电动机及搭载了该电动机的电气设备制造技术

本发明专利技术提供一种电动机及搭载了该电动机的电气设备。本发明专利技术的电动机具有转子和定子，该转子具有将磁极数设为P的永磁体，该定子以隔着空隙与永磁体相对的方式在圆周方向上配置了M个极齿。定子包括具有M个极齿的定子铁芯和分别卷绕在极齿上的绕线。将磁极数P与极齿数M之间的关系设为(2/3)M＜P＜(4/3)M，其中M≠P，并且，将极齿顶端部宽度t1与定子内径D

Electric motor and electrical equipment equipped with the same

The invention provides an electric motor and an electric device equipped with the motor. The motor of the present invention has a rotor and a stator having a permanent magnet with a magnetic pole number of P, which is configured with M teeth in a circumferential direction relative to the permanent magnet across the void. The stator includes a stator core with M teeth and a winding that is respectively wound on the polar teeth. The relationship between the number of poles and the P pole tooth number M set (2/3) < P < M (4/3) M, M and P, and the width of the top of the pole teeth and the inner diameter of the stator D T1

【技术实现步骤摘要】
电动机及搭载了该电动机的电气设备本申请是申请号为201180015845.2、申请日为2011年3月24日、专利技术名称为“电动机及搭载了该电动机的电气设备”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种作为具有永磁体的无刷电动机的电动机。
技术介绍
在各个极齿上实施了集中绕线的永磁体无刷电动机被广泛用于家电设备、音响设备、信息设备、运输设备等。在这种电动机中，由于产生了由永磁体与极齿之间的磁场吸引力引起的转矩脉动、即齿槽转矩，因此，出现振动、噪声的问题。因此，以往，通过磁极数与极齿数的组合的最优化、斜槽、磁体的正弦波磁化等，减少齿槽转矩，谋求低振动、低噪声。例如，在专利文献1中，公开了一种通过将磁极数P与极齿数M之间的关系设为P：M＝10：12来减少齿槽转矩的方法。另外，在专利文献2中，公开了一种通过将磁极数P与极齿数Q之间的关系设为P/Q＞0.8、并且将极齿顶端的宽度bt1与磁极间距τp之间的关系设为bt1/τp≤0.8来减少齿槽转矩的方法。另外，在专利文献3中，公开了一种在磁极数与极齿数的比例为3：4的电动机中通过将极齿宽度设为电角度145度～165度、85度～105度而不减少输出转矩就减小齿槽转矩的方法。另外，在专利文献4中，将配置在转子表面上的磁体的形状形成为增厚磁极中心部分的厚度、并朝向磁极之间慢慢使厚度变薄的形状。专利文献4通过将磁体设为这种形状，转子表面的磁感应强度的分布接近正弦波，从而使齿槽转矩等减少，谋求低振动、低噪声。另外，在专利文献5中，取代调整磁体形状而对磁体进行大致正弦波磁化，磁化为表面磁通波形成为周期小的正弦波形状、并且边界附近区域的表面磁通为大致零值。专利文献5通过如此地进行磁化使齿槽转矩等减少，谋求低振动、低噪声。但是，在上述以往技术中，停留在一定程度减少与噪声、振动相关的齿槽转矩、转矩波动这个方面，没有特别考虑电动机效率。例如，像家电领域的空调用风扇电动机那样，在高效率的要求年年提高的用途中当然存在有在以往的技术中低噪声、低振动不充分这样的问题。另外，像专利文献4那样的调整磁体的形状的做法使制造变难，而且，为了获得较大的磁感应强度，需要增大磁体的厚度，存在有磁体的使用量增加而成本上升这样的问题。另外，像专利文献5那样的磁化方法，磁极边界部附近的磁体成为未完全磁化状态。因此，存在有不能够有效运用磁体的磁力、电动机效率降低这样的问题。另外，在以往的空调风扇电动机中，为了提高电动机效率与生产率，使用由分开的铁芯连结而成的连结型分割铁芯。这种构造由于能够无浪费地使用绕线嘴的通过空间，因此能够进行整列绕线，能够进行高密度化绕线。因而，能够实现由圈数增加带来的转矩提高等，减少电动机的铜损，从而能够提高电动机效率。但是，在上述构造的问题在于，当接合了所分开的部分时，存在有微小的间隙，成为间隙磁隙，从而转矩下降。另外，当使分开的铁芯合体时，由于分割铁芯的加工精度、组装误差等，导致分开的铁芯的内径产生形状误差。因此，也存在有定子与转子之间的磁隙不均匀、磁场变化变大、振动、噪声增大这样的问题。专利文献1：日本特许第2954552号公报专利文献2：日本特开2001-157428号公报专利文献3：日本特开平8-322167号公报专利文献4：日本特开平6-217478号公报专利文献5：日本特开2003-111360号公报
技术实现思路
本专利技术的电动机是具有转子和定子的电动机，该转子具有将磁极数设为P的永磁体，该定子以隔着空隙与永磁体相对的方式在圆周方向上配置了M个极齿。定子包括具有M个极齿的定子铁芯和分别卷绕在极齿上的绕线。而且，将磁极数P与极齿数M之间的关系设为(2/3)M＜P＜(4/3)M、并且M≠P，将极齿顶端部宽度t1与定子内径Ds的比值(t1/Ds)设为0.18＜(t1/Ds)＜0.25。通过这种结构，能够提供一种减少齿槽转矩、并且不会增加成本及降低效率的低振动、低噪声、高效率的电动机。附图说明图1是说明本专利技术的实施方式1中的电动机的图。图2是说明本专利技术的实施方式1中的电动机的定子铁芯的图。图3是比较本专利技术的实施方式1中的电动机与比较例的电动机之间的齿槽转矩的示意图。图4是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的效率与比值(t1/Ds)之间的关系的分析结果的图。图5是表示本专利技术的实施方式1中的永磁体的表面磁通波形的图。图6是本专利技术的实施方式2中的电气设备的一个例子的结构图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。实施方式1图1是说明本专利技术的实施方式1中的电动机10的图。在图1中，示出了从旋转轴的长度方向看到的剖面。在本实施方式中，列举内转子型的无刷电动机的一个例子来进行说明。如图1所示，本实施方式的电动机10具有定子11和定子铁芯12。定子11在定子铁芯12上卷绕有绕线13。转子20以能旋转的方式配置在该定子11的内周侧。定子铁芯12包括环状的磁轭14和多个极齿15，该多个极齿15从磁轭14向内周侧突出，并彼此隔开等间隔地配置在圆周方向上。在极齿15的各个顶端部形成有沿圆周方向加宽的极齿宽部15a。另外，在远离磁轭14的内周侧，在相邻的极齿15之间形成有作为狭缝16的开口部。利用该狭缝16的开口空间，在各个极齿15上卷绕绕线13。在图1中，示出了仅1个极齿15的绕线13，但是具体来说，在各个极齿上集中卷绕有绕线13，例如，形成有一般被称作U、V、W相的3相绕线。在本实施方式中，列举了将极齿15的数量、即狭缝16的数量设为12个的例子。另外，在本实施方式中，不将定子铁芯12设为以往的连结型分割铁芯，而是设为定子一体铁芯构造。而且，定子铁芯12是沿厚度方向层叠多个磁性薄板而构成的。通过设为这种结构，分割部位的间隙磁隙消失，因此转矩不会降低，与分割铁芯相比输出增大。在本实施方式中，利用这种定子一体铁芯构造的优点，谋求提高电动机效率。另外，由于分割铁芯形成的内径差等制造误差的影响大幅度减少，因此实际的齿槽转矩变小，谋求电动机的高效化、低噪声化、低振动化。转子20以S极与N极隔开等间隔地交替配置在圆周方向上的方式将多个磁极数的永磁体22保持在转子铁芯21的外周上。转子20构成为按照磁极分别保持永磁体22、或者保持圆筒状的环形磁体。转子20以极齿15与永磁体22隔开规定的空隙相对的方式配置在极齿15的内周侧。在本实施方式中，列举了将永磁体22的磁极的数量设为10个的例子。而且，转子20借助于转子铁芯21与旋转轴24相连结，以与定子11相面对地沿圆周方向旋转的方式保持为能以旋转轴24为旋转中心旋转。如上所述，本实施方式的电动机10是将磁极数P设为10个、将极齿数M设为12个的10磁极-12极齿的结构。在这种结构中，若对定子11的绕线13通以交流电流，则在永磁体22与极齿15之间产生由磁场产生的吸引力与排斥力。借助于该吸引力与排斥力，转子20以旋转轴24为中心旋转。接着，说明本实施方式的定子铁芯12的详细结构。图2是说明本专利技术的实施方式中的定子铁芯12的图。如图2所示，在本实施方式中，以定子铁芯12的内径即定子内径Ds与极齿15顶端的极齿宽部15a的圆周方向宽度即极齿顶端部宽度t1满足规定的关系的方式规定了各自的大小。具体来说，在本专利技术中，极齿顶端部宽度t1相对于定子内径Ds的比值(t1/Ds本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内转子型的电动机，具有转子和定子，该转子具有将磁极数设为P的永磁体，该定子以隔着空隙与上述永磁体相对的方式在圆周方向上配置了M个极齿，其特征在于，上述定子包括具有上述M个极齿的定子铁芯和分别卷绕在上述极齿上的绕线，将上述磁极数P与上述极齿数M之间的关系设为P＝(10/12)M，将极齿顶端部宽度t1与定子内径D

【技术特征摘要】
2010.03.25 JP 2010-0696161.一种内转子型的电动机，具有转子和定子，该转子具有将磁极数设为P的永磁体，该定子以隔着空隙与上述永磁体相对的方式在圆周方向上配置了M个极齿，其特征在于，上述定子包括具有上述M个极齿的定子铁芯和分别卷绕在上述极齿上的绕线，将上述磁极数P与上述极齿数M之间的关系设为P＝(10/12)M，将极齿顶端部宽度t1与定子内径Ds的比值(t1/Ds)设为0.18＜(t1/Ds)＜0.215。2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，上述定子铁芯是沿厚度方向层叠多个磁性薄板而构成的。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李虎，吉川祐一，村上浩，角治彦，河村清美，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP