电动机和具有该电动机的电设备制造技术

技术编号:8166032 阅读:139 留言:0更新日期:2013-01-08 12:40
本发明专利技术的电动机包括:包含卷绕有定子绕组的定子铁心的定子;以轴为中心旋转自如地配置的转子;支承轴的轴承;和固定轴承的导电性的托架。转子包括:保持永磁铁的旋转体;和以贯通旋转体的中央的方式固接旋转体的轴。而且,轴与旋转体的最外圆周面之间的静电电容比使轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机,特别是涉及为了抑制发生轴承的电蚀而改良的电动机。
技术介绍
近年来,电动机采用由脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)方式(以下,称为PWM方式)的逆变器驱动的方式的案例逐渐增多。在这样的PWM方式的逆变驱动的情况下,绕组的中性点电位不为零,所以轴承的外轮与内轮之间产生电位差(以下,称为轴电压)。轴电压包含开关的高频成分,如果轴电压达到轴承内部的油膜的绝缘破坏电压,则微小的电流会流经轴承内部,在轴承内部发生电蚀。在电蚀进行的情况下,在轴承内轮、轴承外轮或者轴承滚珠中发生波状磨损现象,以至出现异常声音,成为电动机的故障的ー个主要原因。另外,用PWM方式对电动机进行逆变驱动的驱动电路(包括控制电路等)的电源供 给电路,与该电源供给电路的一次侧电路和一次侧电路侧的接地的地线是电绝缘的结构。现有技术中,为了抑制电蚀,有以下的对策。( I)使轴承内轮和轴承外轮为导通状态。(2)使轴承内轮和轴承外轮为绝缘状态。(3)降低轴电压。作为上述(I)的具体方法,能够举出使轴承的润滑剂为导电性。但是,导电性润滑齐U,存在经过时间导电性逐渐恶化、滑动可靠性差等问题。此外,也可以考虑过在旋转轴设置电刷,成为导通状态的方法,但是该方法存在需要电刷耐磨粉、空间等问题。作为上述(2)的具体方法,能够举出将轴承内部的铁珠变更为非导电性的陶瓷珠的方法。该方法存在的课题是电蚀抑制效果非常好,但是成本高,不能在通用的电动机中使用。作为上述(3)的具体方法,通过使定子鉄心和具有导电性的金属制的托架(bracket)电短路,使静电电容变化而降低轴电压的方法,是现有技术中公知的(例如,參照专利文献I)。此外,在抑制电动机的轴承的电蚀的现有技术中,也公开有许多将电动机的定子铁心等与大地的地线电连接的结构(例如,參照专利文献2)。此外,近年来,提案有定子侧的定子铁心等固定部件由铸模材料铸模,提高可靠性的模制电动机。在此,可以考虑代替金属制的托架,用这样的绝缘性的铸模材料固定轴承,抑制在轴承外轮侧发生的不需要的高频电压和流过轴承内外轮间的不需要的高频电流。但是,这种造型材料是树脂,存在固定轴承的強度不足,或者因树脂成型而尺寸精度差,容易发生轴承的蠕变故障等课题。即,如滚珠轴承这样的轴承,一般而言,例如在外轮与外壳内周面之间有间隙的情况下,因传递负载在轴上产生径向的力。如果产生这样的力,则因径向的相对差而容易发生滑动现象,这种滑动现象被称作蠕变。一般而言,通过将外轮牢固地固定于托架等外壳,能够抑制这样的蠕变。此外,近年来伴随着电动机的高输出化,需要更牢固地固定轴承。因此,例如,轴承的固定采用预先用钢板加工且尺寸精度好的金属制的托架等,必须要实施蠕变对策。特别是,轴承相对于旋转轴在2个位置承受的结构为一般的结构,从此处所述的強度方面和实施的容易性等理由出发,优选用金属制的托架固定于2个轴承。另外,还公开了如下的电动机在转子中,在轴与旋转体的外周之间设置有电介质层,防止在轴承中发生的电蚀(例如,參照专利文献3)。但是,首先,像专利文献I那样的现有的方法存在以下的课题。即,该现有的方法是使其短路的方法,所以有时轴承的外轮与内轮的电压平衡容易受到破坏,导致轴电压增闻。另外,用PWM方式对电动机进行逆变驱动的驱动电路(包括控制电路等)的电源供给电路,与该电源供给电路的一次侧电路和一次侧电路侧的接地的地线是电绝缘的结构,由此能够确保触电的风险等安全性。但是,如专利文献2所述,采用将电动机的定子铁心等与大地的地线电连接的结构,从电动机的规格和特性的观点来看,也考察其他的课题,难以根据添加了该结构的结构来解决课题。 先行技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-159302号公报专利文献2 :日本特开2004-229429号公报专利文献3 :国际公开第2009/113311号
技术实现思路
本专利技术的电动机包括包含卷绕有定子绕组的定子铁心的定子;以轴为中心旋转自如地配置的转子;支承轴的轴承;和固定轴承的导电性的托架。转子包括保持永磁铁的旋转体;和以贯通旋转体的中央的方式固接旋转体的轴。而且,轴与旋转体的最外圆周面之间的静电电容,比使轴承旋转时的轴承内轮与轴承外轮之间的静电电容小。根据这种结构,不受使用环境等影响,能够有效地抑制轴电压。即,轴承在旋转过程中因轴承的润滑脂而产生润滑效果,由此在内轮与滚珠、外轮与滚珠之间产生静电电容,产生轴电压。通过赋予旋转体比在该轴承中产生的静电电容小的静电电容,利用分压效果,与现有的方法相比,能够更加有效地抑制轴电压。另外,本专利技术的电设备装载有上述电动机。根据本专利技术,能够提供一种有效地抑制在轴承中产生电蚀的电动机和具有该电动机的电设备。附图说明图I是表示本专利技术的实施方式I的电动机的截面的结构图。图2是该电动机的旋转体的顶视图。图3是该电动机的转子的立体图。图4是用于比较的不设置电介质层的结构的旋转体的顶视图。图5是表示旋转体静电电容Cr的测定方法的图。图6是表示轴承静电电容Cb的测定方法的图。图7是表示轴电压的测定方法的图。图8是表示完全波形溃散的波形例的图。图9是表示部分波形溃散的波形例的图。图10是表示无波形溃散的波形例的图。图11是表示本专利技术的实施方式I的測定结果的图。图12是表示旋转体静电电容Cr和轴承静电电容Cb的等效电路的图。图13是表示作为本专利技术的实施方式I的其他结构例的外转子型的电动机的截面的结构图。图14是表示本专利技术的实施方式2的电设备(空调室内机)的结构图。图15是表示本专利技术的实施方式3的电设备( 空调室外机)的结构图。图16是本专利技术的实施方式4的电设备(热水器)的结构图。图17是本专利技术的实施方式5的电设备(空气净化器)的结构图。具体实施例方式下面,使用附图对本专利技术的电动机及具有该电动机的电设备进行说明。(实施方式I)图I是表示本专利技术的实施方式I的电动机的截面的结构图。在本实施方式中,列举作为装载于作为电设备的空调,用于驱动送风风扇的无刷电动机的电动机的一例进行说明。此外,本实施方式中,举出转子旋转自如地配置在定子的内周侧的内转子型的电动机为例进行说明。在图I中,在定子铁心11,间隔有对定子铁心11进行绝缘的作为绝缘体的树脂21,卷绕有定子绕组12。而且,这种定子铁心11,与其他的固定部件一起,用作为铸模材料的绝缘树脂13铸模成型。在本实施方式中,绝缘树脂13使用不饱和聚酯树脂成型材料。本实施方式中,通过将这些部件像这样铸模一体成型,构成外形为大致圆筒形状的定子10。在定子10的内侦彳,隔着空隙插入转子14。转子14具有包括转子铁心31的圆板状的旋转体30 ;和以贯通旋转体30的中央的方式固接旋转体30的轴16。旋转体30与定子10的内周侧相对地,在周方向上保持作为永磁铁的铁氧体树脂磁铁32。另外,以下将对其详细情况进行说明,旋转体30如图I所示具有以下结构从最外周部的铁氧体树脂磁铁32向内周侧的轴16去,依次配置构成转子铁心31的外周部的外侧铁心31a、电介质层50和构成转子鉄心31的内周部的内侧铁心31b。在图I中表示了,作为旋转体30,这些转子鉄心31、电介质层50和铁氧体树脂磁铁32 —体成型的结构例。像这样,以定子10的内周侧与旋转体30的外周侧相对的方本文档来自技高网
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【技术保护点】

【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:渡边彰彦前谷达男礒村宜典
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:
国别省市:

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