压缩机及密闭型旋转电机的制作方法

专利名称：压缩机及密闭型旋转电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及压缩机及密闭型旋转电机，特别适用于具备将多根绕线切换成串联或并联进行使用的电动机的压缩机。
背景技术：
由于压缩机的旋转轴密闭比较困难，因此在压力容器的内部内置有电动机(例如，永久磁铁同步机)。另外，关于永久磁铁同步机，由于由半导体开关元件构成的逆变器将直流电压变换成交流电压，变换后的交流电压成为了输入电压，因此直流电压的值为输入电压的上限值。另一方面，因伴随永久磁铁旋转引起的电磁感应，在绕线端子产生反电动势，越是高速旋转则反电动势就越增加。为此，广泛应用如下方法在反电动势比输入电压大的转速下， 基于磁场削弱控制消除永久磁铁磁通量，将反电动势控制成与输入电压等同。这里，在永久磁铁的磁力一定时，在绕线端子产生的反电动势与电枢绕线的匝数成比例。即、为了扩大高速旋转区域，将匝数设计得较少是重要的。其中，此时为了得到期望的转矩，需要较大电流。因此，存在如下问题因生出使用电流容许值大的开关元件的需求，会导致成本增加的问题，或者因通电大电流使得开关元件的导通损耗增大，会导致逆变器效率降低的问题。作为解决上述问题的方法，在专利文献1中公开了如下技术设置切换装置，将绕线连接方式切换成串联或并联的技术。即、通过将卷绕在电枢各相上的多根绕线设为串联连接、将匝数设计得较大的状态，从而电动机能够一直抑制逆变器的电流容许值为较小，且能得到大转矩。另外，电动机通过将绕线设为并联连接、将匝数设计得较小的状态，从而能够扩大高速旋转区域(参照图幻。这样，专利文献1的技术通过采用绕线切换装置，从而能够扩大电动机的可变速运转范围。专利文献1 JP特开2005-3M807号公报可是，将绕线连接的切换装置应用于压缩机的驱动电机时的问题在于绕线端子及信号线的操作。首先，说明将切换装置配置于压力容器外部情况下的问题。这种情况下，在压力容器外部配置的电机驱动用的控制装置等，能够容易地进行向切换装置输入信号。因此，操作信号线时不会产生特别的问题。可是，为了构成切换装置，需要将多根绕线端子引出到压力容器外部。例如，如果为三相永久磁铁电机，通常将各相的一个端子共计3个端子取出到压力容器外部即可，但是为了构成串联/并联的切换装置，需要引出共计9个端子。因此，除了设于压力容器外部的端子箱的构造大型化且复杂化之外又增加了制造工序，故导致成本增加的问题存在着。另外，存在着如下问题因端子箱的大型化，导致压力容器的强度降低， 产品的可靠性降低。接着，说明将切换装置配置于压力容器内部情况下的问题。这种情况下，在压力容器外部配置的电机驱动用的控制装置等，虽然进行了向切换装置输入信号，但是却需要在压力容器外壁重新追加信号线用的端子箱。这样一来，存在着如下问题；因制造工序增加了，故导致成本增加。另外，因端子箱的数目增加了，故压力容器的强度降低、产品可靠性下降的问题存在着。此外，关于绕线端子，因为在压力容器内部与切换装置连接，因此无需重新设置端子箱。这样，在将切换装置配置于压力容器外部的情况下，在处理绕线端子的过程中存在问题，而在将切换装置配置于压力容器内部的情况下，在处理信号线的过程中存在问题。专利文献1的技术采用将电机和切换装置构成一体的构成，相当于将切换装置配置于压力容器内部的情形。如上述，存在着需要在压力容器外壁重新设置信号线用的端子箱的问题。另外，在专利文献1的构成中，向切换装置输入的切换信号送到串行编码器中。 可是，在内置于压缩机的永久磁铁同步机的情况下，由于压力容器内部为高温、高压环境， 因此不是利用串行编码器等半导体部件检测转子位置，而是根据电流值及电压值的信息推定转子位置信息，这样的方法是一般采用的。因此，无法将切换信号送到编码器中。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够降低引出到压力容器外部的绕线端子的数目的压缩机及密闭型旋转电机。为了解决上述课题，本发明的一种压缩机，具有各相卷绕有多根绕线的旋转电机， 其特征在于，该压缩机具备切换装置，将所述多根绕线切换成串联连接及并联连接的任意一方；和压力容器，将所述旋转电机及所述切换装置收纳在内部。另外，本发明的特征在于，将用于驱动所述电动机的被卷绕的绕线的端子是经由设于所述压力容器的端子箱被引出到压力容器外部的构成，控制所述切换装置的切换动作的信号线是经由与所述相同的端子箱而引出到压力容器外部的构成。若将构成旋转电机的多根绕线设为串联连接，则在低转速区域中最大转矩上升， 若将其设为并联连接，则最大转矩下降但成为恒定转矩的转速区域上升。因此，通过设置将多根绕线切换成串联连接及并联连接的任意一方的切换装置，从而能够扩大可变速运转范围。另外，在旋转电机为三相的情况下，切换装置的端子数为9个，如以往那样，在将切换装置设置于压力容器外部时，端子箱的端子数需要3个加上9个共计12个。可是，根据本发明，通过将切换装置设置于压力容器内部，因为如果将切换装置设置在压力容器外部则最多为3个加上2个共计5个端子数，因此本发明能够降低引出的绕线端子的数目。所述切换装置是按各相位的每一相位使用双电路双接点的机械式继电器的6电路构成；所述双电路由第一电路和第二电路构成，其中该第一电路具备按每个相位在各电路中都共用的第一公共接点(101、Ta3U、Tb3U)及在所有相位中都共用的第二公共接点 (103、Tb2U, Tb2V, Tb3W)，该第二电路具备上述第一公共接点及每一相位独立的独立接点 (Talff, TalV, TalU)；连接于所述第一公共接点和上述第二公共接点的任一接点的第一端子 (TbIff, TblV, TblU)以及连接于所述第一公共接点和所述独立接点中的任一接点的第二端子(Ta2W、Ta2V、Ta2U)，与任一所述绕线的终端连接；所述独立接点与其他所述绕线的终端及多相交流电源的端子连接。其中，0内的符号或记号只是示例。由此，因为不需要第一公共接点或第二公共接点的布线，因此容易小型化。此外，能设置于压力容器的密闭型端子箱因为品种少，因此将端子数限定为3个或4个的构成是极其有用的。 根据本发明，能够降低引出到压力容器外部的绕线端子的数目。


图1是作为本发明第一实施方式的压缩机的剖面构造图。
图2是作为本发明第一实施方式的压缩机的电枢绕线与切换装置的连接图。
图3是与电枢绕线的连接状态相应的转矩-转速的特性图。
图4是从作为本发明第一实施方式的压缩机的压力容器外侧观看到的端子箱的主视图。
图5是作为本发明第二实施方式的压缩机的电枢绕线与绕线切换电路的连接图。
图6是作为本发明第三实施方式的压缩机的电枢绕线与绕线切换电路的连接图。
图7是从作为本发明第三实施方式的压缩机的压力容器外侧观看到的端子箱的主视图。
图8是作为本发明第四实施方式的压缩机的电枢绕线与绕线切换电路的连接图。
图9是一般的单电路双接点的机械式继电器的端子部分的构造图。
图10是本发明第五实施方式的压缩机所用到的机械式继电器的一张侧视图。
图11是本发明第五实施方式的压缩机所用到的机械式继电器的一张俯视图。
图12是本发明第五实施方式的压缩机所用到的机械式继电器的另一张侧视图。
图13是本发明第五实施方式的压缩机所用到的机械式继电器的另一张俯视图。
符号说明
1转子
3永久磁铁
4铆接用螺栓
6曲柄轴
7磁铁插入孔
9定子
12电枢绕线
13固定涡旋构件
14端板
15螺旋状卷边
16回旋涡旋构件
17端板
18螺旋状卷边
19，19a，19b 压缩室
20吐出口
21框架
22压力容器
23吐出管
24永久磁铁同步机(旋转电机)25 C油部26 油孔27滑动轴承28压缩部30、30a、30b、30c 端子箱31、31U、31V、31W 端子32、32a、32b、32c、32d 电磁铁绕线33、33a、33b、33c、62 端子40切换装置50、50a、50b、50c 中性点60逆变器(多相交流电源)61直流电源63 开关70控制电路100、100a、100b、100c、IOOd 压缩机(密闭型旋转电极)
具体实施例方式下面，参照附图，说明作为本发明一实施方式的压缩机(密闭型旋转电机)。在各图中，对于共同的构成要素及同样的构成要素赋予同一符号，并省略这些构成要素的重复说明。第一实施方式图1是作为本发明第一实施方式的压缩机的剖面构造图。在图1中，压缩机IOO(IOOa)采用如下构造压缩机观、永久磁铁同步机M及切换装置40密封在压力容器22的内部，这些部件经由端子箱30进行控制。压缩机观具备固定涡旋构件13、回旋涡旋构件16及滑动轴承27，并使在固定涡旋构件13的端板14直立的螺旋状卷边(lap) 15和在回旋涡旋构件16的端板17直立的螺旋状卷边18咬合，而形成了压缩室19 (19a、19b、……)。之后，压缩部洲通过曲柄轴6使回旋涡旋构件16回旋运动，来进行压缩动作。压缩室19(19a、19b、……)中的位于最外径侧的压缩室19a、19b，伴随着回旋运动，朝向两涡旋构件13、16的中心移动，容积逐渐缩小。压缩部观采用如下构成当两压缩室19a、19b内的压缩气体达两涡旋构件13、16 的中心附近时，压缩气体从与压缩室19连通的吐出口 20中吐出。被吐出的压缩气体通过被设置于固定涡旋构件13及框架21的气体通路(未图示)送至框架21下部的压力容器 22内，并从设置于压力容器22侧壁上的吐出管23向压缩机外排出。永久磁铁同步机M被封入在压力容器22内，经由曲柄轴6使回旋涡旋构件16回旋运动。永久磁铁同步机M由定子9和转子1构成，定子9将电枢绕线12卷绕在电磁钢板上，转子1将多个永久磁铁3插设于磁铁插入孔7。此外，铆接用螺栓4用于捆绑多个电磁钢板。压缩机100将贮油部25设置于永久磁铁同步机M的下部。
贮油部25内的油，因由旋转运动产生的压力差而通过了设置于曲柄轴6内的油孔 26，以供回旋涡旋构件16和曲柄轴6之间的滑动部、滑动轴承27等的润滑。压缩机100为了将电枢绕线12引出到压力容器22的外侧，而在压力容器22的侧壁设置了密闭式端子箱30。端子箱30，在三相永久磁铁同步机M的情况下，例如收纳U、 V、W各绕线的端子31u、31v、31w共计3个端子。压缩机100在压力容器22的内部设置了用于切换绕线连接的切换装置40。切换装置40也可以设置在永久磁铁同步机M的轴方向的上方部，也可以设置在下方部。另外， 从绕线电阻降低、布线处理简单的观点出发，切换装置40优选与定子9或端子箱30接近地设置，但只要能有效利用压力容器22内的空余空间，设置在任何位置均可。另外，压力容器 22从容易制作的观点出发而优选圆筒形状，但是也可使外周面部分向外侧凸出以确保切换装置40的设置空间。切换装置40也可以是使用了半导体元件的继电器，也可是不使用半导体元件而利用电磁铁以机械方式切换接点的(有接点继电器)的构成。在使用了半导体元件的继电器的情况下，由于压力容器内处于高温环境，因此需要使用耐热性优良的半导体元件。另外，由于压力容器内高压的油冷却剂稳定地循环，因此需要使用耐热性及耐压性优良的构件来封入元件。另外，因伴随压缩动作的振动，导致半导体元件的焊料脱落、引起接触不良的可能性存在，因此需要使用高强度的导电材料进行焊接。在“有接点继电器”的情况下，电磁铁也可使用与电枢绕线12不同的绕线来构成， 也可使用电枢绕线12中的至少一相的绕线来构成。另外，继电器的构成也可是仅仅使用电磁铁而在构成电磁铁的绕线的端子没有+极、-极的指定的“无极继电器”，也可以是使用电磁铁及永久电磁铁而在构成电磁铁的绕线的端子有+极、-极的指定的“有极继电器”。由于在压力电容器内高压的油冷却剂稳定地循环，因此采用通过高耐热树脂或非导电性构件覆盖切换装置40的端子连接部来防止腐蚀、接触不良、或电路短路等的构成即可。图2是表示在作为本发明第一实施方式的压缩机中密封的永久磁铁同步机的电枢绕线和绕线切换电路之间的连接构成的布线图。该连接构成与专利文献1公开的内容相近。在图2中，压缩机IOO(IOOa)在压力容器22的内部配备三相永久磁铁同步机 M (图1)和切换装置40，经由端子箱30a与逆变器60及控制装置70连接。另外，关于三相永久磁铁同步机M (图1)，电枢绕线12的各相由2个绕线(第一绕线U1、V1、W1，第二绕线U2、V2、W2)构成，端子箱30a内置有三相电源用的端子31w、31v、31u及切换装置控制用的端子33a、3 共计5个端子。第一绕线(U1、V1、W1)的一端经由端子箱33的各端子31(在图2中，将三相分别表示为31u、31v、31w)与设置于压缩容器22外部的逆变器60连接。第一绕线(U1、VI、Wl) 的另一端与端子Tbl (Tblu, Tbiv, Tblff)连接，经由端子作2 (Tb2U, Tb2v, Tb2ff)与中性点50a连接， 从而构成了 Y接线。第二绕线(U2，V2，W2)的一端与中性点50b连接，从而构成了 Y接线；另一端与端子 Ta2 (Ta2U、Ta2v, Ta2ff)连接。另外，端子 Ta3 (Ta3U、Ta3V、Ta3ff)和端子 Tb3 (Tb3U、Tb3v, Tb3ff)相互连接。
另一方面，逆变器60将直流电源61产生的直流电压E变换成三相交流电压，并将变换后的交流电压经由压力容器端子31(31u、31v，31w)施加于电枢绕线。即、逆变器60作为多相交流电源发挥功能。压力容器端子31与端子Tal及第一绕线连接。另外，构成切换装置40的电磁铁绕线32(32a、32b)相互串联连接，且经由压力容器端子33a、33b与控制电路70连接。由此，切换装置40 (Sa、Sb)通过控制电路70被同时切换。控制电路70利用晶体管等半导体元件构成。在串联连接第一绕线(U1、V1、W1)和第二绕线(U2、V2、W》的情况下，控制电路70将端子Tbl和端子Tb3进行连接，将端子Ta3 和端子Ta2进行连接。另一方面，在并联连接第一绕线和第二绕线的情况下，控制电路70将端子Tbl和端子作2进行连接，将端子Tal和端子Ta2进行连接。此时，中性点50a和50b 也可断开，也可短路。图3是与电枢绕线的连接状态相应的转矩-转速的特性图。永久磁铁同步机M(图1)在将多个电枢绕线串联连接且将匝数设计得较多的状态下，能一直将逆变器的电流容许值抑制为较小，能够产生大转矩。另一方面，永久磁铁同步机M在将多个电枢绕线并联连接且将匝数设计得较少的状态下，能扩大高速旋转区域。 此外，永久磁铁同步机M在转速低时为恒定转矩驱动，在转速变高时为恒定输出驱动。图4是从本发明第一实施方式的压缩机所用到的压力容器的外侧观看到的端子箱的主视图。端子箱30 (30a)收纳有构成三相永久磁铁同步机的电枢绕线12 (图1)的U、V、W 各相绕线的端子3lu、3lv、3Iw (共计3个)、和电磁铁绕线32 (32a、32b)的端子33a、33b (共计2个)。电磁铁绕线32是与电枢绕线12不同的导线，端子33a、33b的任意一方为电流输入端，另一方为电流输出端。在三相切换装置中，以使电磁铁绕线32(3h、32b)共用的方式构成，在向端子33a、3!3b输入输出单一电流的过程中，能够同时切换三相绕线连接。根据本实施方式，相对于将切换装置40设置于压力容器22外部的现有技术而言， 不会导致成本增加的同时也不会使压缩机的构造复杂化，可将切换装置设置于压缩容器内。另外，压缩机100能够扩大可变速运转范围。特别是，在低速运转时通过采用串联连接， 从而压缩机100可提高控制响应性，可提高最大转矩。同时，因电流的降低，从而可实现逆变器导通损耗的降低、半导体元件的温度上升的缓和、及逆变器效率的提高。同时，因串联连接的电感增加使得电机电流的载波高次谐波分量降低，由此得到了铁耗降低及电机温度上升的缓和这一效果。第一实施方式的变形例这里，在以保持连接状态为目的而需要稳定流动电流的切换装置(单稳态继电器)的情况下，以电磁铁绕线32中通电的电流比对电枢绕线12中通电的电流少的方式构成继电器。由此，能够将端子33a、3!3b设定得比端子31u、31v、31w小，不会导致端子箱30 大型化的情况下，能够设置切换装置40。另一方面，也可在仅在切换绕线连接时需要流经电流的切换装置(双稳态继电器)的情况下，以电磁铁绕线32中通电的电流比电枢绕线12中通电的电流多的方式构成继电器。因为并非对电磁铁绕线32稳定通电，因此这种情况下能够将端子33a、3!3b设定得比端子31u、31v、31w小。因此，在不会导致端子箱30大型化的情况下，能够设置切换装置40。此外，只要端子33a、33b能有效利用端子箱30的空余空间，放置在任何地方均可。控制电路70利用晶体管等半导体元件构成，对构成继电器的电磁铁绕线32的通电电流进行控制。此外，在电动机连接继电器的情况下，有可能在接点接通的瞬间流动着大电流，接点产生火花引起烧损。为了防止该现象，也可将火花抑制器(将电容器和电阻器串联连接的电子部件)或变阻器(吸收过电压的半导体元件)内置于压力容器22中，与接点并联连接。以上，叙述了由共用绕线构成三相切换电路的情况，但也可由不同绕线构成各相的切换装置，这种情况下，通过将与各自绕线相对应的端子设置于端子箱，从而可独立地切换三相各相的绕线连接。切换装置的端子只要是能有效利用端子箱30的空余空间，设置在任何地方均可。其次，在图2中说明由利用了半导体元件的继电器来构成切换装置&i、Sb的情况。 元件的开关动作根据电子电路的动作以电子方式进行，因此代替电磁铁绕线32而需要输入切换信号的信号线及电源线。只是，在该情况下，信号线A的一端与设置于端子箱30的端子33a连接，另一端与端子3 连接。通过向端子33a、3!3b输入单一信号，从而能够使2个切换装置Sa、Sb同时动作。其中，如后述，因为信号线的端子可设计得较小，因此也可用不同信号线构成切换装置&和切换装置Sb，重新设置与端子33a、3!3b不同的端子。通过采样这样的构成，从而可对切换装置&和切换装置Sb独立地切换。在将第一绕线(U1、VI、Wl)和第二绕线(U2、V2、W2)串联连接的情况下，将端子 Tbl和端子Tb3进行连接，且将端子Ta3和端子Ta2进行连接。另一方面，在并联连接的情况下，将端子Tbl和端子作2进行连接，且将端子Tal和端子Ta2进行连接。中性点50a和中性点50b可以断开，也可以短路。第二实施方式图5是表示作为本发明第二实施方式的压缩机的电枢绕线和切换装置的连接构成的图。在图5中，对与图2相同的构成要素赋予同一符号，且避免重复说明。图5的构成与图2的构成不同点在于三相永久磁铁同步机图1)的电枢绕线12的各相由3个绕线(U1、U2、U3)、(V1、V2、V3)、(W1、W2、W3)构成。由此，压缩机100b 是对压缩机100a(图2)追加了第三绕线(U3、V3、W3)、切换装置的端子Tc、Td、电磁铁绕线 32c、32d、及中性点50c而成的。相应地，电磁铁绕线32(3h、32b、32c、32d)被串联连接4 个，经由端子33a、33b与控制装置70连接。具体而言，端子Ta2及第二绕线U2、V2、W2的一端的连接点与端子Tcl相连接，端子Tc2与第三绕线U3、V3、W3的一端相连接，第三绕线U3、V3、W3的另一端与中性点50c相连接。另外，第二绕线U2、V2、W2的另一端与端子Tdl相连接，端子Td2与中性点50b相连接，端子Td3与端子Tc3相连接。在将第一绕线(U1、V1、W1)、第二绕线(U2.V2.W2)和第三绕线(U3.V3.W3)串联连接的情况下，将端子Tbl和端子Tb3进行连接，将端子Ta3和端子Ta2进行连接，将端子Tdl 和端子 Td3 进行连接，将端子 Tc3 (Tc3U、Tc3V、Tc3ff)和端子 Tc2 (Tc2U、Tc2V、Tc2ff)进行连接。另一方面，在将第一绕线、第二绕线和第三绕线分别并联连接的情况下，将端子 Tbl和端子作2进行连接，将端子Tal和端子Ta2进行连接，将端子Tcl和端子Tc2进行连接，将端子Tdl和端子Td2进行连接。中性点50a、中性点50b和中性点50c也可断开，也可短路。另外，端子箱30a的构成与图4同样。即、端子箱30a的端子数为5个。在利用了半导体元件的继电器的情况下，微弱电流作为切换信号动作，因此能够将端子33a、3!3b设置得比端子31u、31v、31w小。因此，不会导致端子箱30大型化的情况下，能够设置切换装置40。此外，如图4所示，在各相由三个以上的绕线构成的情况下，同样地也能由利用了半导体元件的继电器来构成切换装置40。第二实施方式的变形例以上，关于三相永久磁铁同步机的电枢绕线12的各相由2个绕线构成的情况、以及由3个绕线构成的情况下的连接构成已经进行了叙述。这里，在电枢绕线12的各相由η 个(η为自然数)绕线构成的情况下，同样地也能够切换串联连接和并联连接。另外，在电枢绕线12的各相由2η个绕线构成的情况下，也能将2个并联的绕线串联连接η个。同样地，在电枢绕线12的各相由mXn个(m为3以上的自然数)绕线构成的情况下，也能将m个并联的绕线串联连接η个。另外，在上述中，也可仅对一部分绕线通电的方式进行连接，而不是对构成电枢绕线12的多根绕线都通电。第三实施方式图6是本发明第三实施方式的压缩机的电枢绕线和切换装置的连接图。在图6中， 对与图2相同的构成要素赋予同一符号，且避免重复说明。图6的构成与图2的构成的不同点在于W相绕线的端子31w兼作电磁铁绕线 32 (在图7中表示32a、32b)的端子，代替控制装置70而在逆变器60的一次侧设置开关 63 (63a、63b、63c)0换言之，关于压缩机100c，直流电源61的负极与开关的端子63c连接，端子63a与逆变器60连接，端子6 和端子箱30b的端子33a相连接。电磁铁绕线32的一端与端子箱30b的端子31w连接，另一端子与端子33a连接， 还与端子6 连接。此时，端子箱30b采用图5所示的构成。切换装置40 (Sa(在图7中三相分别表示为Sau、Sav、SaW)、Sb (在图7中三相分别表示为Sbu、Sbv、Sbw))采用在仅切换绕线连接时需要流经电流的切换装置(双稳态继电器)。即、在切换动作时暂时停止电机驱动，保持电机停止状态下通电用于进行切换动作的电流，然后再起动电机。在永久磁铁同步机M驱动时，直流电源61的负侧端子62与端子63a连接，向逆变器电路60提供直流电压。此时，由于端子6 开放，因此在电磁铁绕线32中没有电流流动。与此相对，在使切换装置40(Sa、Sb)动作的情况下，将端子63c与端子6 连接，由直流电源61与电磁铁绕线32(3h、32b)构成了闭合电路。通过适当地控制逆变器电路60，从而电磁铁绕线32中通电了适当电流，而能切换绕线连接。此时，因为端子63a开放，因此在构成电枢绕线12的任何绕线中都没有电流流动。此外，也可以是电磁铁绕线32的一端代替与端子31w连接，而与端子31u或端子31v连接。图7是本发明第三实施方式的压缩机所用到的端子箱的主视图。在图7中，对与图4相同的构成要素赋予同一符号，且避免重复说明。在图5中， 与图4相同点在于切换装置40 (未图示)的电磁铁绕线32 (未图示)与电枢绕线32用不同导线构成。另一方面，不同点在于U、V、W各相绕线的端子31u、31v、31w中的一个端子兼作电磁铁绕线32的端子。通过采样该构成，端子箱30b内置的端子数采用4个即可，因此与图4 的5个端子的情况相比，能简化制造工序，从而降低成本。另外，安装于压力容器22(图1、 图2)的密闭用的三相电源连接器种类少，在U、V、W各端子上附加接地用端子后的4端子的连接器为一般情况。根据图6及图7的构成，较之图2、图5的构成，不会导致成本增加，同时不会将构造复杂化，压缩机IOOc能够设置切换装置40 (图1)，能扩大可变速运转范围。特别是，压缩机100c，在低速运转时通过采用串联连接，从而可提高控制响应性及最大转矩。同时，压缩机IOOc因电流的降低，从而可实现逆变器导通损耗的降低、半导体元件温度上升的缓和、 及逆变器效率的提高。同时，压缩机IOOc因电感的增加使得电机电流的载波高次谐波分量降低，因此可得到铁耗降低及电机温度上升的缓和这一效果。第四实施方式图8是本发明第四实施方式的压缩机的电枢绕线和绕线切换电路的连接构成图。 在图8中，对与图6相同的构成要素赋予同一符号，且避免重复说明。图8的构成与图6的构成的不同点在于永久磁铁同步机M (图1)的W相绕线 W1、W2，相对于构成切换装置(Sau、Sav、Saw)和Sb (Sbu、Sb ν、SIdw)的电磁铁绕线32(3加、 32b)串联连接，且没有开关63。通过采样该构成，从而不需要构成切换装置40的电磁铁绕线32的引出线，端子箱30c内置的端子数采用3个即可。因此，压缩机100d，较之图7情况下的4个电阻，能进一步简化制造工序，而降低成本。此外，也可将W相绕线和电磁铁绕线 32并联连接而不是串联连接。另外，也可代替W相绕线而使用U相绕线或V相绕线。在永久磁铁同步机M驱动时，以电磁铁绕线32中通电的电流值比切换动作所需的电流值充分小的方式构成切换装置。换言之，在使切换装置&i、Sb动作的情况下，以需要比电动机驱动时所需的最大电流值还大的电流的方式构成切换装置，并且以成为比逆变器电路60的过电流检测值小的电流的方式进行控制。这里，在图8所示的构成中，W相绕线的阻抗会比其他相大，因此会导致三相不平衡。因此，为了消除阻抗的不平衡，以三相的各绕线与电磁铁绕线32串联连接或者并联连接的方式构成。在使切换装置动作的情况下，以需要比电动机驱动时所需的最大电流值还大的电流的方式构成切换装置，并且以成为比逆变器电路60的过电流检测值还小的电流的方式进行控制。这样，能够防止电动机驱动时切换装置任意切换等的误动作。此外，在电动机连接继电器的情况下，有可能在接点接通的瞬间流动着大电流，接点产生火花引起烧损。为了防止该现象，也可将浪涌限制器(将电容器和电阻器串联连接的电子部件)、火花抑制器(将电容器和电阻器串联连接的电子部件)或变阻器(吸收过电压的半导体元件)内置于压力容器22中，与接点并联连接。根据本实施方式，不会导致成本增加，同时不会将压缩机的构造复杂化，可设置切换装置，能扩大可变速运转范围。特别是，在低速运转时通过采用串联连接，从而可提高控制响应性及最大转矩。同时，因电流的降低，从而可实现逆变器导通损耗的降低、半导体元件温度上升的缓和、及逆变器效率的提高。同时，因电感的增加使得电机电流的载波高次谐波分量降低，因此可得到铁耗降低及电机温度上升的缓和这一效果。第五实施方式上述各实施方式，对切换装置40 (Sa、Sb)没有任何考虑。在本实施方式中，第一实施方式的切换装置40着眼于端子Ta3W和端子Tb3W相连接，端子 ^3ν和端子Tb3V相连接，端子Ta3U和端子Tb3U相连接，进而端子Tb2W、端子 Tb2V及端子Tb2U作为中性点50a相互连接。图9是一般的单电路双接点的机械式继电器的端子部分的构造图，相当于图2的切换装置SaU(端子TalU、Ta2U、Ta3U)。在图9中，对与图2相同的构成要素赋予同一符号， 且避免重复说明。图9的切换器SaU为通过产生弹力及电磁力的切换动作部(未图示)进行状态保持、上下运动的构成。端子Ta2U能够自由切换连接，或者经由导电板101与端子 Ta3U连接，或者经由导电板102与端子TalU连接。在将切换装置设置于压力容器内部的情况下，图9所示的机械式继电器共计需要 6个。即、只是单纯组合现有技术中的单电路双接点的机械式继电器，除了切换装置的端子部分的布线复杂化、制造工序复杂化之外，会导致切换装置的尺寸变大、压缩机框体的大型化。因此，端子部分的布线简化及切换装置的小型化在应用上是非常有用的。图10至图13是实现了本实施方式的压缩机所用到的机械式继电器的端子部分的布线简化及小型化的构造图。在图10至图13中，对与图2相同的构成要素赋予同一符号， 且避免重复说明。首先，如图10的侧视图所示，考虑切换器SaU、SbU沿着纸面进深方向排列，且切换器SaU、SbU双方都与导电板(第一公共接点)101接触的情况。这里，虽然未图示，但是还沿着切换器SaU、SbU的纸面进深方向依次排列切换器SaV、SbV、SaW、Sbff0上述 6个切换器采用通过产生弹力及电磁力的切换动作部(未图示)进行状态保持、上下动作的构成。此时，各端子的布线如图11的俯视图所示，端子TblU和端子Ta2U经由导电板 IOiu(相当于图2的Ta3U、Tb3U)进行连接，端子TblV和端子Ta2V经由导电板10IV(相当于图2的Ta3V、Tb3V)进行连接，端子TblW和端子Ta2W经由导电板10IW(相当于图2的 Ta3ff,Tb3ff)进行连接，由此各端子导通。此外，导电板101U、101V、101W因绝缘材104而相
互绝缘。另一方面，如图12的另一侧视图所示，考虑切换器SaU、SbU沿着纸面进深方向排列，且切换器SaU与导电板(独立接点)102接触，切换器SbU与导电板(第二公共接点)103 接触的情况。这里，虽然未图示，但是还沿着切换器SaU、SbU的纸面进深方向依次排列切换器SaV、SbV、SaW、SbW。上述6个切换器采用通过产生弹力及电磁力的切换动作部(未图示)进行状态保持、上下动作的构成。此时，各端子的布线如图13的另一俯视图所示，端子TblU、端子TblV和端子TblW 经由导电板103(相当于中性点50a)相互连接，端子TalU和端子Ta2U经由导电板102U进行连接，端子TalV和端子Ta2V经由导电板102V进行连接，端子TalW和端子Ta2W经由导电板102W进行连接。以上，通过将绕线切换装置采用图10乃至图13所示的构成，可实现端子部分的布线的简化及小型化。变形例本发明并不限于上述的实施方式，例如也可以是以下的各种变形。(1)上述各实施方式对适用于设有压缩部及旋转电机的压缩机的情况进行了说明，但也可适用于通用电机等密闭型旋转电机。
权利要求
1.一种压缩机，具有各相卷绕有多根绕线的旋转电机，所述压缩机的特征在于，具备 切换装置，其将所述多根绕线切换成串联连接与并联连接中的任意一方；和压力容器，其将所述旋转电机及所述切换装置收纳在内部。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述切换装置是利用电磁铁以机械方式对接点进行切换的构成。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述压力容器设有将所述绕线的终端引出到外部的单一端子箱， 所述电磁铁具备多个，串联连接了多个所述电磁铁的电磁体绕线的两端的构造为，经由所述端子箱引出到所述压力容器的外部。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述切换装置是按每个相而使用了双电路双接点的机械式继电器的6电路构成， 所述双电路由第一电路和第二电路构成，其中该第一电路具备按每个相在各电路中共用的第一公共接点以及在所有相中都共用的第二公共接点，该第二电路具备上述第一公共接点以及按每一相而独立的独立接点，连接于所述第一公共接点和所述第二公共接点中的任一接点的第一端子以及连接于所述第一公共接点和所述独立接点中的任一接点的第二端子，与任一所述绕线的终端连接，所述独立接点与其他所述绕线的终端及多相交流电源的端子连接。
5.根据权利要求3或4所述的压缩机，其特征在于， 所述旋转电机为三相交流电动机，所述两端中的一端与所述绕线中的至少一相的绕线的终端共用， 所述端子箱由4端子构成。
6.根据权利要求3或4所述的压缩机，其特征在于，所述电磁铁被插入到卷绕在所述旋转电机上的绕线中的至少一相的绕线中， 所述端子箱由3端子构成。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所采用的结构为，在切换动作时对所述切换装置的绕线进行通电的电流是经由控制电路输入的，所述控制电路以大于电动机驱动时所需的最大电流值的方式进行控制。
8.根据权利要求3或4所述的压缩机，其特征在于，对所述电磁铁进行通电的导线是采用与所述电磁铁绕线不同的导线构成的， 所述端子箱由5端子构成。
9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述切换装置是使用半导体元件以电子方式对接点进行切换的构成。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的压缩机，其特征在于， 所述切换装置的端子连接部被高耐热树脂或非导电性构件覆盖。
11.根据权利要求1至4中任意一项所述的压缩机，其特征在于，所述切换装置的端子连接部连接了浪涌限制器、火花抑制器及变阻器中任意一个或所述浪涌限制器、火花抑制器及变阻器的组合。
12. 一种密闭型旋转电机，每一相均卷绕有多根绕线，其特征在于，所述密闭型旋转电机具备切换装置，其将所述多根绕线切换成串联连接和并联连接中的任意一方；和压力容器，其将所述绕线和所述切换装置收纳在内部。
全文摘要
本发明提供一种压缩机及密闭型旋转电机，可降低引出到压力容器外部的绕线端子数。在由各相卷绕多根绕线(U1、V1、W1、U2、V2、W2)的旋转电机进行驱动的压缩机(100)中，具备将所述多根绕线切换成串联连接及并联连接的任意一方的切换装置(40)、和将所述旋转电机及所述切换装置收纳在内部的压力容器(22)。另外，用于驱动所述电动机的卷绕的绕线的端子是经由设置于所述压力容器的端子箱(30a)被引出到压力容器(22)外部的构成，控制所述切换装置的切换动作的信号线经由与上述相同的端子箱而引出到压力容器外部。
文档编号H02K21/02GK102418700SQ20111025251
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年9月27日
发明者高桥晓史 申请人:日立空调·家用电器株式会社