電動機和包括電動機的電氣設備制造技術

本實用新型專利技術提供了電動機和包括電動機的電氣設備。包括定子、旋轉體、軸、外部鐵芯、內部鐵芯、電介質層、軸承、和支架。定子具有定子鐵芯，在定子鐵芯上纏繞有繞組。旋轉體沿圓周方向保持多個磁體，使得磁體面向定子。軸具有固定于其上的旋轉體，以便于穿透旋轉體的中心。外部鐵芯形成旋轉體的外周部。內部鐵芯形成固定于軸上的內周部。電介質層布置在外部鐵芯和內部鐵芯之間。軸承支撐軸。支架固定軸承。外部鐵芯和內部鐵芯均通過層壓鋼板形成。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本技術涉及電動機和包括該電動機的電氣設備。本技術更具體地涉及用于抑制軸承中出現電解腐蝕的改進電動機和包括該電動機的電氣設備。
技術介紹
近年來，在很多情況中，利用脈寬調制系統(下文中稱為PWM系統)的逆變器驅動電動機。當利用這種PWM系統的逆變器驅動電動機時，繞組的中點電勢不是零，這引起在軸承的外環與內環之間的出現電勢差(下文中稱為軸電壓)。軸電壓包括由轉換引起的高頻成分。當軸電壓達到軸承內部的油膜的電介質擊穿電壓時，微電流在軸承中流動，并且在軸承內引起電解腐蝕。當電解腐蝕進行時，在軸承內環、軸承外環、或軸承滾珠中可出現波狀磨損現象，從而引起不正常的聲音。這是電動機故障的一個主要因素。利用PWM系統的逆變器驅動電動機的驅動電路(包括控制電路)的電源電路，與電·源電路的主要電路和在主要電路一側的接地線絕緣。所考慮的抑制電解腐蝕的傳統措施如下( I)提供在軸承內環和軸承外環之間的電連續性；(2)提供在軸承內環和軸承外環之間的電絕緣；以及(3)降低軸電壓。(I)的具體方法的實例包括利用軸承中的導電性潤滑劑。然而，隨著時間的消逝，導電性潤滑劑的導電性會下降，并且缺少滑動可靠性。或者，考慮將電刷布置在旋轉軸上從而提供電連續性的方法。然而，該方法產生電刷磨損粉末且需要空間。(2)的具體方法的實例包括將軸承中的鐵球改變為非導電的陶瓷球。該方法在抑制電解腐蝕方面非常有效，但是成本較高。因此，該方法無法用于通用電動機。就(3)的具體方法來說，下面的方法傳統上是已知的。使定子鐵芯和導電支架短路，從而改變電容，并且降低軸電壓(例如，參見專利文獻I)。當電容并行連接電阻時，通過下面的關系表達式表述阻抗Z=I/ jwC+R其中Z是阻抗，j是虛數，w是角頻率，C是電容，且R是電阻。根據該表達式可以看出，當電容較大或電阻較小時，阻抗較低。相反，當電容較小或電阻較大時，阻抗較高。在專利文獻I中，使定子鐵芯與支架短路會降低定子端的阻抗，因而抑制軸承中的電解腐蝕。也就是說，一般地，洗衣機或洗碗機/干燥機中使用的電動機，例如，安裝在潮濕的位置且因此可以引起電震，除了在電荷部分中的絕緣(基本絕緣)之外需要獨立的絕緣(下文中稱為額外的絕緣)。另一方面，用于除了以上電應用之外的電動機，例如，空調室內機組、空調室外機組、熱水器、和空氣清潔器，不會引起電震，因此不需要額外的絕緣。為此，在空調室內機組、空調室外機組、熱水器、和空氣清潔器中使用的電動機中，其轉子不具有絕緣結構。因此，轉子一側(軸承內環一側)的阻抗處于較低狀態。相反，定子一側(軸承外環一側)具有絕緣結構，因此，阻抗處于較高的狀態。在這種情況下，當軸承內環一側的電勢較高時，軸承外環一側的電勢較低。這種不平衡的狀態可以產生較高的軸電壓。該較高的軸電壓可以弓I起軸承中的電解腐蝕。在專利文獻I中，為了避免以上狀態，使定子鐵芯與支架短路，從而消除它們之間的電容成分。因而，如上所述，降低了定子一側(軸承外環一側)的阻抗，并且接近轉子一側(軸承內環一側)的阻抗。用于抑制電動機的軸承中出現電解腐蝕包括許多公開的傳統技術，包括其中電動機的定子鐵芯電連接接地的結構。然而，專利文獻I中描述的傳統方法具有以下問題。首先，由于該傳統方法是短路方法，不可能進行阻抗調節。在轉子的某些磁性材料或結構中，軸電壓可以增加。第二，由于該方法降低了阻抗，軸承內環與軸承外環之間的平衡總是保持在較高的電勢。在該狀態中，可以考慮下面的情況當因電動機的使用環境或在裝配定子與轉子的精度中出現的變化導致阻抗不平衡時，相反地，軸電壓會增加，這會促使出現電解腐蝕。·如上所述，在具有本技術要處理的問題的結構中，用于利用PMW系統的逆變器驅動電動機的驅動電路(包括控制電路)的電源電路與電源電路的主要電路和主要電路一側的接地電絕緣。為此，當在電動機的定子鐵芯電連接接地的傳統技術的結構用于處理以上問題時，在電動機的規格和特性方面可能出現額外問題。因此該方法是困難的。引用列表專利文獻PTLl :未經審查的日本專利公開第2007-159302號。
技術實現思路
本技術旨在提供能夠抑制軸承中出現電解腐蝕的電動機，和包括該電動機的電氣設備。本技術的電動機具有以下元件具有定子鐵芯的定子，該定子鐵芯上纏繞有繞組；具有以下元件的轉子延圓周方向保持永磁體以便于該永磁體面對定子的旋轉體；和旋轉體固定其上的軸，以便于穿透旋轉體的中心；用于可旋轉地支撐(journaling)軸的軸承；和用于固定軸承的支架。旋轉體具有以下元件形成旋轉體的外周部的外部鐵芯；形成固定于軸的內周部的內部鐵芯；和布置在外部鐵芯與內部鐵芯之間的電介質層。外部鐵芯和內部鐵芯均是通過層壓鋼板形成的。具有該結構，由軸與旋轉體的外周之間形成的電介質層引起的電容等價地串聯在低阻抗轉子中。因此，可以增加轉子一側的阻抗。當轉子一側的阻抗由此增加時，增加的阻抗可以近似為定子一側的阻抗，該阻抗是高阻抗。結果，使得軸承內環一側的高頻電勢和軸承外環一側的高頻電勢能夠相等且平衡。由于軸承內環與外環之間的電勢差可以降低，例如,可以抑制由于PWM導致的高頻波引起軸承內出現的電解腐蝕。進一步,通過改變電介質層的寬度或材料可以改變電容。因此，可以最佳地設定轉子一側的阻抗。電介質層是指有意地改變介電常數和電介質的厚度、或是與電介質接觸的導體(電極)的表面面積的層。電介質層意欲起作用，就好像電介質元件插入到軸與旋轉體之間。本技術的電氣設備包括以上的電動機。如上所述，在本技術的電動機中，增加轉子一側(軸承內環一側)的阻抗，以便于近似于定子一側(軸承外環一側)的阻抗。因此，可以平衡軸承內環一側的高頻率電勢和軸承外環一側的高頻率電勢。因此，本技術可以提供能夠抑制軸承中出現電解腐蝕且具有高導電性與高可靠性的電動機，以及包括該電動機的電氣設備。附圖說明圖I是示出根據本技術的第一示例性實施方式的無刷電動機的截面的結構圖。圖2是示意性地示出電動機的要部的圖。圖3是示意性地示出電動機的旋轉體的部分截面的圖。圖4是示出電動機的旋轉體的特定結構實例的外部透視圖。圖5是示出電動機的旋轉體的特定結構實例的展開透視圖。圖6是示出根據本技術的第二示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體的特定結構實例的外部透視圖。圖7是示出電動機的旋轉體的特定結構實例的展開透視圖。圖8是示出根據本技術的第三示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體的特定結構實例的外部透視圖。圖9是示出電動機的旋轉體的特定結構實例的展開透視圖。圖10是示出根據本技術的第四示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體的特定結構實例的外部透視圖。圖11是示出電動機的旋轉體的特定結構實例的展開透視圖。圖12是示出作為根據本技術的第五示例性實施方式的電氣設備實例的空調室內機組的結構的示意圖。具體實施方式在下文中，參考附圖，將描述根據本技術的電動機和包括該電動機的電氣設備。實施例I圖I是示出根據本技術的第一示例性實施方式的無刷電動機的截面的結構圖。在這個示例性的實施方式中，舉例來說，描述了無刷電動機，即電動機，其包括在作為電氣設備的空調中，用于驅動鼓風機。在這個示例性的實施方式中，舉例來說，描述了內轉子類型的電動機，其中轉子可旋轉地布置在定子的內周一側。參本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：角治彥，水上裕文，渡邊彰彥，長谷川武彥，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：
國別省市：