定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置专利检索-矫顽力物理专利检索查询-专利查询网

定子、电动机、压缩机以及制冷 空调装置

阅读：404发布：2022-02-02

专利汇可以提供定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且定子 (2)具备绕组(25)以及在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形的多个分割芯部(21)。多个分割芯部(21)各自具有磁轭部(221)、齿部(223)、具有曲面(222a)的连结部(222)以及配备于齿部(223)的端部的第1绝缘部件(24)。第1绝缘部件(24)具有越过曲面(222a)而突出的第1突出部(2410)。，下面是定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种定子，具备：
绕组；以及
多个分割芯部，在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形，
所述多个分割芯部各自具有：
磁轭部；
齿部，沿从所述磁轭部向着所述轴线的径向延伸；
连结部，具有连结所述磁轭部与所述齿部的曲面；
第1绝缘部件，配备于与所述轴线平行的轴线方向上的所述齿部的端部，具有外缘；以及
第2绝缘部件，覆盖面向所述圆周方向的所述齿部的侧面，
所述绕组隔着所述第1绝缘部件和所述第2绝缘部件缠绕于所述连结部以及所述齿部，所述第1绝缘部件具有越过所述曲面而突出的第1突出部，
从所述第1突出部的所述外缘中的离所述曲面最远的位置至所述曲面的长度大于所述第2绝缘部件的厚度的5倍，
所述齿部在所述径向的前端部具有齿尖部，该齿尖部形成为向着所述圆周方向伞状地扩展，
所述第1绝缘部件在所述轴线方向上的所述齿尖部上具有第2突出部，该第2突出部在与所述径向正交的方向上越过所述齿部而突出。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
所述第1突出部具有支承所述绕组的第1副绕线框。
3.根据权利要求2所述的定子，其中，
在由所述第1副绕线框支承的所述绕组与所述曲面之间形成有间隙。
4.根据权利要求2或3所述的定子，其中，
所述第1突出部还具有第3副绕线框，
由所述第1副绕线框以及所述第3副绕线框形成台阶。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的定子，其中，
所述第2突出部具有支承所述绕组的第2副绕线框。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的定子，其中，
所述磁轭部具有第1卡合部，
所述第1绝缘部件具有与所述第1卡合部卡合的第2卡合部。
7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的定子，其中，
所述连结部的所述曲面的曲率半径为2.5mm以上且5mm以下。
8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的定子，其中，
所述第2绝缘部件为薄膜。
9.一种电动机，具备：
定子，具备绕组以及在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形的多个分割芯部；以及
 转子，在所述定子的内侧以能够旋转的方式被支承，
所述多个分割芯部各自具有：
磁轭部；
齿部，沿从所述磁轭部向着所述轴线的径向延伸；
连结部，具有连结所述磁轭部与所述齿部的曲面；
第1绝缘部件，配备于与所述轴线平行的轴线方向上的所述齿部的端部，具有外缘；以及
第2绝缘部件，覆盖面向所述圆周方向的所述齿部的侧面，
所述绕组隔着所述第1绝缘部件和所述第2绝缘部件缠绕于所述连结部以及所述齿部，所述第1绝缘部件具有越过所述曲面而突出的突出部，
从所述突出部的所述外缘中的离所述曲面最远的位置至所述曲面的长度大于所述第2绝缘部件的厚度的5倍，
所述齿部在所述径向的前端部具有齿尖部，该齿尖部形成为向着所述圆周方向伞状地扩展，
所述第1绝缘部件在所述轴线方向上的所述齿尖部上具有第2突出部，该第2突出部在与所述径向正交的方向上越过所述齿部而突出。
10.根据权利要求9所述的电动机，其中，
所述转子具有永磁铁，
所述永磁铁为以钕、铁以及硼为主要成分的稀土类磁铁，
所述永磁铁在20℃下的残留磁通密度为1.27T以上且1.42T以下，
所述永磁铁在20℃下的矫顽力为1671kA/m以上且1922kA/m以下。
11.根据权利要求9或10所述的电动机，其中，
所述电动机还具备壳体，
所述定子通过冷缩配合而固定于所述壳体内。
12.一种压缩机，具备：
电动机；
压缩机构，由所述电动机驱动；以及
密闭容器，容纳所述电动机以及所述压缩机构，
所述电动机具备：
定子，具备绕组以及在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形的多个分割芯部；以及
转子，在所述定子的内侧以能够旋转的方式被支承，
所述多个分割芯部各自具有：
磁轭部；
齿部，沿从所述磁轭部向着所述轴线的径向延伸；
连结部，具有连结所述磁轭部与所述齿部的曲面；
第1绝缘部件，配备于与所述轴线平行的轴线方向上的所述齿部的端部，具有外缘；以及
第2绝缘部件，覆盖面向所述圆周方向的所述齿部的侧面，
所述绕组隔着所述第1绝缘部件和所述第2绝缘部件缠绕于所述连结部以及所述齿部，所述第1绝缘部件具有越过所述曲面而突出的突出部，
从所述突出部的所述外缘中的离所述曲面最远的位置至所述曲面的长度大于所述第2绝缘部件的厚度的5倍，
所述齿部在所述径向的前端部具有齿尖部，该齿尖部形成为向着所述圆周方向伞状地扩展，
所述第1绝缘部件在所述轴线方向上的所述齿尖部上具有第2突出部，该第2突出部在与所述径向正交的方向上越过所述齿部而突出。
13.一种制冷空调装置，具备：
室外机，具有第1送风机、冷凝器、节流装置以及压缩机；
室内机，具有第2送风机以及蒸发器；以及
制冷剂配管，连接所述室外机和所述室内机，
所述压缩机具备：
电动机；
压缩机构，由所述电动机驱动；以及
密闭容器，容纳所述电动机以及所述压缩机构，
所述电动机具备：
定子，具备绕组以及在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形的多个分割芯部；以及
转子，在所述定子的内侧以能够旋转的方式被支承，
所述多个分割芯部各自具有：
磁轭部；
齿部，沿从所述磁轭部向着所述轴线的径向延伸；
连结部，具有连结所述磁轭部与所述齿部的曲面；
第1绝缘部件，配备于与所述轴线平行的轴线方向上的所述齿部的端部，具有外缘；以及
第2绝缘部件，覆盖面向所述圆周方向的所述齿部的侧面，
所述绕组隔着所述第1绝缘部件和所述第2绝缘部件缠绕于所述连结部以及所述齿部，所述第1绝缘部件具有越过所述曲面而突出的突出部，
从所述突出部的所述外缘中的离所述曲面最远的位置至所述曲面的长度大于所述第2绝缘部件的厚度的5倍，
所述齿部在所述径向的前端部具有齿尖部，该齿尖部形成为向着所述圆周方向伞状地扩展，
所述第1绝缘部件在所述轴线方向上的所述齿尖部上具有第2突出部，该第2突出部在与所述径向正交的方向上越过所述齿部而突出。

说明书全文

定子、电动机、压缩机以及制冷 空调装置

技术领域

[0001] 本发明涉及定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置。

背景技术

[0002] 一般而言，在电动机用的定子中，绕组隔着绝缘部件缠绕于定子的定子铁芯，从而在定子形成线圈。为了提高电动机的性能，缠绕于定子铁芯的绕组的密度(线圈的占空系数)最好为大。因此，使用了磁轭部的内周面与齿部的侧面之间的角部形成为直角的、大致T形的定子铁芯的定子被使用。角部形成为直角的定子铁芯能够增大定子处的绕组的密度。然而，在以往的圆环形的定子铁芯(不由分割芯构成的定子铁芯)中，由于将绕组插入到相互邻接的两个齿部之间并进行缠绕，所以不论角部的形状如何，都难以使绕组整齐排列于齿部。因此，作为电动机用的定子，使用由分别形成有齿部的多个分割芯构成的分割定子(例如，参照专利文献1)。在该分割定子中，能够在使各分割芯排列为直线形的状态下使绕组缠绕于齿部。因为在使各分割芯排列为直线形的状态下，邻接的齿部的间隔宽，所以例如通过锭翼方式(flyer method)使绕组缠绕于齿部，从而变得易于使绕组整齐排列于齿部。
因而，在由角部形成为直角的分割芯构成的分割定子中，易于使绕组整齐排列于齿部，能够增大分割定子处的绕组的密度。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2008-92636号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的技术问题

[0007] 然而，在搭载有使用了磁轭部的内周面与齿部的侧面之间的角部形成为直角的定子铁芯的定子的电动机中，由于定子铁芯的角部处的磁路变长，磁通密度变大，所以变得容易产生定子处的铁损，马达效率(机械输出相对于输入电力之比)有时会下降。因此，通过以使角部成为例如曲面的方式构成定子铁芯，能够减小铁损，防止马达效率下降。然而，在以使角部成为曲面的方式构成的定子铁芯中，有时发生缠绕于曲面部分的绕组的缠绕紊乱(winding disorder)，难以增大定子处的绕组的密度。

[0008] 因而，本发明的目的在于防止对在分割芯部的磁轭部的内周面与齿部的侧面之间的角部为曲面的定子缠绕的绕组的缠绕紊乱。

[0009] 解决技术问题的技术方案

[0010] 本发明的定子具备：绕组；以及多个分割芯部，在以轴线为中心的圆周方向上排列为圆环形，所述多个分割芯部各自具有：磁轭部；齿部，沿从所述磁轭部向着所述轴线的径向延伸；连结部，具有连结所述磁轭部与所述齿部的曲面；第1绝缘部件，配备于与所述轴线平行的轴线方向上的所述齿部的端部，具有外缘；以及第2绝缘部件，覆盖面向所述圆周方向的所述齿部的侧面，所述绕组隔着所述第1绝缘部件和所述第2绝缘部件缠绕于所述连结部以及所述齿部，所述第1绝缘部件具有越过所述曲面而突出的第1突出部，从所述第1突出部的所述外缘中的离所述曲面最远的位置至所述曲面的长度大于所述第2绝缘部件的厚度的5倍。

[0011] 发明效果

[0012] 根据本发明，能够防止对在分割芯部的磁轭部的内周面与齿部的侧面之间的角部为曲面的定子缠绕的绕组的缠绕紊乱。附图说明

[0013] 图1是概略地示出具备本发明的实施方式1的定子的电动机的内部构造的剖视图。

[0014] 图2是示出多个分割芯部被连结的状态的剖视图。

[0015] 图3是概略地示出分割芯部的构造的立体图。

[0016] 图4是概略地示出定子铁芯的构造的俯视图。

[0017] 图5是示出多个定子铁芯连结为圆环形的状态的俯视图。

[0018] 图6是概略地示出线圈筒管的构造的俯视图。

[0019] 图7是概略地示出缠绕有绕组的分割芯部的构造的剖视图。

[0020] 图8是概略地示出转子的构造的剖视图。

[0021] 图9是概略地示出线圈筒管的构造的俯视图。

[0022] 图10是概略地示出缠绕有绕组的分割芯部的构造的剖视图。

[0023] 图11是概略地示出定子以及转子固定于壳体的内部的电动机的内部构造的剖视图。

[0024] 图12是概略地示出缠绕有绕组的、作为比较例的分割芯部的构造的剖视图。

[0025] 图13是示出作为比较例的多个定子铁芯连结为圆环形的状态的俯视图。

[0026] 图14是示出将使用了作为比较例的定子铁芯的定子搭载于电动机时的定子铁芯中的磁回路的图。

[0027] 图15是示出将实施方式1的定子搭载于电动机时的定子铁芯处的磁回路的图。

[0028] 图16是示出定子铁芯的连结部处的曲面的曲率半径与马达效率的关系的图。

[0029] 图17是示出通过冷缩配合而嵌合到壳体内的比较例的定子的定子铁芯中的应力分布的图。

[0030] 图18是示出通过冷缩配合而嵌合到壳体内的实施方式1的定子的定子铁芯中的应力分布的图。

[0031] 图19是概略地示出本发明的实施方式2的压缩机的构造的剖视图。

[0032] 图20是概略地示出本发明的实施方式3的制冷空调装置的结构的图。

[0033] 附图标记

[0034] 1：电动机；2：定子；3：转子；21：分割芯部；22：定子铁芯；23：绝缘部件；24：线圈筒管；25：绕组；26：槽部；31：转子铁芯；32：旋转轴；33：磁铁插入孔；34：永磁铁；35：磁通屏障；36：风孔；100：压缩机；110：密闭容器；120：压缩机构；221：磁轭部；222：连结部；222a：曲面；
223：齿部；240：主部；241：第1副部；242：第2副部；300：制冷空调装置；301：室外机；302：室内机；303：制冷剂配管；2410：第1突出部；2420：第2突出部。

具体实施方式

[0035] 实施方式1.

[0036] 图1是概略地示出具备本发明的实施方式1的定子2的电动机1的内部构造的剖视图。

[0037] 电动机1具有定子2和转子3。电动机1是例如永磁铁嵌入型电动机。定子2具备绕组25以及在以轴线A0(旋转中心)为中心的圆周方向上排列为圆环形的多个分割芯部21。

[0038] 转子3在隔着气隙的定子2的内侧以作为转子3的旋转中心的旋转中心线(轴线A0)为中心旋转自如地被支承。在转子3的外周面与定子2的内周面之间形成有气隙。定子2与转子3之间的气隙为例如0.3mm至1mm的范围。通过将与指令转速同步的频率的电流接通到定子2，从而产生旋转磁场而转子3旋转。

[0039] 图2是示出多个分割芯部21被连结的状态的剖视图。

[0040] 例如，在电动机1的制造工序中，相互连结的多个分割芯部21以使各磁轭部221构成定子2的外周的方式折叠为圆环形。通过隔着气隙将转子3插入到圆环形的定子2的内部，从而构成如图1所示的圆环形的定子2。

[0041] 接下来，对分割芯部21的构造具体地进行说明。

[0042] 图3是概略地示出分割芯部21的构造的立体图。

[0043] 多个分割芯部21各自具有定子铁芯22、作为绝缘部件的线圈筒管24(第1绝缘部件)以及绝缘部件23(第2绝缘部件)。

[0044] 定子铁芯22是通过层叠多个电磁钢板22a而构成的。各电磁钢板22a例如被冲裁成大致T形而形成，厚度为0.1mm至0.7mm的范围。在本实施方式中，各电磁钢板22a的厚度为0.35mm。但是，层叠的电磁钢板的张数和各电磁钢板22a的形状以及厚度不限定于本实施方式。关于各电磁钢板22a，邻接的电磁钢板22a彼此通过后述铆接部221b相互紧固。

[0045] 绝缘部件23例如为薄的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜。PET薄膜的厚度为例如0.15mm。绝缘部件23覆盖面向定子2的圆周方向的齿部223的侧面。

[0046] 线圈筒管24配备于与轴线A0平行的方向(以下称为轴线方向)上的定子铁芯22的两端部。但是，线圈筒管24只要配备于轴线方向上的定子铁芯22的任一个端部即可。

[0047] 图4是概略地示出定子铁芯22的构造的俯视图。

[0048] 定子铁芯22具有磁轭部221、连结部222以及齿部223。

[0049] 磁轭部221具有作为第1卡合部的孔221a、以及铆接部221b。

[0050] 连结部222为磁轭部221与齿部223之间的区域。在图4中，连结部222与磁轭部221的边界以及连结部222与齿部223的边界分别用虚线表示。连结部222具有连结磁轭部221与齿部223的曲面222a。换言之，在沿轴线方向观察定子铁芯22的情况下，与定子2的径向正交的方向上的连结部222的端部(磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部)形成为圆弧形。在本实施方式中，曲面222a的曲率半径为3.6mm。曲面222a的曲率半径最好为2.5mm以上且5mm以下。更好的是曲面222a的曲率半径设为3mm以上且4mm以下。但是，曲面222a的曲率半径不限定于这些范围。

[0051] 齿部223在从磁轭部221向着轴线A0的径向(即，定子2的径向的向内朝向)延伸。换言之，齿部223从磁轭部221向着转子3的轴线A0(后述的旋转轴32)突出。齿部223在定子2的径向上的前端部具有齿尖部223a。齿部223的齿尖部223a以外的部分沿着定子2的径向具有大致相等的宽度。齿尖部223a形成为向着定子2的圆周方向伞状地扩展。

[0052] 图5是示出多个定子铁芯22连结为圆环形的状态的俯视图。在本实施方式中，各定子铁芯22为相互相同的构造。

[0053] 如图5所示，在两侧邻接的定子铁芯22的磁轭部221彼此相互连结，从而邻接的定子铁芯22彼此连结。即，由于在两侧邻接的分割芯部21的定子铁芯22彼此连结而图1所示的各分割芯部21被连结。如图5所示，在邻接的两个定子铁芯22处，由两个磁轭部221以及两个齿部223包围的区域为槽部26。

[0054] 多个定子铁芯22各自的齿部223隔着槽部26而邻接。因而，多个齿部223以及多个槽部26在定子2的圆周方向上交替地排列。多个齿部223在定子2的圆周方向上的排列间距(即，在定子2的圆周方向上的槽部26的宽度)为等间隔。

[0055] 槽部26在定子2的内侧沿着定子2的圆周方向大致等间隔地形成。在本实施方式中，在定子2形成有9个槽部26。

[0056] 图6是概略地示出线圈筒管24的构造的俯视图。

[0057] 线圈筒管24配备于轴线方向上的齿部223的端部。线圈筒管24具有支承绕组25的绕组支承部245。绕组支承部245具有主部240、第1副部241以及第2副部242。如图6所示，线圈筒管24可以还具有基部243和作为第2卡合部的突起244。

[0058] 主部240具有支承绕组25的主绕线框240a。在主绕线框240a形成有用于支承绕组25的平面。

[0059] 第1副部241为与主部240邻接的区域。在图6中，第1副部241与主部240的边界以及第1副部241与基部243的边界分别用虚线表示。第1副部241在与定子2的径向正交的方向上的两侧具有第1突出部2410。但是，第1突出部2410只要配备于与径向正交的方向上的任一个端部即可。

[0060] 第1突出部2410具有第1副绕线框241a、第3副绕线框241b、第1壁面241c以及第3壁面241d。由主绕线框240a以及第1副绕线框241a形成第1壁面241c(台阶)。由第1副绕线框241a以及第3副绕线框241b形成第3壁面241d(台阶)。在第1副绕线框241a以及第3副绕线框
241b形成有用于支承绕组25的平面。在第1副绕线框241a以及第3副绕线框241b形成的平面最好与在主绕线框240a形成的平面平行。长度L1(最大绝缘距离)为从第1突出部2410的外缘中的离曲面222a最远的位置至曲面222a的长度。在本实施方式中，朝向轴线A0的径向上的第1副绕线框241a的端部为第1突出部2410的外缘中的离曲面222a最远的位置。在本实施方式中，L1为0.8mm。

[0061] 第2副部242为在径向上与主部240邻接的区域。在图6中，第2副部242与主部240的边界用虚线表示。第2副部242在与定子2的径向正交的方向上的两侧具有第2突出部2420。但是，第2突出部2420只要配备于与径向正交的方向上的任一个端部即可。

[0062] 第2突出部2420具有第2副绕线框242a以及第2壁面242b。由主绕线框240a以及第2副绕线框242a形成第2壁面242b(台阶)。在第2副绕线框242a形成有用于支承绕组25的平面。在第2副绕线框242a形成的平面最好与在主绕线框240a形成的平面平行。

[0063] 作为第2卡合部的突起244与作为磁轭部221的第1卡合部的孔221a卡合。由于突起244被插入到孔221a内，从而线圈筒管24相对于定子铁芯22被定位。第1卡合部以及第2卡合部只要相互卡合或嵌合即可，第1卡合部以及第2卡合部的形状不限于本实施方式。

[0064] 图7是概略地示出缠绕有绕组25的分割芯部21的构造的剖视图。

[0065] 线圈筒管24配备于轴线方向上的定子铁芯22的端部。具体而言，主部240与齿部223重叠。第1副部241与连结部222重叠。第2副部242与齿部223中的径向上的前端侧重叠。
基部243与磁轭部221重叠。但是，线圈筒管24与定子铁芯22的位置关系不限定于图7所示的例子。

[0066] 绕组25隔着绝缘部件23以及线圈筒管24缠绕于连结部222以及齿部223，构成产生旋转磁场的线圈。具体而言，绕组25被主绕线框240a、第1副绕线框241a、第2副绕线框242a、第3副绕线框241b支承。绝缘部件23介于齿部223与绕组25之间。

[0067] 绕组25为例如磁导线。在本实施方式中，定子2为3相，绕组25(线圈)的接线为Y接线(星形接线)。绕组25(线圈)的匝数以及线材直径根据电动机1的转速、转矩、电压规格、槽部26的剖面面积等决定。在本实施方式中，绕组25的线材直径为1.0mm。在本实施方式中，在定子铁芯22缠绕有80匝绕组25。但是，绕组25的线材直径以及匝数不限于这些例子。

[0068] 在本实施方式中，绕组25(线圈)的绕线方式为集中卷绕。例如，能够在将多个定子铁芯22排列为圆环形之前的状态(例如，如图2所示，分割芯部21排列为直线形的状态)下，将绕组25缠绕于各定子铁芯22。缠绕有绕组25的多个定子铁芯22被折叠为圆环形，通过焊接等被固定为圆环形。

[0069] 在本实施方式中，绕组25被主绕线框240a、第1副绕线框241a以及第2副绕线框242a支承。第1副部241越过曲面222a而在定子2的圆周方向突出。具体而言，第1突出部2410越过曲面222a而在定子2的圆周方向突出。因而，在被第1副绕线框241a支承的绕组25与曲面222a之间形成有间隙。

[0070] 最大绝缘距离L1(图6)最好大于绝缘部件23的厚度(与定子2的径向正交的方向上的长度)的5倍。换言之，由主绕线框240a以及第1副绕线框241a形成的台阶(即，与定子2的径向正交的方向上的第1壁面241c的长度)最好大于绝缘部件23的厚度的5倍。

[0071] 第2副部242越过面向定子2的圆周方向的齿部223的侧面而突出。具体而言，第2突出部2420在与径向正交的方向上越过齿部223而突出。

[0072] 接下来，对转子3的构造具体地进行说明。

[0073] 图8是概略地示出转子3的构造的剖视图。

[0074] 转子3具有转子铁芯31、旋转轴32、多个磁铁插入孔33、多个永磁铁34、多个磁通屏障35(漏磁通抑制孔)以及多个风孔36。

[0075] 在本实施方式中，转子3为永磁铁嵌入型。在转子铁芯31的内部沿着转子3的圆周方向(定子2的圆周方向)形成有多个磁铁插入孔33。磁铁插入孔33为永磁铁34被插入的空隙。在各磁铁插入孔33配置有多个永磁铁34。磁铁插入孔33(永磁铁34)的数量对应于转子3的磁极数。在本实施方式中，转子3的磁极数为6极。但是，转子3的磁极数只要为2极以上即可。

[0076] 磁通屏障35形成于在转子3的圆周方向上与磁铁插入孔33邻接的位置。磁通屏障35降低漏磁通。磁通屏障35与转子3的外周面之间的长度最好为短，例如为0.35mm。风孔36为通孔，能够使例如制冷剂通过。

[0077] 转子铁芯31是通过层叠多个电磁钢板而构成的。转子铁芯31的各电磁钢板的厚度为0.1mm至0.7mm的范围。在本实施方式中，转子铁芯31的各电磁钢板的厚度为0.35mm。但是，转子铁芯31的各电磁钢板的形状以及厚度不被限定。关于转子铁芯31的各电磁钢板，邻接的电磁钢板彼此通过铆接部相互紧固。

[0078] 转子铁芯31嵌合于旋转轴32。旋转轴32能够通过冷缩配合、压入配合等固定于转子铁芯31的轴心部31a。嵌合有转子铁芯31的旋转轴32经由轴承以能够旋转的方式被保持于定子2的中心(旋转中心位置附近)。旋转轴32将旋转能量传递给转子铁芯31。

[0079] 永磁铁34例如是以钕(Nd)、铁(Fe)以及硼(B)为主要成分的稀土类磁铁。永磁铁34以在转子3的径向上被进行磁场取向的方式被磁化。永磁铁34在20℃下的残留磁通密度最好为1.27T以上且1.42T以下。进而，永磁铁34在20℃下的矫顽力最好为1671kA/m以上且1922kA/m以下。

[0080] Nd-Fe-B永磁铁的矫顽力具有因温度而下降的性质。例如，在如压缩机那样在100℃以上的高温环境中使用了Nd稀土类磁铁的电动机被使用的情况下，由于磁铁的矫顽力因温度而劣化(约－0.5～－0.6％/ΔK)，所以需要添加Dy(镝)元素来提高矫顽力。矫顽力与Dy元素的含量大致成比例地提高。在一般的压缩机中，电动机的环境温度上限为150℃左右，在比20℃升高130℃左右的温度的范围使用。例如，在为－0.5％/ΔK的温度系数的情况下矫顽力下降65％。

[0081] 为了避免在压缩机的最大负荷下退磁，需要1100～1500A/m左右的矫顽力。为了在150℃的环境温度中保证矫顽力，需要将常温矫顽力设计为1800～2300A/m左右。

[0082] 在Dy元素未添加于Nd-Fe-B永磁铁的状态下，常温矫顽力为1800A/m左右。为了得到2300kA/m左右的矫顽力，需要添加2wt％左右的Dy元素。然而，当添加Dy元素时，虽然矫顽力特性提高，但残留磁通密度特性下降。由于当残留磁通密度下降时，电动机的磁铁转矩下降，通电电流增加，所以铜损增加。因此，如果考虑马达效率，则期望降低Dy添加量。

[0083] 变形例1.

[0084] 图9是概略地示出线圈筒管24a的构造的俯视图。

[0085] 图10是概略地示出缠绕有绕组25的分割芯部21a的构造的剖视图。

[0086] 线圈筒管24a的第1副部241具有第1突出部2411。线圈筒管24a中的第1突出部2411的构造与线圈筒管24(图6)中的第1突出部2410的构造不同。线圈筒管24a的构造在第1突出部2411的构造以外的点上与图6所示的线圈筒管24的构造相同。

[0087] 第1突出部2411具有第1副绕线框241a和第1壁面241c。由主绕线框240a以及第1副绕线框241a形成第1壁面241c(台阶)。即，第1突出部2411在不具有第3副绕线框241b以及第3壁面241d这点上与图6所示的线圈筒管24中的第1突出部2410不同。

[0088] 图10所示的分割芯部21a具有定子铁芯22和线圈筒管24a。分割芯部21a的构造在线圈筒管24a中的第1突出部2411的构造以外的点上与图7所示的分割芯部21的构造相同。

[0089] 变形例2.

[0090] 图11是概略地示出在壳体4的内部固定有定子2以及转子3的电动机1a的内部构造的剖视图。

[0091] 如图11所示，电动机1a可以还具备壳体4(外壳)。例如，圆环形的定子2以及定子2的内部的转子3可以通过冷缩配合而固定于壳体4的内部。

[0092] 以上说明的实施方式1中的特征以及各变形例中的特征能够相互适当地组合。

[0093] 对由于线圈筒管24(具体而言为第1副部241)具有越过曲面222a而突出的第1突出部2410而起到的效果进行说明。

[0094] 根据实施方式1，因为定子2由多个分割芯部21构成，所以例如能够如图2所示，在分割芯部21排列为直线形的状态下，将绕组25缠绕于定子铁芯22。因而，向分割芯部21缠绕绕组25变得容易。但是，在搭载有使用了磁轭部的内周面与齿部的侧面之间的角部形成为直角的定子铁芯的定子的电动机中，由于定子铁芯的角部处的磁路变长，磁通密度变大，所以容易产生定子中的铁损。因此，最好如实施方式1中的定子2那样，连结磁轭部221与齿部223的部分(磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部)为曲面。

[0095] 图12是概略地示出缠绕有绕组25的、作为比较例的分割芯部21b的构造的剖视图。

[0096] 在作为比较例的分割芯部21b中，连结部222具有连结磁轭部221与齿部223的曲面222a。即，连结磁轭部221与齿部223的部分为曲面。但是，分割芯部21b所具备的线圈筒管
24b不具有越过曲面222a而突出的突出部。因此，如图12所示，当要沿着定子铁芯22的曲面
222a缠绕绕组25时，难以尤其是在曲面222a部分使绕组25整齐排列。因而，在曲面222a附近的区域，产生隔着绝缘部件23以及线圈筒管24b缠绕于定子铁芯22的绕组25的缠绕紊乱。其结果是，曲面222a附近的区域中的绕组25的密度(占空系数)低。即，如图12所示的比较例那样，即使定子铁芯22为分割芯，在连结磁轭部221与齿部223的部分为曲面的情况下，也难以使绕组25整齐排列。

[0097] 另一方面，根据实施方式1，如图7所示，因为线圈筒管24(具体而言为第1副部241)具有越过曲面222a而突出的第1突出部2410，所以即使连结磁轭部221与齿部223的部分(磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部)为曲面形，也能够在分割芯部21容易地使绕组25整齐排列，能够容易地增大缠绕于分割芯部21的绕组25的密度。尤其是在曲面222a附近的区域，因为由第1突出部2410支承绕组25，所以能够防止曲面222a附近的绕组25(线圈)的缠绕紊乱。

[0098] 如上所述，根据本实施方式1，即使分割芯部21的磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部为曲面，也能够在分割芯部21容易地使绕组25整齐排列，能够防止缠绕于定子2的绕组25的缠绕紊乱。

[0099] 因为在定子2的各分割芯部21中绕组25被整齐排列，所以能够增大定子2(特别是曲面222a附近)处的绕组25的密度，能够降低通电时的铜损(减小绕组25的电阻)。

[0100] 进而，根据实施方式1，即使分割芯部21的磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部为曲面，因为尤其是在曲面222a附近的区域，由第1突出部2410支承绕组25，所以也易于将线材直径粗的绕组25(电阻小的绕组)缠绕于分割芯部21。

[0101] 因为在被第1副绕线框241a支承的绕组25与曲面222a之间形成有间隙，所以能够提高曲面222a附近的定子铁芯22与绕组25之间的绝缘性。

[0102] 在以使最大绝缘距离L1(图6)变得大于与定子2的径向正交的方向上的绝缘部件23的厚度的5倍的方式构成定子2的情况下，能够充分地提高曲面222a附近的定子铁芯22与绕组25之间的绝缘性。

[0103] 进而，因为当在第1突出部2410形成有台阶的情况下，变得更易于在分割芯部21使绕组25整齐排列，所以能够充分地防止尤其是曲面222a附近的绕组25(线圈)的缠绕紊乱。

[0104] 进而，在线圈筒管24具有在与径向正交的方向上越过齿部223而突出的第2突出部2420的情况下，即使齿部223的径向上的前端部附近为例如曲面，也变得更易于在分割芯部
21使绕组25整齐排列配置，所以能够充分地防止尤其是齿部223在径向上的前端部附近的绕组25(线圈)的缠绕紊乱。

[0105] 在磁轭部221具有第1卡合部、线圈筒管24具有与第1卡合部卡合的第2卡合部的情况下，能够容易地进行线圈筒管24相对于定子铁芯22的定位。

[0106] 接下来，对由于连结磁轭部221与齿部223的连结部222具有曲面222a而起到的效果进行说明。

[0107] 图13是示出作为比较例的多个定子铁芯220连结为圆环形的状态的俯视图。各定子铁芯220互为相同的构造。

[0108] 图14是示出将使用了作为比较例的定子铁芯220的定子2a搭载于电动机时的定子铁芯220的磁回路的图。

[0109] 图15是示出将实施方式1的定子2搭载于电动机时的定子铁芯22的磁回路的图。在图14以及图15中，将定子铁芯220以及22中的多个磁通(磁力线)分别用细线示出。

[0110] 如图13所示，在作为比较例的定子铁芯220中，在沿轴线方向观察定子铁芯220的情况下，与定子2的径向正交的方向上的连结部2221的端部222b(磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部)形成为大致直角。

[0111] 如图14所示，比较例的定子2a的定子铁芯220的磁回路的长度(磁路的长度)长于实施方式1的定子2的定子铁芯22的磁回路的长度。其理由在于，定子铁芯220的连结部2221的端部222b形成为大致直角。因此，与实施方式1的定子2相比，在磁轭部221与连结部2221的边界附近的区域(由虚线包围的区域A1)中，磁通密度大。

[0112] 另一方面，如图15所示，实施方式1的定子2的定子铁芯22的磁回路的长度短于比较例的定子2a的定子铁芯220中的磁回路的长度。其理由在于，定子铁芯22的连结部222的端部(磁轭部221的内周面与齿部223的侧面之间的角部)形成为圆弧形(即，连结部222具有曲面222a)。因此，与作为比较例的定子2a相比，在磁轭部221与连结部222的边界附近的区域(由虚线包围的区域A2)，磁通密度小。其结果是，在实施方式1的定子2中，区域A2附近的磁通密度被降低，所以能够降低铁损。

[0113] 如上所述，定子铁芯22的连结部222具有曲面222a，从而铁损被降低，所以马达效率(机械输出相对于输入电力之比)被改善。

[0114] 图16是示出定子铁芯22的连结部222处的曲面222a的曲率半径与马达效率的关系的图。图16所示的曲线图为测定出搭载有实施方式1的定子2的电动机的马达效率的结果。图16的横轴表示曲面222a的曲率半径[mm]，纵轴表示马达效率[％]。

[0115] 当增大曲面222a的曲率半径时，能够得到降低铁损的效果。然而，当曲面222a的曲率半径过大时，缠绕绕组25的区域变狭窄。如图16所示，示出在曲面222a的曲率半径为2.5mm以上且5mm以下的范围，马达效率为88.7％以上，马达效率良好。即，在该范围，能够抑制铜损以及铁损所致的马达效率的下降。在曲面222a的曲率半径为3mm以上且4mm以下的范围，马达效率被进一步改善。

[0116] 接下来，对由于定子铁芯22的连结部222具有曲面222a而起到的其它效果进行说明。

[0117] 图17是示出通过冷缩配合而嵌合到壳体4内的比较例的定子2a的定子铁芯220中的应力分布的图。

[0118] 图18是示出通过冷缩配合而嵌合到壳体4内的实施方式1的定子2的定子铁芯22中的应力分布的图。

[0119] 如图17所示，比较例的定子2a的定子铁芯220中的区域A1附近的应力大于实施方式1的定子2的定子铁芯22中的区域A2附近的应力。其理由在于，定子铁芯220中的连结部2221的端部222b形成为大致直角。当定子铁芯22中的应力大时，容易产生定子2(具体而言为定子铁芯22)的劣化(例如，磁特性的劣化)。

[0120] 另一方面，如图18所示，实施方式1的定子2的定子铁芯22中的区域A2附近的应力小于比较例的定子2a的定子铁芯220中的区域A1附近的应力。其理由在于，定子铁芯22中的连结部222的端部形成为圆弧形(即，连结部222具有曲面222a。)。其结果是，在实施方式1的定子2中，区域A2附近的应力被降低，所以能够降低定子2(具体而言为定子铁芯22)的劣化(例如，导磁率的下降、铁损等)。

[0121] 根据变形例1，能够将线圈筒管24a做成简易的构造，具有与实施方式1的定子2相同的效果。

[0122] 进而，根据实施方式1以及各变形例，通过将实施方式1的定子2(包括变形例)搭载于电动机1，能够增大定子2处的绕组25的密度，所以能够得到小型且马达效率良好的电动机1。

[0123] 转子3的永磁铁34是以钕、铁以及硼为主要成分的稀土类磁铁，永磁铁34在20℃下的残留磁通密度为1.27T以上且1.42T以下，并且永磁铁34在20℃下的矫顽力为1671kA/m以上且1922kA/m以下，所以永磁铁34的磁通密度变高，定子2中的磁通量增加。其结果是，能够增大电动机1的转矩。

[0124] 进而，如在变形例2中说明的那样，在电动机1中，即使在使定子2(包括变形例)以及转子3嵌合于壳体4的情况下，在定子2中，区域A2附近的应力也被缓和，所以能够降低电动机1(具体而言为定子铁芯22)的劣化。

[0125] 实施方式2.

[0126] 接下来，对搭载有在实施方式1(包括各变形例)中说明过的电动机1的压缩机100进行说明。

[0127] 图19是概略地示出本发明的实施方式2的压缩机100的构造的剖视图。

[0128] 在本实施方式中，压缩机100是旋转压缩机。但是，压缩机100不限定于旋转压缩机。压缩机100具有电动机1(电动要素)、作为框架的密闭容器110以及压缩机构120(压缩要素)。密闭容器110容纳电动机1以及压缩机构120。在密闭容器110的底部存留有润滑压缩机构120的滑动部分的冷冻机油。

[0129] 压缩机100还具有固定于密闭容器110的玻璃端子130、储液器140、吸入管150以及排出管160。

[0130] 在本实施方式中，电动机1是永磁铁嵌入型电动机，但不限定于此。压缩机构120具有气缸121、活塞122、上部框架123a(第1框架)、下部框架123b(第2框架)、以及分别配备于上部框架123a以及下部框架123b的多个消音器124。压缩机构120还具有将气缸121内分为吸入侧和压缩侧的叶片。压缩机构120由电动机1驱动。

[0131] 电动机1的定子2通过冷缩配合、焊接等方法直接安装于密闭容器110。对电动机1(具体而言为定子2)的线圈经由玻璃端子130而供给电力。

[0132] 电动机1的转子3经由上部框架123a以及下部框架123b各自所具备的轴承部而以能够旋转的方式被上部框架123a以及下部框架123b保持。

[0133] 旋转轴32插通到活塞122。旋转轴32旋转自如地插通到上部框架123a以及下部框架123b。上部框架123a以及下部框架123b堵塞气缸121的端面。储液器140经由吸入管150将制冷剂气体供给到气缸121。

[0134] 接下来，对压缩机100的工作进行说明。从储液器140供给的制冷剂(例如为制冷剂气体)从固定于密闭容器110的吸入管150被吸入到气缸121内。利用逆变器的通电而电动机1旋转，从而嵌合于旋转轴32的活塞122在气缸121内旋转。由此，在气缸121内进行制冷剂的压缩。制冷剂在经由消音器124之后，在密闭容器110内上升。此时，在被压缩的制冷剂中混入有冷冻机油。制冷剂与冷冻机油的混合物在通过形成于转子铁芯31的风孔36时，制冷剂与冷冻机油的分离被促进，能够防止冷冻机油流入到排出管160。这样，被压缩的制冷剂通过密闭容器110所具备的排出管160供给到制冷环路的高压侧。

[0135] 作为压缩机100的制冷剂，能够使用R410A、R407C、R22等。但是，压缩机100的制冷剂不限于这些，还能够应用低GWP(全球变暖系数)的制冷剂等。

[0136] 作为低GWP制冷剂的代表例，有以下的制冷剂。

[0137] (1)组成中具有碳双键的卤代烃，例如HFO-1234yf(CF3CF＝CH2)。HFO为Hydro-Fluoro-Olefin(氢氟烯烃)的简称。烯烃(Olefin)为具有一个双键的不饱和烃。HFO-1234yf的GWP为4。

[0138] (2)组成中具有碳双键的烃，例如R1270(丙烯)。R1270的GWP为3而小于HFO-1234yf的GWP，但R1270的可燃性比HFO-1234yf的可燃性好。

[0139] (3)包含组成中具有碳双键的卤代烃以及组成中具有碳双键的烃中的至少任意一个的混合物，例如HFO-1234yf与R32的混合物等。HFO-1234yf由于为低压制冷剂，所以压损变大而制冷环路(特别是在蒸发器中)的性能容易下降。因此，最好使用与作为高压制冷剂的R32或R41等的混合物。

[0140] 根据实施方式2的压缩机100，除了具有在实施方式1中说明过的效果之外，还具有下述效果。

[0141] 根据实施方式2的压缩机100，由于搭载有马达效率良好的电动机1，所以能够提供压缩效率(对制冷剂进行压缩所需的实际的作功量与理论上求出的作功量之比)高的压缩机100。

[0142] 实施方式3.

[0143] 接下来，对搭载有上述实施方式2的压缩机100的制冷空调装置300进行说明。

[0144] 图20是概略地示出本发明的实施方式3的制冷空调装置300的结构的图。制冷空调装置300例如为能够进行制冷制热运行的空气调节机。图20所示的制冷剂回路图为能够进行制冷运行的空气调节机的制冷剂回路图的一个例子。

[0145] 实施方式3的制冷空调装置300具有室外机301、室内机302、连接室外机301以及室内机302而构成制冷剂回路(制冷回路)的制冷剂配管303。

[0146] 室外机301具有压缩机100、冷凝器304、节流装置305以及室外送风机306(第1送风机)。冷凝器304对由压缩机100压缩的制冷剂进行冷凝。节流装置305对由冷凝器304冷凝的制冷剂进行减压，调节制冷剂的流量。

[0147] 室内机302具有蒸发器307和室内送风机308(第2送风机)。蒸发器307使由节流装置305减压后的制冷剂蒸发，冷却室内空气。

[0148] 接下来，对制冷空调装置300的制冷运行的基本的工作进行说明。在制冷运行下，制冷剂由压缩机100压缩，流入到冷凝器304。由冷凝器304对制冷剂进行冷凝，冷凝后的制冷剂流入到节流装置305。由节流装置305对制冷剂进行减压，被减压的制冷剂流入到蒸发器307。在蒸发器307中制冷剂蒸发而变为制冷剂气体，再次流入到室外机301的压缩机100。室外送风机306将室外空气送到冷凝器304，并且室内送风机308将室内空气送到蒸发器
307，从而制冷剂与空气进行热交换。

[0149] 以上说明的制冷空调装置300的结构以及工作为一个例子，不限定于上述例子。

[0150] 根据实施方式3的制冷空调装置300，除了具有在实施方式1以及2中说明过的效果之外，还具有下述效果。

[0151] 根据实施方式3的制冷空调装置300，因为搭载有压缩效率高的压缩机100，所以能够提供高效的制冷空调装置300。

[0152] 以上，参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容，但根据本发明的基本的技术构思以及教导，只要是本领域技术人员就能够采用各种改变方案，这是不言自明的。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种提高磁体矫顽力的方法和器件	2020-05-12	945
提高钕铁硼磁体矫顽力的方法	2020-05-12	278
高矫顽力钕铁硼磁体的制备方法	2020-05-13	734
一种低矫顽力LiZn铁氧体材料	2020-05-13	103
一种制备高矫顽力磁体的方法	2020-05-13	632
矫顽力分布磁体的矫顽力性能判定装置	2020-05-11	267
提高钕铁硼磁体矫顽力的方法	2020-05-15	249
提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法	2020-05-15	984
矫顽力分布磁体的矫顽力性能判定装置	2020-05-12	894
提高磁体矫顽力的方法	2020-05-11	712

定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置

定子、电动机、压缩机以及制冷空调装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：