(57)【要約】【課題】回転機械と一体化した密封構造のハーメチック型回転装置を構成する回転電機おいて、小型でしかもアンモニア冷媒に対する耐久性を高くする。【解決手段】回転電機は、回転軸に装着された回転子１５と、回転子を取り囲むようにして配置され巻線１７が装着された固定子１６とを有している。固定子には巻線が装着されるスロットが形成されており、スロットは固定子の径方向に延在し、その終端が平坦に形成されている。巻線はＰＦＡを被覆材としてアルミニウム導体線を被覆したアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線であり、被覆材はアルミニウム導体線の色と異なる色で着色されている。スロットの開口端部はフッ素樹脂製のスペーサによって塞がれ、スペーサはフッ素樹脂製の絶縁性固定片（インシュロック）によって固定されている。なお、回転電機としてＩＰＭモータを用いることが好ましい。【選択図】　　　図１
2004056990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒として用いられるアンモニアを圧縮又は膨張させる回転機械に結合され、前記回転機械とともに気密構造とされてハーメチック型回転装置を構成する回転電機において、
前記回転電機に備えられた巻線はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を被覆材としてアルミニウム導体線を被覆したアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線であり、
前記被覆材は前記アルミニウム導体線の色と異なる色で着色されていることを特徴とするアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項２】
前記アルミニウム導体線の直径が略１ｍｍである際、前記被覆材の厚さを略０．１５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項３】
回転軸に装着された回転子と、該回転子を取り囲むようにして配置され前記巻線が装着された固定子とを有し、
該固定子には前記巻線が装着されるスロットが形成されており、
該スロットは前記固定子の径方向に延在し、その終端が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項４】
前記スロットの開口端部は、フッ素樹脂製のスペーサによって塞がれ、該スペーサは、フッ素樹脂製の絶縁性固定片によって固定されていることを特徴とする請求項３に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項５】
前記巻線は、ガラスクロステープで互いに結束されていることを特徴とする請求項３に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項６】
前記回転電機は、回転軸に装着された回転子と、該回転子を取り囲むようにして配置され前記巻線が装着された固定子とを有し、前記回転子に永久磁石が埋め込まれたＩＰＭモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項７】
前記回転子の角度位置が供給電流及び電圧に応じて、検出角度位置として検出され、該検出角度位置に応じてＰＡＭ制御されることを特徴とする請求項６に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【請求項８】
前記固定子は複数の分割コアを有し、
前記分割コアの極は、フッ素樹脂製の絶縁材料で保護されていることを特徴とする請求項６に記載のアンモニア用回転機械に結合される回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニア冷媒を圧縮又は膨張させる回転機械に結合される回転電機に関し、特に、アンモニアを冷媒として用いて、冷却を行う際に圧縮機又は膨張機の作用を行う回転機械と一体的に結合されてハーメチック型回転装置を構成する回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フロンは人体に無害である上、絶縁性に優れ、容易に分解しない安定した性質を有しており、このため、冷却装置の冷媒としてフロン系物質が従来から使用されている。フロン系物質を冷媒として用いた冷凍装置においては、回転機械（例えば、圧縮機又は膨張機）と回転電機（例えば、電動機又は発電機）とを結合する際には、回転機械の回転軸と回転電機の回転軸とをカップリングで結合して、回転機械の回転軸に機械的な軸封装置を用いて回転軸と機体との間に冷媒が漏洩するのを防止するとともに、外気との遮断を行うようにしている。ところが、完全にフロンの漏洩を阻止し、外気との遮断を行うことは難しい。
【０００３】
このため、フロン系の冷媒を使用する際には、回転機械と回転電機とを耐圧密封ケーシング内に収納し、気密構造とした所謂ハーメチック型の回転装置が用いられているものの、フロンの使用は地球のオゾン層の破壊及び地球温暖化の原因になるところから、その使用が制限され、従来から冷媒として知られているアンモニアの使用が再び見直されている。
【０００４】
ところが、アンモニアは、可燃性及び有毒性があるため、アンモニアを冷媒として用いる際にはアンモニアが外気に漏洩することを防止する必要がある。このため、アンモニアを冷媒として用いる際には、前述のようなハーメチック型回転装置を構成する必要があるが、アンモニアは、可燃性及び有毒性があるばかりでなく、腐食性が強く、アンモニアを冷媒として用いる際には、回転電機で通常用いられる銅線や既存の有機絶縁材料はアンモニアに侵されて使用に耐えず、既存の回転電機を用いることが難しい。
【０００５】
一方、回転電機の一つとして、固定子と回転子との間の空隙に薄い金属板の円筒状のキャンを挿通して回転子と固定子を隔離し、冷媒が固定子へ浸入するのを阻止した所謂キャンドモータが知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８９２９６号公報（段落（００１３）〜（００２０）、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、アンモニアが前述のように可燃性及び毒性があるうえ腐食性が強いことを考慮すると、従来のハーメチック型回転装置に用いられる回転電機では、銅線や既存の有機絶縁材料はアンモニアに侵されて使用に耐えず、回転電機に深刻な悪影響を与えてしまう。つまり、従来の回転電機では、アンモニア冷媒に対して耐久性が極めて低いという課題がある。
【０００８】
また、前述のキャンドモータでは、キャン内に発生するキャン損のために、効率が汎用機に比して低く、温度上昇も大であり、しかもキャンの存在によって、回転電機自体が大型化してしまうという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、回転機械と一体化した密封構造のハーメチック型回転装置を構成する回転電機において、小型でしかもアンモニア冷媒に対する耐久性が高い回転電機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、冷媒のアンモニアを圧縮又は膨張させる回転機械に結合され、前記回転機械とともに気密構造とされてハーメチック型回転装置を構成する回転電機において、前記回転電機に備えられた巻線はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を被覆材としてアルミニウム導体線を被覆したアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線であり、前記被覆材は前記アルミニウム導体線の色と異なる色で着色されていることを特徴とするアンモニア用回転機械に結合される回転電機が得られる。
【００１１】
上述のようなアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線を用いると、圧力変動、温度変化、アンモニア、及び冷凍機（冷凍装置）油雰囲気に対して、耐絶縁性、アルミニウム導体に対する追従性、耐クラック性、及び熱劣化耐性等が極めて良好になる。その結果、アンモニア冷媒に対する耐久性を極めて高くすることができる。
【００１２】
さらに、被覆材はアルミニウム導体線の色と異なる色で着色されているので、例えば、固定子巻線の装着作業（例えば、巻線と巻線又は巻線と端子との接続作業）の際、被覆が剥がされているか否かを容易に判別することができ、作業性を向上させることができる。
【００１３】
本発明では、前記アルミニウム導体線の直径が略１ｍｍである際、前記被覆材の厚さを略０．１５ｍｍとされる。このように、アルミニウム導体線の直径と被覆材の厚さとを規定すると、被覆材にピンホールが発生することがなく、導電率を良好に保って、しかも絶縁耐力が低下しないようにすることができる。
【００１４】
本発明では、回転軸に装着された回転子と、該回転子を取り囲むようにして配置され前記巻線が装着された固定子とを有しており、該固定子には前記巻線が装着されるスロットが形成され、該スロットは前記固定子の径方向に延在し、その終端が平坦に形成されている。このような形状にスロットを形成すれば、スロットの断面積を容易に大きくすることができ、アルミニウム導体は銅線に比べて導電率が低いため、その断面積を大きくすることを考慮すると、固定子を大きくすることなく、固定子巻線をスロットに収納することができる。
【００１５】
本発明では、前記スロットの開口端部はフッ素樹脂製のスペーサによって塞がれ、該スペーサはフッ素樹脂製の絶縁性固定片（インシュレーションロック（タイトン株式会社商品名”インシュロック”））によって固定されている。このようにして、スペーサをインシュロックで固定すれば、容易にスペーサを固定することができ、しかもスペーサが外れて固定子巻線がスロットから飛び出すことを防止することができる。さらに、スペーサ及びインシュロックはフッ素樹脂製であるから、アンモニアに対して耐腐食性が高い。
【００１６】
本発明では、前記巻線はガラスクロステープで互いに結束されている。このようにして、巻線をガラスクロステープで結束するようにすれば、ワニスを使用することなく、アンモニアに対する耐腐食性を良好にして巻線を固定子に結束させることができる。
【００１７】
さらに、本発明では、回転軸に装着された回転子と、該回転子を取り囲むようにして配置され前記巻線が装着された固定子とを有し、前記回転子に永久磁石が埋め込まれたＩＰＭモータを回転電機として用いる。
【００１８】
ＩＰＭモータを回転電機として用いれば、回転電機を高効率化及び小型化することができるばかりでなく、回転数制御によって、圧縮機を最適制御することができることになる。例えば、前記回転子の角度位置を、ＩＰＭモータ供給される電流及び電圧に応じて検出角度位置として検出して、該検出角度位置に応じてＰＡＭ制御するようにする。なお、前記固定子は複数の分割コアを有し、前記分割コアの極はフッ素樹脂製の絶縁材料で保護されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その他相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎり、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２０】
図１を参照して、ここでは、回転電機として電動機（モータ）を例に挙げて説明する。図示のハーメチック型モータ１１は、回転機械である圧縮機（図示せず）と結合されてハーメチック型回転装置を構成する。ハーメチック型モータ１１は、例えば、３相誘導モータであり、略円筒形状の耐圧力密封筐体（ブラケット）１２を備えており、このブラケット１２には密封玉軸受け１３によって回転軸（軸）１４が回転可能に支持されている。そして、軸１４の一端部（図中右端部）はブラケット１２から突出しており、この一端部において軸１４は圧縮機（図示せず）の回転軸に結合される。
【００２１】
軸１４には回転子１５が取り付けられており、この回転子１５を取り囲むようにして、ブラケット１２の内側にはフレーム１２ａによって固定子１６が配設されている。固定子１６には固定子巻線１７が装着されている。そして、ブラケット１２を介してフレーム１２ａには端子箱１８が接続される。そして、端子箱１８を介して３相交流電源（図示せず）が接続され、ハーメチック型モータ１１が回転駆動される。
【００２２】
図２に示すように、圧縮機は、例えば、スクリュー形圧縮機２１である。スクリュー形圧縮機２１は異なる断面の雌雄一対のスクリューロール２２及び２３を噛み合わせた状態で円筒形のシリンダ２４に相互に回転自在に組み込まれており、シリンダ２４には吸入口２４ａと吐出口２４ｂとが形成されている。ハーメチック型モータ１１の軸１４はスクリュー形圧縮機２１の回転軸２５とカップリング２６によって結合されており、この結合部分はシリンダ２４とハーメチック型モータ１１との間にあって、スクリュー形圧縮機２１とハーメチック型モータ１１とを気密状態で完全に一体化する接続ケーシング２７の内部に位置している。
【００２３】
ハーメチック型モータ１１が回転駆動されると、スクリュー形圧縮機の回転軸に回転力が伝達されて、スクリューロールが回転駆動される。これによって、スクリュー形圧縮機では、吸入口２４ａを経て一対のスクリューとシリンダの壁との間に吸い込まれた冷媒蒸気であるアンモニアガスをスクリューの回転により冷媒の体積を圧縮して圧力を高めて、吐出口２４ｂから凝縮器に送出する。なお、図示はしないが、ブラケット１２には冷媒の吸入口及び吐出口が設けられており、これによって、ハーメチック型モータ１１が冷却される（放熱する）。
【００２４】
再び図１を参照して、ハーメチック型モータ１１において、回転子１５はアルミニウムダイキャスト回転子であり、固定子１６は、例えば、磁性鋼板（ＪＩＳＣ２５２２）の表面にコーティングが施されており、所定の厚さに積層した後一体化されている。これにより、絶縁が保たれ、鉄損の発生を阻止している。
【００２５】
固定子巻線１７は、９９．７％以上の純度のアルミニウム線で構成され、表面にパーフルオロアルコキシ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ　ａｌｋｏｘｙ：ＰＦＡ）が被覆されている。つまり、固定子巻線１７にはアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線が用いられる。このアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線はアルミ導体として軟質アルミニウム線（温度２０℃で導電率６１％以上、純度９９．７％以上）を用い、その直径は略１．００ｍｍである。絶縁体としてＰＦＡが用いられ、標準厚さは略０．１５ｍｍである。そして、ＰＦＡには着色が施されている。
【００２６】
アルミ導体ＰＦＡ絶縁電線の電気特性は、直流抵抗（２０℃）が３６．７Ω／ｋｍ、耐電圧がＡＣ１５００Ｖで１分間耐え、絶縁抵抗（２０℃）が１５００ＭΩ−ｋｍ（ＤＣ５００Ｖ）である。さらに、材料特性は軟質アルミニウム線の引っ張り強度が１０７ＭＰａ〜１７７ＭＰａ、絶縁体（ＰＦＡ）の伸びが２００％以上、引っ張り強度が２０ＭＰａ以上、絶縁破壊電圧が５ｋＶ以上である。
【００２７】
アルミ導体ＰＦＡ絶縁電線はコイル状に成形されて固定子巻線１７とされる関係上、柔らかさ及び曲げやすさが必要となるが、軟質アルミニウム線の引っ張り強度を１０７ＭＰａ〜１７７ＭＰａとすれば、アルミニウム導体の硬さを確保することができるばかりでなく、コイル状に成形し易くなる。
【００２８】
アルミニウム導体は銅線に比べて導電率が低い関係上、銅線に比べてその断面積が大きくなってしまう。このため、絶縁体（ＰＦＡ）による被覆は所定の絶縁耐力を保った上で極力薄くする必要がある。一方、被覆を薄くすると、製造過程において、不可避的に被覆にピンホールが発生し易くなってしまい、絶縁耐力が低下してしまう。発明者の実験によれば、導電率を良好に保って、しかも絶縁耐力が低下しないようにするためには、アルミニウム導体の直径を略１．００ｍｍとした際、絶縁体（ＰＦＡ）の厚さを略０．１５ｍｍとすればよいことがわかった。
【００２９】
さらに、ハーメチック型モータ１１においては、モータ内部状況、つまり、圧力変動、温度変化、アンモニア、及び冷凍機（冷凍装置）油雰囲気に対して、固定子巻線１７の被覆が耐絶縁性、アルミニウム導体に対する追従性、耐クラック性、及び熱劣化耐性等を備える必要がある。このような特性を有する被覆材料としては、フッ素系樹脂（テフロン＜登録商標名＞）のうちでもＰＦＡが最適であることが実験の結果判明した。つまり、ＰＦＡはフッ素系樹脂のうちで最も耐ストレスクラック性能（急激な温度変化及び機械的振動等のストレスに対して、クラック（亀裂）が生じにくい性質）がよい。
【００３０】
そして、アンモニア雰囲気で使用されるハーメチック型モータ１１においては、冷媒冷却方式が用いられる関係上、起動停止時の温度急変が定常的に発生し、しかも、圧縮機に直結されているため、機械的振動等が常に加わるから、被覆材としてＰＦＡを用いた。これによって、アンモニア冷媒に対する耐久性を極めて高くすることができる。
【００３１】
加えて、ＰＦＡは通常無色透明であり、アルミニウム導体自体が銀白色であることを考慮すると、接続のため固定子巻線１７の端部で被覆を剥がす際、被覆が剥がされているか否かが判別しずらい。つまり、固定子巻線１７の装着作業（例えば、巻線と巻線又は巻線と端子との接続作業）の際、被覆が剥がされているか否かを判別することが難しい。このため、ここでは、ＰＦＡに着色を施して、被覆が剥がされているか否かを容易に判別できるようにした。着色は特に限定しないが、アルミニウム導体と区別できる色であればよく、例えば、薄青等に着色される。
【００３２】
ここで、固定子の断面を示す図３を参照すると、固定子１６は、断面リング状に形成されており、その内周面には、所定の間隔で径方向に延びるスロット１６ａが形成されている。そして、このスロット１６ａに前述の固定子巻線１７（図１）が挿通されて、固定子１６に固定子巻線１７（図１）がコイル状に巻回される。
【００３３】
スロット１６ａを拡大して示す図４を参照すると、図示の例では、スロット１６ａは１２°（これは一例であり、他の角度間隔でもよい）間隔で形成されており、固定子１６の内周面には互いに対向して突出する突起部１６ｂが形成され、スロット１６ａの入口が狭められている。そして、スロット１６ａは径方向に向かって僅かに拡がっており、その終端は平坦となっている。いま、スロット１６ａの先端部における曲線部分における半径をＲとすると、このＲは固定子巻線１７（図１）の直径の２〜３倍に規定される。
【００３４】
このようにして、曲線部分における半径Ｒを規定するとともに、スロット１６ａの終端を平坦状とすることによって、スロット１６ａの断面積を広くすることができる。言い換えると、固定子１６自体を大きくしなくても、スロット１６ａの断面積を広く設定することが可能となり、前述のように、アルミニウム導体は銅線に比べて導電率が低いため、その断面積を大きくしなければならないが、上述のようにして、スロット１６ａの断面積を広く設定することによって、固定子１６を大きくすることなく、固定子巻線１７をスロット１６ａに収納することができる。
【００３５】
図１に示すハーメチック型モータでは、絶縁材料として、フッ素樹脂製（テフロン＜登録商標名＞製）のガラスクロステープが用いられる。図５に示すように、このハーメチック型モータでは、ガラスクロステープ３１によって固定子巻線１７が覆われ、スロット１６ａ（図４）の開口端はフッ素樹脂製（テフロン＜登録商標名＞製）の板材であるスペーサ（図示せず）で塞がれる。そして、スペーサはフッ素樹脂製の絶縁性固定片（インシュロック）３２によって固定される。
【００３６】
このようにして、インシュロック３２を用いれば、容易にスペーサを固定することができ、しかもスペーサが外れて固定子巻線１７がスロット１６ａから飛び出すことを防止することができることになる。そして、スペーサ及びインシュロックはフッ素樹脂製であるから、アンモニアに対して耐腐食性が高い。
【００３７】
また、固定子巻線１７（図１）のコイルエンドはガラスクロステープで固定される。このようにして、ワニスを用いることなく、固定子巻線１７を固定子１６に固定するようにしている。言い換えると、耐アンモニア用のワニスが存在せず（つまり、市販のワニスではアンモニア用として使用できないことが判明した）、このため、固定子巻線１７（図１）のコイルエンドをガラスクロステープで固定して、固定子巻線同士の擦れを防止している。つまり、アンモニアに対する耐腐食性を良好にして巻線を結束させることができる。
【００３８】
なお、図示はしないが、固定子巻線１７には、熱電対が配置され、耐アンモニア性接着剤であるエポキシ系２液性接着剤（例えば、アイカ工業株式会社製、商品名アイカアイボン、型式ＥＸ−５２４Ｃ）で、モールドするようにして固定子巻線１７に接着されている。
【００３９】
ここで、図６（ａ）及び（ｂ）を参照して、図１に示すハーメチック型モータ１１では端子箱に密封端子４１が用いられる。密封端子４１は、耐圧力密封ケーシング（ブラケット）１２の側面に貫通され、さらに固定子巻線１７（図１）に接続されて、固定子巻線１７（図１）に電力を供給する。図示の密封端子４１は３相交流電源端子である３つの端子４１ａ〜４１ｃと予備端子４２ａ及び４２ｂとが備えられており、ここでは、カシメによって、固定子巻線１７（図１）が端子４１ａ〜４１ｃに接続される。
【００４０】
カシメを行う際には、カシメ工具が用いられ、固定子巻線１７（図１）が端子４１ａ〜４１ｃに挿入されて、カシメが行われる。カシメに当たっては、カシメの後、人力で接続電線が引き抜けないこと、カシメ過ぎて接続電線に亀裂が生じないこと、十分な圧縮率（変形断面積の変化率）が得られること等の要件が必要であり、さらに、電気抵抗が十分に小さいこと（良好な接触面積が得られる）、定格電流において損失が１０Ｗ以下であること等の要件が必要となる。そして、一か所で端子４１ａ〜４１ｃをカシメた後、さらにカシメ箇所を替えるとともに、最初のカシメ角度とその角度を替えて、端子４１ａ〜４１ｃをカシメる。
【００４１】
上述のハーメチック型モータ１１は、回転機械である圧縮機と接続されてハーメチック型圧縮機（ハーメチック型回転装置）を構成するが、ハーメチック型モータ１１にはアンモニアが充満し大気に対して完全に遮断した状態で運転が行われる。その際、ハーメチック型モータ１１の巻線はＰＦＡで被覆されているので、冷媒のアンモニアにより侵され、あるいはアンモニアを汚染することもなく、安定した連続運転が行われる。
【００４２】
なお、上述の例では、回転機械をスクリュー型圧縮機とし、回転電機をモータとして用い、ハーメチック型圧縮装置を構成する場合について説明したが、本発明による回転電機は、かかる構成に限定されることはない。例えば、回転機械をアンモニア膨張用の膨張装置とし、回転電機を冷媒の膨張における動力回収用の発電機とするハーメチック型膨張装置として使用することもできることはいうまでもない。
【００４３】
上述の例では、ハーメチック型モータ１１として、三相誘導モータを例に挙げて説明したが、ここでは、ハーメチック型モータ１１として、永久磁石埋め込み型の同期モータ、つまり、ＩＰＭモータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｍｏｔｏｒ）を用いた場合について説明する。なお、以下の説明において、上述の例で説明した構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００４４】
図７を参照して、図示のＩＰＭモータは、回転子（ロータ：図示せず）に永久磁石が埋め込まれており、回転子を取り囲むようにして、固定子（ステータ）が配置されている。図７に示すように、固定子１６は複数の分割コア５１を有しており、各分割コア５１に、固定子巻線１７が施される。
【００４５】
図７に示すように、各分割コア５１には、前述したアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線の固定子巻線１７が巻回されて、分割コア５１間に形成されるスロット５１ｂに固定子巻線１７が収納される。固定子巻線１７の側面側は、絶縁材料であるフッ素樹脂製（テフロン＜登録商標名＞製）のテフロンガラスクロス７１によって覆われ（この結果、分割コア５１と固定子巻線１７との間にはテフロンガラスクロス７１が存在することになる）、図中、固定子巻線１７の上端及び下端にはフッ素樹脂製の板材（テフロン板）５２が装着される。なお、図７は、一つの分割コア５１に固定子巻線１７が施されている状態を示しているが、同様にして、図示はしないが、他の分割コア５１にも固定子巻線が施されていることになることはいうまでもない。
【００４６】
これによって、分割コア５１は絶縁材料であるテフロンガラスクロス７１で保護されることになり、一方、巻線端（コイルエンド）は絶縁材料であるテフロン板５２で保護されることになる。また、固定子巻線１７のリード線はガラスチューブおよびテフロンスパイラルチューブ（螺状のチューブ：共に図示せず）によって保護される。
【００４７】
ここで、上述したＩＰＭモータをハーメチック型モータ１１として用いて、図２に示すように、スクリュー形圧縮機２１に接続した際の制御について説明する。一般に、ＩＰＭモータを駆動制御する際には、その回転子の角度位置を検出するための角度位置検出センサが必要となるが、前述のように、このＩＰＭモータはアンモニア雰囲気中で用いられる関係上、角度位置検出センサのアンモニア耐蝕性を考慮すると、角度位置検出センサを用いることが難しい。従ってここでは、角度位置検出センサを用いることなく（つまり、センサレスで）、ＩＰＭモータを制御する。
【００４８】
図８を参照すると、ＩＰＭモータ６１には電力変換器６２が接続され、電力変換器６２からＩＰＭモータ６１に電力が供給される。電力変換器６２には電流制御器６３が接続され、この電力制御器６３にはメイン制御器６４が接続されている。一方、電力変換器６２とＩＰＭモータ６１とを結ぶ電力供給ラインには電流検出器６５が配置されるとともに、電圧検出器６６が配置される。
【００４９】
そして、電流検出器６５及び電圧検出器６６で検出された電流データ及び電圧データが位置速度演算器６７にフィードバックされる。図示のＩＰＭモータ６１は所謂ＰＡＭ回転数制御が行われており、位置速度演算器６７では、電流データ及び電圧データに応じて回転子の位置及び速度を示す位置速度データを出力するとともに、前述の電流データを電流制御器６３に与える。
【００５０】
一方、メイン制御器６４には制御指令が与えられており、この制御指令として、ＩＰＭモータ６１の位置（回転子）、速度、及びトルクを示す指令が与えられる。また、位置速度演算器６７から位置速度データが与えられ、メイン制御器６４では、制御指令と位置速度データとの偏差を求めて、電流制御器６３に与えることになる（なお、トルクと速度との関係はトルク−速度特性として予め規定されている）。
【００５１】
電流制御器６３では上述の位置速度データと偏差とを比較して、電流データを補正して、補正後の電流データに応じた電流制御を行う（つまり、ＰＡＭデータを出力する）。そして、電力変換器（例えば、３相ＰＡＭインバータ）６２ではＰＡＭデータに応じた電力をＩＰＭモータ６１に供給する。このようにして、センサレスで（つまり、誘導起電力に応じて）ＩＰＭモータ６１の回転数及び速度を制御することになる。これによって、圧縮の最適制御を行うことができる。
【００５２】
上述のようなＩＰＭモータを用いれば、ＩＰＭモータは同期速度で回転する結果、すべりに起因する２次銅損がなく、しかも専用のインバータを用いるため、多極化とすることができる。また、分割コアを用いることによって、固定子巻線の巻端（コイルエンド）が小さくなって、１次銅損が少なくなる。その結果、高効率化を達成できる。
【００５３】
加えて、前述のように、１次銅損及び２次銅損が極めて少ない結果、つまり、損失が少ないので、発熱量が少なく、鉄心（固定子）を小さくできる。また、分割コアを用いれば、線積率が大きく取れ、その結果、モータ自体を小型化できることになる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、回転電機に備えられた巻線がパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を被覆材としてアルミニウム導体線を被覆したアルミ導体ＰＦＡ絶縁電線としたから、圧力変動、温度変化、アンモニア、及び冷凍装置油雰囲気に対して、耐絶縁性、アルミニウム導体に対する追従性、耐クラック性、及び熱劣化耐性等が極めて良好になる。その結果、アンモニア冷媒に対する耐久性を極めて高くすることができるという効果がある。さらに、被覆材をアルミニウム導体線の色と異なる色で着色するようにしたので、固定子巻線の装着作業の際、被覆が剥がされているか否かを容易に判別することができ、作業性を向上させることができるという効果がある。
【００５５】
本発明では、アルミ導体ＰＦＡ絶縁電線において、アルミニウム導体線の直径が略１ｍｍである際、被覆材（ＰＦＡ）の厚さを略０．１５ｍｍとしたから、被覆材にピンホールが発生することがなく、導電率を良好に保って、しかも絶縁耐力が低下しないようにすることができるという効果がある。
【００５６】
本発明では、固定子には巻線が装着されるスロットを形成する際、スロットは固定子の径方向に延在して、その終端が平坦にされているから、スロットの断面積を容易に大きくすることができ、固定子を大きくすることなく、巻線をスロットに収納することができるという効果がある。
【００５７】
本発明では、スロットの開口端部をフッ素樹脂製のスペーサによって閉塞して、スペーサをフッ素樹脂製の絶縁性固定片（インシュロック）によって固定するようにしたから、容易にスペーサを固定することができ、しかもスペーサが外れて固定子巻線がスロットから飛び出すことを防止することができるという効果がある。さらに、スペーサ及びインシュロックはフッ素樹脂製であるから、アンモニアに対して耐腐食性が高いという効果がある。
【００５８】
本発明では、巻線をガラスクロステープで互いに結束するようにしたから、ワニスを使用することなく、アンモニアに対する耐腐食性を良好にして巻線を結束させることができるという効果がある。
【００５９】
さらに、本発明では、回転子に永久磁石が埋め込まれたＩＰＭモータを回転電機として用いるようにしたから、回転電機を高効率化及び小型化することができるばかりでなく、回転数制御によって、回転機械を最適制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転電機であるハーメチック型モータの一例である誘導モータの構造を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示すハーメチック型モータを回転機械である圧縮機に接続して構成されたハーメチック型回転装置を概略的に示す図である。
【図３】図１に示すハーメチック型モータに用いられる固定子の一例を示す断面図である。
【図４】図３に示す固定子を拡大して示す図である。
【図５】図３に示すスロットの開口端部を閉塞するスペーサの固定を示す図である。
【図６】図１に示すハーメチック型モータに用いられる密封端子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明による回転電機であるハーメチック型モータの他の例であるＩＰＭモータで用いられる固定子の一部を示す断面図である。
【図８】本発明による回転電機であるハーメチック型モータの他の例であるＩＰＭモータの制御を行う際の制御系を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１１　ハーメチック型モータ
１２　耐圧力密封筐体（ブラケット）
１３　密封玉軸受け
１４　回転軸（軸）
１５　回転子
１６　固定子
１７　固定子巻線
２１　スクリュー形圧縮機
２２，２３　スクリューロール
２４　シリンダ
２５　回転軸
２６　カップリング
２７　接続ケーシング
６１　ＩＰＭモータ
６２　電力変換器
６３　電流制御器
６４　メイン制御器
６５　電流検出器
６６　電圧検出器
６７　位置速度演算器
【図１】
2004056990.tif 000003
【図２】
2004056990.tif 000004
【図３】
2004056990.tif 000005
【図４】
2004056990.tif 000006
【図５】
2004056990.tif 000007
【図６】
2004056990.tif 000008
【図７】
2004056990.tif 000009
【図８】
2004056990.tif 000010