專利名稱：同步電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：


圖14是特開平9-191618號公報(bào)等中揭示的現(xiàn)有的4極同步電動(dòng)機(jī)的橫剖面圖，圖15是現(xiàn)有的、圖14所示的同步電動(dòng)機(jī)的縱剖面圖，圖16是現(xiàn)有的、圖14所示的同步電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)子的橫剖面圖。圖中，符號1是轉(zhuǎn)子，是在轉(zhuǎn)向上將鋼板疊層之后，再用壓入等方法固定在輸出軸3上。
符號9是定子，是在軸向上將鋼板層疊而形成的，符號10是卷繞在定子9上的繞組，使電流在該繞組10上流動(dòng)，便可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。符號12是數(shù)個(gè)中心側(cè)呈凸?fàn)畹?、在半徑方向上并列配置的狹縫，為了對數(shù)條磁路13之間進(jìn)行磁絕緣而使內(nèi)部形成空隙，或用非導(dǎo)體且非磁性體部件填充在內(nèi)部。圖16中，符號14號薄壁連接部，在轉(zhuǎn)子30的外周部部分地相互連接起來，以使轉(zhuǎn)子30的各部不會(huì)因狹縫12而分開。通過調(diào)整該薄壁連接部14的厚度來保持轉(zhuǎn)子30的強(qiáng)度。
這種現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)，由于存在于轉(zhuǎn)子30上的激磁磁通的位置、方向取決于轉(zhuǎn)子30的磁路13的位置、方向，故通過使勵(lì)磁電流向定子9的繞組10流動(dòng)，便可使磁動(dòng)勢作用于轉(zhuǎn)子30的激磁磁極方向，于是，可產(chǎn)生朝向轉(zhuǎn)子30的激磁磁極方向的激磁磁通，可使轉(zhuǎn)子30回轉(zhuǎn)。因此，在圖14所示電動(dòng)機(jī)的場合，轉(zhuǎn)子30從動(dòng)(同步)于旋轉(zhuǎn)磁場而回轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)磁場是因磁阻轉(zhuǎn)矩作用、并通過定子9的繞組10而形成的。
如上所述，由于將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子30的狹縫形狀設(shè)定成相對于磁通難以流通的方向，即相對于q軸方向?yàn)閷ΨQ的形狀，故存在著因轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)位置變化而產(chǎn)生的磁通必須超越狹縫，使磁通不易流通、損失大、效率降低的問題。
圖11所示的現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子30一般是由4個(gè)以上的偶數(shù)個(gè)磁極構(gòu)成的4個(gè)磁極以上的轉(zhuǎn)子，在使用商用電源(50Hz或60Hz)運(yùn)轉(zhuǎn)的場合，例如在4個(gè)極的場合，只能將轉(zhuǎn)速提高到1500rpm或1800rpm，在搭載在壓縮機(jī)等上的情況下，輸出會(huì)降低，存在著壓縮機(jī)能力不足的問題。
作為為了解決上述問題而可大大提高能力的方法有，利用變頻器等驅(qū)動(dòng)電路來提高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、或增加壓縮機(jī)的容量(排出量)的方法等，但，無論哪一種情況，均存在著成本上升的問題。
現(xiàn)有的同步電動(dòng)機(jī)，由于狹縫內(nèi)未設(shè)二次導(dǎo)體，故如同一般的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)那樣，不能用商用電源自己起動(dòng)，要起動(dòng)必須用變頻器等專用放大器進(jìn)行起動(dòng)，存在著需要價(jià)格昂貴的控制裝置的問題。
現(xiàn)有的同步電動(dòng)機(jī)對q軸方向的磁性體與非磁性體的比率未作任何考慮，電動(dòng)機(jī)在損失大、效率低的狀態(tài)下使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)，而且得到能獲得高能力的同步電動(dòng)機(jī)。另一目的是得到低成本的同步電動(dòng)機(jī)。還有一個(gè)目的是得到構(gòu)造簡單、且耐受高速回轉(zhuǎn)的可靠性高的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)具有設(shè)在轉(zhuǎn)子上、且形成有磁極突起的至少一對狹縫部，以便能得到磁通易流通方向的d軸和磁通難以流通方向的q軸，狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，相對于q軸不對稱。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)具有至少一對狹縫部和數(shù)個(gè)槽部，其中，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上，形成有可得到磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸的磁極突起，且填充有導(dǎo)電性部件，槽部配置在狹縫部外周側(cè)，與狹縫部的d軸方向的至少一端連接，且填充有導(dǎo)電性部件而產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩；狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，相對于q軸不對稱。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是通過改變狹縫部的寬度來設(shè)置小磁阻部。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是通過截?cái)嗒M縫部來連通狹縫間的磁路，形成連接橋部，將連接橋部作為小磁阻部。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)形成數(shù)個(gè)連接橋部，使連接橋部的d軸方向?qū)挾染徛兓?br> 本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是將相鄰的狹縫槽的狹縫部連接起來。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是相對于q軸來說，將小磁阻部設(shè)在回轉(zhuǎn)方向前進(jìn)方向一側(cè)。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是q軸方向的狹縫部與狹縫部以外的部分之比率為1∶1～3。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子和至少一對狹縫部，其中，轉(zhuǎn)于是將磁性體部件沖裁而成的轉(zhuǎn)子鐵心疊層起來形成的，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上，為了形成使磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸呈大致90角度的2極磁極突起而填充有非磁性體部件，將磁性體部件與非磁性體部件在q軸方向的比率設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的損失減少的規(guī)定比率。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是將規(guī)定比率設(shè)定為1～3∶1。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是在轉(zhuǎn)子上設(shè)有產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩的槽。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)具有傳遞轉(zhuǎn)子之回轉(zhuǎn)力的軸，該軸由非磁性體構(gòu)成。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是在轉(zhuǎn)子的軸向端部上具有端環(huán)，軸和端環(huán)一體形成。
本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)是其極數(shù)設(shè)為2極。
本發(fā)明的吹風(fēng)機(jī)具有上述的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明壓縮機(jī)具有上述的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的冷凍、空調(diào)裝置具上述的吹風(fēng)機(jī)或上述的壓縮機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于具有設(shè)在轉(zhuǎn)子上、且形成有磁極突起的至少一對狹縫部，以便能得到磁通易流通方向的d軸和磁通難以流通方向的q軸，狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，相對于q軸不對稱，故可將磁通流通的位置控制在特定位置，可得到損失少、效率高的電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于具有至少一對狹縫部和數(shù)個(gè)槽部，其中，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上形成有可得到磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸的磁極突起，且填充有導(dǎo)電性部件，槽部配置在狹縫部的外周側(cè)，與狹縫部的d軸方向的至少一端連接，且填充有導(dǎo)電性部件而產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩；狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，該小磁阻部相對于q軸不對稱，故可將磁通的流通位置控制在特定位置，可得到損失少的高效率電動(dòng)機(jī)。另外，由于具有槽部，故不需要特別的起動(dòng)裝置，可得到價(jià)格便宜的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于通過改變狹縫部的寬度來設(shè)小磁阻部，故以狹縫部的簡單變更便可使磁通在損失少的位置上流通，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于通過裁斷狹縫部來連通狹縫間的磁路，形成連接橋部，將連接橋部作為小磁阻部，雖然是僅裁斷狹縫部這樣一種簡單結(jié)構(gòu)，但可控制磁通的流通位置，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。又因存在著連接橋部，故耐受離心力的強(qiáng)度提高，可得到可靠性高的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于形成數(shù)個(gè)連接橋部，使連接橋部的d軸方向?qū)挾染徛兓?，故不易產(chǎn)生磁通飽和現(xiàn)象，可得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于因?qū)⑾噜彽莫M縫槽和狹縫部連接起來，所以可多填充鋁之類的填充部件，因此，可減少轉(zhuǎn)子的二次電阻，可得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于相對于q軸來說，將小磁阻部設(shè)在回轉(zhuǎn)方向前進(jìn)方向一側(cè)，故磁通8的流通順暢，可減小損失，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于將q軸方向的狹縫部與q軸方向狹縫部以外的部分的比率設(shè)為1∶1～3，因此可得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子和至少一對狹縫部，其中，轉(zhuǎn)子是將磁性體部件沖裁而成的轉(zhuǎn)子鐵心疊層起來形成的，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上，為了形成磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸呈大致90度角的2極磁極突起而填充有非磁性體部件；將磁性體部件與非磁性體部件在q軸方向的比率設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的損失減少的規(guī)定比率，故可減少轉(zhuǎn)子的損失，可得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于將規(guī)定比率設(shè)定為1～3∶1，故可平衡良好地減小轉(zhuǎn)子的各種損失，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子上設(shè)有產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩的槽，故起動(dòng)時(shí)不需要特別的起動(dòng)裝置，可得到便宜的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于具有傳遞轉(zhuǎn)子之回轉(zhuǎn)力的軸，該軸由非磁性體構(gòu)成，故可擴(kuò)大q軸方向的磁性體與非磁性體之比率的設(shè)定的自由度，可提高同步電動(dòng)機(jī)的性能。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于在轉(zhuǎn)子的軸向端部上具有端環(huán)，軸和端環(huán)一體形成，增加了狹縫部的形狀的自由度，所以可設(shè)定成二次電阻小的形狀，可得到高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步電動(dòng)機(jī)由于極數(shù)設(shè)成2極，故可使轉(zhuǎn)速在3000(rpm)和3600(rpm)之間進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，可提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，得到高輸出的電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的吹風(fēng)機(jī)由于具有上述的同步電動(dòng)機(jī)，故噪聲低、振動(dòng)小，可得到噪聲小、且可靠性高的吹風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的壓縮機(jī)由于具有上述的同步電動(dòng)機(jī)，故噪聲低、振動(dòng)小，可得到噪聲低、且可靠性高的壓縮機(jī)。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的冷凍、空調(diào)裝置由于具有上述的壓縮機(jī)，故不需要防振裝置和防噪聲裝置，可得到成本低、可靠性高的冷凍、空調(diào)裝置。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)之橫剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)子的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)之軸測圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖10是說明磁性體和非磁性體的寬度用的轉(zhuǎn)子的剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的另一轉(zhuǎn)子之軸測圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的另一轉(zhuǎn)子之剖面圖。
圖14是現(xiàn)有的4極同步電動(dòng)機(jī)的橫剖面圖。
圖15是現(xiàn)有的圖14所示的同步電動(dòng)機(jī)的縱剖面圖。
圖16是現(xiàn)有的圖14所示的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之橫剖面圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施形式1以下，用圖對本發(fā)明的實(shí)施形式1作說明。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)之橫剖面圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施形式1的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之軸測圖。圖1中，9b是由磁性部即電磁鋼板構(gòu)成的定子鐵心，將數(shù)片疊層起來而構(gòu)成定子9。
符號10是繞在定子鐵心9b的槽9a內(nèi)部的繞組，符號1是由磁性部即電磁鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心，疊層起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子30。50a、50b、50c、50d是內(nèi)部填充有導(dǎo)電性部件即鋁材的一對狹縫槽，位于靠軸3最近的中心側(cè)的一對狹縫槽是第1狹縫槽50a，配置在其外側(cè)的一對狹縫槽從中心側(cè)開始，依次為第2狹縫槽50b、第3狹縫槽50c、第4狹縫槽50d。
這里，第1狹縫槽50a是由第1槽部51a和第1狹縫部52a構(gòu)成，第1狹縫部52a的兩端連接著第1槽部51a。同樣，第2狹縫槽50b由第2槽部51b和第2狹縫部52b構(gòu)成，第3狹縫槽50c由第3槽部51e和第3狹縫部52c構(gòu)成，第4狹縫槽50d由第4槽部51b和第4狹縫部52d構(gòu)成。另外，符號3是用壓入或熱壓配合等方法而嵌在設(shè)于轉(zhuǎn)子鐵心1的中心部上的軸孔3a內(nèi)，從而固定在轉(zhuǎn)子30上的軸。
圖2中，數(shù)個(gè)槽部51a、51b、51c、51d、51f、51g等相對于轉(zhuǎn)子鐵心1的中心呈放射狀地均勻地配置，產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩。這里，狹縫槽50a、50b、50c、50d的狹縫部52a、52b、52c、52d基本平行于d軸，且直線狀地、連續(xù)地將分別配置成放射狀的槽部51a之間、51b之間、51c之間、51d之間連接起來，以獲得磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通的方向的q軸，以d軸和q軸通過轉(zhuǎn)子鐵心1的大致中心而垂直的方式設(shè)狹縫部52a、52b、52c、52d，形成2極磁極突起。即，狹縫部的長度方向(d軸方向)的兩端部上連接著槽部而形成狹縫槽。
這里，狹縫槽50a、50b、50c、50d的一對狹縫部52a、52b、52c、52d隔著通過轉(zhuǎn)子鐵心1的大致中心的d軸大致等距離地、直線狀地配置，設(shè)成大致平行的形式。圖中，以磁通易流通的方向?yàn)閐軸、以不易流通的方向?yàn)閝軸，第4槽部51d與大致平行于d軸設(shè)置的第4狹縫部52d的長度方向的兩端相連，第4槽部51d和第4狹縫部52d形成“U”字狀。
因此，第4槽部51d和第4狹縫部52d沖裁后的轉(zhuǎn)子鐵心1的形狀為具有向中心方向突出的突出部30C的形狀。
圖3中，符號30是轉(zhuǎn)子，疊層而成的轉(zhuǎn)子鐵心1的回轉(zhuǎn)軸之軸線方向的兩端上，通過鋁壓鑄方法設(shè)有作為導(dǎo)電性部件的鋁材端環(huán)6。由填充在轉(zhuǎn)子30的狹縫槽50a、50b、50c、50d的槽部51a、51b、51c、51d、51f、51g內(nèi)部的鋁材和設(shè)在疊層而成的轉(zhuǎn)子鐵心1的軸線方向兩端的端環(huán)6，形成鼠籠形二次導(dǎo)體，電流在二次導(dǎo)體中流動(dòng)便產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩，可使電動(dòng)機(jī)動(dòng)起。
也就是說，槽部51a、51b、51c、51d、51f、51g內(nèi)填充有鋁材等非磁性體導(dǎo)電性部件，起動(dòng)時(shí)和非同步時(shí)有二次電流流通，該二次電流用于產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩。狹縫部52a、52b、52c、52d內(nèi)，和槽部51a、51b、51c、51d、51f、51g一樣，填充有鋁材等非磁性導(dǎo)電性部件。本實(shí)施形式中，槽部51a、51b、51c、51d和狹縫部52a、52b、52c、52d連在一起，一體進(jìn)行沖裁，形成狹縫槽50a、50b、50c、50d。
填充在轉(zhuǎn)子30的一對狹縫槽50a、50b、50c、50d內(nèi)的鋁材是非磁性體。另外，本實(shí)施形式的轉(zhuǎn)子30設(shè)成在狹縫槽50a、50b、50c、50d上具有方向性[磁通易流通的方向(d軸)與磁通難流通的方向(q軸)按機(jī)械角錯(cuò)開規(guī)定角度(例如，在2極的場合錯(cuò)開90度)]，由于設(shè)成這種形式，故定子9產(chǎn)生的磁通根據(jù)轉(zhuǎn)子30的位置形成磁極突起。
本實(shí)施形式中，是將d軸和q軸的規(guī)定角度錯(cuò)開90度設(shè)狹縫部，故構(gòu)成具有2極磁極突起的2極同步電動(dòng)機(jī)。
這里，為了使轉(zhuǎn)子30的各部分不要因?yàn)樵O(shè)有各狹縫部和各槽部而分離，在轉(zhuǎn)子30上，通過形成于外周部的薄壁連接部30a，部分地相互連接起來，保持轉(zhuǎn)子30耐受離心力的強(qiáng)度。
下面，對磁通的流通作說明。圖4是本實(shí)施形式的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。通常，若定子9產(chǎn)生的N極的位置為d軸軸線上(狹縫部的長度方向)的位置，成為磁阻的狹縫部就不會(huì)干擾磁通的流通，故磁阻最小，若N極位置為q軸軸線上的位置，磁通就必須通過成為磁阻的狹縫部，磁阻最大。
也就是說，磁阻最小的方向是d軸方向、最大的方向是q軸方向，d軸方向或q軸方向存在N極時(shí)，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，磁極(N極)的發(fā)生位置錯(cuò)開d軸方向或q軸方向時(shí)，轉(zhuǎn)子30產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，其大小根據(jù)N極相對于d軸方向的回轉(zhuǎn)位置而變化。轉(zhuǎn)子30在滯后于定子9所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)位置上同步旋轉(zhuǎn)，該滯后角度相當(dāng)于產(chǎn)生一個(gè)與作用在轉(zhuǎn)子30上的負(fù)荷大小相均衡的轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)角度。
在轉(zhuǎn)子30上施加了任意負(fù)荷的狀態(tài)下同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于力的作用要使轉(zhuǎn)子30回轉(zhuǎn)一個(gè)相當(dāng)于產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子30的負(fù)荷相均衡的轉(zhuǎn)矩的回轉(zhuǎn)角度，故轉(zhuǎn)子30同步回轉(zhuǎn)。定子9產(chǎn)生的磁場的方向(從N極向S極的方向)為圖4所示的情況下，從右上方向左下方，定子9產(chǎn)生的磁通8從轉(zhuǎn)子30的右上方[沿著回轉(zhuǎn)方向(在圖4的情況下，逆時(shí)針回轉(zhuǎn))僅回轉(zhuǎn)了回轉(zhuǎn)角度的方向]進(jìn)入，從左下方向定子9的相反磁極(S極)前進(jìn)。
即，如圖4所示，在2極同步電動(dòng)機(jī)的場合，定子9的N極位于錯(cuò)開d軸或q軸的位置上時(shí)，磁通8因被設(shè)在轉(zhuǎn)子30上的狹縫部52a、52b、52c、52d進(jìn)行磁絕緣，故不能筆直地達(dá)到180度軸對稱位置的S極處，而是從狹縫部之間(例如狹縫部52a和狹縫部52b之間)的磁路前進(jìn)，在途中跨過狹縫部流向定子9的另一磁極(S極)。
這時(shí)，轉(zhuǎn)子30被狹縫部進(jìn)行磁絕緣，故磁通沿著狹縫部通過狹縫之間的磁路流通，但在某個(gè)部位一部分磁通通過狹縫部(飛越)向S極一側(cè)前進(jìn)。通過狹縫部(飛越)的磁通量和位置根據(jù)定子9的磁場大小、轉(zhuǎn)子30產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、及狹縫部和槽部的形狀而變化，故不能決定在哪個(gè)位置飛越。
根據(jù)飛越狹縫部的磁通8的大小和位置，磁通8飛越狹縫部，故轉(zhuǎn)子30產(chǎn)生的損失增大，同步電動(dòng)機(jī)的效率降低。因此，將飛越狹縫部的位置設(shè)定在轉(zhuǎn)子30的損失小的位置，便可抑制因負(fù)荷變化而導(dǎo)致的損失。
圖5是表示本實(shí)施形式的轉(zhuǎn)子的另一例的附圖。在產(chǎn)生任意轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，定子9產(chǎn)生的磁通8處于這種狀態(tài)，即d軸方向或q軸方向上均沒有磁通通過，而是從沿著回轉(zhuǎn)方向離開d軸和q軸而錯(cuò)動(dòng)規(guī)定角度的位置流通的狀態(tài)。這時(shí)，N極產(chǎn)生的磁通8如用圖4說明的那樣，被狹縫部進(jìn)行磁絕緣，故在前進(jìn)方向(S極一側(cè))上沿著不易前進(jìn)的狹縫部在狹縫部之間的磁路中流通，在某個(gè)部位越過狹縫部流向S極一側(cè)。
這里，在本實(shí)施形式中，如圖5所示，在狹縫部的一部分上，設(shè)有窄幅部21a、21b、21c，該窄幅部是小磁阻部，即寬度小的部分。該狹縫部的小磁阻部，即窄幅部21a、21b、21c由于磁阻小，故沿著狹縫部、在狹縫部之間的磁路上前進(jìn)的磁通8從磁阻小，易流通的狹縫部的小磁阻部即窄幅部(21a、21b、21c)中通過(飛越)。因此，可將磁通8的飛越位置抑制在小磁阻部，故可將磁通的流通固定在特定位置(窄幅部)，可使磁通流穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)子30的回轉(zhuǎn)動(dòng)作穩(wěn)定。另外，小磁阻部即窄幅部可設(shè)在因磁通8飛越狹縫部而產(chǎn)生的損失最小的位置，故可提高電動(dòng)機(jī)的效率。
在此，將小磁阻部、即窄幅部的位置設(shè)在相對于q軸回轉(zhuǎn)方向前進(jìn)方向一側(cè)(圖5中，對位于d軸上部的狹縫部來說，是在q軸左側(cè)，對位于d軸下部的狹縫來說，是在q軸右側(cè))的，磁通8流通順暢，故可減少損失，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
另外，在轉(zhuǎn)子30的狹縫部上，將小磁阻部、即窄幅部設(shè)在q軸回轉(zhuǎn)方向前進(jìn)方向側(cè)的單側(cè)，將狹縫部的形狀設(shè)成相對于q軸不對稱，這樣，便可將磁通8控制成從電動(dòng)機(jī)效率高的特定部位(小磁阻部)通過，可改善磁通的流通，可提高電動(dòng)機(jī)的效率和特性。
以上，對將狹縫部的形狀設(shè)定為非對稱的例子作了說明，該非對稱系指相對于d軸設(shè)置的一對狹縫部中的一方的狹縫部，在相對于q軸的回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行方向側(cè)的一側(cè)設(shè)有作為小磁阻部的窄幅部，對q軸來說，狹縫部的形狀是不對稱的，但是，也可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性和使用條件，相反，把不想使磁通8通過的部分設(shè)得厚一些。另外，也可在所有的數(shù)個(gè)狹縫部上設(shè)小磁組部、即窄幅部，還可只在效率高的狹縫部設(shè)窄幅部。在電動(dòng)機(jī)的效率最佳的狀態(tài)可以運(yùn)轉(zhuǎn)的位置，只要可將定子9產(chǎn)生的磁通8的流股的位置控制在效率高的特定位置，將小磁阻部設(shè)置控制在狹縫部的哪個(gè)位置都沒有問題。
這里，控制成使磁通8通過效率高的特定位置，便可減少定子9的銅損，但轉(zhuǎn)子30的損失之一的鐵損增加，即使在這種情況下，只要電動(dòng)機(jī)整體的損失減少就行，因像上述那樣對磁通的通過位置進(jìn)行控制，電動(dòng)機(jī)效率會(huì)提高。因此，考慮到電動(dòng)機(jī)的特性和載荷條件所引起的銅損及鐵損的平衡，為使磁通從電動(dòng)機(jī)損失最小的位置通過，而將小磁阻部設(shè)在狹縫部上，改變?yōu)橄鄬τ趒軸呈非對稱狀態(tài)，這樣對磁通的流通進(jìn)行控制即可。
本實(shí)施形式中，作為小磁阻部，對狹縫部的一部分設(shè)成較薄的窄幅部的情況作了說明，但如圖6所示，在損失最小的位置分割狹縫部，將狹縫部之間的磁路連起來構(gòu)成作為小磁阻部的連接橋部4，也可取得同樣的效果。圖6是表示本實(shí)施形式的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。圖中，和圖1～圖5相同的部分用同一符號，并省略其說明。圖中符號70a是狹縫部52a和52b之間的磁路，70b是狹縫部52b和52c之間的磁路，70c是狹縫部52c和52d之間的磁路，由連接橋部4連接起來。該小磁阻部即連接橋部4由轉(zhuǎn)子鐵心1構(gòu)成，故磁阻小、磁通8容易從狹縫部通過。
本實(shí)施形式中，在損失小的位置由作為小磁阻部的連接橋部4將狹縫部之間的磁路70a、70b、70c連接起來，故定子9產(chǎn)生的磁通8從作為小磁阻部的連接橋部4通過，將磁通流股控制在損失小的部分，可改進(jìn)磁通的流股。通過改進(jìn)磁通的流股，可使電動(dòng)機(jī)高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，由于產(chǎn)生小磁阻部即連接橋部4，使轉(zhuǎn)子30的強(qiáng)度提高，故耐受離心力的強(qiáng)度提高，使得可靠性提高。這里，連接橋部4最好位于盡量離開q軸的回轉(zhuǎn)方向前進(jìn)方向一側(cè)(在圖6的d軸上側(cè)狹縫部的場合，為q軸左側(cè))的位置。
如上所述，通過將小磁阻部設(shè)在狹縫部上，將磁通流股控制在損失小的特定位置，與未作改進(jìn)的情況相比，在定子9的繞組中流通的電流少，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高效化。狹縫部的形狀和位置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性和使用條件，適宜地變更到損失少的位置上，則無論什么樣的同步電動(dòng)機(jī)均可實(shí)現(xiàn)高效化。
如圖7、圖8、圖9所示，在損失最小的位置，即使為了使磁通流股順暢而改變狹縫部的形狀和朝向，亦可取得同樣的效果。圖7、圖8、圖9是表示本實(shí)施形式的另一同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之?dāng)嗝娴母綀D。圖7、圖8、圖9中和圖1～圖6相同的部分用同一符號，且省略其說明。
圖7、圖8、圖9中，60a、60b、60c是狹縫槽，61a、61b、61c是槽部，62a、62b、62c是狹縫部。圖7中，為使磁通易順暢地流通而在損失最小的位置分割狹縫部62b，形成作為小磁阻部的連接橋部4，用該連接橋部4將狹縫部62b的分割端部62x的方向變更到磁通的流動(dòng)方向。狹縫部62c，也是為使磁通易順暢地流通而設(shè)有分割端部寬度縮小部，使分割端部的形狀向著磁通的流通方向其寬度逐漸變小。于是，狹縫部之間的磁路形成為磁通易流通的形式，因此，可獲得磁通易流通，損失小、效率高的電動(dòng)機(jī)。
在此，定子9產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子30的狹縫部之間的磁路部分流通，流入小磁阻部即連接橋部4，從各狹縫部之間的磁路70a、70b、70c流來的磁通在連接橋部4合流流入，故連接橋部4處的磁通量增加。因此，如圖8所示，使小磁阻部、即連接橋部4的大小(寬度)朝著磁通的流向漸漸增大，于是，可減小作為小磁阻部的連接橋部4的磁通飽和程度，故可減少電動(dòng)機(jī)的鐵損，提高效率。圖8中，使小磁阻部、即連接橋部4的寬度向著磁通流通方向(在圖8的圖面上側(cè)部分的連接橋部4處，從右上方向左下方)漸漸增大，但也可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性和使用條件任意設(shè)定連接橋部4的形狀，以使電動(dòng)機(jī)特性變好。
如圖9所示，分割轉(zhuǎn)子30的狹縫部，在小磁阻部即連接橋部4連接起來，并且用狹縫連接部62Y將狹縫部62a、62b連接起來，故可增加填充在狹縫槽內(nèi)的鋁等填充物質(zhì)的填充量(體積)。鋁等填充物質(zhì)的填充量(體積)增加時(shí)，轉(zhuǎn)子30的二次電阻減小，可獲得高效率的電動(dòng)機(jī)。
在此，具有狹縫部和槽部的同步電動(dòng)機(jī)，從原理上來說，起動(dòng)時(shí)槽部61a、61b、61c上產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩，故在槽部61a、61b、61c上有二次電流流動(dòng)，而在同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，槽部沒有二次電流流通。但是，實(shí)際上，在槽部和狹縫部有電源等應(yīng)變所引起的高次諧波電流流通。因此，即使在同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生該高次諧波電流所導(dǎo)致的損失，但減小二次電阻便可減少損失。因此，設(shè)置連接狹縫部的狹縫連接部可減小二次電阻，可獲得高效率的電動(dòng)機(jī)。但是，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性和使用條件來選擇設(shè)置該狹縫連接部的位置、以及將哪個(gè)狹縫部與哪個(gè)狹縫部連接，而使損失減少(效率高)即可。
如上所述，即使改變狹縫部的形狀，也只改變轉(zhuǎn)子30的鑄模即可，不必改變制造工序。因此，用和以往同樣的成本，不增加費(fèi)用便可進(jìn)行制造。
本實(shí)施形式中，對填充物質(zhì)使用鋁材的例子作了說明，但也可用銅等其他非磁性體，只要是導(dǎo)電性物質(zhì)便可取得同樣的效果，故什么樣的部件都行。
本實(shí)施例中，是在狹縫部和槽部填充同樣的部件(鋁材)，但在狹縫部和槽部中填充不同的部件也可取得同樣的效果。這種場合，用壓鑄法等將例如鋁材填充到槽部中，用壓鑄法等在狹縫中填充其他材質(zhì)例如銅等也可以。狹縫部和槽部填充不同部件時(shí)，例如在將填充部件往狹縫部中填充時(shí)，在狹縫部上設(shè)蓋，以免槽部的填充物質(zhì)進(jìn)入，由于槽部的填充物質(zhì)不進(jìn)入狹縫部，故可確實(shí)將狹縫部和槽部的填充物質(zhì)分開。這種情況下，填充在狹縫部中的物質(zhì)不一定非要導(dǎo)電性物質(zhì)。
這樣，在狹縫部和槽部填充不同的填充部件，選擇填充部件的自由度就擴(kuò)大了，成本降低，而且還可增大電動(dòng)機(jī)特性上的自由度。這里，若將狹縫部和槽部分開填充不同的部件，就不必設(shè)蓋進(jìn)行填充，故制造簡單，可獲得低成本的電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)施形式中，對填充物質(zhì)采用非磁性體的導(dǎo)電性部件作了說明，但將導(dǎo)磁率較低的磁鐵等磁性體填充或插入狹縫部內(nèi)也可取得同樣效果。在狹縫部的想插入磁鐵的部分，預(yù)先不將填充槽部的填充部件填充進(jìn)去，而將空間空出來，將插入狹縫部的磁鐵加工成與狹縫部的空間形狀相同的形狀，然后再插入狹縫部的空間內(nèi)即可，這樣容易裝入。
本實(shí)施形式的同步電動(dòng)機(jī)，因轉(zhuǎn)子30具有槽部，故即使將50Hz和60Hz的商用電源連接在定子9的繞組10上進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不像現(xiàn)在那樣，不需要特別的起動(dòng)裝置便可起動(dòng)，可獲得低成本的電動(dòng)機(jī)。而且，又因?qū)ⅹM縫部設(shè)成在轉(zhuǎn)子30上具有2極磁極突起的形式，故可進(jìn)行同步運(yùn)行，所以不像現(xiàn)有的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)那樣存在著滑動(dòng)現(xiàn)象。因此，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速，在50Hz和60Hz的場合為同步轉(zhuǎn)速，即3000(rpm)和3600(rpm)，可相應(yīng)增加轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速相當(dāng)于滑動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速(幾個(gè)百分點(diǎn)左右)。
又因?qū)O數(shù)設(shè)成2極，與極數(shù)為4級的場合相比，轉(zhuǎn)速可以增大。即，在4極結(jié)構(gòu)的場合，在50Hz和60Hz的商用電源的情況下，即使同步運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速也只能達(dá)到2極的一半，即1500(rpm)和1800(rpm)，而本實(shí)施形式設(shè)成2極結(jié)構(gòu)，故轉(zhuǎn)速可達(dá)到3000(rpm)和3600(rpm)，可增大電極轉(zhuǎn)速，可獲得高輸出的電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)施形式的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造和現(xiàn)有的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，可用鋁壓鑄方法制造，故在制造本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，成本也不會(huì)比現(xiàn)有的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)高。
設(shè)在轉(zhuǎn)子30外周部上的槽部相隔等間隔地配置成放射狀，故可使感應(yīng)轉(zhuǎn)矩更大，可穩(wěn)定地起動(dòng)電動(dòng)機(jī)使其達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)，可獲得可靠性高的同步電動(dòng)機(jī)。
成對的狹縫部52a、52b、52c、52d設(shè)成大致直線狀，磁通易通過，可獲得高效率的電動(dòng)機(jī)。又因成對的狹縫配置成磁通易通過的方向、即大致與d軸平行，故磁通易通過，可抑制電動(dòng)機(jī)的溫度上升，可獲得不產(chǎn)生繞組燒損等故障的可靠性高的電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)施形式中，對2極磁極的場合作了說明，但超過該極數(shù)(例如4極、6極)也可取得同樣的效果。
在此，本實(shí)施形式的同步電動(dòng)機(jī)，因?qū)X材等非磁性體填充在狹縫槽內(nèi)，而不使用磁鐵，所以成本低，且解體時(shí)解體裝置上不粘磁鐵，容易解體，容易回收。
本實(shí)施形式中，就一對狹縫部的個(gè)數(shù)為4個(gè)的場合作了說明，即使不是4個(gè)也可獲得同樣的效果。關(guān)于導(dǎo)電性部件的材質(zhì)，對鋁材作了說明，但用銅、銅合金、黃銅、不銹鋼等其他材質(zhì)亦可取得同樣效果。例如，材質(zhì)用銅時(shí)，因銅的電阻率比鋁材的低，故鼠籠形二次導(dǎo)體的電阻低，可改善從起動(dòng)直到同步運(yùn)行的特性。
使用上述本實(shí)施形式的轉(zhuǎn)子30的同步電動(dòng)機(jī)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子30不產(chǎn)生2次銅損，可高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)，故適合用于吹風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)、空調(diào)機(jī)、冰箱等冷凍、空調(diào)裝置。
本實(shí)施形式的同步電動(dòng)機(jī)，導(dǎo)電性材質(zhì)若用電阻率低的部件，可縮短從起動(dòng)到達(dá)同步轉(zhuǎn)速的時(shí)間，性能良好，因此，可得到低噪聲、低振動(dòng)的同步電動(dòng)機(jī)，若搭載該同步電動(dòng)機(jī)，則可得到低振動(dòng)、低噪聲的壓縮機(jī)。而且，因本實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)和搭載有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)的振動(dòng)低，所以在用于冷凍、空調(diào)裝置時(shí)，可獲得不產(chǎn)生因配管振動(dòng)而導(dǎo)致的配管裂紋等的可靠性高的冷凍、空調(diào)裝置。而且，又因本實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)和搭載有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)是低振動(dòng)、低噪聲的，故在用于冷凍、空調(diào)裝置時(shí)，不需要防振裝置和防噪聲裝置，可用低成本制造可靠性高的冷凍、空調(diào)裝置。
實(shí)施形式2圖10是用于說明磁性體和非磁性體的寬度的轉(zhuǎn)子之剖面圖，圖11是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子之剖面圖。圖10、圖11中，同實(shí)施形式1相同的部分用同一符號，并省略其說明。本實(shí)施形式中，實(shí)施形式1中說明的轉(zhuǎn)子的軸使用非磁性體。
圖10中，符號1是轉(zhuǎn)子鐵心，使用作為磁性體的電磁鋼板，疊層起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子30。60a、60b、60c、60d是填充了非磁性體導(dǎo)電部件，即鋁材等的狹縫槽，62a、62b、62c是狹縫部，61a、61b、61c是槽部。L是狹縫部62a和狹縫部62b之間的磁路70a、或狹縫部62b和狹縫部62c之間的磁路70b、或狹縫部62c和狹縫槽部60d之間的磁路70c的q軸方向的寬度，M是軸3和狹縫部61a之間的磁性體即轉(zhuǎn)子鐵心1的寬度。這里，狹縫部62a、62b、62c如實(shí)施形式1說明的那樣，不呈直線狀也行，故在本實(shí)施形式中如圖11所示，設(shè)成以軸5為中心、夾著軸5，在d軸方向上開口的慢圓形狀。
在本實(shí)施形式中，軸5用非磁性體，即鋁材和不銹鋼材等。實(shí)施形式1中說明的轉(zhuǎn)子30的軸3是鐵等磁性體，用熱壓配合和壓入等方法固定在軸用貫通孔3a內(nèi)，不能在軸3的部分上設(shè)狹縫部，從q軸側(cè)觀察時(shí)的磁性體和非磁性體的比率，磁性體的比率在極端增大，增大部分相當(dāng)于軸3的部分。該磁性體與非磁性體的比率，因極數(shù)等不同而存在著效率高的規(guī)定比率，故最好設(shè)定為效率高的規(guī)定比率。因此，通過分析、實(shí)驗(yàn)等來選擇規(guī)定的比率比較好，以減小電動(dòng)機(jī)的輸入等。
這里，通過實(shí)驗(yàn)求出電動(dòng)機(jī)效率良好的磁性體與非磁性體的規(guī)定比率，可知該規(guī)定比率以磁性體非磁性體＝1～3∶1(磁性體為1～3，非磁性體為1的比率)為好(將狹縫部和狹縫部以外的比率設(shè)為1∶1～3為好)，故應(yīng)使磁性體非磁性體接近＝1～3∶1，本實(shí)施形式中，由非磁性體構(gòu)成軸5。在由非磁性體構(gòu)成軸5時(shí)，磁性體與非磁性體的比率接近1～3∶1的情況下，由于軸5是非磁性體，可在軸5以外擴(kuò)大磁性體部分，因此不需要像以往那樣減小q軸方向的磁性體部分的寬度。
即，如以往那樣，軸3使用磁鐵等磁性體時(shí)，磁性體與非磁性體之比率設(shè)為1～3∶1，為了提高效率，因軸3為磁性體，故需要減小軸3以外的磁性體部分在q軸方向上的寬度，加大非磁性體部分(狹縫部)在q軸方向的寬度，而在本實(shí)施形式中，軸5使用非磁性體部件，故不必加大非磁性體部分(狹縫部)在q軸方向上的寬度，相反，需要增大磁性體部分，可提高沖裁后的轉(zhuǎn)子鐵心1的狹縫槽之間(磁性體部分)的強(qiáng)度，可獲得可靠性高的電動(dòng)機(jī)。
這里，現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)如圖10所示，狹縫部62a和狹縫部62b之間的磁路70a、或狹縫部62b和狹縫部62c之間的磁路70b、或狹縫部62c與狹縫槽60d之間的磁路的q軸方向的寬度L，和軸5與狹縫部62a之間的磁性體即轉(zhuǎn)子鐵心1的寬度M需要抑制沖裁所引起的變形和確保轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。因此，不能減小得那么小，q軸方向的磁性體與非磁性體的比率與規(guī)定的比率相比，磁性體的比率增大，存在著不能在良好狀態(tài)下使用的可能性。
但是，本實(shí)施形式如圖11所示，由于軸5使用非磁性體即不銹鋼等，故與圖10的情況相反，因軸5是非磁性體，所以可增大狹縫部62a和狹縫部62b之間的磁路70a、或狹縫部62b和狹縫部62c之間的磁路70b、或狹縫部62c和狹縫槽60d之間的磁路70c的q軸方向的寬度L，和軸5與狹縫部62a之間的磁性體即轉(zhuǎn)子鐵心1的寬度M，可增大磁性體的比率。
因此，像本實(shí)施形式那樣，若軸5使用非磁性體，則如圖11所示，可增大寬度L和寬度M，故還可抑制沖裁引起的轉(zhuǎn)子鐵心1的變形和確保轉(zhuǎn)子30的強(qiáng)度。另外，還可增大保持軸5的部分的寬度M，所以軸的保持強(qiáng)度也可提高。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸5不會(huì)離開轉(zhuǎn)子30，能得到可靠性高、效率高的同步電動(dòng)機(jī)。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的轉(zhuǎn)子之軸測圖，圖13是表示本發(fā)明實(shí)施形式2的轉(zhuǎn)子之剖面圖。圖中，和實(shí)施形式1相同的部分用同一符號，并省略其說明。圖12中，符號1是轉(zhuǎn)子鐵心，在軸向上疊層起來而構(gòu)成轉(zhuǎn)子30。符號55是設(shè)在疊層的轉(zhuǎn)子鐵心1的軸向兩端部上的端環(huán)，是由鋁材等非磁性部件構(gòu)成的，用壓鑄等方法和軸55a一體成形。圖13中，60a、60b、60c、60d是相對于d軸分別設(shè)的一對狹縫槽，如實(shí)施形式1說明的那樣，是由狹縫部62a、62b、62c和槽部61a、61b、61c等構(gòu)成的，用壓鑄等方法和端環(huán)55一體成形。
作為非磁性體的鋁材和不銹鋼材等構(gòu)成的軸55a和端環(huán)55一體成形，故不必在轉(zhuǎn)子鐵心1上設(shè)軸55a。因此，如圖13所示，轉(zhuǎn)子鐵心1上沒有軸，可在以往設(shè)在軸的部分上設(shè)狹縫槽60f、60g。因此，可將q軸方向的磁性體與非磁性體之比率設(shè)定成規(guī)定比率(磁性體與非磁性體的比率最好為1～3∶1)。
即，在想將規(guī)定比率設(shè)為1～3∶1的情況下，只要將q軸方向的非磁性體部分，即狹縫槽60a、60b、60c、60d、60f、60g的寬度與磁性體部分，即轉(zhuǎn)子鐵心1的狹縫槽(60a、60b、60c、60d、60f、60g)之間的寬度設(shè)定成1～3∶1即可。這時(shí)，可將轉(zhuǎn)子鐵心1的狹縫槽(60a、60b、60c、60d、60f、60g)之間的寬度設(shè)定得大一些，故可設(shè)定成沖裁時(shí)不變形，可獲得足夠的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的寬度，可得到能確?？煽啃?、且效率高的同步電動(dòng)機(jī)。
如上所述，若軸55a用非磁性體制成，利用壓鑄等方法和端環(huán)55成形為一體，就不必在轉(zhuǎn)子鐵心1上設(shè)軸55a，故可在以往設(shè)有軸的部分上設(shè)狹縫槽(60f、60g)，因此，可將磁通不易流通的方向，即q軸方向的磁性體部分與非磁性體部分之比率設(shè)定成規(guī)定比率，可得到高效率的電動(dòng)機(jī)。又因不必在鐵心1上設(shè)軸55a，所以還可在以往設(shè)有軸的部分上設(shè)狹縫槽(60f、60g)。因此，狹縫槽之間的寬度也可設(shè)定為能保證強(qiáng)度的自由寬度，可得到可靠性高的同步電動(dòng)機(jī)。
在本實(shí)施形式中，對填充部件使用非磁性體，即鋁材的例子作了說明，但用銅等其他的非磁性體，只要是導(dǎo)電性良好的部件，也可取得同樣效果。
本實(shí)施形式中，是在狹縫部和槽部中填充同樣的部件，但填充不同物質(zhì)也可取得同樣效果。槽部內(nèi)用壓鑄法填充例如非磁性體導(dǎo)電性的鋁材，槽部用壓鑄法填充別的例如銅等也行。這種場合，周蓋蓋住狹縫部后，將另外的填充部件填充到槽部，以使充填到槽部的填充物質(zhì)不進(jìn)入狹縫部，于是狹縫部和槽部的填充部件可用不同的部件。這種場合，填充到狹縫部的部件不一定是導(dǎo)電性物質(zhì)。
本實(shí)施形式中，對狹縫部填充部件采用非磁性體作了說明。但插入導(dǎo)磁率小的磁鐵等磁性體也可取得同樣效果。若將插入狹縫部的磁鐵加工成凹凸形狀，狹縫部也加工成和磁鐵一樣的凹凸形狀后再插入，則容易安裝。
這樣，在狹縫部和槽部填充不同的填充部件，使選擇填充部件的自由度增大，可降低成本，而且還可增大電動(dòng)機(jī)特性上的自由度。這里，若將狹縫部和槽部分開、并填充不同的部件，則不必蓋上蓋之后再進(jìn)行填充，故制造簡單，可得到低成本的電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)施形式中，是用連續(xù)的曲線將狹縫部和槽部連接起來，但在狹縫部和槽部之間設(shè)縮頸、或?qū)ⅹM縫部和槽部分開，也可取得同樣效果。另外，鋁材等填充部件的插入，若用壓鑄法或熔融金屬模鍛法等進(jìn)行澆注，則不管狹縫部和槽部的形狀如何，均可容易地進(jìn)行填充。
本實(shí)施形式中，關(guān)于一對狹縫部的數(shù)量為4個(gè)的情況進(jìn)行了說明，但不是4個(gè)也可取得同樣效果。另外，導(dǎo)電性材質(zhì)就鋁材作了說明。但用銅、銅合金、黃銅、不銹鋼材等其他材質(zhì)亦可取得同樣效果。例如，材質(zhì)采用銅時(shí)，銅的電阻率比鋁低，鼠籠形二次導(dǎo)體的電阻減小，可以改善從起動(dòng)到進(jìn)入同步運(yùn)轉(zhuǎn)的特性。
如實(shí)施形式1中所述，相對于q軸來說，將小電阻部(例如實(shí)施形式1中所說的窄幅部和連接橋部)設(shè)在狹縫部單側(cè)，狹縫部的形狀相對于q軸不對稱，可控制磁通8從電動(dòng)機(jī)效率高的特定位置通過，可改善磁通的流通，可提高電動(dòng)機(jī)的效率和特性。而且，若將小磁阻部(例如，實(shí)施形式1中所說的窄幅部和連接橋部)設(shè)在狹縫部相對于q軸的回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行方向一側(cè)，則磁通的流通順暢，故電動(dòng)機(jī)損失減小，可獲得高效率的同步電動(dòng)機(jī)。
若在減小狹縫部之間的磁路70a、70b、70c損失的位置上設(shè)小磁阻部(窄幅部和連接橋部)，定子9產(chǎn)生的磁通8從小磁阻部通過，可將磁通流控制在損失小的特定位置，可改善磁通流股。通過改善磁通流股，可使電動(dòng)機(jī)高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。在此，設(shè)置小磁阻部，即連接橋部，轉(zhuǎn)子30的強(qiáng)度增加，故耐受離心力的強(qiáng)度增大，可靠性提高。在此，相對于q軸來說，連接橋部最好位于盡量離開回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行方向一側(cè)的位置上。
采用本實(shí)施形式的轉(zhuǎn)子鐵心1的電動(dòng)機(jī)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)子30的2次銅損，可高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，適用于吹風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、以及空調(diào)機(jī)、冰箱等冷凍、空調(diào)裝置。
本實(shí)施形式的同步電動(dòng)機(jī)，導(dǎo)電性材質(zhì)若使用電阻率低的部件，可縮短從起動(dòng)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的時(shí)間，性能良好，故可獲得振動(dòng)小、噪聲低的同步電動(dòng)機(jī)，若搭載該同步電動(dòng)機(jī)，便可獲得振動(dòng)小、噪聲低的壓縮機(jī)。又因本實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)和搭載有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)振動(dòng)小，所以在用于冷凍、空調(diào)裝置的場合，可獲得不會(huì)因管道振動(dòng)而產(chǎn)生裂紋等的可靠性高的冷凍、空調(diào)裝置。本實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)和搭載有該電動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)振動(dòng)小、噪聲低，故在用于冷凍、空調(diào)裝置的場合，不需要防振動(dòng)裝置和防噪聲裝置，可獲得成本低、可靠性高的冷凍、空調(diào)裝置。
權(quán)利要求
1.一種同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，它具有設(shè)在轉(zhuǎn)子上，且形成有磁極突起的至少一對狹縫部，以便能得到磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸，上述狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，相對于q軸不對稱。
2.一種同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，它具有至少一對狹縫部和數(shù)個(gè)槽部，其中，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上，形成有可得到磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸的磁極突起，且填充有導(dǎo)電性部件，槽部配置在上述狹縫部的外周側(cè)，與上述狹縫部的d軸方向的至少一端連接，且填充有導(dǎo)電性部件而產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩；上述狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，相對于q軸不對稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過改變狹縫部的寬度而設(shè)有小磁阻部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過裁斷狹縫部來連通狹縫間的磁路，形成連接橋部，將連接橋部作為上述小磁阻部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，形成數(shù)個(gè)上述連接橋部，使連接橋部的d軸方向?qū)挾染徛兓?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在q軸方向上將相鄰的狹縫部連接起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，相對于q軸來說，將上述小磁阻部設(shè)在回轉(zhuǎn)方向進(jìn)行方向一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，上述q軸方向的狹縫部與上述狹縫部以外的部分之比率設(shè)為1∶1～3。
9.一種同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，它具有轉(zhuǎn)子和至少一對狹縫部，其中，轉(zhuǎn)子是將磁性體部件沖裁而成的轉(zhuǎn)子鐵心疊層起來形成的，狹縫部設(shè)在轉(zhuǎn)子上，為了形成磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸呈大致90度角的2極磁極突起而填充有非磁性體部件；將上述磁性體部件與非磁性體部件在q軸方向的比率設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的損失減少的規(guī)定比率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將上述規(guī)定比率設(shè)定為大致1～3∶1。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子上設(shè)有產(chǎn)生感應(yīng)轉(zhuǎn)矩的槽部。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有傳遞上述轉(zhuǎn)子之回轉(zhuǎn)力的軸，上述軸由非磁性體構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子的軸向端部具有端環(huán)，上述軸和上述端環(huán)一體形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，極數(shù)為2級。
15.一種壓縮機(jī)，其特征在于，它具有權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
現(xiàn)有轉(zhuǎn)子的狹縫形狀設(shè)定成相對于磁通不易流通方向的q軸呈不對稱形狀，故存在著因轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)位置不同而產(chǎn)生的磁通必須飛越狹縫，磁通的流通不好、損失大、效率低的問題。本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)具有設(shè)在轉(zhuǎn)子上，為了獲得磁通易流通方向的d軸和磁通不易流通方向的q軸而形成有磁極突起的至少一對狹縫部，上述狹縫部設(shè)有磁阻小的小磁阻部，該小磁阻部設(shè)成相對于q軸呈不對稱形狀。
文檔編號H02K17/20GK1427527SQ02156369
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月19日
發(fā)明者瀧田芳雄, 川口仁, 吉野勇人 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社