。通过该结构，在转子组装时、电动机的使用过程中，磁体不会向槽中央部侧移动，因此能够维持前述的效果。

如以上那样，本实用新型的无刷电动机能够抑制槽中央部处的泄漏磁通，并通过将反向磁场引导到槽中央部中心附近来降低施加于磁体的反向磁场。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式1所涉及的无刷电动机的顶视图。

图2是该无刷电动机的转子的顶视图。

图3A是表示实施方式1中的磁力线的流动的图。

图3B是表示比较例中的磁力线的流动的图。

图4是本实用新型的实施方式2所涉及的无刷电动机的转子的顶视图。

图5是本实用新型的实施方式3所涉及的无刷电动机的转子的顶视图。

图6是本实用新型的实施方式4所涉及的无刷电动机的转子的顶视图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本实用新型的实施方式。

(实施方式1)

图1是本实用新型的实施方式1所涉及的无刷电动机100的顶视图。无刷电动机100具备定子10和转子20，该转子20与该定子10隔着微小的间隙相向，被保持为旋转自如。特别是，本实施方式的无刷电动机100是磁体埋入型的无刷电动机，在形成于转子20的磁体埋设孔安装有永磁体。

定子10具备定子芯11和绕线15。定子芯11例如是层叠多个电磁钢板而形成的，具有环状的轭12和配置于轭12的内部的多个齿13。另外，在相邻的齿13之间设置有定子槽14。而且，对齿13缠绕有绕线15。如图1所示，在这种定子10的内周侧配置有转子20。

图2是将图1的转子20放大后的图，是从轴向观察的转子20的顶视图。转子20包括金属的转子芯21、作为永磁体的磁体23a、23b以及配置于转子芯21的中央的旋转轴30。

转子芯21与定子芯11同样地，是沿轴向层叠多张薄板状体的电磁钢板而构成的。而且，在转子芯21中，相对于作为电磁钢板部分的金属芯部22m，设置有作为用于埋设2个磁体23a、23b的长方形状的孔即磁体埋设孔的槽部22s。在此，特别是，在本实施方式中，槽部22s是在1极中埋设2个磁体23a、23b的结构。即，如图2那样，在1个槽部22s中，将磁体23a、23b分别配置成：磁体23a及23b的外侧的面彼此为相同的极、内侧的面彼此也为相同的极，且内侧的面相对于外侧的面为不同的极。转子芯21具有多个这种槽部22s，各槽部22s沿周向以规定间隔形成于距转子芯21的外周的距离相同的位置。磁体23a、23b被***到作为形成于金属芯部22m的空气孔的这些槽部22s，被槽部22s两面的金属芯部22m夹住而被固定、或者被树脂、粘接剂等粘着。

并且，如图2那样从上面观察时，磁体23a及磁体23b的长边方向的总尺寸比槽部22s的尺寸小。通过将这种磁体23a和磁体23b分别配置于槽部22s的端部，在磁体23a与磁体23b之间形成有充分的间隙。即，在磁体23a与磁体23b之间，在槽部22s的中央部分设置有作为未配置有磁体的空间的槽中央部24。而且，在径向上，以该槽部22s为界，转子芯21的外周侧与中心侧大致被分离。

相对于上述的背景技术中说明的在各槽部配置1个磁体并使2个槽部之间物理分离的以往的结构，在本实施方式中，首先设为以下结构：设置槽中央部24，该槽中央部24为这种1个槽部22s中的2个磁体之间的空间。在本实施方式中，通过设为这种结构，来抑制如上述的背景技术中说明的磁通的泄漏。

接着，考虑如下的情况：绕线15被通电，与磁体23a、23b的磁化方向相反的方向的磁场施加于磁体23a、23b。也就是说是以下情况：在定子芯11产生的磁通通过微小的空隙后去向转子20侧，反向磁场施加于磁体23a、23b。

如果该反向磁场为磁体23a、23b的退磁耐力以上，则需要某些对策。因此，作为这种对策的一个方法，只要设置与磁体23a、23b相比磁力线更易于通过的导磁率高的场所，以使磁体23a、23b所受到的反向磁场小即可。换言之，通过将从定子芯11去向转子20的磁通引导到磁力线易于通过的场所，能够降低对磁体23a、23b产生的反向磁场。因此，磁体23a、23b发生不可逆退磁的可能性变低。

另外，作为像这样磁力线易于通过的导磁率高的场所，需要形成在使磁体23a、23b难以受到反向磁场的影响的适当的场所。即，在导磁率高的场所，大量磁通集中，反向磁场的影响强，因此作为导磁率高的场所，期望的是，位于与磁体23a、23b保持适当的距离、远离磁体23a、23b的场所。然后，只要将原本向磁体23a、23b流动的磁通引导到该导磁率高的场所即可。

因此，在本实施方式中，关于导磁率高的场所，形成有使磁体23a与磁体23b之间的中心附近的径向的宽度比槽部22s的其它部分的宽度小的槽中央部24。

具体地说，在位于磁体23a与磁体23b之间的槽中央部24形成有凸部25，该凸部25是金属芯部22m朝向外周方向向槽部22s内突出而成的，使得槽部22s的宽度T变得最短。在转子芯21的径向上，由于该凸部25，作为槽中央部24的形状，成为形成槽中央部24的空间凹陷这样的凹形状。详细地说为以下结构：在槽中央部24的转子中心侧的面，设置有向外周方向突出的凸部25。

如果设为本结构，则在槽中央部24中，磁阻大的空气层的宽度变窄，因此导磁率变高。因此，在槽中央部24附近流动的磁力线形成被引导到凸部25那样的磁通。

图3A是表示形成有这种槽中央部24的本实施方式中的磁力线的流动的图，图3B是表示为了与图3A比较而示出的比较例中的磁力线的流动的图。图3A所示的本实施方式如上所述那样，在1个槽部22s配置2个磁体23a、23b，在磁体23a与磁体23b之间形成包含凸部25的槽中央部24。与此相对，在图3B所示的比较例中，示出了在1个槽部92s配置有1个磁体93的转子90的情况，在槽部的中央附近不具有空间。

其结果，关于如图3B所示的比较例那样原本集中于位于槽部92s的端部与转子90的外周之间的桥部99的磁通B10、原本与磁体93的磁化方向相反地产生的磁通B11，如图3A所示的本实施方式那样，在槽中央部24产生的磁通B21被引导到凸部25。受到该影响，在桥部29产生的磁通B20也减少。因而，施加于磁体23a、23b的反向磁场降低，能够抑制不可逆退磁。

根据以上，能够降低由磁体产生的磁通的泄漏、且抑制磁体的不可逆退磁，因此能够实现高效率且具有高退磁耐力的无刷电动机。

此外，由磁体产生的磁通通过定子与转子之间的微小的空隙后流向定子侧，由此成为用于产生转矩的有效的磁通。因此，在驱动电动机时，期望的是，使由磁体产生的磁通不流向槽中央部24。

因此，优选的是，使槽中央部24的中心附近的径向的宽度T为定子10与转子20之间的微小的空隙的2倍以上。由磁体产生的有效的磁通通过微小的空隙后流向定子侧，从定子侧再次通过空隙后返回到转子侧，因此作为磁路会通过微小的空隙2次。因此，如果使槽中央部24的中心附近的径向的宽度T为该微小的空隙的2倍以上，则槽中央部的中心附近的磁阻变得比有效的磁通的磁路的磁阻大。由此，在驱动电动机时，磁通比起流向槽中央部的中心附近更易于流向定子侧，能够使有效的磁通的泄漏小。

(实施方式2)

图4是本实用新型的实施方式2所涉及的无刷电动机100的转子40的顶视图。基本结构与实施方式1相同，因此下面以不同之处为中心来进行说明。

在本实施方式的转子40中，槽部22s呈以槽中央部为底部地向转子的径向扩展的V字状。而且，设置有与实施方式1同样的凸部25，使得槽中央部24的中心附近的径向的宽度T变得最小。

通过使槽部22s为V字状，能够使槽中央部24的位置更靠转子芯21的中心侧。这样一来，比转子芯21的槽部22s靠外周侧的面积成为扇形状而变大。其结果，磁通更易于通过，易于将反向磁场引导到槽中央部24的中心附近。

因此，在本实施方式中，能够比实施方式1进一步降低磁体的不可逆退磁，能够实现高效率且具有高退磁耐力的无刷电动机。

(实施方式3)

图5是本实用新型的实施方式3所涉及的无刷电动机100的转子50的顶视图。与本实施方式2的不同之处在于，槽中央部24的凸部25的部位变为直线状。也就是说，使槽中央部24的转子中心侧的面为直线部26，该直线部26呈与将槽中央部24的中心点和转子50的中心点连结的轴L垂直的直线状。

如果设为该结构，则能够使槽中央部24的中心附近的径向的宽度T最小，因此与凸部25相比形状非常简单，因此易于制造，能够实现成本下降。

(实施方式4)

图6是本实用新型的实施方式4所涉及的无刷电动机100的转子60的顶视图。本实施方式的转子60为以下结构：在实施方式3的转子50还设置有磁体止动件27。作为用于防止各磁体23a、23b靠近槽中央部24中心附近的定位件，在槽中央部24设置有磁体止动件27。

通过使槽中央部24的宽度S2比埋设有磁体23a、23b的槽部的宽度S1小来实现该磁体止动件27。

使得避免在转子60组装时、电动机使用过程中磁体23a、23b接近反向磁场集中的槽中央部24的中心附近，能够不阻碍在实施方式1～3中说明的效果而始终维持性能。

产业上的可利用性

本实用新型的无刷电动机为高效率且具有高退磁耐力，因此能够应用于以压缩机为代表的空调等各种电设备。

附图标记说明

10：定子；11：定子芯；12：轭；13：齿；14：定子槽；15：绕线；20、40、50、60、90：转子；21：转子芯；22s、92s：槽部；22m：金属芯部；23a、23b、93：磁体；24：槽中央部；25：凸部；26：直线部；27：磁体止动件；29、99：桥部；30：旋转轴；100：无刷电动机。

Claims (5)

1.一种无刷电动机，具有对定子芯施加绕线而成的定子以及与所述定子隔着空隙相向的、被保持为旋转自如的转子，该无刷电动机的特征在于，

所述转子每1极具备埋设有2个磁体的1个槽部，

所述2个磁体之间的槽中央部的中心附近的径向的宽度比所述槽部的其它部分的宽度小，

所述槽部呈以所述槽中央部为底部向径向扩展的V字状。

2.根据权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

在所述槽中央部的中心附近设置有向所述槽中央部的内侧突出的凸部。

3.根据权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

所述槽中央部的转子中心侧的面呈与将所述槽中央部的中心点和所述转子的中心点连结的轴垂直的直线状。

4.根据权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

所述槽中央部的中心附近的径向的最小的宽度为所述定子与所述转子之间的空隙的2倍以上。

5.根据权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

在所述槽中央部设置有限制所述磁体的运动的磁体止动部。