CN118251824A - 旋转电机的转子 - Google Patents
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Abstract
旋转电机的转子包括配置为V字状的一对磁体；以及形成有插入该磁体的磁体孔的转子芯。所述转子芯在径向外侧、与所述磁体的角部中位于最径向外侧的最外径角部之间具有磁性空隙，并且在所述磁性空隙的外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极中心的第一最外径部与所述磁性空隙的最外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极边界的第二最外径部之间，具有形成为向所述磁体突出的突出部，所述突出部与所述磁体的主面相对。
Description
技术领域
本发明涉及旋转电机的转子。
背景技术
作为本申请发明的背景技术，例如，在下面的专利文献1中公开了下述结构：形成多个以磁体的定位为目的的孔，通过设置从磁通壁垒、侧面桥部、以及侧面桥部的周向两端向转子芯的内侧凹陷的第一凹部和第二凹部，从而良好地维持作为电动机的特性，同时提高耐久性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-197971号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述结构中，无法同时实现最大转矩的增加和应力的减少。鉴于此，本发明的课题是提供一种旋转电机的转子，能够同时实现最大转矩的增加和应力减少，进而使转矩脉动减少。
解决技术问题的技术方案
一种旋转电机的转子，包括配置为V字状的一对磁体；以及形成有插入该磁体的磁体孔的转子芯，其特征在于，所述转子芯在径向外侧、与所述磁体的角部中位于最径向外侧的最外径角部之间具有磁性空隙，并且在所述磁性空隙的外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极中心的第一最外径部与所述磁性空隙的最外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极边界的第二最外径部之间，具有形成为向所述磁体突出的突出部，所述突出部与所述磁体的主面相对。
发明效果
本发明能够提供一种旋转电机的转子，能够同时实现最大转矩的增加和应力减少，进而使转矩脉动减少。
附图说明
图1是旋转电机的截面图。
图2是本发明的一实施方式所涉及的转子芯的局部放大图。
图3是现有技术的转子芯的一部分的示例。
图4是表示本发明的一实施方式的效果的图表。
图5是本发明的一实施方式所涉及的关于外周面和磁性空隙之间的距离的图。
(本发明的一实施方式及整体结构)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。下面的记载和附图是用于说明本发明的示例，为了说明的清楚性，适当地进行省略和简化。本发明也可以以各种其他方式来实施。只要没有特别限定，各结构要素既可以是单数也可以是多个。
为了便于理解本发明，附图中所示的各构成要素的位置、尺寸、形状、范围等有时不表示实际的位置、尺寸、形状、范围等。因此，本发明未必一定限定为附图中公开的位置、尺寸、形状、范围等。
(图1)
旋转电机100具有定子1、转子2。转子2通过规定的气隙(空隙)与定子1相对。旋转电机100例如是用作为车辆驱动用的永磁体式的旋转电机。
(图2、3)
转子2包括配置成V字状的一对磁体5、形成有插入磁体5的磁体孔5a的转子芯2a。磁体孔5a中若插入磁体5，则在径向外侧形成磁性空隙9。磁性空隙9是用于减少磁体5的漏磁通的空隙，并且设置在转子芯2a的最外径的部分和磁体5具有的角部中位于最径向外侧的最外径角部5b之间。
在磁性空隙9的最外径部分中，将靠近转子2的磁极中心4的部分设为第一最外径部9a。并且，在磁性空隙9的最外径部分中，将靠近转子2的磁极边界3的部分设为第二最外径部9b。
虽然在图2中没有示出，但是在转子芯2a中夹着磁极中心4形成另一个磁体5，通过这样的一对磁体5形成一个磁极。此外，在转子芯2a中，N极和S极交替配置。磁极中心4和磁极边界3分别是成为N极·S极部分的中心即磁极形成的磁通方向的d轴，以及成为N极·S极部分的边界且相对于d轴在电气·磁性上正交的q轴。
在第一最外径部9a和第二最外径部9b之间的边设置有突出部8，突出部8形成为向径向内侧(转子芯2a的中心轴侧)并且向磁体5突出。该突出部8经由规定的空隙与磁体5的主面6相对。主面6是成为转子2的磁极(N极、S极)的面。
在作为现有技术的图3中，在因被插入到转子芯2A的磁体孔中的磁体5A而设置的磁性空隙9A中没有上述突出部8那样的结构。在假设如现有技术那样没有突出部8的情况下，整体上成为磁通的通道变窄，并且磁通密度变高的状态，因此虽然最大转矩增加，但转矩脉动增大。
为了解决该问题，在本发明中，通过设置突出部8，转子芯2a的最外径部分的磁通通道部分地扩大，从而降低磁通密度并减小转矩，并且通过使第一最外径部9a、第二最外径部9b中部分地变窄，从而增加转矩，控制旋转位置处各个磁通密度的高低。由此，与现有形状相比，增加了旋转电机100的最大转矩，并且减少了相对于各电流相位的转矩脉动。
此外，位于突出部8和磁体的主面6之间的规定的空隙针对应力具有效果。若填充该规定的空隙，则突出部8的面积增加并变重，从而导致支承突出部8的部分的应力的最大值增加。另外，如果为了降低应力而使支承部分变粗，则漏磁通就会增加，最大转矩就会降低。因此，通过在突出部8和磁体的主面6之间设置规定的空隙，从而同时实现抑制应力最大值的增加和抑制最大转矩的降低。
另外，为了提高插入磁体孔5a中的磁体5的固定性，磁体5的角部中最接近磁极边界3的角部5c与转子芯2a接触。
(图4)
图4(a)示出了现有技术的结构(参照图3)和本发明的结构(参照图2)的转矩脉动的差异。在虚线所示的现有技术的结构中，旋转电机的转矩的变动量(转矩脉动)的程度较大。然而，在实线所示的本发明的结构中，与虚线所示的现有技术相比，可以看出转矩脉动得以减少。
图4(b)示出了现有技术的结构和本发明的结构中按时间次数比较转矩脉动的变化的情况。一般情况下，在三相交流电机中，在相对于基波为6的倍数的谐波分量中产生转矩脉动，但本发明能够使时间次数为12次的转矩脉动比现有技术的结构降低60％。
(图5)
关于图2所示的第一最外径部9a和第二最外径部9b，分别与突出部8相比，由于磁路(磁性空隙9的最外径部分)狭窄，从而磁通密度变高且转矩增加。第一最外径部9a和第二最外径部9b分别形成为使得从转子芯2a的外周面到磁性空隙9的距离10和距离11不同。
这是因为，根据实验结果，若将距离10和距离11设为相同，则能够使得强度增加，并减小应力的最大值，但由于磁通通道增加，从而导致漏磁通增加，最大转矩降低。如图5所示那样，通过设为距离11＜距离10，在空隙部分拉开距离，从而能够同时实现最大转矩的增加和应力的最大值的降低。
根据以上说明的本发明的一实施方式，起到以下的作用效果。
(1)旋转电机100的转子2包括配置成V字状的一对磁体5、形成有插入磁体5的磁体孔5a的转子芯2a。转子芯2a在径向外侧、与磁体5的角部中位于最径向外侧的最外径角部5b之间具有磁性空隙9，并且在磁性空隙9的外径中比最外径角部5b更靠转子2的磁极中心4的第一最外径部9a与磁性空隙9的最外径中比最外径角部5b更靠转子2的磁极边界3的第二最外径部9b之间具有形成为向磁体5突出的突出部8。突出部8与磁体5的主面6相对。由此，能够提供一种旋转电机100的转子2，能够同时实现最大转矩的增加和应力减少，进而使转矩脉动减少。
(2)突出部8经由规定的空隙与磁体5的主面6相对。由此，能够减少对于转子2的应力。
(3)转子2的外周面与第一最外径部9a之间的距离比转子2的外周面与第二最外径部9b之间的距离要长。由此，能够同时实现旋转电机100的最大转矩的增加和应力最大值的减少。
(4)磁体5的角部中最靠近磁极边界4的角部5c与转子芯2a接触。由此，磁体5对转子芯2a的固定性提高。
(5)旋转电机100包括经由规定的气隙与本发明的一实施方式所示的转子2相对的定子1。由此，能够提供一种旋转电机100，能够同时实现最大转矩的增加和应力减少，进而使转矩脉动减少。
此外，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能进行各种变形或对其他结构进行组合。另外，本发明不限于具备在上述实施方式中说明的全部结构，也包括删除了该结构的一部分而得到的结构。
标号说明
1 定子
2 转子
2a 转子芯
3 磁极边界
4 磁极中心
5 磁体
5a 磁体孔
5b 最外径角部
5c 磁极边界侧的角部
6 磁体的主面
7 外周面
8 突出部
9 磁性空隙
9a 第一最外径部
9b 第二最外径部
10外周面与磁性空隙之间的距离(第一最外径部)
11外周面与磁性空隙之间的距离(第二最外径部)
100旋转电机。
Claims (5)
1.一种旋转电机的转子，包括配置为V字状的一对磁体；以及形成有插入该磁体的磁体孔的转子芯，其特征在于，
所述转子芯在径向外侧、与所述磁体的角部中位于最径向外侧的最外径角部之间具有磁性空隙，并且在所述磁性空隙的外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极中心的第一最外径部与所述磁性空隙的最外径中比所述最外径角部更靠近所述转子的磁极边界的第二最外径部之间，具有形成为向所述磁体突出的突出部，
所述突出部与所述磁体的主面相对。
2.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述突出部经由规定的空隙与所述磁体的主面相对。
3.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述转子的外周面与所述第一最外径部的距离比所述转子的外周面与所述第二最外径部的距离要长。
4.如权利要求1所述的旋转电机的转子，其特征在于，
所述磁体的角部中最靠近所述磁极边界的角部与所述转子芯接触。
5.一种旋转电机，其特征在于，包括：
权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的转子；以及
经由规定的气隙与所述转子相对的定子。
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