[发明专利]永磁铁电动机、永磁铁同步电动机转子及使用其的压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及永磁铁同步电动机、永磁铁同步电动机的转子以及使用其的压缩机。

背景技术

在安装在电冰箱和空调机等上的压缩机中，作为不需要速度控制的固定速度压缩机的驱动源，历来使用感应电动机。感应电动机的优点在于，除了牢固的结构之外，还可以基于商用电源直接启动，因此能够以低成本构成。另一方面，随着近来对高效率化的需求的增长，希望开发可以在商用电源下自启动，且能够实现高效率运转的自启动型永磁铁同步电动机。

自启动型永磁铁同步电动机在转子外周侧具有启动用笼型导体，在该笼型导体的内周侧需要配置永磁铁，配置磁铁的空间受到限制。作为谋求这种电动机的高效率化以及高转矩化的方法，有在专利文献1和专利文献2等中公开的技术，其目标均在于在被限制的空间中优化配置磁铁。

另一方面，从基于商用电源直接驱动的观点来看，功率因数也是重要的设计目标。功率因数是表征对从电力公司供给的电能有效使用程度的指标，功率因数越高的机器意味着越能有效地利用电力公司所发出的电能。在大的电力公司中，功率因数在85％以上时给予折扣费，功率因数在85％以下时则加价。从而，能否达到85％的功率因数，在设计自启动型永磁铁同步电动机的阶段是非常重要的指标。但在专利文献1和专利文献2等中没有涉及于此。

专利文献1：日本专利文献特开2002-233087号公报；

专利文献2：日本专利文献特开2005-117771号公报。

作为功率因数的改善策略，有增加电枢绕组的卷数的方法和增加磁铁量的方法等。根据这些方法，基于磁铁的感应电动势增大，用于产生磁铁转矩的电流相对变小，因此使功率因数得到改善。但在前一方法中，伴随卷数的增加，电阻和电感也增大，因此会有最大转矩减小的问题。另外，在后一方法中，存在相应于磁铁量的增加成本也会增加的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不会导致最大转矩的降低以及成本增加的情况下，使功率因数得到改善的高效率的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。

本发明的永磁铁式同步电动机的一个特征在于，由具备定子绕组的定子和通过规定的空隙旋转自如地被支承在所述定子的内周侧的转子构成，该永磁铁式同步电动机包括：在构成所述转子的转子铁心的外周部在轴向上设置的多个狭缝；埋设在所述狭缝内的导电性的棒；在轴向端面对所述棒进行短路的导电性的端环；以及埋设在所述棒的内周侧的两极结构的永磁铁；其中，所述永磁铁的磁极间在周向上由空孔和磁性体构成，所述磁性体的周向间隔角度形成得比所述永磁铁和空孔之间的桥状部件的周向间隔角度大，所述磁性体的周向间隔角度θ与所述磁极间的周向间隔角度β之比θ/β构成为0.17～0.80。

根据本发明，能够提供一种不增加成本，使功率因数得到改善且高效率、高转矩的永磁铁同步电动机及其转子、或者使用其的压缩机。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图2是示出本发明的第一实施例的θ/α和功率因数的关系的曲线图；

图3是示出本发明的第一实施例的θ/α与效率以及最大转矩的关系的曲线图；

图4是本发明的第二实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图5是本发明的第三实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图6是本发明的第四实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图7是示出本发明的第四实施例的θ/β和功率因数的关系的曲线图；

图8是示出本发明的第四实施例的θ/β与最大转矩的关系的曲线图；

图9是使用磁阻转矩时的现有的转子结构的径向截面图；

图10是降低漏磁通时的现有的转子结构的径向截面图；

图11是示出本发明的第四实施例的θ/β与效率的关系的曲线图；

图12是本发明的第五实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图13是本发明的第六实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图14是示出本发明的第六实施例的θ/β与功率因数的关系的曲线图；

图15是示出本发明的第六实施例的θ/β与效率以及最大转矩的关系的曲线图；

图16是本发明的第七实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图17是本发明的第八实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图18是本发明的第九实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；

图19是本发明的第十实施例的永磁铁同步电动机的转子的径向截面图；