永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】一種永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)機(jī)，具有轉(zhuǎn)子鐵芯由在軸向上層疊的多片第一電磁鋼板（34a）、及在該電磁鋼板組的兩端沿軸向?qū)盈B的多片第二電磁鋼板（34b）構(gòu)成，在各第一電磁鋼板（34a）形成有磁鐵插入孔和第一磁通屏障，在各第二電磁鋼板（34b）形成有磁鐵插入孔、第二磁通屏障、以及限制磁鐵位置的突起，第二電磁鋼板（34b）層疊于由各第一電磁鋼板（34a）構(gòu)成的電磁鋼板組的軸向端部的至少一方，并且設(shè)置于從定子鐵芯（10）的軸向端部（10a）懸伸出的位置。
【專利說明】永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安裝于制冷空調(diào)裝置的壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī)要求節(jié)能、低噪音，并且需要保證能夠在約150°C的高溫環(huán)境中使用。通常，Nd-Fe-B類稀土類磁鐵的殘留磁通密度較高，適合于使電動(dòng)機(jī)小型化與高效化，但是越是高溫其保磁力越低。因此，在使用相同電流使以該稀土類磁鐵制作的多個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在高溫環(huán)境中使用的電動(dòng)機(jī)容易退磁。作為解決此類問題的方法，在高溫環(huán)境中所使用的稀土類磁鐵中添加例如Dy(鏑)、Tb(鋱)等重稀土類元素。由此能夠獲得保磁力被提高并且抗退磁性強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)。但是，近年來，重稀土類元素稀少且價(jià)格高，采購及價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)增大?；谏鲜鲂蝿?，需要一種高效且低噪音的，并且即使是保磁力較低的稀土類磁鐵也能夠不退磁地使用的電動(dòng)機(jī)。
[0003]在下述專利文獻(xiàn)I所示的以往轉(zhuǎn)子中，在層疊多片電磁鋼板的轉(zhuǎn)子鐵芯形成永久磁鐵插入孔，在該永久磁鐵插入孔的周向兩側(cè)設(shè)置防磁漏用空隙(磁通屏障)，進(jìn)而在該永久磁鐵插入孔的周向兩側(cè)設(shè)置有永久磁鐵固定用突起。磁漏是指例如永久磁鐵的周向端部的磁通借由磁極間的電磁鋼板泄露到相鄰的永久磁鐵或在自身磁鐵內(nèi)發(fā)生短路。由此，以往的轉(zhuǎn)子中，能夠定位永久磁鐵并抑制磁漏，從而獲得高效的電動(dòng)機(jī)。
[0004]此外，該轉(zhuǎn)子是將具有上述突起的電磁鋼板與沒有該突起的電磁鋼板進(jìn)行組合而構(gòu)成的。具有突起的電磁鋼板相較于沒有突起的電磁鋼板，由于設(shè)置突起而相應(yīng)地磁鐵的正反之間的距離變短，因而容易在自身磁鐵內(nèi)出現(xiàn)磁通短路。采用該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Σ迦胗谰么盆F插入孔的永久磁鐵進(jìn)行定位，并能通過減少具有突起的電磁鋼板的區(qū)域，獲得漏磁通更少、高效的電動(dòng)機(jī)。
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006][專利文獻(xiàn)I]:日本特開平2007-181254號公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]此處，在永久磁鐵電動(dòng)機(jī)中，例如在負(fù)載大時(shí)、因過載而在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中成為鎖定狀態(tài)時(shí)、處于起動(dòng)時(shí)等過渡狀態(tài)時(shí)、或者在定子繞組短路時(shí)，存在產(chǎn)生較大的電樞反應(yīng)并對轉(zhuǎn)子施加反向磁場的情況。特別是，在集中繞組方式的情況下，相鄰的齒瞬間成為異極，電感變大，從而容易對轉(zhuǎn)子施加反向磁場。反向磁場是指通過對定子通電而產(chǎn)生的、與轉(zhuǎn)子的磁極方向相反的磁極的磁場。
[0008]如上述專利文獻(xiàn)I所示的以往的轉(zhuǎn)子，在將具有永久磁鐵固定用突起的電磁鋼板與沒有該突起的電磁鋼板組合的情況下，反向磁場所引發(fā)的退磁磁通會(huì)避開磁阻較大的磁通屏障而試圖通過磁阻較小的磁路亦即上述突起。因此，存在如下問題，即由于退磁磁通集中于設(shè)置有突起的區(qū)域，所以容易出現(xiàn)與突起相鄰的永久磁鐵的一部分退磁等局部性的部分退磁。[0009]本實(shí)用新型是鑒于上述問題而完成的，其目的在于獲得能夠抑制在轉(zhuǎn)子中嵌入的永久磁鐵的退磁、進(jìn)一步提高可靠性的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置。
[0010]為了解決上述問題實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是將層疊多片電磁鋼板所形成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子鐵芯內(nèi)而形成的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子鐵芯由在軸向上層疊的多片第一電磁鋼板和具有對磁鐵的位置進(jìn)行限制的結(jié)構(gòu)的多片第二電磁鋼板構(gòu)成，在上述多片第一電磁鋼板上形成有供構(gòu)成上述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的上述磁鐵插入的多個(gè)磁鐵插入孔，上述第二電磁鋼板層疊于由上述各第一電磁鋼板構(gòu)成的電磁鋼板組的軸向端部的至少一方，并且設(shè)置于從上述定子鐵芯的軸向端部懸伸出的位置。
[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，在所述各第一電磁鋼板上形成有所述各磁鐵插入孔、以及形成于所述各磁鐵插入孔的周向兩端的第一磁通屏障，在所述各第二電磁鋼板上形成有所述各磁鐵插入孔、形成于所述各磁鐵插入孔的周向兩端的第二磁通屏障、以及形成于所述各磁鐵插入孔的徑內(nèi)側(cè)面的周向兩端并對所述磁鐵的位置進(jìn)行限制的關(guān)起。
[0012]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，在所述各第一電磁鋼板和所述各第二電磁鋼板上形成有位于所述各磁鐵插入孔與轉(zhuǎn)子軸之間的空隙，夾在所述各磁鐵插入孔的徑內(nèi)側(cè)面與該空隙之間的薄壁部向徑外方向變形，由此通過所述突起被限制了位置的所述磁鐵被保持在所述各磁鐵插入孔的內(nèi)周面。
[0013]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，通過所述突起被限制了位置的所述磁鐵粘接在所述各磁鐵插入孔的內(nèi)周面。
[0014]本實(shí)用新型的壓縮機(jī)安裝了所述的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)。
[0015]本實(shí)用新型的制冷空調(diào)裝置安裝了所述的壓縮機(jī)。根據(jù)該實(shí)用新型，將具有突起的第二電磁鋼板設(shè)置在從定子鐵芯的軸向端部懸伸出的位置，由此在定子鐵芯產(chǎn)生的退磁磁通很難流向第二電磁鋼板，因此能夠抑制在轉(zhuǎn)子嵌入的永久磁鐵退磁，進(jìn)一步提高可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)的截面圖。
[0017]圖2是圖1所示的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0018]圖3是轉(zhuǎn)子鐵芯的立體圖。
[0019]圖4是俯視第二電磁鋼板時(shí)轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0020]圖5是俯視第二電磁鋼板時(shí)轉(zhuǎn)子鐵芯的截面圖。
[0021]圖6是俯視第一電磁鋼板時(shí)轉(zhuǎn)子的截面圖。
[0022]圖7是俯視第一電磁鋼板時(shí)轉(zhuǎn)子鐵芯的截面圖。
[0023]圖8是轉(zhuǎn)子的主要部分截面圖。
[0024]圖9是用于說明磁通的流動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。
[0025]圖10是表示第二電磁鋼板相對于定子鐵芯的懸伸長度與退磁耐力的相互關(guān)系的圖。
[0026]圖11是表示以往電動(dòng)機(jī)的退磁耐力與本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)的退磁耐力的圖。[0027]符號說明
[0028]10定子鐵芯
[0029]1Oa軸向端部
[0030]11軛鐵部
[0031]12齒部
[0032]20氣隙
[0033]21極間
[0034]30轉(zhuǎn)子
[0035]31風(fēng)穴
[0036]31a薄壁部
[0037]32軸孔
[0038]33a第一磁通屏障(第一空隙)
[0039]33b第二磁通屏障(第二空隙)
[0040]34轉(zhuǎn)子鐵芯
[0041]34a第一電磁鋼板
[0042]34b第二電磁鋼板
[0043]34b I第二電磁鋼板
[0044]34c軸向端部
[0045]35突起
[0046]36磁鐵插入孔
[0047]36a徑外側(cè)面
[0048]36b徑內(nèi)側(cè)面
[0049]37縫隙
[0050]38轉(zhuǎn)子外周面
[0051]40永久磁鐵
[0052]40a徑外側(cè)面
[0053]50軸
[0054]51繞組
[0055]100永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型所涉及的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置的實(shí)施方式。此外，本實(shí)用新型并不局限于該實(shí)施方式。
[0057]實(shí)施方式
[0058]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)(以下稱電動(dòng)機(jī))100的截面圖。圖2是圖1所示的轉(zhuǎn)子30的立體圖。圖3是轉(zhuǎn)子鐵芯34的立體圖。圖4是俯視第二電磁鋼板34b的轉(zhuǎn)子30時(shí)截面圖。圖5是俯視第二電磁鋼板34b時(shí)轉(zhuǎn)子鐵芯34的截面圖。圖6是俯視第一電磁鋼板34a時(shí)轉(zhuǎn)子30的截面圖。圖7是俯視第一電磁鋼板34a的轉(zhuǎn)子鐵芯34時(shí)截面圖。圖8是轉(zhuǎn)子30的主要部分截面圖。圖9是用于說明磁通的流動(dòng)的電動(dòng)機(jī)100的側(cè)視圖。圖10是表不第二電磁鋼板34b相對于定子鐵芯10的懸伸長度與退磁耐力的相互關(guān)系的圖。圖11是表示以往電動(dòng)機(jī)的退磁耐力與本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100的退磁耐力的圖。
[0059]在圖1中，電動(dòng)機(jī)100具有定子鐵芯10及轉(zhuǎn)子30。定子鐵芯10是例如用模具將厚度為0.35mm左右的電磁鋼板沖壓后在軸向上層疊多片而構(gòu)成的。定子鐵芯10具有軛鐵部11、以及從軛鐵部11在徑向內(nèi)向上延伸并沿著圓周向等間隔地設(shè)置的多個(gè)齒部12。繞組51 (參照圖9)卷繞于齒部12。在電動(dòng)機(jī)100，使定子鐵芯10中流通頻率與指令轉(zhuǎn)速同步的電流，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子30借助該旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)。在定子鐵芯10的內(nèi)周側(cè)，間隔氣隙20配設(shè)有轉(zhuǎn)子30。
[0060]圖2所示的轉(zhuǎn)子30，作為其主要結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵芯34以及永久磁鐵40。此外，在圖2中，為了便于理解后述的突起35與永久磁鐵40的關(guān)系，省略了圖2的前側(cè)所示的永久磁鐵40的徑外側(cè)的鐵芯部。永久磁鐵40為例如厚度2mm左右的形成為平板狀的Nd-Fe-B類的稀土類磁鐵。此外,永久磁鐵40的種類并不局限于此。
[0061]轉(zhuǎn)子鐵芯34由在軸向上層疊的多片第一電磁鋼板34a(第一電磁鋼板組)以及在第一電磁鋼板組的兩端在軸向上層疊的多片第二電磁鋼板34b (第二電磁鋼板組)構(gòu)成。第二電磁鋼板34b以及第一電磁鋼板34a是例如以模具沖壓厚度約0.35mm的電磁鋼板制作的。
[0062]在轉(zhuǎn)子鐵芯34的中心部設(shè)置有軸孔32，是用于傳遞旋轉(zhuǎn)能量的軸50 (參照圖9)的插入孔。軸孔32與軸50以燒嵌、壓入等方式連結(jié)。如圖3所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯34中，沿著周向形成有與極數(shù)對應(yīng)的數(shù)量的磁鐵插入孔36，其在同一圓周上等間隔地被設(shè)置。磁鐵插入孔36與永久磁鐵40幾乎為相同形狀。磁鐵插入孔36在轉(zhuǎn)子外周面38與軸孔32之間，設(shè)置于轉(zhuǎn)子外周面38的附近。相鄰的永久磁鐵40以在徑向上彼此成相反極性地插入磁鐵插入孔36。由此構(gòu)成各個(gè)磁極。此外，轉(zhuǎn)子30的磁極數(shù)只要是2極以上即可，在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)示例，說明磁極數(shù)為6極的轉(zhuǎn)子30的構(gòu)成示例。
[0063]在磁鐵插入孔36的徑外側(cè)面36a與轉(zhuǎn)子外周面38之間的鐵芯部設(shè)置有多個(gè)縫隙37。該縫隙37用于抑制來自定子鐵芯10的電樞反應(yīng)磁通，減小聲音振動(dòng)。此外，在轉(zhuǎn)子鐵芯34中，在磁鐵插入孔36與軸孔32之間，設(shè)置有多個(gè)作為制冷劑的流路的空隙、即風(fēng)穴31。轉(zhuǎn)子鐵芯34靠近磁鐵插入孔36的徑內(nèi)側(cè)面36b設(shè)置。在第二電磁鋼板34b和第一電磁鋼板34a中，縫隙37和風(fēng)穴31形成為相同形狀。
[0064]圖4不出了在磁鐵插入孔36中插入有永久磁鐵40的第二電磁鋼板34b,圖5不出了在磁鐵插入孔36中未插入永久磁鐵40的第二電磁鋼板34b。在第二電磁鋼板34b中形成有磁鐵插入孔36、用于防止磁通短路的空隙、即第二磁通屏障33b以及用于磁鐵固定的突起35。突起35形成于磁鐵插入孔36的徑內(nèi)側(cè)面36b的周向兩端，并且以從徑內(nèi)側(cè)面36b向徑外方向突出地設(shè)置。第二磁通屏障33b設(shè)置于磁鐵插入孔36的周向兩側(cè)。
[0065]圖6不出了在磁鐵插入孔36中插入有永久磁鐵40的第一電磁鋼板34a,圖7不出了在磁鐵插入孔36中未插入永久磁鐵40的第一電磁鋼板34a。在第一電磁鋼板34a中形成有磁鐵插入孔36以及用于防止磁通短路的空隙、即第一磁通屏障33a。第一磁通屏障33a設(shè)置于磁鐵插入孔36的周向兩側(cè)。在第一電磁鋼板34a中未設(shè)置第二電磁鋼板34b的突起35，磁鐵插入孔36的徑內(nèi)側(cè)面36b直線狀延伸至極間21附近。[0066]如此，在第二電磁鋼板34b中設(shè)置有突起35，但在第一電磁鋼板34a中未設(shè)置該突起35。在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，通過在第二電磁鋼板34b設(shè)置突起35，能夠?qū)⒂谰么盆F40定位于磁極中心，并且能夠在驅(qū)動(dòng)中保持永久磁鐵40不動(dòng)。但是，由于設(shè)置突起35，所以突起35成為到磁鐵插入孔36的最短磁路，從而磁鐵磁通(相鄰的永久磁鐵40之間的磁通)容易短路。因此，突起35的高度(圖4所示突起35的厚度t )優(yōu)選在能夠保持永久磁鐵40的范圍內(nèi)形成得盡量小(例如Imm左右)。
[0067]此外，因?yàn)樵谙噜彽挠谰么盆F40之間，磁通容易短路，所以轉(zhuǎn)子30被設(shè)計(jì)成利用磁通屏障(33a、33b)來使磁路變窄。磁通屏障的徑向大小為例如大致與電磁鋼板相等的大小(約0.35mm)。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠防止在永久磁鐵40的端部磁通短路,該磁通容易通向定子鐵芯10 (參見圖1)，而增大產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
[0068]另外，在制作轉(zhuǎn)子30時(shí)，只要切換具有突起35的磁鐵插入孔36形狀的刀具與沒有突起35的磁鐵插入孔36形狀的刀具實(shí)施沖壓加工即可。
[0069]在圖9中，將轉(zhuǎn)子鐵芯34的軸向長度設(shè)為轉(zhuǎn)子層疊厚度X，將定子鐵芯10的軸向長度設(shè)為定子層疊厚度Y，將從定子鐵芯10的軸向中心到軸向端部IOa的長度設(shè)為LI，將從轉(zhuǎn)子鐵芯34的軸向中心到軸向端部34c的長度設(shè)為L2，將轉(zhuǎn)子層疊厚度X與定子層疊厚度Y的差分作為懸伸長度Z (Z = Z1+Z2)。
[0070]此時(shí)，轉(zhuǎn)子層疊厚度X為在第一電磁鋼板組上加上了第二電磁鋼板組的大小，轉(zhuǎn)子層疊厚度X形成為大于定子層疊厚度Y。在本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100中，例如定子層疊厚度Y形成為40mm,轉(zhuǎn)子層疊厚度X形成為50mm。并且,第一電磁鋼板組形成為其層疊厚度為小于定子層疊厚度Y的值。此外，設(shè)置于第一電磁鋼板組的兩端的第二電磁鋼板組形成為其層疊厚度例如大于懸伸長度Z。即，第二電磁鋼板組的一部分(大致為數(shù)片第二電磁鋼板34b)被配置于與定子鐵芯10對置的位置。
[0071]定子鐵芯10的軸向中心與轉(zhuǎn)子30的軸向中心被配置為大致一致，第一電磁鋼板組設(shè)置于與定子鐵芯10對置的位置，第二電磁鋼板34b的一部分設(shè)置于從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出的位置。因此,懸伸長度Z為IOmm,相對于定子,轉(zhuǎn)子在軸向兩端部呈分別突出5_的狀態(tài)。此外，轉(zhuǎn)子相對于定子的突出量在軸向兩端部可以為非對稱。另外，插入磁鐵插入孔36的永久磁鐵40形成為其軸向長度與轉(zhuǎn)子層疊厚度X等長。
[0072]此處，針對因轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的永久磁鐵40的離心力和由施加給永久磁鐵40的電磁力所引發(fā)的永久磁鐵40的振動(dòng)，轉(zhuǎn)子30必須確保永久磁鐵40的保持強(qiáng)度。因此，在上述保持強(qiáng)度不足時(shí)，需要增大第二電磁鋼板組的軸向?qū)盈B厚度。
[0073]但是，在轉(zhuǎn)子30中，從退磁的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選第二電磁鋼板組相對于轉(zhuǎn)子30的比率小。下面具體加以說明。圖8示出了以往電動(dòng)機(jī)的斷面。在該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中，第二電磁鋼板34bl設(shè)置于與定子鐵芯10對置的位置，該第二電磁鋼板34bl上形成有第二磁通屏障33b與突起35。即，突起35形成于與定子鐵芯10對置的位置。并且，在轉(zhuǎn)子，從永久磁鐵40的徑外側(cè)面40a到突起35的距離小于永久磁鐵40的厚度。因此，避開磁阻大的第二磁通屏障33b的退磁磁通a集中流向磁阻小的突起35。其結(jié)果是,與突起35相鄰的永久磁鐵40的一部分退磁,發(fā)生局部性的部分退磁。
[0074]另外，永久磁鐵40會(huì)保持原來的磁力特性直至反向磁場達(dá)到某個(gè)閾值的大小，但是當(dāng)超過該閾值時(shí)，殘留磁通密度降低，產(chǎn)生無法恢復(fù)到原來的磁力特性的不可逆退磁。產(chǎn)生不可逆退磁時(shí)，永久磁鐵40的殘留磁通密度降低，用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流增加，從而不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)的效率惡化，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)的控制性惡化，導(dǎo)致其可靠性降低。此類問題通過從磁鐵插入孔36省去突起35可以消除，但是在沒有突起35的情況下，很難將永久磁鐵40配置在磁極中心。S卩，在永久磁鐵40相對于磁極在左右方向上位置偏移時(shí),轉(zhuǎn)子表面的磁通密度分布相對于磁極呈現(xiàn)非對稱，導(dǎo)致產(chǎn)生聲音振動(dòng)、效率降低。此外，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電磁力作用于永久磁鐵，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)永久磁鐵40移動(dòng)而碎裂、永久磁鐵40成為聲音振動(dòng)的發(fā)生源。
[0075]上述專利文獻(xiàn)I所示的以往的轉(zhuǎn)子是將具有上述突起35的電磁鋼板與不具有該突起35的電磁鋼板組合而構(gòu)成的。采用該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)τ谰么盆F進(jìn)行定位，并且能夠緩和由突起35造成的漏磁通的影響。但是，在為了確保上述保持強(qiáng)度而增大第二電磁鋼板組的軸向?qū)盈B厚度的情況下，退磁磁通集中流向磁阻小的突起35,在與突起35相鄰的永久磁鐵40產(chǎn)生部分退磁。
[0076]在本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100中，如圖9所示，由于沒有突起35而很難退磁的第一電磁鋼板組被設(shè)置于與定子鐵芯10對置的位置，由于具有突起35而容易退磁的第二電磁鋼板34b被設(shè)置于從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出的位置。第二電磁鋼板組因?yàn)槭谴盆F嵌入型的電磁鋼板組，所以設(shè)置于第二電磁鋼板組內(nèi)的永久磁鐵40的磁通bl在通過轉(zhuǎn)子外周面38側(cè)的鐵芯部向徑向彎曲的同時(shí)與定子鐵芯10交鏈。此外，本實(shí)施方式是為了最大限度獲得效果而構(gòu)成的情況下的一個(gè)示例，并不局限于該結(jié)構(gòu)。例如為了改善磁鐵插入性，在退磁影響小的范圍內(nèi)，將數(shù)片第二電磁鋼板34b配置于與定子鐵芯10對置的位置的情況，也能獲得效果。另外，在本實(shí)施方式中，第二電磁鋼板組配置于第一電磁鋼板組的軸向兩端部，但并不局限于此。例如，在構(gòu)成為將第二電磁板組僅配置于第一電磁鋼板組的軸向端部的一方的情況下，也能獲得相同的效果。
[0077]另一方面，在定子鐵芯10產(chǎn)生的退磁磁通a因?yàn)闀?huì)通過磁阻最小的部分，所以很難流向懸伸的磁阻大的第二電磁鋼板組。其結(jié)果是，在設(shè)置有突起35的第二電磁鋼板組很難產(chǎn)生局部性退磁，在未設(shè)置突起35的第一電磁鋼板組也不會(huì)產(chǎn)生局部性退磁，能夠改善退磁耐力。
[0078]此外，在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，因?yàn)榈诙姶配摪褰M相隔一定間隔地設(shè)置于第一電磁鋼板組的兩端，所以永久磁鐵40的插入性優(yōu)良。
[0079]另外，在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，在以突起35定位永久磁鐵40后，例如在風(fēng)穴31插入錐形棒，使該棒在圖4所示的箭頭方向上移動(dòng)，由此夾設(shè)于磁鐵插入孔36的徑內(nèi)側(cè)面36b與風(fēng)穴31之間的薄壁部31a在徑外方向上變形。由此，磁鐵插入孔36的徑內(nèi)側(cè)面36b與永久磁鐵40的徑內(nèi)側(cè)面擠壓,從而永久磁鐵40被保持于磁鐵插入孔36。因此，即使不增大第二電磁鋼板組的軸向?qū)盈B厚度，也能夠確保上述保持強(qiáng)度。其結(jié)果是，第二電磁鋼板34b的突起35只要具有將永久磁鐵40周向定位的功能即可，在轉(zhuǎn)子30，能夠相對縮小第二電磁鋼板組的軸向?qū)盈B厚度。
[0080]圖10的表，示出了例如假設(shè)轉(zhuǎn)子層疊厚度X為50mm時(shí)，使第二電磁鋼板組從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出的長度發(fā)生變化時(shí)的退磁特性。橫軸表不該第二電磁鋼板組相對于定子鐵芯的懸伸長度，縱軸表不退磁耐力。例如，橫軸的Omm表不全部第二電磁鋼板組被配置于與定子鐵芯10對置的位置的狀態(tài)。此外，橫軸的IOmm表示全部第二電磁鋼板組被配置于從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出的位置的狀態(tài)。另外，在圖10中，如下定義了退磁耐力。即，定義為在假設(shè)為壓縮機(jī)的內(nèi)部的溫度(例如約150°C)下流通退磁電流(對永久磁鐵施加退磁磁通)，感應(yīng)電壓(以外部動(dòng)力使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)在繞組上產(chǎn)生的電壓)下降1% (不可逆退磁)的電流值之比。
[0081]如圖10所示，退磁耐力隨著第二電磁鋼板組的層疊厚度的懸伸長度從Omm逐漸增大而改善，例如在IOmm時(shí),退磁耐力改善5%。
[0082]此外，在電動(dòng)機(jī)100退磁了的情況下，安裝有電動(dòng)機(jī)100的壓縮機(jī)、制冷空調(diào)機(jī)的性能發(fā)生變化,并且在電動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生的電壓發(fā)生變化，故而電動(dòng)機(jī)100的控制性惡化。從而，為了滿足產(chǎn)品的可靠性，需要將退磁率控制在降低1%左右的程度。在圖11中，以往的電動(dòng)機(jī)是在構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵芯的全部電磁鋼板中形成有突起35。在對以往的電動(dòng)機(jī)的退磁耐力與本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100的退磁耐力進(jìn)行比較的情況下，電動(dòng)機(jī)100與以往的電動(dòng)機(jī)相比，退磁耐力改善了 10%。因此，電動(dòng)機(jī)100在與以往的電動(dòng)機(jī)相同的電流范圍內(nèi)使用時(shí)，能夠使用保磁力低于以往的電動(dòng)機(jī)所使用的永久磁鐵的永久磁鐵40。S卩，在電動(dòng)機(jī)100中能夠減少用于提高保磁力的重稀土類元素的添加量，實(shí)現(xiàn)低成本化。
[0083]圖11所示的改善退磁耐力的詳細(xì)如下，通過減少設(shè)置了突起35的電磁鋼板組的比率，改善5%，通過使第二電磁鋼板組從定子鐵芯10懸伸出，進(jìn)一步改善了 5%。
[0084]另外，本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100不受繞組方式、槽數(shù)以及極數(shù)的限制，都會(huì)獲得以下效果。
[0085](I)通過設(shè)置磁通屏障(33a、33b)，能夠獲得漏磁通少且高效的電動(dòng)機(jī)100，并能獲得永久磁鐵40很難退磁的可靠性高的電動(dòng)機(jī)100。
[0086](2)此外，因?yàn)槟軌颢@得抗退磁性強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)100，所以如果只需在與以往電動(dòng)機(jī)同等的退磁耐力，則能夠使用低保磁力的磁鐵，從而能夠使用重稀土類元素的添加量少且便宜的稀土類磁鐵。使重稀土類元素的添加量減少，則磁鐵的殘留磁通密度會(huì)提高，由此能夠提高磁鐵轉(zhuǎn)矩，減小用于產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)矩的電流，減少銅損，并且減少逆變器的通電損失。
[0087](3)另外，因?yàn)槟軌颢@得抗退磁性強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)100，所以如果只需在與以往電動(dòng)機(jī)同等的退磁耐力，則能夠減小永久磁鐵40的厚度，從而抑制昂貴的稀土類磁鐵的使用量，進(jìn)一步降低制造成本。
[0088](4)此外，通過使用本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100，能夠獲得高效且低噪音的、難以退磁、可靠性高的壓縮機(jī)、制冷空調(diào)裝置。
[0089](5)另外，在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，例如通過使位于風(fēng)穴31的徑外方向上的薄壁部31a發(fā)生變形，由此永久磁鐵40被固定于磁鐵插入孔36。在轉(zhuǎn)子層疊厚度X為50mm的情況下，為了僅用第二電磁鋼板組確保上述保持強(qiáng)度，第二電磁鋼板組的層疊厚度需要為50mm的約一半(25mm)。在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，因?yàn)橛猛黄?5以外的部位固定永久磁鐵40，因此第二電磁鋼板34b只需要具有將永久磁鐵40周向定位的功能即可，從而能夠?qū)⒌诙姶配摪褰M的層疊厚度抑制為約10_。其結(jié)果是，能夠減少形成有突起35的第二電磁鋼板組的區(qū)域，由此能夠縮小懸伸長度Z。
[0090]此外，固定永久磁鐵40的方法并不限定于使風(fēng)穴31變形的方法，例如，可以將永久磁鐵40粘接于磁鐵插入孔36的內(nèi)周面。
[0091]另外，本實(shí)施方式中說明的定子層疊厚度Y、轉(zhuǎn)子層疊厚度X的值為一個(gè)示例，只要第二電磁鋼板34b形成為從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出，就能夠獲得與上述相同的效果。
[0092]此外，在本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30中，優(yōu)選構(gòu)成第二電磁鋼板組的全部第二電磁鋼板34b都從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出，但是只要至少一片第二電磁鋼板34b從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出，就能夠獲得相同的效果。
[0093]另外，在本實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)子鐵芯34的兩端部設(shè)置有第二電磁鋼板組，但是即使僅在轉(zhuǎn)子鐵芯34的一側(cè)的端部設(shè)置第二電磁鋼板組，也能夠獲得相同的效果。
[0094]此外，使用了本實(shí)施方式所涉及的轉(zhuǎn)子30的電動(dòng)機(jī)100，通過基于驅(qū)動(dòng)電路(未圖示)的逆變器的PWM控制進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)，能夠根據(jù)所要求的產(chǎn)品負(fù)載條件實(shí)施高效運(yùn)轉(zhuǎn)，例如，在安裝于空氣調(diào)和機(jī)的壓縮機(jī)的情況下，能夠保證在100°C以上的高溫環(huán)境中使用。
[0095]如上所述，本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)子鐵芯34由在軸向上層疊的多片第一電磁鋼板34a和具有對磁鐵(40)的位置進(jìn)行限制的結(jié)構(gòu)的多片第二電磁鋼板34b構(gòu)成，在多片第一電磁鋼板34a上形成有供構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵芯34的磁極的磁鐵(40)插入的多個(gè)磁鐵插入孔36,第二電磁鋼板34b層疊于由各第一電磁鋼板34a構(gòu)成的電磁鋼板組的軸向端部的至少一方，并且設(shè)置于從定子鐵芯10的軸向端部IOa懸伸出的位置。通過該結(jié)構(gòu)，在定子鐵芯10產(chǎn)生的退磁磁通a很難流向第二電磁鋼板34b,抑制嵌入轉(zhuǎn)子30的永久磁鐵40的退磁，從而獲得能夠進(jìn)一步提高可靠性的電動(dòng)機(jī)100。
[0096]另外 ，將本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100安裝在壓縮機(jī)中，并將該壓縮機(jī)安裝在制冷空調(diào)裝置中，由此能夠獲得高效且低噪音的、難以退磁、可靠性高的壓縮機(jī)、制冷空調(diào)
>J-U ρ?α裝直。
[0097]此外，在本實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)機(jī)100中，雖然在第一電磁鋼板34a形成有多個(gè)磁鐵插入孔36和第一磁通屏障(33a)，在第二電磁鋼板34b形成有多個(gè)磁鐵插入孔36、第二磁通屏障(33b)以及突起35，但是第一電磁鋼板34a和第二電磁鋼板34b的形狀并不限定于此，只要在第一電磁鋼板34a上形成有磁鐵插入孔36，在第二電磁鋼板34b上形成有對磁鐵的位置進(jìn)行限制的結(jié)構(gòu)即可。另外，本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及制冷空調(diào)裝置是本實(shí)用新型內(nèi)容的一個(gè)示例，自然還可以進(jìn)一步與其他公知技術(shù)組合，也可以在不脫離本實(shí)用新型要旨的范圍內(nèi)省略一部分等進(jìn)行變更構(gòu)成。
[0098]如上所述，本實(shí)用新型能夠應(yīng)用于永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，特別是作為能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高效化以及進(jìn)一步降低制造成本的實(shí)用新型非常有用。
【權(quán)利要求】
1.一種永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，是將層疊多片電磁鋼板所形成的轉(zhuǎn)子鐵芯配置于定子鐵芯內(nèi)而形成的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)子鐵芯由在軸向上層疊的多片第一電磁鋼板和具有對磁鐵的位置進(jìn)行限制的結(jié)構(gòu)的多片第二電磁鋼板構(gòu)成，在所述多片第一電磁鋼板上形成有供構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極的所述磁鐵插入的多個(gè)磁鐵插入孔， 所述第二電磁鋼板層疊于由所述各第一電磁鋼板構(gòu)成的電磁鋼板組的軸向端部的至少一方，并且設(shè)置于從所述定子鐵芯的軸向端部懸伸出的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 在所述各第一電磁鋼板上形成有所述各磁鐵插入孔、以及形成于所述各磁鐵插入孔的周向兩端的第一磁通屏障， 在所述各第二電磁鋼板上形成有所述各磁鐵插入孔、形成于所述各磁鐵插入孔的周向兩端的第二磁通屏障、以及形成于所述各磁鐵插入孔的徑內(nèi)側(cè)面的周向兩端并對所述磁鐵的位置進(jìn)行限制的突起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 在所述各第一電磁鋼板和所述各第二電磁鋼板上形成有位于所述各磁鐵插入孔與轉(zhuǎn)子軸之間的空隙， 夾在所述各磁鐵插入孔的徑內(nèi)側(cè)面與該空隙之間的薄壁部向徑外方向變形，由此通過所述突起被限制了位置的所述磁鐵被保持在所述各磁鐵插入孔的內(nèi)周面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 通過所述突起被限制了位置的所述磁鐵粘接在所述各磁鐵插入孔的內(nèi)周面。
5.一種壓縮機(jī)，其特征在于: 安裝了權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任一項(xiàng)所述的永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)。
6.一種制冷空調(diào)裝置，其特征在于: 安裝了權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)。
【文檔編號】H02K21/02GK203747605SQ201320685864
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】仁吾昌弘, 桶谷直弘, 矢部浩二, 馬場和彥 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社