单相电动机及密闭式压缩机的制作方法

专利名称：单相电动机及密闭式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及实施单相2极绕线的单相电动机及密闭式压缩机。
技术背景以往的2极单相感应电动机在层叠钢板而构成的定子铁心的槽内 以同心绕组状态插入配置有主绕线和辅助绕线。主绕线与辅助绕线的 机械角度(以下设为绕线插入角度)依照所必要的特性以90度及90度 以外的插入角度实施绕线。不论槽截面积全部为同一面积还是具有两种以上的槽截面积，在 其槽的配置持有对称轴的情况下将在槽内的匝数上产生较大的差异， 其结果就有在各槽中的绕线体积占有比(绕线截面积相对于槽面积所 占的比率)产生较大的差异之类的课题。因而，为了在绕线插入角度为90度以外的电动机中，提供有效 地活用槽截面积而谋求特性改善的2极单相感应电动机，提出具备以 下构成的2极单相感应电动机的定子铁心，即持有三种以上的截面积、 具有多个槽群且其槽群的配置不持有对称轴(例如，参照专利文献l: 专利公开特开平3-265448号公报)。在以往的2极单相感应电动机的定子铁心中，由于槽群的配置不 持有对称轴，所以根据匝数配置而存在有可能因磁性非对称不平衡引 起的振动噪音增加之类的课题。另外，由于磁芯背部截面积不均一，所以下料也变差，因此还有 电动机变得高价这样的课题。发明内容本发明就是为了解决如上述那样的课题而完成的，其目的在于通 过对定子铁心一边确保定子铁心的磁芯背部的磁路一边使下料成为良 好的形状，而获得高效率低价格的单相电动机及密闭式压缩机。与本发明相关的单相电动机，其特征在于，包括多张电磁钢板 被层叠而形成、设置N/2为奇数的N个槽，槽的一部分为大槽，其它 为径向深度比大槽浅的小槽而构成的定子铁心；被插入到大槽或小槽 内部、单相2极的同心绕组方式的主绕线；以及被插入到大槽或小槽 内部、相对于主绕线被配置于在电气角上90度以外的位置的单相2 极的同心绕組方式的辅助绕线；将绕线体积占有比定义为相对于槽面 积绕线截面积所占的比率，将N个槽之中、辅助绕线相对于主绕线被 配置于在电气角上90度以外的位置由此使绕线体积占有比比其它小 的槽设为小槽，将其它槽设为大槽。另外本发明的所述单相电动机，其特征在于在定子铁心的外周 部、设置构成包含小槽的外周侧所设置的大切口的多个大致直线部的 切口，对于小槽的外周侧所设置的大切口，为了使切口面积比其它切 口大而将大致直线部配置于定子铁心的中心侧。另外本发明的所述单相电动机，其特征在于小槽的外周侧所设 置的大切口，被配置于在机械角上错开了 180度的位置，并用包含其 它切口的直线构成持有轴对称的六边形。另外本发明的所述单相电动机，其特征在于将通过在主绕线上 流过电流而生成的主绕线磁极和通过在辅助绕线上流过电流而生成的 辅助绕线磁极所成的角度设为(90-360/2N)度以上、且(90+360/2N)度以 下。另外本发明的所述单相电动机，其特征在于用感应电动机构成 该单相电动机。另外本发明的所述单相电动机，其特征在于用同步感应电动机构成该单相电动机。另外本发明的密闭式压缩机，其特征在于具备所述单相电动机。 与本发明相关的单相电动机，根据上述构成就能够通过一边确保定子铁心磁芯背部的磁路一边釆取可进行良好的下料的形状，而获得 高效率低价格的单相电动机。


图1是表示实施方式1的图，即表示单相电动机的定子30的横 截面图。图2是表示实施方式1的图，即同心绕组方式的主绕线6与辅助 绕线7的配置图。图3是表示实施方式l的图，即表示槽数为30时的槽编号S1 S15上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线圉数的图。图4是表示实施方式1的图，即表示槽数为30时的槽编号S1 S15上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线围数之一例的图。图5是表示实施方式1的图，即表示槽数为26时的槽编号S1 S13上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线團数的图。图6是表示实施方式1的图，即表示槽数为26时的槽编号SI ~ S13上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线圏数之一例的图。图7是表示实施方式1的图，即表示槽数为34时的槽编号S1-S17上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线围数的图。图8是表示实施方式1的图，即表示槽数为34时的槽编号S1 S17上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线围数之一例的图。图9是表示实施方式2的图，即单相电动机的定子40的横截面图。图10是表示实施方式2的图，即将单相电动机的定子40用于感 应电动机50情况下的横截面图。图11是表示实施方式2的图，即将单相电动机的定子40用于同 步感应电动机60情况下的横截面图。图12是表示实施方式3的图，即表示相对于单相感应电动机50的转速的转矩特性的图。图13是表示实施方式3的图，即表示相对于单相感应电动机50的磁极角度的电机效率特性的图。 图14是表示实施方式4的图，即旋转式压缩机100的纵截面图。 附图标记说明l定子铁心、2切口、 3小槽、4大槽、5磁芯背部、6主绕线、7 辅助绕线、8主绕线磁极、9辅助绕线磁极、IO转子铁心、ll转子槽、 12转子缝、15转子、16转子、21大切口、 30定子、40定子、50感 应电动机、60同步感应电动机、100旋转式压缩机、102密闭容器、 103电动要素、104压缩要素、105曲柄轴、105a偏心部、106压缩室、 107汽缸、108上轴承、109下轴承、IIO旋转柱塞、lll吸入管、112 吐出管、ml第l线團、m2第2线團、m3第3线圏、m4第4线團、 m5第5线團、m6第6线團、al第l线围、a2第2线團、a3第3线 围、a4第4线團、M1 M6主绕线数、A1 A5辅助绕线数、SI ~ S17槽编号、e磁极角度。
具体实施方式
实施方式1.图l至图8是表示实施方式1的图，图l是表示单相电动机的定 子30的横截面图；图2是同心绕组方式的主绕线6与辅助绕线7的配 置图；图3是表示槽数为30时的槽编号SI ~S15上所插入的主绕线6 与辅助绕线7的线圏数的图；图4是表示槽数为30时的槽编号Sl~ S15上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线團数之一例的图；图5是 表示槽数为26时的槽编号SI ~ S13上所插入的主绕线6与辅助绕线7 的线囷数的图；图6是表示槽数为26时的槽编号S1~S13上所插入 的主绕线6与辅助绕线7的线團数之一例的图；图7是表示槽数为34 时的槽编号SI ~ S17上所插入的主绕线6与辅助绕线7的线圏数的图； 图8是表示槽数为34时的槽编号SI ~ S17上所插入的主绕线6与辅 助绕线7的线围数之一例的图。图1所示的定子30是2极的单相电动机的定子。定子30具备定 子铁心1、在此定子铁心1的槽即大槽4与小槽3上所插入的主绕线6 及辅助绕线7。在槽上插入用于确保绕线与定子铁心1之间的绝缘的
绝缘材，在这里省略。定子铁心1将板厚为0.1 ~ 1.5mm的电磁钢板冲裁成规定的形状， 沿轴向层叠，并通过铆接和焊接等固定起来而制作。插入绕线的槽， 全体槽数为30个，大槽4为22个，小槽3为8个。然后，首先是大 槽4连续11个，其次是小槽3连续4个，进而是大槽4连续11个， 最后是小槽3连续4个而形成。在槽的外侧形成有作为磁路的磁芯背部5。在磁芯背部5的外周 面、即定子铁心1的外周面上设置6处成为将外周圆形状切成大致直 线状的大致直线部的切口 2。然后，其中的两个切口 2位于4个连续 的小槽3的外周侧。此切口 2是因为在例如在密闭式压缩机中使用应 用了图1的定子30的单相电动机的情况下，将定子30热装在密闭式 压缩机的圆筒状的密闭容器上，所以为了在定子30与密闭容器之间确 保冷媒的通路而必需的。S1 S15是槽编号。槽全部为30个，并对作为其中的l极部分 的15个附加SI ~ S15的槽编号。1极部分的同心绕组方式的主绕线6被插入到SI ~ S6、S10 ~ S15. 通过在此主绕线6和与其对称地配置在他极上的主绕线6上流过电流 而生成的主绕线磁极8为图1中虚线的箭头所示的方向。由于主绕线 6上流过的电流是交流，所以主绕线磁极8的矢量按照交流进行变化。1极部分的同心绕组方式的辅助绕线7的单侧部分被插入到S5 ~ S8。他极的同心绕组方式的辅助绕线7的单侧部分被插入到S9 ~ S12。 通过在2极部分的辅助绕线7上流过电流而生成的辅助绕线磁极9与 主绕线磁极8以磁极角度0在反旋转方向上错开。由于辅助绕线7上 流过的电流也是交流，所以辅助绕线磁极9的矢量也按照其进行变化。 由于辅助绕线7上流过的电流比主绕线6上流过的电流相位超前，所 以由定子30的绕线所生成的旋转磁场的方向为逆时针方向。因而，图 1所示的转子的旋转方向也是逆时针方向。主绕线磁极8与辅助绕线磁极9的错位即磁极角度e，由于l极 部分的槽数为15(奇数)，所以在各极的辅助绕线7被对称地插入到各
自的槽的同心绕组方式的情况下，比通常(90度)错开0.5槽。在图1 的情况下，磁极角度e为8槽部分的96度。即，主绕线6与辅助绕线 7在电气角(由于是2极所以与机械角相同)上错开96度。借助于定子30所生成的旋转磁场，磁芯背部5的磁通密度尤其 在2极的旋转磁场中有变高的倾向。若磁通密度变得过高(饱和)则不 仅磁芯背部5中的铁损增加，而且为了产生转矩所必要的在主绕线6 及辅助绕线7上流过的电流将会增加，铜损也增加，单相电动机的效 率将会恶化。通过将4个连续的小槽3设置在定子铁心1的两处，就能够扩大 这一部分的磁芯背部5的磁路。图2是同心绕组方式的主绕线6与辅助绕线7的配置图，表示主 绕线6的1极部分和辅助绕线7的2极部分各自单侧的配置。主绕线 6是6段的同心绕组线，外侧的第1线围ml被插入到Sl与S15，第 2线團m2被插入到S2与S14，第3线團m3被插入到S3与S13,第 4线團m4被插入到S4与S12，第5线圏m5被插入到S5与Sll,第 6线團m6被插入到S6与SIO。辅助绕线7是4段的同心绕组线，外侧的两个第l线團al各自 的单侧被插入到S8与S9，两个第2线團a2各自的单侧被插入到S7 与SIO，两个第3线團a3各自的单侧被插入到S6与Sll，两个第4 线團a4各自的单侧被插入到S5与S12。图3是表示槽编号SI ~ S15上所插入的主绕线6与辅助绕线7的 线團数的图。设主绕线6的第1线團ml的线闺数为Ml、第2线團 m2的线圏数为M2、笫3线團m3的线圏数为M3、第4线圏m4的线 團数为M4、第5线團m5的线围数为M5、第6线围m6的线围数为 M6。另外，设辅助绕线7的第1线團al的线團数为Al、第2线围 a2的线圏数为A2、第3线圏a3的线圏数为A3、第4线團a4的线闺 数为A4。主绕线6与辅助绕线7的各线團的线圏数具有以下所示的关系。 这是因为将各绕线上流过电流时的电动势的波形接近正弦波的缘故。M1^M2^M3^M4^M5^M6 A1^A2^A3^A4在槽编号S4上仅被插入主绕线6的第4线圏m4的M4条绕线， 在槽编号S12上被插入主绕线6的第4线圏m4的M4条+辅助绕线7 的第4线圏a4的A4条绕线。在S4与S12的面积相同的情况下，与 S12相比S4就出现辅助绕线7的第4线围a4的A4条部分的间隙(空 间)，而存在S4的绕线体积占有比比S12低之类的课题。从而，如图 3所示那样，S4设为小槽3， S12设为大槽4。在槽编号S5上插入主绕线6的第5线围m5的M5条绕线+辅助 绕线7的第4线围a4的A4条绕线，在槽编号Sll上插入主绕线6的 第5线團m5的M5条绕线+辅助绕线7的第3线團a3的A3条绕线。由于是M5+A4 ^ M5+A3 ，所以如图3所示那样，S5设为小槽3， Sll设为大槽4。 在槽编号S6上插入主绕线6的第6线團m6的M6条绕线+辅助 绕线7的第3线團a3的A3条绕线，在槽编号S10上插入主绕线6的 第6线團m6的M6条绕线+辅助绕线7的第2线圏a2的A2条绕线。 由于是M6+A3 ^ M6+A2 ，所以如图3所示那样，S6设为小槽3， S10设为大槽4。在槽编号S7上仅插入辅助绕线7的第2线围a2的A2条绕线， 所以绕线体积占有比比S10低，S7设为小槽3。另外，在槽编号S1及S15上插入主绕线6的第1线團ml的Ml 条绕线，所以S1及S15设为大槽4。另外，在槽编号S2及S14上插入主绕线6的第2线圏m2的M2 条绕线，由于M2是与Ml接近的条数，所以S2及S14设为大槽4。另外，在槽编号S3及S13上插入主绕线6的第3线團m3的M3 条绕线，由于M3是与M2接近的条数，所以S3及S13设为大槽4。进而，在槽编号S8及S9上插入辅助绕线7的第1线團al的Al 条绕线，由于如果绕线的线径相同则Al就是与Ml大致相同的条数， 所以S8及S9i殳为大槽4。 在定子30全体由于是2极所以与1极部分的槽编号SI ~ S15相 同的还有一组(15槽)。结果就在定子30全体中大槽4为22个、小槽 为8个。图4中表示槽编号SI ~ S15上所插入的主绕线6与辅助绕线7的 线圏数之一例。这一例是主绕线6与辅助绕线7的绕线为同一线径的 情况。主绕线数与辅助绕线数的合计，在大槽4为40条，在小槽3 为30条。能够以此线围数的比率从大槽4的面积将小槽3的面积减小。 槽的面积可通过使槽的径向的深度变化而改变。以上的说明是就槽数为30、主绕线6的段数为6、辅助绕线7的 段数为4的例子进行的，对其他的例子进行说明。图5是表示槽数为26时的槽编号SI ~ S13上所插入的主绕线6 与辅助绕线7的线围数的图。主绕线6的同心绕组线的段数为4，辅 助绕线7的同心绕组线的段数为3。设主绕线6的第1线圏ml的线團数为Ml，第2线圏m2的线 圏数为M2，第3线團m3的线團数为M3，第4线圏m4的线團数为 M4。另外，设辅助绕线7的第1线團al的线團数为Al，笫2线團 a2的线圏数为A2，第3线圏a3的线團数为A3。主绕线6与辅助绕线7的各线團的线圏数具有以下所示的关系。M1^M2^M3^M4A1^A2^A3在槽编号S4上仅插入主绕线6的笫4线圏m4的M4条绕线， 在槽编号S10上插入主绕线6的第4线團m4的M4条+辅助绕线7的 第3线團a3的A3条绕线。在S4与S10的面积相同的情况下，与S10 相比S4就出现辅助绕线7的第3线團a3的A3条部分的间隙(空间)， 而存在S4的绕线体积占有比比S10低之类的课题。从而，如图5所 示那样，S4设为小槽3， S10设为大槽4。在槽编号S5上仅插入辅助绕线7的第3线圏a3的A3条绕线， 在槽编号S10上插入主绕线6的笫4线圏m4的M4条+辅助绕线7的 第3线围a3的A3条绕线。在S5与S10的面积相同的情况下，与S10 相比S5就出现主绕线6的第4线團m4的M4条部分的间隙(空间)， 而存在S5的绕线体积占有比比S10低之类的课题。从而，如图5所 示那样，S5设为小槽3， S10设为大槽4。另外，在槽编号S1及S13上插入主绕线6的第l线圏ml的Ml 条绕线，所以S1及S13设为大槽4。另外，在槽编号S2及S12上插入主绕线6的第2线圏m2的M2 条绕线，由于M2是与Ml接近的条数，所以S2及S12设为大槽4。另夕卜，在槽编号S3及S11上插入主绕线6的第3线圏m3的M3 条绕线，由于M3是与M2接近的条数，所以S3及S11设为大槽4。另夕卜，在槽编号S7及S8上插入辅助绕线7的第1线團al的Al 条绕线，由于如果绕线的线径相同则Al就是与Ml大致相同的条数， 所以S7及S8设为大槽4。另外，在槽编号S6及S9上插入辅助绕线7的第2线團a2的A2 条绕线，由于A2是与Al接近的条数，所以S6及S9设为大槽4。在定子30全体，由于是2极所以与1极部分的槽编号S1~S13 相同的还有一组(13槽)。结果就在定子30全体中大槽4为22个、小 槽为4个。图6中表示槽编号SI ~ S13上所插入的主绕线6与辅助绕线7的 线闺数之一例。这一例是主绕线6与辅助绕线7的绕线为同一线径的 情况。主绕线数与辅助绕线数的合计，在大槽4为40条，在小槽3 为20条。能够以此线围数的比率从大槽4的面积将小槽3的面积减小。 槽的面积可通过使槽的径向的深度变化而改变。图7是表示槽数为34时的槽编号SI ~ S17上所插入的主绕线6 与辅助绕线7的线围数的图。主绕线6的同心绕组线的段数为6，辅 助绕线7的同心绕组线的段数为5。设主绕线6的第1线團ml的线圏数为Ml，第2线圏m2的线 围数为M2，第3线團m3的线圏数为M3，第4线围m4的线團数为 M4，第5线圏m5的线圏数为M5，笫6线團m6的线圏数为M6。另 外，设辅助绕线7的第1线團al的线團数为Al，第2线围a2的线圏 数为A2，第3线團a3的线围数为A3，第4线圏a4的线圏数为A4， 笫5线圏a5的线圏数为A5。主绕线6与辅助绕线7的各线圏的线圈数具有以下所示的关系。M1^M2^M3^M4^M5^M6A1^A2^A3^A4^A5在槽编号S4上仅插入主绕线6的第4线團m4的M4条绕线， 在槽编号S14上插入主绕线6的第4线團m4的M4条+辅助绕线7的 笫5线團a5的A5条绕线。在S4与S14的面积相同的情况下，与S14 相比S4就出现辅助绕线7的第5线围a5的A5条部分的隙间(空间)， 而存在S4的绕线体积占有比比S14低之类的课题。从而，如图7所 示那样，S4设为小槽3， S14设为大槽4。在槽编号S5上插入主绕线6的第5线圃m5的M5条+辅助绕线 7的第5线團a5的A5条绕线，在槽编号S13上插入主绕线6的第5 线圏m5的M5条+辅助绕线7的第4线圏a4的A4条绕线。由于是M5+A5 ^ M5+A4 ，所以如图7所示那样，S5设为小槽3， S13设为大槽4。 在槽编号S6上插入主绕线6的第6线围m6的M6条+辅助绕线 7的第4线圏a4的A4条绕线，在槽编号S12上插入主绕线6的第6 线團m6的M6条+辅助绕线7的第3线围a3的A3条绕线。 由于是M5+A4舀M5+A3 ，所以如图7所示那样，S6设为小槽3， S12设为大槽4。 在槽编号S7上插入辅助绕线7的第3线圏a3的A3条绕线，在 槽编号S12上插入主绕线6的笫6线圏m6的M6条+辅助绕线7的第 3线圏a3的A3条绕线。在S7与S12的面积相同的情况下，与S12 相比S7就出现主绕线6的第6线围m6的M6条部分的间隙(空间)， 而存在S5的绕线体积占有比比S12低之类的课题。从而，如图7所 示那样，S7设为小槽3。另外，在槽编号Sl及S17上插入主绕线6的第1线團ml的Ml 条绕线，所以S1及S17设为大槽4。
另夕卜，在槽编号S2及S16上插入主绕线6的第2线圏m2的M2 条绕线，由于M2是与Ml接近的条数，所以S2及S16设为大槽4。另外，槽编号S3及S15上插入主绕线6的第3线團m3的M3 条绕线，由于M3是与M2接近的条数，所以S3及S15设为大槽4。另外，在槽编号S9及S10上插入辅助绕线7的第1线圏al的 Al条绕线，如果绕线的线径相同则Al就是与Ml大致相同的条数， 所以S9及S10设为大槽4。另外，在槽编号S8及S11上插入辅助绕线7的第2线團a2的 A2条绕线，由于A2是与Al接近的条数，所以S8及S11设为大槽4。在定子30全体，由于是2极所以与1极部分的槽编号S1 S17 相同的还有一组(17槽)。结果就在定子30全体中大槽4为26个，小 槽3为8个。图8中表示槽编号SI ~ S17上所插入的主绕线6与辅助绕线7的 线團数之一例。这一例是主绕线6与辅助绕线7的绕线为同一线径的 情况。主绕线数与辅助绕线数的合计，在大槽4为40条，在小槽3 为20条。能够以此线團数的比率从大槽4的面积将小槽3的面积减小。 槽的面积可通过使槽的径向的深度变化而改变。绕线体积占有比低的槽，对于电动机而言就存在无用的空间，由 于与减小磁芯背部截面积相同，所以磁芯背部5的磁通密度变高，结 果单相电动机的效率将恶化。在本实施方式中，关于在图3的情形中绕线体积占有比低的槽即 S4 ~ S7的槽、在图5的情形中绕线体积占有比低的槽即S4 ~ S5的槽、 在图7的情形中绕线体积占有比低的槽即S4 S7的槽，通过^L成将 径向的槽深度变浅后的小槽3，就能够扩大磁芯背部5的磁路，并确 保磁芯背部截面积以使磁通密度不会饱和。通过使磁通密度緩和，就 能够防止铁损及铜损的增加，而得到高效率的单相电动机。另外，在 与以往的单相电动机相同效率的情况下，就能够减小轴向的芯幅，而 实现单相电动机的小型、轻量化。另外，在将此单相电动机搭载于压缩机的情况下，由于所搭载的 电动机是高效率，所以就能够获得高效率的压缩机，如果将该压缩机 用于空气调节器或冷冻冷藏库就能够实现节能化。在本实施方式中，就合计槽数为30槽、主绕线段数为6段、辅 助绕线段数为4段的情况，合计槽数为26槽、主绕线段数为4段、辅 助绕线段数为3段的情况，合计槽数为34槽、主绕线段数为6段、辅 助绕线段数为5段的情况进行了叙述，即便是别的组合，也可以通过 依照槽数或绕线的段数适当地设定成为小槽的槽数而获得同样的效 果。实施方式2.图9至图11是表示实施方式2的图，图9是单相电动机的定子 40的横截面图，图10是将单相电动机的定子40用于感应电动机50(单 相电动机之一例)情况下的横截面图，图11是将单相电动机的定子40 用于同步感应电动机60(单相电动机之一例)情况下的横截面图。如图9所示那样，将图1的切口2之中、4个连续的小槽3的外 周侧的两处切口 2的面积加大，设为大切口 21。此时，将大切口 21 的大致直线部向定子铁心1的中心侧移动以加大面积。与图1的不同 点是仅仅是大切口 21的部分。若小槽3的外周部的磁芯背部5与大槽4的外周部的磁芯背部5 进行比较，则由于磁芯背部截面积变大，所以磁通密度变低。在本实 施方式中，在磁通密度不会饱和的范围以扩大切口面积的方式设置有 大切口 21。通过设置大切口 21,全部切口的合计面积就扩大。切口合计面积尤其是将单相电动机用于密闭式压缩机的情况下 很重要。在将单相电动机用于密闭式压缩机的情况下，由于两处的大 切口 21、 4处的切口 2成为冷媒的流路，所以若减小切口合计面积则 密闭式压缩机的性能将会低下。由于借助于大切口 21切口合计面积扩大，所以就能够防止密闭 式压缩机的性能低下。另外，在将图9的定子40的切口合计面积设成与图l的定子30 的切口合计面积相同面积的情况下，大槽4的外周部的切口 2的面积 变小(将大致直线部配置在定子铁心1的外周侧)，可以将大槽4的外 周部的磁芯背部截面积加大。据此，就能够得到使磁芯背部磁通密度 进一步緩和的高效率的单相电动机。另外，在本实施方式中，将切口面积较大的两个大切口 21配置 于在机械角上错开了 180度的位置，并用包含其它切口 2的大致直线 部构成大致六边形。通过将切口分散在六处，就能够将各自的切口面 积、特别是大槽4的外周侧的切口 2的面积减小，通过确保磁芯背部 截面积就能够使磁通密度緩和，同时由于定子铁心1的下料改善，所 以就能够获得低价格的单相电动机。进而若切口被分散，则与密闭式压缩机的圆筒状的密闭容器的接 触面积就减少，同时接触部位增加，传达定子40上发生的电磁振动的 能量就被分散，而能够获得低振动以及低噪音的单相电动机。特别是 在2极的单相电动机中，由于定子40所生成的磁场为相对于圆形旋转 磁场歪斜了的椭圆磁场所以有电磁噪音增加的倾向，本实施方式的单 相电动机就能够取得更进一步的效果。图10是表示将单相电动机的定子40用于感应电动机50情况下 的横截面图，转子15的转子铁心10具备铸入了作为导电性材质的铝 或铜的、38个转子槽11。但是，转子槽11的槽数也可以是38个以外。 感应电动机50的转子15的旋转方向如图10所示那样为逆时针方向。 而且，相对于辅助绕线磁极9主绕线磁极8的磁极角度e为96度。在将本实施方式的单相电动机的定子40用于感应电动机50的情 况下，如上述那样通过使磁芯背部磁通密度緩和，就能够在同一转矩 下使主绕线6及辅助绕线7上流过的电流降低，所以就能够获得高效 率的单相感应电动机50。进而，图11是表示将单相电动机的定子40用于同步感应电动机 60情况下的横截面图，转子16的转子铁心10具备铸入了作为导电性 材质的铝或铜的转子槽11及转子缝12。 一个转子缝12与处于其两端 部的两个转子槽ll连续。在这里，就转子槽ll、转子缝12双方铸入 了铝的情况进行了叙述，但即便在转子缝12上不铸入导电性材质也能
够获得同样的效果。同步感应电动机60的转子16的旋转方向如图11 所示那样为逆时针方向。而且，相对于辅助绕线磁极9主绕线磁极8 的磁极角度e为96度。同步感应电动机60在通常动作运转时，与定子40所生成的旋转 磁场同步进行旋转，所以就有磁芯背部磁通密度比起感应电动机50 进一步变高的倾向。通过将本实施方式的单相电动机的定子40用于同 步感应电动机60，就能够使磁芯背部磁通密度降低，进而获得高效率 的单相同步感应电动机60。实施方式3.图12至图13是表示实施方式3的图，图12是表示对于单相感 应电动机50的转速的转矩特性的图，图13是表示对于单相感应电动 机50的磁极角度的电机效率特性的图。在图10中就主绕线磁极8相对于辅助绕线磁极9的磁极角度e 为96度(主绕线6与辅助绕线7的绕线配置的错位在电气角上为96度) 进行了说明，但还可以通过将绕线配置错开将磁极角度0设成84度(相 对于全30槽为7槽部分)。如图12所示那样，可知与磁极角度e-84度的情况进行比较，在 96度的情况下相对于转速转矩增加。所谓转矩增加就是如果是在比起 最大转矩转速高的区域中的同一转矩条件，则96度一方转速高。转速 高、也就是转差小，所以转子中的二次铜损变小，因此就能够获得高 效率的感应电动机50。进而还可以通过变更绕线配置，而设为错开6槽的0=72度或错 开9槽的0=108度的磁极角度。但是，若使磁极角度相对于90度过 大或者过小，则在将主绕线数及辅助绕线数设定成与图3所示的相同 的情况下，由于被插入主绕线6与辅助绕线7的两方的槽数增加，所 以就需要将绕线的线径变细。图13中表示相对于磁极角度e的电机效率特性。在0=72度、108 度的情况下如前述那样，需要将绕线线径变细，因此可知绕线电阻增 加，伴随于其的铜损增大，效率大幅将下降。 通过将N-30槽时的磁极角度0设定成从90-360/2N=84度到 90+360/2N-96度之间，就可以不使绕线电阻增加地、插入转矩发生所 需要的线圏数，因此就能够获得高效率的单相感应电动机50。在这里，就N-30槽的情况进行了说明，但在其它槽数N(其中， N/2是奇数)的情况下也能够通过将磁极角度G设定从90-360/2N到 90+360/2N而获得同样的效果。实施方式4.图14是表示实施方式4的图，即旋转式压缩机IOO(密闭式压缩 机之一例)的纵截面图。在图14中，电动要素103和压缩要素104被收纳在旋转式压缩 机100(密闭式压缩机之一例)的密闭容器102内。在电动要素103中使 用实施方式2或者实施方式3所示的感应电动机50或同步感应电动机 60。压缩要素104具有由电动要素103驱动的曲柄轴105、在内周部 形成与曲柄轴105同心的压缩室106的汽缸107、夹持其上下的上轴 承108和下轴承109、以及在汽缸107内被安装于曲柄轴105的偏心 部105a进行偏心运动的旋转柱塞(rolling piston ) 110。吸入管111与冷冻循环的蒸发器连接起来，将冷媒导入汽缸107 内。吐出管112与冷冻循环的凝结器连接起来，将密闭容器102内的 高压冷媒送出至冷冻循环。在将实施方式2或实施方式3所示的感应电动机50或同步感应 电动机60搭载于旋转式压缩机100的情况下，由于所搭栽的感应电动 机50或同步感应电动机60是高效率，所以就能够获得高效率的旋转 式压缩机100，如果将该旋转式压缩机100用于空气调节器或冷冻冷 藏库就能够实现节能化。
权利要求
1.一种单相电动机，其特征在于，包括多张电磁钢板被层叠而形成、设置N/2为奇数的N个槽，上述槽的一部分为大槽，其它为径向深度比上述大槽浅的小槽而构成的定子铁心；被插入到上述大槽或上述小槽内部、单相2极的同心绕组方式的主绕线；以及被插入到上述大槽或上述小槽内部、相对于上述主绕线被配置于在电气角上90度以外的位置的单相2极的同心绕组方式的辅助绕线；将绕线体积占有比定义为绕线截面积相对于槽面积所占的比率，将上述N个槽之中、上述辅助绕线相对于上述主绕线被配置于在电气角上90度以外的位置而使上述绕线体积占有比比其它小的槽设为上述小槽，将其它槽设为上述大槽。
2. 按照权利要求l所述的单相电动机，其特征在于 在上述定子铁心的外周部、设置构成包含在上述小槽的外周侧设置的大切口的多个大致直线部的切口，对于在上述小槽的外周侧设置 的大切口 ，为了使切口面积比其它切口大而将上述大致直线部配置于 上述定子铁心的中心侧。
3. 按照权利要求2所述的单相电动机，其特征在于 在上述小槽的外周侧设置的大切口被配置于在机械角上错开了180度的位置，用包含其它切口的直线构成具有轴对称的六边形。
4. 按照权利要求l所述的单相电动机，其特征在于 将通过在上述主绕线上流过电流而生成的主绕线磁极和通过在 辅助绕线上流过电流而生成的辅助纟(90-360/2N)度以上、且(90+360/2N)度以下。
5. 按照权利要求1至权利要求4中任意一项所述的单相电动机, 其特征在于用感应电动机构成该单相电动机。
6. 按照权利要求1至权利要求4中任意一项所述的单相电动机， 其特征在于用同步感应电动机构成该单相电动机。
7. —种密闭式压缩机，其特征在于具备权利要求1至权利要求4中任意一项所述的单相电动机。
全文摘要
本发明的目的在于通过对定子铁心一边确保磁芯背部的磁路一边使下料成为良好的形状，而获得高效率低价格的单相电动机。其中，具备多张电磁钢板被层叠而形成、设置N/2为奇数的N个槽，槽的一部分为大槽(4)，其它为径向深度比大槽(4)浅的小槽(3)而构成的定子铁心(1)；被插入到大槽(4)或小槽(3)内部、单相2极的同心绕组方式的主绕线(6)；以及被插入到大槽(4)或小槽(3)内部、相对于主绕线(6)被配置于在电气角上90度以外的位置的单相2极的同心绕组方式的辅助绕线(7)；将N个槽之中、辅助绕线(7)相对于主绕线(6)被配置于在电气角上90度以外的位置由此使绕线体积占有比比其它小的槽设为小槽(3)，将其它槽设为大槽(4)。
文档编号H02K17/02GK101151781SQ20068000164
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者及川智明, 吉野勇人, 堤贵弘, 滝田芳雄, 矢部浩二 申请人:三菱电机株式会社