[发明专利]由永磁同步电动机驱动的空调机或电冰箱用压缩机

说明书

本发明为申请号为98808887.8、申请日为1998.09.07、名称为永磁同步电动机的分案申请。

技术领域

本发明涉及空调机或电冰箱用压缩机，该压缩机由转子设有产生磁场用永久磁铁的永磁同步电动机进行驱动，尤其涉及由具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机驱动的空调机或电冰箱用压缩机。

背景技术

空调机或电冰箱用压缩机一般由永磁同步电动机进行驱动。一般情况下，大功率的永磁同步电动机通过增加定子的齿数并采用分布绕组方式来使合成磁动势波形接近正弦波，并且，转子的永久磁铁使用磁通密度高且抗去磁能力强的稀土类磁体，再用传感器检测转子的旋转相位并根据该转子位置进行电流相位控制。

但是，采用分布绕组方式存在的问题是，卷绕工序复杂故卷绕效率低，且稀土类磁体价格高，检测旋转相位的传感器价格也高，故成本高。

因此，作为低价格的永磁同步电动机，有一种方案如图17(a)所示，是将定子21按各极靴分割成一个个分割铁心22(参照图17(b))来构成，在各分割铁心22的极靴26上卷绕绝缘纸28，再在其上卷绕绕组导线，构成集中卷绕的绕组23，将这些集中卷绕的分割铁心22组合成环状，再通过焊接、铆接或激光焊接等固定连接起来构成集中绕组定子21。转子24的永久磁铁25使用廉价的铁氧体磁铁，电流相位控制通过检测不流过驱动电流的中间绕组产生的感应电压的过零点，来进行120°通电矩形波控制。

这样的永磁同步电动机将等间隔配置的3n个(n为自然数)定子21的极靴3相Y连接，并与该定子21相对配置2n极的永久磁铁磁场。这样的集中绕组方式的n极永磁同步电动机对3n个极靴比较理想的是配置2n极的永久磁铁磁场。

在图17的例子中，转子24的极数为8极(2n，n＝4)，定子的极靴数为12(3n，n＝4)，在各极靴上依次卷绕有u1、v1、w1、u2……v4、w4的绕组。并且，各绕组如图18(a)所示，在U相、V相、W相串联连接，或者如图18(b)所示并联连接。

普通永磁同步电动机为了减少极靴间的漏磁通，如图19所示，设极靴26、26间的间隔为La，定子21与转子24间的气隙为Lg，则将其大致设定为La＞2Lg，转子24的永久磁铁25沿周向到两端厚度相同，其端面靠近并互相相对，但已经清楚，如果上述低价格永久磁铁构成的永磁同步电动机采用同样的结构，由于如下的原因，永久磁铁会发生局部退磁，从而存在不能获得所需的电动机输出的问题。

即，因为是集中绕组方式，故相邻极靴的极性相反，电感增大，转子容易受到去磁场。尤其是在进行无传感器驱动的情况下，起动时及失步时，转子的永久磁铁容易受到去磁场。即如图20所示，发生定子绕组23产生的磁极与转子24的永久磁铁25的磁极相对的状态，绕组23产生的磁场的一部分作为对永久磁铁25的去磁场27进入永久磁铁25一侧，尤其在永久磁铁25是铁氧体磁体的情况下，由于去磁场27而呈击穿(yield)状态，导致去磁。

至今，集中绕组方式的电动机虽已有很多，但当其极靴间隔非常窄，相邻极靴的极性相反时，永久磁铁容易受到去磁场，如果使用铁氧体那样矫顽力小的永久磁铁，则抗去磁能力变弱。尤其是在进行无传感器驱动的情况下，起动时及失步时受到反向磁场的可能性很大，存在极容易去磁的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种由永磁同步电动机驱动的、使转子永久磁铁的抗去磁能力得到提高的空调机或电冰箱用压缩机，该压缩机驱动用永磁同步电动机采用集中绕组方式。

本发明的空调机或电冰箱用压缩机是一种由具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机进行驱动的压缩机，设该永磁同步电动机的定子极靴间的间隔为La，定子与转子间的气隙为Lg，则使0.3Lg＜La≤2.0Lg，因为使极靴端部间的间隔为气隙Lg的2.0倍以下，所以能抑制去磁磁通进入转子侧，即使在绕组与转子的磁极相对的状态下，去磁场也不易对转子磁铁起作用，能提高转子磁铁的抗去磁能力。另外，如果La过小，则极靴间漏磁通增大，同时在采用分割铁心的情况下，由于成形误差，定子端边有可能发生相互影响，所以必须大于0.3Lg。

此外，设定子的极靴端厚度为Lb，定子与转子间的气隙为Lg，则使2Lg＜Lb＜5Lg，去磁磁通进入极靴侧，也能抑制进入转子侧，能获得同样的作用。另外，如果Lb过大，则短路的漏磁通变得过大，电动机输出下降，所以必须设定为小于5Lg。还有，满足上述两个条件，则能获得进一步大的抗去磁能力。