電動機及搭載了該電動機的電氣設備制造技術

本發明專利技術提供一種電動機及搭載了該電動機的電氣設備。本發明專利技術的電動機具有轉子和定子，該轉子具有將磁極數設為P的永磁體，該定子以隔著空隙與永磁體相對的方式在圓周方向上配置了M個極齒。定子包括具有M個極齒的定子鐵芯和分別卷繞在極齒上的繞線。將磁極數P與極齒數M之間的關系設為(2/3)M＜P＜(4/3)M，其中M≠P，并且，將極齒頂端部寬度t1與定子內徑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

【技術實現步驟摘要】
電動機及搭載了該電動機的電氣設備本申請是申請號為201180015845.2、申請日為2011年3月24日、專利技術名稱為“電動機及搭載了該電動機的電氣設備”的專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術涉及一種作為具有永磁體的無刷電動機的電動機。
技術介紹
在各個極齒上實施了集中繞線的永磁體無刷電動機被廣泛用于家電設備、音響設備、信息設備、運輸設備等。在這種電動機中，由于產生了由永磁體與極齒之間的磁場吸引力引起的轉矩脈動、即齒槽轉矩，因此，出現振動、噪聲的問題。因此，以往，通過磁極數與極齒數的組合的最優化、斜槽、磁體的正弦波磁化等，減少齒槽轉矩，謀求低振動、低噪聲。例如，在專利文獻1中，公開了一種通過將磁極數P與極齒數M之間的關系設為P：M＝10：12來減少齒槽轉矩的方法。另外，在專利文獻2中，公開了一種通過將磁極數P與極齒數Q之間的關系設為P/Q＞0.8、并且將極齒頂端的寬度bt1與磁極間距τp之間的關系設為bt1/τp≤0.8來減少齒槽轉矩的方法。另外，在專利文獻3中，公開了一種在磁極數與極齒數的比例為3：4的電動機中通過將極齒寬度設為電角度145度～165度、85度～105度而不減少輸出轉矩就減小齒槽轉矩的方法。另外，在專利文獻4中，將配置在轉子表面上的磁體的形狀形成為增厚磁極中心部分的厚度、并朝向磁極之間慢慢使厚度變薄的形狀。專利文獻4通過將磁體設為這種形狀，轉子表面的磁感應強度的分布接近正弦波，從而使齒槽轉矩等減少，謀求低振動、低噪聲。另外，在專利文獻5中，取代調整磁體形狀而對磁體進行大致正弦波磁化，磁化為表面磁通波形成為周期小的正弦波形狀、并且邊界附近區域的表面磁通為大致零值。專利文獻5通過如此地進行磁化使齒槽轉矩等減少，謀求低振動、低噪聲。但是，在上述以往技術中，停留在一定程度減少與噪聲、振動相關的齒槽轉矩、轉矩波動這個方面，沒有特別考慮電動機效率。例如，像家電領域的空調用風扇電動機那樣，在高效率的要求年年提高的用途中當然存在有在以往的技術中低噪聲、低振動不充分這樣的問題。另外，像專利文獻4那樣的調整磁體的形狀的做法使制造變難，而且，為了獲得較大的磁感應強度，需要增大磁體的厚度，存在有磁體的使用量增加而成本上升這樣的問題。另外，像專利文獻5那樣的磁化方法，磁極邊界部附近的磁體成為未完全磁化狀態。因此，存在有不能夠有效運用磁體的磁力、電動機效率降低這樣的問題。另外，在以往的空調風扇電動機中，為了提高電動機效率與生產率，使用由分開的鐵芯連結而成的連結型分割鐵芯。這種構造由于能夠無浪費地使用繞線嘴的通過空間，因此能夠進行整列繞線，能夠進行高密度化繞線。因而，能夠實現由圈數增加帶來的轉矩提高等，減少電動機的銅損，從而能夠提高電動機效率。但是，在上述構造的問題在于，當接合了所分開的部分時，存在有微小的間隙，成為間隙磁隙，從而轉矩下降。另外，當使分開的鐵芯合體時，由于分割鐵芯的加工精度、組裝誤差等，導致分開的鐵芯的內徑產生形狀誤差。因此，也存在有定子與轉子之間的磁隙不均勻、磁場變化變大、振動、噪聲增大這樣的問題。專利文獻1：日本特許第2954552號公報專利文獻2：日本特開2001-157428號公報專利文獻3：日本特開平8-322167號公報專利文獻4：日本特開平6-217478號公報專利文獻5：日本特開2003-111360號公報
技術實現思路
本專利技術的電動機是具有轉子和定子的電動機，該轉子具有將磁極數設為P的永磁體，該定子以隔著空隙與永磁體相對的方式在圓周方向上配置了M個極齒。定子包括具有M個極齒的定子鐵芯和分別卷繞在極齒上的繞線。而且，將磁極數P與極齒數M之間的關系設為(2/3)M＜P＜(4/3)M、并且M≠P，將極齒頂端部寬度t1與定子內徑Ds的比值(t1/Ds)設為0.18＜(t1/Ds)＜0.25。通過這種結構，能夠提供一種減少齒槽轉矩、并且不會增加成本及降低效率的低振動、低噪聲、高效率的電動機。附圖說明圖1是說明本專利技術的實施方式1中的電動機的圖。圖2是說明本專利技術的實施方式1中的電動機的定子鐵芯的圖。圖3是比較本專利技術的實施方式1中的電動機與比較例的電動機之間的齒槽轉矩的示意圖。圖4是表示本專利技術的實施方式1中的電動機的效率與比值(t1/Ds)之間的關系的分析結果的圖。圖5是表示本專利技術的實施方式1中的永磁體的表面磁通波形的圖。圖6是本專利技術的實施方式2中的電氣設備的一個例子的結構圖。具體實施方式以下，參照附圖說明本專利技術的實施方式。實施方式1圖1是說明本專利技術的實施方式1中的電動機10的圖。在圖1中，示出了從旋轉軸的長度方向看到的剖面。在本實施方式中，列舉內轉子型的無刷電動機的一個例子來進行說明。如圖1所示，本實施方式的電動機10具有定子11和定子鐵芯12。定子11在定子鐵芯12上卷繞有繞線13。轉子20以能旋轉的方式配置在該定子11的內周側。定子鐵芯12包括環狀的磁軛14和多個極齒15，該多個極齒15從磁軛14向內周側突出，并彼此隔開等間隔地配置在圓周方向上。在極齒15的各個頂端部形成有沿圓周方向加寬的極齒寬部15a。另外，在遠離磁軛14的內周側，在相鄰的極齒15之間形成有作為狹縫16的開口部。利用該狹縫16的開口空間，在各個極齒15上卷繞繞線13。在圖1中，示出了僅1個極齒15的繞線13，但是具體來說，在各個極齒上集中卷繞有繞線13，例如，形成有一般被稱作U、V、W相的3相繞線。在本實施方式中，列舉了將極齒15的數量、即狹縫16的數量設為12個的例子。另外，在本實施方式中，不將定子鐵芯12設為以往的連結型分割鐵芯，而是設為定子一體鐵芯構造。而且，定子鐵芯12是沿厚度方向層疊多個磁性薄板而構成的。通過設為這種結構，分割部位的間隙磁隙消失，因此轉矩不會降低，與分割鐵芯相比輸出增大。在本實施方式中，利用這種定子一體鐵芯構造的優點，謀求提高電動機效率。另外，由于分割鐵芯形成的內徑差等制造誤差的影響大幅度減少，因此實際的齒槽轉矩變小，謀求電動機的高效化、低噪聲化、低振動化。轉子20以S極與N極隔開等間隔地交替配置在圓周方向上的方式將多個磁極數的永磁體22保持在轉子鐵芯21的外周上。轉子20構成為按照磁極分別保持永磁體22、或者保持圓筒狀的環形磁體。轉子20以極齒15與永磁體22隔開規定的空隙相對的方式配置在極齒15的內周側。在本實施方式中，列舉了將永磁體22的磁極的數量設為10個的例子。而且，轉子20借助于轉子鐵芯21與旋轉軸24相連結，以與定子11相面對地沿圓周方向旋轉的方式保持為能以旋轉軸24為旋轉中心旋轉。如上所述，本實施方式的電動機10是將磁極數P設為10個、將極齒數M設為12個的10磁極-12極齒的結構。在這種結構中，若對定子11的繞線13通以交流電流，則在永磁體22與極齒15之間產生由磁場產生的吸引力與排斥力。借助于該吸引力與排斥力，轉子20以旋轉軸24為中心旋轉。接著，說明本實施方式的定子鐵芯12的詳細結構。圖2是說明本專利技術的實施方式中的定子鐵芯12的圖。如圖2所示，在本實施方式中，以定子鐵芯12的內徑即定子內徑Ds與極齒15頂端的極齒寬部15a的圓周方向寬度即極齒頂端部寬度t1滿足規定的關系的方式規定了各自的大小。具體來說，在本專利技術中，極齒頂端部寬度t1相對于定子內徑Ds的比值(t1/Ds本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內轉子型的電動機，具有轉子和定子，該轉子具有將磁極數設為P的永磁體，該定子以隔著空隙與上述永磁體相對的方式在圓周方向上配置了M個極齒，其特征在于，上述定子包括具有上述M個極齒的定子鐵芯和分別卷繞在上述極齒上的繞線，將上述磁極數P與上述極齒數M之間的關系設為P＝(10/12)M，將極齒頂端部寬度t1與定子內徑D

【技術特征摘要】
2010.03.25 JP 2010-0696161.一種內轉子型的電動機，具有轉子和定子，該轉子具有將磁極數設為P的永磁體，該定子以隔著空隙與上述永磁體相對的方式在圓周方向上配置了M個極齒，其特征在于，上述定子包括具有上述M個極齒的定子鐵芯和分別卷繞在上述極齒上的繞線，將上述磁極數P與上述極齒數M之間的關系設為P＝(10/12)M，將極齒頂端部寬度t1與定子內徑Ds的比值(t1/Ds)設為0.18＜(t1/Ds)＜0.215。2.根據權利要求1所述的電動機，其特征在于，上述定子鐵芯是沿厚度方向層疊多個磁性薄板而構成的。3.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李虎，吉川祐一，村上浩，角治彥，河村清美，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP