专利名称：永磁铁电动机、永磁铁同步电动机转子及使用其的压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁铁同步电动机、永磁铁同步电动机的转子以及使用其的压缩机。
背景技术：
在安装在电冰箱和空调机等上的压缩机中，作为不需要速度控制的固定速度压缩机的驱动源，历来使用感应电动机。感应电动机的优点在于，除了牢固的结构之外，还可以基于商用电源直接启动，因此能够以低成本构成。另一方面，随着近来对高效率化的需求的增长，希望开发可以在商用电源下自启动，且能够实现高效率运转的自启动型永磁铁同步电动机。
自启动型永磁铁同步电动机在转子外周侧具有启动用笼型导体，在该笼型导体的内周侧需要配置永磁铁，配置磁铁的空间受到限制。作为谋求这种电动机的高效率化以及高转矩化的方法，有在专利文献1和专利文献2等中公开的技术，其目标均在于在被限制的空间中优化配置磁铁。
另一方面，从基于商用电源直接驱动的观点来看，功率因数也是重要的设计目标。功率因数是表征对从电力公司供给的电能有效使用程度的指标，功率因数越高的机器意味着越能有效地利用电力公司所发出的电能。在大的电力公司中，功率因数在85％以上时给予折扣费，功率因数在85％以下时则加价。从而，能否达到85％的功率因数，在设计自启动型永磁铁同步电动机的阶段是非常重要的指标。但在专利文献1和专利文献2等中没有涉及于此。
专利文献1日本专利文献特开2002-233087号公报；专利文献2日本专利文献特开2005-117771号公报。
作为功率因数的改善策略，有增加电枢绕组的卷数的方法和增加磁铁量的方法等。根据这些方法，基于磁铁的感应电动势增大，用于产生磁铁转矩的电流相对变小，因此使功率因数得到改善。但在前一方法中，伴随卷数的增加，电阻和电感也增大，因此会有最大转矩减小的问题。另外，在后一方法中，存在相应于磁铁量的增加成本也会增加的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不会导致最大转矩的降低以及成本增加的情况下，使功率因数得到改善的高效率的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。
本发明的永磁铁式同步电动机的一个特征在于，由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该永磁铁式同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；以及埋设在所述棒的内周侧的两极结构的永磁铁；其中，在周向上由空孔和磁性体构成所述永磁铁的磁极间，所述磁性体形成得比所述永磁铁和空孔之间的电桥大。
根据本发明，能够提供一种不增加成本，使功率因数得到改善且高效率、高转矩的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。
图1是本发明的第一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图2是示出本发明的第一实施例的θ/α和功率因数的关系的曲线图；图3是示出本发明的第一实施例的θ/α与效率以及最大转矩的关系的曲线图；图4是本发明的第二实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图5是本发明的第三实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图6是本发明的第四实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；
图7是示出本发明的第四实施例的θ/β和功率因数的关系的曲线图；图8是示出本发明的第四实施例的θ/β与最大转矩的关系的曲线图；图9是使用磁阻转矩时的现有的转子结构的径向截面图；图10是降低漏磁通时的现有的转子结构的径向截面图；图11是示出本发明的第四实施例的θ/β与效率的关系的曲线图；图12是本发明的第五实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图13是本发明的第六实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图14是示出本发明的第六实施例的θ/β与功率因数的关系的曲线图；图15是示出本发明的第六实施例的θ/β与效率以及最大转矩的关系的曲线图；图16是本发明的第七实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图17是本发明的第八实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图18是本发明的第九实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图19是本发明的第十实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图20是本发明的第十一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图21是本发明的第十二实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图22是本发明的第十三实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图23是本发明的一实施例的压缩机的截面结构图；图24是本发明的第一实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图25是本发明的第一实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的轴向叠层图；图26是本发明的第一实施例中的转矩脉动降低效果的示意图；图27是本发明的第二实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图28是本发明的第四实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；图29是本发明的第五实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向叠层图；图30是本发明的一实施例的压缩机的截面结构图。
图中1-转子；2-转子铁心；3-笼型绕组；4-永磁铁；5-空孔；6-旋转轴或曲轴；7-磁铁插入孔；8-磁性体；8a-电桥；9-定子；10-狭缝；11-齿；12-电枢绕组；13-固定卷轴部件；14、17-端板；15、18-漩涡状盖板；16-回转卷轴部件；19-压缩室；20-喷出口；21-框架；22-压力容器；23-喷出管；24-同步电动机；25-储油部；26-油孔；27-滑动轴承。
具体实施例方式
以下参照
本发明的一实施例。
图1是本发明的第一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。图中，转子1被如下构成在设于旋转轴6上的转子铁心2的内部配置多个启动用笼型绕组3以及埋设在磁铁插入孔7中的以稀土类为主要成分的永磁铁4，使得极数为两极。永磁铁4的磁极间由空孔5和磁性体8构成，磁性体8的周向间隔角度θ被构成为比包括在永磁铁4的一极中的电桥8a的角度的总和α大。通过设置电桥8a，可以增大转子1的强度。可以通过对硅钢板进行冲裁，在构成空孔之后，重新插入铁等来构成磁性体8的一部分，也可以不对硅钢板进行冲裁而原封不动地构成磁性体8的一部分。另外，转子铁心2可以使用压粉磁心等粉末成形体。也可通过一体成形来构成转子铁心2和永磁铁4。
这里为便于说明，考虑α＝2°的情形。此时，θ/α的最大值为21。
图2示出了额定运行时θ/α和功率因数的关系。由图2可知，通过将θ构成得比α大，可以提高功率因数。如果3≤θ/α，则能够使功率因数达到85％以上，而且是优选的。当θ/α＝15时，功率因数达到最高。这里，通过如上所述地设定θ/α来改善功率因数的理由如下所述。在θ/α＜15的范围中，随着逐渐增大θ/α，磁阻转矩增大，相应地，磁铁转矩相对减小，即，仅流通较小的电流即可，其结果是改善了功率因数。另一方面，在θ/α＞15的范围中，磁极间的漏磁通增大。从而，磁铁转矩的下降比磁阻转矩的增大显著，需要多余的用于补充减少量的电流，从而功率因数降低。
图3示出了θ/α与最大转矩的关系、以及θ/α与额定效率的关系。以额定转矩的大小为基准来表示最大转矩。由图可知，通过将θ构成得比α大，可以提高最大转矩。这是由于磁阻转矩的增加量有助于提高最大转矩。对于效率也同样地，通过磁阻转矩的增加，电流减小也可，效率提高。在θ/α＞9的范围内最大转矩之所以向减少的趋势转变，是由于电感伴随着极间磁性体的增加而增加，由此负载角增大，容易失步。
并且，当在图1中将永磁铁4配置成一字形、八字形、梯形或者近似圆弧状时，也可以得到和图1相同的特性。
图4是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。图4中，对于与图1相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图1的不同之处在于，每一极配置三个永磁铁，并在总计两个部位设置电桥。这样的结构也能够得到和图1相同的特性。
图5是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。图5中，对于与图1相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图1的不同之处在于，每一极配置四个永磁铁，并在总计六个部位设置电桥。这样的结构也能够得到和图1相同的特性。
图6是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。图6中，对于与图1相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图1的不同之处在于，在永磁铁的一极上没有设置电桥8a。在该结构的情形下，将磁性体8的周向间隔角度θ与磁极间的周向间隔角度β之比θ/β构成为0.17～0.80。可以通过对硅钢板进行冲裁，在构成空孔之后，重新插入铁等来构成磁性体8的一部分，也可以不对硅钢板进行冲裁而原封不动地构成磁性体8的一部分。另外，转子铁心2可以使用压粉磁心等粉末成形体。也可通过一体成形来构成转子铁心2和永磁铁4。
图7示出了额定运行时θ/β和功率因数的关系。这里，功率因数是表征对从电力公司供给的电能有效使用程度的指标，功率因数越高的机器意味着越能有效地利用电力公司所发出的电能。即，每个机器的功率因数的提高对于电力公司来说等同于抑制了无用的电力消耗，进而带来设备容量的降低。因此，近年来在电力业界对应契约电力设置了功率因数打折制度，谋求降低现有电力设备的负载的活动蓬勃发展。具体来说，在大的电力公司中，功率因数在85％以上时给予折扣费，功率因数在85％以下时则给予涨价。根据该原因，能否达到85％的功率因数成为非常重要的指标。由图7可知，通过设为0.14≤θ/β，可以使功率因数达到85％以上，当θ/β＝0.71时，功率因数达到最高。通过如上所述地设定θ/β来改善功率因数的理由如下所述。在θ/β＜0.71的范围中，随着从零开始逐渐增大θ/β，磁阻转矩增大，相应地，磁铁转矩相对减小，即，仅流通较小的电流即可，其结果是改善了功率因数。另一方面，在θ/β＞0.71的范围中，磁极间的漏磁通增大。从而，磁铁转矩的下降比磁阻转矩的增大显著，需要多余的用于补充减少量的电流，从而功率因数降低。
图8示出了θ/β与最大转矩的关系。在0.17≤θ/β≤0.80的范围中，最大转矩在额定转矩的2.0倍以上。这是由于磁阻转矩的增加量有助于提高最大转矩。在θ/β＞0.43的范围内最大转矩之所以向减少的趋势转变，是由于电感伴随极间磁性体的增加而增加，由此负载角增大，容易失步。最大转矩为额定转矩的2倍以上是由JIS(日本工业标准)确定的，在图9和图10所示的现有技术中，根据上述原因，难以同时提高功率因数和最大转矩。
这里，在图9中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，仅由磁性体8构成磁极间，不设置空孔5。
同样地，在图10中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，仅由空孔5构成磁极间，不设置磁性体8。空孔5可以由非磁性体或磁动势小的永磁铁等构成。
图11示出了θ/β与效率的关系。如图11所示，如果增大θ/β，则磁阻转矩增大，磁铁转矩相对减小，即，仅流通较小的电流即可，从而使效率提高。
并且，图7、图8以及图11所示的结果和图2以及图3所示的结果大致相同，这意味着，在实施例1中包含在一极中的电桥的角度为2°，与没有设置电桥的实施例4比较，几乎没有差异。因此，在以下的实施例中，对于与在实施例4中参照的图6的差异进行阐述。
图12是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图12中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，磁铁开度变小，磁极间的开度变大。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图13是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图13中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，笼型导体的数量从22个增至28个。另外，定子的狭缝数量从30增至36。
图14示出了额定运转时θ/β与功率因数的关系。由图14可知，通过设定成0.20≤θ/β，可以使功率因数达到85％以上。
图15示出了θ/β与最大转矩以及效率的关系。在0.22≤θ/β≤0.80的范围中，最大转矩在额定转矩的2.0倍以上。并且可知，与θ/β＝0时相比，效率得到了提高。
如上所述，在笼型导体的数量不相同的情况下，通过设定成0.22≤θ/β≤0.80，可以谋求改善功率因数、效率、最大转矩。
另外，上述特性的改善效果在极数为四极以上的结构中也同样能够取得。
图16是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图16中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，每一极以近似圆弧状地配置四个永磁铁。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图17是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图17中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，每一极以梯形地配置三个永磁铁。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图18是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图18中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，每一极以八字形配置两个永磁铁。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图19是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图19中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，每一极以一字形配置一个永磁铁。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图20是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图20中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，在导体棒3的内周侧设置某程度的间隔来配置永磁铁，并在导体棒3的内周侧以恰好邻接的方式配置空孔5。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
并且，当在图20中将永磁铁配置成一字形、八字形、梯形或者近似圆弧形时，也可以得到和图6相同的特性。
图21是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图21中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。与图6的不同之处在于，磁极间的空孔和磁性体以在磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地分布。这样的结构也能够得到和图6相同的特性。
图22是本发明的另一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图22中，对于与图6相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。在图22中，有上下两组的叠层钢板，下侧和图21所示的结构相同，磁极间的空孔和磁性体以在磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地分布。另一方面，上侧是使图21所示的钢板以在磁极的径向上延伸的中心线为轴进行翻转而叠层形成。通过将这样的两组叠层钢板在轴向上重合，可以降低转矩脉动。
图23是本发明的一实施例的压缩机的截面结构图。在图23中，压缩机构部通过漩涡状盖板(lap)15和漩涡状盖板18相啮合而形成，其中，所述漩涡状盖板15直立在固定卷轴部件13的端板14上，所述漩涡状盖板18直立在回转卷轴部件16的端板17上。并且，通过利用曲轴6使回转卷轴部件16回转运动，来进行压缩动作。
在由固定卷轴部件13和回转卷轴部件16形成的压缩室19(19a、19b、...)中，位于最外径一侧的压缩室19伴随着回转运动而向两卷轴部件13、16的中心移动，从而容积逐渐缩小。
若两压缩室19a、19b到达两卷轴部件13、16的中心附近，则两压缩室19内的压缩气体从与压缩室19连通的喷出口20喷出。所喷出的压缩气体通过设置在固定卷轴部件13以及框架21上的气体通路(图中未示出)到达框架21下部的压力容器22内，并从设置在压力容器22的侧壁上的喷出管23排出到压缩机外。如图1～图22所说明的那样，由定子9和转子1构成的永磁铁式同步电动机24被内封在压力容器22内，以固定速度旋转，进行压缩动作。
在同步电动机24的下部设有储油部25。储油部25内的油在旋转运动产生的压力差的作用下，通过设在曲轴6内的油孔26，向回转卷轴部件16和曲轴6的滑动部、滑动轴承27等提供润滑。
这样，作为压缩机驱动用电动机，如果使用在图1～图22所述的永磁铁同步电动机，则能够实现固定速度压缩机的高功率因数化、高效率化、高转矩化。
根据以上的实施例，在不会导致成本、可确保所需的最大转矩的增加的情况下，能够提供具备可以改善功率因数、效率的转子结构的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。
而且，在本实施例中，对具有两极结构的永磁铁的永磁铁式同步电动机进行了阐述，但永磁铁的极数不限于两极，两极以外的结构也可以获得同样的效果。
图24是本发明的第十五实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图中，转子1被如下构成在设于旋转轴6上的转子铁心2的内部配置多个启动用笼型绕组3以及埋设在磁铁插入孔7中的以稀土类为主要成分的永磁铁4，使得极数为两极。永磁铁4的磁极间由空孔5和磁性体8构成，空孔5和磁性体8以在永磁铁4的磁极间的径向上延伸的中心线A-A’为边界非对称地分布。可以通过对硅钢板进行冲裁，在构成空孔之后，重新插入铁等来构成磁性体8的一部分，也可以不对硅钢板进行冲裁而原封不动地构成磁性体8的一部分。另外，转子铁心2可以使用压粉磁心等粉末成形体。也可通过一体成形来构成转子铁心2和永磁铁4。
在现有技术中，仅在轴向上叠层图24所示的转子磁心，但在本发明中，如图25所示，以在永磁铁4的磁极的径向上延伸的中心线B-B’为轴翻转轴向的大约一半的层厚量Y1并叠层，而将另一半的层厚量X1在轴向上叠合。由此，如图26所示，可以降低转矩脉动，并可不依存于扭斜(段スキユ一)以及段扭斜(段スキユ一)降低振动、噪音。
图27是本发明的第十六实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图27中，对于与图24相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。如图27所示，通过相对于在永磁铁4的磁极间的径向上延伸的中心线A-A’以电气角偏转约6°来构成磁极间的磁性体8，能够使转矩脉动的降低效果最大，如图26所示，通过设为5°～7°可以得到大的降低效果。
图28是本发明的第十七实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图28中，对于与图24相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。如图28所示，通过对笼型绕组3中的配置在永磁铁4的磁极间的笼型绕组3的一部分进行配置，使得在径向内周侧配置成深槽，以在永磁铁4的磁极间的径向上延伸的中心线A-A’为边界，非对称地构成磁性体8，以在永磁铁4的磁极的径向上延伸的中心线B-B’为轴翻转轴向的大约一半的层厚量Y1来进行叠层。这样的结构也能够得到和第一实施例相同的特性。
图29是本发明的第十八实施例的自启动型永磁铁同步电动机的转子的径向截面图。在图30中，对于与图24相同的结构要素标以相同的标号，避免重复说明。永磁铁4的磁极间由空孔5和磁性体8构成，将空孔5和磁性体8构成为，使它们以在永磁铁4的磁极间的径向上延伸的中心线A-A’为边界非对称。如图29所示，除去位于轴向的上部的四分之一的层厚量X2和位于下部的四分之一的层厚量X3，以在永磁铁4的磁极的径向上延伸的中心线B-B’为轴仅使位于中间部分的二分之一的层厚量Y2翻转来叠层。这样的结构除了可以得到和第一实施例相同的特性外，还可以使轴向的推力平均化。这里，若设实施扭斜前的转矩脉动成分为T，则通过成为图25所示的扭斜，使Y1和X1的脉动分量分别成为T/2、-T/2，二者合计为零。由此，与图30所示的情形相同，X2、Y2、X3的脉动分量分别成为-T/4、T/2、-T/4，由于合计为零，因此可以得到和图26相同的效果。
图30是本发明的一实施例的压缩机的截面结构图。在图30中，压缩机构部通过使漩涡状盖板15和漩涡状盖板18相啮合而形成，其中，所述漩涡状盖板15直立在固定卷轴部件13的端板14上，所述漩涡状盖板18直立在回转卷轴部件16的端板17上。并且，通过利用曲轴6使回转卷轴部件16回转运动，来进行压缩动作。
在由固定卷轴部件13和回转卷轴部件16形成的压缩室19(19a、19b、...)中，位于最外径一侧的压缩室19伴随着回转运动而向两卷轴部件13、16的中心移动，从而容积逐渐缩小。
当两压缩室19a、19b到达两卷轴部件13、16的中心附近时，两压缩室19内的压缩气体从与压缩室19连通的喷出口20喷出。所喷出的压缩气体通过设置在固定卷轴部件13以及框架21上的气体通路(图中未示出)到达框架21下部的压力容器22内，并从设置在压力容器22的侧壁上的喷出管23排出到压缩机外。如图24～图30所说明的那样，由定子9和转子1构成的永磁铁式同步电动机24被内封在压力容器22内，以固定速度旋转，进行压缩动作。
在同步电动机24的下部设有储油部25。储油部25内的油在旋转运动产生的压力差的作用下，通过设在曲轴6内的油孔26，向回转卷轴部件16和曲轴6的滑动部、滑动轴承27等提供润滑。
这样，作为压缩机驱动用电动机，如果使用在图24～图30所述的自启动型永磁铁同步电动机，则能够实现固定速度压缩机的低振动化、低噪音化。
根据以上的实施例，能够提供可降低振动、噪音、转矩脉动的自启动型永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。
权利要求
1.一种永磁铁同步电动机，其由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该永磁铁同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；以及埋设在所述棒的内周侧的永磁铁；其中，在周向上由空孔、磁性体、以及设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥构成所述永磁铁的磁极间，所述磁性体的周向间隔角度θ比设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥的周向的间隔大。
2.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，所述磁性体的周向间隔角度θ构成为比包括在所述永磁铁的一极中的电桥的角度总和α大。
3.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，所述磁性体的周向间隔角度θ与所述磁极间的周向间隔角度β之比θ/β构成为0.17～0.80。
4.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，所述永磁铁配置成一字形、八字形、梯形或者近似圆弧形。
5.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，以与所述棒的内周侧邻接的方式配置所述空孔。
6.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，以在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地构成所述空孔以及磁性体。
7.如权利要求5所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，以在所述永磁铁的磁极的径向上延伸的中心线为轴使轴向上的任意的层厚量翻转并叠层。
8.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，所述永磁铁的极数为两极。
9.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，所述定子的狭缝数量为30或36。
10.如权利要求1所述的永磁铁同步电动机，其特征在于，埋设在所述狭缝内的导电性的棒的条数为22或28。
11.一种永磁铁同步电动机的转子，包括转子铁心；在所述转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋置在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；以及埋设在所述棒的内周侧的永磁铁；所述永磁铁同步电动机的转子的特征在于，在周向上由空孔、磁性体、以及设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥构成所述永磁铁的磁极间，所述磁性体的周向间隔角度θ比设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥的周向的间隔大。
12.一种压缩机，具备在吸入致冷剂后将其压缩并喷出的压缩机构部以及驱动该压缩机构部的驱动电动机，该压缩机的特征在于，所述驱动电动机是永磁铁式同步电动机，其由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该永磁铁式同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；以及埋设在所述棒的内周侧的永磁铁；其中，在周向上由空孔、磁性体、以及设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥构成所述永磁铁的磁极间，所述磁性体的周向间隔角度θ比设置在所述永磁铁和空孔之间的电桥的周向的间隔大。
13.一种自启动型永磁铁同步电动机，其由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该自启动型永磁铁同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；埋设在所述棒的内周侧的两级结构的永磁铁；以及在所述永磁铁的磁极间的周向上的空孔和磁性体；所述自启动型永磁铁同步电动机的特征在于，以在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地构成所述空孔以及所述磁性体，并且，以在所述永磁铁的磁极的径向上延伸的中心线为轴使轴向上的大约一半的层厚量翻转并叠层。
14.如权利要求13所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转约6°来形成所述非对称。
15.如权利要求13所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转5°～7°来形成所述非对称。
16.如权利要求13所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，通过在径向内周侧成为深槽的方式配置所述棒中的配置在磁极间的所述棒的一部分来形成所述非对称。
17.一种自启动型永磁铁同步电动机，其由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该自启动型永磁铁同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；埋设在所述棒的内周侧的两级结构的永磁铁；以及在所述永磁铁的磁极间的周向上的空孔和磁性体；所述自启动型永磁铁同步电动机的特征在于，以在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地构成所述空孔以及所述磁性体，并且，以在所述永磁铁的磁极的径向上延伸的中心线为轴，仅使除去轴向下部约四分之一的层厚量和上部约四分之一的层厚量的中间部约二分之一的层厚量翻转并叠层。
18.如权利要求17所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转约6°来形成所述非对称。
19.如权利要求17所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转5°～7°来形成所述非对称。
20.如权利要求17所述的自启动型永磁铁同步电动机，其特征在于，通过在径向内周侧成为深槽的方式配置所述棒中的配置在磁极间的所述棒的一部分来形成所述非对称。
21.一种压缩机，具备在吸入致冷剂后将其压缩并喷出的压缩机构部以及驱动该压缩机构部的驱动电动机，该压缩机的特征在于，所述驱动电动机是永磁铁式同步电动机，其由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该永磁铁式同步电动机包括在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；埋设在所述棒的内周侧的两极结构的永磁铁；以及在所述永磁铁的磁极间的周向上的空孔和磁性体；并且以在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线为边界非对称地构成所述空孔和所述磁性体，以在所述永磁铁的磁极的径向上延伸的中心线为轴使轴向上的大约一半的层厚量翻转并叠层。
22.如权利要求21所述的压缩机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转约6°来形成所述非对称。
23.如权利要求21所述的压缩机，其特征在于，相对于在所述永磁铁的磁极间的径向上延伸的中心线以电气角偏转5°～7°来形成所述非对称。
24.如权利要求21所述的压缩机，其特征在于，通过在径向内周侧成为深槽的方式配置所述棒中的配置在磁极间的所述棒的一部分来形成所述非对称。
全文摘要
作为功率因数的改善策略，有增加电枢绕组的卷数的方法和增加磁铁量的方法。但在前一方法中，伴随卷数的增加，电阻和阻抗也增大，因此会有最大转矩减小的课题。另外，在后一方法中，存在相应于磁铁量的增加成本也会增加的课题。本发明的目的在于提供一种在不降低最大转矩以及不增加成本的情况下，使功率因数得到改善的高效率的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。在具备有具有两极结构的永磁铁的转子的自启动型永磁铁同步电动机中，在周向上由空孔和磁性体构成永磁铁的磁极间。由此，能够提供一种不增加成本，使功率因数得到改善且高效率、高转矩的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。
文档编号H02K21/12GK101087079SQ200710108250
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月7日 优先权日2006年6月9日
发明者高桥晓史, 小原木春雄, 菊地聪, 吉川富夫, 黄柏英 申请人:日立空调·家用电器株式会社