永磁体埋入型电动机及具有该永磁体埋入型电动机的冷冻空调装置的制造方法

文档序号:8501296阅读:355来源:国知局
永磁体埋入型电动机及具有该永磁体埋入型电动机的冷冻空调装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种永磁体埋入型电动机及具有该永磁体埋入型电动机的冷冻空调
目.0
【背景技术】
[0002]希望搭载在冷冻空调装置的压缩机中的电动机节能、低噪声,并且需要保证能在大约150°C的高温气氛下使用。通常,Nd-Fe-B系稀土类磁体的残留磁通密度高,适合电动机的小型化以及高效率化,但由于温度越高,保磁力越低,所以在以同一电流进行比较的情况下,存在越是在高温气氛下使用的电动机就越容易退磁的课题。因此,例如通过将Dy (镝)、Tb (铽)这样的重稀土类元素添加使用到在高温气氛下使用的稀土类磁体中,以提高保磁力,不会退磁。但是,近年来,重稀土类元素的稀缺价值增高,采购性变差的风险、价格高涨的风险变大。需求一种反映出该种形势、高效率且低噪声而且即使是保磁力低的稀土类磁体也不易退磁的电动机。
[0003]就此,在专利文献I中公开了一种永磁体电动机的转子,该永磁体电动机的转子以使防磁通短路用孔靠近转子铁芯的外周的方式设置在转子铁芯上,且该防磁通短路用孔设置为与永磁体埋设用孔和埋设在该永磁体埋设用孔内的永磁体的端部相连。在该转子的情况下,利用上述的防磁通短路用孔防止在永磁体的端部发生磁通的短路,永磁体的端部的磁通穿过定子,在转矩发生时有效地起作用,从而期待获得高效率且齿槽转矩低、振动和噪声少的永磁体电动机。
[0004]另外,在专利文献2中公开了一种永磁体电动机的转子,该永磁体电动机的转子具有沿永磁体插入孔分开配置的多个狭缝,和设置在这些狭缝的径向外侧端与转子铁芯的外周间的外侧薄壁部,外侧薄壁部的径向的宽度从磁极中心朝向极间部逐渐扩大。使用该转子,能够期待使磁通密度波形的高次谐波成分减少而减少感应电压的高次谐波、齿槽转矩。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平11-098731号公报
[0008]专利文献2:日本特开2011-101595号公报

【发明内容】

[0009]发明要解决的问题
[0010]另外,在永磁体电动机中,在负荷较大时,或者在因过载而在动作中成为了锁定状态时,或者在处于起动时等的过渡状态时,此外在定子绕组发生了短路时,产生较大的电枢反作用,有时对转子施加反磁场。特别是,在集中绕组方式的情况下,相邻的齿瞬间成为异极,电感增大,反磁场容易施加于转子。在将永磁体埋入到转子内部的转子中,特别是在如以往的转子那样在磁体插入孔端部具有隔磁磁桥(日文:7歹、y夕只A' y 7 )(防磁通短路用孔)的转子、在磁极的转子表面侧的铁芯部具有狭缝的转子中,存在如下问题:退磁磁通避开磁阻大的隔磁磁桥、狭缝,与相邻于狭缝的磁体的转子表面部交链,或与靠近极间部的隔磁磁桥附近的磁体端部交链,或该部位容易退磁的问题。
[0011]另外,在为了在磁体插入孔内将永磁体定位,而在磁体插入孔的磁体内径侧设有磁体固定用的突起部的情况下,磁体外径侧的表面与突起部的距离比磁体厚度短,因此存在如下问题:避开了磁阻大的隔磁磁桥的退磁磁通集中流到磁阻小的突起部,使与突起部相邻的磁体的端部容易退磁。
[0012]本发明是鉴于上述问题而做成的,目的在于提供一种虽然具备隔磁磁桥及狭缝,但却能抑制磁体的退磁的永磁体埋入型电动机。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]为了达到上述的目的,本发明的永磁体埋入型电动机包括定子和转子,上述转子与该定子相对且能旋转地设置,在上述转子的转子铁芯形成有多个磁体插入孔,在上述磁体插入孔的周向两侧设置有隔磁磁桥,在多个磁体插入孔的各磁体插入孔中插入有对应的永磁体,在上述转子铁芯的上述各磁体插入孔与该转子铁芯的铁芯外周面之间设置有多条狭缝,上述多条狭缝沿上述转子铁芯的周向排列,上述多条狭缝分别在磁体厚度方向上比在磁体宽度方向上长地延伸,在I个上述磁体插入孔的孔划定部包含一对延伸部,上述延伸部在比对应的上述永磁体的宽度方向端面更靠周向外侧的部位,朝向上述转子铁芯的极间铁芯部伸出,在将上述多条狭缝与上述铁芯外周面的距离设为La,将上述多条狭缝与上述永磁体的外周侧表面的距离设为Lb,将上述延伸部与上述极间铁芯部的最短距离设为Lc,将上述永磁体的厚度设定为Ld时,Lb比La大,且Lc比Ld小。
[0015]另外,也可以构成为使Lb/La彡2,且使Ld/Lc彡1.2。
[0016]也可以构成为使上述延伸部比上述永磁体的上述外周侧表面的宽度方向上的假想延长线EL向内径侧伸出。
[0017]也可以构成为使上述永磁体是Dy质量含量为2%以内的稀土类磁体。
[0018]另外,用于达到上述目的的本发明的冷冻空调装置具有将上述的本发明的永磁体埋入型电动机作为驱动源的压缩机。
[0019]此外,用于达到上述目的的本发明的另一冷冻空调装置具有将上述的本发明的永磁体埋入型电动机作为驱动源,制冷剂使用R32的压缩机。
[0020]发明效果
[0021]采用本发明,虽然具备隔磁磁桥及狭缝,但却能抑制磁体的退磁。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的实施方式I的永磁体埋入型电动机的图。
[0023]图2是从轴心表示转子的图。
[0024]图3是图2中的磁极部分的放大图。
[0025]图4是表示涉及本实施方式I的退磁磁通的流动方式的图。
[0026]图5是涉及比较例的与图2相同形态的图。
[0027]图6是涉及比较例的与图4相同形态的图。
[0028]图7是表示Lb/La与电机电流A的关系的曲线图。
[0029]图8是表示Ld/Lc与电机电流A的关系的曲线图。
[0030]图9是表示本实施方式I的成绩X与比较例的成绩Y的曲线图。
[0031]图10涉及本发明的实施方式2,是与图2相同形态的图。
[0032]图11涉及本实施方式2,是与图3相同形态的图。
【具体实施方式】
[0033]以下,基于【附图说明】本发明的永磁体埋入型电动机的实施方式。另外,在图中,相同的附图标记表不相同或对应的部分。
[0034]实施方式1.
[0035]说明本发明的实施方式I的永磁体埋入型电动机。图1是表示本发明的实施方式I的永磁体埋入型电动机的图。
[0036]如图1所示,永磁体埋入型电动机I具备定子3和转子5。定子3具有将轴心C作为中心的以等角度间隔沿周向配置的多个齿部7。在各齿部7卷绕有未图示的公知的定子绕组。另外,在对应的一对齿部7间形成有槽部9,另外,这些槽部9也以等角度间隔沿周向配置。
[0037]转子5至少具有转子铁芯11和多个永磁体13。在转子铁芯11的包含轴心C的中央部设有轴孔15。在该轴孔15中通过热装或压入而插入有用于将旋转能传递到转子铁芯11的未图示的公知的轴。
[0038]另外,在转子铁芯11的轴孔15与排列有多个永磁体13的直径的区域之间形成有多个风孔17。
[0039]在转子5的外周面与定子3的内周面之间确保有空气间隙19的状态下,转子5被旋转自如地保持在定子3的内侧。当对定子3通以与指令转速同步的频率的电流时,在定子3中产生旋转磁场,使转子5旋转。
[0040]作为一例,将厚度为0.35mm左右的较薄的电磁钢板形成为规定的形状,并层叠规定的片数,从而分别构成定子3的定子铁芯及转子5的转子铁芯11。
[0041]多个永磁体13收容在形成于转子铁芯11的多个磁体插入孔21中。多个磁体插入孔21将轴心C作为中心以等角度间隔沿周向配置,各磁体插入孔21沿轴心C方向延伸。
[0042]在分别沿将转子铁芯11的轴心C作为垂线的截面观察的情况下(S卩,在图1?图3等中观察的情况),永磁体13具有后述的宽度方向比厚度方向长的矩形的截面。另外,永磁体13分别由厚度为2.5mm左右的平板状的例如Nd-Fe-B (钕-铁-硼)系的稀土类磁体构成。在转子5中使用一极一个的永磁体13。另外,永磁体13分别与厚度方向(在图1中是径向)平行地磁化,且多个永磁体13以极性交替的方式插入到磁体插入孔21内。另外,转子5的磁极数只要是两极以上即可,也可以为任意个,但在本实施方式I中,例示了转子5的磁极数为6极的情况。另外,永磁体13并不限定于Nd-Fe-B(钕-铁-硼)系的稀土类磁体。
[0043]另外,假设涉及本实施方式I的转子5是退磁强的电机构造的转子,所以将使用的稀土类磁体的保磁力设计为较低。由于低保磁力特性较好,所以能够减少添加到稀土类磁体中的重稀土类元素量,将Dy (镝)质量含量削减为2%以内。
[0044]接下来,基于图2及图3说明涉及本实施方式I的转子的详细结构。图2是从轴心表不转子的图。图3是图2中的磁极部分的放大图。
[0045]如图2及
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