電動機和包括電動機的電氣設備的製作方法

2023-12-06 16:44:31 2

專利名稱：電動機和包括電動機的電氣設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機和包括該電動機的電氣設備。本實用新型更具體地涉及用於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。
背景技術：
近年來，在很多情況中，利用脈寬調製系統(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，並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，並且缺少滑動可靠性。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，該方法無法用於通用電動機。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，並且降低軸電壓(例如，參見專利文獻I)。當電容並行連接電阻時，通過下面的關係表達式表述阻抗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/乾燥機中使用的電動機，例如，安裝在潮溼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，用於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)的阻抗處於較低狀態。相反，定子一側(軸承外環一側)具有絕緣結構，因此，阻抗處於較高的狀態。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，並且接近轉子一側(軸承內環一側)的阻抗。用於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，由於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，由於該方法降低了阻抗，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，在具有本實用新型要處理的問題的結構中，用於利用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於處理以上問題時，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。

實用新型內容本實用新型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。本實用新型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於該永磁體面對定子的旋轉體；和旋轉體固定其上的軸，以便於穿透旋轉體的中心；用於可旋轉地支撐(journaling)軸的軸承；和用於固定軸承的支架。旋轉體具有以下元件形成旋轉體的外周部的外部鐵芯；形成固定於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。由於軸承內環與外環之間的電勢差可以降低，例如,可以抑制由於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。本實用新型的電氣設備包括以上的電動機。如上所述，在本實用新型的電動機中，增加轉子一側(軸承內環一側)的阻抗，以便於近似於定子一側(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，本實用新型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。


圖I是示出根據本實用新型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是示出根據本實用新型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是示出根據本實用新型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是示出根據本實用新型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是示出作為根據本實用新型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，將描述根據本實用新型的電動機和包括該電動機的電氣設備。實施例I圖I是示出根據本實用新型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，用於驅動鼓風機。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。參考圖1，定子繞組12通過作為絕緣定子鐵芯11的絕緣體的樹脂21纏繞在定子鐵芯11上。該定子鐵芯11是通過作為模塑材料的絕緣樹脂13連同要固定的其他構件一起模製的。在這個示例性的實施方式中，以此方式整體模製這些構件，從而形成具有基本上圓柱形輪廓的定子10。在定子10的內側，定子10以與轉子14之間存在間隙而設置。轉子14具有包括轉子鐵芯31的圓盤形的旋轉體30，並具有軸16，其中旋轉體30固定於軸16上，以便於穿透旋轉體30的中心。旋轉體30延圓周方向保持磁體32,即永磁體,例如鐵氧體樹脂磁體，從而使磁體面向定子10的內周一側。通過層壓鋼板形成轉子鐵芯31。下面將給出詳細的說明。如圖I中所示，將旋轉體30構造為以如下順序具有外部鐵芯31a、電介質層50、和內部鐵芯31b :從最外部圓周部中的磁體32朝著內周一側上軸16。外部鐵芯31a形成轉子鐵芯31的外周部；內部鐵芯31b形成轉子鐵芯31的內周部。圖I示出了由這些轉子鐵芯31、電介質層50、和磁體32整體形成的旋轉體30的結構實例。用這種方式，定子10的內周一側面向旋轉體30的外周一側。 用於支撐軸16的兩個軸承15連接到轉子14的軸16。每個軸承15是包括多個鐵球的軸承。兩個軸承15中的一個軸承通過整體模塑的絕緣樹脂13固定，另一個軸承通過金屬支架17固定。具有以上結構，通過兩個軸承15支撐軸16，使得轉子14可旋轉。進一步，無刷電動機具有印刷電路板18，其中驅動電路固定於印刷電路板18上。在併入印刷電路板18之後，將支架17壓入配合定子10。因此，形成無刷電動機。進一步，連接線20連接印刷電路板18，連接線20包括用於施加繞組的電源電壓、控制電路的電源電壓和用於控制旋轉次數的控制電壓的導線、以及控制電路的地線。例如，用於提供繞組的電源電壓的電源電路、用於提供控制電路的電源電壓的電源電路、用於提供控制電壓的導線、以及控制電路的地線連接至驅動電路所固定的印刷電路板18，並且與大地電絕緣。也就是說，這些電源電路與，例如，相對於提供繞組電源電壓的電源電路的任何一次(電源)電路、相對於提供控制電路電源電壓的電源電路的一次(電源)電路、連接這些一次(電源)電路的地線、以及獨立地地線電絕緣。簡言之，固定於印刷電路板18上的驅動電路與一次(電源)電路和大地的電勢電絕緣，因此，電勢是浮動的。該狀態也表述為眾所周知的浮動電勢。為此，用於提供繞組電源電壓的電源電路和用於提供印刷電路板18要連接的控制電路的電源電勢的電源電路中的每一個的結構也被稱為浮動電源，這也是眾所周知的表達。圖2是示意性地示出圖I的無刷電動機的要部的圖。如圖2中所示，在旋轉體30中，磁體32在最外周部形成。進一步，朝著內周一側以該順序形成組成轉子鐵芯31的外部鐵芯31a、電介質層50、和組成轉子鐵芯31的內部鐵芯31b。電介質層50是由絕緣樹脂形成的層。在這個示例性的實施方式中，形成該電介質層50以抑制電解腐蝕。用這種方式，旋轉體30由磁體32、外部鐵芯31a、形成電介質層50的絕緣樹脂、和內部鐵芯31b整體形成。在內部鐵芯31b內周上的緊固部51中，將旋轉體30固定於軸16。因此，形成由軸承15支撐的轉子14。在旋轉體30中，電介質層50是由絕緣樹脂形成的層，即絕緣體，並且絕緣地分離串聯的外部鐵芯31a和內部鐵芯31b。另一方面，電介質層50由具有預定介電常數的絕緣樹脂形成，並且高頻電流可以在外部鐵芯31a與內部鐵芯31b之間流動。如果未形成這種電介質層50，支架與定子鐵芯之間的阻抗較高，相比之下，如上所述，在電連接旋轉體的軸與定子鐵芯之間的阻抗較低。例如，從定子鐵芯產生的PWM高頻電流流入具有這種阻抗成分的等價電路中。高頻電流可以在電連接至支架的外環與軸承內環一側的軸之間引起電勢差。在這個示例性的實施方式中，如圖2中所示的電介質層50在具有低阻抗的旋轉體中形成，並且僅僅由鐵芯形成。因而，增加轉子14的阻抗以便近似於支架17 —側的阻抗。也就是說，在外部鐵芯31a與內部鐵芯31b之間形成電介質層50使得轉子14具有以下結構，其中電介質層50引起的電容相等地串聯。因此，可以增加轉子14的阻抗。轉子14增加的阻抗增加了從轉子14流向軸16的高頻波中的電壓降，因而降低了 軸16中因高頻電流產生的電勢。根據該原理，在這個示例性的實施方式的無刷電動機中，降低了由電連接至支架17的軸承15的外環與軸承15內環一側的軸16之間的高頻電流所引起的電勢差。因此，軸承內環和軸承外環總是平衡在具有較小電勢差的低電勢。該狀態抑制軸承中出現的電解腐蝕。進一步，通過改變電介質層50的寬度或材料可以改變電容。因此，可以最佳地設定轉子14 一側的阻抗。也就是說，通過下面的方法可以降低電介質層50引起的電容例如降低形成電介質層50的絕緣樹脂的介電常數、增加絕緣樹脂的厚度(電極間距離)、或降低電極面積。通過以該方式降低由電介質層50引起的電容，可以增加轉子14的阻抗。進一步，如圖2中所示，電介質層50將旋轉體30分離成外部鐵芯31a和內部鐵芯31b。具有該結構，在製造過程中，可以整體形成轉子鐵芯和絕緣樹脂，而無需連接軸16。因此，在圖2的結構中，可以形成旋轉體30而無需連接軸，因此，與電介質層在軸與轉子鐵芯之間形成的結構相比較，可以提高生產性。進一步，在圖2的結構中，甚至通過堵縫或壓配合可以固定不同類型的軸16。因此，該結構可以促進不同類型的轉換，並且提高生產性。進一步，外部鐵芯31a和內部鐵芯31b均通過層壓鋼板形成。在這個示例性的實施方式中，該結構增強了外部鐵芯31a與電介質層50之間的連接面的連接強度，以及內部鐵芯31a與電介質層50之間的連接面的連接強度。圖3是示意性地示出旋轉體30的部分截面的圖。圖3是用於促進理解旋轉體30的狀態的示意圖。圖3中的尺寸與實際尺寸不同。如圖3中所示，通過層壓多個鋼板311a形成外部鐵芯31a，通過層壓多個鋼板311b形成內部鐵芯31b。電介質層50布置在外部鐵芯31a和內部鐵芯31b之間。在該結構中，層壓鋼板311a和311b在鐵芯一側的連接面41中由每個鋼板311a和311b形成極小的凸起和凹陷。另一方面，由樹脂形成電介質層50，並由此與鋼板311a和311b相比具有某種程度的彈性。當連接有如此結構的芯和電介質層50時，如圖3中所示，電介質層50楔入在鐵芯和電介質層50之間的連接面41中的鋼板之間形成的凹陷中。這提高了外部鐵芯31a與電介質層50之間的粘著性，並且提高了連接強度。特別地，可以提高分離強度和對抗軸向力的強度。用這種方式，該結構可以提供充足的強度，防止出現電解腐蝕，並且確保足夠的可靠性，即使是在電介質層50在旋轉體30中形成的結構中。進一步，當需要更高的連接強度時，粘合劑可以應用於連接面，從而更牢固地連接以上元件。圖4和圖5是示出根據該示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體30的具體結構實例的圖。圖4是旋轉體30的外部透視圖；圖5是圖4的旋轉體30的展開透視圖。在圖4和圖5的旋轉體30中，外部鐵芯31a和內部鐵芯31b具有多個沿著徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側的圓形形狀，以及在其內周一側以規律的間隔隔開的徑向凸起。內部鐵芯31b也具有基本上環形形狀。更具體地，內部鐵芯具有在其內周一側的圓形形狀，以及在其外周一側以規律的間隔隔開的徑向凸起。外部鐵芯31a的凸起和內部鐵芯31b的凸起布置在彼此相對的位置。進一步，在徑向方向的外部鐵芯31a與內部鐵芯31b之間，與轉子鐵芯31整體形成的電介質層50呈現出一定的形狀，以至於凸狀凸起形狀和凹狀凸起形狀在圓圈內重複。如果電介質層50形成為完整的環，那麼在旋轉期間會發生滑動。相反，當電介質層50形成為圖4和圖5的形狀時，抑制滑動的凸起插入到電介質層50與鐵芯之間。因此，除了滑動抑制之外，可以提高旋轉強度。圖4和圖5的旋轉體30是結構實例，其中電介質層50包括在部分電介質中的通氣孔部40，即基本上圓形的通氣孔。為了增加旋轉體30的阻抗，優選增加電介質層50的徑向厚度。然而，當電介質層 50是由轉子鐵芯31整體形成時，為了降低縮痕，需要使電介質層50的徑向厚度較小和均勻。為此，在這個示例性的實施方式中，通風孔部40在電介質層50的厚部分形成。因而，降低了在形成期間的縮痕。縮痕是冷卻和取出的樹脂與形成期間的熔融狀態相比縮小的現象。進一步，空氣的介電常數大約是1，因此遠小於絕緣樹脂的介電常數。也就是說，在部分絕緣樹脂中形成空氣層或通氣孔可以降低電容。因此，在下面的情況中形成通氣孔部40提供了增加轉子一側(軸承內環一側)的阻抗的優勢，例如因為絕緣樹脂的厚度上限由結構限制，所以轉子一側(軸承內環一側)的阻抗較低，因此即使是利用具有較低介電常數的樹脂，軸電壓也較高；以及使用大量絕緣樹脂的成本較高。在圖5中，外部接觸面積Sa是在外部鐵芯31a和內部鐵芯31b之間徑向的距離處於最小值的部分中，電介質層50與外部鐵芯31a之間的接觸部分的面積。內部接觸面積Sb是在外部鐵芯31a和內部鐵芯31b之間徑向的距離處於最小值的部分中，電介質層50與內部鐵芯31b之間的接觸部分的面積。軸接觸面積Si是在軸16與內部鐵芯31b之間的接觸部分的面積。在這個示例性的實施方式中，形成旋轉體30以使外部接觸面積Sa和內部接觸面積Sb中至少一個基本等於軸接觸面積Si。也就是說，外部接觸面積Sa和內部接觸面積Sb中至少一個略大於、等於、或小於軸接觸面積Si。具有該結構，與在軸和轉子鐵芯之間形成電介質層的結構相似，可以增加旋轉體的阻抗。實施例2圖6和圖7是示出根據本實用新型的第二示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體30的具體結構實例的圖。圖6是旋轉體30的外部透視圖；圖7是圖6的旋轉體30的展開透視圖。在圖6和圖7的旋轉體30中，外部鐵芯3Ia和內部鐵芯3Ib均具有多個徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側的圓形形狀，和在其內周一側以規律間隔隔開的徑向凸起。內部鐵芯31b也具有基本上環形形狀。更具體地，內部鐵芯具有在其內周一側的圓形形狀，和在其外周一側以規律間隔隔開的徑向凸起。外部鐵芯31a的凸起和內部鐵芯31b的凹陷布置在彼此相對的位置。進一步，在徑向方向的外部鐵芯31a和內部鐵芯31b之間，與轉子鐵芯31整體形成的電介質層50呈現出一定的形狀，以使凸狀凸起形狀和凹狀凸起形狀在圓圈內重複。[0075]而且，在第二示例性實施方式的結構中，與第一示例性實施方式的結構相似，防止滑動的凸起插入在電介質層50與鐵芯之間。該結構可以防止滑動並提高旋轉強度。實施例3圖8和圖9是示出根據本實用新型的第三示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體30的具體結構實例的圖。圖8是旋轉體30的外部透視圖；圖9是圖8的旋轉體30的展開透視圖。在圖8和圖9的旋轉體30中，外部鐵芯3Ia和內部鐵芯3Ib均具有多個徑向的凸起。具體地，外部鐵芯31a具有基本上環形形狀。更具體地，外部鐵芯具有在其外周一側的圓形形狀，和在其內周一側以規律間隔隔開的徑向凸起。內部鐵芯31b具有基本上環形形狀。更具體地，內部鐵芯具有在其內周圍一側的圓形形狀，和在其外周一側以規律間隔隔開的徑向凸起。進一步，還是在軸向將外部鐵芯和內部鐵芯的每一個劃分為多個部分(在該示例性的實施方式中是三個部分)。外部鐵芯31al的凸起面對著軸向鄰近外部鐵芯31al的外部鐵芯31a2的凹陷，從而交替地分布凸起。與外部鐵芯31a相似，在軸向將內部鐵芯31b被劃分為多個部分。內部鐵芯31bl的凸起面對著軸向鄰近內部鐵芯31al的內部 鐵芯31a2的凹陷，從而交替地分布凸起。沿軸向劃分的每個鐵芯部分可以由一個鋼板形成或由多個鋼板層壓形成。進一步，在徑向與外部鐵芯3Ia和內部鐵芯3Ib之間的轉子鐵芯31整體形成電介質層50，並且電介質層50呈現一定的形狀，使得凸狀凸起形狀和凹狀凸起形狀沿著徑向在圓圈內重複，並且沿著軸向交替地堆疊。如第一和第二示例性實施方式所述，該結構防止沿著旋轉方向滑動，並且提高了旋轉強度。而且，因為也沿著軸向形成用於防止分離的凸起，可以提供在軸向負荷條件下使用時高度可靠的電動機。實施例4圖10和圖11是示出根據本實用新型的第四示例性實施方式的無刷電動機的旋轉體30的具體結構實例的圖。圖10是旋轉體30的外部透視圖；圖11是圖10的旋轉體30的展開透視圖。與第三示例性實施方式相似，在這個示例性的實施方式中，在軸向將旋轉體30的外部鐵芯31a和內部鐵芯31b的每一個也劃分為多個部分(在這個示例性的實施方式中是三個部分)。外部鐵芯31a由例如與第三示例性實施方式相似的方式在徑向具有多個凸起的外部鐵芯31al、和每個具有基本上圓形形狀的外部鐵芯31a3形成。在外部鐵芯31a中，外部鐵芯31al和外部鐵芯31a3在軸向交替排列。內部鐵芯31b由例如與第三示例性實施方式相似的方式在徑向具有多個凸起的內部鐵芯31bl、和每個具有基本上圓形形狀的內部鐵芯31b3形成。在內部鐵芯31b中，內部鐵芯3 Ib I和內部鐵芯31b3在軸向交替地排列。通常，轉子鐵芯通過利用壓機對電磁鋼板衝孔並對在壓機中經衝孔的鋼板層壓與堵縫而形成。組合這個示例性的實施方式中所示的簡單形狀提供了簡化衝壓模結構的優勢，並且提高了生產性。與第三示例性實施方式中相似，以上結構包括用於防止在旋轉方向滑動和提高旋轉強度的凸起，以及防止軸向分離的凸起。因此，可以提供能夠防止在旋轉方向滑動和軸向分離的高可靠性、並且提高旋轉強度的電動機。實施例5在這個示例性的實施方式中，將空調室內機組的結構描述為根據本實用新型的電氣設備的實例。圖12是示出空調室內機組的結構的示意圖，作為根據本實用新型的第五示例性實施方式的電氣設備的實例。參考圖12，無刷電動機201包括在空調室內機組200的機箱211內。橫流風機212連接無刷電動機201的旋轉軸。無刷電動機201由電動機驅動單元213驅動。通過使電動機驅動單元213通電，旋轉無刷電動機201，因而旋轉橫流風機212。通過旋轉橫流風機212，通過室內機組的熱交換器(未示出)調節的空氣吹入室內。就無刷電動機201來說，可以使用例如以上示例性實施方式的每個無刷電動機。本實用新型的電氣設備具有無刷電動機、和包括無刷電動機的機箱。就無刷電動機來說，電氣設備使用如上構造的本實用新型的無刷電動機。在以上說明中，包括在空調室內機組內的無刷電動機用於本實用新型的示例性實施方式的電氣設備。不用說，本實用新型可以應用於包括在空調室外機組的無刷電動機、和包括在其他電氣設備中的無刷電動機，例如，在各種家用電器中使用的無刷電動機、包括在各種信息技術設備中的無刷電動機、和工業設備中使用的無刷電動機。如上所述，本實用新型的電動機包括以下元件具有定子鐵芯的定子，在所述定子鐵芯上纏繞有繞組；具有以下元件的轉子沿圓周方向保持永磁體以使永磁體面向定子的旋轉體；和其上固定有所述旋轉體的軸，以便於穿透所述旋轉體的中心；用於可旋轉地支撐所述軸的軸承；以及用於固定所述軸承的支架。旋轉體具有以下元件形成所述旋轉體的外周部的外部鐵芯；形成固定於所述軸的內周部的內部鐵芯；和在所述外部鐵芯與內部鐵芯之間形成的電介質層。外部鐵芯和內部鐵芯均通過層壓鋼板形成。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效地串聯到低阻抗轉子中。因此，可以增加轉子一側的阻抗。結果，軸承內環一側的阻抗和軸承外環一側的阻抗相近似。這可以平衡軸承內環一側的高頻電勢與軸承外環一側的高頻電勢，並且防止在軸承中出現例如因PWM導致的高頻波而引起的電解腐蝕。進一步，通過電介質層固定外部鐵芯和內部鐵芯。因此，旋轉體具有容易製造的結構，因此可以提高旋轉體的生產性。外部鐵芯和內部鐵芯均通過層壓鋼板形成。該結構可以提高在外部鐵芯與電介質層之間的連接面的連接強度，以及內部鐵芯與電介質層之間的連接面的連接強度，並且確保充足的可靠性。進一步，外部鐵芯和內部鐵芯均具有多個徑向的凸起，其在電介質層和鐵芯之間形成凸起部。該結構可以防止在旋轉期間電介質層的滑動。進一步，沿著軸向將鐵芯劃分為多個部分。因而，也在軸向在電介質層與鐵芯之間形成凸起部。該結構可以提高對抗軸向力的強度。進一步，通氣孔形成為部分電介質層中的通氣孔部。當與外部鐵芯和內部鐵芯整體形成樹脂時，該結構可以降低形成期間樹脂的縮痕，並且提高轉子的生產性。該結構也可以降低介電常數，因此增加轉子一側的阻抗。因此，本實用新型可以提供能夠抑制軸承中出現電解腐蝕的電動機。進一步，通過將本實用新型的電動機併入電氣設備中，本實用新型可以提供包括能夠抑制軸承中出現電解腐蝕的電動機的電氣設備。進一步，已經利用內轉子類型的電動機作為實例進行描述，這種類型的電動機中，轉子可旋轉地布置在定子的內周一側。通過在外轉子類型的電動機中和在雙轉子類型的電動機中形成如上所述的電介質層可以獲得相似的優勢，在外轉子類型的電動機中，轉子可旋轉地布置在定子的外周一側，在雙轉子類型的電動機中，轉子同時布置在內周一側和外周一側。進一步，在外部鐵芯和內部鐵芯之間徑向的距離處於最小值的部分中，電介質層與外部鐵芯之間的接觸面積或電介質層與內部鐵芯之間的接觸面積略大於、等於、或小於軸與內部鐵芯之間的接觸面積。該結構可以增加轉子的阻抗。·在本實用新型的每個示例性實施方式的結構中，如上所述，用於利用PWM系統的逆變器驅動電動機的驅動電路(包括控制電路)的電壓電路，與電源電路的一次電路和一次電路一側的大地電絕緣。即使不利用電動機的定子鐵芯電連接大地的傳統結構，也可以獲得抑制軸承中出現電解腐蝕的優勢。工業實用性本實用新型的電動機能夠降低軸電壓，並且最適合抑制軸承中出現電解腐蝕。為此，本實用新型在主要包括在要求電動機成本低和壽命長的電氣設備的電動機中是有用的，例如，空調室內機組、空調室外機組、熱水器、和空氣清潔器。參考符號列表10、定子11、定子鐵芯12、定子繞組13、絕緣樹脂14、轉子15、軸承16、軸17、支架18、印刷電路板20、連接線21、樹脂(絕緣體)30、旋轉體31、轉子鐵芯31a、31al、31a2、31a3、外部鐵芯31b、31bl、31b2、31b3、內部鐵芯32、磁體40、通氣孔部[0128]41、連接面50、電介質層51、緊固部200、空調室內機組201、無刷電動機211、機箱212、橫流風機213、發動機驅動單元 311a、311b、鋼板
權利要求1.一種電動機,包括 具有定子鐵芯的定子，所述定子鐵芯上面纏繞有繞組； 轉子，所述轉子包括 沿著圓周方向保持永磁體以使所述永磁體面向所述定子的旋轉體；和 使所述旋轉體固定於其上以便於穿透所述旋轉體的中心的軸； 用於可旋轉地支撐所述軸的軸承；以及 用於固定所述軸承的支架， 其中所述旋轉體包括 形成所述旋轉體的外周部的外部鐵芯； 形成固定於所述軸上的內周部的內部鐵芯；和 在所述外部鐵芯與所述內部鐵芯之間布置的電介質層，並且 其中所述外部鐵芯和所述內部鐵芯均通過層壓鋼板形成。
2.根據權利要求I所述的電動機，其中所述外部鐵芯和所述內部鐵芯均具有多個沿徑向的凸起。
3.根據權利要求2所述的電動機，其中所述外部鐵芯的凸起和所述內部鐵芯的凸起布置在沿徑向彼此相對的位置。
4.根據權利要求3所述的電動機，其中 當在所述外部鐵芯和所述內部鐵芯之間徑向的距離處於最小值的部分中，所述電介質層與所述外部鐵芯之間的接觸面積設定為外部接觸面積， 在所述外部鐵芯和所述內部鐵芯之間徑向的距離處於最小值的部分中，所述電介質層與所述內部鐵芯之間的接觸面積設定為內部接觸面積，且 所述軸與所述內部鐵芯之間的接觸面積設定為軸接觸面積時， 形成所述旋轉體，使得所述外部接觸面積和所述內部接觸面積中的至少一個基本等於所述軸接觸面積。
5.根據權利要求2所述的電動機，其中所述外部鐵芯的凸起和所述內部鐵芯的凸起布置在使得所述凸起和凹陷沿徑向彼此相對的位置中。
6.根據權利要求I所述的電動機，其中將所述外部鐵芯和所述內部鐵芯均沿軸向劃分為多個部分，並且被劃分為多個軸向相鄰的部分的一組外部鐵芯部分和一組內部鐵芯部分中的至少一組被布置為使得凸起在軸向面對凹陷。
7.根據權利要求I所述的電動機，其中所述電介質層具有多個通氣孔部。
8.—種電氣設備,包括如權利要求I至7中任何一項所述的電動機。
專利摘要本實用新型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。軸具有固定於其上的旋轉體，以便於穿透旋轉體的中心。外部鐵芯形成旋轉體的外周部。內部鐵芯形成固定於軸上的內周部。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。
文檔編號H02K15/02GK202696316SQ20109000143
公開日2013年1月23日 申請日期2010年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者角治彥, 水上裕文, 渡邊彰彥, 長谷川武彥 申請人:松下電器產業株式會社