CN102761220A

CN102761220A - 磁铁埋入型旋转电机

Info

Publication number: CN102761220A
Application number: CN2012100273584A
Authority: CN
Inventors: 野中刚
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-10-31
Also published as: JP2012231578A

Abstract

本发明能够提供一种磁铁埋入型旋转电机，其能够推进小型化，同时也能够通过降低来自转子侧面的漏磁通来推进高效率化。具体而言，在具备：定子；及旋转自如地支撑的大致圆筒形的转子的磁铁埋入型旋转电机中，其特征为，在转子侧面上，区别于构成磁极的永久磁铁而在每个磁极上还设置有在轴向上磁化的永久磁铁。

Description

磁铁埋入型旋转电机

技术领域

本发明涉及一种磁铁埋入型旋转电机。

背景技术

在以往的磁铁埋入型旋转电机中，存在如下旋转电机，虽然在大致圆筒形的转子的外圆筒面上构成磁极，但仍在转子侧面上安装永久磁铁(例如参照专利文献1)。

在专利文献1的图1中，示出有在转子侧面上安装永久磁铁的磁铁埋入型旋转电机。为了在转子的外圆筒面上构成磁极而使用该永久磁铁。

在以往的其他磁铁埋入型旋转电机中，存在如下旋转电机，集中由设置在转子铁心上的永久磁铁所产生的磁通，实现高性能化(例如参照专利文献2)。

在专利文献2的图2中，示出有在转子铁心的每个磁极上具备大致呈V字状地相对的2个永久磁铁的转子的构造。由于使相同磁极面对面而安装永久磁铁，因此相对的2个永久磁铁的磁通集中在转子铁心的磁极部表面上，增大间隙的磁通密度，推进磁铁埋入型旋转电机的小型高性能化。

这样，为了构成转子的磁极而使用了在以往的磁铁埋入型旋转电机中使用的永久磁铁。

专利文献1：日本国特开2008-029130号公报

专利文献2：日本国特开2010-074975号公报

但是，在以往的磁铁埋入型旋转电机的转子上安装的永久磁铁中，不存在为了降低来自转子侧面的漏磁通在接近的托架上诱发的涡流损失而设置的永久磁铁。

使用于工业用马达、EV马达等中的磁铁埋入型旋转电机，今后需要进一步实现小型化、高效率化。作为推进小型化的方法而设想如下方法，多使用专利文献2所示的磁通集中型的磁铁埋入型旋转电机且缩小转子与托架之间的空隙。由于磁通集中而来自转子侧面的漏磁通增大，同时在接近的托架上诱发的涡流损失增大。为了推进高效率化，需要降低所述涡流损失。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种磁铁埋入型旋转电机，其能够推进小型化，同时也能够通过降低来自转子侧面的漏磁通来推进高效率化。

为了解决上述课题，根据本发明的1个观点，应用如下磁铁埋入型旋转电机，在具备：定子；及旋转自如地支撑的大致圆筒形的转子的磁铁埋入型旋转电机中，其特征为，在转子侧面上，区别于构成磁极的永久磁铁而在每个磁极上还设置有在轴向上磁化的永久磁铁。

根据本发明，能够提供如下磁铁埋入型旋转电机，其能够推进小型化，同时也能够通过降低来自转子侧面的漏磁通来推进高效率化。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机的轴向剖视图。

图2是该实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机的径向剖视图。

图3是所述转子的轴向剖视图。

图4是所述转子的部件结构示意图。

图5是本实施方式的无负载转矩试验结果示意图。

图6是其他的埋入磁铁的配置方式示意图。

符号说明

10-框架；11-负载侧托架；11a-转子接近部；12-负载相反侧托架；13-定子铁心；14-定子线圈；15-模制树脂；16-接线部；17-编码器部；18-负载侧轴承；19-负载相反侧轴承；20-转子；21-轴；22-永久磁铁；23-转子铁心；26-负载侧侧板；27-负载相反侧侧板；28-负载侧永久磁铁；29-负载相反侧永久磁铁；F-磁通；F1-漏磁通；Fc-由侧面的永久磁铁产生的磁通。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且，通过对于相同结构标注相同的符号来适当地省略重复说明。

第1实施方式

首先，参照图1对本发明的第1实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机的结构进行说明。图1是供于伺服马达的本发明的第1实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机的轴向剖视图。

如图1所示，本实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机具有：设置有定子铁心13与定子线圈14的定子；设置有永久磁铁22且旋转自如地支撑的大致呈圆筒形的转子20；及检测所述转子的旋转位置的编码器部17。

为了遮蔽来自转子侧面的漏磁通的目的，转子20在转子侧面上具备负载侧永久磁铁28与负载相反侧永久磁铁29。负载侧永久磁铁28与负载相反侧永久磁铁29保持在分别由非磁性材料构成的负载侧侧板26与负载相反侧侧板27上。

通过负载侧轴承18与负载相反侧轴承19来将转子20旋转自如地保持在负载侧托架11与负载相反侧托架12上。

通过未图示的螺栓来将负载相反侧托架12与框架10一起连结在负载侧托架11上。

图2是本实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机的径向剖视图。

如图2所示，定子12是在分割成12个的每个定子铁心13上安装定子线圈14来构成。通过模制树脂15来对定子线圈14与定子铁心13、负载侧托架11进行绝缘。

转子20如下，具有在永久磁铁安装孔23b中在每个磁极上大致呈V字状地相对的2个永久磁铁22的转子铁心23，构成10个极的磁极。由于相对的2个永久磁铁22的磁通集中在转子表面上，因此增大间隙的磁通密度，通过增大朝向定子铁心的有效磁通F来推进旋转电机的小型高性能化。

转子铁心23对于离心力而支撑永久磁铁22、转子铁心的磁极部23a，同时通过凹凸契合的契合部来契合固定在轴上，因此也能够经得起强大的转矩。

图3是所述转子的轴向剖视图。

在图中，在安装有永久磁铁22的转子铁心23的侧面上，安装负载侧侧板26与负载相反侧侧板27，负载侧永久磁铁28安装在负载侧侧板26上，负载相反侧永久磁铁29安装在负载相反侧侧板27上。

如本实施方式，在磁通集中的磁铁埋入型旋转电机中，对于朝向定子铁心的有效磁通F，增大来自转子侧面的漏磁通F1。

例如在图1所示的负载侧托架11的转子接近部11a中，该漏磁通诱发起因于伴随转子旋转而交变的漏磁通的有害的涡流损失。以往虽然通过加大转子侧面与托架壁面的空隙距离来降低涡流损失的产生，但是在以往的方法中无法推进旋转电机的小型化。

为了使来自转子侧面的漏磁通F1衰减，在转子侧面上以与磁通相对的方式设置负载侧永久磁铁28与负载相反侧永久磁铁29。通过由侧面的永久磁铁产生的磁通Fc能够使来自转子侧面的漏磁通F1衰减。根据磁场分析来决定负载侧永久磁铁28与负载相反侧永久磁铁29的厚度，以便使漏磁通F1对于使用量有效地衰减。

图4是所述转子的部件结构示意图。

在图中，在将安装有永久磁铁22的转子铁心23与安装有负载侧永久磁铁28的负载侧侧板26安装在轴21上之后，将安装有负载相反侧永久磁铁29的负载相反侧侧板27嵌合在轴上，完成转子。

在负载相反侧侧板27上存在用于安装负载相反侧永久磁铁29的凹部，以与转子铁心的磁极部23a相对的方式交互地设置有N极与S极。负载侧侧板26也相同。

负载侧侧板26与负载相反侧侧板27是非磁性的不锈钢制，不会因侧板而使N极与S极的磁通短路。

图5是从外部驱动本实施方式的旋转电机且通过比较来测定对旋转速度所需的转矩的无负载转矩试验结果示意图。

在图中，虽然本实施方式C的无负载转矩充分小，但是在未安装负载侧与负载相反侧的永久磁铁的A中，无负载转矩增加到2倍左右。之所以这样，是因为来自转子侧面的漏磁通F1在图1所示的负载侧托架的转子接近部11a等上诱发有害的涡流损失。该损失增加降低旋转电机的效率。作为基于以往的手法而加大空隙的方法，即使在除去所述转子接近部11a的B的情况下，也与本实施方式相比无负载转矩增加。

即，通过区别于构成磁极的永久磁铁22而还设置本实施方式的转子侧面的永久磁铁28、29，得到如下结果，利用磁通集中来推进磁铁埋入型旋转电机的小型化，同时也能够通过降低转子的轴向的漏磁通来推进高效率化。

如以上说明，本实施方式涉及的磁铁埋入型旋转电机能够提供如下磁铁埋入型旋转电机，通过区别于构成磁极的永久磁铁22而还设置转子侧面的永久磁铁28、29，从而能够利用磁通集中来推进小型化，同时也能够通过降低来自转子侧面的漏磁通来推进高效率化。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，如果是所谓的本领域的技术人员，则在不脱离本发明主旨的范围内，可根据上述实施方式进行适当变更，而且，还可以对上述实施方式和基于变更例的手法加以适当组合利用。即，不用说即使是这种施以变更等的技术，也属于本发明的技术范围内。

例如，在上述实施方式中，虽然大致呈V字状地配置构成磁极的永久磁铁，但是像图6所示的其他的埋入磁铁的配置方式示意图那样，也能够放射状地安装永久磁铁32(A)，也可以在放射状的永久磁铁42b的内周侧呈圆周状地进一步安装永久磁铁42a(B)。即，本发明的漏磁通的遮蔽板如下，具有被永久磁铁包围的较大的磁极部23a、33a、43a，对于该磁极部成为磁通泄漏的较大的侧面的埋入磁铁的配置构造具有同样的效果。

本发明的磁铁埋入型旋转电机如下，由于能够实现小型高效率化，因此能够不局限于电动机而应用于包括发电机的广泛的旋转电机用途中。

Claims

1.一种磁铁埋入型旋转电机，其具备：定子；及旋转自如地支撑的大致圆筒形的转子，其特征为，

在转子侧面上，区别于构成磁极的永久磁铁而在每个磁极上还设置有在轴向上磁化的永久磁铁。

2.根据权利要求1所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征为，

设置在所述侧面上的永久磁铁如下，以覆盖被构成转子铁心的1个磁极的永久磁铁所包围的范围的形状被设置。

3.根据权利要求1或2所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征为，

设置在所述侧面上的永久磁铁如下，朝着轴向内侧以N极的磁极对于N极、S极的磁极对于S极的方式设置。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的磁铁埋入型旋转电机，其特征为，

设置在所述侧面上的永久磁铁保持在由非磁性材料构成的侧板上。