同步电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及同步电动机。
【背景技术】
[0002]在使用永久磁铁的同步电动机中，特别是在将定子绕组集中地卷绕于齿部的三相同步电动机中，多数情况下转子所使用的永久磁铁的磁极数与定子的槽数(=齿数)的比率为 2:3。
[0003]在磁极数与定子的槽数的比率为2:3的同步电动机中，多数情况下在相邻的齿部之间设置开口部。这是为了便于由配置于转子的永久磁铁产生的磁通与定子绕组交链，并且防止因电流流过定子绕组而产生的磁通不流向转子而是在固定间短路。
[0004]然而，在该开口部附近，因定子与转子之间的间隙的磁通密度分布混乱而产生齿槽转矩(cogging torque)，而齿槽转矩是振动和噪音的主要原因。
[0005]为了减小这种齿槽转矩，例如在下述专利文献1所代表的现有的同步电动机中，使用具有8极或10极的磁极的转子和具有9个槽的定子，并且各相的相邻的3个齿部上集中卷绕有1相的绕组。
[0006]在这种同步电动机中，由于在定子配置有9个绕组，所以各齿部按40°的机械角度被配置，而各齿部的绕组按40°的机械角度连续地配置。那么，在8极的转子中，1个磁极的宽度为45°的机械角度，在10极的转子中，1个磁极的宽度为36°的机械角度。
[0007]另一方面，由于在转子旋转1周的期间内产生的脉动由定子的槽数和转子的极数的最小公倍数来决定，所以在磁极数与定子的槽数的比率为2:3的同步电动机例如为8极12槽的情况下，脉动是24次。而相对于此，在8极9槽的同步电动机中，脉动是72次，在10极9槽的同步电动机中，脉动是90次。
[0008]由于脉动次数越多齿槽转矩的能量越分散，所以齿槽转矩的振幅越小。即，8极9槽或10极9槽的同步电动机相较于磁极数与定子的槽数的比率为2:3的同步电动机，更能够抑制齿槽转矩。
[0009]专利文献1:日本特开昭62-110468号公报
【发明内容】
[0010]然而，在上述专利文献1所代表的现有的同步电动机中，由于构成1相的绕组连续且集中地配置，所以向定子的绕组通电流而产生的旋转磁场相对于转子的旋转轴不均等地产生。因此，在与转子的永久磁铁之间，吸引、排斥的力相对于旋转轴处于不平衡的状态，而在径向上产生较大的激振力，该激振力是产生振动、噪音的主要原因。
[0011]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现进一步低振动化和低噪音化的同步电动机。
[0012]为了解决上述问题而实现发明目的，本发明的同步电动机，其是具有9个齿部的10极9槽的同步电动机，该9个齿部以每3个相邻的齿部为1相而被划分为3相，其特征在于，包括:定子，其构成各相的3个齿部中的、配置在中央的第一齿部的内径侧前端部的周向宽度形成得比配置在该第一齿部的两侧的两个第二齿部的内径侧前端部的周向宽度窄，上述第一齿部的内径侧前端部的径向厚度形成得比各上述第二齿部的内径侧前端部的径向厚度薄。
[0013]根据本发明，具有能够实现进一步低振动化和低噪音化的效果。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施方式涉及的同步电动机的横截面图。
[0015]图2是图1所示的同步电动机的主要部分放大图。
[0016]图3是表示10极9槽的同步电动机中的中央齿部前端部的宽度与感应电压比率的关系的图。
[0017]图4是用于说明激振力的同步电动机的横截面图。
[0018]图5是表示在使正弦波电流流过8极9槽的同步电动机的绕组时所产生的激振力的图。
[0019]图6是表示在图4所示的同步电动机的转子产生的激振力的轨迹的图。
[0020]图7是表示在图4所示的同步电动机产生的转矩与激振力的关系的图。
[0021 ]图8是将图7所示的曲线B放大的图。
[0022]图9是表示在10极9槽的同步电动机中齿前端部的径向厚度与该同步电动机的激振力比率的关系的图。
[0023]图10是表示在8极9槽的同步电动机中齿部径向厚度与激振力的关系的图。
[0024]图11是表示在10极9槽的同步电动机中齿前端部的厚度与激振力比率的关系的第一图。
[0025]图12是表示在10极9槽的同步电动机中齿前端部的厚度与激振力比率的关系的第二图。
[0026]图13是表示在10极9槽的同步电动机中齿前端部的厚度与激振力比率的关系的第三图。
[0027]符号说明
[0028]1 定子
[0029]2 绕组
[0030]3 定子铁芯[0031 ] 4 转子
[0032]5 背轭
[0033]6 永久磁铁
[0034]7 旋转轴
[0035]8 空隙
[0036]10 同步电动机
[0037]30 中央齿部
[0038]30a 基部
[0039]30al 根部
[0040]30b前端部
[0041 ]30b 1周向端部
[0042]30b2内径侧面
[0043]31 两侧齿部
[0044]31a 基部
[0045]31al 根部
[0046]31b前端部
[0047]31bl周向端部
[0048]31b2内径侧面
[0049]32 两侧齿部
[0050]32a 基部[0051 ]32al 根部
[0052]32b前端部
[0053]32bl周向端部
[0054]32b2内径侧面
[0055]33al、33a2、33b 槽开口部
[0056]34 轭铁
[0057]35 槽
【具体实施方式】
[0058]下面基于附图详细说明本发明涉及的同步电动机的实施方式。此外，本发明并不限定于该实施方式。
[0059]实施方式
[0060]图1是本发明的实施方式涉及的同步电动机10的横截面图。图2是图1所示的同步电动机10的主要部分放大图。
[0061]图1所示的同步电动机10，作为主要结构具有定子1和转子4，转子4隔着定子1的内径侧的空隙8配置，在转子4的中心设置有旋转轴7。在构成转子4的背轭5的外径面，沿周向交替配置有极性彼此不同的永久磁铁6。在图中所示的转子4中，永久磁铁6的极数为10极，在10极的转子4中，1个磁极的宽度为36°的机械角度。
[0062]永久磁铁6例如使用比较便宜且磁力较低的材料(铁氧体磁铁等)，在将同步电动机10用于输出比较小的鼓风机等的情况下，使用瓦状的烧结磁铁以作为永久磁铁6。此外，在永久磁铁6中也可以使用将混合有树脂和磁粉的材料成型为环状的粘结磁铁。由于铁氧体磁铁比稀土类磁铁便宜，所以在使用铁氧体磁铁作为永久磁铁6的情况下，能够降低成本并且降低后述的激振力。
[0063]定子1具有形成为环状的定子铁芯3和被供应有来自外部的电力的绕组2。
[0064]定子铁芯3具有轭铁34和多个齿部30、31、32，在定子铁芯3的内周侧，沿周向等角度间隔地设置有9个齿部30、31、32。在图中所示的定子1，各齿部30、31、32以定子铁芯3的轴心A为中心按40°的机械角度配置。
[0065]在由轭铁34、相邻的各齿部30、31、32以及各齿部的前端部30b、31b、32b包围的部分形成有槽35。在图中所示的定子铁芯3中设置有9个槽35。
[0066]在相邻的各齿部的前端部30b、31b、32b的周向端部30bl、31bl、32bl彼此对置的部分，形成有用于将绕组2插入槽35中的槽开口部33&1、33&2、3313。在图中所示的定子铁芯3中，是以各槽开口部33al、33a2、33b为相同宽度的方式构成的，不过，各槽开口部33al、33a2、33b的宽度可以是包含误差范围的大致相同的宽度。
[0067]构成U相、V相、W相各相的3个齿部组中，卷绕于设置在中央的中央齿部30的绕组2的方向，与卷绕于设置在中央齿部30的两侧的两侧齿部31、32的绕组2的方向相反。在构成U相的3个齿部30、31、32，集中地配置有构成1]相的绕组2。同样，在构成￥相的3个齿部30、31、32，集中地配置有构成V相的绕组2，在构成W相的3个齿部30、31、32，集中地配置有构成W相的绕组2。
[0068]在本实施方式涉及的同步电动机10中，构成各相的齿部组的中央齿部30的前端部30b的周