CN112368920B - 旋转电机 - Google Patents
旋转电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112368920B CN112368920B CN201980042086.5A CN201980042086A CN112368920B CN 112368920 B CN112368920 B CN 112368920B CN 201980042086 A CN201980042086 A CN 201980042086A CN 112368920 B CN112368920 B CN 112368920B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotor
- magnet
- outermost
- core
- radial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 13
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 19
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供旋转电机。三相绕组(55、56)按照各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg]的方式被通电。齿(76)的前端部(78)是具有多个倾斜形成部(781、782)的倾斜结构,多个倾斜形成部(781、782)按照在周向上以电角度偏移θe2的方式在轴向上分开。θe1>θe2。若将齿(76)与转子铁芯(64)的外接圆(Cc)的径向距离设为a,将永磁铁(65)中在径向上位于最外侧的磁铁最外部(86、87)与外接圆(Cc)的径向距离设为b,则a/b<1。
Description
本申请基于2018年7月26日申请的日本专利申请号2018-140392,并在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及旋转电机。
背景技术
在转子铁芯的外周部埋设有永磁铁的埋入磁铁型旋转电机中,定子与转子之间的气隙中的磁通中包含很多高次谐波。其结果是,由于感应电压失真波形中也包含很多高次谐波,所以埋入磁铁型旋转电机具有与表面磁铁型旋转电机相比转矩脉动增大的特征。
对于降低转矩脉动,已知有在定子的多组多相绕组中流动多相交流电流的旋转电机中,对各组间的多相绕组设置相位差而进行通电。例如,在专利文献1中,通过将两组三相绕组的相位差以电角度设为30°,来降低转矩脉动的第六次谐波成分。
另外,在专利文献2中,通过使适当地调整后的五次谐波电流与在三相绕组中流动的基本波电流重叠,来降低转矩脉动并降低电流峰值。
专利文献1:日本特开2010-268597号公报
专利文献2:日本专利第5672278号公报
在埋入磁铁型旋转电机中,在旋转电机本身的感应电压中容易产生失真。另外,有时候为了以峰值降低控制的方式抑制发热而有意地将高次谐波电流重叠于基本波电流。这些情况均有成为转矩脉动的因素的情况。
专利文献1的技术虽然能够降低转矩脉动的第六次谐波成分,但不能降低第十二次谐波成分。因此存在改善的余地。
专利文献2的技术对表面磁铁型旋转电机发挥效果。换句话说,在如埋入磁铁型旋转电机那样具有磁阻转矩的旋转电机中,未必有效。另外,为了适当地控制高次谐波电流,必须充分地提高控制频率。这是因为在旋转电机高速运转的情况下,需要根据其速度进行高速运算。
发明内容
本公开是鉴于上述的点而完成的,提供一种能够降低转矩脉动的旋转电机。
本公开的旋转电机具备:定子以及转子。定子具有定子铁芯和多组多相绕组,其中,上述定子铁芯具有在径向上延伸的多个齿,上述多组多相绕组设置在多个齿间。转子具有转子铁芯和多个永磁铁,其中,上述转子铁芯设置为与齿对置,上述多个永磁铁设置为埋入于转子铁芯。
本公开具有第一至第三方式。在这里,将n设为整数。在本公开的第一方式以及第三方式中,多组多相绕组按照各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg]的方式被通电。另外,在本公开的第二方式以及第三方式中,齿的前端部是具有以在周向上以电角度偏移θe2的方式在轴向上分开的多个倾斜形成部的倾斜结构。另外,在本公开的第三方式中,θe1>θe2。
另外,在本公开的第一至第三方式中,若将齿与转子铁芯的外接圆的径向距离设为a,将永磁铁中在径向上位于最外侧的磁铁最外部与上述外接圆的径向距离设为b,则a/b<1。
通过像这样使a/b<1,转子的磁通的q轴成分减小。另外,通过转子产生的感应电压失真减小。作为结果,由于即使在有六次谐波电流的情况下磁阻转矩的影响也会变小,所以能够抑制转矩脉动的第十二次谐波成分的产生。另外,根据旋转电机的结构能够减小第十二次谐波成分,而不依赖于控制装置。
附图说明
通过参照附图进行下述详细的描述,有关本公开的上述目的以及其它目的、特征、优点会变得更加明确。
图1是应用了一个实施方式的马达的驱动装置的剖视图。
图2是图1的II-II线剖视图。
图3是表示图1的马达的三相绕组的配置的示意图。
图4是图1的定子以及转子的IV-IV线剖视图。
图5是图4的V部放大图。
图6是图1的定子以及转子的VI-VI线剖面的部分放大图,且是对应于图5的图。
图7是图5的VII部放大图。
图8是从箭头VIII方向观察图7的一个齿时的示意图。
图9是按照六次谐波电流的有无来表示转子各部尺寸比与转矩脉动的关系的图。
图10是按照六次谐波电流的有无来表示磁铁开口角占据磁极的比例与转矩脉动的关系的图。
具体实施方式
[一个实施方式]
以下,基于附图对一个实施方式进行说明。作为本实施方式的“旋转电机”的马达被应用于车辆的电动助力转向系统的驱动装置。
(驱动装置)
首先,对驱动装置25进行说明。如图1、图2所示,驱动装置25具备:壳体31、定子32及转子33,它们构成马达23;罩34、散热片35、基板36,它们构成ECU22;以及各种电子部件37~49。
壳体31具有:筒外壳51、位于筒外壳51的一端的前框架端52、以及位于筒外壳51的另一端的后框架端53。
定子32具有:固定于壳体31的定子铁芯54、以及组装于定子铁芯54的两组三相绕组55、56。构成三相绕组55、56的各相绕组经由导线57与基板36连接。
转子33具有:经由轴承61、62被壳体31支承为能够旋转的马达轴63、嵌合并固定于马达轴63的转子铁芯64、以及设置为埋入转子铁芯64的多个永磁铁65。转子33为埋入磁铁型。
罩34具有:固定于后框架端53的杯状的罩主体部66、以及内含用于将ECU22与外部连接的端子67的连接器部68。
散热片35固定于罩主体部66的内侧。基板36固定于散热片35中的与后框架端53对置的位置。在基板36安装有多个开关元件37、38、旋转角传感器39、41、定制IC42、43、微型计算机44、45、电容器46、47、以及电感器48、49等。此外,散热片35也可以固定于后框架端53。另外,后框架端53也可以兼作散热片。
开关元件37、38分别构成与三相绕组55、56对应的驱动电路71、72(参照图3)。旋转角传感器39、41配置成与设置于马达轴63的前端的磁铁73对置。定制IC42、43对开关元件37、38输出驱动信号。微型计算机44、45基于转子33的旋转角等,来运算与向三相绕组55、56供给的供给电力相关的指令值。电容器46、47使从电源输入的电力平滑化,另外,防止由开关元件37、38的开关动作等引起的噪声的流出。电感器48、49与电容器46、47一起构成滤波电路。
像这样构成的驱动装置25基于旋转角传感器39、41的检测值等对三相绕组55、56通电而使其产生旋转磁场,使转子33旋转。此外,驱动装置25是ECU22与马达23一体地设置的机电一体式,但也可以是ECU与马达通过线束连接的机电分离式。
(马达)
接下来,对马达23进行更详细的说明。在如马达23那样的埋入磁铁型旋转电机中,在定子32与转子33之间的气隙中的磁通中包含很多高次谐波。其结果是,在感应电压失真波形中也包含很多高次谐波。另外,有时候为了以峰值降低控制的方式抑制发热而有意地将高次谐波电流重叠于基本波电流。这些情况均为转矩脉动的因素。
用下式(1)来表示马达23的三相绕组的各系统的转矩Ti。在式(1)中,是交链磁通,id是d轴电流,iq是q轴电流,Ld是d轴电感,Lq是q轴电感。
在有6m次谐波电流的情况下,用下式(2)、(3)来表示电流id、iq。m是整数。
id=Σm=0i6md=Σm=0I6md Sin(6mθ)…(2)
iq=Σm=0i6mq=Σm=0I6mq Sin(6mθ)…(3)
若将式(2)、(3)应用于式(1),并省略影响较小的第十八次谐波及以后的成分,再关注到第十二次谐波成分,则导出下式(4)。
在用第一系统的转矩T1与第二系统的转矩T2的和表示的转矩T中,为了降低转矩脉动,需要减小式(4)的第六次谐波成分以及第十二次谐波成分。以下,对以此为目的的结构进行说明。
(相位差通电)
如图3所示,三相绕组55、56的电气特性相同,且三相绕组55、56在共用的定子铁芯54上彼此以电角度偏移θe1来配置。与此对应地,在三相绕组55、56中通电振幅相等并且各组间的相位以电角度偏移了θe1的三相交流电流。
在本实施方式中,以各组间的相位差θe1以电角度为30[deg]的方式对三相绕组55、56通电。此外,相位差θe1并不限于30[deg],只要是30±60×n[deg]即可。上述n是整数。
如上述那样在两组三相绕组55、56中以振幅相等并且相位差为30°的方式通电的情况下,若将第一系统的六次谐波电流i1_6d、i1_6q设为式(5)、(6),则它们与第二系统的六次谐波电流i2_6d、i2_6q的关系如式(7)、(8)所示。
i1_6d=I6d Sin(6θ)…(5)
i1_6q=I6q Cos(6θ)…(6)
i2_6d=I6d Sin{6(θ+30)}=-I6d Sin(6θ)=-i1_6d…(7)
i2_6q=I6q Cos{6(θ+30)}=-I6q Cos(6θ)=-i1_6q…(8)
因此,在转矩T中,与交链磁通相关的六次谐波电流的项、以及与电感(Ld-Lq)相关的六次谐波电流与基本波电流的积的项被消除,而导出式(9)。换句话说,通过进行相位差为30°的通电能够消除转矩脉动的第六次谐波成分。
(倾斜结构)
如图1所示,定子铁芯54由相互在轴向上组合的两个铁芯部541、542构成。
如图1、图4、图5所示,第一铁芯部541具有:环状的后磁轭部751、以及从后磁轭部751向径向内侧突出的多个齿部761。齿部761具有:在径向上延伸的第一延伸部771、以及设置于第一延伸部771的前端即相对于第一延伸部771靠转子33侧的第一倾斜形成部781。在图4中,为了避免变得繁琐,省略了定子铁芯54、转子铁芯64以及永磁铁65的阴影线。
如图1、图4、图6所示,第二铁芯部542具有:环状的后磁轭部752、以及从后磁轭部752向径向内侧突出的多个齿部762。齿部762具有:在径向上延伸的第二延伸部772、以及设置于第二延伸部772的前端即相对于第二延伸部772靠转子33侧的第二倾斜形成部782。
如图4所示,后磁轭部751、752构成定子铁芯54的后磁轭75。齿部761、762构成定子铁芯54的齿76。
在从轴向观察时,第一延伸部771的形状与第二延伸部772的形状相同。另外,第一延伸部771的周向位置与第二延伸部772的周向位置相同。第一延伸部771以及第二延伸部772构成齿76的延伸部77。在各延伸部77间形成有从定子铁芯54的轴向的一端笔直地延伸到另一端的狭缝79。
在各狭缝79设置有三相绕组55、56。三相绕组55由U相绕组551、V相绕组552、以及W相绕组553构成(参照图3)。三相绕组56由U相绕组561、V相绕组562、以及W相绕组563构成(参照图3)。各狭缝79以等角度间隔形成,各狭缝79的间距与相位差θe1相同。三相绕组55与三相绕组56相互偏移角度θe1来卷绕于定子铁芯54。
如图5所示,第一倾斜形成部781以及第二倾斜形成部782构成齿76的前端部78。第一倾斜形成部781以相对于延伸部77向周向一侧突出的方式而形成。第二倾斜形成部782以相对于延伸部77向周向另一侧突出的方式而形成。
如图7所示,第一倾斜形成部781具有齿前端面81,该齿前端面81是与转子33(参照图5)对置的面。齿前端面81的周向中央位置P1相对于表示延伸部77的周向中心的第一虚拟面C1偏移θs。周向中央位置P1相对于第一虚拟面C1的倾斜角度为θs。在图7中,为了避免变得繁琐,而省略了延伸部77以及前端部78的阴影线。
第二倾斜形成部782具有齿前端面82,该齿前端面82是与转子33(参照图5)对置的面。齿前端面82的周向中央位置P2相对于第一虚拟面C1偏移θs。周向中央位置P2相对于第一虚拟面C1的倾斜角度为θs。
如图7、图8所示,前端部78是具有多个倾斜形成部781、782的倾斜结构,多个倾斜形成部781、782按照在周向上以电角度偏移θe2的方式在轴向上分开。换句话说,第一倾斜形成部781以及第二倾斜形成部782沿轴向排列并且周向位置相互偏移,形成有两阶梯倾斜。如图8所示,倾斜形成部781、782配置为从径向内侧观察成为点对称的形状。对称点是第一虚拟面C1与表示前端部78的轴向中央的第二虚拟面C2交叉的位置。
齿前端面81、82的周向中央位置P1、P2在周向上以电角度偏移θe2。而且,满足下式(10)的关系。在本实施方式中,θe1以电角度为30°。另外,θe2以电角度为15°,是θs的2倍。
θe1>θe2…(10)
如上述那样,在由两个铁芯部541、542构成定子铁芯54,并使各铁芯部的齿前端的倾斜形成部781、782偏移15°来配置的情况下,若将第一系统的十二次谐波电流i1_12d、i1_12q设为式(11)、(12),则它们与第二系统的十二次谐波电流i2_12d、i2_12q的关系如式(13)、(14)所示。
i1_12d=I12d Sin(12θ)…(11)
i1_12q=I12q Cos(12θ)…(12)
i2_12d=I12d Sin{12(θ+15)}=-I12d Sin(12θ)=-i1_12d…(13)
i2_12q=I12q Cos{12(θ+15)}=-I12q Cos(12θ)=-i1_12q…(14)
因此,在式(9)的转矩T中,与交链磁通相关的十二次谐波电流的项、以及与电感差(Ld-Lq)相关的十二次谐波电流与基本波电流的积的项被消除,而导出式(15)。换句话说,根据15°的倾斜结构,能够消除由十二次谐波电流引起的第十二次谐波成分。
在这里,若观察式(15),根据相位差通电以及倾斜结构,d轴的六次谐波电流与q轴的六次谐波电流的积的项仍然存在。该项作为转矩脉动的第十二次谐波成分给转矩T带来影响。通过以下的结构能够降低由这样的六次谐波电流引起的第十二次谐波成分。
(气隙和永磁铁)
如图6所示,转子33的磁极中的周向的中央部83与转子33的外接圆Cc相切。另外,转子33的磁极中的相对于中央部83的周向的两侧部84、85从外接圆Cc向径向内侧远离。在本实施方式中,转子33的磁极的外周面是向定子32侧凸出的凸曲面。该凸曲面的横剖面形状为连续地连接一个以上的圆弧而成的形状。
在这里,将定子32与外接圆Cc的径向距离设为a。即,a是定子32与转子33的气隙。另外,将永磁铁65中在径向上位于最外侧的磁铁最外部86、87与外接圆Cc的径向距离设为b。转子铁芯64以及永磁铁65设置为满足下式(16)的关系。
a/b<1…(16)
一般而言,由于d轴磁通(即转子33的磁通的d轴成分)透过磁导率较低的永磁铁65,所以d轴电感Ld相对较小。由于永磁铁65的磁阻的作用较大,所以难以受到转子铁芯64的磁饱和的影响。与此相对,由于q轴磁通(即转子33的磁通的q轴成分)通过转子铁芯64,所以与d轴相比透过率增大,q轴电感Lq相对地增大。因此,在满足式(16)的关系的情况下,q轴磁通变小,而能够使d轴电感Ld接近q轴电感Lq。换句话说,能够减小d轴电感Ld与q轴电感Lq之差。由此,式(15)的电感差(Ld-Lq)的项减小,即使在有六次谐波电流的情况下也能够降低转矩脉动。如图9所示,可知在满足式(16)的关系的情况下,不管有无六次谐波电流都能够降低转矩脉动。
(磁铁开口角)
在本实施方式中,在一个磁极中包含一个永磁铁65。第一磁铁最外部86是永磁铁65中相对于中央部83在周向一方且在径向上位于最外侧的部位。第二磁铁最外部87是永磁铁65中相对于中央部83在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位。
在这里,将从第一磁铁最外部86到第二磁铁最外部87的周向角度设为θm1。换句话说,θm1是一个磁极中的磁性的d轴开口角(即磁铁开口角)。另外,将一个磁极的周向角度设为θm2。换句话说,θm2是在周向上相邻的一对q轴间角度。转子铁芯64以及永磁铁65设置为满足下式(17)的关系。
θm1/θm2=0.72~0.79…(17)
如图10所示,可知在满足式(17)的关系的情况下,不管有无六次谐波电流都能够降低转矩脉动。
(磁导率降低部)
在转子铁芯64的q轴上设置有使磁导率降低的磁导率降低部88。在本实施方式中,磁导率降低部88是沿轴向开口的通孔89内的空气。通过像这样设置磁导率降低部88,q轴磁通减小,即使在如上述那样具有六次谐波电流的情况下,也能够降低转矩脉动。
(层叠体)
在图1以及图8中,铁芯部541、542被图示为好像是一个部件,但这是为了避免附图变得繁琐。实际上,铁芯部541、542例如是层叠电磁钢板或SPCC等冷轧钢板而成的层叠体。通过依次层叠构成这两种铁芯部541、542的板来构成层叠体。如图7、图8所示,第一倾斜形成部781和第二倾斜形成部782为相对于延伸部77的第一虚拟面C1左右对称的形状。因此,若将构成第一铁芯部541的板翻转,则能够作为构成第二铁芯部542的板来使用。即,构成第一铁芯部541的板和构成第二铁芯部542的板能够使用相同的结构。
(桥部)
如图6所示,永磁铁65设置于转子铁芯64的磁铁收容孔91。在磁铁收容孔91的周向两侧设置有桥部92,该桥部92连接相对于永磁铁65的径向内侧的部位与径向外侧的部位。包围转子铁芯64的磁铁收容孔91的部分中最细的部位是桥部92。若将钢板的板厚设为t,将桥部92的宽度设为w,则满足下式(18)的关系。
w<a<2t…(18)
通过减小径向距离a,可降低气隙中的磁阻。由此,能够实现高转矩化。另外,通过减小桥部92的宽度w,能够提高短路磁通路径的磁阻。由此,能够减少以桥部92为路径的磁通的短路,使更多的磁通与定子32交链,并实现高转矩化。
(倾斜形成部的轴向长度)
如图1所示,倾斜形成部781、782的层叠片数差为两个以下。在本实施方式中,倾斜形成部781、782的轴向长度之比为“50:50”。换句话说,第一倾斜形成部781的轴向长度La与第二倾斜形成部782的轴向长度Lb相同。另外,若将倾斜形成部781、782的轴向长度的和设为Ls(=La+Lb),将转子铁芯64的轴向长度设为Lr,则满足下式(19)的关系。另外,若将永磁铁65的轴向长度设为Lmg,则满足下式(20)的关系。
Ls<Lr…(19)
Ls<Lmg…(20)
一般而言,转子铁芯64在轴向上产生组装误差。在如本实施方式那样具有倾斜结构的定子32的马达23中,由于上述组装误差而在转矩脉动消除效果上产生偏差而成为问题。针对于此,通过满足式(19)、(20)的关系,即使产生组装误差也能够使倾斜形成部781、782中每一个与转子33对置的面积相等。因此,能够维持转矩脉动消除效果。
(效果)
如以上说明的那样,在本实施方式中,三相绕组55、56按照各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg]的方式通电。齿76的前端部78是具有以在周向上以电角度偏移θe2的方式在轴向上分开的多个倾斜形成部781、782的倾斜结构。另外,满足上述式(10)以及式(16)的关系。
通过如式(16)那样使a/b<1,转子33的磁通的q轴成分减小。另外,通过转子33产生的感应电压失真变小。作为结果,由于即使在具有六次谐波电流的情况下磁阻转矩的影响也减小,所以能够抑制通过相位差通电以及倾斜结构未消除的第十二次谐波成分的产生。另外,通过马达23的结构能够减小第十二次谐波成分,且不依赖于控制装置。因此,根据马达23,无需控制装置的高性能化就能够降低转矩脉动。
另外,在本实施方式中,满足上述式(17)的关系。由此,不管有无六次谐波电流都能够降低转矩脉动。
另外,在本实施方式中,满足上述式(18)的关系。通过减小径向距离a,可降低气隙中的磁阻。由此,能够实现高转矩化。另外,通过减小桥部92的宽度w,可提高短路磁通的路径的磁阻。由此,能够减少以桥部92为路径的磁通的短路,使更多的磁通与定子32交链,而实现高转矩化。
另外,在本实施方式中,倾斜形成部781、782的层叠片数差为两片以下。另外,满足上述式(19)的关系。由此,即使产生组装误差也能够使倾斜形成部781、782中的每一个与转子33对置的面积相等。因此,能够维持转矩脉动取消效果。
另外,在本实施方式中,在转子铁芯64的q轴上设置有磁导率降低部88,该磁导率降低部88使磁导率降低。通过像这样设置磁导率降低部88,q轴磁通减小,即使在如上述那样具有六次谐波电流的情况下也能够降低转矩脉动。
[其它实施方式]
在上述的实施方式中,(A)多组多相绕组的各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg],(B)齿的前端部是以电角度偏移θe2的倾斜结构,且θe1>θe2,(C)a/b<1。与此相对,在其它实施方式中,也可以是具备(A)以及(C)的旋转电机、或者具备(B)以及(C)的旋转电机。
在其它实施方式中,转子铁芯的一个磁极也可以包含两个以上的永磁铁。另外,在其它实施方式中,转子铁芯的磁极的外周面也可以由曲面与平面的组合构成。另外,在其它实施方式中,磁导率降低部并不限于通孔内的空气,例如也可以是通孔内的树脂等非磁性部件、或者磁性部件通过激光等变质后的部件等。
在其它实施方式中,马达并不限于应用于电动助力转向系统,也可以应用于其它系统、装置。另外,在其它实施方式中,旋转电机并不限于用于马达,也可以用于发电机或者电动发电机。
基于实施方式对本公开进行了描述。然而,本公开并不限定于该实施方式以及结构。本公开也包含各种变形例及同等范围内的变形。另外,各种组合以及方式、进一步仅包含它们中一个要素、一个以上或一个以下的其它组合以及方式也纳入本公开的范畴以及思想范围内。
Claims (7)
1.一种旋转电机,具备:
定子,具有定子铁芯和多组多相绕组,其中,上述定子铁芯具有在径向上延伸的多个齿,上述多组多相绕组设置在上述多个齿间;以及
转子,具有转子铁芯和多个永磁铁,其中,上述转子铁芯设置为与上述齿对置,上述多个永磁铁设置为埋入于上述转子铁芯,
若将n设为整数,上述多组多相绕组按照各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg]的方式被通电,
上述转子的磁极的外周面形成为向上述定子侧凸出,
上述转子的上述磁极中周向的中央部与上述转子的外接圆相切,上述转子的上述磁极中相对于上述中央部而言周向的两侧部从上述外接圆向径向内侧远离,
上述永磁铁形成为在与上述转子的旋转中心正交的横剖面上为矩形并且配置为短边方向与径向一致,
上述永磁铁具有第一磁铁最外部和第二磁铁最外部,其中,上述第一磁铁最外部是相对于上述中央部在周向一方且在径向上位于最外侧的部位,上述第二磁铁最外部是相对于上述中央部在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位,
若将上述齿与上述转子铁芯的外接圆的径向距离设为a,将上述永磁铁中在径向上位于最外侧的上述第一磁铁最外部以及上述第二磁铁最外部与上述外接圆的径向距离设为b,则a/b<1,
上述永磁铁设置于上述转子铁芯的磁铁收容孔,
在上述磁铁收容孔的周向两侧设置有桥部,上述桥部连接相对于上述永磁铁的径向内侧的部位与径向外侧的部位,
上述桥部是包围上述转子铁芯的上述磁铁收容孔的部分中最细的部位,
将上述转子的一个磁极所包含的一个以上的上述永磁铁中相对于上述磁极的中央部在周向一方且在径向上位于最外侧的部位设为第一磁铁最外部,并将相对于上述中央部在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位设为第二磁铁最外部,
若将从上述第一磁铁最外部到上述第二磁铁最外部的周向角度设为θm1,将一个上述磁极的周向角度设为θm2,则θm1/θm2=0.72~0.79。
2.一种旋转电机,具备:
定子,具有定子铁芯和多组多相绕组,其中,上述定子铁芯具有在径向上延伸的多个齿,上述多组多相绕组设置在上述多个齿间;以及
转子,具有转子铁芯和多个永磁铁,其中,上述转子铁芯设置为与上述齿对置,上述多个永磁铁设置为埋入于上述转子铁芯,
上述定子铁芯由相互在轴向上组合的多个铁芯部构成,
上述铁芯部具有齿部,上述齿部构成上述齿,
上述齿部具有延伸部和倾斜形成部,其中,上述延伸部向径向延伸,上述倾斜形成部相对于上述延伸部设置于上述转子侧,
多个上述延伸部的周向位置相同,且在多个上述延伸部间形成有狭缝,上述狭缝从上述定子铁芯的轴向的一端笔直地延伸至另一端,
上述齿的前端部是具有以在周向上以电角度偏移规定角度θe2的方式在轴向上分开的多个上述倾斜形成部的倾斜结构,
上述转子的磁极的外周面形成为向上述定子侧凸出,
上述转子的上述磁极中周向的中央部与上述转子的外接圆相切,上述转子的上述磁极中相对于上述中央部而言周向的两侧部从上述外接圆向径向内侧远离,
上述永磁铁形成为在与上述转子的旋转中心正交的横剖面上为矩形并且配置为短边方向与径向一致,
上述永磁铁具有第一磁铁最外部和第二磁铁最外部,其中,上述第一磁铁最外部是相对于上述中央部在周向一方且在径向上位于最外侧的部位,上述第二磁铁最外部是相对于上述中央部在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位,
若将上述齿与上述转子铁芯的外接圆的径向距离设为a,将上述永磁铁中在径向上位于最外侧的上述第一磁铁最外部以及上述第二磁铁最外部与上述外接圆的径向距离设为b,则a/b<1,
上述永磁铁设置于上述转子铁芯的磁铁收容孔,
在上述磁铁收容孔的周向两侧设置有桥部,上述桥部连接相对于上述永磁铁的径向内侧的部位与径向外侧的部位,
上述桥部是包围上述转子铁芯的上述磁铁收容孔的部分中最细的部位。
3.一种旋转电机,具备:
定子,具有定子铁芯和多组多相绕组,其中,上述定子铁芯具有在径向上延伸的多个齿,上述多组多相绕组设置在上述多个齿间;以及
转子,具有转子铁芯和多个永磁铁,其中,上述转子铁芯设置为与上述齿对置,上述多个永磁铁设置为埋入于上述转子铁芯,
若将n设为整数,上述多组多相绕组按照各组间的相位差θe1以电角度为30±60×n[deg]的方式被通电,
上述定子铁芯由相互在轴向上组合的多个铁芯部构成,
上述铁芯部具有齿部,上述齿部构成上述齿,
上述齿部具有延伸部和倾斜形成部,其中,上述延伸部向径向延伸,上述倾斜形成部相对于上述延伸部设置于上述转子侧,
多个上述延伸部的周向位置相同,且在多个上述延伸部间形成有狭缝,上述狭缝从上述定子铁芯的轴向的一端笔直地延伸至另一端,
上述齿的前端部是具有以在周向上以电角度偏移规定角度θe2的方式在轴向上分开的多个上述倾斜形成部的倾斜结构,
θe1>θe2,
上述转子的磁极的外周面形成为向上述定子侧凸出,
上述转子的上述磁极中周向的中央部与上述转子的外接圆相切,上述转子的上述磁极中相对于上述中央部而言周向的两侧部从上述外接圆向径向内侧远离,
上述永磁铁形成为在与上述转子的旋转中心正交的横剖面上为矩形并且配置为短边方向与径向一致,
上述永磁铁具有第一磁铁最外部和第二磁铁最外部,其中,上述第一磁铁最外部为相对于上述中央部在周向一方且在径向上位于最外侧的部位,上述第二磁铁最外部是相对于上述中央部在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位,
若将上述齿与上述转子铁芯的外接圆的径向距离设为a,将上述永磁铁中在径向上位于最外侧的上述第一磁铁最外部以及上述第二磁铁最外部与上述外接圆的径向距离设为b,则a/b<1,
上述永磁铁设置于上述转子铁芯的磁铁收容孔,
在上述磁铁收容孔的周向两侧设置有桥部,上述桥部连接相对于上述永磁铁的径向内侧的部位与径向外侧的部位,
上述桥部是包围上述转子铁芯的上述磁铁收容孔的部分中最细的部位。
4.根据权利要求2或3所述的旋转电机,其中,
将上述转子的一个磁极所包含的一个以上的上述永磁铁中相对于上述磁极的中央部在周向一方且在径向上位于最外侧的部位设为第一磁铁最外部,并将相对于上述中央部在周向另一方且在径向上位于最外侧的部位设为第二磁铁最外部,
若将从上述第一磁铁最外部到上述第二磁铁最外部的周向角度设为θm1,将一个上述磁极的周向角度设为θm2,则θm1/θm2=0.72~0.79。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的旋转电机,其中,
上述转子铁芯是多个钢板的层叠体,
若将上述钢板的板厚设为t,将上述桥部的宽度设为w,则w<a<2t。
6.根据权利要求2或3所述的旋转电机,其中,
若将上述多个倾斜形成部的轴向长度的和设为Ls,将上述转子铁芯的轴向长度设为Lr,则Ls<Lr,
上述多个倾斜形成部的层叠片数差在2片以下。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的旋转电机,其中,
在上述转子铁芯的q轴上设置有磁导率降低部,上述磁导率降低部使磁导率降低。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-140392 | 2018-07-26 | ||
JP2018140392A JP2020018122A (ja) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | 回転電機 |
PCT/JP2019/028405 WO2020022202A1 (ja) | 2018-07-26 | 2019-07-19 | 回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112368920A CN112368920A (zh) | 2021-02-12 |
CN112368920B true CN112368920B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1476146A (zh) * | 2002-07-12 | 2004-02-18 | 株式会社日立产机系统 | 永磁式旋转电机及使用该电机的压缩机 |
CN1758511A (zh) * | 1997-09-08 | 2006-04-12 | 松下电器产业株式会社 | 由永磁同步电动机驱动的空调机或电冰箱用压缩机 |
JP2006254621A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石型電動機 |
CN103988399A (zh) * | 2011-12-23 | 2014-08-13 | 三菱电机株式会社 | 永磁型电动机 |
CN105247763A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-01-13 | 三菱电机株式会社 | 多重多相绕组交流旋转电机及电动助力转向装置 |
CN106877532A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-20 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 充磁电机、电机转子、永磁同步电机和压缩机 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1758511A (zh) * | 1997-09-08 | 2006-04-12 | 松下电器产业株式会社 | 由永磁同步电动机驱动的空调机或电冰箱用压缩机 |
CN1476146A (zh) * | 2002-07-12 | 2004-02-18 | 株式会社日立产机系统 | 永磁式旋转电机及使用该电机的压缩机 |
JP2006254621A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石型電動機 |
CN103988399A (zh) * | 2011-12-23 | 2014-08-13 | 三菱电机株式会社 | 永磁型电动机 |
CN105247763A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-01-13 | 三菱电机株式会社 | 多重多相绕组交流旋转电机及电动助力转向装置 |
CN106877532A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-06-20 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 充磁电机、电机转子、永磁同步电机和压缩机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9627936B2 (en) | Permanent magnet motor | |
US9490673B2 (en) | Rotor of magnet-assisted reluctance motor and brushless motor | |
JP6124999B2 (ja) | 電動パワーステアリング用永久磁石型モータ | |
JP5948061B2 (ja) | 回転電機、およびその回転電機を備えた車両 | |
JP5944066B2 (ja) | 永久磁石式モータ、駆動装置一体型永久磁石式モータおよび永久磁石式モータの製造方法 | |
US7714466B2 (en) | Claw-teeth-type rotating electrical machine | |
US20180115202A1 (en) | Rotary electric machine and electric power steering apparatus | |
US8434584B2 (en) | Synchronous machine | |
US20150263571A1 (en) | Permanent magnet type rotary electric machine and electric power steering apparatus using the same | |
JP5229642B2 (ja) | モータ、および、それを用いた電動パワーステアリング装置 | |
JP5932147B2 (ja) | 多重多相巻線交流回転電機および電動パワーステアリング装置 | |
US10340780B2 (en) | Transverse flux machine | |
CN111342574A (zh) | 永磁体型电动机及电动助力转向装置 | |
US8390165B2 (en) | Synchronous motor drive system | |
WO2005096470A1 (ja) | モータ、送風機、圧縮機及び空気調和機 | |
JP7103299B2 (ja) | 回転電機 | |
JP6227712B2 (ja) | 回転電機、およびその回転電機を備えた車両 | |
JP2014107939A (ja) | ブラシレスモータ | |
JP7392762B2 (ja) | 回転電機 | |
CN112368920B (zh) | 旋转电机 | |
JP7001483B2 (ja) | アキシャルギャップ型トランスバースフラックス式回転電機 | |
JP2011199918A (ja) | 永久磁石式電動モータ | |
JP5668181B1 (ja) | 磁石式発電機 | |
JP7205600B2 (ja) | 回転電機 | |
WO2020066507A1 (ja) | 回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |