專利名稱：壓縮機用單相感應(yīng)電動機、壓縮機以及制冷循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的壓縮機用單相感應(yīng)電動機及壓縮機。
背景技術(shù)：
在用于空調(diào)機等制冷空調(diào)裝置的壓縮機中，驅(qū)動壓縮機構(gòu)的電動機使用無刷直流 馬達、感應(yīng)電動機。感應(yīng)電動機有三相感應(yīng)電動機和單相感應(yīng)電動機。在壓縮機使用感應(yīng)電動機的情 況下，三相感應(yīng)電動機由于起動轉(zhuǎn)矩大，因此有關(guān)起動的問題少。但單相感應(yīng)電動機的起動 轉(zhuǎn)矩小。一旦為了提高效率而減少二次電阻，則起動轉(zhuǎn)矩就不夠。因此，為了確保起動轉(zhuǎn)矩， 除了運轉(zhuǎn)電容器以外，增加起動電容器，或者使主繞組和輔助繞組的相位從90°錯開。并 且，加大轉(zhuǎn)子的二次電阻，增加起動轉(zhuǎn)矩。但是，增加起動電容器的方法導(dǎo)致零件價格提高。并且，使主繞組和輔助繞組的相 位從90°錯開的方法不能通過定子鐵心的槽數(shù)實現(xiàn)。而且，加大轉(zhuǎn)子的二次電阻的方法使 運轉(zhuǎn)中的效率降低。因此，作為不以效率、成本為代價地改良起動轉(zhuǎn)矩的方法，具有使用由內(nèi)層槽和外 層槽形成轉(zhuǎn)子槽的形狀的雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的方法。雙鼠籠式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子的外周側(cè)形成外層 槽，在外層槽的內(nèi)側(cè)形成內(nèi)層槽。外層槽一般截面積比內(nèi)層槽的截面積小，二次電阻大。使用雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的電動機，在起動時，由于定子的磁通與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的相 對速度大，因此通過集膚效應(yīng)，電流在外層鋁棒流動，電流幾乎不向內(nèi)層鋁棒流動。因此，鋁 棒的電阻增大，二次電阻增大。為了產(chǎn)生所要求的起動轉(zhuǎn)矩，所需的二次電阻利用外層鋁棒 的電阻獲得。為了提高壓縮機運轉(zhuǎn)中的效率，二次電阻越小越好。在運轉(zhuǎn)中，由于電流也在內(nèi)層 槽流動，因此相當于鋁棒的電流流動面積增加，二次電阻減小。專利文獻1 日本特表2007-538490號公報專利文獻2 國際公開WO 2007/116431號公報專利文獻3 日本特開昭58-(^6555號公報專利文獻4 日本特開昭59-178934號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，雙鼠籠式感應(yīng)電動機與普通的鼠籠式(單鼠籠式)感應(yīng)電動機相比，具有雜 散負荷損耗增加，效率降低的問題。雜散負荷損耗的原因之一是異步寄生轉(zhuǎn)矩。該異步寄生轉(zhuǎn)矩是通過定子側(cè)的磁通 的高次諧波成分對在轉(zhuǎn)子側(cè)的導(dǎo)體部內(nèi)感應(yīng)的感應(yīng)電流附加高次諧波成分而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。包含于定子磁通中的高次諧波磁通，即使在壓縮機運轉(zhuǎn)時，與雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)速度的相對速度也大，通過集膚效應(yīng)，高次諧波感應(yīng)電流容易在外層槽流動，由于雙鼠籠 式轉(zhuǎn)子的外層槽的二次電阻高，因此高次諧波感應(yīng)電流的產(chǎn)生多于一般鼠籠式轉(zhuǎn)子，異步寄生轉(zhuǎn)矩增大。并且，由于雙鼠籠式轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的高次諧波成分增加，高次諧波二次銅損增大。并且，由于雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的磁通的高次諧波成分增加，高次諧波鐵損也增大。并且，雙鼠籠槽的槽表面積大于普通鼠籠，因此表面產(chǎn)生的渦電流增大。并且，雜散負荷損耗的原因之一是轉(zhuǎn)子鐵心和鋁棒的短路(絕緣不良)、鋁棒之間 的短路。雙鼠籠式轉(zhuǎn)子與槽截面積相同的普通鼠籠式轉(zhuǎn)子相比，轉(zhuǎn)子鐵心與導(dǎo)體部的接觸 面積增大，比普通鼠籠容易引起絕緣不良。并且，在外層槽與內(nèi)層槽的連接部、外層槽與內(nèi) 層槽之間的薄壁部易發(fā)生鋁棒之間的短路。本發(fā)明可得到高效率的雙鼠籠式電動機。本發(fā)明的壓縮機用電動機是壓縮機用單相感應(yīng)電動機，與壓縮制冷劑的壓縮元件 一起收納于密閉容器內(nèi)部，通過驅(qū)動軸與上述壓縮元件連接，驅(qū)動該壓縮元件，其特征在 于，所述壓縮機用單相感應(yīng)電動機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子固定于所述密閉容器的內(nèi)周部，具 有在多個槽中卷繞成多層的主繞組和輔助繞組的兩極；上述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子內(nèi)側(cè)，具 有轉(zhuǎn)子鐵心和雙鼠籠式導(dǎo)體，所述雙鼠籠式導(dǎo)體具有二次導(dǎo)體和端環(huán)，上述二次導(dǎo)體鑄入 所述轉(zhuǎn)子鐵心并具有外層二次導(dǎo)體和內(nèi)層二次導(dǎo)體；端環(huán)與所述二次導(dǎo)體電連接，對于所 述定子的輔助繞組，如果將一極的層數(shù)/槽數(shù)設(shè)為k，則在1/8 < k < 1/4的范圍內(nèi)卷成多 層?？山档碗p鼠籠式感應(yīng)電動機的高次諧波二次銅損、雜散負荷損耗，可得到高效率 的感應(yīng)電動機。


圖1是表示第一實施方式的圖，是旋轉(zhuǎn)式壓縮機的剖視圖。圖2是表示第一實施方式的圖，是表示電動機元件100的橫剖視圖(圖1的A-A 剖視圖)。圖3是表示第一實施方式的圖，是表示轉(zhuǎn)子11的立體圖。圖4是表示第一實施方式的圖，是表示轉(zhuǎn)子的槽形狀的放大圖。圖5是表示第一實施方式的圖，是表示輔助繞組的層數(shù)和磁動勢分布的關(guān)系的 圖。圖6是表示第一實施方式的圖，是表示雙鼠籠式電動機與普通鼠籠式電動機的二 次銅損減少率的圖。圖7是表示第一實施方式的圖，是表示輔助繞組的高次諧波含有率的圖。圖8是表示第四實施方式的圖，是使用旋轉(zhuǎn)式壓縮機的制冷循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖9是表示圖2中所示的定子12繞組的圈數(shù)的圖表。圖10是表示圖2中所示的定子12繞組的其他圈數(shù)的圖表。符號說明1 主體部4 密閉容器5 缸體6 上軸承
7下軸承
8驅(qū)動軸
9旋轉(zhuǎn)活塞
10旋轉(zhuǎn)式壓縮機
11轉(zhuǎn)子
Ila轉(zhuǎn)子鐵心
12定子
14吸入消聲器
15吸入管
16排出管
17玻璃端子
20繞組
21導(dǎo)線
30鋁棒
32端環(huán)
50旋轉(zhuǎn)軸
100電動機元件
200縮元件
具體實施例方式第一實施方式圖1是本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機的剖視圖，圖2是本發(fā)明的第一實 施方式的電動機元件的橫剖視圖，圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式的轉(zhuǎn)子的立體圖，圖4 是轉(zhuǎn)子的槽形狀的放大圖，圖5是本發(fā)明的第一實施方式的輔助繞組的磁動勢分布圖，圖6 是表示本發(fā)明的第一實施方式的雙鼠籠式電動機與普通鼠籠式電動機的二次銅損減少率 的圖，圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式的輔助繞組的高次諧波含有率的圖。本實施方式的特征為在旋轉(zhuǎn)式壓縮機等壓縮機中使用的壓縮機用單相感應(yīng)電動 機。旋轉(zhuǎn)式壓縮機的單相感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)是眾所周知的。因此，一面參考圖1 一面 就單缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(壓縮機的一例)的整體結(jié)構(gòu)進行簡單說明。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)式壓縮機10(壓縮機或密閉式壓縮機的一例)是將壓縮元件 200、電動機元件100(稱為壓縮機用電動機或感應(yīng)電動機)以及未圖示的制冷機油收納在 密閉容器4內(nèi)。制冷機油存儲在密閉容器4內(nèi)的底部。制冷機油主要是潤滑壓縮元件200 的滑動部。密閉容器4由主體部1、上盤(皿)容器2以及下盤容器3組成。壓縮元件200由缸體5、上軸承6 (軸承的一例)、下軸承7 (軸承的一例)、驅(qū)動軸 8、旋轉(zhuǎn)活塞9和葉片等構(gòu)成。缸體5在內(nèi)部形成壓縮室。上軸承6、下軸承7封閉缸體5的 兩端開口部(軸向)。并且，上軸承6、下軸承7支撐驅(qū)動軸8的偏心部受到的壓縮負荷。旋 轉(zhuǎn)活塞9與驅(qū)動軸8的偏心部嵌合。葉片在缸體5的槽內(nèi)進行往復(fù)運動，前端與旋轉(zhuǎn)活塞 9接觸。由缸體5、旋轉(zhuǎn)活塞9以及葉片形成壓縮室。
電動機元件100具有固定在密閉容器4的主體部1的定子12和在定子12內(nèi)部旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11。轉(zhuǎn)子11是鑄鋁制的雙鼠籠式轉(zhuǎn)子。驅(qū)動軸8固定在轉(zhuǎn)子11的內(nèi)周。導(dǎo)線21與定子12的繞組20連接。導(dǎo)線21與玻璃端子17連接。玻璃端子17通過焊接固定在密閉容器4上。從外部電源向玻璃端子17供電。旋轉(zhuǎn)式壓縮機10在密閉容器4的外部具有吸入消聲器(7，一)14。吸入消聲 器14是為了防止液體制冷劑被直接吸入旋轉(zhuǎn)式壓縮機10而設(shè)置。吸入消聲器14的吸入 管15與壓縮元件200的缸體5連接。被壓縮元件200壓縮的高溫/高壓的氣體制冷劑通 過電動機元件100，最終從排出管16向外部排出。利用圖2、圖3、圖4說明轉(zhuǎn)子11的結(jié)構(gòu)。圖2是電動機元件100的橫剖視圖，是圖1的A-A剖視圖。轉(zhuǎn)子11由轉(zhuǎn)子鐵心Ila和二次導(dǎo)體構(gòu)成。二次導(dǎo)體由鋁棒30和端環(huán)32構(gòu)成。鋁棒30由截面積小的外層槽和截面積大的內(nèi) 層槽構(gòu)成，稱為雙鼠籠式導(dǎo)體或二次導(dǎo)體。雙鼠籠式導(dǎo)體具有連接了外層槽和內(nèi)層槽的槽 形以及未連接外層槽和內(nèi)層槽的槽形，在本實施方式中是連接了外層槽和內(nèi)層槽的槽形。 對于使用了上述雙鼠籠式導(dǎo)體的轉(zhuǎn)子(稱為雙鼠籠式轉(zhuǎn)子)，將由一個槽構(gòu)成的槽形稱為 普通鼠籠式轉(zhuǎn)子。所有鋁棒30的兩端都與兩個端環(huán)32電連接。轉(zhuǎn)子鐵心Ila是將板厚為0. 1 1. 5mm的電磁鋼板沖壓成規(guī)定的形狀并在軸向?qū)?疊而制造的。圖2所示的定子12用于兩極(例如N極和S極的兩極)的單相感應(yīng)電動機。定子12具有定子鐵心1 和插入定子槽12b的主繞組20b和輔助繞組20a。由主 繞組20b和輔助繞組20a構(gòu)成繞組20。在圖2中，輔助繞組20a的一極的層數(shù)是四層，主繞組20b的一極的層數(shù)是五層。圖2表示先將輔助繞組20a在定子槽12b的深處卷繞，卷繞輔助繞組20a后再卷 繞主繞組20b的情況。另外，在圖2中也可以先將主繞組20b卷繞在定子槽12b的深處，卷繞主繞組20b 后再卷繞輔助繞組20a。為了確保繞組20和定子鐵心1 之間的絕緣，在定子槽12b插入絕緣材料，在圖 2中省略了圖示。如圖2所示，整個定子12形成圓筒形，在圓筒形側(cè)面的四個部位均勻地設(shè)置平面 12c。在A-A剖面上用切掉了圓周的直線表示四個部位的平面12c。在圖2的示例中，定子槽12b的數(shù)量是從槽Sl到S24的M個。不過，這只是一個 示例，槽的數(shù)量不局限于M個。定子鐵心1 是將板厚為0. Imm 1. 5mm的電磁鋼板沖壓 成規(guī)定的形狀并在軸向?qū)盈B、通過鉚接或焊接等進行固定而制造的。對雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的特征進行說明。雙鼠籠式轉(zhuǎn)子的外層槽的截面積小于內(nèi)層槽的截面積，二次電阻大。雙鼠籠式轉(zhuǎn) 子在起動時，由于定子磁通與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的相對速度大，因此通過集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流 容易在二次電阻大的外層槽流動，起動轉(zhuǎn)矩增大。穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時具有以下特征，由于定子磁通 與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的相對速度縮小，因此集膚效應(yīng)減小，感應(yīng)電流容易在整個外、內(nèi)層槽流動，二次電阻降低，效率提高。但是，如上述課題所示，具有雜散負荷損耗大于普通鼠籠的問 題。就降低雙鼠籠式單相感應(yīng)電動機的雜散負荷損耗的方法進行說明。圖9是表示圖2所示的定子12的繞組的圈數(shù)的圖表。圖9表示定子槽12b是24個，與主繞組20b和輔助繞組20a的線圈角是90度的 情況。主繞組20b的一極的第一層繞組在槽Sl和S12上卷繞45個。主繞組20b的一極的第二層繞組在槽S2和Sll上卷繞44個。主繞組20b的一極的第三層繞組在槽S3和SlO上卷繞26個。主繞組20b的一極的第四層繞組在槽S4和S9上卷繞26個。主繞組20b的一極的第五層繞組在槽S5和S8上卷繞9個。主繞組20b的另一極的第一層繞組在槽S13和S24上卷繞45個。主繞組20b的另一極的第二層繞組在槽S14和S23上卷繞44個。主繞組20b的另一極的第三層繞組在槽S15和S22上卷繞26個。主繞組20b的另一極的第四層繞組在槽S16和S21上卷繞26個。主繞組20b的另一極的第五層繞組在槽S17和S20上卷繞9個。主繞組20b的各極的各層的繞組的數(shù)目相同。主繞組20b的各層的繞組的數(shù)目隨著層數(shù)增大而減少。主繞組20b的第一層繞組卷在將24個槽平分后的12個槽中的相距最遠的槽(槽 Sl 禾口 S12)上。主繞組20b的第二層繞組卷在第一層繞組的槽的內(nèi)鄰槽(槽S2和Sll)上。主繞組20b的第三層繞組卷在第二層繞組的槽的內(nèi)鄰槽(槽S3和S10)上。主繞組20b的第四、第五層繞組也同樣卷在內(nèi)鄰槽上。輔助繞組20a的一極的第一層繞組在槽S7和S18上卷繞40個。輔助繞組20a的一極的第二層繞組在槽S8和S17上卷繞36個。輔助繞組20a的一極的第三層繞組在槽S9和S16上卷繞33個。輔助繞組20a的一極的第四層繞組在槽SlO和S15上卷繞13個。輔助繞組20a的另一極的第一層繞組在槽S19和S6上卷繞40個。輔助繞組20a的另一極的第二層繞組在槽S20和S5上卷繞36個。輔助繞組20a的另一極的第三層繞組在槽S21和S4上卷繞33個。輔助繞組20a的另一極的第四層繞組在槽S22和S3上卷繞13個。輔助繞組20a的各極的各層的繞組的數(shù)目相同。輔助繞組20a的各層的繞組的數(shù)目隨著層數(shù)增大而減少。輔助繞組20a的第一層繞組卷在了如下的槽(S7和S18)上，該槽(槽S7和S18) 是從卷繞了主繞組20b的第一層繞組的槽(槽Sl和S12)錯開90度的線圈角的槽，且是將 24個槽平分后的12個槽中相距最遠的槽。輔助繞組20a的第二層繞組卷在第一層繞組的槽的內(nèi)鄰槽(槽S8和S17)上。輔助繞組20a的第三、第四層繞組也同樣卷在內(nèi)鄰槽上。主繞組20b的繞組直徑為1. 05mm。
輔助繞組20a的繞組直徑為0. 95mm。卷繞主繞組20b和輔助繞組20a的定子槽12b有槽S3、S4和S5。在槽S3、S4和S5中，主繞組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞組截面積 總和之比在槽S5中最小。槽S5的主繞組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞組截面積總和之比大 約為25%。在先卷繞輔助繞組20a后卷繞主繞組20b的情況下，從繞線機的繞線操作和制造 操作的觀點來看，期望在剩余定子槽12b面積的25%以上的狀態(tài)下卷繞之后要卷繞的繞組。因此，在主繞組20b的繞組截面積總和(也稱為主繞組20b的截面積)與輔助繞 組20a的繞組截面積總和(也稱為輔助繞組20a的截面積)之比為最小的槽S5中，使主繞 組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞組截面積總和之比為25%以上。圖10是表示輔助繞組20a的繞組直徑為0. 85mm時的繞組的圈數(shù)的圖表。圖10與圖9的輔助繞組20a的數(shù)量不同。也可根據(jù)所需規(guī)格改變繞組的直徑和 數(shù)量。但在圖10中，在主繞組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞組截面積總和之 比為最小的槽S5中，也使主繞組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞組截面積總和 之比為25%以上。在圖10的槽S5中，主繞組20b的繞組截面積總和與輔助繞組20a的繞 組截面積總和之比大約為26%。圖5是本發(fā)明的第一實施方式的輔助繞組的磁動勢分布圖。圖5表示在定子12上，定子槽為24、輔助繞組的一極的層數(shù)為二層至四層的輔助 繞組的磁動勢分布圖。輔助繞組的一極的層數(shù)是兩層的情況下，輔助繞組的磁動勢分布為一層凸形。輔助繞組的一極的層數(shù)是三層的情況下，輔助繞組的磁動勢分布為兩層凸形。輔助繞組的一極的層數(shù)是四層的情況下，輔助繞組的磁動勢分布為三層凸形，三 層凸形的各凹部與正弦波的曲線重合。雖然未進行圖示，但輔助繞組的一極的層數(shù)為五層的情況下，輔助繞組的磁動勢 分布是四層凸形，四層凸形的各凹部與正弦波的曲線重合。雖然未進行圖示，但輔助繞組的一極的層數(shù)為六層的情況下，輔助繞組的磁動勢 分布是五層凸形，五層凸形的各凹部與正弦波的曲線重合。這樣，輔助繞組的一極的層數(shù)越多，輔助繞組的磁動勢分布越接近正弦波。圖6是表示本發(fā)明的第一實施方式的雙鼠籠式電動機與普通鼠籠式電動機的二 次銅損減少率的圖。圖6的框上側(cè)的分數(shù)表示輔助繞組的一極的層數(shù)/槽數(shù)，表示定子槽為24，輔助繞 組的一極的層數(shù)為二層至六層的情況。向右下傾斜的實線表示雙鼠籠式電動機的二次銅損 減少率。向右下傾斜的虛線表示普通鼠籠式電動機的二次銅損減少率。向右上傾斜的實線 是雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率與普通鼠籠式電動機的二次銅損減少率之差，表示雙 鼠籠式電動機的二次銅損減少率的效果。在輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層時，雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率與普通鼠 籠式電動機的二次銅損減少率沒有差別。
在圖6中，將輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層時的二次銅損值設(shè)為100% (二次銅損 減少率為0% )。在輔助繞組的一極的層數(shù)為三層時，雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率與普通鼠 籠式電動機的二次銅損減少率都有所增加，產(chǎn)生差別。在輔助繞組的一極的層數(shù)為四層時，雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率與普通鼠 籠式電動機的二次銅損減少率都有所增加，差別稍擴大。在輔助繞組的一極的層數(shù)為五層和六層時，雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率與 普通鼠籠式電動機的二次銅損減少率幾乎是水平傾向，但就二次銅損減少率而言，雙鼠籠 式電動機的二次銅損減少率更好。這樣，輔助繞組的一極的層數(shù)越多，二次銅損減少率越高，如果是五層和六層，則 幾乎是水平傾向地增加。如果輔助繞組的一極的層數(shù)到五層或六層，則雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率 大約為68%，普通鼠籠式電動機的二次銅損減少率大約為54%，可以看到改善了大約14% 的二次銅損減少率。輔助繞組的一極的層數(shù)為三層、四層、五層的雙鼠籠式電動機的二次銅損減少率 分別為大約50%、大約66%、大約68%，可以看到二次銅損減少率的改善。如圖6所示，輔助繞組的層數(shù)越多，高次諧波含有率越低，二次銅損越少。如果設(shè) 輔助繞組的一極的層數(shù)/槽數(shù)為k，則雙鼠籠式電動機在1/8 <k^l/4的范圍相對于普通 鼠籠式電動機的減少效果大。尤其是在1/6 < k < 1/4(4/246/24)的范圍內(nèi)減少 效果更大。更加尤其是在1/5 < k < 1/4(4. 8/24 6/24)的范圍內(nèi)減少效果進一步 增大。在槽數(shù)是24的情況下，輔助繞組的層數(shù)在三層到六層的范圍減少效果大。尤其是 輔助繞組的層數(shù)在四層到六層的范圍減少效果更大。圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式的輔助繞組的高次諧波含有率的圖。圖7的框上側(cè)的分數(shù)表示輔助繞組的一極的層數(shù)/槽數(shù)，表示定子槽為24、輔助繞 組的一極的層數(shù)為二層至六層的情況。向右下傾斜的實線表示雙鼠籠式電動機的高次諧波 含有率。在圖7中，將輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層時的高次諧波含有率設(shè)為100%。在輔助繞組的一極的層數(shù)為三層時，與為兩層時相比，雙鼠籠式電動機的高次諧 波含有率降低。在輔助繞組的一極的層數(shù)為四層時，雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率與三層時 相比更低。在輔助繞組的一極的層數(shù)為五層時，比四層稍微低。在輔助繞組的一極的層數(shù)為六層時，雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率幾乎是水 平傾向地減少。輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層和三層時的雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率的 比大致為5比3。輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層和四層時的雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率的 比大致為5比1. 5，可以看到雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率大約改善了 70%的高次諧波含有率。輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層和五層時的雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率的 比大致為5比1. 3，可以看到雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率大約改善了 74%的高次諧 波含有率。輔助繞組的一極的層數(shù)為兩層和六層時的雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率的 比大致為5比1. 2，可以看到雙鼠籠式電動機的高次諧波含有率大約改善了 76%的高次諧 波含有率。如圖7所示，輔助繞組的層數(shù)增多，高次諧波含有率降低。如果將輔助繞組的一極 的層數(shù)/槽數(shù)設(shè)為k，則雙鼠籠式電動機在1/8 < k < 1/4的范圍內(nèi)相對于普通鼠籠式電動 機，減少效果增大。尤其是在1/6 < k < 1/4(4/246/24)的范圍內(nèi)減少效果更大。 更加尤其是在1/5 < k < 1/4(4. 8/24 6/24)的范圍內(nèi)，減少效果進一步增大。在槽數(shù)是24的情況下，輔助繞組的層數(shù)在三層到六層的范圍減少效果大。尤其是 輔助繞組的層數(shù)在四層到六層的范圍減少效果更大。如圖6和圖7所示，隨著輔助繞組的層數(shù)從四層到六層，減少效果逐漸增大。因此， 從減少效果看，五層比四層好，六層比五層好。但是，由于輔助繞組的層數(shù)增加，裝置結(jié)構(gòu)、制造方法有可能變得復(fù)雜，從裝置結(jié) 構(gòu)、制造方法來看，五層比六層好，四層比五層好。如上所述，本實施方式的壓縮機用單相感應(yīng)電動機是一種壓縮機用電動機，與壓 縮制冷劑的壓縮元件一起收納于密閉容器內(nèi)部，通過驅(qū)動軸與壓縮元件連接來驅(qū)動壓縮元 件，其特征在于，該壓縮機用單相感應(yīng)電動機包括定子、轉(zhuǎn)子和雙鼠籠式導(dǎo)體，定子固定于 密閉容器的內(nèi)周部；轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)側(cè)，具有轉(zhuǎn)子鐵心；雙鼠籠式導(dǎo)體由二次導(dǎo)體和端 環(huán)形成，二次導(dǎo)體具有鑄入轉(zhuǎn)子鐵心的外層二次導(dǎo)體和內(nèi)層二次導(dǎo)體，為了降低雙鼠籠式 轉(zhuǎn)子的異步寄生轉(zhuǎn)矩，使定子側(cè)的磁通接近正弦波，降低高次諧波含有率，如果將輔助繞組 的一極的層數(shù)/槽數(shù)設(shè)為k，則該壓縮機用單相感應(yīng)電動機由在1/8 < k < 1/4的范圍的輔 助繞組的層數(shù)和槽數(shù)構(gòu)成。第二實施方式第二實施方式與第一實施方式相比，使轉(zhuǎn)子的鋁棒帶有螺旋。通過設(shè)置螺旋，可降 低鋁棒兩端的η次高次諧波感應(yīng)電壓，可降低高次諧波形成的異步寄生轉(zhuǎn)矩。在異步寄生 轉(zhuǎn)矩大的雙鼠籠式電動機中，可得到大于普通鼠籠式電動機的效果。第三實施方式第三實施方式與第一實施方式相比，對轉(zhuǎn)子鐵心進行發(fā)藍處理。雙鼠籠式轉(zhuǎn)子與 普通鼠籠式轉(zhuǎn)子相比，由于鐵心與二次導(dǎo)體的接觸面積大，因此雜散損耗或高次諧波二次 銅損、渦流損耗大。通過進行發(fā)藍處理，在轉(zhuǎn)子槽的表面形成絕緣膜，可防止鐵心與二次導(dǎo) 體的短路、二次導(dǎo)體間的短路而引起的轉(zhuǎn)矩降低，可減少雜散損耗、渦流損耗。第四實施方式圖8是使用第一實施方式至第三實施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機10的制冷循環(huán)裝置的 結(jié)構(gòu)圖。制冷循環(huán)裝置例如是空調(diào)機。旋轉(zhuǎn)式壓縮機10與電源18連接。運轉(zhuǎn)電容器連接 在旋轉(zhuǎn)式壓縮機10的單相感應(yīng)電動機的輔助繞組20a與電源18之間。從電源18向旋轉(zhuǎn) 式壓縮機10供電，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式壓縮機10。制冷循環(huán)裝置(空調(diào)機)由旋轉(zhuǎn)式壓縮機10、轉(zhuǎn)換制冷劑的流動方向的四通閥、室外熱交換器、節(jié)流裝置(減壓裝置)、室內(nèi)熱交換器等構(gòu) 成。這些由制冷劑管連接。制冷循環(huán)裝置(空調(diào)機)例如在制冷運轉(zhuǎn)時，制冷劑如圖8的箭頭所示地流動。室 外熱交換器成為冷凝器。室內(nèi)熱交換器成為蒸發(fā)器。雖然未進行圖示，制冷循環(huán)裝置(空調(diào)機)在供暖運轉(zhuǎn)時，制冷劑向圖8的箭頭方 向的反方向流動。通過四通閥轉(zhuǎn)換制冷劑的流動方向。此時，室外熱交換器成為蒸發(fā)器。室 內(nèi)熱交換器成為冷凝器。制冷劑使用以R134a、R410a、R407c等為代表的HFC類制冷劑以及以R744 (CO2)、 R717(氨)、R600a(異丁烷)、R290(丙烷)等為代表的自然制冷劑。制冷機油使用以烷基苯 類油為代表的弱相溶性的油或以酯油為代表的相溶性的油。壓縮機除了旋轉(zhuǎn)式(回轉(zhuǎn)式)， 也可使用往復(fù)式、渦旋式等。通過將安裝有上述雙鼠籠式感應(yīng)電動機的旋轉(zhuǎn)式壓縮機10用于制冷循環(huán)，可提 高制冷循環(huán)裝置的性能，使其小型化，價格低。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機用單相感應(yīng)電動機，與壓縮制冷劑的壓縮元件一起收納于密閉容器的內(nèi) 部，通過驅(qū)動軸與所述壓縮元件連接，驅(qū)動該壓縮元件，其特征在于，所述壓縮機用單相感應(yīng)電動機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子固定于所述密閉容器的內(nèi)周部， 具有在多個槽中卷繞成多層的主繞組和輔助繞組的兩極；轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子的內(nèi)側(cè)，具有轉(zhuǎn)子鐵心和雙鼠籠式導(dǎo)體，所述雙鼠籠式導(dǎo)體具有二次導(dǎo)體和端環(huán)，所述二次導(dǎo)體鑄入所述轉(zhuǎn)子鐵心并具有外層 二次導(dǎo)體和內(nèi)層二次導(dǎo)體；所述端環(huán)與所述二次導(dǎo)體電連接，對于所述定子的輔助繞組，如果將一極的層數(shù)/槽數(shù)設(shè)為k，則在1/8 < k < 1/4的范 圍內(nèi)卷成多層。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，所述定子的輔助繞組 以k= 1/6，卷繞多層。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，所述定子具有M個槽，所述定子的輔助繞組的一極的層數(shù)為四層。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，所述定子的輔助繞組， 在1/5 < k彡1/4的范圍內(nèi)卷成多層。
5.如權(quán)利要求4所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，所述定子具有M個槽，所述定子的輔助繞組的一極的層數(shù)為五層或六層。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，所述定子的主繞組的一極的層數(shù)為五層，先將輔助繞組卷繞在所述定子上，然后將主繞組卷繞在所述定子上，使卷繞了主繞組和輔助繞組的槽中、主繞組的截面積和輔助繞組的截面積的比最小的 槽的主繞組的截面積和輔助繞組的截面積的比在25%以上。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，在雙鼠籠 式導(dǎo)體上設(shè)置螺旋。
8.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓縮機用單相感應(yīng)電動機，其特征在于，對雙鼠籠 式轉(zhuǎn)子鐵心的二次導(dǎo)體接觸部進行了發(fā)藍處理。
9.一種壓縮機，其特征在于，使用了權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓縮機用單相感應(yīng) 電動機。
10.一種制冷循環(huán)裝置，使用了權(quán)利要求9所述的壓縮機。
全文摘要
本發(fā)明提供壓縮機用單相感應(yīng)電動機、壓縮機以及制冷循環(huán)裝置，其目的是使使用了單相感應(yīng)電動機的密閉式壓縮機的高效率化。對于雙鼠籠式感應(yīng)電動機，由高次諧波帶來的異步轉(zhuǎn)矩的影響大。如果設(shè)輔助繞組的一極的層數(shù)/槽數(shù)為k，則通過選擇1/8＜k≤1/4的范圍的輔助繞組的層數(shù)與槽數(shù)的組合，可實現(xiàn)降低異步轉(zhuǎn)矩，提高效率。
文檔編號H02K17/18GK102130553SQ20101050953
公開日2011年7月20日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者及川智明, 堤貴弘, 山川健, 風間修 申請人:三菱電機株式會社