本發(fā)明涉及電動機、壓縮機以及制冷循環(huán)裝置。本發(fā)明涉及例如在轉(zhuǎn)子搭載有剩余磁通密度Br高的高Br磁體的、用于各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的電動機。
背景技術(shù):
對于實現(xiàn)小型且高輸出的電動機而言,有效的是使用剩余磁通密度Br高的高Br磁體。然而,使用高Br磁體的電動機存在鐵芯的磁通密度變高的傾向,容易發(fā)生磁飽和。
磁飽和的發(fā)生會引起鐵損的增加,并會成為使馬達(dá)效率下降的主要因素。另外,因磁飽和的發(fā)生而使磁通密度分布的空間高次諧波以及時間高次諧波增大,并使轉(zhuǎn)矩脈動增大。
作為減少因磁飽和導(dǎo)致的鐵損的增加以及因空間高次諧波、時間高次諧波的增大導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩脈動的手法,有如下方法:在施加于電樞繞組的電源電壓大于空載感應(yīng)電壓與電樞反應(yīng)電壓之和的運轉(zhuǎn)區(qū)域,進(jìn)行弱磁通控制(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-88905號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
一直尋求實現(xiàn)如下的高效率的電動機,即,其不論是否進(jìn)行弱磁通控制,即使使用剩余磁通密度高的高Br磁體也不易發(fā)生磁飽和。
另外,高Br磁體容易退磁,因此需要實現(xiàn)即使使用高Br磁體也不易發(fā)生退磁的電動機。
本發(fā)明的目的在于得到即使使用例如剩余磁通密度高的磁體也不易發(fā)生退磁的電動機的結(jié)構(gòu)。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的一個方式的電動機具備:
轉(zhuǎn)子,其具有晶界擴散型的磁體和沿著圓周方向形成有多個供該磁體插入的插入孔的轉(zhuǎn)子鐵芯;以及
定子,其具有繞組和沿著圓周方向形成有多個供該繞組卷繞的齒的定子鐵芯,
在一個磁體與一個齒的中心彼此沿著上述轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑方向排列的狀態(tài)下,將該一個磁體的與該一個齒相向的表面設(shè)為齒相向表面,并將該一個齒的卷繞有繞組的部分的與該齒相向表面平行的截面設(shè)為磁體平行截面,形成于上述定子鐵芯的多個齒的磁體平行截面的總面積為插入于形成在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的多個插入孔的磁體的齒相向表面的總面積的0.56倍以上且0.93倍以下。
發(fā)明效果
在本發(fā)明中,形成于電動機定子鐵芯的多個齒的截面的總面積為插入于形成在電動機轉(zhuǎn)子鐵芯的多個插入孔的磁體的表面的總面積的0.56倍以上且0.93倍以下,因此,能夠?qū)崿F(xiàn)不易發(fā)生退磁的電動機。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的實施方式的制冷循環(huán)裝置(制冷運轉(zhuǎn)時)的回路圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式的制冷循環(huán)裝置(制熱運轉(zhuǎn)時)的回路圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式的壓縮機的縱剖視圖。
圖4是圖3的A-A剖視圖。
圖5是圖3的B-B剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實施方式的電動機的局部剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式的電動機的結(jié)構(gòu)與退磁場的關(guān)系的圖表。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式的電動機的結(jié)構(gòu)與馬達(dá)效率的關(guān)系的圖表。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式的電動機的結(jié)構(gòu)與馬達(dá)損耗的關(guān)系的圖表。
具體實施方式
以下,使用附圖說明本發(fā)明的實施方式。此外,在各圖中,對于相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同符號。在實施方式的說明中,對于相同或相當(dāng)?shù)牟糠?,適當(dāng)省略或簡化其說明。對于裝置、器具、零件等的結(jié)構(gòu),能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)適當(dāng)變更其材質(zhì)、形狀、大小等。
實施方式1
圖1以及圖2是本實施方式的制冷循環(huán)裝置10的回路圖。圖1表示制冷運轉(zhuǎn)時的制冷劑回路11a。圖2表示制熱運轉(zhuǎn)時的制冷劑回路11b。
在本實施方式中,制冷循環(huán)裝置10是空氣調(diào)節(jié)機。此外,即使制冷循環(huán)裝置10是空氣調(diào)節(jié)機以外的設(shè)備(例如,熱泵循環(huán)裝置),也能夠應(yīng)用本實施方式。
如圖1以及圖2所示,制冷循環(huán)裝置10具備供制冷劑循環(huán)的制冷劑回路11a、11b。
在制冷劑回路11a、11b中連接有壓縮機12、四通閥13、室外熱交換器14、膨脹閥15以及室內(nèi)熱交換器16。壓縮機12對制冷劑進(jìn)行壓縮。四通閥13在制冷運轉(zhuǎn)時和制熱運轉(zhuǎn)時切換制冷劑流動的方向。室外熱交換器14是第1熱交換器的例子。室外熱交換器14在制冷運轉(zhuǎn)時作為冷凝器進(jìn)行動作,使由壓縮機12壓縮的制冷劑放熱。室外熱交換器14在制熱運轉(zhuǎn)時作為蒸發(fā)器進(jìn)行動作,在室外空氣與通過膨脹閥15膨脹的制冷劑之間進(jìn)行熱交換而加熱制冷劑。膨脹閥15是膨脹機構(gòu)的例子。膨脹閥15使在冷凝器放熱的制冷劑膨脹。室內(nèi)熱交換器16是第2熱交換器的例子。室內(nèi)熱交換器16在制熱運轉(zhuǎn)時作為冷凝器進(jìn)行動作,使由壓縮機12壓縮的制冷劑放熱。室內(nèi)熱交換器16在制冷運轉(zhuǎn)時作為蒸發(fā)器進(jìn)行動作,在室內(nèi)空氣與通過膨脹閥15膨脹的制冷劑之間進(jìn)行熱交換而加熱制冷劑。
制冷循環(huán)裝置10還具備控制裝置17。
控制裝置17例如為微型計算機。在附圖中雖然僅示出了控制裝置17與壓縮機12的連接,但控制裝置17不僅與壓縮機12連接,還與連接于制冷劑回路11a、11b的各部件連接??刂蒲b置17對各部件的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視或控制等。
作為在制冷劑回路11a、11b中循環(huán)的制冷劑,能夠使用R407C制冷劑、R410A制冷劑、R1234yf制冷劑、R32制冷劑等任意的制冷劑。
圖3是壓縮機12的縱剖視圖。圖4是圖3的A-A剖視圖。圖5是圖3的B-B剖視圖。此外,在各圖中,省略了表示截面的陰影線。另外,在圖4以及圖5中,僅示出了密閉容器20的內(nèi)側(cè)。
在本實施方式中,壓縮機12是1個作動缸的回轉(zhuǎn)式壓縮機。此外,即使壓縮機12為多作動缸的回轉(zhuǎn)式壓縮機或渦旋式壓縮機也能夠應(yīng)用本實施方式。
如圖3所示,壓縮機12具備密閉容器20、壓縮部件30、電動機40以及曲軸50。
密閉容器20是容器的例子。在密閉容器20中安裝有用于吸入制冷劑的吸入管21和用于排出制冷劑的排出管22。
壓縮部件30被收納在密閉容器20中。具體而言,壓縮部件30被設(shè)置于密閉容器20的內(nèi)側(cè)下部。壓縮部件30對被吸入到吸入管21的制冷劑進(jìn)行壓縮。
電動機40也被收納在密閉容器20中。具體而言,電動機40在密閉容器20中被設(shè)置于由壓縮部件30壓縮的制冷劑從排出管22被排出之前所通過的位置。即,電動機40在密閉容器20的內(nèi)側(cè)被設(shè)置于壓縮部件30的上方。電動機40驅(qū)動壓縮部件30。
在密閉容器20的底部存積有用于對壓縮部件30的各滑動部進(jìn)行潤滑的冷凍機油25。隨著曲軸50的旋轉(zhuǎn),冷凍機油25由被設(shè)置于曲軸50的下部的油泵(未圖示)抽起,并向壓縮部件30的各滑動部供給。作為冷凍機油25,使用例如合成油即POE(多元醇酯)、PVE(聚乙烯醚)、AB(烷基苯)。
以下,對壓縮部件30的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
如圖3以及圖4所示,壓縮部件30具備作動缸31、旋轉(zhuǎn)活塞32、滑片36、主軸承33以及副軸承34。
作動缸31的外周為俯視大致圓形。在作動缸31的內(nèi)部形成有俯視大致圓形的空間即作動缸室62。作動缸31的軸向兩端開口。
在作動缸31設(shè)置與作動缸室62連通并在半徑方向上延伸的滑片槽61。在滑片槽61的外側(cè)形成與滑片槽61連通的俯視大致圓形的空間即背壓室63。
在作動缸31設(shè)置從制冷劑回路11a、11b吸入氣體制冷劑的吸入口(未圖示)。吸入口從作動缸31的外周面貫通至作動缸室62。
在作動缸31設(shè)置從作動缸室62排出被壓縮的制冷劑的排出口(未圖示)。排出口是對作動缸31的上端面進(jìn)行切削而形成的。
旋轉(zhuǎn)活塞32為環(huán)狀。旋轉(zhuǎn)活塞32在作動缸室62內(nèi)進(jìn)行偏心運動。旋轉(zhuǎn)活塞32滑動自如地嵌合于曲軸50的偏心軸部51。
滑片36的形狀為平坦的大致長方體。滑片36被設(shè)置在作動缸31的滑片槽61內(nèi)?;?6由被設(shè)置于背壓室63的滑片彈簧37始終按壓于旋轉(zhuǎn)活塞32。由于密閉容器20內(nèi)為高壓,因此當(dāng)壓縮機12的運轉(zhuǎn)開始時,由密閉容器20內(nèi)的壓力與作動缸室62內(nèi)的壓力之差產(chǎn)生的力會作用于滑片36的背面(即,背壓室63側(cè)的面)。因此,滑片彈簧37主要以在壓縮機12的起動時(密閉容器20內(nèi)與作動缸室62內(nèi)的壓力相等時)將滑片36按壓于旋轉(zhuǎn)活塞32為目的而被使用。
主軸承33為側(cè)視大致倒T字狀。主軸承33滑動自如地嵌合于曲軸50的比偏心軸部51靠上的部分即主軸部52。主軸承33將作動缸31的作動缸室62以及滑片槽61的上側(cè)閉塞。
副軸承34為側(cè)視大致T字狀。副軸承34滑動自如地嵌合于曲軸50的比偏心軸部51靠下的部分即副軸部53。副軸承34將作動缸31的作動缸室62以及滑片槽61的下側(cè)閉塞。
主軸承33具備排出閥(未圖示)。在主軸承33的外側(cè)安裝排出消音器35。經(jīng)由排出閥排出的高溫且高壓的氣體制冷劑臨時進(jìn)入排出消音器35,其后從排出消音器35向密閉容器20內(nèi)的空間排放。此外,排出閥以及排出消音器35也可以被設(shè)置于副軸承34或被設(shè)置于主軸承33和副軸承34這兩方。
作動缸31、主軸承33、副軸承34的材質(zhì)是灰口鑄鐵、燒結(jié)鋼、碳素鋼等。旋轉(zhuǎn)活塞32的材質(zhì)例如是含有鉻等的合金鋼。滑片36的材質(zhì)例如是高速工具鋼。
在密閉容器20的側(cè)旁設(shè)置吸入消音器23。吸入消音器23從制冷劑回路11a、11b吸入低壓的氣體制冷劑。吸入消音器23抑制在液體制冷劑返回時液體制冷劑直接進(jìn)入作動缸31的作動缸室62。吸入消音器23經(jīng)由吸入管21連接于作動缸31的吸入口。吸入消音器23的主體通過焊接等被固定在密閉容器20的側(cè)面。
以下,對電動機40的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
在本實施方式中,電動機40是使用剩余磁通密度Br高的高Br磁體的無刷直流(Direct Current)馬達(dá)。此外,只要電動機40是使用高Br磁體的馬達(dá),即使是無刷直流馬達(dá)以外的馬達(dá),也能夠應(yīng)用本實施方式。
如圖3以及圖5所示,電動機40具備大致圓筒狀的定子41以及大致圓柱狀的轉(zhuǎn)子42。
定子41與密閉容器20的內(nèi)周面抵接而被固定。在定子41的內(nèi)側(cè)隔著0.3~1mm左右的空隙設(shè)置轉(zhuǎn)子42。
定子41具備定子鐵芯43和繞組44。定子鐵芯43是將以鐵為主成分的厚度為0.1~1.5mm的多個電磁鋼板以規(guī)定的形狀進(jìn)行沖裁,并沿軸向?qū)盈B,通過鉚接、焊接等來固定而制作的。繞組44是分別在形成于定子鐵芯43的18個齒71的每個上經(jīng)由絕緣構(gòu)件47以分布式繞組或集中式繞組的形式卷繞而成的。齒71為從根部寬度慢慢變窄、在卷繞繞組44的部分寬度恒定、在前端寬度變寬的形狀。當(dāng)在繞組44中流通電流時,卷繞有繞組44的齒71成為磁極。磁極的方向由在繞組44中流通的電流的方向來決定。繞組44由芯線和覆蓋芯線的至少1層的被膜構(gòu)成。芯線的材質(zhì)例如為銅。被膜的材質(zhì)例如為AI(酰胺酰亞胺)/EI(亞氨基酸酯)。絕緣構(gòu)件47的材質(zhì)例如為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、LCP(液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、酚醛樹脂。在繞組44上連接有導(dǎo)線45。
也可以在定子鐵芯43的外周沿圓周方向大致等間隔地形成多個切口。此時,各個切口成為從排出消音器35向密閉容器20內(nèi)的空間排放的氣體制冷劑的通路之一。各個切口還成為從電動機40之上向密閉容器20的底部返回的冷凍機油25的通路。
轉(zhuǎn)子42具備轉(zhuǎn)子鐵芯46和磁體72。轉(zhuǎn)子鐵芯46也與定子鐵芯43同樣地,是將以鐵為主成分的厚度為0.1~1.5mm的多個電磁鋼板以規(guī)定的形狀進(jìn)行沖裁,并沿軸向?qū)盈B,通過鉚接、焊接等來固定而制作的。分別在形成于轉(zhuǎn)子鐵芯46的6個插入孔73的每個中插入一個磁體72。磁體72是長方體形狀,并形成磁極。
作為磁體72,使用通過晶界擴散方法來制造的磁體,即晶界擴散型的磁體。一般而言,晶界擴散型的磁體在常溫(例如,20℃)下的剩余磁通密度Br為1.3T(特斯拉)以上。在本實施方式中,以使用這樣的高Br磁體作為磁體72為前提。若剩余磁通密度Br為1.3T以上,則也可以使用晶界擴散型以外的種類的磁體作為磁體72。
為了防止磁體72沿軸向脫離,在轉(zhuǎn)子42的上端以及下端(即,軸向兩端)分別設(shè)置上端板48以及下端板49。上端板48以及下端板49還兼做旋轉(zhuǎn)平衡器。上端板48以及下端板49通過多個固定用鉚釘(未圖示)等被固定于轉(zhuǎn)子鐵芯46。
在轉(zhuǎn)子鐵芯46的俯視中心形成有用于供曲軸50的主軸部52熱裝或壓入的軸孔74。在轉(zhuǎn)子鐵芯46的軸孔74的周圍形成有沿大致軸向貫通的多個貫通孔75。各個貫通孔75成為從排出消音器35向密閉容器20內(nèi)的空間排放的氣體制冷劑的通路之一。
在密閉容器20的頂部安裝有與外部電源(例如,變頻器裝置)連接的端子24(例如,玻璃端子)。端子24例如通過焊接被固定于密閉容器20。在端子24上連接有來自電動機40的導(dǎo)線45。
在密閉容器20的頂部安裝有軸向兩端開口的排出管22。從壓縮部件30排出的氣體制冷劑從密閉容器20內(nèi)的空間通過排出管22而向外部的制冷劑回路11a、11b排出。
以下,說明壓縮機12的動作。
經(jīng)由導(dǎo)線45從端子24向電動機40的定子41供給電力。由此,電流在定子41的繞組44中流通,并從繞組44產(chǎn)生磁通。電動機40的轉(zhuǎn)子42由從繞組44產(chǎn)生的磁通和從轉(zhuǎn)子42的磁體72產(chǎn)生的磁通的作用而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過轉(zhuǎn)子42的旋轉(zhuǎn),被固定于轉(zhuǎn)子42的曲軸50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。伴隨著曲軸50的旋轉(zhuǎn),壓縮部件30的旋轉(zhuǎn)活塞32在壓縮部件30的作動缸31的作動缸室62內(nèi)進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)。作動缸31與旋轉(zhuǎn)活塞32之間的空間被壓縮部件30的滑片36分隔成2個。伴隨著曲軸50的旋轉(zhuǎn),這2個空間的容積產(chǎn)生變化。在一個空間中,由于容積慢慢擴大,從吸入消音器23吸入低壓的氣體制冷劑。在另一個空間中,由于容積慢慢縮小,該空間中的氣體制冷劑被壓縮。被壓縮并成為高壓且高溫的氣體制冷劑從排出消音器35向密閉容器20內(nèi)的空間排出。被排出的氣體制冷劑進(jìn)一步通過電動機40而從位于密閉容器20的頂部的排出管22向密閉容器20外排出。向密閉容器20外排出的制冷劑通過制冷劑回路11a、11b而再度返回到吸入消音器23。
此外,在壓縮機12作為搖擺式的回轉(zhuǎn)式壓縮機構(gòu)成的情況下(未圖示),滑片36與旋轉(zhuǎn)活塞32一體設(shè)置,當(dāng)曲軸50被驅(qū)動時,沿著旋轉(zhuǎn)自如地被安裝在旋轉(zhuǎn)活塞32的支承體的收容槽進(jìn)行出入。伴隨著旋轉(zhuǎn)活塞32的旋轉(zhuǎn),滑片36一邊擺動一邊沿半徑方向進(jìn)退,從而將作動缸室62的內(nèi)部劃分為壓縮室和吸入室。支承體由橫截面為半圓形狀的2個柱狀構(gòu)件構(gòu)成。支承體旋轉(zhuǎn)自如地被嵌合于形成在作動缸31的吸入口和排出口的中間部的圓形狀的保持孔。
基于壓縮部件30的制冷劑的吸入、壓縮、排出的各工序所需的負(fù)荷量越大,越需要增大電動機40產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力即所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。電動機40所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小取決于由在定子41的繞組44中流通的電流產(chǎn)生的磁通和由轉(zhuǎn)子42的磁體72產(chǎn)生的磁通的大小。轉(zhuǎn)子42側(cè)的磁通的大小主要取決于在設(shè)計時選擇的磁體72的規(guī)格。定子41側(cè)的磁通的大小不僅取決于在設(shè)計時設(shè)定的繞組44的匝數(shù),還取決于在運轉(zhuǎn)時設(shè)定的向繞組44的電流值。因此,在運轉(zhuǎn)時,通過控制從外部電源經(jīng)由導(dǎo)線45和端子24在繞組44中流通的電流,能夠?qū)?yīng)于壓縮部件30的負(fù)荷量地控制電動機40所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。即,在想要增大電動機40所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,增加在繞組44中流通的電流。在想要減小電動機40所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時,減少在繞組44中流通的電流。
如上所述,電動機40具備定子41和轉(zhuǎn)子42。
定子41具有繞組44和沿著圓周方向形成有18個供繞組44卷繞的齒71的定子鐵芯43。
轉(zhuǎn)子42具有磁體72和沿著圓周方向形成有6個供磁體72插入的插入孔73的轉(zhuǎn)子鐵芯46。
磁體72為晶界擴散型的磁體,或者為剩余磁通密度Br為1.3T以上的磁體,或者為晶界擴散型且剩余磁通密度Br為1.3T以上的磁體。通過使用這樣的高Br磁體,能夠?qū)崿F(xiàn)電動機40的小型化以及高輸出化,但需要抑制因定子鐵芯43的磁通密度變高導(dǎo)致的磁飽和的產(chǎn)生。另外,還需要抑制成為電動機40的特性劣化的主要因素的退磁的產(chǎn)生。
因此,在本實施方式中,對電動機40的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,通過抑制退磁的產(chǎn)生,優(yōu)選還抑制磁飽和的產(chǎn)生,從而提高馬達(dá)效率。
圖6是電動機40的局部剖視圖。
如圖6所示,根據(jù)轉(zhuǎn)子42的旋轉(zhuǎn)角度,有時一個磁體72的中心81與一個齒71的中心82會成為沿著轉(zhuǎn)子鐵芯46的半徑方向排列的狀態(tài)。將該狀態(tài)下的該一個磁體72的、與該一個齒71相向的表面(即,朝向轉(zhuǎn)子鐵芯46的半徑方向外側(cè)的面)設(shè)為齒相向表面83(以下,有時也僅稱為“磁體表面”)。另外,將該一個齒71的卷繞有繞組44的部分的、與該齒相向表面83平行的截面(例如,在中心82切斷的截面)設(shè)為磁體平行截面84(以下,有時也僅稱為“齒截面”)。
圖7是表示電動機40的結(jié)構(gòu)與退磁場的關(guān)系的圖表。
圖7的圖表表示解析在如下結(jié)構(gòu)中,為了從電動機40獲得所希望的輸出(固定值)所需要的電流值會根據(jù)齒截面的總面積與磁體表面的總面積的比率如何變化的結(jié)果,所述結(jié)構(gòu)是:齒71為18個,使用6個剩余磁通密度Br為1.36~1.42T的晶界擴散型稀土類磁體(6磁極)作為磁體72,繞組44為分布式繞組。將電流值換算成退磁場(繞組44的匝數(shù)×在繞組44中流通的電流)進(jìn)行表示。
當(dāng)磁體72退磁時,電動機40無法維持所需要的特性。當(dāng)退磁場超過退磁極限退磁場時,磁體72將會退磁。剩余磁通密度Br高的磁體72尤其容易退磁。用于解析的磁體72的退磁極限退磁場為1514AT(安匝數(shù))。
由圖7所示的結(jié)果可知,只要齒截面的總面積(形成于定子鐵芯43的18個齒71的磁體平行截面84的總面積)為磁體表面的總面積(插入于形成在轉(zhuǎn)子鐵芯46的6個插入孔73的磁體72的齒相向表面83的總面積)的0.56倍以上且0.93倍以下,就能夠?qū)⑼舜艌鲆种圃谕舜艠O限退磁場以下。因此,在本實施方式中,將齒截面的總面積設(shè)為磁體表面的總面積的0.56倍以上且0.93倍以下。由此,使磁體72不易退磁,所以能夠在電動機40中維持所需要的特性。
圖8是表示電動機40的結(jié)構(gòu)與馬達(dá)效率的關(guān)系的圖表。圖9是表示電動機40的結(jié)構(gòu)與馬達(dá)損耗的關(guān)系的圖表。
圖8以及圖9的圖表表示對在與上述結(jié)構(gòu)同樣地,齒71為18個、使用6個剩余磁通密度Br為1.36~1.42T的晶界擴散型稀土類磁體(6磁極)作為磁體72、繞組44為分布式繞組的結(jié)構(gòu)中,齒截面的總面積與磁體表面的總面積的比率賦予馬達(dá)效率以及馬達(dá)損耗的影響進(jìn)行解析的結(jié)果。
在電動機40中,引起馬達(dá)效率的惡化的磁通飽和的發(fā)生部位是定子鐵芯43的齒71。齒71的截面積越大,越不易產(chǎn)生磁通飽和。因此,在相對于磁體表面的總面積的齒截面的總面積的比率增加時,馬達(dá)效率增加,馬達(dá)損耗下降。然而,齒71的截面積越大,鄰接的齒71之間的空間(槽)越窄,繞組44的匝數(shù)受限制。因此,在相對于磁體表面的總面積的齒截面的總面積的比率增加到超過一定比率時,馬達(dá)效率下降,馬達(dá)損耗增大。
由圖8所示的結(jié)果可知,只要齒截面的總面積(形成于定子鐵芯43的18個齒71的磁體平行截面84的總面積)為磁體表面的總面積(插入于形成在轉(zhuǎn)子鐵芯46的6個插入孔73的磁體72的齒相向表面83的總面積)的0.6倍以上且0.7倍以下,就能夠?qū)⑴c馬達(dá)效率的最大效率的差控制在0.1%的范圍內(nèi)。因此,在本實施方式中,優(yōu)選齒截面的總面積為磁體表面的總面積的0.6倍以上且0.7倍以下。通過采用這樣的結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電動機40。另外,由于磁飽和的產(chǎn)生被抑制,所以還能夠?qū)崿F(xiàn)低噪音的電動機40。
另外,如圖8以及圖9所示,只要齒截面的總面積為磁體表面的總面積的0.62倍以上且0.67倍以下,就能夠使馬達(dá)效率最大化,并使馬達(dá)損耗最小化。因此,在本實施方式中,優(yōu)選齒截面的總面積為磁體表面的總面積的0.62倍以上且0.67倍以下。
此外,即使齒71的個數(shù)不是18個,而是變更為9個、12個、36個這樣的其它的個數(shù),也能夠得到如圖7到圖9所示的特性。因此,在本實施方式中,能夠適當(dāng)變更齒71的個數(shù)。
另外,即使磁體72的個數(shù)不是6個,而是變更為4個、9個這樣的其它的個數(shù),也能夠得到如圖7到圖9所示的特性。因此,在本實施方式中,也能夠適當(dāng)變更磁體72的個數(shù)。
另外,即使將磁體72變更為種類或特性(例如,退磁極限退磁場)不同的磁體,只要剩余磁通密度Br高,就能夠得到如圖7到圖9所示的特性。因此,在本實施方式中,能夠?qū)⒋朋w72本身適當(dāng)變更為別的高Br磁體。
另外,繞組44并不限于分布式繞組,也可以是以集中式繞組的形式卷繞于齒71。
根據(jù)本實施方式,能夠確保使用剩余磁通密度Br高的磁體72的電動機40的品質(zhì)。
通過將該電動機40應(yīng)用于壓縮機12,能夠得到在滿足規(guī)定的效率的同時,低價且低噪音的品質(zhì)高的壓縮機12。
而且,通過將該壓縮機12應(yīng)用于制冷循環(huán)裝置10,能夠得到可靠性高的制冷循環(huán)裝置10。
以上,對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明,但也可以部分地實施該實施方式。例如,在該實施方式的說明中,在作為“部”進(jìn)行說明的構(gòu)成中,可以僅采用任意一個,也可以采用任意幾個的組合。另外,本發(fā)明并不被限定于該實施方式,能夠根據(jù)需要進(jìn)行各種變更。
附圖標(biāo)記說明
10制冷循環(huán)裝置、11a、11b制冷劑回路、12壓縮機、13四通閥、14室外熱交換器、15膨脹閥、16室內(nèi)熱交換器、17控制裝置、20密閉容器、21吸入管、22排出管、23吸入消音器、24端子、25冷凍機油、30壓縮部件、31作動缸、32旋轉(zhuǎn)活塞、33主軸承、34副軸承、35排出消音器、36滑片、37滑片彈簧、40電動機、41定子、42轉(zhuǎn)子、43定子鐵芯、44繞組、45導(dǎo)線、46轉(zhuǎn)子鐵芯、47絕緣構(gòu)件、48上端板、49下端板、50曲軸、51偏心軸部、52主軸部、53副軸部、61滑片槽、62作動缸室、63背壓室、71齒、72磁體、73插入孔、74軸孔、75貫通孔、81中心、82中心、83齒相向表面、84磁體平行截面。