同步電動的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種同步電動機，其具備：定子，其在形成于定子鐵芯(2)的9個槽內(nèi)以包圍齒部(2b)的方式卷繞有集中式繞組；以及轉(zhuǎn)子，其設(shè)置有10極永久磁鐵且配置于齒部(2b)的內(nèi)徑側(cè)，在設(shè)從在形成于定子鐵芯的齒部(2b)的內(nèi)徑側(cè)設(shè)置的齒前端部(2c)與齒部(2b)的連接根部(2b1)到齒前端部(2c)的周向端部(2c1)為止的齒前端部(2c)的寬度為a，設(shè)從根部(2b1)到齒前端部(2c)的內(nèi)徑側(cè)面(2c2)為止的齒前端部(2c)的厚度為b時，定子鐵芯(2)形成為b除以a后的值大于0.5。
【專利說明】同步電動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種同步電動機。

【背景技術(shù)】
[0002]在使用永久磁鐵的同步電動機中，尤其是在將定子的繞組集中卷繞于齒部的3相同步電動機中，轉(zhuǎn)子所使用的永久磁鐵的磁極數(shù)與定子的槽數(shù)(=齒數(shù))的比率大多數(shù)為
2: 3 ο
[0003]在磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動機中，大多數(shù)在相鄰的齒部之間設(shè)置開口部。這是為了便于從配置于轉(zhuǎn)子的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通與定子的繞組交鏈，且防止因電流流過定子的繞組而產(chǎn)生的磁通不流向轉(zhuǎn)子而是在定子間發(fā)生短路。但是，在該開口部附近，由于定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙的磁通密度分布混亂，所以產(chǎn)生定位轉(zhuǎn)矩，而定位轉(zhuǎn)矩是振動、噪音的主要原因。
[0004]為了減少這種定位轉(zhuǎn)矩，例如，在下述專利文獻(xiàn)I所代表的現(xiàn)有同步電動機中，使用具有8極或10極的磁極的轉(zhuǎn)子以及具有9個槽的定子，在定子中，3相的繞組彼此連續(xù)地集中配置。在此類同步電動機中，由于在定子配置有9個繞組，所以各繞組及齒部機械性地按40度角被配置，而各相的3個繞組是機械性地以40°的角度被連續(xù)配置。而且，由于轉(zhuǎn)子為8極或10極，所以在8極的情況下，I個磁極的寬度為45°，10極的情況下，I個磁極的寬度為36°。
[0005]具體而言，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周的期間所產(chǎn)生的脈動由定子的槽數(shù)與轉(zhuǎn)子的極數(shù)的最小公倍數(shù)決定。在以磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3構(gòu)成的同步電動機為8極12槽的情況下，脈動為24次。而相對于此，在8極9槽的同步電動機中，脈動為72次，在10極9槽的同步電動機中，脈動為90次。
[0006]如此由于脈動數(shù)越多定位轉(zhuǎn)矩的能量越分散，因此定位轉(zhuǎn)矩的振幅越小。即，8極9槽或10極9槽的同步電動機相較于以磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3構(gòu)成的同步電動機，能夠抑制定位轉(zhuǎn)矩。
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-153886號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，在上述專利文獻(xiàn)I所代表的現(xiàn)有同步電動機中，構(gòu)成I相的繞組連續(xù)集中地配置，因此向定子的繞組通電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場會相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸不均等地產(chǎn)生。因此，在與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵之間，吸引、排斥的力相對于旋轉(zhuǎn)軸處于不均衡的狀態(tài)，而在徑向上產(chǎn)生大的激振力，該激振力成為產(chǎn)生振動、噪音的要因。
[0010]本實用新型鑒于上述情況而完成，其目的在于獲得一種能夠?qū)崿F(xiàn)進一步低振動化及低噪音化的同步電動機。
[0011]為了解決上述課題實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種同步電動機的特征在于具備:定子，其在形成于定子鐵芯的9個槽內(nèi)以包圍齒部的方式卷繞有集中式繞組；以及轉(zhuǎn)子，其設(shè)置有10極的永久磁鐵且配置于上述齒部的內(nèi)徑側(cè)，在設(shè)從在形成于上述定子鐵芯的上述齒部的內(nèi)徑側(cè)設(shè)置的齒前端部與上述齒部的連接根部到上述齒前端部的周向端部為止的上述齒前端部的寬度為a,設(shè)從上述根部到上述齒前端部的內(nèi)徑側(cè)面為止的上述齒前端部的厚度為b時，上述定子鐵芯形成為上述b除以上述a后的值大于0.5。
[0012]本實用新型的另一種形態(tài)同步電動機，其特征在于:上述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵使用鐵氧體磁鐵。
[0013]本實用新型的另一種形態(tài)同步電動機，其特征在于:上述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵使用稀土類磁鐵，上述定子鐵芯形成為上述b除以上述a后的值大于0.6。
[0014]本實用新型的另一種形態(tài)同步電動機，其特征在于:在設(shè)上述齒部卷繞有繞組的部分的寬度為D、設(shè)相鄰的兩個槽開口部之間的槽部間距為P時，上述定子鐵芯形成為，上述D除以上述P后的值小于0.5。
[0015]本實用新型的另一種形態(tài)同步電動機，其特征在于:上述定子鐵心構(gòu)成為，上述a的值越大上述b的值也越大，并且上述b除以上述a后的值大于0.5，以抑制在從上述根部到上述周向端部為止的區(qū)域中的磁通密度的升高。
[0016]根據(jù)本實用新型，具有能夠?qū)崿F(xiàn)進一步低振動化及低噪音化的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的實施方式I所涉及的同步電動機的橫截面圖。
[0018]圖2是圖1所示的同步電動機的主要部分放大圖。
[0019]圖3是將具有8極或10極的磁極的轉(zhuǎn)子與具有9個槽的定子相組合的同步電動機的橫截面圖。
[0020]圖4是表示向使用具有8極的磁極的轉(zhuǎn)子的同步電動機通正弦電流時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子的激振力的圖。
[0021]圖5是表示在圖3所示的同步電動機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激振力的軌跡的圖。
[0022]圖6是表示在同步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。
[0023]圖7是表示在10極9槽的同步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。
[0024]圖8是表不10極9槽的同步電動機的定子鐵芯的尺寸與激振力的關(guān)系的圖。
[0025]圖9是表示8極9槽的同步電動機的定子鐵芯的尺寸與激振力的關(guān)系的圖。
[0026]圖10是表示本實用新型的實施方式2所涉及的同步電動機的激振力的圖。
[0027]圖11是本實用新型的實施方式3所涉及的同步電動機的橫截面圖，并且將主要部分?jǐn)U大表示的圖。
[0028]圖12是表示在b/a的值為0.3的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。
[0029]圖13是表示在b/a的值為0.5的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。
[0030]圖14是表示在使b/a的值為0.7的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。
[0031]符號的說明
[0032]1、定子
[0033]2、定子鐵芯
[0034]2a、軛鐵鐵芯
[0035]2b、齒部
[0036]2b 1、根部
[0037]2c、齒前端部
[0038]2cl、2cll、2cl2、周向端部
[0039]2c2、內(nèi)徑側(cè)面
[0040]2e、槽
[0041]2f、2fl、2f2、槽開口部
[0042]2fll、2f21、周向中心
[0043]3、繞組
[0044]4、轉(zhuǎn)子
[0045]5、軛鐵鐵芯
[0046]6、永久磁鐵
[0047]7、旋轉(zhuǎn)軸
[0048]8、空隙
[0049]10、同步電動機。

【具體實施方式】
[0050]下面基于附圖詳細(xì)說明本實用新型所涉及的同步電動機的實施方式。此外，本實用新型并不局限于該實施方式。
[0051]實施方式I
[0052]圖1是本實用新型的實施方式I所涉及的同步電動機10的橫截面圖。圖2是圖1所示的同步電動機10的要部放大圖。
[0053]圖1示出了由定子I與轉(zhuǎn)子4構(gòu)成的同步電動機10。轉(zhuǎn)子4隔著定子I的內(nèi)徑側(cè)的空隙8被配置，在轉(zhuǎn)子4的中心設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸7。在構(gòu)成轉(zhuǎn)子4的軛鐵鐵芯5的外徑面，彼此不同極性的永久磁鐵6在周向上交替配置。在圖中所示的轉(zhuǎn)子4中，永久磁鐵6的極數(shù)為10極。此外，轉(zhuǎn)子4不限定于圖1的結(jié)構(gòu)例，還可以是在軛鐵鐵芯5的內(nèi)徑側(cè)配置有永久磁鐵6的結(jié)構(gòu)。
[0054]在永久磁鐵6中，使用比較便宜且磁力低的材料，例如使用鐵氧體磁鐵。在同步電動機10被用于輸出較小的鼓風(fēng)機等的情況下，在永久磁鐵6中使用瓦狀的燒結(jié)磁鐵。另外，還可以在永久磁鐵6中使用將混合了樹脂與磁粉的材料成形為環(huán)狀的粘結(jié)磁鐵。因為鐵氧體磁鐵與稀土類磁鐵相比價格低，因此在作為永久磁鐵6使用鐵氧體磁鐵的情況下，能夠降低成本并降低后述的激振力。
[0055]定子I由形成為環(huán)狀的定子鐵芯2與被供應(yīng)有來自外部的電力的繞組3構(gòu)成。
[0056]在定子鐵芯2的內(nèi)周側(cè)，形成有在周向上等間隔地配置的多個齒部2b。在圖中所不的定子I中，設(shè)置了 9個齒部2b。
[0057]在定子I中，具有由構(gòu)成定子鐵芯2的軛鐵鐵芯2a、齒部2b與齒前端部2c包圍而形成的槽2e。在圖中所示的定子I中，設(shè)置有9個槽2e。
[0058]在相鄰的齒前端部2c的周向端部2cI相對置的部分，形成用于將繞組3插入槽2e的槽開口部2f。各槽開口部2f具有幾乎相同的寬度。
[0059]在構(gòu)成U相的3個齒部2b、構(gòu)成V相的3個齒部2b、以及構(gòu)成W相的3個齒部2b
集中配置構(gòu)成各相的繞組3。
[0060]在構(gòu)成各相的3個齒部2b中，設(shè)置在中央的齒部2b上卷繞的繞組3的方向與設(shè)置在兩側(cè)的齒部2b上卷繞的繞組3的方向相反。
[0061]另外，在本實施方式所涉及的同步電動機10中，定子I如下構(gòu)成。例如，設(shè)定子I的中心位置為A,設(shè)連接齒部2b同齒前端部2c的根部2bl與中心位置A的線為B,設(shè)齒前端部2c的內(nèi)徑側(cè)面2c2與線B的交點為C，設(shè)從交點C到周向端部2cl為止的寬度為a，設(shè)從根部2bl到交點C為止的厚度為b。此時，定子鐵芯2構(gòu)成為b相對于a的比率(b除以a后的值:b/a)大于0.5。下面說明如此構(gòu)成的理由。
[0062]圖3是將具有8極或10極的磁極的轉(zhuǎn)子與具有9個槽的定子相組合的同步電動機的橫截面圖。圖4是表不向使用具有8極的磁極的轉(zhuǎn)子的同步電動機通正弦電流時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子的激振力的圖。
[0063]如前所述，在磁極數(shù)與槽數(shù)的組合為10極9槽或8極9槽的同步電動機中，構(gòu)成I相的繞組3被集中配置。因此，電流流到定子I的繞組3時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸7不均等地產(chǎn)生。由此，相對于旋轉(zhuǎn)軸7在徑向上產(chǎn)生大的激振力(磁吸力)。
[0064]如圖3所示，轉(zhuǎn)子4逆時針旋轉(zhuǎn)。在同步電動機10中，根據(jù)磁極位置，電流流到定子I的各相的繞組3，由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。設(shè)同步電動機10的橫向為X軸，設(shè)同步電動機10的縱向為Y軸的情況下，若通過磁場解析求取在轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的激振力，則如圖4所示。
[0065]圖4所示的曲線表示正弦電流流過8極9槽的同步電動機的繞組3時產(chǎn)生的激振力。如圖中所示，在轉(zhuǎn)子4中產(chǎn)生的激振力隨著轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)相對于X軸方向及Y軸方向，變化成近似正弦波狀。因此，在8極9槽的同步電動機中，轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)一周時，變?yōu)檎也畹募ふ窳Ξa(chǎn)生8次。此外，在圖1所示的10極9槽的同步電動機10中，轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)一周時，變?yōu)檎也畹募ふ窳Ξa(chǎn)生10次。
[0066]圖5是表示在圖3所示的同步電動機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激振力的軌跡的圖。為了掌握激振力的大小與方向，在將圖3的X軸方向的激振力取為X軸，將Y軸方向的激振力取為y軸的情況下，激振力如圖中所示，描繪出近似圓形的軌跡，隨著轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)以大致恒定的力在改變方向的同時產(chǎn)生。另外，徑向的激振力的大小呈現(xiàn)出隨著同步電動機1輸出的轉(zhuǎn)矩而增大的傾向。
[0067]圖6是表示在同步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。圖7是表示在10極9槽的同步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。
[0068]圖6示出了表示8極9槽的同步電動機的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的曲線A以及表示10極9槽的同步電動機的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的曲線B。在這些同步電動機中，使用相同形狀的定子(9槽)。此外，這些同步電動機的轉(zhuǎn)子4使用磁力相等的永久磁鐵6。
[0069]由于激振力的絕對值因電動機的大小、輸出轉(zhuǎn)矩而異，因此在圖6中，僅示出了在8極9槽的同步電動機與10極9槽的同步電動機產(chǎn)生的激振力的傾向，省略了具體數(shù)值。
[0070]如圖6所示，10極9槽的同步電動機的激振力與8極9槽的同步電動機的激振力都與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩成比例地增加。但是，10極9槽的同步電動機的激振力相對于8極9槽的同步電動機的激振力非常小，僅為8極9槽的激振力的1/4以下。
[0071]為了便于理解圖6的曲線B的變化，圖7的縱軸的刻度值被設(shè)定為與圖6的縱軸的刻度值不同。如圖7所示，10極9槽的同步電動機10的激振力相對于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)為近似二次函數(shù)的特性。如此在10極9槽的同步電動機10中，有轉(zhuǎn)子4的激振力相對于轉(zhuǎn)矩的升高而急劇增大的傾向。這被推定為是定子鐵芯2的磁通密度所影響的。
[0072]圖8是表示10極9槽的同步電動機的定子鐵芯的尺寸與激振力的關(guān)系的圖。橫軸表示前述定子鐵芯2的尺寸(b/a)，縱軸表示激振力。此時的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與同步電動機10的額定輸出相當(dāng)。
[0073]圖8所示的多個曲線是設(shè)齒前端部2c的厚度b為一定值、而將槽開口部2f的寬度(即齒前端部2c的寬度a)設(shè)為不同值時的同步電動機的電磁場解析的結(jié)果。
[0074]3類曲線中，“model A”的曲線是齒前端部2c的寬度a為最大的同步電動機，“model C”的曲線是齒前端部2c的寬度a為最窄的同步電動機。即，按照“model A”、“modelB”、“model C”的順序，齒前端部2c的寬度a變窄。換言之，槽開口部2f的尺寸最窄的是“model A”，槽開口部2f的尺寸最寬的是“model C”。
[0075]在b/a的值較大的區(qū)域(例如0.5以上的區(qū)域)，激振力呈現(xiàn)為大致恒定的值。另一方面，在比該區(qū)域b/a的值小的區(qū)域，則呈現(xiàn)出b/a的值越小激振力越增加的傾向。因此，以b/a的值為0.5以上的方式構(gòu)成定子鐵芯2，由此能夠減小激振力。
[0076]圖9是表示8極9槽的同步電動機的定子鐵芯的尺寸與激振力的關(guān)系的圖。與圖8相同，橫軸表示前述定子鐵芯2的尺寸(b/a)，縱軸表示激振力。此時的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與同步電動機10的額定輸出相當(dāng)。而且，定子I的形狀與圖8的“model A”相同。
[0077]可見在8極9槽的同步電動機的情況下，即使在改變b/a值的情況下，激振力的值也幾乎不變，即使改變定子鐵芯2的與轉(zhuǎn)子4相對置的部分的形狀，激振力也幾乎不變。如圖8與圖9結(jié)果所示，能夠通過將b/a的值調(diào)整為最佳值來抑制轉(zhuǎn)子4的激振力的是10極9槽的同步電動機10。
[0078]然而，在以磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3構(gòu)成的同步電動機中，在相同相的繞組3相對于旋轉(zhuǎn)軸對稱配置的情況下，磁吸力相對于旋轉(zhuǎn)軸彼此抵消，因此不會產(chǎn)生上述那樣的轉(zhuǎn)子的激振力。因此，在這種結(jié)構(gòu)的同步電動機中，即使在如上述那樣設(shè)定定子鐵芯2的尺寸的情況下，也沒有激振力的變化，不會獲得相同的效果。
[0079]如上說明，本實施方式所涉及的同步電動機10具備:定子1，其在形成于定子鐵芯2的9個槽內(nèi)以包圍齒部2b的方式卷繞有集中式繞組3 ;以及轉(zhuǎn)子4，其設(shè)置有10極的永久磁鐵6且配置于齒部2b的內(nèi)徑側(cè)，在設(shè)從在形成于定子鐵芯2的齒部2b的內(nèi)徑側(cè)設(shè)置的齒前端部2c與齒部2b的根部2bl到齒前端部2c的周向端部2cl為止的齒前端部2c的寬度為a、設(shè)從根部2bl到齒前端部2c的內(nèi)徑側(cè)面2c2為止的齒前端部2c的厚度為b時，定子鐵芯2形成為b除以a后的值大于0.5。將b/a的值設(shè)定得大，由此在10極9槽的同步電動機10中，能夠不拘于槽開口部2f的尺寸，縮小激振力，其結(jié)果是，能夠抑制振動與噪音的增大，實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩化。
[0080]實施方式2
[0081]圖10是表示本實用新型的實施方式2所涉及的同步電動機10的激振力的圖。實施方式2所涉及的同步電動機10作為轉(zhuǎn)子4的永久磁鐵6使用稀土類磁鐵且構(gòu)成為定子鐵芯2是b/a > 0.6。另外，同步電動機10的基本結(jié)構(gòu)與圖1及圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，因此此處對同步電動機10的結(jié)構(gòu)省略圖示。
[0082]在實施方式2的永久磁鐵6中，使用例如將混合了稀土類磁鐵的磁粉與樹脂的粘結(jié)磁鐵成形為環(huán)狀的磁鐵。另外，稀土類磁鐵與鐵氧體磁鐵相比價格高，因此為了降低材料成本，優(yōu)選將永久磁鐵6形成為較薄的環(huán)狀。
[0083]此外，實施方式2的轉(zhuǎn)子4構(gòu)成為與相同形狀的定子I交鏈的磁通量與使用鐵氧體磁鐵的情況相比約為1.5倍。因此，從轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生的流入定子I的磁通的量多于實施方式I。因此，在實施方式2所涉及的同步電動機10中，與實施方式I的同步電動機10相比，定子I的與轉(zhuǎn)子4對置的部分的磁通密度增高。其結(jié)果是，產(chǎn)生于轉(zhuǎn)子的激振力大于實施方式I。
[0084]但是，實施方式2所涉及的同步電動機10構(gòu)成為b/a的值大于0.6，因此，如圖10所示，能夠相對減少激振力。即，通過將b/a的值設(shè)定為大于0.6的值，能夠?qū)⒃趯嵤┓绞?所涉及的同步電動機10的轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生的激振力抑制到與在實施方式I所涉及的同步電動機10的轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生的激振力相同的程度。如此，在轉(zhuǎn)子4使用高磁力的永久磁鐵6的情況下，能夠通過設(shè)定與之相對應(yīng)的b/a的值，來減小在轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生的激振力。
[0085]如上說明，在實施方式2所涉及的同步電動機10中，通過使用高磁力的永久磁鐵6并將b/a的值設(shè)定為大于0.6的值，能夠抑制轉(zhuǎn)子4的激振力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化及高效率化。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)實施方式I的效果(低振動化及低噪音化)還能夠通過高磁力化提高效率。
[0086]實施方式3
[0087]圖11是本實用新型的實施方式3所涉及的同步電動機10的橫截面圖，并且將主要部分?jǐn)U大表示的圖。同步電動機10的基本結(jié)構(gòu)與圖1及圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，此處省略圖示。實施方式3涉及的同步電動機10的定子鐵心2構(gòu)成為，b/a的值為與實施方式1、2的同步電動機10同樣大于0.5，并且定子I的卷繞有繞組3的部分(齒部2b)的寬度即齒部寬度D和槽部間距P為D/P < 0.5的關(guān)系。即、其構(gòu)成為齒部寬度D除以槽部間距P后的值小于0.5。槽部間距P是指相鄰的兩個槽開口部2f的周向中心之間的長度。具體而言，是將從圖11所示的齒部2b的齒前端部2c的一方周向端部2cll到一方槽開口部2fl的周向中心2fll為止的長度、從該齒前端部2c的另一方周向端部2cl2到另一方槽開口部2f2的周向中心2f21為止的長度、以及齒前端部2c的內(nèi)徑側(cè)面2c2的周向?qū)挾认嗉铀玫降闹?。此外，在下面說明中，除特別提及的情況以外，齒部寬度D除以槽部間距P后的值稱為“D/P的值”。
[0088]圖12是表示在b/a的值為0.3的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。圖13是表示在b/a的值為0.5的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。圖14是表示在b/a的值為0.7的情況下的D/P的值與激振力的關(guān)系的圖。圖12至圖14中，橫軸表示D/P的值，縱軸表示激振力。此時的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于同步電動機的額定輸出。
[0089]各圖所示的2種曲線是槽開口部2f的尺寸不同的同步電動機的曲線，例如“modeID”的曲線的同步電動機中的槽開口部2f的尺寸大于“model E”的曲線的同步電動機中的槽開口部2f的尺寸。
[0090]如圖12所示，在b/a的值為0.3的情況下，在D/P的值較小的區(qū)域(小于0.5的區(qū)域)，激振力呈現(xiàn)為大致恒定的值。然而，在比該區(qū)域D/P的值大的區(qū)域，則呈現(xiàn)出D/P的值越大激振力越下降的傾向。
[0091]而相對于此，如圖13、14所示，在b/a的值大于0.3的情況下，在D/P的值小于0.5的區(qū)域的激振力，以及在D/P的值大于或等于0.5的區(qū)域，不管D/P的值如何激振力都為大致恒定的值。
[0092]根據(jù)圖12至圖14的數(shù)據(jù)，D/P的值越大、即齒部寬度D的值越接近槽部間距P的值，則不使b/a的值增大也能夠減小激振力。
[0093]然而，齒部寬度D的值越接近槽部間距P的值，槽2e的截面積就越小，因此必須對齒部2b卷繞較細(xì)的繞組3，于是繞組3的電阻變大，電流流過繞組3時產(chǎn)生的損耗(銅損)就增加。尤其是用于鼓風(fēng)機的同步電動機的情況下，由于多在轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩高的負(fù)載條件下使用，所以損耗中銅損所占的比率大，為了提高同步電動機的效率，需要使槽2e的截面積增大，并且減小繞組3的電阻。由此，為了使槽2e的截面積增大，齒部寬度D的值就必然呈現(xiàn)減小的傾向，而在使齒部寬度D減小、例如使D/P的值為小于0.5的同步電動機中，如圖12所示，在b/a的值被設(shè)定成小于0.5的值(圖中示例為0.3)的情況下，激振力增大。
[0094]因此，在以D/P的值小于0.5的方式構(gòu)成的同步電動機中，通過使b/a的值為大于
0.5的值，能夠抑制激振力并實現(xiàn)高效率化。尤其是在以D/P的值小于0.5的方式構(gòu)成的10極9槽的同步電動機中，使b/a的值大于0.5而得的降低激振力的效果較大。
[0095]此外，在實施方式I及實施方式2中所示的同步電動機10構(gòu)成為，D/P的值為
0.35，并且b/a的值為大于0.5或0.6。例如在用于鼓風(fēng)機的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)效率良好、激振力小、低振動且低噪音的同步電動機。
[0096]如上所述，在本實施方式涉及的10機9槽的同步電動機10中，定子鐵芯2以如下方式形成:在設(shè)齒部2b卷繞有繞組3的部分的寬度為D、設(shè)相鄰的兩個槽開口部2fl、2f2之間的槽部間距為P時，b除以a后的值大于0.5、且D除以P后的值小于0.5。通過該結(jié)構(gòu)，能夠抑制激振力，并且能夠使槽2e的截面積增大，因此在繞組3中的銅損的增加被抑制，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出化及高效率化。
[0097]此外，本實施方式I至3涉及的同步電動機10的定子鐵心2以a的值越大b的值也越大、并且b除以a后的值大于0.5的方式形成，以抑制在從根部2bl到周向端部2cl為止的區(qū)域中的磁通密度的升高。以下具體地說明。在上述專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)中，與以往相比減少Η/P比和S/P比來積極地使磁極齒部的前端部的磁路磁飽和，由此來減小不經(jīng)過齒根部內(nèi)而向相鄰前端部漏出的磁通。即、在專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)中，相對減少齒根部的從連接根部到前端部的內(nèi)周為止的尺寸，從而積極地使磁極齒部的前端部的磁路磁飽和，由此來減小不經(jīng)過齒根部內(nèi)而向相鄰前端部漏出的磁通，從而提高轉(zhuǎn)矩直線性。此處，如圖2所示，雖然想使從齒前端部2c的根部2bl到周向端部2cl為止的寬度增大以對槽2e卷繞更多的繞組3，但是從交點C到周向端部2cl為止的寬度a(參照圖1)越大，在從周向端部2cl到齒前端部2c的根部2bl之間的區(qū)域中流過的磁通相對就越多，因此該區(qū)域的磁通密度變高，磁通難以通過齒部2b。如上所述在10極9槽的同步電動機中，有轉(zhuǎn)子4的激振力相對于轉(zhuǎn)矩的升高而急劇增大的傾向。即、具有上述區(qū)域(從周向端部2cl到齒前端部2c的根部2bl之間的區(qū)域)的磁通密度越高激振力越高的傾向。這估計是定子鐵心2的磁通密度的影響。上述專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)，其目的在于提高轉(zhuǎn)矩直線性，通過相對減小齒根部的從連接根部到前端部的內(nèi)周為止的尺寸，來積極地使磁極齒部的前端部的磁路磁飽和，即、提高磁通密度。而相對于此，作為抑制由上述區(qū)域的磁通密度的上升引起的激振力的上升的對策，本實用新型的實施方式I至3涉及的10極9槽的同步電動機10以a的值越大b的值也越大、并且b除以a后的值大于0.5的方式形成，以抑制在從根部2bl到周向端部2cl為止的區(qū)域中的磁通密度的升高。
[0098]另外，本實用新型的實施方式示出了本實用新型內(nèi)容的一個示例，當(dāng)然還可以進一步與其他公知技術(shù)組合，也可以在不脫離本實用新型的要旨的范圍內(nèi)，省略一部分等進行變更而構(gòu)成。
[0099]如上所述，本實用新型能夠應(yīng)用于同步電動機，特別是作為能夠?qū)崿F(xiàn)進一步低振動化及低噪音化的實用新型較有效。
【權(quán)利要求】
1.一種同步電動機，其特征在于，具備: 定子，其在形成于定子鐵芯的9個槽內(nèi)以包圍齒部的方式卷繞有集中式繞組；以及 轉(zhuǎn)子，其設(shè)置有10極的永久磁鐵且配置于所述齒部的內(nèi)徑側(cè)，其中 在設(shè)從在形成于所述定子鐵芯的所述齒部的內(nèi)徑側(cè)設(shè)置的齒前端部與所述齒部的連接根部到所述齒前端部的周向端部為止的所述齒前端部的寬度為a，設(shè)從所述根部到所述齒前端部的內(nèi)徑側(cè)面為止的所述齒前端部的厚度為b時，所述定子鐵芯形成為所述b除以所述a后的值大于0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動機，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵使用鐵氧體磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動機，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵使用稀土類磁鐵， 所述定子鐵芯形成為所述b除以所述a后的值大于0.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的同步電動機，其特征在于: 在設(shè)所述齒部卷繞有繞組的部分的寬度為D、設(shè)相鄰的兩個槽開口部之間的槽部間距為P時，所述定子鐵芯形成為，所述D除以所述P后的值小于0.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的同步電動機，其特征在于: 所述定子鐵心構(gòu)成為，所述a的值越大所述b的值也越大，并且所述b除以所述a后的值大于0.5，以抑制在從所述根部到所述周向端部為止的區(qū)域中的磁通密度的升高。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步電動機，其特征在于: 所述定子鐵心構(gòu)成為，所述a的值越大所述b的值也越大，并且所述b除以所述a后的值大于0.5，以抑制在從所述根部到所述周向端部為止的區(qū)域中的磁通密度的升高。
【文檔編號】H02K21/16GK203942429SQ201420289609
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】松岡篤, 馬場和彥, 麻生洋樹, 浦邊優(yōu)人 申請人:三菱電機株式會社