旋转电机 【技术领域】
本发明涉及可降低基于高频感应而产生的轴电压，并可防止发生电蚀的具有静电屏蔽结构的旋转电机。
背景技术
以往，例如，在以节能为目的的用途中使用的、适合作为由变频器驱动的同步电动机的交流电动机等的旋转电机如图3和图4所示。
图3是表示现有的使用表面磁铁型转子的同步电动机的一例的侧剖面图，图4是图3所示的使用表面磁铁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。
在图3中，形成以下结构：电动机地定子11安装在框架35的内周，同时在框架35的两侧开口部使负荷侧托架31和反负荷侧托架32嵌合固定，并且，在该负荷侧托架31和反负荷侧托架32上通过滚动轴承33、34旋转自如地支承旋转轴18，在旋转轴18的与定子11的对置部安装有转子16。如图4所示，上述定子11由以下部分构成：定子铁心12，在定子铁心12的内周侧等间隔排列的齿部13，以及装入形成于相邻齿部13之间的槽部14内的定子线圈15。并且，把转子16配置成在定子的齿部13的内周侧隔着空隙对置，与旋转轴18的外周嵌合，同时在该转子的表面安装有环状的永磁铁11(例如，特开平9-93845号公报)。
而且，除了上述表面磁铁型转子以外，作为由变频器驱动的同步电动机，还提出了在转子铁心内部嵌入永磁铁的内磁型转子的提案。图5是现有的使用内磁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。另外，定子由于与图4的表面磁铁型转子的结构相同，因而用相同的符号进行标记。内磁型转子的结构与图4所示的转子的不同之处在于，在转子26的表面安装有矩形状的永磁铁27(例如，特开平11-206051号公报)。
这种由变频器驱动的同步电动机等的交流电动机，随着最近的高速功率半导体元件的发展，对电压型PWM变频装置设定高的载频频率。
另外，如果电压型PWM变频装置的载频的高频率化不断进展，则存在的问题是，在由变频装置驱动的电动机的旋转轴上，基于高频感应而产生的电压(轴电压)增大。
即，使用上述图3进行说明，随着该轴电压的增大，在支撑旋转轴18的滚动轴承33、34的内轮和外轮之间存在的电位差增大，电流(轴电流)容易流到滚动轴承33、34内。由于该轴电流在内轮、外轮两轨道以及转动体的转动面发生被称为电蚀的腐蚀，使滚动轴承33、34的耐久性恶化，因而采取防止发生电蚀的措施是必要的。
另一方面，在感应电动机中，以往采取了降低轴电压、防止发生电蚀的若干措施。具体地说，有以下做法：放宽电动机定子和转子之间的间隙的做法；在电动机定子的与转子的对置侧设置导体板或者箔，以及铝箔、或者在塑料膜上蒸镀铜、铝等那样的薄的非磁性体的金属板的做法；以及把在卷绕于定子的槽上的绕组和该槽的向转子侧的开口部之间设置的绝缘套管的与定子接触的一侧做成导电膜的所谓的对定子和转子之间进行静电屏蔽的做法等(例如，特开2000-197298，特开2000-270507号公报，美国专利5979087)。
一般，例如，在把200～400V(伏特)的电压施加给变频器时，为了防止发生电蚀，以使变频器驱动的电动机的运转不受阻碍，理想的是，把电动机的轴电压抑制在1V以下。
然而，即使由变频装置驱动的电动机是感应电动机或同步电动机，使用上述静电屏蔽做法也只能把轴电压抑制在10伏特，不能防止发生电蚀。另外，使用上述做法，还存在着结构复杂、制造工序多和成本高的问题。
【发明内容】
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是，提供一种具有结构简单且制造工序少的廉价的静电屏蔽结构、可降低轴电压并适合作为由变频器驱动的同步电动机或感应电动机的交流电动机等的旋转电机。
为了解决上述问题，本发明是一种旋转电机，该旋转电机具有：由框架和安装在其两侧开口部的托架组成的固定部；安装在上述框架的内周，并把绕组卷绕在槽内的定子；在上述托架上通过轴承被旋转自如地支承的旋转轴；以及安装在上述旋转轴上的转子；其特征在于，上述定子设有：环状的轭部铁心；在上述轭部铁心的内周侧等间隔排列的齿部铁心；装入形成于相邻的上述齿部铁心之间的槽内的定子线圈；以及为了使上述定子与上述转子之间形成静电屏蔽而设置的连结相邻的上述齿部铁心的内周侧的连接部；并使上述齿部铁心的内周侧隔着空隙与上述转子对置。
【附图说明】
图1是表示本发明的实施例的使用表面磁铁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。
图2是在电动机内发生的轴电压的说明图，表示电动机各部位的阻抗和等效电路。
图3是表示现有的使用表面磁铁型转子的同步电动机的一例的侧剖面图。
图4是图3所示的使用表面磁铁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。
图5是现有的使用内磁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。
【具体实施方式】
以下，结合附图对本发明的实施例进行说明。
图1是表示本发明的实施例的使用表面磁铁型转子的同步电动机的电动机部的俯视图。
图中，1是定子，2是轭部铁心，3是齿部铁心，3A是连接部，4是槽部，5是定子线圈，6是转子，7是永磁铁，8是旋转轴。另外，作为根据本实施例的具有电动机部的电动机的侧剖面图，尽管未作图示，然而与作为现有装置的图3所示相同，符号31～35的构成要素是电动机的共用构成要素，因而省略其说明。
本发明的特征如下所述。
即，定子1由以下部分构成：环状的轭部铁心2；在轭部铁心2的内周侧等间隔排列的齿部铁心3；装入形成于相邻的齿部铁心3之间的槽4内的定子线圈5；以及为了对定子1和转子6之间进行静电屏蔽，将相邻的齿部铁心3的内周侧连结的截面面积小的连接部3A；在齿部铁心3的内周侧通过空隙使转子6对置。
下面，使用等效电路对本实施例的轴电压进行说明。
图2是在电动机内发生的轴电压的说明图，表示电动机各部位的阻抗和等效电路。另外，假定该电动机在图3中使负荷侧托架31、反负荷侧托架32或者由框架35构成的外框(外箱)中的任意一方接地，并与接地点连接。
因此，V0表示向定子线圈5和外框之间施加的电压，V1表示向定子线圈5和转子6之间施加的电压，V2表示轴电压。另外，当把定子线圈5和外框之间的静电电容设为Csf，把定子线圈5和转子6之间的静电电容设为Csr，并且把轴承33、34和旋转轴8之间的静电电容设为Cb，把转子6和外框之间的静电电容设为Crf时，与轴电压V2有关的电动机的等效电路如图5所示。此处，轴电压由下式表示。
V2＝Csf·V0/(Crf+Cb+Csr)
在本实施例中，通过使用截面面积小的连接部3A连结，并在齿部铁心3的内周侧隔着空隙使转子6对置，使定子的齿部铁心3导通，从而形成对定子线圈5和转子6的屏蔽，在各部位的静电电容中的定子线圈5和转子6之间的静电电容Csr是非常接近于零的值，因此可大幅降低电动机的轴电压V2。
因此，本发明的实施例，由于定子1由以下部分构成：环状的轭部铁心2；在轭部铁心2的内周侧等间隔排列的齿部铁心3；装入形成于相邻的齿部铁心3之间的槽4内的定子线圈5；以及为了对定子1和转子6之间进行静电屏蔽，将相邻的齿部铁心3的内周侧连结的截面面积小的连接部3A；并且，在齿部铁心3的内周侧隔着空隙使转子6对置，因而可隔断从槽部4到转子6的静电电容的感应，从而可降低轴电压，并可防止发生电蚀。
并且，由于由定子1的磁场产生的电流不流动，因而不会增加损失，也不会降低电动机的效率。
并且，没有必要象以往那样，采取把磁性体的金属板贴附在定子线圈侧的内周，并扩大定子和转子之间的间隙等措施，仅构成连接部3A就不会降低电动机效率并能进行屏蔽，因而可获得具有廉价且制造工序少的静电屏蔽结构，适合作为由变频器驱动的同步电动机或感应电动机的交流电动机等的旋转电机。
另外，尽管对使用表面磁铁型转子的同步电动机作了说明，然而作为本实施例的特征的在定子内设置的连接部，也可以适用于使用内磁型转子的同步电动机或/及感应电动机等的旋转电机。
另外，本实施例对适用于旋转电机的例子作了描述，然而也可以适用于直动型电机(例如，使用滚动轴承来支撑的线性电动机)。
如上所述，在作为由变频器驱动的同步电动机或感应电动机的交流电动机等中，使用本发明的旋转电机可获得良好的效果。