[实用新型]轴向间隙型永磁铁同步电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及在轴向上具有间隙的轴向间隙型永磁铁同步电动机的结构。

背景技术

近年来，在工业用设备和家电产品、汽车部件等中，越来越重视节能化的必要性。当前，国内的火力、水力、原子能、风力等发电站中产生的电大部分通过作为电磁应用产品的旋转电机(发电机)产生。此外，国内使用的用电量中一半以上通过旋转电机的驱动而消耗。

在这些旋转电机等电磁应用产品中，实现这些产品的高效率化的手段是将软磁材料用于铁心部，降低该铁心部的损失。

此外，其他提高效率的方法有通过使用磁力高的永磁铁，使每规定电流的磁转矩(magnet torque)增加，用较低的电流得到所需转矩，从而降低因电流产生的导体的焦耳热引起的损失(铜损)的方法。作为永磁铁电动机的高效率化的方法，可以考虑安装钕烧结磁铁等强力磁铁的方法。但是，用于这样的磁铁的材料含有只能在世界上有限的产地采掘的稀有金属，所以具有环境问题和价格上涨等问题。

于是，作为替代方法，使用从以往起大量生产的铁氧体磁铁来实现高效率化的必要性增加。作为使用铁氧体磁铁的情况下的电动机高效率化方法，可以列举日本特开2010-115069号公报(专利文献1)。专利文献1中，提出了一种如下结构的电动机，其构成为为了将低损失的非晶用于永磁铁电动机中使用的铁心的软磁材料，采用轴向间隙型的电动机，进而为了降低铜损，采用以轴向的两面为转子的结构作为增加永磁铁的体积(volume)的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-115069号公报

实用新型内容

实用新型想要解决的技术问题

因为上述专利文献1的电动机是永磁铁同步电动机，所以其驱动需要使用逆变器。但是，专利文献1中，没有考虑逆变器驱动引起的轴承电蚀。

轴承电蚀是轴承的腐蚀现象，因下述的机制而发生。即，在轴承外圈与壳体接触、轴承内圈与电动机旋转轴接触的结构中，使用逆变器的情况下发生旋转轴的电压变动，所以轴承的内外圈之间产生电动机旋转轴与壳体的电位差。电位差达到轴承油膜的耐绝缘性以上时，因油膜绝缘破坏而流过轴承电流。轴承电流是电蚀(因金属之间流过电流，失去电荷的金属原子作为离子溶出从而使金属腐蚀的现象)的原因，使轴承寿命缩短。

从而，需要降低轴承内外圈之间产生的电压和放电时电流，此外，作为此前的阶段，需要降低电动机的轴电压。

电动机的轴电压是在轴中产生与在逆变器的开关状态下产生的绕组中性点电压(也被称为共模电压)同步的电压。该轴电压的产生原因是因为从绕组至转子轴的路径之间因电阻和静电电容而发生电耦合而产生的。

在专利文献1的将低损失的非晶铁心用于定子铁心的具有两个转子的轴向间隙电动机中，采用定子的铁心被分为多个，该铁心的截面形状在轴向上具有相同的截面形状的结构，在该铁心的周围配置具有与定子铁心的外周面相似形状的内周面的定子绕组。因此，在绕组的轴向端部，成为定子绕组与转子磁铁、或转子铁心部分隔着间隙相向地配置的结构，是增大静电电容的结构。

此外，定子铁心是在定子中多个铁心分别独立地被保持的结构，是难以与外壳(housing)等接地电位电耦合的结构。因此，存在绕组与轴的电耦合度降低，轴电压升高的技术问题。轴电压升高时，如上所述会超过轴承油膜的耐绝缘性，所以易于在轴承部发生放电，发生轴承电蚀，直至发生故障的时间可能会变短。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，例如采用权利要求书中记载的结构。本实用新型包括多种解决上述问题的技术方案，列举其一例时，包括：以轴为中心旋转的两个转子；定子，其配置成在上述轴向上被上述两个转子所夹；轴承；用绝缘树脂固定上述定子的壳体(case housing)；保持上述轴承并使上述定子和上述转子全封闭的端盖(end bracket)；配置在上述端盖的轴向端部的风扇(fan)；和与上述风扇的轴向端面接触的电刷(brush)，上述风扇的轴向端面由含铜的合金构成，上述电刷含有碳；在上述风扇的轴向端面还具有对上述电刷加压的加压机构。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种能够降低轴电压的轴向间隙型永磁铁同步电动机。

附图说明

图1(a)和图1(b)是表示实施例1的轴向间隙型永磁铁同步电动机的配置在轴后端部的电刷与电刷保持件(brush holder)的位置关系的截面图。

图2(a)～图2(c)是表示实施例1的电刷与电刷保持件、螺钉的结构的立体图。