永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及具有 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠抑制永久磁鐵發(fā)生部分退磁并且進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的低噪音化的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)以及具有該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)。上述轉(zhuǎn)子具有縫隙孔（14），其沿著軸向形成在轉(zhuǎn)子鐵芯（6）的外周面與磁鐵插入孔（9）之間的磁極兩端部附近，并且以各磁極的中心線為基準(zhǔn)沿著轉(zhuǎn)子鐵芯（6）的外周面形成大致八字形的對(duì)稱形狀，永久磁鐵（10）的厚度（B）為氣隙（A）的2倍以上（B＞2A），縫隙孔（14）與永久磁鐵（10）之間的距離為最短的最短磁路（15）的寬度（C）為氣隙（A）的2倍以上，縫隙孔（14）相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵（10）的寬度方向的傾角（θ）為0～30°的范圍。
【專利說明】永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及具有該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及具有該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]搭載在空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī)不僅要求節(jié)能、低噪音，并且需要保證在150°C的高溫環(huán)境中的使用。一般而言，Nd-Fe-B(釹-鐵-硼)類的稀土類磁鐵的殘留磁通密度較高，所以適合使電動(dòng)機(jī)小型化、高效率化，但是由于矯頑力隨著溫度升高而下降，所以在以相同電流進(jìn)行比較的情況下，在越高溫的環(huán)境中使用的電動(dòng)機(jī)越容易退磁。因此，為了使稀土類磁鐵不會(huì)在高溫環(huán)境中退磁，通過添加例如Dy (鏑)、Tb (鋱)等重稀土類元素來提高矯頑力，以使其不會(huì)退磁而得以使用。然而，近年來，重稀土類元素稀少，其價(jià)格高漲，可采購性和價(jià)格升高的風(fēng)險(xiǎn)增大。反映上述形勢(shì)，需求一種高效率且低噪音、并且即使是矯頑力較低的稀土類磁鐵也不會(huì)被退磁而能夠使用的抗退磁的電動(dòng)機(jī)。
[0003]以往，例如公開了下述技術(shù):一種永久磁鐵電動(dòng)機(jī)，包括:轉(zhuǎn)子鐵芯，其整體呈柱狀地層疊鋼板而成；永久磁鐵收納孔，其形成在該轉(zhuǎn)子鐵芯中與以該轉(zhuǎn)子鐵芯的軸心為中心的大致正多邊形的各邊對(duì)應(yīng)的部位；永久磁鐵,其分別被插入到該永久磁鐵收納孔中；以及4個(gè)以上的縫隙孔，其形成于永久磁鐵收納孔的外周部鐵芯，在徑向上呈細(xì)長形，并且沿著永久磁鐵收納孔彼此隔開地配置，通過使縫隙孔的徑向外側(cè)端的間距大致相等、徑向內(nèi)側(cè)端的間距在永久磁鐵的中央部較大且隨著從中央部朝向端部而逐漸變小，由此能夠減少電樞反應(yīng)磁通并且改善外周部鐵芯的磁通分布，從而得到噪音和振動(dòng)較小的高效率永久磁鐵電動(dòng)機(jī)(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4248984號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，雖然通過在磁極表面的縫隙的配置和形狀方面想辦法能夠有效地降低噪音，但并沒有探討關(guān)于退磁的影響。也就是說，在對(duì)轉(zhuǎn)子施加退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，磁通沿著縫隙流入磁鐵，局部磁場集中于縫隙下方的永久磁鐵，因此存在在磁鐵的與縫隙相鄰的部位、以及極間的磁鐵端部容易產(chǎn)生部分退磁(初始退磁階段)的問題。
[0006]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種能夠抑制永久磁鐵發(fā)生部分退磁并且進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低噪音化的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、使用該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、使用該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及使用該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)。
[0007]為了解決上述課題而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明涉及的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子隔著氣隙旋轉(zhuǎn)自如地被保持于定子的內(nèi)周面，該定子上隔著槽部以軸心為中心等角度間隔地配置有多個(gè)齒部，上述永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括:轉(zhuǎn)子鐵芯，其層疊多片電磁鋼板而形成；多個(gè)磁鐵插入孔，其沿著上述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向外周部以軸心為中心等角度間隔地在軸向上形成；永久磁鐵，其呈平板狀，每一極I個(gè)且極性交替地插入在上述多個(gè)磁鐵插入孔中而構(gòu)成多個(gè)磁極；以及縫隙孔，其沿著軸向形成在上述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面與上述磁鐵插入孔之間的上述磁極的兩端部附近，以上述各磁極的中心線為基準(zhǔn)沿著上述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面形成大致八字形的對(duì)稱形狀，上述永久磁鐵的厚度為上述氣隙的2倍以上，上述縫隙孔與上述永久磁鐵之間的距離為最短的最短磁路的寬度為上述氣隙的2倍以上，上述縫隙孔相對(duì)于與徑向正交的上述永久磁鐵的寬度方向的傾角為O?30°的范圍。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，起到能夠抑制永久磁鐵發(fā)生部分退磁并且使永久磁鐵嵌入型電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低噪音化的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是應(yīng)用了實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的橫截面圖。
[0010]圖2是實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的橫截面圖。
[0011]圖3是磁鐵插入孔的周向兩端部附近的放大圖。
[0012]圖4是用于說明縫隙孔相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵的寬度方向的傾角的圖。
[0013]圖5是表示以往的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)示例的圖。
[0014]圖6是表示在以往轉(zhuǎn)子中從定子施加退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)(退磁磁通)的情況下的磁通的流向的圖。
[0015]圖7是表示在實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子中從定子施加退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)(退磁磁通)的情況下的磁通的流向的圖。
[0016]圖8是表示搭載有實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、以及搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的比較結(jié)果的圖。
[0017]圖9是表示在搭載有實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、以及搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)中當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子施加定子的退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)(退磁磁通)時(shí)、具有相同矯頑力的永久磁鐵的退磁率的比較結(jié)果的圖。
[0018]符號(hào)說明
[0019]I電動(dòng)機(jī)(永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī))
[0020]2 定子
[0021]3 轉(zhuǎn)子
[0022]4 齒部
[0023]5 槽部
[0024]6轉(zhuǎn)子鐵芯
[0025]7 軸
[0026]9磁鐵插入孔
[0027]10永久磁鐵(稀土類磁鐵)
[0028]11貫通孔
[0029]12 空隙
[0030]13極間薄壁部
[0031]14縫隙孔
[0032]15最短磁路

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及具有該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明并非由以下所示的實(shí)施方式限定。此外，在以下的說明中，將永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)簡稱為“電動(dòng)機(jī)”，將該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子簡稱為“轉(zhuǎn)子”。
[0034]實(shí)施方式
[0035]圖1是應(yīng)用了實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的橫截面圖。此外，圖2是實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的橫截面圖。
[0036]如圖1所示，電動(dòng)機(jī)I包括:定子2，其中隔著槽部5以軸心為中心等角度間隔地沿周向配置有多個(gè)齒部4，該齒部上卷繞有定子繞組(未圖示)；以及轉(zhuǎn)子3，其通過熱裝、壓入等方式在轉(zhuǎn)子鐵芯6的軸心連結(jié)有用于傳遞旋轉(zhuǎn)能的軸7，并且以軸心為中心隔著轉(zhuǎn)子鐵芯6的外周面與定子2的內(nèi)周面之間的氣隙A旋轉(zhuǎn)自如地被保持。
[0037]此外，如圖2所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯6的軸向上，沿著周向外周部以軸心為中心等角度間隔地形成有多個(gè)磁鐵插入孔9。厚度為2mm左右且呈平板狀的例如由Nd-Fe-B (釹-鐵-硼)類的稀土類磁鐵構(gòu)成的永久磁鐵10，每一極I個(gè)地在厚度方向上被平行地磁化并且極性交替地插入在該磁鐵插入孔9中，構(gòu)成各個(gè)磁極。另外，轉(zhuǎn)子3的磁極數(shù)可以是2極以上的任意數(shù)量，在圖2中例示了轉(zhuǎn)子3的磁極數(shù)為4極的情況。此外，這里，使用Nd-Fe-B (釹-鐵-硼)類的稀土類磁鐵作為永久磁鐵10，但是永久磁鐵10的種類不限于此。
[0038]進(jìn)而，在轉(zhuǎn)子鐵芯6中，在比磁鐵插入孔9靠內(nèi)側(cè)處沿軸向設(shè)置有多個(gè)作為制冷劑流路的貫通孔11。另外，貫通孔11的數(shù)量、位置和形狀也可以是圖2所示的方式以外的方式。
[0039]定子2的鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯6是通過將厚度為0.35mm左右的較薄的電磁鋼板形成為規(guī)定形狀并層疊規(guī)定片數(shù)而構(gòu)成的。
[0040]通過隔著絕緣材繞線于定子2的鐵芯的槽部5，使其流通頻率與指令轉(zhuǎn)速同步的電流，從而定子2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
[0041]磁鐵插入孔9形成為在插入永久磁鐵10時(shí)在磁鐵插入孔9的周向兩端部9a產(chǎn)生空隙12。此外，磁鐵插入孔9的離心方向外側(cè)和內(nèi)側(cè)的內(nèi)表面由與永久磁鐵10的表面相應(yīng)的平面形成。另外，這里雖然未圖示，但是為了將永久磁鐵10配置于磁鐵插入孔9的磁極中心而不使永久磁鐵10在周向上移動(dòng)，可以在磁鐵插入孔9的內(nèi)周面設(shè)置作為止動(dòng)部的突起，或者也可以使用粘接、壓入等方法。
[0042]在相鄰的磁鐵插入孔9之間、即極間，在相鄰的空隙12之間形成有極間薄壁部13，并且將磁路設(shè)計(jì)得較窄，以使磁通不會(huì)在相鄰磁鐵間短路。這里，該極間薄壁部13的寬度與構(gòu)成定子2的鐵芯或轉(zhuǎn)子鐵芯6的電磁鋼板的厚度為同等程度，即0.35mm左右。
[0043]此外，在轉(zhuǎn)子鐵芯6中，在轉(zhuǎn)子鐵芯6的外周面與磁鐵插入孔9之間的磁極兩端部附近，沿軸向形成有大致呈細(xì)長的長方形、寬度(較薄的方向)為I?2mm左右的縫隙孔14，其以各磁極的中心線為基準(zhǔn)沿著轉(zhuǎn)子鐵芯6的外周面形成大致八字形的對(duì)稱形狀。另夕卜，縫隙孔14的形狀不限于此，也可以是細(xì)長的跑道(track)形狀。
[0044]圖3是磁鐵插入孔的周向兩端部附近的放大圖。此外，圖4是用于說明縫隙孔相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵的寬度方向的傾角的圖。
[0045]在本實(shí)施方式中，如圖3所示，永久磁鐵10的厚度B為氣隙A的2倍以上(B >2A)，縫隙孔14與永久磁鐵10之間的距離為最短的最短磁路15的寬度C為氣隙A的2倍以上(C > 2A)。
[0046]此外，在本實(shí)施方式中，如圖4所示，縫隙孔14相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向的傾角Θ為O?30°的范圍。
[0047]進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，空隙12在與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向上的寬度D為氣隙A的2倍以上(D>2A)。
[0048]接著，參照?qǐng)D3、圖5?圖7，對(duì)本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的作用進(jìn)行說明。
[0049]圖5是表示以往的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)示例的圖。其中，示出了在圖5所示的以往轉(zhuǎn)子3中，縫隙孔14沿著相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向大致垂直的方向設(shè)置的示例。此外，圖6是表示在以往轉(zhuǎn)子中從定子施加退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)(退磁磁通)的情況下的磁通的流向的圖。另外，退磁相位表示以與轉(zhuǎn)子3的磁極朝向相反的朝向產(chǎn)生磁場的定子的通電相位。
[0050]如圖6所示，由定子施加的退磁磁通沿著縫隙孔14流入永久磁鐵10，穿過縫隙孔14與永久磁鐵10之間，并穿過磁鐵插入孔9的周向兩端部9a附近的極間部后，同樣地穿過相鄰的磁極的表面，回歸定子。圖5所示的以往轉(zhuǎn)子3的結(jié)構(gòu)是由圖6的虛線圓圈包圍的永久磁鐵10與縫隙孔14之間、以及磁鐵插入孔9的周向兩端部9a附近的極間部容易發(fā)生部分退磁(初始退磁階段)的結(jié)構(gòu)。
[0051]圖7是表示在從定子施加退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)(退磁磁通)的情況下的、實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子中的磁通的流向的圖。在本實(shí)施方式中，如圖3所示那樣，使永久磁鐵10的厚度B為氣隙A的2倍以上(B > 2A),永久磁鐵10在厚度方向上的磁阻為氣隙的磁阻的2倍以上。因此，如圖7所示，穿過最短磁路15的退磁磁通不會(huì)穿過永久磁鐵10，而容易經(jīng)由氣隙穿至相鄰的磁極的表面。
[0052]此外，如果施加的退磁磁通增大而最短磁路15發(fā)生磁飽和,則退磁磁通要流向最短磁路15以外的部位。在本實(shí)施方式中，如圖3所示那樣，使最短磁路15的寬度C為氣隙A的2倍以上(C > 2A)，以使退磁磁通難以穿過永久磁鐵10。因此，在最短磁路15發(fā)生磁飽和的狀態(tài)下，磁通經(jīng)由氣隙短路，或者從磁阻較小的轉(zhuǎn)子3的外周側(cè)穿至氣隙A的2倍左右靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域。也就是說，通過使最短磁路15的寬度C為氣隙A的2倍以上(C > 2A)，使得在最短磁路15發(fā)生磁飽和時(shí)縫隙孔14與永久磁鐵10之間的磁阻為氣隙的磁阻的2倍以上。由此，實(shí)現(xiàn)即使最短磁路15發(fā)生磁飽和，永久磁鐵10也難以發(fā)生退磁的結(jié)構(gòu)。
[0053]另外，在本實(shí)施方式中，通過使退磁磁通穿過最短磁路15來抑制部分退磁的發(fā)生，但是在如圖5所示的以往示例那樣將縫隙孔14沿著相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向大致垂直的方向設(shè)置的情況下，最短磁路15以外的退磁磁通的通路較少，退磁磁通局部地集中于最短磁路15，存在相鄰的永久磁鐵10發(fā)生退磁的可能性。
[0054]因此，在本實(shí)施方式中，如圖3所示那樣，使縫隙孔14相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向的傾角Θ為O?30°，如圖6所示那樣利用縫隙孔14與轉(zhuǎn)子3的外周面之間的磁路以避開退磁磁通。
[0055]另外，為了抑制退磁的發(fā)生，優(yōu)選縫隙孔14的傾角Θ相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向平行，但是為了減少由感應(yīng)電壓的諧波分量引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、抑制因轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的噪音，優(yōu)選是在磁極中心處磁通密度最大、磁通密度的變化量從磁極中心向極間部逐漸增大而在極間部磁通密度成為接近OT的值的正弦波形，并且為了使轉(zhuǎn)子3的表面的磁通密度接近于正弦波，更優(yōu)選縫隙孔14的傾角Θ為稍微傾斜。因此，通過將縫隙的傾角Θ設(shè)定為O?30°的范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧低噪音化和抑制退磁發(fā)生的設(shè)計(jì)。
[0056]另外，優(yōu)選縫隙孔14的配置滿足上述條件，并且配置在轉(zhuǎn)子鐵芯6的外周面與磁鐵插入孔9之間的磁鐵插入孔9的周向兩端部9a附近。如上所述，轉(zhuǎn)子3的表面的磁通密度優(yōu)選呈以磁極中心為波峰的正弦波形分布，為此，若將縫隙孔14配置在磁鐵插入孔9的周向兩端部9a附近，則與配置在磁極中心相比更容易將轉(zhuǎn)子3的表面的磁通密度控制成正弦波形。
[0057]此外，由于對(duì)于縫隙孔14與永久磁鐵10之間的距離為最短的最短磁路15來說，使其盡可能地寬，就能夠使更多的退磁磁通穿過而抑制永久磁鐵10發(fā)生退磁，因此優(yōu)選以使磁通密度分布接近于正弦波并且沿著轉(zhuǎn)子3的外周的方式配置縫隙孔14。
[0058]此外，在本實(shí)施方式中，由于通過使退磁磁通穿過最短磁路15來抑制部分退磁，所以優(yōu)選沒有磁路局部變窄的部位的構(gòu)造。因此，在本實(shí)施方式中，如圖2所示那樣，形成為磁鐵插入孔9的離心方向外側(cè)的內(nèi)表面為與永久磁鐵10的表面相應(yīng)的平面。
[0059]此外，在本實(shí)施方式中，如上所述那樣，通過使退磁磁通穿過最短磁路15來抑制部分退磁的發(fā)生。因此，在退磁磁通穿過極間部的轉(zhuǎn)子3的外周時(shí)容易穿過極間薄壁部13，并容易交鏈于永久磁鐵10。因此，在本實(shí)施方式中，如圖2所示那樣，使空隙12在與徑向正交的永久磁鐵10的寬度方向上的寬度D為氣隙A的2倍以上(D > 2A)。由此，從磁鐵插入孔9的周向兩端部9a到永久磁鐵10為止的磁阻成為氣隙的磁阻的2倍以上，能夠抑制退磁磁通在穿過極間部的轉(zhuǎn)子3的外周時(shí)交鏈于永久磁鐵10,能夠進(jìn)一步增大改善抗退磁力的效果。
[0060]接著，參照?qǐng)D8和圖9，對(duì)圖5所示的以往示例與使用本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的情況的比較結(jié)果進(jìn)行說明。
[0061]圖8是表示搭載有實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、以及搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的比較結(jié)果的圖。圖9是表示在搭載有實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、以及搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子施加定子的退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)時(shí)的具有相同矯頑力的永久磁鐵的退磁率的比較結(jié)果的圖。
[0062]在圖8中，橫軸表示電角，縱軸表示轉(zhuǎn)矩。如圖8所示,在搭載有本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(圖中的實(shí)線)中，與搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(圖中的虛線)相比，能夠減少20%左右的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，搭載有本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)化、低噪音化。
[0063]在圖9中，橫軸的退磁相位的磁動(dòng)勢(shì)以作為通電電流與相匝數(shù)之積的相磁動(dòng)勢(shì)為指標(biāo)，縱軸的退磁率以施加磁動(dòng)勢(shì)前后的從轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁通量的變化為指標(biāo)。
[0064]如果電動(dòng)機(jī)退磁，則搭載該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)或使用該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)的性能會(huì)變動(dòng)。此外，由于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓變化，所以電動(dòng)機(jī)的控制性變差。為了滿足制品的可靠性，需要將退磁率的降低抑制為1%左右。
[0065]如圖9所示，在搭載有本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(圖中的實(shí)線)中，與搭載有圖5所示的以往轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)(圖中的虛線)相比，能夠?qū)⑼舜?%的磁動(dòng)勢(shì)提高約30%。
[0066]也就是說，在使退磁I %的磁動(dòng)勢(shì)為相同程度的情況下，根據(jù)搭載有本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)，能夠得到能耐得住在更高溫環(huán)境下使用的電動(dòng)機(jī)。
[0067]此外，在相同的電流范圍、溫度條件下使用時(shí)，搭載有本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)能夠使用矯頑力更低的磁鐵。即，能夠削減用于提高矯頑力的稀土即Dy (鏑)、Tb (鋱)等重稀土類元素的添加量，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的低成本化。
[0068]另外，使用本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)，通過由驅(qū)動(dòng)電路的逆變器進(jìn)行的PWM控制來進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)，能夠進(jìn)行符合制品負(fù)荷條件要求的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0069]此外，如果例如將使用本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)搭載在空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)中，則由于轉(zhuǎn)子的永久磁鐵難以發(fā)生退磁，所以能夠得到能耐得住在高溫環(huán)境下(例如100°C以上)使用的壓縮機(jī)。
[0070]如以上說明那樣，根據(jù)實(shí)施方式的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面與磁鐵插入孔之間的磁鐵插入孔的周向兩端部附近形成縫隙孔，該縫隙孔大致呈細(xì)長的長方形并且以各磁極的中心線為基準(zhǔn)沿著轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面形成大致八字形的對(duì)稱形狀，由此，能夠抑制永久磁鐵發(fā)生部分退磁而得到可靠性較高的電動(dòng)機(jī)，并且能夠抑制感應(yīng)電壓的諧波分量，減少電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)化、低噪音化。
[0071]更具體而言，使永久磁鐵的厚度B為氣隙A的2倍以上(B > 2A)，永久磁鐵在厚度方向上的磁阻為氣隙的磁阻的2倍以上，由此穿過縫隙孔與永久磁鐵之間的距離為最短的最短磁路的退磁磁通不會(huì)穿過永久磁鐵，而容易經(jīng)由氣隙穿至相鄰的磁極的表面，從而永久磁鐵難以發(fā)生退磁。
[0072]此外，使最短磁路的寬度C為氣隙A的2倍以上(C > 2A)，在最短磁路發(fā)生磁飽和時(shí)縫隙孔與永久磁鐵之間的磁阻為氣隙的磁阻的2倍以上，由此，即使最短磁路發(fā)生磁飽和永久磁鐵也難以發(fā)生退磁。
[0073]此外，優(yōu)選磁通密度的變化量呈從磁極中心向極間部逐漸增大、在極間部磁通密度為接近OT的值的正弦波形，通過將縫隙孔相對(duì)于與徑向正交的永久磁鐵的寬度方向的傾角Θ設(shè)定為O?30°的范圍以使轉(zhuǎn)子表面的磁通密度接近于正弦波，由此能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧低噪音化和抑制退磁發(fā)生的設(shè)計(jì)。
[0074]此外，通過將磁鐵插入孔的離心方向外側(cè)的內(nèi)表面形成為與永久磁鐵的表面相應(yīng)的平面，能夠消除磁路局部變窄而發(fā)生部分退磁的部位。
[0075]進(jìn)而，使空隙在與徑向正交的永久磁鐵的寬度方向上的寬度D為氣隙A的2倍以上(D > 2A)，從磁鐵插入孔的周向兩端部到永久磁鐵為止的磁阻為氣隙的磁阻的2倍以上，由此，能夠抑制退磁磁通在穿過極間部的轉(zhuǎn)子的外周時(shí)交鏈于永久磁鐵，能夠進(jìn)一步增大抗退磁力的改善效果。
[0076]此外，由于永久磁鐵難以發(fā)生退磁，所以能夠使用矯頑力較低的永久磁鐵，能夠削減在高溫使用的情況下為了提高永久磁鐵的矯頑力而使用的重稀土類元素的添加量，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的低成本化。
[0077]進(jìn)而，如果將本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)子應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)，則既能夠通過抑制轉(zhuǎn)子的永久磁鐵發(fā)生退磁而提高可靠性，又能夠?qū)崿F(xiàn)低噪音化，并且通過由驅(qū)動(dòng)電路的逆變器進(jìn)行的PWM控制來進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)，能夠進(jìn)行符合制品負(fù)荷條件要求的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0078]此外，如果將上述電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于壓縮機(jī)，則既能夠通過抑制轉(zhuǎn)子的永久磁鐵發(fā)生退磁而提高可靠性，又能夠?qū)崿F(xiàn)低噪音化，并且能夠進(jìn)行符合制品負(fù)荷條件要求的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0079]此外，如果將上述壓縮機(jī)應(yīng)用于空調(diào)機(jī)，則既能夠通過抑制轉(zhuǎn)子的永久磁鐵發(fā)生退磁而提高可靠性，又能夠?qū)崿F(xiàn)低噪音化，并且能夠進(jìn)行符合制品負(fù)荷條件要求的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0080]另外，上述實(shí)施方式涉及的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、具有該轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)、具有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)、以及具有該壓縮機(jī)的空調(diào)機(jī)能夠不依賴于繞組方式、槽數(shù)、極數(shù)地發(fā)揮效果。
[0081]另外，以上實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，當(dāng)然也能夠與其它公知的技術(shù)組合，也能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)省略一部分等進(jìn)行變更而構(gòu)成。
【權(quán)利要求】
1.一種永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子,其隔著氣隙旋轉(zhuǎn)自如地被保持于定子的內(nèi)周面，該定子上隔著槽部以軸心為中心等角度間隔地配置有多個(gè)齒部，所述永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的特征在于，包括: 轉(zhuǎn)子鐵芯，其層疊多片電磁鋼板而形成； 多個(gè)磁鐵插入孔，其沿著所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向外周部以軸心為中心等角度間隔地在軸向上形成； 永久磁鐵，其呈平板狀，每一極I個(gè)且極性交替地插入在所述多個(gè)磁鐵插入孔中而構(gòu)成多個(gè)磁極；以及 縫隙孔，其沿著軸向形成在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面與所述磁鐵插入孔之間的所述磁極的兩端部附近，以所述各磁極的中心線為基準(zhǔn)沿著所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面形成大致八字形的對(duì)稱形狀， 所述永久磁鐵的厚度為所述氣隙的2倍以上，所述縫隙孔與所述永久磁鐵之間的距離為最短的最短磁路的寬度為所述氣隙的2倍以上，所述縫隙孔相對(duì)于與徑向正交的所述永久磁鐵的寬度方向的傾角為O?30°的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述磁鐵插入孔形成為在插入所述永久磁鐵時(shí)在該磁鐵插入孔的周向兩端部產(chǎn)生空隙， 所述空隙在與徑向正交的所述永久磁鐵的寬度方向上的寬度為所述氣隙的2倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述永久磁鐵是稀土類磁鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述永久磁鐵是稀土類磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述磁鐵插入孔形成為其離心方向外側(cè)的內(nèi)表面是與所述永久磁鐵的表面相應(yīng)的平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述磁鐵插入孔形成為其離心方向外側(cè)的內(nèi)表面是與所述永久磁鐵的表面相應(yīng)的平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述磁鐵插入孔形成為其離心方向外側(cè)的內(nèi)表面是與所述永久磁鐵的表面相應(yīng)的平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述磁鐵插入孔形成為其離心方向外側(cè)的內(nèi)表面是與所述永久磁鐵的表面相應(yīng)的平面。
9.一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 具有權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的永久磁鐵嵌入式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。
10.一種壓縮機(jī)，其特征在于: 具有權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)。
11.一種空調(diào)機(jī)，其特征在于: 具有權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK104081630SQ201280068289
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】仁吾昌弘, 馬場和彥, 土田和慶 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社