[发明专利]电动机的定子以及电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机的定子以及具备该定子的电动机。

背景技术

在用于空调设备的压缩机等的无刷电动机（brushless motor）（IPM电动机）等电动机中，作为用于进行变速驱动的方法，已知使用根据规定的载波（carrier）频率来改变脉冲（pulse）波的占空比（duty ratio）从而进行调制的PWM驱动方式。在PWM驱动方式中，为了得到在电动机中流动的电流波形而利用具有比该电流波形高的频率的载波频率来进行调制，因此，PWM中的载波频率的高次谐波成分会与电流波形重叠。

在此，电动机的损耗被分为表示将铁芯磁化时的损耗的铁损以及表示励磁时绕组（coil）的电阻所导致的损耗的铜损。其中的铁损是由铁芯的磁特性所引起的磁滞损耗（hysteresis loss）与铁芯内的电磁感应所导致的涡流损耗相加而成的，无论是磁滞损耗还是涡流损耗，都是用于使电动机旋转的交变磁通（交变电流）的频率越高，损耗的比率越大，这是已知的。因而，当载波频率的高次谐波成分与在电动机中流动的交变电流重叠时，由于该高次谐波成分的电流而产生了高次谐波磁通，因此，造成了铁损增大的结果。特别是PWM驱动中的载波频率与无刷电动机的小型化和高输出化相应地有变高的趋势，这种铁损的增大所导致的效率恶化愈发成为问题。

针对这种问题，已知有如下结构：为了抑制由于进行PWM驱动而产生的高次谐波磁通，在定子的磁轭（yoke）的局部处设置与其它部位相比应力不同的应力变化部位（例如参照专利文献1）。具体地说，例如在磁轭的外周面和内周面的局部处设置切口部、铆接部等，通过热套配合等将定子固定于机壳内，由此，在该切口部、铆接部等处使压缩应力增加。

专利文献1：日本特开2010-158095号公报

发明内容

发明要解决的问题

图9是表示对以往的定子中的应力分布进行分析所得的结果的图。在图9中，以如下方式表示：颜色越深（色调越暗），所施加的应力越大。如图9所示可知，在如专利文献1那样的以往的定子中，通过热套配合等将定子固定于机壳内，由此，在与其内侧的齿部相比压缩应力高的磁轭的局部处，由于应力变化部位而施加有更高的应力。

然而，指出了以下的问题：在通过热套配合将定子固定于机壳内时，当磁轭内的应力增加时，无论交变磁通的频率如何铁损都显著变大（例如参照佐藤光彦、金子清一、富田睦雄、道木慎二、大熊繁《利用了电工钢板的物理特性来减少由于热套配合配合所引起的损失的定子形状的改进（焼嵌めによる損失を低減するための電磁鋼板の特性を用いた固定子形状の改善）》日本电气学会论文志D（IEEJ Trans.IA，Vol.127，No.1，2007pp.60-68））。因而，当通过构成为如专利文献1那样的结构来提高磁轭处的压缩应力时，存在以下担忧：即使能够局部地抑制高次谐波磁通，整体的铁损却反而会增加。

本发明用于解决这种以往的问题，其目的在于提供一种电动机的定子以及具备该定子的电动机，该电动机的定子能够降低电动机中产生的铁损从而得到高效率的电动机。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案所涉及的电动机的定子具备：筒状的磁轭；以及齿部，其具有延伸部和宽部，该延伸部从上述磁轭向该磁轭的径向（以下只称为径向）内侧延伸，该宽部形成为在该延伸部的顶端沿上述磁轭的周向（以下只称为周向）拓宽；上述延伸部的局部处设置有比该延伸部的其它部位窄的窄部。

采用上述结构，齿部的局部处设置有比延伸部的其它部位窄的窄部，因此，在该窄部处穿过齿部的磁通密度变高而产生局部磁饱和，高次谐波磁通被过滤（filtering）。此时，齿部处没有产生应力，因此，也能够防止由于作用于定子的压缩应力增加而导致铁损增加的情况。而且，通过在定子之中磁通密度相对较高的齿部处设置窄部，能够有效地仅将高次谐波磁通过滤而去除。因而，能够降低电动机中产生的铁损从而得到高效率的电动机。

上述窄部也可以形成为周向上的宽度比上述延伸部的其它部位的周向上的宽度窄。

上述延伸部也可以具有恒宽部和上述窄部，该恒宽部以周向上的宽度恒定的方式沿径向呈直线状延伸，该窄部的周向上的宽度比上述恒宽部的周向上的宽度小。由此，在恒宽部处能使交变磁通易于流过，同时能够在周向上的宽度比该恒宽部小的窄部处有效地抑制高次谐波磁通。