永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)及具備其的冷凍空調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)及具備其的冷凍空調(diào)裝置，永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)(1)具有縫隙(25)及磁通阻擋機(jī)構(gòu)(23)，在磁體插入孔的孔劃定部包含伸出部(11b)，在位于比永磁體(13)的寬度方向端面更靠周向外側(cè)的部位，伸出部朝向轉(zhuǎn)子磁心(11)中的極間鐵芯部(11c)突出，設(shè)縫隙和磁心外周面的距離為L(zhǎng)a、縫隙和永磁體的外周側(cè)表面的距離為L(zhǎng)b、伸出部和極間鐵芯部的最短距離為L(zhǎng)c、永磁體的厚度為L(zhǎng)d時(shí)，Lb大于La、Lc小于Ld、Lb/La≥2、且Ld/Lc≥1.2。所述冷凍空調(diào)裝置具備上述的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的壓縮機(jī)。
【專利說(shuō)明】永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)及具備其的冷凍空調(diào)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)及具備其的冷凍空調(diào)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]冷凍空調(diào)裝置的壓縮機(jī)搭載的電動(dòng)機(jī)，要求節(jié)能、低噪音，并且需要保證在約1500C的高溫環(huán)境中的使用。一般而言，Nd-Fe-B系稀土類磁體正在向殘留磁通密度高、電動(dòng)機(jī)小型化、高效化發(fā)展，但由于越是高溫保磁力就越降低，因此在同一電流下進(jìn)行比較時(shí)，存在越是在高溫環(huán)境下使用的電動(dòng)機(jī)越容易退磁的課題。因此，在高溫環(huán)境中使用的稀土類磁體中，使用時(shí)例如通過(guò)添加Dy (鏑)、Tb (鋱)這樣的重稀土類元素，使保磁力改善，以便不退磁。但是，近年來(lái)，重稀土類元素稀少且價(jià)值高，供貨性差的風(fēng)險(xiǎn)及價(jià)格飛漲的風(fēng)險(xiǎn)增大。反映這種形勢(shì)，尋求高效且低嗓音的電動(dòng)機(jī)，且尋求即使保磁力低的稀土類磁體也不易退磁的電動(dòng)機(jī)。
[0003]在這一點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)I中公開了一種永磁體電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其在轉(zhuǎn)子磁心上以與轉(zhuǎn)子磁心的外周接近的方式設(shè)有防磁通短路用孔，且，其防磁通短路用孔以與永磁體埋設(shè)用孔和埋設(shè)于其中的永磁體的端部相接的方式設(shè)置。在該轉(zhuǎn)子中，利用上述防磁通短路用孔防止在永磁體的端部的磁通的短路，永磁體端部的磁通從定子中經(jīng)過(guò)，對(duì)扭矩產(chǎn)生有效地起作用，由此，可期待獲得高效、且齒槽轉(zhuǎn)矩低、振動(dòng)及噪音少的永磁體電動(dòng)機(jī)。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種永磁體電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其具有沿著永磁體插入孔隔離配置的多個(gè)縫隙和設(shè)于這些縫隙的徑向外側(cè)端及轉(zhuǎn)子鐵心的外周之間的外側(cè)薄壁部，外側(cè)薄壁部的徑向?qū)挾葟拇艠O中心朝向極間部逐漸擴(kuò)大。若是該轉(zhuǎn)子，則可期待減少磁通密度波形的高次諧波成分，減少感應(yīng)電壓的高次諧波、齒槽轉(zhuǎn)矩。
[0005]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開平11-098731號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:(日本)特開2011-101595號(hào)公報(bào)
[0007]但是，在永磁體電動(dòng)機(jī)中，負(fù)荷大時(shí)或因過(guò)負(fù)荷在動(dòng)作中成為鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)、或者處于起動(dòng)時(shí)等的過(guò)渡狀態(tài)時(shí)、以及定子線圈發(fā)生了短路時(shí)，有時(shí)產(chǎn)生大的電樞反作用，對(duì)轉(zhuǎn)子施加逆磁場(chǎng)。尤其是在集中繞組方式的情況下，鄰接的齒瞬間成為異極，電感增大，逆磁場(chǎng)容易施加在轉(zhuǎn)子上。在將永磁體埋入了轉(zhuǎn)子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子中，尤其是如現(xiàn)有轉(zhuǎn)子，在磁體插入孔端部具備磁通阻擋機(jī)構(gòu)(防磁通短路用孔)的轉(zhuǎn)子或在磁極的轉(zhuǎn)子表面?zhèn)鹊蔫F芯部具備縫隙的轉(zhuǎn)子中，退磁磁通避開磁阻大的磁通阻擋機(jī)構(gòu)及縫隙，在與縫隙鄰接的磁體的轉(zhuǎn)子表面部交鏈，或在離極間部近的磁通阻擋機(jī)構(gòu)附近的磁體端部交鏈，存在該部位容易退磁的課題。
[0008]另外，為了在磁體插入孔內(nèi)對(duì)永磁體進(jìn)行定位，在磁體插入孔的磁體內(nèi)徑側(cè)設(shè)置了磁體固定用的突起部的情況下，磁體外徑側(cè)的表面和突起部的距離比磁體厚度減短，因此，避開了磁阻大的磁通阻擋機(jī)構(gòu)的退磁磁通集中流入磁阻小的突起部，存在與突起部鄰接的磁體的端部容易發(fā)生退磁這樣的課題。實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型是鑒于上述情況而開發(fā)的，目的在于提供一種具備磁通阻擋機(jī)構(gòu)及縫隙,并且能夠抑制磁體的退磁的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)。
[0010]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)，具備定子和與該定子相對(duì)且可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的轉(zhuǎn)子，在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁心上形成有多個(gè)磁體插入孔，在所述磁體插入孔的周向兩側(cè)設(shè)有磁通阻擋機(jī)構(gòu)，在多個(gè)磁體插入孔的各孔中，插入有時(shí)應(yīng)的永磁體，在所述轉(zhuǎn)子磁心的所述磁體插入孔的各孔和該轉(zhuǎn)子磁心的磁心外周面之間，設(shè)有多個(gè)縫隙，在一個(gè)所述磁體插入孔的孔劃定部，包含一對(duì)伸出部，在位于比對(duì)應(yīng)的所述永磁體的寬度方向端面更靠周向外側(cè)的部位，所述伸出部朝向所述轉(zhuǎn)子磁心中的極間鐵芯部突出，設(shè)所述多個(gè)縫隙和所述磁心外周面的距離為L(zhǎng)a、所述多個(gè)縫隙和所述永磁體的外周側(cè)表面的距離為L(zhǎng)b、所述伸出部和所述極間鐵芯部的最短距離為L(zhǎng)c、所述永磁體的厚度為L(zhǎng)d時(shí)，Lb大于La、且Lc小于Ld，另外，Lb / La≥2、且Ld / Lc≥1.2。
[0011]也可以是，所述伸出部比向所述永磁體的所述外周側(cè)表面的寬度方向的假想延長(zhǎng)線EL更向內(nèi)徑側(cè)突出。
[0012]也可以是，所述永磁體是Dy質(zhì)量含量為2%以內(nèi)的稀土類磁體。
[0013]另外，用于達(dá)成同目的的本實(shí)用新型的冷凍空調(diào)裝置，具備將上述本實(shí)用新型的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的壓縮機(jī)。
[0014]還有，用于達(dá)成同目的的本實(shí)用新型的另一冷凍空調(diào)裝置，具備將上述本實(shí)用新型的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源、且制冷劑使用R32的壓縮機(jī)。
[0015]實(shí)用新型效果
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，可以具備磁通阻當(dāng)機(jī)構(gòu)及縫隙，并且抑制磁體的退磁。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示本實(shí)用新型實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)的圖；
[0018]圖2是從軸心對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行表示的圖；
[0019]圖3是圖2中的磁極部分的放大圖；
[0020]圖4是表示關(guān)于本實(shí)施方式I的退磁磁通的流動(dòng)方向的圖；
[0021]圖5是關(guān)于比較例的、和圖2同狀態(tài)的圖；
[0022]圖6是關(guān)于比較例的、和圖4同狀態(tài)的圖；
[0023]圖7是表示Lb / La和電動(dòng)機(jī)電流A的關(guān)系的曲線圖；
[0024]圖8是表示Ld / Lc和電動(dòng)機(jī)電流A的關(guān)系的曲線圖；
[0025]圖9是表示本實(shí)施方式I的成效X和比較例的成效Y的曲線圖；
[0026]圖10是關(guān)于本實(shí)用新型的實(shí)施方式2和圖2同狀態(tài)的圖；
[0027]圖11是關(guān)于本實(shí)施方式2的和圖3同狀態(tài)的圖。
[0028]標(biāo)記說(shuō)明
[0029]I永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)、3定子、5、105轉(zhuǎn)子、11轉(zhuǎn)子磁心、lib、Illb伸出部、Ilc極間鐵芯部、13永磁體、13a外周側(cè)表面、13b寬度方向端面、21磁體插入孔、23磁通阻擋機(jī)構(gòu)、25縫隙?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]下面，對(duì)于本實(shí)用新型的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式，基于附圖進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，圖中同一符號(hào)表不同一或?qū)?yīng)部分。
[0031]實(shí)施方式I
[0032]對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)用新型實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)的圖。
[0033]如圖1所示，永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)I具備定子3和轉(zhuǎn)子5。定子3具有按照以軸心C為中心的等角度間隔沿周向配置的多個(gè)齒部7。在各齒部7卷繞有未圖示的周知的定子線圈。另外，在對(duì)應(yīng)的一對(duì)齒部7之間形成有槽口部9，這些槽口部9也以等角度間隔沿周向布置。
[0034]轉(zhuǎn)子5至少具有轉(zhuǎn)子磁心11和多個(gè)永磁體13。在轉(zhuǎn)子磁心11的包含軸心C的中央部設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔15。在該轉(zhuǎn)軸孔15中，通過(guò)熱壓配合或壓入而插入有用于向轉(zhuǎn)子磁心11傳遞旋轉(zhuǎn)能的未圖示的周知的轉(zhuǎn)軸。
[0035]另外，在轉(zhuǎn)子磁心11上的轉(zhuǎn)軸孔15和多個(gè)永磁體13排列的直徑區(qū)域之間，形成有多個(gè)風(fēng)孔17。
[0036]在轉(zhuǎn)子5的外周面和定子3的內(nèi)周面之間被確保有氣隙19的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)自由地保持在定子3內(nèi)側(cè)。當(dāng)向定子3通上與指令轉(zhuǎn)速同步的頻率的電流時(shí)，在定子3中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0037]作為一個(gè)例子，定子3中的定子磁心及轉(zhuǎn)子5中的轉(zhuǎn)子磁心11，分別是通過(guò)將厚度
0.35mm左右的薄的電磁鋼板形成規(guī)定的形狀，并層疊規(guī)定的片數(shù)而構(gòu)成。
[0038]多個(gè)永磁體13容納于轉(zhuǎn)子磁心11上所形成的多個(gè)磁體插入孔21。多個(gè)磁體插入孔21按照以軸心C為中心的等角度間隔沿周向配置，各磁體插入孔21沿著軸心C方向延伸。
[0039]在轉(zhuǎn)子磁心11的以軸心C為垂線的截面中看時(shí)(即，在圖1?圖3等中看時(shí))，永磁體13分別具有后述的寬度方向比厚度方向長(zhǎng)的矩形的截面。另外，永磁體13分別由厚度2.5mm左右的平板狀的、例如Nd-Fe-B (釹-鐵一硼)系的稀土類磁體構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子5中，每I極使用I個(gè)永磁體13。另外，永磁體13分別與厚度方向(圖1中為徑向)平行地被磁化，且多個(gè)永磁體13以極性交替的方式插入磁體插入孔21。需要說(shuō)明的是，轉(zhuǎn)子5的磁極數(shù)是幾極都可以，只要為2極以上即可，但在本實(shí)施方式I中，舉例說(shuō)明了轉(zhuǎn)子5的磁極數(shù)為6極的情況。另外，永磁體13不限于Nd-Fe-B(釹-鐵-硼)系的稀土類磁體。
[0040]另外，有關(guān)本實(shí)施方式I的轉(zhuǎn)子5，假定為退磁強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，因此所使用的稀土類磁體的保磁力設(shè)計(jì)得較低。由于低的保磁力特性好，因此可減少向稀土類磁體添加的重稀土類元素量，將Dy (鏑)質(zhì)量含量縮減在2 %以內(nèi)。
[0041]接著，基于圖2及圖3，說(shuō)明有關(guān)本實(shí)施方式I的轉(zhuǎn)子的詳細(xì)情況。圖2是從軸心對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行表示的圖。圖3是圖2中的磁極部分的放大圖。
[0042]如圖2及圖3所示，磁體插入孔21采用和永磁體大致相同的形狀，在磁體插入孔21的周向兩側(cè)，設(shè)有磁通阻擋機(jī)構(gòu)23 (防磁通短路用孔)。
[0043]另外，在轉(zhuǎn)子磁心11中，在各個(gè)磁體插入孔21和轉(zhuǎn)子磁心11的磁心外周面Ila之間，設(shè)有多個(gè)縫隙25。本實(shí)施方式I中，作為一個(gè)例子,在每一個(gè)磁體插入孔21的徑向外側(cè)設(shè)有七個(gè)縫隙25。這些縫隙25在對(duì)應(yīng)的一對(duì)磁通阻擋機(jī)構(gòu)23之間沿轉(zhuǎn)子磁心11的周向排列。
[0044]如圖3所示，設(shè)永磁體13的寬度方向?yàn)榇朋w寬度方向W、與該磁體寬度方向W正交的方向?yàn)榇朋w厚度方向T的情況下，多個(gè)縫隙25各自向磁體厚度方向T延伸的長(zhǎng)度比向磁體寬度方向W延伸的長(zhǎng)度長(zhǎng)。另外，多個(gè)縫隙25的形狀及配置在磁體寬度方向W看時(shí)是對(duì)稱的(例如以磁極中心線為中心對(duì)稱)?？p隙25的寬度(與上述延伸的方向正交的方向的尺寸)設(shè)定為1mm左右?？p隙25有抑制來(lái)自定子3的電樞反作用磁通,控制轉(zhuǎn)子5的表面磁通密度分布的作用，因此，優(yōu)選設(shè)于轉(zhuǎn)子外周附近。
[0045]在此，將縫隙25和磁心外周面Ila的距離設(shè)定為L(zhǎng)a，將縫隙25和永磁體13的外周側(cè)表面13a的距離設(shè)定為L(zhǎng)b。對(duì)于各縫隙25，La完全相同，設(shè)定為和電磁鋼板同等程度的厚度0.35rnm。
[0046]本實(shí)施方式I的轉(zhuǎn)子5構(gòu)成為，相對(duì)于縫隙25和磁心外周面Ila的距離La，增大縫隙25和永磁體13的外周側(cè)表面的距離Lb，減小了 Lb的磁阻，以抑制與縫隙25鄰接的永磁體13表面的退磁。在此，將各縫隙25的Lb全都設(shè)定為相同，設(shè)定為L(zhǎng)b / La=3。這樣一來(lái)，可以抑制退磁磁通通過(guò)用距離Lb表示的區(qū)域時(shí)與永磁體13交鏈的情況。在該觀點(diǎn)中，最好滿足Lb / La > 2的關(guān)系，在本實(shí)施方式I中，設(shè)定為L(zhǎng)b / La=3。另外，優(yōu)選La及Lb關(guān)于所有縫隙都是一樣的，但La及Lb的值本身也可以根據(jù)縫隙而不同，只要滿足上述Lb / La≥2的關(guān)系即可。
[0047]鄰接的永磁體13的外徑側(cè)之間由于磁通容易短路，因此設(shè)計(jì)為利用磁通阻擋機(jī)構(gòu)23使磁路變窄。磁通阻擋機(jī)構(gòu)23和磁心外周面Ila的距離設(shè)定為與電磁鋼板同等程度的厚度0.35mm。另外,各個(gè)磁體插入扎21兩側(cè)的磁通阻擋機(jī)構(gòu)23的間隔S調(diào)節(jié)為磁通容易與定子的齒交鏈的 寬度，在此，其間隔設(shè)計(jì)得比永磁體窄一些。采用這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的理由是，為了防止在鄰接的磁極間的磁通的短路及在永磁體端部的磁通的自身短路，使永磁體13的端部的磁通容易到達(dá)定子3，以增大發(fā)生扭矩。
[0048]磁體插入孔21的孔劃定部的結(jié)構(gòu)為，與永磁體13的形狀匹配并以平面形成，其比永磁體13的寬度稍寬，以覆蓋永磁體13。進(jìn)而，磁體插入孔21的徑向外側(cè)的孔劃定部包括伸出部lib。伸出部Ilb延伸為具有比各個(gè)永磁體13的寬度方向端面13b更位于周向外側(cè)的部分。即，至少一對(duì)伸出部Ilb的前端Ilb的磁體寬度方向W的間隔Wc，大于永磁體13中的一對(duì)寬度方向端面13b的磁體寬度方向W的寬度WcL
[0049]伸出部Ilb朝向轉(zhuǎn)子磁心11中的極間鐵芯部Ilc而突出。通過(guò)這樣構(gòu)成,使通過(guò)了上述的Lb在極間附近集中起來(lái)的退磁磁通容易經(jīng)由伸出部Ilb在極間鐵芯部Ilc短路，退磁磁通難以與永磁體13交鏈。
[0050]若設(shè)伸出部Ilb和極間鐵芯部Ilc的最短距離為L(zhǎng)c、磁體厚度為L(zhǎng)d，那么設(shè)計(jì)為L(zhǎng)c小于Ld，在作為一個(gè)例子的本實(shí)施方式I中，設(shè)定為L(zhǎng)d / Lc=2。另外，本實(shí)用新型不限定于此，優(yōu)選處于Ld / Lc≤1.2的關(guān)系。
[0051]另外，在此，對(duì)相比上述磁體寬度方向W，向磁體厚度方向T延伸得更長(zhǎng)的多個(gè)縫隙25和一對(duì)伸出部Ilb的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。多個(gè)縫隙25的磁體寬度方向W的形成位置限定于這些縫隙25的對(duì)應(yīng)的極的磁通阻擋機(jī)構(gòu)23的間隔S的范圍內(nèi)。換言之，多個(gè)縫隙25以關(guān)于磁體寬度方向W的位置不會(huì)進(jìn)入規(guī)定磁通阻擋機(jī)構(gòu)23的間隔S的假想線LI和對(duì)應(yīng)的一側(cè)的伸出部Ilb的前端lib’之間的區(qū)域的方式形成。一個(gè)例子中，尤其是在圖3所圖示的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)縫隙25以關(guān)于磁體寬度方向W的位置不會(huì)進(jìn)入規(guī)定永磁體13的寬度Wd的假想線L2和對(duì)應(yīng)的伸出部Ilb的前端lib’之間的區(qū)域的方式形成。
[0052]在轉(zhuǎn)子磁心11中，在多個(gè)磁體插入孔21的徑向內(nèi)側(cè)，設(shè)有成為制冷劑流路的多個(gè)風(fēng)孔17。靠近磁體插入孔21的風(fēng)孔17發(fā)揮抑制永磁體13移動(dòng)的作用。S卩，將永磁體13插入轉(zhuǎn)子5的磁體插入孔21并定位后，將未圖示的錐形棒壓入靠近磁體插入孔21的風(fēng)孔17, 一邊使風(fēng)孔17變形，一邊使圖中箭頭F所表示的力作用于磁體插入孔21，賦予永磁體13約束永磁體13的壓力。由此即使在驅(qū)動(dòng)中電磁力作用在永磁體13上，永磁體13也不會(huì)移動(dòng)。
[0053]本實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)I通過(guò)驅(qū)動(dòng)回路的變換器進(jìn)行的PWM(脈沖調(diào)整；Pulse Width Modulation)控制進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng),進(jìn)行符合要求的產(chǎn)品負(fù)荷條件的高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)I例如搭載于空調(diào)的壓縮機(jī)上，保證在100°C以上的高溫環(huán)境中的使用。
[0054]接著，對(duì)本實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)的作用進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示有關(guān)本實(shí)施方式I的退磁磁通的流動(dòng)方向的圖。另外，圖5及圖6分別是表示有關(guān)比較例的、和圖2及圖4同樣的圖。在永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)中，例如I)負(fù)荷大時(shí)、或者2)因過(guò)負(fù)荷而在動(dòng)作中成為鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)、或者3)處于起動(dòng)時(shí)等過(guò)渡狀態(tài)時(shí)、以及4)定子線圈發(fā)生了短路時(shí)，產(chǎn)生大的電樞反作用，有時(shí)轉(zhuǎn)子外加有逆磁場(chǎng)(退磁場(chǎng))。特別是在集中繞組方式的情況下，鄰接的齒成為異極而電感增大，逆磁場(chǎng)容易施加在轉(zhuǎn)子上。所謂逆磁場(chǎng)，意思是由于定子中通電而產(chǎn)生的和轉(zhuǎn)子的磁極的方向相反的極的磁場(chǎng)。這種逆磁場(chǎng)有避開磁阻大的地方而盡可能地流過(guò)磁阻小的地方的性質(zhì)。尤其是在如現(xiàn)有轉(zhuǎn)子那樣在磁體插入孔的端部具備磁通阻擋機(jī)構(gòu)的情況或在磁極的轉(zhuǎn)子表面?zhèn)鹊蔫F芯部具備縫隙的情況下，如圖5及圖6所示，退磁磁通避開磁阻大的磁通阻擋機(jī)構(gòu)或縫隙而在與縫隙鄰接的磁體的轉(zhuǎn)子表面部交鏈，或在靠近極間部的磁通阻擋機(jī)構(gòu)附近的磁體端部交鏈，該部位容易退磁。另外，圖4及圖6中的符號(hào)M表不磁體的磁化方向，符號(hào)DM表不退磁磁通的流動(dòng)方向。
[0055]另外，永磁體在逆磁場(chǎng)為一定的閾值以下保持本來(lái)的磁特性，但超過(guò)閾值時(shí)，殘留磁通密度降低，本來(lái)的磁特性受到不能恢復(fù)的不可逆退磁。若產(chǎn)生了不可逆退磁，永磁體的殘留磁通密度就會(huì)降低，用于產(chǎn)生力矩的電流增加，不僅使電動(dòng)機(jī)的效率差，而且電動(dòng)機(jī)的控制性差，招致可靠性降低。
[0056]針對(duì)這樣的問(wèn)題，在本實(shí)施方式I中，通過(guò)如上所述設(shè)計(jì)為滿足Lb / La > 2的關(guān)系，將轉(zhuǎn)子磁心11中的縫隙25和永磁體13的外徑側(cè)表面之間的部分的磁路放大，如圖4所示在退磁磁通通過(guò)時(shí)，磁通通過(guò)該放大了的磁路的部分，使得永磁體13很難交鏈。進(jìn)而，通過(guò)基于Ld / LcS 12的關(guān)系性進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖3及圖4所示，在用Lc表示的部分形成磁阻比磁體厚度方向小的路徑，誘導(dǎo)退磁磁通使其流過(guò)Lc的部位。另外，這時(shí)，由于Lc在離開磁體的極間方向上形成，因此退磁磁通很難將磁體交鏈。
[0057]這樣，在本實(shí)施方式I中，通過(guò)組合La和Lb的關(guān)系及Lc和Ld的關(guān)系之后，才使得退磁耐力大幅改善。即，使外加在轉(zhuǎn)子5上的退磁磁通以與永磁體13不交鏈的方式通過(guò)永磁體13和多個(gè)縫隙25之間，集中于轉(zhuǎn)子磁心11的伸出部11b，經(jīng)由用Lc表示的部位逃逸到離開永磁體13的極間鐵芯部11c，有了這樣的連續(xù)的路徑才使得退磁耐力大幅改善。[0058]另外，對(duì)Lb / La、Ld / Lc和電動(dòng)機(jī)退磁電流的關(guān)系進(jìn)彳丁說(shuō)明。圖7是表不在Ld / Lc=2的條件下，Lb / La和電動(dòng)機(jī)退磁電流A的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示在Lb /La=3的條件下，Ld / Lc和電動(dòng)機(jī)退磁電流A的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示本實(shí)施方式I是成效X和比較例的成效Y的曲線圖。圖7~圖9中的縱軸是設(shè)比較例的電動(dòng)機(jī)為100%而表示產(chǎn)生1%退磁的電動(dòng)機(jī)的電流的情況的圖。即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生退磁時(shí)，壓縮機(jī)的性能或冷凍空調(diào)機(jī)的性能發(fā)生變動(dòng)，且電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓發(fā)生變化，因此電動(dòng)機(jī)的控制性變差，所以要滿足產(chǎn)品的可靠性，就需要抑制退磁率使其低于1%左右。作為退磁指標(biāo)，使用如下電流值，即，使壓縮機(jī)內(nèi)部在假定的150°C下，實(shí)施方式I的電動(dòng)機(jī)和比較例的電動(dòng)機(jī)都使用相同保磁力的永磁體，通上退磁電流(對(duì)永磁體施加退磁場(chǎng))，通電前后的感應(yīng)電壓(用外部動(dòng)力使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電壓)低于I %的電流值。
[0059]如圖7所示，1%退磁電流為L(zhǎng)d / Lc=2,因此，比比較例的電動(dòng)機(jī)增加了，但Lb /La=I時(shí)，增加率低，越增大Lb / La，1%退磁電流越增加，Lb / La ^ 2時(shí)飽和。這就意味著即使設(shè)計(jì)為經(jīng)由Lc使退磁磁通容易短路，若Lb狹小，縫隙附近的磁體也退磁，Lc中的短路效果不大。為了使退磁磁通集中在Lc部，優(yōu)選的設(shè)計(jì)是擴(kuò)大Lb，Lb / La>2。
[0060]另外，如圖8所示，1%退磁電流為L(zhǎng)b / La=3，因此，比比較例的電動(dòng)機(jī)增加了，但Ld / Lc=I時(shí)，增加 率低，Ld / Lc < 1.2時(shí)，幾乎無(wú)效果。這就意味著即使擴(kuò)大Lb使縫隙附近的磁體不易退磁，若Lc小，退磁磁通也會(huì)使磁體短路，得不到大的退磁抑制效果。為了在Lc部使退磁磁通逃逸到極間鐵芯部，優(yōu)選Ld / Lc > 1.2。
[0061]而且，根據(jù)上述可知，在組合了 La和Lb的上述關(guān)系及Lc和Ld的上述關(guān)系的本實(shí)施方式I中，如圖9所示，與比較例的電動(dòng)機(jī)相比，1%退磁電流增加了 17%。
[0062]另外，在轉(zhuǎn)子磁心11中，為了抑制有可能引起噪音及振動(dòng)的來(lái)自定子3的電樞反作用磁通，形成有向磁體厚度方向T延伸的長(zhǎng)度比向磁體寬度方向W的延伸長(zhǎng)度長(zhǎng)的多個(gè)縫隙25。但是，同時(shí)，在轉(zhuǎn)子磁心11中，如上所述退磁磁通通過(guò)。而且，該退磁磁通想要在轉(zhuǎn)子磁心11中，從縫隙25和磁體插入孔21之間的部分通過(guò)，從伸出部Ilb通過(guò)。因此，在本實(shí)施方式I中，用于抑制電樞反作用磁通的縫隙25以不會(huì)阻礙退磁磁通的通過(guò)的方式形成，且這些縫隙25以不會(huì)位于規(guī)定磁通阻擋機(jī)構(gòu)23的間隔S的假想線LI和對(duì)應(yīng)的伸出部Ilb的前端lib’之間的區(qū)域的方式形成。
[0063]在如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式I中，能夠大幅提高退磁抑制效果，在與現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)相同的電流范圍中使用的情況下，可以使用保磁力更低的磁體。即，可以減小用于提高保磁力的稀土族添加量，能夠通過(guò)重稀土類元素的添加量少的、便宜的稀土類磁體構(gòu)成低成本的電動(dòng)機(jī)。
[0064]另外，設(shè)置磁通阻擋機(jī)構(gòu)而獲得的漏磁通少的高效的電動(dòng)機(jī)。另外,利用磁體表面的縫隙，可以減少磁通密度波形的高次諧波成分，減小感應(yīng)電壓的高次諧波、齒槽轉(zhuǎn)矩，并且采用使來(lái)自定子的電樞反作用磁通難以交鏈的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，可以抑制噪音振動(dòng)。另外，要成為退磁強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)，只要與現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)相同的退磁耐力，即可減薄磁體厚度，由此，還能夠抑制高價(jià)的稀土類磁體的使用量，構(gòu)成便宜的電動(dòng)機(jī)。通過(guò)使用本實(shí)施方式I的電動(dòng)機(jī)，在現(xiàn)實(shí)的實(shí)施場(chǎng)景下，能夠構(gòu)成高效、低噪音、不易退磁的可靠性高的壓縮機(jī)、冷凍空調(diào)機(jī)。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式1，能夠在具備磁通阻擋機(jī)構(gòu)及縫隙的同時(shí)，抑制磁體的退磁。另外，不論線圈方式、槽口數(shù)、極數(shù)怎樣都可獲得該優(yōu)點(diǎn)。[0065]另外，Dy質(zhì)量含量低的稀土類電動(dòng)機(jī)，在高溫下保磁力下降，易退磁。但是，只要是本實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī),即使Dy質(zhì)量含量為2%以內(nèi)的磁體，也能夠不使其退磁而使用。若減少重稀土類元素的添加量，即，如果減少Dy質(zhì)量含量，由于磁體的殘留磁通密度增加，就能夠提高磁轉(zhuǎn)矩，減小用于產(chǎn)生同一轉(zhuǎn)矩的電流，從而，可以減少鋼損及變換器的通電損失。
[0066]另外，稀土類磁體具有在高溫下保磁力降低、易退磁的特性，因此，只要是本實(shí)施方式I的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)，就能夠構(gòu)成高溫中的退磁可靠性比現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)高的電動(dòng)機(jī)。冷凍機(jī)的壓縮機(jī)通常使用R410a制冷劑，但在應(yīng)用地球溫暖化系數(shù)小、效率高的R32制冷劑的情況下，壓縮機(jī)的排出溫度變高，難以確保退磁可靠性。通過(guò)本實(shí)施方式I的電動(dòng)機(jī)，能夠保證壓縮機(jī)制冷劑變更帶來(lái)的高溫工作下的退磁特性，作為壓縮機(jī)及空調(diào)的使用范圍擴(kuò)大，能夠?qū)π阅芨纳谱龀鲐暙I(xiàn)。
[0067]實(shí)施方式2
[0068]對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式2的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。圖10及圖11分別是有關(guān)本實(shí)用新型實(shí)施方式2的、和圖2及圖3同狀態(tài)的圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式2除了以下進(jìn)行說(shuō)明的部分以外，和上述實(shí)施方式I的構(gòu)成是一樣的。
[0069]在本實(shí)施方式2的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子105中，在磁體插入孔21的孔劃定部，且在位于比各個(gè)永磁體13的寬度方向端面13b更靠周向外側(cè)的部位，也包含伸出部Illb0伸出部Illb朝向轉(zhuǎn)子磁心11中的極間鐵芯部Ilc突出。
[0070]本實(shí)施方式2中的伸出部Illb比永磁體13的向外周側(cè)表面13a的寬度方向的假想延長(zhǎng)線EL更向內(nèi)徑側(cè)平緩地突出，S卩，伸出部Illb以不會(huì)與永磁體13的寬度方向端面13b過(guò)于靠近的方式突出形成。
[0071]在此，重要的是突出的伸出部Illb比永磁體13的外周側(cè)表面13a向內(nèi)徑側(cè)“平緩地”突出，若在永磁體13的寬度方向端面13b覆蓋大量的轉(zhuǎn)子磁心11，則退磁磁通就在寬度方向端面13b進(jìn)行交鏈而退磁。在此，設(shè)計(jì)為:伸出部Illb不是將永磁體13完全固定，而是向內(nèi)徑側(cè)突出可在磁極中心定位的程度，將永磁體13插入、定位后，在設(shè)于磁體插入孔21的內(nèi)徑側(cè)的風(fēng)孔17中插入圓錐狀的棒，使風(fēng)孔變形而將永磁體13進(jìn)行壓入固定，使得即使在驅(qū)動(dòng)中作用有電磁力，永磁體13也不動(dòng)?；蛘?，也可以通過(guò)粘結(jié)等進(jìn)行固定。永磁體13的寬度方向端面13b和伸出部Illb的重疊量OH(在圖11紙面上從與徑向正交的方向(外周側(cè)表面13a延伸的方向)投影來(lái)看重疊在一起的區(qū)域)，優(yōu)選使磁體厚度為L(zhǎng)d的15%以下程度。
[0072]根據(jù)如上所述而構(gòu)成的本實(shí)施方式2，和上述實(shí)施方式I 一樣，也可以具備磁通阻擋機(jī)構(gòu)及縫隙，并且抑制磁體的退磁。
[0073]除此以外，在本實(shí)施方式2中，還可獲得如下優(yōu)點(diǎn)。即，如圖5及圖6所示的比較例，在為了在磁體插入孔內(nèi)將永磁體定位而在磁體插入孔的磁體內(nèi)徑側(cè)設(shè)置了磁體固定突起211b的情況下，磁體外徑側(cè)表面和磁體固定突起211b的距離比磁體厚度窄，避開了磁阻大的磁通阻擋機(jī)構(gòu)的退磁磁通向磁阻小的磁體固定突起211b集中，使得與磁體固定突起211b鄰接的磁體端部容易發(fā)生退磁。
[0074]與此相反，在本實(shí)施方式2中，通過(guò)使伸出部Illb比假想延長(zhǎng)線EL向內(nèi)徑側(cè)平緩地突出，能夠固定磁體插入孔21中的永磁體13的位置，減少磁體相位偏差造成的磁通密度分布的扭曲，可抑制振動(dòng)噪音。此外，由于誘導(dǎo)退磁磁通使其在Lc間流通，因此還能夠抑制伴隨磁體固定的磁體端部的退磁特性的惡化。
[0075]以上，參照最佳實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容具體地進(jìn)行了說(shuō)明，基于本實(shí)用新型的基本的技術(shù)思想及指導(dǎo)思想，只要是本領(lǐng)域流術(shù)人員，可采用各種改變方式是不言自明的。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)，其具備定子和與該定子對(duì)向且可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的轉(zhuǎn)子， 在所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁心上形成有多個(gè)磁體插入孔， 在所述磁體插入孔的周向兩側(cè)設(shè)有磁通阻擋機(jī)構(gòu)， 在多個(gè)磁體插入孔的每一個(gè)中，插入有對(duì)應(yīng)的永磁體， 在所述轉(zhuǎn)子磁心的所述磁體插入孔的每一個(gè)和該轉(zhuǎn)子磁心的磁心外周面之間，設(shè)有多個(gè)縫隙， 在一個(gè)所述磁體插入孔的孔劃定部中，包含一對(duì)伸出部， 在位于比對(duì)應(yīng)的所述永磁體的寬度方向端面更靠周向外側(cè)的部位，所述伸出部朝向所述轉(zhuǎn)子磁心中的極間鐵芯部突出， 設(shè)所述多個(gè)縫隙和所述磁心外周面的距離為L(zhǎng)a、 所述多個(gè)縫隙和所述永磁體的外周側(cè)表面的距離為L(zhǎng)b、 所述伸出部和所述極間鐵芯部的最短距離為L(zhǎng)c、 所述永磁體的厚度為L(zhǎng)d時(shí)， Lb大于La、且Lc小于Ld,
Lb/La ≥= 2、且 Ld/Lc ^ 1.2。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述伸出部比所述永磁體的所述外周側(cè)表面的向?qū)挾确较虻募傧胙娱L(zhǎng)線EL更向內(nèi)徑側(cè)突出。
3.—種冷凍空調(diào)裝置，其具備將權(quán)利要求1或2所述的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的壓縮機(jī)。
4.一種冷凍空調(diào)裝置，其具備將權(quán)利要求1或2所述的永磁體埋入型電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源、且制冷劑使用R32的壓縮機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK203691092SQ201320839744
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】仁吾昌弘, 桶谷直弘, 矢部浩二, 馬場(chǎng)和彥 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社