JP2004173366A

JP2004173366A - Single-phase induction motor

Info

Publication number: JP2004173366A
Application number: JP2002334106A
Authority: JP
Inventors: Kazumaru Nakajima; 和圓中島; Hiroyuki Miyajima; 広行宮島
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP4234982B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single-phase induction motor that can effectively improve the efficiency of the motor. <P>SOLUTION: Positions of the inclined teeth 16c, 16d that partition a main slot 24 accommodating a main coil 20 and an auxiliary slot 26 accommodating an auxiliary coil 22 are moved to the auxiliary slot 26 side so that the main slot 24 becomes large and the auxiliary slot 26 becomes small. Positions of tips of the inclined teeth 16c, 16d are aligned with the same intervals as the tips of other teeth. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単相交流電源から回転磁界を作って回転する単相誘導モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、単相誘導モータにおける最も標準的な固定子鉄心は、固定子鉄心の継鉄部から突出した複数の歯部が均等に放射状に配置されている。
【０００３】
ところが、この標準的な固定子鉄心よりもさらに効率を上げるために、毎極毎相の３スロットの内の１スロットのコイルの断面積を、他のスロットのコイルよりも大きくし、この断面積が大きいコイルが収納されるスロットの深さを他のスロットよりも深くすることにより、コイル全体の電気抵抗値を、ロータの外径寸法及び軸方向が同一で同期出力が等しくなるようにコイルの電気抵抗値よりも小さくしたものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
図３を用いて説明すると、固定子鉄心１００の継鉄部１０２から歯部１０４を円周方向に均等に突出させ、これら歯部１０４，１０４の間に形成されているスロットにおいて、主コイル１０６が収納されるスロット１０８の寸法Ｌを深くし、補助コイル１１０が収納されるスロット１１２の寸法Ｍを浅くしている。これにより、トータルの銅量を同じくしつつ、主コイル１０６の銅量を増やすことにより、主コイル１０６と補助コイル１１０のトータルの銅損を減らすことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４７８１６号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の固定子鉄心１００であると、主コイル１０６が収納されるスロット１０８を深くしたことにより、固定子鉄心１００のリング状の継鉄部１０２の幅が狭くなり、その部分の磁気抵抗が大きくなって、磁化電流を多く流さなければならず、最終的には、主コイル１０６の銅量を増やした効果が相殺されてしまうという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、モータの効率を上げることができる単相誘導モータを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、リング状の継鉄部から複数の歯部が突出した固定子鉄心を有し、前記歯部の間に形成されたスロットに主コイルと補助コイルが収納される固定子を有する単相誘導モータにおいて、前記複数の歯部の先端部の間隔は全て等しく配され、前記主コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る前記歯部を、前記主コイルが収納されるスロットが大きくなり、前記補助コイルが収納されるスロットが小さくなるように、前記継鉄部から突出する前記歯部の基部の位置を前記補助コイルが収納されるスロット側に移動させ、かつ、前記歯部の先端部の位置を他の歯部の先端部同士の間隔と等しくするように配することを特徴とする単相誘導モータである。
【０００９】
請求項２の発明は、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとが隣接する場合には、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部の突出する方向を、前記固定子鉄心の軸心方向と一致していることを特徴とする請求項１記載の単相誘導モータである。
【００１０】
請求項３の発明は、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとが隣接する場合には、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部の突出する方向を、前記固定子鉄心の軸心方向と一致していることを特徴とする請求項１記載の単相誘導モータである。
【００１１】
請求項４の発明は、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとが隣接し、かつ、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとが隣接する場合には、前記複数の歯部の先端部の間隔を全て等しく配し、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部、及び、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部を、前記それぞれの主コイルが収納されるスロット、及び、前記それぞれの補助コイルが収納されるスロットの断面積が、モータの効率が上がるか、または、振動、騒音が低くなるような大きさになるように、前記継鉄部から突出する前記歯部の基部の位置を移動させ、かつ、前記歯部の先端部の位置を他の歯部の先端部同士の間隔と等しくするように配することを特徴とする請求項１記載の単相誘導モータである。
【００１２】
請求項５の発明は、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとが隣接し、かつ、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとが隣接する場合には、前記複数の歯部の先端部の間隔を全て等しく配し、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部、及び、前記主コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部について、前記継鉄部から突出する前記歯部の基部の位置を個々に移動させ、かつ、前記歯部の先端部の位置を他の歯部の先端部同士の間隔と等しくするように配し、前記固定子から発生する回転磁界を正弦波に近い状態にすることを特徴とする請求項１から４のうち少なくとも一項に記載の単相誘導モータである。
【００１３】
請求項６の発明は、前記単相誘導モータがインナーロータ型であり、前記継鉄部の内周部から前記全ての歯部が内方向へ突出していることを特徴とする請求項１から５のうち少なくとも一項に記載の単相誘導モータである。
【００１４】
請求項７の発明は、前記単相誘導モータがアウターロータ型であり、前記継鉄部の外周部から前記全ての歯部が外方向へ突出していることを特徴とする請求項１から５のうち少なくとも一項に記載の単相誘導モータである。
【００１５】
請求項８の発明は、前記単相誘導モータの巻線方式が分布方式、または、トロイダル巻き方式であることを特徴とする請求項１から７のうち少なくとも一項に記載の単相誘導モータである。
【００１６】
【作用】
本発明の単相誘導モータにおいて、スロットの断面積に注目すると、主コイルが収納されるスロットと補助コイルが収納されるスロットの断面積の合計は殆ど変わらず、主コイルが収納されるスロットの断面積が大きくなっている。
【００１７】
一般に単相誘導モータの運転中にコイルに流れる電流は、主コイルの方が補助コイルよりも大きくなることが多い。このことは、主コイルと補助コイルとで同じ銅量を使用していたとすれば、主コイルは電流密度が高くなり、逆に補助コイルは余裕が有り過ぎる状態になることになる。そのため、主コイルと補助コイルが収納されるスロットの断面積に差をつけることにより、主コイルの銅量を増やし、補助コイルの銅量を減らせば、両者の電流密度は近づき、その結果、両コイルのトータルの銅量は殆ど変わらず、トータルの銅損を小さくできる。
【００１８】
また、特許文献１の単相誘導モータのように継鉄部の幅が狭くなることによる問題点も発生しない。
【００１９】
また、単相誘導モータにおいて、振動や騒音を低くすることを重視する場合は、前記主コイルが収納されるスロットと前記主コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部、前記補助コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部、及び、前記主コイルが収納されるスロットと前記補助コイルが収納されるスロットとを仕切る歯部について、前記継鉄部から突出する前記歯部の基部の位置を個々に移動させ、かつ、前記歯部の先端部の位置を他の歯部の先端部同士の間隔と等しくするように配し、前記固定子から発生する回転磁界を正弦波に近い状態にする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例である単相誘導モータ１０について図１に基づいて説明する。
【００２１】
本実施例の単相誘導モータ（以下、単にモータという）１０は、インナーロータ型のかご型単相誘導モータである。このモータ１０は、スロット数が２４、極数が６であり、分布巻き方式のものである。
【００２２】
このモータ１０の固定子１２の構成について図１に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、固定子１２の上半分を図示したものでり、省略された下半分は上半分と上下対称の構成となっている。
【００２４】
リング状の継鉄部１４の内周から、Ｔ字状の歯部１６ａ〜１６ｄが、２４個突出して固定子鉄心１８を構成している。この固定子鉄心１８には、２４個の歯部１６ａ〜１６ｄの間に２４個のスロット２４、２６が形成されている。
【００２５】
本実施例の場合には、分布巻きであるため、それぞれ２個ずつのスロットに主コイル２０と補助コイル２２が収納される。
【００２６】
まず、図１に示すように、２４個の歯部１６ａ〜１６ｄの内周側の先端の間隔は、全て同じ寸法ｅの隙間を開けて、等間隔に突出している。
【００２７】
主コイル２０が収納されるスロット（以下、略して主スロットという）２４と主スロット２４を仕切る歯部（以下、略して主歯部という）１６ａは、固定子鉄心１８の軸芯Ｏへ向かって突出している。すなわち、図１において、軸心方向への線（以下、中心線という）Ａに沿って突出している。
【００２８】
補助コイル２２が収納されるスロット（以下、略して補助スロットという）２６と補助スロット２６とを仕切る歯部（以下、略して補助歯部という）１６ｂも、固定子鉄心１８の軸芯Ｏへ向かって突出している。すなわち、図１において、中心線Ａに沿って突出している。
【００２９】
図１に示すように、主スロット２４と補助スロット２６を仕切る歯部は、主歯部１６ａと補助歯部１６ｂとは異なり、中心線Ａに沿って突出していない。以下、詳しく説明する。
【００３０】
まず、主スロット２４が左側に、補助スロット２６が右側に位置するように仕切る歯部（以下、略して傾斜歯部という）１６ｃについて説明する。
【００３１】
この傾斜歯部１６ｃの基部、すなわち、継鉄部１４から突出している位置が、補助スロット２６側に位置し、傾斜歯部１６ｃの先端の間隔は、他の主歯部１６ａと補助歯部１６ｂの先端の間隔と同じ寸法ｅで配列されている。これにより、中心線Ａに対し時計回りの方向にθ°（例えば、θ°＝１０°）だけ傾いた線Ｃ（以下、傾斜線Ｃという）に沿って突出している。
【００３２】
次に、右側に主スロット２４があり、左側に補助スロット２６がある傾斜歯部１６ｄは、中心線Ａに対し−θ°（例えば、−θ°＝−１０°）傾いた線Ｄ（以下、傾斜線Ｄという）に沿って突出している。
【００３３】
そして、主歯部１６ａが６本、補助歯部１６ｂが６本、傾斜線Ｃに沿って突出した傾斜歯部１６ｃが６本、傾斜線Ｄに沿って突出した傾斜歯部１６ｄが６本配されている。
【００３４】
上記のような傾斜歯部１６ｃ、１６ｄを用いることにより、主スロット２４の断面積が大きくなる一方、補助スロット２６の断面積が小さくなる。そのため、主スロット２４に収納されている主コイル２０の銅量が大きくなり、逆に補助スロット２６に収納されている補助コイル２２の銅量が小さくなる。
【００３５】
また、各歯部１６ａ〜１６ｄの先端部同士の間隔は等しいため、かご型回転子側から見れば歯部１６ａ〜１６ｄは均等に配置されており、固定子１２が生成する回転磁界としては、従来の標準的な歯部が均等に配置されたものと同等のものが得られる。したがって、傾斜歯部１６ｃ、１６ｄを倒したことによるモータ特性に対する悪影響を与えることがない。
【００３６】
さらに、傾斜歯部１６ｃ、１６ｄを傾斜させることにより、主スロット２４と補助スロット２６の断面積の合計が殆ど変わらず、主スロット２４の断面積が大きくなっている。一般に、モータの運転中にコイルに流れる電流は主コイル２０の方が補助コイル２２よりも大きくなることが多い。このことは、主コイル２０と補助コイル２２とで同じ銅量を使用していたとすれば、主コイル２０は電流密度が高くなり、逆に補助コイル２２は余裕が有り過ぎる状態になることになる。そのため、主スロット２４と補助スロット２６の断面積に差をつけることにより、主コイル２０の銅量を増やし、補助コイル２２の銅量を減らせば、両者の電流密度は近づき、その結果、両コイルのトータルの銅量は殆ど変わらず、トータルの銅損を小さくすることができる。そして、材料費も寸法も上げること無く効率の良いモータを提供することができる。また、継鉄部１４の面積は変わらないため、それによる損失は無い。
【００３７】
なお、モータ１０の効率を重視する場合には、モータ効率が上がるように主スロット２６の断面積の大きさを大きく設定する。そのために、主コイルの径は変わらないため、主スロット２６に収納する主コイル２０を増加させるために、主スロット２６の断面積を大きくするように傾斜線Ｃと傾斜線Ｄの傾きθ、−θを決定して、モータ１０の効率を上げる。
【００３８】
（第２の実施例）
次に、低振動や低騒音を重視する４８スロット、６極のモータ１０について図２に基づいて説明する。
【００３９】
所定のモータ１０の効率を有しつつ、低振動や低騒音を重視する場合には、固定子１２から発生する回転磁界を正弦波に近い状態にするのが好ましい。
【００４０】
そのため、第１の実施例では、全ての傾斜歯部１６ｃ、１６ｄの傾きはθ、または、−θで全て同じ傾きであった。
【００４１】
しかし、本実施例では、主スロット２４と補助スロット２６とを仕切る４８本の歯部の傾きを歯部毎に異なった傾きで傾斜させる。
【００４２】
具体的に、図２に基づいて説明する。
【００４３】
図２は、４８スロット、６極のモータ１０の固定子鉄心１８をわかりやすく簡略化した図であって、リング状の継鉄部１４を省略し、Ｔ字状の歯部１６ａ〜１６ｄを一点鎖線で表す。
【００４４】
また、主スロット２４は略して「主ス」と表示し、補助スロット２６は略して「補ス」と表示する。
【００４５】
さらに、補助スロット２６と隣接していない主スロット２４，２４同士を仕切る主歯部を主歯部１６ａと表示する。
【００４６】
補助スロット２６と隣接している主スロット２４と隣接していない主スロット２４を仕切る主歯部を主歯部１６ａ^＋、主歯部１６ａ⁻と表示する。
【００４７】
主スロット２４と隣接していない補助スロット２６，２６同士を仕切る補助歯部を補助歯部１６ｂと表示する。
【００４８】
主スロット２４と隣接している補助スロット２６と隣接していない補助スロット２６を仕切る補助歯部を補助歯部１６ｂ^＋、補助歯部１６ｂ⁻と表示する。
【００４９】
主スロット２４と補助スロット２６とを仕切る歯部を傾斜歯部１６ｃ，１６ｄと表示する。
【００５０】
４８個の歯部１６ａ〜１６ｄの内周側の先端の間隔は、全て同じ隙間を開けて、等間隔に突出している。
【００５１】
補助スロット２６と隣接していない主スロット２４，２４同士を仕切る主歯部１６ａは、軸心方向に突出し、すなわち、中心線に沿って突出している。
【００５２】
補助スロット２６と隣接している主スロット２４と隣接していない主スロット２４を仕切る主歯部１６ａ^＋は、中心線に対してθ_２だけ傾斜している。
【００５３】
補助スロット２６と隣接している主スロット２４と隣接していない主スロット２４を仕切る主歯部１６ａ⁻は、中心線に対して−θ_２だけ傾斜している。
【００５４】
主スロット２４と隣接していない補助スロット２６，２６同士を仕切る補助歯部１６ｂは、中心線に沿って突出している。
【００５５】
主スロット２４と隣接している補助スロット２６と隣接していない補助スロット２６を仕切る補助歯部１６ｂ^＋は、中心線に対してθ_２だけ傾斜している。
【００５６】
主スロット２４と隣接している補助スロット２６と隣接していない補助スロット２６を仕切る補助歯部１６ｂ⁻は、中心線に対して−θ_２だけ傾斜している。
【００５７】
主スロット２４と補助スロット２６とを仕切る歯部を傾斜歯部１６ｃは、中心線に対してθ_１だけ傾斜している。
【００５８】
主スロット２４と補助スロット２６とを仕切る歯部を傾斜歯部１６ｄは、中心線に対して−θ_１だけ傾斜している。
【００５９】
本実施例であると、主スロット２４と補助スロット２６とを仕切る４８本の歯部の傾きを歯部毎に異なった傾きで傾斜させて、主スロット２４と補助スロット２６の断面積を変化させ、固定子１２から発生する回転磁界を正弦波に近い状態にする。これにより、モータ１０の低振動や低騒音を実現する。
【００６０】
（変更例１）
上記各実施例では、インナーロータ型モータにおいて説明したが、これに代えて、アウターロータ型モータにおいても使用できる。
【００６１】
この場合には、リング状の継鉄部１４の外周から外方向に放射状に突出する歯部１６の傾斜角を設けて、主スロット２４が大きくなり、補助スロット２６が小さくなるようにする。
【００６２】
（変更例２）
上記各実施例では、分布巻き方式であったが、これに代えてトロイダル巻き方式でもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上により本発明の単相誘導モータであると、主コイルが収納されるスロットの断面積を補助コイルが収納されるスロットの断面積よりも大きくすることにより、両コイルのトータルの銅量を殆ど変えること無く、トータルの銅損を小さくすることができ、モータの効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すモータの固定子の平面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示すモータの固定子の概略説明図である。
【図３】従来のモータの固定子の平面図である。
【符号の説明】
１０モータ
１２固定子
１４継鉄部
１６歯部
１６ａ主歯部
１６ｂ補助歯部
１６ｃ、１６ｄ傾斜歯部
１８固定子鉄心
２０主コイル
２２補助コイル
２４主スロット
２６補助スロット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-phase induction motor that rotates by generating a rotating magnetic field from a single-phase AC power supply.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, the most standard stator core in a single-phase induction motor has a plurality of teeth protruding from a yoke portion of the stator core arranged evenly and radially.
[0003]
However, in order to further increase the efficiency over the standard stator core, the cross-sectional area of the coil of one of the three slots for each pole and phase is made larger than that of the coils of the other slots. By making the depth of the slot in which the larger coil is accommodated deeper than the other slots, the electric resistance of the entire coil is adjusted so that the outer diameter of the rotor and the axial direction are the same and the synchronous output is equal. A device having a smaller electric resistance value has been proposed (Patent Document 1).
[0004]
Referring to FIG. 3, the teeth 104 are uniformly projected in the circumferential direction from the yoke portion 102 of the stator core 100, and the main coil 106 is formed in a slot formed between the teeth 104. The dimension L of the slot 108 for accommodating the auxiliary coil 110 is made deep, and the dimension M of the slot 112 for accommodating the auxiliary coil 110 is made shallow. Thus, the total copper loss of the main coil 106 and the auxiliary coil 110 can be reduced by increasing the copper amount of the main coil 106 while keeping the total copper amount the same.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-247816 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the stator core 100 having the above-described configuration, the width of the ring-shaped yoke portion 102 of the stator core 100 is reduced by increasing the depth of the slot 108 in which the main coil 106 is housed, and the magnetic force of the portion is reduced. The resistance becomes large, and a large amount of magnetizing current must be flowed. Eventually, there is a problem that the effect of increasing the amount of copper in the main coil 106 is offset.
[0007]
In view of the above problems, the present invention provides a single-phase induction motor that can increase the efficiency of a motor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 has a stator having a stator core having a plurality of teeth projecting from a ring-shaped yoke, and a main coil and an auxiliary coil are housed in slots formed between the teeth. In the single-phase induction motor having the above, the intervals of the tips of the plurality of teeth are all arranged equally, and the teeth that partition the slot in which the main coil is housed and the slot in which the auxiliary coil is housed, The position of the base of the tooth protruding from the yoke portion is shifted toward the slot in which the auxiliary coil is stored so that the slot in which the main coil is stored is increased and the slot in which the auxiliary coil is stored is reduced. A single-phase induction motor characterized in that the single-phase induction motor is moved and arranged such that the position of the tip of the tooth is equal to the interval between the tips of the other teeth.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that, when the slot in which the main coil is housed and the slot in which the main coil is housed are adjacent, the slot in which the main coil is housed and the slot in which the main coil is housed. 2. The single-phase induction motor according to claim 1, wherein a direction in which a tooth part partitioning the stator protrudes coincides with an axial direction of the stator core. 3.
[0010]
The invention according to claim 3 is characterized in that, when the slot accommodating the auxiliary coil and the slot accommodating the auxiliary coil are adjacent to each other, the slot accommodating the auxiliary coil and the slot accommodating the auxiliary coil are provided. 2. The single-phase induction motor according to claim 1, wherein a direction in which a tooth part partitioning the stator protrudes coincides with an axial direction of the stator core. 3.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the slot in which the main coil is housed is adjacent to the slot in which the main coil is housed, and the slot in which the auxiliary coil is housed and the slot in which the auxiliary coil is housed. In the case of being adjacent to each other, the tip portions of the plurality of tooth portions are all equally spaced, and a tooth portion that partitions a slot in which the main coil is stored and a slot in which the main coil is stored, and the auxiliary coil The teeth that separate the slot in which the auxiliary coil is accommodated and the slot in which the auxiliary coil is accommodated, the slot in which the main coil is accommodated, and the cross-sectional area of the slot in which the auxiliary coil is accommodated, The position of the base of the tooth protruding from the yoke is moved so that the efficiency of the tooth is increased or the vibration and the noise are reduced in size, and the tooth is moved. It is a single-phase induction motor according to claim 1, wherein the placing of the position of the distal end portion so as to equal the distance of the tip portions of the other teeth.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, the slot in which the main coil is housed is adjacent to the slot in which the main coil is housed, and the slot in which the auxiliary coil is housed and the slot in which the auxiliary coil is housed. In the case of being adjacent to each other, the tip portions of the plurality of tooth portions are all equally spaced, and the tooth portion separating the slot in which the main coil is stored and the slot in which the main coil is stored, and the auxiliary coil are stored. A tooth portion that separates a slot into which the auxiliary coil is stored and a tooth portion that separates a slot into which the main coil is stored and a slot into which the auxiliary coil is stored, protruding from the yoke portion. The positions of the bases of the teeth are individually moved, and the positions of the tips of the teeth are arranged so as to be equal to the distance between the tips of the other teeth. The rotating magnetic field is a single-phase induction motor according to claim 1, at least one item among the 4, characterized in that a state close to a sine wave.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that the single-phase induction motor is of an inner rotor type, and all the teeth protrude inward from an inner peripheral portion of the yoke. A single-phase induction motor according to at least one of the above.
[0014]
The invention according to claim 7 is characterized in that the single-phase induction motor is an outer rotor type, and all the teeth protrude outward from an outer peripheral portion of the yoke. A single-phase induction motor according to at least one of the above.
[0015]
The invention according to claim 8 is the single-phase induction motor according to at least one of claims 1 to 7, wherein a winding system of the single-phase induction motor is a distribution system or a toroidal winding system. is there.
[0016]
[Operation]
In the single-phase induction motor of the present invention, when focusing on the cross-sectional area of the slot, the total of the cross-sectional areas of the slot in which the main coil is stored and the slot in which the auxiliary coil is stored is almost the same, and the slot of the main coil is not changed. The cross-sectional area is large.
[0017]
Generally, the current flowing through the coil during operation of the single-phase induction motor is often larger in the main coil than in the auxiliary coil. This means that if the same amount of copper is used for the main coil and the auxiliary coil, the current density of the main coil will be high, and conversely, the auxiliary coil will have too much room. Therefore, by increasing the amount of copper in the main coil and decreasing the amount of copper in the auxiliary coil by providing a difference in the cross-sectional area of the slot in which the main coil and the auxiliary coil are housed, the current densities of both become closer, and as a result, The total copper amount of the coil hardly changes, and the total copper loss can be reduced.
[0018]
Further, there is no problem that the width of the yoke portion is reduced as in the single-phase induction motor of Patent Document 1.
[0019]
In addition, in the single-phase induction motor, when emphasis is placed on reducing vibration and noise, a tooth portion that partitions a slot in which the main coil is stored and a slot in which the main coil is stored, and the auxiliary coil is stored. A tooth portion that separates a slot that stores the auxiliary coil from a slot that stores the auxiliary coil, and a tooth portion that separates a slot that stores the main coil and a slot that stores the auxiliary coil protrudes from the yoke. The rotating magnetic field generated from the stator is arranged such that the positions of the bases of the teeth are individually moved, and the positions of the tips of the teeth are made equal to the distance between the tips of the other teeth. Is close to a sine wave.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a single-phase induction motor 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0021]
The single-phase induction motor (hereinafter, simply referred to as a motor) 10 according to the present embodiment is a cage-type single-phase induction motor of an inner rotor type. The motor 10 has 24 slots and 6 poles, and is of a distributed winding type.
[0022]
The configuration of the stator 12 of the motor 10 will be described with reference to FIG.
[0023]
FIG. 1 illustrates the upper half of the stator 12, and the omitted lower half has a vertically symmetric configuration with the upper half.
[0024]
From the inner periphery of the ring-shaped yoke portion 14, 24 T-shaped tooth portions 16a to 16d protrude to form a stator core 18. The stator core 18 has 24 slots 24 and 26 formed between the 24 teeth 16a to 16d.
[0025]
In the case of this embodiment, since the winding is distributed winding, the main coil 20 and the auxiliary coil 22 are housed in two slots respectively.
[0026]
First, as shown in FIG. 1, the intervals between the inner circumferential ends of the 24 tooth portions 16 a to 16 d protrude at equal intervals with a gap having the same dimension e.
[0027]
A slot (hereinafter abbreviated as a main slot) 24 in which the main coil 20 is accommodated and a tooth portion (hereinafter abbreviated as a main tooth portion) 16 a separating the main slot 24 are directed toward the axis O of the stator core 18. It is protruding. That is, in FIG. 1, it protrudes along a line A (hereinafter, referred to as a center line) in the axial direction.
[0028]
A tooth portion (hereinafter, simply referred to as an auxiliary tooth portion) 16b that separates a slot (hereinafter, simply referred to as an auxiliary slot) 26 in which the auxiliary coil 22 is housed and the auxiliary slot 26 also faces the axis O of the stator core 18. Protruding. That is, it protrudes along the center line A in FIG.
[0029]
As shown in FIG. 1, the teeth that separate the main slot 24 and the auxiliary slot 26 do not project along the center line A, unlike the main tooth 16a and the auxiliary tooth 16b. The details will be described below.
[0030]
First, a description will be given of a tooth portion (hereinafter, simply referred to as an inclined tooth portion) 16c that partitions the main slot 24 on the left side and the auxiliary slot 26 on the right side.
[0031]
The base of the inclined tooth portion 16c, that is, the position protruding from the yoke portion 14, is located on the auxiliary slot 26 side, and the interval between the tips of the inclined tooth portion 16c is different from the other main tooth portion 16a and the auxiliary tooth portion 16b. Are arranged in the same dimension e as the interval between the tips of Thereby, it protrudes along a line C (hereinafter, referred to as an inclined line C) inclined by θ ° (for example, θ ° = 10 °) in a clockwise direction with respect to the center line A.
[0032]
Next, the inclined tooth portion 16d having the main slot 24 on the right side and the auxiliary slot 26 on the left side has a line D (hereinafter referred to as a line) inclined with respect to the center line A by −θ ° (for example, −θ ° = −10 °). Along the inclined line D).
[0033]
Six main teeth 16a, six auxiliary teeth 16b, six inclined teeth 16c projecting along the inclined line C, and six inclined teeth 16d projecting along the inclined line D are provided. Have been.
[0034]
By using the inclined tooth portions 16c and 16d as described above, the sectional area of the main slot 24 is increased, while the sectional area of the auxiliary slot 26 is decreased. Therefore, the copper amount of the main coil 20 stored in the main slot 24 increases, and conversely, the copper amount of the auxiliary coil 22 stored in the auxiliary slot 26 decreases.
[0035]
In addition, since the intervals between the tips of the tooth portions 16a to 16d are equal, the tooth portions 16a to 16d are uniformly arranged when viewed from the cage rotor side, and the rotating magnetic field generated by the stator 12 is as follows. The result is equivalent to a conventional standard tooth portion evenly arranged. Therefore, there is no adverse effect on the motor characteristics due to the inclination of the inclined teeth 16c, 16d.
[0036]
Further, by inclining the inclined tooth portions 16c and 16d, the total cross-sectional area of the main slot 24 and the auxiliary slot 26 hardly changes, and the cross-sectional area of the main slot 24 increases. Generally, the current flowing through the coil during operation of the motor is often larger in the main coil 20 than in the auxiliary coil 22. This means that if the same amount of copper is used for the main coil 20 and the auxiliary coil 22, the current density of the main coil 20 will be high, and conversely, the auxiliary coil 22 will have too much room. . Therefore, by increasing the amount of copper in the main coil 20 and decreasing the amount of copper in the auxiliary coil 22 by providing a difference in the cross-sectional area between the main slot 24 and the auxiliary slot 26, the current densities of the two become closer. Does not substantially change, and the total copper loss can be reduced. In addition, an efficient motor can be provided without increasing material costs and dimensions. Further, since the area of the yoke portion 14 does not change, there is no loss due to it.
[0037]
When the efficiency of the motor 10 is emphasized, the size of the cross-sectional area of the main slot 26 is set large so as to increase the motor efficiency. Therefore, since the diameter of the main coil does not change, in order to increase the number of main coils 20 housed in the main slot 26, the inclinations θ and − of the inclination lines C and D are increased so that the cross-sectional area of the main slot 26 is increased. By determining θ, the efficiency of the motor 10 is increased.
[0038]
(Second embodiment)
Next, a 48-slot, 6-pole motor 10 which emphasizes low vibration and low noise will be described with reference to FIG.
[0039]
When importance is attached to low vibration and low noise while maintaining the efficiency of the predetermined motor 10, it is preferable that the rotating magnetic field generated from the stator 12 be in a state close to a sine wave.
[0040]
Therefore, in the first embodiment, the inclination of all the inclined tooth portions 16c and 16d is the same inclination of θ or −θ.
[0041]
However, in the present embodiment, the inclination of the forty-eight teeth that partition the main slot 24 and the auxiliary slot 26 is different for each tooth.
[0042]
This will be specifically described with reference to FIG.
[0043]
FIG. 2 is a simplified and simplified view of the stator core 18 of the 48-slot, six-pole motor 10, in which the ring-shaped yoke portion 14 is omitted and the T-shaped tooth portions 16a to 16d are provided at one point. It is represented by a chain line.
[0044]
The main slot 24 is abbreviated as “main slot”, and the auxiliary slot 26 is abbreviated as “supplement slot”.
[0045]
Further, a main tooth portion that partitions the main slots 24, 24 that are not adjacent to the auxiliary slot 26 is indicated as a main tooth portion 16a.
[0046]
The main teeth that partition the main slot 24 that is adjacent to the auxiliary slot 26 and the main slot 24 that is not adjacent to the auxiliary slot 26 are denoted as main teeth 16a ⁺ and main teeth 16a ⁻ .
[0047]
An auxiliary tooth portion that partitions the auxiliary slots 26 that are not adjacent to the main slot 24 is indicated as an auxiliary tooth portion 16b.
[0048]
The auxiliary tooth portions that partition the auxiliary slot 26 adjacent to the main slot 24 and the auxiliary slot 26 not adjacent to the main slot 24 are denoted as auxiliary tooth portions 16b ⁺ and 16b ⁻ .
[0049]
The teeth that separate the main slot 24 and the auxiliary slot 26 are indicated as inclined teeth 16c and 16d.
[0050]
The intervals between the tips on the inner peripheral side of the 48 tooth portions 16a to 16d are all equally spaced and protrude at equal intervals.
[0051]
The main teeth 16a that partition the main slots 24, 24 that are not adjacent to the auxiliary slot 26 protrude in the axial direction, that is, protrude along the center line.
[0052]
The main teeth 16a for partitioning the main slot 24 not adjacent to the main slot 24 which is adjacent to the auxiliary slot 26 ⁺ is inclined by theta ₂ with respect to the center line.
[0053]
The main teeth 16a for partitioning the main slot 24 not adjacent to the main slot 24 which is adjacent to the auxiliary slot 26 ^- is inclined by - [theta] ₂ with respect to the center line.
[0054]
Auxiliary teeth 16b that partition auxiliary slots 26 that are not adjacent to the main slot 24 protrude along the center line.
[0055]
Auxiliary teeth 16b which partitions the auxiliary slot 26 not adjacent to the auxiliary slot 26 which is adjacent to the main slot 24 ⁺ is inclined by theta ₂ with respect to the center line.
[0056]
Auxiliary teeth 16b which partitions the auxiliary slot 26 not adjacent to the auxiliary slot 26 which is adjacent to the main slot 24 ^- is inclined by - [theta] ₂ with respect to the center line.
[0057]
Inclined teeth 16c teeth partitioning the main slot 24 and auxiliary slot 26 is inclined by theta ₁ with respect to the center line.
[0058]
Inclined teeth 16d and teeth partitioning the main slot 24 and auxiliary slot 26 is inclined by - [theta] ₁ with respect to the center line.
[0059]
In the present embodiment, the inclination of the forty-eight teeth separating the main slot 24 and the auxiliary slot 26 is changed at a different inclination for each tooth, and the sectional area of the main slot 24 and the auxiliary slot 26 is changed. The rotating magnetic field generated from the stator 12 is set to a state close to a sine wave. Thereby, low vibration and low noise of the motor 10 are realized.
[0060]
(Modification 1)
In each of the embodiments described above, the inner rotor type motor has been described. Alternatively, the present invention can be used for an outer rotor type motor.
[0061]
In this case, the inclination angle of the tooth portion 16 radially protruding outward from the outer periphery of the ring-shaped yoke portion 14 is provided so that the main slot 24 becomes large and the auxiliary slot 26 becomes small.
[0062]
(Modification 2)
In each of the embodiments described above, the distributed winding method is used, but a toroidal winding method may be used instead.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the single-phase induction motor of the present invention, the cross-sectional area of the slot in which the main coil is housed is made larger than the cross-sectional area of the slot in which the auxiliary coil is housed, so that the total copper amount of both coils can be reduced. Without changing, the total copper loss can be reduced, and the efficiency of the motor can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a motor stator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a motor stator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a stator of a conventional motor.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Motor 12 Stator 14 Yoke section 16 Tooth section 16a Main tooth section 16b Auxiliary teeth section 16c, 16d Inclined tooth section 18 Stator core 20 Main coil 22 Auxiliary coil 24 Main slot 26 Auxiliary slot

Claims

Having a stator core with multiple teeth projecting from the ring-shaped yoke,
In a single-phase induction motor having a stator in which a main coil and an auxiliary coil are housed in slots formed between the teeth,
The intervals between the tips of the plurality of teeth are all arranged equally,
The teeth that separate the slot in which the main coil is stored and the slot in which the auxiliary coil is stored are arranged such that the slot in which the main coil is stored is increased and the slot in which the auxiliary coil is stored is reduced. The position of the base of the tooth protruding from the yoke is moved toward the slot in which the auxiliary coil is housed, and the position of the tip of the tooth is set to the distance between the tips of the other teeth. A single-phase induction motor characterized by being arranged so as to be equal to:

When the slot in which the main coil is stored and the slot in which the main coil is stored are adjacent to each other,
2. The protruding direction of a tooth portion that separates a slot in which the main coil is stored and a slot in which the main coil is stored coincides with an axial direction of the stator core. 3. Single phase induction motor.

When the slot in which the auxiliary coil is stored and the slot in which the auxiliary coil is stored are adjacent to each other,
2. The protruding direction of a tooth part that separates a slot in which the auxiliary coil is stored and a slot in which the auxiliary coil is stored coincides with an axial direction of the stator core. 3. Single phase induction motor.

When the slot in which the main coil is housed and the slot in which the main coil is housed are adjacent, and the slot in which the auxiliary coil is housed and the slot in which the auxiliary coil is housed,
All the intervals of the tips of the plurality of teeth are arranged equally,
A tooth portion that partitions a slot in which the main coil is stored and a slot in which the main coil is stored, and a tooth portion that partitions a slot in which the auxiliary coil is stored and a slot in which the auxiliary coil is stored. The cross-sectional area of the slot in which each main coil is housed, and the cross-sectional area of the slot in which each of the auxiliary coils is housed, are set so that the efficiency of the motor increases or the vibration and noise are reduced. The position of the base of the tooth protruding from the yoke is moved, and the position of the tip of the tooth is arranged to be equal to the distance between the tips of the other teeth. The single-phase induction motor according to claim 1, wherein

When the slot in which the main coil is housed and the slot in which the main coil is housed are adjacent, and the slot in which the auxiliary coil is housed and the slot in which the auxiliary coil is housed,
All the intervals of the tips of the plurality of teeth are arranged equally,
A tooth portion that partitions a slot in which the main coil is stored and a slot in which the main coil is stored; a tooth portion that partitions a slot in which the auxiliary coil is stored and a slot in which the auxiliary coil is stored; With respect to the tooth part that separates the slot in which the coil is stored and the slot in which the auxiliary coil is stored, the positions of the base parts of the tooth parts protruding from the yoke part are individually moved, and the tip part of the tooth part Is arranged to be equal to the distance between the tips of the other teeth,
The single-phase induction motor according to at least one of claims 1 to 4, wherein the rotating magnetic field generated from the stator is set to a state close to a sine wave.

The single-phase induction motor is an inner rotor type,
The single-phase induction motor according to at least one of claims 1 to 5, wherein all the teeth protrude inward from an inner peripheral portion of the yoke.

The single-phase induction motor is an outer rotor type,
The single-phase induction motor according to claim 1, wherein all the teeth protrude outward from an outer peripheral portion of the yoke.

The single-phase induction motor according to at least one of claims 1 to 7, wherein a winding method of the single-phase induction motor is a distributed winding method or a toroidal winding method.