[发明专利]自起动型永久磁铁同步电动机及使用其的压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种自起动型永久磁铁同步电动机及使用其的压缩机。

背景技术

感应电动机的优点在于，不仅为牢固的构造，而且可由商用电源直接起动，所以，可由较低的成本构成不需要速度控制的恒速驱动的机械的驱动源。

另外，自起动型永久磁铁同步电动机可与感应电动机同样地由商用电源直接起动，不仅能不附加变频器地构成驱动部，而且，稳定运行时的二次铜损很少，所以，对于感应电动机，可对驱动系统的高效率化作出大的贡献。

另一方面，对于自起动型永久磁铁同步电动机可列举出这样的缺点，即，由于在鼠笼型绕组的内周侧配置永久磁铁，所以，转子的磁通轴已被固定。即，起动时产生于转子的起动转矩为产生于鼠笼型绕组的感应转矩和永久磁铁与由电源施加产生的定子磁通的吸引力两者的合成。在由商用电源直接起动时，不能如变频器驱动时那样确定转子位置(不能控制电压相位)，所以，对于某些在起动时施加的电压的相位，有时磁铁磁通与定子磁通相斥，或被朝与正规的旋转方向相反的方向吸引，产生负的转矩。因此，存在由投入的电压的相位即定子磁通发生的位置引起的、在起动时的转矩产生大的差异的问题。

以往，虽然未针对这样的起动时的转矩的差异提出具体的解决办法，但公开了如专利文献1记载的那样抑制从定子产生的偶数次、特别是低次的高次谐波成分，抑制转矩变动的技术手段。

[专利文献1]日本特开平7-298578号公报

如上述那样，在自起动型永久磁铁同步电动机起动时，随投入的电压的相位的不同，在起动转矩产生差异。下面说明其原因和问题。

在通过施加电源电压而产生的定子磁通相对于永久磁铁磁通发生于相对正规的旋转方向的滞后侧的场合，在转子产生朝与正规旋转方向相反的方向受到吸引的磁铁转矩。转子由轴承可自由旋转地支承，所以，朝负的旋转方向移动。在该场合，由于定子旋转磁场朝正转方向旋转，所以，如作为感应电动机的转差-转矩特性进行考虑，则从转差为1以上的区域开始起动，所以，感应转矩相对于所期望的值过大地发生。

在该场合，电动机的轴承受到过大的应力，轴承寿命缩短，安装于输出轴端的设备可能受到大的扭转应力而导致破坏等，产生严重的不良影响。

另一方面，在通过电源电压的施加产生的定子磁通相对于永久磁铁磁通发生在相对正规旋转方向的提前侧的场合，在转子产生正转方向的磁铁转矩，所以，对产生于鼠笼型绕组的感应转矩的影响较小，起动不发生大的问题。由于这样的原因，随电源的投入相位的不同，可发生的起动转矩产生大的差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自起动型永久磁铁同步电动机和/或使用其的压缩机、空调机，该自起动型永久磁铁同步电动机可与随电源投入时刻、电压的相位而变化的定子磁通的发生位置无关地发生稳定的起动转矩，而且可任意地调整起动转矩。

本发明在其一个方面的自起动型永久磁铁同步电动机中，设磁极中心轴为d轴、从磁极中心轴按电角偏移90°的轴为q轴，则起动时由上述鼠笼型绕组产生的磁通量在d轴或q轴任一方的轴上附近为最大。

本发明在其一个方面的自起动型永久磁铁同步电动机中，使构成鼠笼型绕组的杆的、按磁极节距构成对角的至少一对以上为非导电性的。

本发明的目的在于能够提供一种自起动型永久磁铁同步电动机和/或使用其的压缩机、空调机，该自起动型永久磁铁同步电动机可与随电源投入时刻、电压的相位而变化的定子磁通的发生位置无关地发生稳定的起动转矩，而且可任意地调整起动转矩。

附图说明

图1为本发明第1实施例的自起动型永久磁铁同步电动机的转子的径向截面图。

图2为本发明第1实施例的自起动型永久磁铁同步电动机的转子轴向构成图。

图3为本发明第1实施例的转子端板形状。

图4为本实施例的相对于电源投入相位的起动转矩测定结果。

图5为本发明第2实施例的同步电动机的转子的径向截面图。

图6为本实施例的相对于电源投入相位的起动转矩测定结果。

图7为本发明第3实施例的同步电动机的转子的径向截面图。

图8为本发明第3实施例的同步电动机的转子的轴向构成图。

图9为第3实施例的转子端板形状。

图10为本发明第4实施例的同步电动机的转子的径向截面图。

图11为本发明第5实施例的同步电动机的转子的径向截面图。

图12为本发明第5实施例的同步电动机的转子的轴向构成图。

图13为本发明第6实施例的同步电动机的转子的径向截面图。