CN116888862A - 旋转电机 - Google Patents

旋转电机 Download PDF

Info

Publication number
CN116888862A
CN116888862A CN202180093619.XA CN202180093619A CN116888862A CN 116888862 A CN116888862 A CN 116888862A CN 202180093619 A CN202180093619 A CN 202180093619A CN 116888862 A CN116888862 A CN 116888862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
poles
rotor
pole
axial direction
magnet
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.)
Pending
Application number
CN202180093619.XA
Other languages
English (en)
Inventor
佐佐木秀德
元吉研太
广谷迪
池田纮子
藤仓昇平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN116888862A publication Critical patent/CN116888862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2746Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets arranged with the same polarity, e.g. consequent pole type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

一种旋转电机,包括定子和转子,所述转子具有转子芯部和多个磁极,在多个所述磁体中包含由永磁铁形成的多个磁铁极和多个虚拟极,在所述轴向和所述周向这两个方向上,所述磁铁极和所述虚拟极交替地配置,在所述轴向上相邻的所述磁铁极与所述虚拟极之间设置有非磁性孔,当将所述磁铁极在所述轴向上的长度设为tm,将所述虚拟极在所述轴向上的长度设为tc,将所述非磁性孔在所述轴向上的长度设为ta,将所述转子芯部在所述轴向上的长度设为lc时,满足tm>tc且lc<2×tm+ta。

Description

旋转电机
技术领域
本公开涉及一种旋转电机。
背景技术
在专利文献1中记载有一种旋转电机(表面磁铁式电动机)。在所述旋转电机的转子的表面设置有由永磁铁形成的多个磁铁极和由磁铁极所发出的磁通形成的多个虚拟极。磁铁极和虚拟极在周向和轴向上交替地配置。在轴向上相邻的磁铁极与虚拟极之间设置有作为磁阻部的空隙。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2013-153667号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1的结构中,当为了确保转矩输出而使磁铁极在轴向上的尺寸变大时,存在转子的轴长以相应的量变大的技术问题。
本公开是为了解决上述技术问题而完成的,其目的在于提供一种旋转电机,能确保转矩输出并且使转子的轴长变小。
解决技术问题所采用的技术方案
本公开的旋转电机包括:定子;以及转子,所述转子以能相对于所述定子旋转的状态配置于所述定子的内侧,所述定子具有:芯背,所述芯背形成为环状;多个极齿,多个所述极齿在径向上从所述芯背向所述转子突出;以及多个绕组,多个所述绕组分别卷绕于多个所述极齿,所述转子具有:转子芯部;转轴,所述转轴配置于所述转子芯部的内侧并沿着轴向延伸;以及多个磁极,多个所述磁极配置于所述转子芯部的表面,在多个所述磁极中包含由永磁铁形成的多个磁铁极和通过所述磁铁极发出的磁通与所述转子芯部的一部分交链而形成的多个虚拟极,在所述轴向和所述周向这两个方向上,所述磁铁极和所述虚拟极交替地配置,在所述轴向上相邻的所述磁铁极与所述虚拟极之间设置有非磁性孔,当将所述磁铁极在所述轴向上的长度设为tm,将所述虚拟极在所述轴向上的长度设为tc,将所述非磁性孔在所述轴向上的长度设为ta,将所述转子芯部在所述轴向上的长度设为l c时,满足tm>tc且l c<2×tm+ta。
发明效果
根据本公开,能提供一种旋转电机,能确保转矩输出并且使转子的轴长变小。
附图说明
图1A是实施方式1的旋转电机的横剖视图。
图1B是实施方式1的变形例的旋转电机的横剖视图。
图2A是表示实施方式1的转子的1/4模型的立体图。
图2B是图2A所示的1/4模型的侧视图。
图2C是将图2B所示的1/4模型的观察点改变90°度观察得到的图。
图3是表示第一比较例的转子的1/4模型的立体图。
图4是表示第二比较例的转子的1/4模型的立体图。
图5是表示第三比较例的转子的1/4模型的立体图。
图6A是表示第一比较例和第二比较例的旋转电机的转矩波形的图表。
图6B是表示实施方式1和第二比较例的旋转电机的转矩波形的图表。
图7是表示在实施方式1的旋转电机中,虚拟极的轴向长度对转矩的大小带来的影响的图表。
图8是实施方式2的旋转电机的转子20中的1/4模型的侧视图。
图9是实施方式1和实施方式2的旋转电机的转矩波形的图表。
图10是表示在实施方式2的旋转电机中,非磁性区域的轴向长度对转矩的大小带来的影响的图表。
图11是表示实施方式2的变形例的转子的1/4模型的立体图。
图12是表示实施方式3的转子的1/4模型的侧视图。
图13是表示在实施方式3的旋转电机中,磁铁极彼此重叠的部分的轴向长度对转矩的大小带来的影响的图表。
具体实施方式
实施方式1
图1A是相对于轴向垂直地对实施方式1的旋转电机100进行剖切所得的剖视图。旋转电机100具有定子10和设置于定子10的内侧的转子20。转子20相对于定子10自由旋转。
在本说明书中,将沿着转子20的轴心O的方向称为“轴向”。此外,将与轴向垂直的截面称为“横截面”。在横截面中,将与轴心O交叉的方向称为“径向”,将绕轴心O旋转的方向称为“周向”。
定子10设置成将转子20的外周包围。在定子10的内周与转子20的外周之间形成有空隙15。空隙15在周向上遍及整周而形成。定子10具有多个定子芯部11和多个绕组14。各定子芯部11具有芯背12和极齿13。芯背12沿着周向形成为圆弧状。极齿13从各芯背12的周向中的中央部向径向的内侧突出。各绕组14以所谓的集中卷绕的方式分别卷绕于多个极齿13。
图1A中,多个定子芯部11在周向上排列并通过多个芯背12形成圆环状。然而,也可以如图1B所示采用多个极齿13从一个圆环状的芯背12突出的结构。换言之,也可以采用图1A中的各定子芯部11一体化后的形状。在图1A、图1B所示的结构中,极齿13的数量是12个,绕组14的数量也是12个。不过,绕组14的个数也可以比极齿13的个数少。也就是说,当将极齿13的个数设为nt、将绕组14的个数设为nc时,只要满足nc≤nt,就能适当地改变极齿13和绕组14各自的个数。
转子20具有转子芯部21、转轴23和多个磁极30。转子芯部21呈沿着轴向延伸的圆筒状。转子芯部12由具有磁性的材质(例如铁或含铁的合金等)形成。转轴23配置于转子芯部21的内侧,并固定于转子芯部21。多个磁极30以在周向上隔开间隔的方式设置于转子芯部21的表面。在本实施方式的多个磁极30中包含多个磁铁极31和多个虚拟极32。磁铁极31由安装于转子芯部21的永磁铁形成。虚拟极32是通过磁铁极31发出的磁通与转子芯部21的一部分交链而形成的。转子20是在转子芯部21的表面配置有多个永磁铁(磁铁极31)而成的表面磁铁型转子。
磁铁极31和虚拟极32在周向上交替地配置。在图1A的示例中,转子20所具有的磁极30的数量(以下,称为“磁极数量p”)是八个。在所述八个磁极30中包含四个(即p/2个)磁铁极31和四个(即p/2个)虚拟极32。磁极数量p只要是2以上的偶数即可,能适当改变。在图1A、图1B的转子20中,磁铁极31和虚拟极32具有同样的形状。不过,磁铁极31和虚拟极32也可以形状不同。此外,磁铁极31的数量和虚拟极32的数量也可以不同。
各磁铁极31构成为在其外周面(朝向定子10一侧端面)呈现S极或N极。在位于轴向上相同位置的磁铁极31彼此中,呈现于外周面的极相等。换言之,在一个横截面上的多个磁铁极31的各外周面分别呈现同一极(S极或N极)。此外,在位于轴向上相同位置的磁铁极31和虚拟极32中,呈现于外周面的极相反。例如,当一个横截面中磁铁极31的外周面全部为N极时,虚拟极32的外周面全部为S极。或者,当一个横截面中磁铁极31的外周面全部为S极时,虚拟极32的外周面全部为N极。
通过在绕组14中流通规定的电流并产生磁场,以在磁极30与极齿13之间产生磁力。通过所述磁力能使定子10和转子20绕轴心O相对旋转。
图2A是转子20的1/4模型的立体图。所谓1/4模型是指表示将转子20在周向上四等分中的一个的模型图。如图2A所示,在轴向和周向这两个方向中,磁铁极31和虚拟极32交替地配置。在轴向或周向上相邻的磁极30彼此配置成具有互为不同的极性。
图2B是从与轴向正交的方向观察转子20的1/4模型所得的图(侧视图)。如图2B所示,在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间设置有非磁性孔40。非磁性孔40是未配置磁性体的部位。在本说明书中,所谓“磁性体”是指具有对旋转电机100的动作产生影响的程度的磁性的材质。例如,既可以在非磁性孔40中存在空气,也可以存在非磁性体(具有可无视程度的磁性的材质)。磁铁极31发出的磁通以夹着非磁性孔40与所述磁铁极31相对的虚拟极32交链。
如图2B所示,在本实施方式中,磁铁极31和虚拟极32在轴向上的尺寸不同。具体而言,磁铁极31的轴向长度比虚拟极32的轴向长度更长。若将转子芯部21的轴向长度设为lc,将磁铁极31的轴向长度为tm,将虚拟极32的轴向长度设为tc,将非磁性孔40的轴向长度设为ta,则以下的数学式(1)、(2)成立。
lc=tm+ta+tc (1)
tm>tc (2)
此外,根据数学式(1)、(2),lc<2×tm+ta成立。通过以上述方式构成,能使转子芯部21的轴长lc变小,并且能使磁铁极31的体积变大并确保平均转矩。
图2C是将观察点从图2B在周向上移动90°观察图2B所示的转子20的1/4模型所得的图。如图2C所示,在磁铁极31和虚拟极32的径向内侧遍及整个区域地配置有转子芯部21。由于存在非磁性孔40,因此,位于磁铁极31的径向内侧的转子芯部21和位于虚拟极32的径向内侧的转子芯部21在轴向上分开。转轴23还具有将如上所述在轴向上分开的转子芯部21彼此连结的作用。
接着,通过与图3至图5所示的比较例的对比来对本实施方式的旋转电机100的作用进行说明。
图3是第一比较例的转子中的1/4模型的立体图。图4是第二比较例的转子中的1/4模型的立体图。图5是第三比较例的转子中的1/4模型的立体图。
如图3所示,在第一比较例中,磁铁极31和虚拟极32遍及转子20在轴向上的全长而延伸。在图3中的转子20的结构中,在磁铁极31和虚拟极32中,有助于转矩的有效磁通的强度不同。因此,图2的空隙15中的磁通分布具有非对称性。其结果是,转矩的高阶分量产生,转矩脉动变大。
如图4所示,在第二比较例中,磁铁极31和虚拟极32在轴向上排列配置。在第二比较例的结构中,与第一比较例(图3)同样会产生转矩脉动。不过,磁铁极31和虚拟极32不仅在周向上交替配置还在轴向上交替配置,由此,当从转子20整体观察时,由磁通分布的非对称性导致的转矩脉动被抵消。然而,在第二比较例中,磁铁极31和虚拟极32配置成在轴向上靠近。因此,在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间的磁阻小。其结果是,不利于转矩产生的漏磁通50在轴向上产生,有助于转矩产生的有效磁通51减少。
如图5所示,在第三比较例中,磁铁极31和虚拟极32在轴向上排列配置。在轴向或周向上相邻的磁极30彼此配置成具有互为不同的极性。另外,在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间设置有非磁性孔40。通过非磁性孔40的存在以增加磁铁极31与虚拟极32之间在轴向上的磁阻。其结果是,所述漏磁通50减少,有助于转矩的有效磁通51增加。然而,第三比较例(图5)的转子20与第二比较例(图4)相比,轴向尺寸以与非磁性孔40相当的量变大。因此,旋转电机的轴向尺寸也会变大。
图6A是表示通过包括第一比较例(图3)的转子的旋转电机获得的转矩波形和通过包括第二比较例(图4)的转子的旋转电机获得的转矩波形的图表。图6A中的图表的纵轴表示以通过第一比较例的旋转电机获得的平均转矩值为基准标准化之后的转矩[p.u.]。如图6A所示,通过第一比较例的旋转电机获得的转矩波形具有三阶脉动。与此相对的是,可以明确,通过第二比较例的旋转电机获得的转矩波形能减小三阶脉动。
然而,若将通过第一比较例的旋转电机获得的平均转矩设为1,则通过第二比较例的旋转电机获得的平均转矩为0.64。也就是说,第二比较例在相对于第一比较例能减小转矩脉动这一点上是有利的,但在转矩的大小下降这一点上是不利的。第二比较例中转矩下降的原因被认为是因为如前所述磁铁极31和虚拟极32配置成在轴向上靠近。也就是说,这是由于在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间产生漏磁通50,有助于转矩产生的有效磁通51减少。
图6B是表示通过包括第二比较例(图4)的转子的旋转电机获得的转矩波形和通过包括实施方式1(图2C)的转子的旋转电机获得的转矩波形的图表。图6B中的图表的纵轴表示以通过第二比较例的旋转电机获得的平均转矩值为基准标准化之后的转矩[p.u.]。如图6B所示能确认,实施方式1的旋转电机与第二比较例的旋转电机相比具有1.32倍的平均转矩。这是由于实施方式1的转子20具有非磁性孔40。
即,在实施方式1(图2C)中,在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间设置有非磁性孔40,因此,轴向上的磁阻增加。其结果是,能减小轴向上的漏磁通50(参照图4),使有助于转矩产生的有效磁通51增加,从而提高平均转矩。此外,若将图6A所示的第一比较例的图表与图6B所示的实施方式1的图表相比,则能确认在实施方式1中转矩脉动也减小。
接着,将实施方式1(图2C)与第三比较例(图5)进行比较。在第三比较例中,在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间也设置有非磁性孔40。因此,在第三比较例的结构中也有能提高平均转矩并且能减小转矩脉动的可能性。然而,实施方式1的结构与第三比较例的结构相比能使为了获得相同转矩所需的转子20的尺寸更小。以下,对其理由进行说明。
有助于转矩产生的有效磁通51(参照图2A)的大小取决于磁铁极31的尺寸(永磁铁的使用量)。也就是说,磁铁极31的尺寸越大,则有效磁通51也越大。在图5所示的第三比较例中,若将转子芯部21的轴向长度设为lc’,将磁铁极31的轴向长度设为tm’,将虚拟极32的轴向长度设为tc’,将非磁性孔40的轴向长度设为ta’,则由于tm’=tc’,因此,以下的数学式(3)成立。
lc’=tm’+ta’+tc’=tm’×2+ta’ (2)
在此,若通过前述的数学式(1)与所述数学式(3)获得差值,则能获得以下的数学式(4)。
l c-l c’ =(tm+ta+tc)-(tm’ ×2+ta’ ) (4)
若使第三比较例(图5)与实施方式1(图2B)中的磁铁极31和非磁性孔40的轴向尺寸相同,则可认为能获得大致相同的转矩性能。因此,若将ta’=ta和tm’=tm代入到数学式(4)中并进行整理,则能获得以下的数学式(5)。
l c-l c’ =tc-tm (5)
根据数学式(2),tc-tm<0,因此,数学式(5)的右边的值小于0。也就是说,在想要在实施方式1和第三比较例中获得大致相同的转矩性能的情况下,实施方式1中的转子芯部21的尺寸l c比第三比较例中的转子芯部21的尺寸l c’小。
如以上所述,在采用实施方式1的结构的情况下,与第一比较例相比能抑制转矩脉动,与第二比较例相比能提高平均转矩,与第三比较例相比能使旋转电机100在轴向上的尺寸变小。
接着,使用图7对虚拟极32的大小的优选范围进行说明。图7的横轴是用虚拟极32的轴向长度tc除以转子芯部21的轴向长度l c所得的值tc/l c。图7的纵轴表示使用通过包括tc/l c=tm/l c=0.5的转子20(即,图4的结构)的旋转电机获得的平均转矩标准化之后的转矩值。另外,在图7的试验中,磁铁极31在轴向上的尺寸tm固定为转子芯部21的轴长l c的一半(也就是说,tm=l c/2)。因此,在图7的横轴中,在tc/l c=0.5的情况是指ta=0(即,没有非磁性孔40的结构)。此外,tc/l c的值越小,则ta越大。
如图7所示,在横轴为0.210≤tc/l c≤0.465的范围内,标准化转矩为1.2以上。即,通过将tc/l c的值设为所述范围内,与图4的结构相比能获得1.2倍以上的平均转矩。此外,如图7所示,在0.35<tc/l c<0.45的范围内,标准化转矩几乎最大。
由上,优选满足0.210≤tc/l c≤0.465,更优选满足0.35<tc/l c<0.45。
如以上说明的那样,本实施方式的旋转电机100包括:定子10;以及转子20,所述转子20以能相对于定子10旋转的状态配置于定子10的内侧。定子10具有:芯背12,所述芯背12形成为环状;多个极齿13,多个所述极齿13在径向上从芯背12向转子20突出;以及多个绕组14,多个所述绕组14分别卷绕于多个极齿13。转子20具有:转子芯部21;转轴23,所述转轴23配置于转子芯部21的内侧并沿轴向延伸;以及多个磁极30,多个所述磁极30配置于转子芯部21的表面。在多个磁极30中包含多个磁铁极31和多个虚拟极32,多个所述磁铁极31由永磁铁形成,多个所述虚拟极32通过磁铁极31发出的磁通50与转子芯部20的一部分交链而形成的。在轴向和周向这两个方向上,磁铁极31和虚拟极32交替地配置。在轴向上相邻的磁铁极31与虚拟极32之间设置有非磁性孔40。当将磁铁极31在轴向上的长度设为tm,将虚拟极32在轴向上的长度设为tc,将非磁性孔40在轴向上的长度设为ta,将转子芯部21在轴向上的长度设为l c时,满足tm>tc且l c<2×tm+ta。根据所述结构,能抑制转矩脉动并且提高平均转矩,并能使旋转电机100在轴向上的尺寸变小。
此外,在满足0.210≤tc/l c≤0.465的情况下,与未设置非磁性孔40的结构(图4)相比,能获得1.2倍的平均转矩。
实施方式2
图8是表示实施方式2的转子20的1/4模型的侧视图。虽未图示,但在转子20的外周侧隔着空隙15设置有定子10(参照图1、图2)。另外,关于具有与实施方式1同样的功能和作用的结构要素,标注相同符号并省略其说明。
如图8所示,在实施方式2中,在磁铁极31的径向内侧设置有非磁性区域60。更具体而言,在位于磁铁极31的径向内侧的转子芯部21的一部分形成有缺口21a。所述缺口21a的内侧空间是非磁性区域60。在图8中省略了转轴23的图示,但非磁性区域60在径向上位于磁铁极31与转轴23之间。
非磁性区域60是与非磁性孔40同样地配置于磁性体的部位。例如,既可以在非磁性区域60中存在空气,也可以存在非磁性体。非磁性区域60和非磁性孔40相邻并在轴向上相连。非磁性区域60也可以位于虚拟极32的径向内侧。
图9是表示通过实施方式1(图2C)的旋转电机获得的转矩波形和通过实施方式2(图8)的旋转电机获得的转矩波形的图表。图表的纵轴表示以通过实施方式1的旋转电机获得的平均转矩值为基准标准化之后的转矩[p.u.]。
如图9所示,根据实施方式2的旋转电机,与实施方式1相比能获得约1.04倍的平均转矩。其主要原因是,由于非磁性区域60的存在,因此,与实施方式1相比,实施方式2中的轴向上的磁阻进一步增加。也就是说,在实施方式2中,轴向的漏磁通50(参照图4)因磁阻的进一步增加而减少,有效磁通51增加,因此,能使平均转矩上升。
图10表示通过实施方式2(图8)的旋转电机获得的平均转矩对非磁性区域60的轴向长度tb的依赖性。图10的横轴是非磁性区域60的轴向长度tb除以转子芯部21的轴向长度l c所得的值tb/l c。图10的纵轴表示在实施方式1(图2B)的旋转电机中以tm/l c=0.5时获得的平均转矩为基准标准化之后的转矩值。如图10所示能确认在tb/l c=0.15附近,平均转矩最大。
图11是实施方式2的变形例的转子20的1/4模型的立体图。在本变形例中,如图11所示,在缺口21a(非磁性区域60)的径向内侧设置有连结部21b。连结部21b是转子芯部21的一部分。转子芯部21中的位于磁铁极31的径向内侧的部分和位于虚拟极32的径向内侧的部分被连结部21b连结。换言之,在连续的转子芯部21的表面上设置有磁铁极31和虚拟极32。通过采用上述那样的结构,以使磁铁极31与虚拟极32之间在轴向上的位置关系稳定。
如以上说明的那样,在实施方式2的旋转电机100中,在转轴23与磁铁极31之间设置有非磁性区域60。由于非磁性区域60存在,能使磁铁极31与虚拟极32之间在轴向上的磁阻进一步增加,从而能获得更大的平均转矩。
此外,在实施方式2的变形例(图11)的转子20中,转子芯部21具有连结部21b。连结部21b将转子芯部21中的位于磁铁极31的径向内侧的部分和位于虚拟极32的径向内侧的部分连结。根据所述结构,能使磁铁极31与虚拟极32在轴向上的位置关系稳定,并能减小随着制造误差的转矩的偏差等。
实施方式3
图12是表示实施方式3的转子20的1/4模型的侧视图。虽未图示,但在转子20的外周侧隔着空隙15设置有定子10(参照图1、图2)。另外,关于具有与实施方式1同样的功能和作用的结构要素,标注相同符号并省略其说明。
如图12所示,在实施方式3中,在周向上相邻的两个磁铁极31配置成在轴向上局部重叠。当关注一个磁铁极31时,该磁铁极31在周向上分别与虚拟极32、非磁性孔40和其他磁铁极31相邻。换言之,实施方式3的转子20具有磁铁极31和虚拟极32在周向上交替地配置而成的层(轴向上的区域)和未配置虚拟极32但磁铁极31在周向上排列而成的层。若将转子芯部21的轴向长度设为l c,将磁铁极31的轴向长度设为tm,将虚拟极32的轴向长度设为tc,将非磁性孔40的轴向长度设为ta,则tc<tm和l c<2×tm+ta成立。此外,将所述重叠的部分的轴向长度设为t l。通过对t l进行调节能对永磁铁的使用量进行调节。
图13是表示通过实施方式3(图12)的旋转电机获得的平均转矩的图表。图13的横轴t l是通过转子芯部21的轴长l c标准化之后的值。图13的纵轴表示以实施方式1(图2C)的旋转电机的平均转矩值为基准标准化之后的转矩[p.u.]。如图13所示能确认,若使t l增加则平均转矩增加。这是由于,t l越大则磁铁极31的体积(永磁铁的使用量)越增加,因此,有效磁通51(参照图2A)增加,平均转矩得到提高。
如以上说明的那样,实施方式3的转子20具有磁铁极31和虚拟极32在周向上交替地配置而成的层和未配置虚拟极32但磁铁极31在周向上排列而成的层。根据所述结构,能抑制转子芯部21的轴长l c,并且能增加磁铁极31的体积(永磁铁的使用量),从而能获得更大的平均转矩。
另外,能将各实施方式组合或者将各实施方式适当变形、省略。
例如,在图2A所示的转子20中,两个磁极30(磁铁极31和虚拟极32)在轴向上排列。并不局限于此,也可以采用三个以上的磁极30在轴向上排列而成的转子20。
此外,也可以在除了实施方式1以外的结构中满足0.210≤tc/l c≤0.465。
此外,其他实施方式的转子芯部21也可以具有图11所示的连结部21b。
(符号说明)
10定子;12芯背;13极齿;14绕组;20转子;21转子芯部;21b连结部;23转轴;30磁极;31磁铁极;32虚拟极;40非磁性孔;60非磁性区域;100旋转电机。

Claims (5)

1.一种旋转电机,包括:
定子;以及
转子,所述转子以能相对于所述定子旋转的状态配置于所述定子的内侧;
所述定子具有:芯背,所述芯背形成为环状;多个极齿,多个所述极齿在径向上从所述芯背向所述转子突出;以及多个绕组,多个所述绕组分别卷绕于多个所述极齿,
所述转子具有:转子芯部;转轴,所述转轴配置于所述转子芯部的内侧并沿着轴向延伸;以及多个磁极,多个所述磁极配置于所述转子芯部的表面,
在多个所述磁极中包含由永磁铁形成的多个磁铁极和通过所述磁铁极发出的磁通与所述转子芯部的一部分交链而形成的多个虚拟极,
在所述轴向和所述周向这两个方向上,所述磁铁极和所述虚拟极交替地配置,
在所述轴向上相邻的所述磁铁极与所述虚拟极之间设置有非磁性孔,
当将所述磁铁极在所述轴向上的长度设为tm,将所述虚拟极在所述轴向上的长度设为tc,将所述非磁性孔在所述轴向上的长度设为ta,将所述转子芯部在所述轴向上的长度设为lc时,
满足tm>tc且l c<2×tm+ta。
2.如权利要求1所述的旋转电机,其特征在于,
在所述转轴与所述磁铁极之间设置有非磁性区域。
3.如权利要求1或2所述的旋转电机,其特征在于,
所述转子具有所述磁铁极和所述虚拟极在所述周向上交替地配置而成的层和未配置所述虚拟极但所述磁铁极在所述周向上排列而成的层。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机,其特征在于,
所述转子芯部具有连结部,
所述连结部将所述转子芯部中的位于所述磁铁极的径向内侧的部分和位于所述虚拟极的径向内侧的部分连结。
5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机,其特征在于,
满足0.210≤tc/l c≤0.465。
CN202180093619.XA 2021-02-26 2021-02-26 旋转电机 Pending CN116888862A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/007322 WO2022180777A1 (ja) 2021-02-26 2021-02-26 回転電機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116888862A true CN116888862A (zh) 2023-10-13

Family

ID=83048993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180093619.XA Pending CN116888862A (zh) 2021-02-26 2021-02-26 旋转电机

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4300774A4 (zh)
JP (1) JP7450796B2 (zh)
CN (1) CN116888862A (zh)
WO (1) WO2022180777A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5471653B2 (ja) 2010-03-17 2014-04-16 日産自動車株式会社 永久磁石式電動モータ
JP5702118B2 (ja) * 2010-11-19 2015-04-15 アスモ株式会社 ロータの構造及びモータ
DE112011103838B4 (de) * 2010-11-19 2023-02-02 Denso Corporation Rotor und Motor
JP5361942B2 (ja) * 2011-05-19 2013-12-04 三菱電機株式会社 磁石埋め込み型回転子、電動機、圧縮機、空気調和機、および、電気自動車
JP5937425B2 (ja) 2011-12-26 2016-06-22 アスモ株式会社 ロータ及びモータ
JP6033185B2 (ja) 2012-09-14 2016-11-30 三菱電機株式会社 回転電機
JP7047337B2 (ja) 2017-11-15 2022-04-05 富士電機株式会社 永久磁石式回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022180777A1 (zh) 2022-09-01
US20240136874A1 (en) 2024-04-25
EP4300774A1 (en) 2024-01-03
JP7450796B2 (ja) 2024-03-15
WO2022180777A1 (ja) 2022-09-01
EP4300774A4 (en) 2024-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5739651B2 (ja) ロータ及びモータ
JP5299679B2 (ja) モータジェネレータ
JP2014033550A (ja) 回転電機
CN114946111A (zh) 磁齿轮复合旋转电机
JP5702118B2 (ja) ロータの構造及びモータ
JP6641545B1 (ja) 回転電機
CN114175464A (zh) 电动机
CN111869067B (zh) 电动机
JP2011015555A (ja) 回転電機
JP6332094B2 (ja) ロータ、電動モータ
CN116888862A (zh) 旋转电机
JP5973601B2 (ja) ロータ及びモータ
WO2017014211A1 (ja) モータ
CN115552766A (zh) 旋转电机
JP2018125993A (ja) 回転電機
JP5918070B2 (ja) Ipmモータ
WO2018135405A1 (ja) ロータ及びそれを用いたモータ
US20240235294A9 (en) Rotating electrical machine
JP2014230444A (ja) ブラシレスモータ
JP2019140789A (ja) 回転電機
US20230318375A1 (en) Rotary electric machine
JP6897614B2 (ja) モータ
EP4175122A1 (en) Motor
US20220014058A1 (en) Rotor, and rotary electric machine
JP6244414B2 (ja) ランデル型ロータ及びランデル型モータ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination