同步電動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及同步電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用永久磁鐵的同步電動機(jī)中，特別是在將定子繞組集中地卷繞于齒部的三相同步電動機(jī)中，多數(shù)情況下轉(zhuǎn)子所使用的永久磁鐵的磁極數(shù)與定子的槽數(shù)(=齒數(shù))的比率為 2:3。
[0003]在磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動機(jī)中，多數(shù)情況下在相鄰的齒部之間設(shè)置開口部。這是為了便于由配置于轉(zhuǎn)子的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通與定子繞組交鏈，并且防止因電流流過定子繞組而產(chǎn)生的磁通不流向轉(zhuǎn)子而是在固定間短路。
[0004]然而，在該開口部附近，因定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙的磁通密度分布混亂而產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩(cogging torque)，而齒槽轉(zhuǎn)矩是振動和噪音的主要原因。
[0005]為了減小這種齒槽轉(zhuǎn)矩，例如在下述專利文獻(xiàn)1所代表的現(xiàn)有的同步電動機(jī)中，使用具有8極或10極的磁極的轉(zhuǎn)子和具有9個(gè)槽的定子，并且各相的相鄰的3個(gè)齒部上集中卷繞有1相的繞組。
[0006]在這種同步電動機(jī)中，由于在定子配置有9個(gè)繞組，所以各齒部按40°的機(jī)械角度被配置，而各齒部的繞組按40°的機(jī)械角度連續(xù)地配置。那么，在8極的轉(zhuǎn)子中，1個(gè)磁極的寬度為45°的機(jī)械角度，在10極的轉(zhuǎn)子中，1個(gè)磁極的寬度為36°的機(jī)械角度。
[0007]另一方面，由于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1周的期間內(nèi)產(chǎn)生的脈動由定子的槽數(shù)和轉(zhuǎn)子的極數(shù)的最小公倍數(shù)來決定，所以在磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動機(jī)例如為8極12槽的情況下，脈動是24次。而相對于此，在8極9槽的同步電動機(jī)中，脈動是72次，在10極9槽的同步電動機(jī)中，脈動是90次。
[0008]由于脈動次數(shù)越多齒槽轉(zhuǎn)矩的能量越分散，所以齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅越小。即，8極9槽或10極9槽的同步電動機(jī)相較于磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動機(jī)，更能夠抑制齒槽轉(zhuǎn)矩。
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭62-110468號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]然而，在上述專利文獻(xiàn)1所代表的現(xiàn)有的同步電動機(jī)中，由于構(gòu)成1相的繞組連續(xù)且集中地配置，所以向定子的繞組通電流而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸不均等地產(chǎn)生。因此，在與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵之間，吸引、排斥的力相對于旋轉(zhuǎn)軸處于不平衡的狀態(tài)，而在徑向上產(chǎn)生較大的激振力，該激振力是產(chǎn)生振動、噪音的主要原因。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步低振動化和低噪音化的同步電動機(jī)。
[0012]為了解決上述問題而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的同步電動機(jī)，其是具有9個(gè)齒部的10極9槽的同步電動機(jī)，該9個(gè)齒部以每3個(gè)相鄰的齒部為1相而被劃分為3相，其特征在于，包括:定子，其構(gòu)成各相的3個(gè)齒部中的、配置在中央的第一齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的周向?qū)挾刃纬傻帽扰渲迷谠摰谝积X部的兩側(cè)的兩個(gè)第二齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的周向?qū)挾日?，上述第一齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的徑向厚度形成得比各上述第二齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的徑向厚度薄。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，具有能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步低振動化和低噪音化的效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的同步電動機(jī)的橫截面圖。
[0015]圖2是圖1所示的同步電動機(jī)的主要部分放大圖。
[0016]圖3是表示10極9槽的同步電動機(jī)中的中央齒部前端部的寬度與感應(yīng)電壓比率的關(guān)系的圖。
[0017]圖4是用于說明激振力的同步電動機(jī)的橫截面圖。
[0018]圖5是表示在使正弦波電流流過8極9槽的同步電動機(jī)的繞組時(shí)所產(chǎn)生的激振力的圖。
[0019]圖6是表示在圖4所示的同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激振力的軌跡的圖。
[0020]圖7是表示在圖4所示的同步電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。
[0021 ]圖8是將圖7所示的曲線B放大的圖。
[0022]圖9是表示在10極9槽的同步電動機(jī)中齒前端部的徑向厚度與該同步電動機(jī)的激振力比率的關(guān)系的圖。
[0023]圖10是表示在8極9槽的同步電動機(jī)中齒部徑向厚度與激振力的關(guān)系的圖。
[0024]圖11是表示在10極9槽的同步電動機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第一圖。
[0025]圖12是表示在10極9槽的同步電動機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第二圖。
[0026]圖13是表示在10極9槽的同步電動機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第三圖。
[0027]符號說明
[0028]1 定子
[0029]2 繞組
[0030]3 定子鐵芯[0031 ] 4 轉(zhuǎn)子
[0032]5 背軛
[0033]6 永久磁鐵
[0034]7 旋轉(zhuǎn)軸
[0035]8 空隙
[0036]10 同步電動機(jī)
[0037]30 中央齒部
[0038]30a 基部
[0039]30al 根部
[0040]30b前端部
[0041 ]30b 1周向端部
[0042]30b2內(nèi)徑側(cè)面
[0043]31 兩側(cè)齒部
[0044]31a 基部
[0045]31al 根部
[0046]31b前端部
[0047]31bl周向端部
[0048]31b2內(nèi)徑側(cè)面
[0049]32 兩側(cè)齒部
[0050]32a 基部[0051 ]32al 根部
[0052]32b前端部
[0053]32bl周向端部
[0054]32b2內(nèi)徑側(cè)面
[0055]33al、33a2、33b 槽開口部
[0056]34 軛鐵
[0057]35 槽
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明涉及的同步電動機(jī)的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式。
[0059]實(shí)施方式
[0060]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的同步電動機(jī)10的橫截面圖。圖2是圖1所示的同步電動機(jī)10的主要部分放大圖。
[0061]圖1所示的同步電動機(jī)10，作為主要結(jié)構(gòu)具有定子1和轉(zhuǎn)子4，轉(zhuǎn)子4隔著定子1的內(nèi)徑側(cè)的空隙8配置，在轉(zhuǎn)子4的中心設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸7。在構(gòu)成轉(zhuǎn)子4的背軛5的外徑面，沿周向交替配置有極性彼此不同的永久磁鐵6。在圖中所示的轉(zhuǎn)子4中，永久磁鐵6的極數(shù)為10極，在10極的轉(zhuǎn)子4中，1個(gè)磁極的寬度為36°的機(jī)械角度。
[0062]永久磁鐵6例如使用比較便宜且磁力較低的材料(鐵氧體磁鐵等)，在將同步電動機(jī)10用于輸出比較小的鼓風(fēng)機(jī)等的情況下，使用瓦狀的燒結(jié)磁鐵以作為永久磁鐵6。此外，在永久磁鐵6中也可以使用將混合有樹脂和磁粉的材料成型為環(huán)狀的粘結(jié)磁鐵。由于鐵氧體磁鐵比稀土類磁鐵便宜，所以在使用鐵氧體磁鐵作為永久磁鐵6的情況下，能夠降低成本并且降低后述的激振力。
[0063]定子1具有形成為環(huán)狀的定子鐵芯3和被供應(yīng)有來自外部的電力的繞組2。
[0064]定子鐵芯3具有軛鐵34和多個(gè)齒部30、31、32，在定子鐵芯3的內(nèi)周側(cè)，沿周向等角度間隔地設(shè)置有9個(gè)齒部30、31、32。在圖中所示的定子1，各齒部30、31、32以定子鐵芯3的軸心A為中心按40°的機(jī)械角度配置。
[0065]在由軛鐵34、相鄰的各齒部30、31、32以及各齒部的前端部30b、31b、32b包圍的部分形成有槽35。在圖中所示的定子鐵芯3中設(shè)置有9個(gè)槽35。
[0066]在相鄰的各齒部的前端部30b、31b、32b的周向端部30bl、31bl、32bl彼此對置的部分，形成有用于將繞組2插入槽35中的槽開口部33&1、33&2、3313。在圖中所示的定子鐵芯3中，是以各槽開口部33al、33a2、33b為相同寬度的方式構(gòu)成的，不過，各槽開口部33al、33a2、33b的寬度可以是包含誤差范圍的大致相同的寬度。
[0067]構(gòu)成U相、V相、W相各相的3個(gè)齒部組中，卷繞于設(shè)置在中央的中央齒部30的繞組2的方向，與卷繞于設(shè)置在中央齒部30的兩側(cè)的兩側(cè)齒部31、32的繞組2的方向相反。在構(gòu)成U相的3個(gè)齒部30、31、32，集中地配置有構(gòu)成1]相的繞組2。同樣，在構(gòu)成￥相的3個(gè)齒部30、31、32，集中地配置有構(gòu)成V相的繞組2，在構(gòu)成W相的3個(gè)齒部30、31、32，集中地配置有構(gòu)成W相的繞組2。
[0068]在本實(shí)施方式涉及的同步電動機(jī)10中，構(gòu)成各相的齒部組的中央齒部30的前端部30b的周