永磁同步电动机制造技术

一种具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机，其特征在于，设定子（１）的极靴间的间隔为Ｌａ、定子（１）与转子（２）间的气隙为Ｌｇ，并使０．３Ｌｇ＜Ｌａ≤２．０Ｌｇ，此外，使设于转子（２）外周部的永久磁铁（６）的周向两端部的外周形成为从转子外周向径向内侧凹下的凹下形状，从而使去磁场难于作用于永久磁铁（６），提高永久磁铁（６）的抗去磁能力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及转子设有产生磁场用永久磁铁的永磁同步电动机，尤其涉及具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机。
技术介绍
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，有一种方案如附图说明图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。鉴于上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于，提供一种在采用集中绕组方式的情况下，使转子永久磁铁的抗去磁能力提高的永磁同步电动机。专利技术的公开本专利技术的永磁同步电动机是一种具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机，设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。此外，在定子极靴的一个端部即相邻极靴的相对端部之中、转子旋转方向下方侧的端部或两个端部中切除转子侧的侧边部，也能增大极靴端部处的气隙，能抑制去磁磁通进入转子侧，能获得同样的作用。再进一步，在切除转子侧的侧边部的极靴端部中，使与转子侧相反侧的侧边部凸出，保证极靴端部的厚度，从而还能进一步抑制去磁磁通进入转子侧，能进一步提高抗去磁能力。还有，满足上述3个条件，就能获得更大的抗去磁能力。此外，转子的永久磁铁由比稀土类磁体价廉但具有易于去磁性质的铁氧体构成时，利用上述构成，因为价廉又能提高抗去磁能力，所以特别能发挥大的效果。另外，如果用分割铁心构成定子，则可以对各分割铁心独立高效地进行绕线再组装成定子，所以能显著提高定子的生产率，大幅度降低成本。此外，如果应用于无传感器驱动的电动机，则因为一般情况下无传感器驱动时易于发生去磁，所以将发挥特别大的效果。将上述的永磁同步电动机应用于空调机及电冰箱压缩机用驱动电动机，能降低其成本，获得特别大的效果。附图的简单说明图1示出本专利技术永磁同步电动机的实施例1，(a)为剖视图，(b)为重要部分的放大剖视图。图2为示出该实施例中的缝隙间隔与定子、转子间气隙之比与去磁率关系的曲线图。图3为本专利技术永磁同步电动机实施例2的重要部分放大剖视图。图4为示出该实施例中的极靴端部厚度与定子、转子间气隙之比与去磁率关系及与转矩比关系的曲线图。图5为本专利技术永磁同步电动机实施例3的重要部分放大剖视图。图6示出本专利技术永磁同步电动机的实施例4，(a)为剖视图，(b)为重要部分的放大剖视图。图7为该实施例的作用说明图。图8为本专利技术永磁同步电动机实施例5的剖视图。图9示出本专利技术永磁同步电动机实施例6，(a)-(c)为各变形例的剖视图，(d)为(a)的重要部分放大剖视图。图10示出本专利技术永磁同步电动机实施例7，a)-(c)为各变形例的剖视图，(d)为(a)的重要部分放大剖视图。图11为该实施例中的图10(c)的变形例的局部放大剖视图。图12为该实施例中的作用说明图。图13为本专利技术永磁同步电动机实施例8的剖视图。图14为该实施例中的作用说明图。图15为该实施例中的变形例的作用说明图。图16为本专利技术上述实施例之外的各种实施例的剖视图。图17示出传统例子的永磁同步电动机的构成，(a)为其剖视图，(b)为其分割铁心的立体图。图18为传统例子中的绕组接线图。图19为传统例子中的重要部分放大剖视图。图20为传统例子中的去磁作用说明图。实施专利技术用的最佳形态(实施例1)以下参照图1、图2，说明本专利技术的实施例1。在图1中，1为定子，2为转子，定子1由与槽数对应数量的分割铁心3构成，在各分割铁心3的极靴4上分别独立卷绕有绕组(未图示)，采用集中绕组方式。转子2是在层叠硅钢板而构成的转子铁心5的外周，固定由多个铁氧体磁铁构成的永久磁铁6而构成，贯穿固定在其轴心部的转轴(未图示)由轴承支承，可自由转动。转子2的外周套装有不锈钢制成的薄板圆筒7，或者卷绕增强带，以保证对离心力有必要的强度。在图示例子中，极对数n为4，转子2设有8个(2n)永久磁铁6，定子1由12个(3n)分割铁心3构成。对定子1的绕组进行的电流控制是检测不流过驱动电流的中间绕组产生的感应电压的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有集中绕组方式的定子的永磁同步电动机，其特征在于，设定子极靴间的间隔为Ｌａ，定子与转子间的气隙为Ｌｇ，并使０．３Ｌｇ＜Ｌａ≤２．０Ｌｇ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上浩，本田幸夫，横手静，浅野能成，和田幸利，广濑秀雄，松下泰明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]