CN102208852A - 永磁同步电动机和使用它的冲压机或挤压成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在不减小扭矩的前提下扩大高速运转范围的永磁同步电动机和使用它的冲压机或者挤压成型机。为了解决上述课题，本发明的永磁同步电动机，具备在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁并由该永磁铁构成励磁极的转子，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。利用本发明，能够在不减小扭矩的前提下扩大高速运转范围。

Description

永磁同步电动机和使用它的冲压机或挤压成型机

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机和使用它的冲压机(pressing machine)或挤压成型机(extrusion machine)。

背景技术

在使永磁同步电动机高速旋转的情况下，因为电感的压降与转速成比例地增大，所以为了避免输入电压不足，对转速设定上限值。以扩大高速旋转区域为目的，存在[专利文献1]的技术，如其图4所示，通过在埋设于转子中的永磁铁外侧的外周铁芯部和永磁铁内侧的铁芯部设置狭缝来降低电感。

但是，在该现有技术所示的结构中，永磁铁的径向长度比转子铁芯的半径方向长度大，磁阻非常大。使用这样比较厚的永磁铁的结构，可视为提高铁氧体磁铁的耐退磁性能方法。在该结构中，因为电枢磁通的大部分流过转子的外周铁芯部，设置在外周铁芯部的狭缝虽然有助于降低电感，但设置在铁芯部分的狭缝的效果较小。可以认为[专利文献1]中没有明确表示定量的效果的原因也在于这一点。另一方面，由于在铁芯部分设置狭缝导致由磁性体构成的磁路减少，所以容易发生磁饱和。由此，永磁铁产生的磁通减少，存在扭矩减小的问题。[专利文献1]中没有触及该问题，可认为其原因在于，在使用铁氧体磁铁的情况下，永磁铁的剩余磁通密度为0.5T左右，因此即使在铁芯部分设置若干狭缝也不会发生显著的磁饱和。

与此相对，以钕磁铁为代表的稀土类磁铁的剩余磁通密度为1T以上，若在转子中设置狭缝则容易导致磁饱和。特别是，在表面式永磁同步电动机中，从其结构上来说，凸极比接近1，较多情况下无法充分利用磁阻扭矩(转矩)，所以如何通过永磁铁高效产生扭矩变得相当重要。因此，在转子中设置狭缝的方法，出于导致永磁铁磁通降低和扭矩减小的方面考虑，并不是一般性的方法。

专利文献1：日本特开2002-84690号公报

发明内容

如上所述，为了在永磁同步电动机中扩大高速旋转区域，降低电感的方法虽然有效，但在使用稀土类磁铁的情况下，若以降低电感为目的在转子中设置狭缝，则容易发生磁饱和，存在由此导致永磁铁产生的磁通减少和扭矩降低的矛盾。

本发明的目的在于，提供能够在不减小扭矩的前提下扩大高速运转范围的永磁同步电动机和使用它的冲压机或者挤压成型机。

为了解决上述课题，本发明提供一种永磁同步电动机，具备在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁并由该永磁铁构成励磁极的转子，该永磁同步电动机的特征在于，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，上述狭缝为用直线或者圆弧连接上述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，上述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比上述永磁铁的径向厚度的最大值大。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，上述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，令W_pm表示上述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与上述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的上述永磁铁的周方向宽度的合计值，令W_sl表示在上述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，W_pm与W_sl的比为0.045＜W_sl/W_pm＜0.425。

此外，为了解决上述课题，本发明提供一种冲压机，具备电源装置和电动机旋转控制部，通过滑块驱动机构将电动机的旋转运动变换为滑块的升降运动来进行冲压成型，该冲压机的特征在于，具备永磁同步电动机，该永磁同步电动机采用下述结构：上述电动机的转子在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁，并由该永磁铁构成励磁极，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，本发明的冲压机的特征在于，上述狭缝为用直线或者圆弧连接上述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，上述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比上述永磁铁的径向厚度的最大值大。

另外，本发明的冲压机的特征在于，上述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

另外，本发明的冲压机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

另外，本发明的冲压机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

另外，本发明的冲压机的特征在于，令W_pm表示上述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与上述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的上述永磁铁的周方向宽度的合计值，令W_sl表示在上述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，W_pm与W_sl的比为0.045＜W_sl/W_pm＜0.425。

此外，为了解决上述课题，本发明提供一种挤压成型(日文：射出成形)机，具备电源装置和电动机旋转控制部，通过滑块驱动机构将电动机的旋转运动变换为滑块的平行运动来进行冲压成型，该挤压成型机的特征在于，具备永磁同步电动机，该永磁同步电动机采用下述结构：上述电动机的转子在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁，并由该永磁铁构成励磁极，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，本发明的挤压成型机的特征在于，上述狭缝为用直线或者圆弧连接上述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，上述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比上述永磁铁的径向厚度的最大值大。

另外，本发明的挤压成型机的特征在于，上述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

另外，本发明的挤压成型机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

另外，本发明的挤压成型机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

另外，本发明的挤压成型机的特征在于，令W_pm表示上述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与上述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的上述永磁铁的周方向宽度的合计值，令W_sl表示在上述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，W_pm与W_sl的比为0.045＜W_sl/W_pm＜0.425。

根据本发明的永磁同步电动机和使用它的冲压机或挤压成型机，能够在不减小扭矩的前提下扩大高速运转范围。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的永磁同步电动机的转子的径向截面图。

图2是本发明的第一实施例的永磁同步电动机的径向截面上的磁通线的示意图。

图3是本发明的效果的说明图。

图4是本发明的效果的说明图。

图5是用于说明图1所示的永磁铁的宽度和设置在转子铁芯中的狭缝的宽度的转子的径向截面图。

图6是本发明的第一实施例的狭缝的宽度与空载感应电动势、扭矩和电感的关系图。

图7是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。

图8是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。

图9是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。

图10是用于说明本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的狭缝宽度的狭缝形状。

图11是本发明的第二实施例的永磁同步电动机的转子的径向截面图。

附图标记说明

1    转子

2    永磁铁

3    与转子铁芯5的外周侧表面连接的永磁铁内周面

4    轴

5    转子铁芯

6    狭缝

7    磁极之间的空隙

31   永磁铁产生的磁通

32   电枢磁通

100  定子

101  定子铁芯的磁饱和部分

102  定子齿的磁饱和部分

110  定子齿

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施例。

[实施例1]

图1是本发明的第一实施例的永磁同步电动机的转子的径向截面图。此外，图2表示本发明的第一实施例的永磁同步电动机的径向截面上的磁通线的示意图，图5表示用于说明图1所示的永磁铁的宽度和设置在转子铁芯中的狭缝的宽度的转子的径向截面图，图4表示本实施例的狭缝的宽度与空载感应电动势(no-load back EMF)E0、扭矩Mp和q轴电感Lq的关系图。

图1中，转子1由叠层钢板构成，通过插入轴孔4的输出轴对外部传递动力。永磁铁2配置在转子铁芯5的径向表面，构成4个极。通过在转子铁芯5中设置由非磁性体构成的狭缝6，实现电感的降低。

狭缝6可以如图1所示为将磁极之间连接的连续的圆弧，也可以通过使圆孔或方形孔相连而构成。此外，还可以采用在狭缝6中填入环氧树脂等树脂的结构，该情况下，能够不对磁特性造成影响地提高强度。

转子铁芯5的径向截面形状可以为图1所示的圆形，也可以为与极数对应的多边形。此外，还能够以将永磁铁的磁极之间的空隙7填补的形式，在转子铁芯5的外周部设置凸部。此外，还能够以将磁极之间的空隙7挖深的形式，在转子铁芯5的外周部设置凹部。在设置上述凸部的情况下，除了对永磁铁的周方向应力的固定强度得到提高之外，还能够应用磁阻扭矩，但是因为电感增加，所以很难不减小扭矩地扩大高速运转范围。另一方面，在设置上述凹部的情况下，因为电感减小，所以能够不减小扭矩地扩大高速运转范围。

其中，永磁铁2是以稀土类为主要成分的烧结磁铁，图1中每一极由一块永磁铁构成，但也可以将分割为多块的永磁铁在轴方向上或者周方向上配置。此外，除了烧结磁铁之外还能够用粘结磁铁(bond magnet)构成。此外，图1的永磁铁2的径向截面形状为弧形，但也可以为方形，还可以为磁极中央部较厚的半圆柱状。

此外，具有上述结构的转子还可以为外转子形结构，该情况下，转子铁芯5的径向截面形状为圆环状，永磁铁2配置在转子铁芯5的内周侧表面。

此处，可以认为，在使用稀土类磁铁的永磁同步电动机的现有技术中，虽然通过设置狭缝能够降低电感，但是因为磁路减少，永磁铁产生的磁通降低，结果导致扭矩也会降低。与此相对，本发明中，对能够通过设置狭缝6来不降低扭矩地实现电感的降低的情况进行说明。使用图2说明其论据。

图2是本发明的第一实施例的永磁同步电动机的径向截面上的磁通线的示意图。定子100具有齿部110，隔着内周侧的空隙，存在包含永磁铁2的转子1。永磁铁2产生的磁通31如实线所示，在透过转子时与d轴平行，在透过定子的铁芯时成为圆弧状的轨迹。电枢磁通32如虚线所示，在透过转子时与q轴平行，在透过定子的铁芯时成为圆弧状的轨迹。在驱动永磁同步电动机的情况下，在定子铁芯部101和齿部102，因为永磁铁磁通31和电枢磁通(stator flux)32重叠，所以该部分的磁饱和比较显著。因此，伴随电枢电流的增加，存在原本应该与电流成比例的扭矩(磁铁扭矩)难以增加的问题。对于该问题的解决，比较有效的是以下方法，即，通过降低q轴电感，减小电枢磁通32，来缓和定子铁芯部101和齿部102的磁饱和。

即，通过设置图1所示的狭缝6，尽管确实会产生以往考虑到的缺点(永磁铁磁通的减少)，但本发明着眼于具有能够补偿上述缺点的优点(磁饱和的缓和)。

另外，在使用铁氧体磁铁的永磁同步电动机中，如上所述，永磁铁的剩余磁通密度为0.5T左右，因此即使在永磁铁磁通31与电枢磁通32重叠的情况下，也不容易发生磁饱和。从而，即使设置狭缝6，也只能导致永磁铁磁通降低，结果使扭矩降低。但是，在因小型化等而致使需要提高输出密度(power density)的情况下，在使用铁氧体磁铁的永磁同步电动机中也不能避免机器内磁通密度的增加，充分存在磁饱和显著化的可能性。在这样的情况下，本发明是有效的。

为了获得上述效果，优选使永磁铁2的厚度Tp与上述转子芯3的径向厚度Tc相比，存在Tp＜Tc的关系。使用图3说明该论据。

在图3所示的四极机中，考虑透过磁极一极的电枢磁通。此处，图3与图1所示的转子为大致相同的结构，不同点在于没有对转子芯设置狭缝。一般而言，将永磁铁产生的磁通的透过方向称为d轴，将相对该d轴以电角度计前进90°(四极机中为机械角45°)的位置上的轴称为q轴。

为了简便，考虑电枢磁通从图中a点通过(透过)至b点的情况。电枢磁通经过路径1和2到达b点，对于转子芯的径向厚度Tc，永磁铁的厚度Tp越大，通过路径2的磁通越少，关于这一点，以下进行说明。

首先，路径1的磁阻R1如式(1)所示。

$R1=\frac{W}{{\mathrm{\μ}}_0\·T_p\·l_{\mathrm{Fe}}}$ …式(1)

此处，μ_Fe：铁的相对磁导率，μ₀：真空的磁导率，l_Fe：转子芯的轴长

同样，路径2的磁阻R2如式(2)所示。不过，路径2中为了简便起见，设永磁铁部分的路径长度为T_p，转子芯部分的路径长度为T_c+W。此外，设永磁铁的相对磁导率为1。

$R2=\frac{T_p}{{\mathrm{\μ}}_0\·W\·l_{\mathrm{Fe}}}+\frac{T_c}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·W\·l_{\mathrm{Fe}}}+\frac{W}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·T_c\·l_{\mathrm{Fe}}}$ …式(2)

若设从a点至b点的磁动势消耗(EMF drop)为ΔF，则通过路径1的磁通Φ1和通过路径2的磁通Φ2分别如式(3)、式(4)所示。

$\mathrm{\Φ}1\≅\mathrm{\Φ}1\left(T_p\right)=\frac{\mathrm{\ΔF}}{R1}$

$=\frac{{\mathrm{\μ}}_0\·T_p\·l_{\mathrm{Fe}}}{W}\·\mathrm{\ΔF}$ …式(3)

$\mathrm{\Φ}2\≅\mathrm{\Φ}2\left(T_p\right)=\frac{\mathrm{\ΔF}}{R2}$

$=\frac{1}{\frac{T_p}{{\mathrm{\μ}}_0\·W\·l_{\mathrm{Fe}}}+\frac{T_c}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·{W\·l}_{\mathrm{Fe}}}+\frac{W}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·T_c\·l_{\mathrm{Fe}}}}\·\mathrm{\ΔF}$

$=\frac{T_c\·W}{\frac{T_p\·T_c}{{\mathrm{\μ}}_0\·l_{\mathrm{FE}}}+\frac{{T_c}^2}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·l_{\mathrm{Fe}}}+\frac{W^2}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{Fe}}\·{\mathrm{\μ}}_0\·l_{\mathrm{Fe}}}}\·\mathrm{\ΔF}$ …式(4)

此处，虽然磁饱和越显著μ_Fe越低，但即使假定路径1的芯处于磁饱和状态，即磁通密度为1.6T左右，μ_Fe仍然为较大的400～800左右。而且，与T_pT_c相比，T_c ²、W²为10倍左右的量级的值。因此能够忽略分母的第二项、第三项，式(5)能够按下述方式近似。

$\mathrm{\Φ}2\left(T_p\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_0\·W\·l_{\mathrm{Fe}}}{T_p}\·\mathrm{\ΔF}$ …式(5)

从式(3)、式(5)可知，Φ1与磁铁厚度T_p成正比，Φ2与T_p成反比。式(3)的曲线与式(5)的曲线交叉时的T_p的值如式(6)所示。

$\mathrm{\Φ}1\left(T_p\right)=\mathrm{\Φ}2\left(T_p\right)\⇔T_p=\±W$ …式(6)

从而，Φ1、Φ2如图4所示，可知磁通Φ2在Tp＞Tc的范围内是很微小的。即，通过采用Tp＜Tc的结构，使得设置在后轭(back yoke)中的狭缝的效果变大。

根据本发明，除了能够在不导致扭矩降低的情况下降低电感，扩大高速旋转区域之外，还能够降低铁损，提高效率。此外，由于电感减小，电时间常数(∝电感)减小，瞬态响应性变得良好。此外，因为能够降低电磁激振力，所以能降低噪声、振动。而且，即使在电枢电流增大的情况下，电流也与扭矩大致呈线性关系，所以控制响应性优良，容易应用于伺服机械等。此外，由于转子的质量减小，所以惯性也变小。其结果，容易应对急剧的加速减速，此外，机械时间常数(∝惯性)变小，能够抑制使电动机加速时的能量输入。

图5和图6中表示能够更有效地获得本发明的效果的结构。图5中，对于与图1相同的结构要素附加相同的符号，避免重复说明。

图5的结构中与图1的不同点在于，将对磁极的每一极设置的四条狭缝6逐条定义为6a、6b、6c、6d，将各狭缝的与延伸方向垂直的方向上的宽度分别定义为Wsl1、Wsl2、Wsl3、Wsl4。此外，将与转子铁芯5的外周侧表面连接的永磁铁内周面的周方向宽度定义为Wpm。对于磁极的一个极，若用Wsl表示狭缝6a～6d的宽度的合计值，则图5的结构中以下式(7)成立。

Wsl＝Wsl1+Wsl2+Wsl3+Wsl4        …式(7)

此处，Wsl1～Wsl4的值可以相同也可以不同。此外，狭缝的条数可以为4条以下也可以为4条以上，Wsl为磁极每一极的狭缝的宽度的合计值。

此外，图5中，Wpm与每一块永磁铁2的周方向宽度一致，在构成磁极一极的永磁铁由多块磁铁组成时，Wpm为各永磁铁的面3的周方向宽度的合计值。

图6表示在使上述Wsl和Wpm的比“Wsl/Wpm”变化的情况下，空载感应电动势E0、输出扭矩Mp和q轴电感Lq的变化。其中，Wsl/Wpm＝0的情况表示完全没有设置狭缝6的状态。在0＜Wsl/Wpm的情况下，与空载感应电动势E₀的降低率相比，输出扭矩M_p的降低率较小。根据该结果可知，尽管永磁铁磁通会因设置了狭缝6而降低，但是因为磁饱和得以缓和，结果会补偿扭矩的降低。在Wsl/Wpm＝0.425时，输出扭矩Mp和q轴电感Lq迎来转折点，而在Wsl/Wpm＝0.045时，q轴电感Lq能够获得5％的降低效果，由此，通过使0.045＜Wsl/Wpm＜0.425，能够有效地获得本发明的效果。

图7是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。图7中，对于与图1相同的结构要素附加相同的符号，避免重复说明。

图7的结构与图1的不同点在于，使对每一极设置的四条狭缝6a～6d中，位于磁极中央附近的狭缝6b、6c的宽度比位于磁极端部附近的狭缝6a、6d的宽度大。通过磁极中央附近的磁通，朝向磁极的两端部分为两个方向，形成将与该磁极邻接并且磁极不同的永磁铁的磁极中央附近连接的磁路。因此，该部分的磁饱和较小，如图7所示，即使增大磁极中央附近的狭缝的宽度，也不容易导致磁铁磁通降低。通过使用这样的结构，能够进一步增大电感的降低效果。在六极机、八极机及其以上的多极机中，通过使用这样的结构也能够获得同样的效果。另外，如图6所示，通过使0.045＜Wsl/Wpm＜0.425，能够有效地获得本发明的效果。

图8是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。图8中，对于与图1相同的结构要素附加相同的符号，避免重复说明。

图8的结构与图1的不同点在于，在每一极设置6条狭缝，并且使狭缝6a～6f中位于磁极中央附近的相邻的狭缝6e、6b之间的距离或者6f、6c之间的距离，比位于磁极端部附近的相邻的狭缝6a、6b之间的距离或者6c、6d之间的距离小。与图7相同，通过使用这样的结构，能够进一步增大电感的降低效果。在六极机、八极机及其以上的多极机中，通过使用这样的结构也能够获得同样的效果。另外，如图6所示，通过使0.045＜Wsl/Wpm＜0.425，能够有效地获得本发明的效果。

图9是本发明的第一实施例的其他永磁同步电动机的转子的径向截面图。图9中，对于与图1相同的结构要素附加相同的符号，避免重复说明。

图9的结构与图1的不同点在于，在每一极设置的4条狭缝6a～6d的任意一条狭缝中，狭缝的宽度都不均匀。例如狭缝6a，如图10所示具有多个不同的狭缝宽度Wsl1(1)、Wsl1(2)，……Wsl1(n)，因此，将磁极间延伸的方向分割为微小的长度，在此基础上通过以下式(8)的积分平均来定义该狭缝的宽度Wsl1。

$\mathrm{Wsl}1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Wsl}1\left(i\right)}{n}$ …式(8)

通过同样地定义狭缝6b的宽度Wsl2、狭缝6c的宽度Wsl3、狭缝6d的宽度Wsl4，狭缝6a～6d的宽度的合计值Wsl能够与式(7)同样地表示。利用这样的结构，也能够在不导致扭矩降低的前提下降低电感，扩大高速旋转区域，此外还能够降低铁损，提高效率。另外，在六极机、八极机及其以上的多极机中也能够获得同样的效果。另外，如图6所示，通过使0.045＜Wsl/Wpm＜0.425，能够有效地获得本发明的效果。

[实施例2]

图11是本发明的第二实施例的永磁同步电动机的转子的径向截面图。图11中，对于与图1相同的结构要素附加相同的符号，避免重复说明。

图11的结构与图1的不同点在于，以形成8极的方式配置永磁铁2，并且将在磁极每一极设置的四条狭缝6逐一定义为6a、6b、6c、6d，将各狭缝的与延伸方向垂直的方向上的宽度分别定义为Wsl1、Wsl2、Wsl3、Wsl4，此外，将与转子铁芯5的外周侧表面连接的永磁铁内周面的周方向宽度定义为Wpm。狭缝6a～6d的宽度的合计值Wsl能够与式(7)同样地表示。

如上所述，本发明通过采用像图11那样的结构，对于六极机、八极机及其以上的多极机，也能够在不导致扭矩降低的前提下降低电感，扩大高速旋转区域，此外还能够降低铁损，提高效率。此外，由于电感降低，电时间常数减小，瞬态响应性变得良好。此外，因为能够降低电磁激振力，所以能降低噪声、振动。而且，即使在电枢电流增大的情况下，电流也与扭矩大致成为线性关系，所以控制响应性优良，容易应用于伺服机械等。此外，因为转子的质量减小，所以惯性减小。其结果，容易应对急剧的加速减速，此外，机械时间常数变小，能够抑制使电动机加速时的能量输入。

另外，如图6所示，通过使0.045＜Wsl/Wpm＜0.425，能够有效地获得本发明的效果。

以上，说明了永磁同步电动机的实施例，作为应用例，本发明能够将上述永磁同步电动机应用于工业用的机器。例如，通过将上述永磁同步电动机应用于冲压机(未图示)或者挤压成型机(未图示)，能够在不减少上述机器的扭矩的前提下扩大高速运转范围。

Claims (18)

1.一种永磁同步电动机，具备在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁并由该永磁铁构成励磁极的转子，该永磁同步电动机的特征在于：

在所述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

2.如权利要求1所述的永磁同步电动机，其特征在于：

所述狭缝为用直线或者圆弧连接所述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，所述永磁铁的厚度Tp与所述转子的芯的径向厚度Tc相比，成为Tp＜Tc。

3.如权利要求1或2所述的永磁同步电动机，其特征在于：

所述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的永磁同步电动机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

5.如权利要求1～3中任意一项所述的永磁同步电动机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

6.如权利要求1～5中任意一项所述的永磁同步电动机，其特征在于：

令Wpm表示所述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与所述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的所述永磁铁的周方向宽度的合计值，令Wsl表示在所述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，Wpm与Wsl的比为0.045＜Wsl/Wpm＜0.425。

7.一种冲压机，具备电源装置和电动机旋转控制部，通过滑块驱动机构将电动机的旋转运动变换为滑块的升降运动来进行冲压成型，该冲压机的特征在于，具备永磁同步电动机，该永磁同步电动机采用下述结构：

所述电动机的转子在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁，并由该永磁铁构成励磁极，

在所述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

8.如权利要求7所述的冲压机，其特征在于：

所述狭缝为用直线或者圆弧连接所述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，所述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比所述永磁铁的径向厚度的最大值大。

9.如权利要求7或8所述的冲压机，其特征在于：

所述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

10.如权利要求7～9中任意一项所述的冲压机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

11.如权利要求7～9中任意一项所述的冲压机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

12.如权利要求7～11中任意一项所述的冲压机，其特征在于：

令Wpm表示所述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与所述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的所述永磁铁的周方向宽度的合计值，令Wsl表示在所述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，Wpm与Wsl的比为0.045＜Wsl/Wpm＜0.425。

13.一种挤压成型机，具备电源装置和电动机旋转控制部，通过滑块驱动机构将电动机的旋转运动变换为滑块的平行运动来进行挤压成型，该挤压成型机的特征在于，具备永磁同步电动机，该永磁同步电动机采用下述结构：

所述电动机的转子在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁，并由该永磁铁构成励磁极，

在所述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

14.如权利要求13所述的挤压成型机，其特征在于：

所述狭缝为用直线或者圆弧连接所述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，所述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比所述永磁铁的径向厚度的最大值大。

15.如权利要求13或14所述的挤压成型机，其特征在于：

所述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

16.如权利要求13～15中任意一项所述的挤压成型机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

17.如权利要求13～15中任意一项所述的挤压成型机，其特征在于：

位于所述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于所述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

18.如权利要求13～17中任意一项所述的挤压成型机，其特征在于：

令Wpm表示所述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与所述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的所述永磁铁的周方向宽度的合计值，令Wsl表示在所述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，Wpm与Wsl的比为0.045＜Wsl/Wpm＜0.425。

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