ES2880112T3 - Rotor y máquina eléctrica rotativa - Google Patents

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ES2880112T3 ES13841609T ES13841609T ES2880112T3 ES 2880112 T3 ES2880112 T3 ES 2880112T3 ES 13841609 T ES13841609 T ES 13841609T ES 13841609 T ES13841609 T ES 13841609T ES 2880112 T3 ES2880112 T3 ES 2880112T3
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Nobuyuki Kifuji
Yoshiki Yasuda
Yoshinari Asano
Yasuhiko Ohsawa
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Abstract

Un rotor que comprende: un núcleo de rotor (no); y una pluralidad de imanes permanentes (100) incrustados en el núcleo del rotor (110), en donde cada imán permanente (100) incluye un cuerpo del imán (101) formado a través de una dirección radial del núcleo del rotor (110) para elevarse en la dirección radial hacia un centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110), y un par de partes del extremo del imán (102) que se doblan hacia un lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y se extienden respectivamente desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en una dirección periférica hacia un borde exterior del núcleo del rotor (110); en donde las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y una línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100); caracterizado por que: las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) y la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100), un ángulo de inclinación (θ2) de cada dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) es mayor que un ángulo de inclinación (θ1) de una dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100), y la intersección entre las direcciones de magnetización (D2) del par de partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) está ubicada más cerca del centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110) que lo que está la intersección entre las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100).

Description

DESCRIPCIÓN
Rotor y máquina eléctrica rotativa
Campo técnico
La presente invención se refiere a un rotor y una máquina eléctrica rotativa y, en particular, se refiere a una estructura de rotor.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, se han utilizado máquinas eléctricas rotativas tales como motores eléctricos y generadores eléctricos (ver, por ejemplo, el Documento de Patente 1). Además, se ha sabido que, en la máquina eléctrica rotativa de este tipo, el área de superficie de los imanes permanentes (más específicamente, el área de las superficies periféricas exteriores de los imanes permanentes) incrustados en un rotor se aumenta para aumentar el flujo magnético de los imanes permanentes. Particularmente en el caso en el que los imanes permanentes son imanes adheridos, la densidad de flujo magnético residual es menor en el imán adherido que en un imán sinterizado de tierras raras y, por lo tanto, es efectivo que el área de superficie de los imanes permanentes se aumente para aumentar el flujo magnético de los imanes permanentes.
Lista de citas
Documento de patente
DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicación de patente japonesa no examinada N° 2004-346757
ES 1068612 U (RECHI PREC CO LTD [TW]) de 1 de noviembre de 2008 y JP 2002044889 A (HITACHI METALS, LTD.) de 8 de febrero de 2002 describen motores de imanes permanentes.
Compendio de la invención
Problema técnico
Sin embargo, incluso si el área de la superficie de los imanes permanentes se aumenta para aumentar el flujo magnético de los imanes permanentes, existe la posibilidad de que parte del flujo magnético del imán permanente no se enlace con los dientes (en lo sucesivo, denominados "contradientes") frente al imán permanente, pero tiene fugas a otros dientes (en lo sucesivo denominados "dientes adyacentes") adyacentes a los contradientes. Particularmente en el caso de que las bobinas se enrollen alrededor de los dientes mediante un devanado concentrado, tiende a producirse una fuga de flujo magnético desde el imán permanente a los dientes adyacentes. Cuando el flujo magnético del imán permanente se fuga a los dientes adyacentes como se describe anteriormente, la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (es decir, la cantidad de flujo magnético que se enlaza con los contradientes) disminuye y, por lo tanto, la eficiencia de la operación de la máquina eléctrica rotativa puede bajarse. Por ejemplo, la pérdida de cobre de la máquina eléctrica rotativa puede aumentar.
Por las razones descritas anteriormente, la presente invención está destinada a proporcionar un rotor capaz de suprimir una disminución en la cantidad de enlace de flujo de un imán permanente.
Solución al problema
Un primer aspecto de la invención se describe en la reivindicación 1.
En el primer aspecto de la invención, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) puede extenderse fácilmente hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo de imán (101) del imán permanente (100) y, por lo tanto, se puede reducir la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100) (más específicamente, la fuga de flujo magnético del imán permanente (100) a los dientes adyacentes).
Un segundo aspecto de la invención está destinado al rotor del primer aspecto de la invención, en el que los imanes permanentes (100) son imanes adheridos.
En el segundo aspecto de la invención, los imanes permanentes (100) pueden formarse mediante moldeo por inyección utilizando resina fundida que contiene polvo magnético.
Un tercer aspecto de la invención está destinado al rotor del segundo aspecto de la invención, en el que la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) es más corto que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100).
En el tercer aspecto de la invención, la resistencia magnética en la dirección de la anchura de la parte del extremo del imán (102) puede ser menor que la resistencia magnética en la dirección longitudinal de la parte del extremo del imán (102). Por tanto, las partes del extremo del imán (102) se pueden magnetizar fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) se crucen con la dirección longitudinal de las mismas. Otro aspecto de la invención está destinado a una máquina eléctrica rotativa que incluye el rotor (11) de cualquiera de los aspectos anteriores de la invención; y un estátor (12) en el que se inserta el rotor (11).
En dicho aspecto de la invención, se puede suprimir una disminución en la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100) en el rotor (11).
Ventajas de la invención
Según el primer aspecto de la invención, dado que se puede reducir la fuga de flujo magnético del imán permanente (100), se puede suprimir una disminución en la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100) en el rotor (11). Según el segundo aspecto de la invención, los imanes permanentes (100) se pueden formar mediante moldeo por inyección utilizando resina fundida que contiene polvo magnético, los imanes permanentes (100) se pueden incrustar más fácilmente en el núcleo del rotor (110) en comparación con el caso donde los imanes permanentes (100) son imanes sinterizados.
De acuerdo con el tercer aspecto de la invención, las partes del extremo del imán (102) se pueden magnetizar fácilmente de manera que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) se crucen con la dirección longitudinal de las mismas. En consecuencia, los imanes permanentes (100) se pueden magnetizar fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se crucen entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101).
Según otro aspecto de la invención, dado que se puede suprimir una disminución en la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100) en el rotor (11), se puede suprimir la reducción de la eficiencia del funcionamiento de la máquina eléctrica rotativa (10).
Breve descripción de los dibujos
[FIG. 1] La Figura 1 es una vista en sección transversal que ilustra una configuración de ejemplo de una máquina eléctrica rotativa que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[FIG. 2] La Figura 2 es una vista en sección longitudinal que ilustra la configuración de ejemplo de la máquina eléctrica rotativa.
[FIG. 3] La Figura 3 es una vista en sección transversal que ilustra una configuración de ejemplo de un rotor que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[FIG. 4] La Figura 4 es un diagrama de líneas de flujo magnético que ilustra las líneas del flujo magnético de una máquina eléctrica rotativa (de un ejemplo comparativo).
[FIG. 5] La Figura 5 es un diagrama de líneas de flujo magnético que ilustra las líneas del flujo magnético de una máquina eléctrica rotativa (de una realización).
[FIG. 6] La Figura 6 es una vista en sección transversal que ilustra una primera variación del rotor.
[FIG. 7] La Figura 7 es una vista en sección transversal que ilustra una segunda variación del rotor.
[FIG. 8] La Figura 8 es una vista en sección transversal que ilustra una tercera variación del rotor que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[FIG. 9] La Figura 9 es una vista en sección transversal parcial que ilustra específicamente la estructura del rotor ilustrado en la Figura 8.
Descripción de realizaciones
Las realizaciones se describirán a continuación en detalle con referencia a los dibujos. Tenga en cuenta que se utilizan los mismos números de referencia para representar los mismos elementos o elementos equivalentes en los dibujos, y la descripción de los mismos no se repetirá.
[Máquina eléctrica rotativa]
Las Figuras 1 y 2 son una vista en sección transversal y una vista en sección longitudinal de una máquina eléctrica rotativa (10) del presente ejemplo, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, respectivamente. Por ejemplo, la máquina eléctrica rotativa (10) se usa como motor eléctrico para accionar un compresor de un acondicionador de aire (no mostrado). En este ejemplo, la máquina eléctrica rotativa (10) forma un motor de imán integrado (un motor IPM). La máquina eléctrica rotativa (10) incluye un rotor (11) y un estátor (12), y está alojada en una carcasa (30) (por ejemplo, una carcasa del compresor). El rotor (11) está fijado a un eje de transmisión (20).
En la descripción que se hace a continuación, una "dirección axial" indica la dirección a lo largo del centro del eje de transmisión (20) (es decir, el centro (O) de rotación del rotor (11)), una "dirección radial" indica la dirección perpendicular a la dirección axial del eje de transmisión (20), y una "dirección periférica" indica la dirección alrededor del centro del eje de transmisión (20). Además, un "lado periférico exterior" indica el lado más alejado del centro del eje de transmisión (20), y un "lado periférico interno" indica el lado más cercano al centro del eje de transmisión (20). Tenga en cuenta que una "sección longitudinal" indica una sección tomada a lo largo de la dirección axial, y una "sección transversal" indica una sección perpendicular a la dirección axial.
<Estátor>
El rotor (11) se inserta de forma giratoria en el estátor (12). En este ejemplo, el rotor (11) tiene forma de columna circular y el estátor (12) tiene forma cilíndrica circular. Específicamente, el estátor (12) incluye un núcleo de estátor (201) y bobinas (202). Tenga en cuenta que en la Figura 1, el núcleo del estátor (201) no está rayado.
«Núcleo del estátor»
El núcleo del estátor (201) tiene una forma cilíndrica circular. Específicamente, el núcleo del estátor (201) incluye una parte trasera del yugo (211), una pluralidad de partes de dientes (212) (en este ejemplo, seis partes de dientes (212)) y una pluralidad de partes de ala (213) (en este ejemplo, seis partes de ala (213)). Por ejemplo, el núcleo del estátor (201) se puede formar de tal manera que las placas de acero magnéticas, presionando, se perforan para formar una pluralidad de placas (placas planas anulares) para apilar y las placas para apilar se apilan entre sí en la dirección axial.
La parte trasera del yugo (211) forma la parte periférica exterior del núcleo del estátor (201) y tiene una forma cilíndrica circular. La parte trasera de yugo (211) está, en la circunferencia exterior de la misma, fijada a una superficie interior de la carcasa (30).
Cada parte de diente (212) tiene una forma de paralelepípedo rectangular que se extiende desde una superficie periférica interior de la parte trasera del yugo (211) en la dirección radial. Las partes de dientes (212) están dispuestas a intervalos predeterminados en la dirección periférica, y una ranura de bobina (S200) en la que se aloja la bobina (202) se forma entre las adyacentes de las partes de dientes (212).
Las partes de ala (213) están formadas continuamente en el lado periférico interior de las partes de dientes (212). Además, la parte de ala (213) está formada de tal manera que su anchura (la longitud en la dirección periférica) es más larga que la anchura de la parte de diente (212), y las superficies periféricas internas de las partes de ala (213) forman una forma cilíndrica circular. Las superficies periféricas interiores (la superficie cilíndrica circular) de las partes de ala (213) se enfrentan a una superficie periférica exterior (una superficie cilíndrica circular) del rotor (11) con una distancia predeterminada (un entrehierro (G)).
<<Bobina>>
Las bobinas (202) se enrollan respectivamente alrededor de la partes de dientes (212) mediante un devanado concentrado. Es decir, cada bobina (202) se enrolla alrededor de una correspondiente de las partes de dientes (212), y la bobina enrollada (202) se aloja en la ranura de la bobina (S200). Por tanto, se forma un electroimán en cada parte de diente (212).
<Rotor>
A continuación, se describirá el rotor (11) con referencia a las Figuras 1 a 3. El rotor (11) incluye un núcleo de rotor (110) y una pluralidad de imanes permanentes (100) (en este ejemplo, cuatro imanes permanentes (100)). Tenga en cuenta que en las Figuras 1 y 3, el núcleo del rotor (110) no está rayado.
«N úcleo del rotor>>
El núcleo del rotor (110) tiene una forma cilíndrica circular. Por ejemplo, el núcleo del rotor (110) puede formarse de tal manera que las placas de acero magnéticas, presionando, se perforan para formar una pluralidad de placas (placas circulares planas) para apilar y las placas para apilar se apilan en arco entre sí en la dirección axial. Además, se forma un orificio de eje (S120) en el centro del núcleo del rotor (110). El eje de transmisión (20) se fija al orificio de eje (S120), por ejemplo, mediante ajuste a presión.
Ranura para imán
En el núcleo del rotor (110), se forma una pluralidad de ranuras magnéticas (S110) (en este ejemplo, cuatro ranuras magnéticas (S110)) para alojar respectivamente los imanes permanentes (100). Las ranuras magnéticas (S110) están dispuestas en pasos predeterminados (en este ejemplo, un paso de 90 grados) en la dirección periférica del núcleo del rotor (110) (es decir, alrededor del centro (O) de rotación del rotor (11)). Además, las ranuras magnéticas (S110) penetran en el núcleo del rotor (110) en dirección axial. Además, cada ranura de imán (S110) incluye un cuerpo de ranura (S111) y un par de partes de extremo de ranura (S112).
El cuerpo de la ranura (S111) está formado para cruzar la dirección radial del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, el cuerpo de la ranura (S111) se forma simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) alojado en la ranura del imán (S110). Es decir, el cuerpo de la ranura (S111) se extiende de manera que sea simétrico alrededor de la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) alojado en la ranura del imán (S110). Específicamente, el cuerpo de la ranura (S111) se forma linealmente perpendicular a la línea central del polo magnético (PC).
Las partes del extremo de la ranura (S112) se doblan hacia la superficie periférica exterior (una superficie de la pared lateral periférica exterior) del cuerpo de la ranura (S111), y se extienden respectivamente desde ambos extremos del cuerpo de la ranura (S111) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Es decir, cada parte del extremo de la ranura (S112) se extiende para inclinarse hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) alojado en la ranura del imán (S110) con respecto a la línea que se extiende desde uno correspondiente de ambos extremos del cuerpo de la ranura (S111) en la dirección periférica mientras que se extienden desde el correspondiente de ambos extremos del cuerpo de la ranura (S111) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, la parte del extremo de la ranura (S112) se extiende linealmente desde la parte del extremo del cuerpo de la ranura (S111) hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Además, en este ejemplo, cada parte del extremo de la ranura (S112) se extiende continuamente desde uno correspondiente de ambos extremos del cuerpo de la ranura (S111) en la dirección periférica. Es decir, las partes del extremo de la ranura (S112) están formadas integralmente con el cuerpo de la ranura (S111).
<<Imán permanente»
Cada imán permanente (100) está alojado en una correspondiente de las ranuras magnéticas (S110) del núcleo del rotor (110). Es decir, en el núcleo del rotor (110), los imanes permanentes (100) están dispuestos e incrustados en pasos predeterminados (en este ejemplo, un paso de 90 grados) en la dirección periférica del núcleo del rotor (110) (es decir, aproximadamente el centro (O) de rotación del rotor (11)). El imán permanente (100) está configurado de manera que una superficie periférica exterior (una superficie que mira hacia el lado periférico exterior del rotor (11)) y una superficie periférica interior (una superficie que mira al centro (O) de rotación) del mismo forman caras de polo magnético. Es decir, una de las superficies periféricas exterior e interior del imán permanente (100) sirve como polo sur, y la otra de las superficies periféricas exterior e interior del imán permanente (100) sirve como polo norte. Los imanes permanentes (100) están dispuestos de manera que la cara del polo magnético del polo sur y la cara del polo magnético del polo norte se colocan alternativamente en la dirección periférica del rotor (11).
En este ejemplo, cada imán permanente (100) se forma e incrusta en una correspondiente de las ranuras magnéticas (S110) del núcleo del rotor (110) de tal manera que la resina fundida que contiene polvo magnético (por ejemplo, el polvo de un imán a base de neodimio hierro y boro o el polvo de un imán de ferrita) se inyecta en las ranuras del imán (S110) y se solidifica. Es decir, los imanes permanentes (100) son imanes adheridos. Para obtener las direcciones de magnetización deseadas de los imanes permanentes (100), los imanes adheridos (los imanes permanentes (100)) en las ranuras magnéticas (S110) se polarizan mientras que la resina fundida se inyecta en las ranuras magnéticas (S110) (o después de que la resina fundida se haya inyectado en las ranuras del imán (S110)). Tenga en cuenta que las direcciones de magnetización de los imanes permanentes (100) se describirán en detalle más adelante.
Forma de imán permanente
Los imanes permanentes (100) tienen la forma correspondiente a la forma de apertura de la ranura del imán (S110). Es decir, cada imán permanente (100) incluye un cuerpo de imán (101) y un par de partes del extremo del imán (102).
El cuerpo de imán (101) está formado para cruzar la dirección radial del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, el cuerpo del imán (101) se forma simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100). Es decir, el cuerpo del imán (101) se extiende para ser simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC). Específicamente, el cuerpo del imán (101) se forma linealmente perpendicular a la línea central del polo magnético (PC).
Las partes del extremo del imán (102) se doblan hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y se extienden respectivamente desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Es decir, cada parte del extremo del imán (102) se extiende para inclinarse hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) con respecto a la línea que se extiende desde uno correspondiente de ambos extremos del núcleo del rotor (110) en la dirección periférica mientras que se extiende desde el correspondiente de ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, la parte del extremo del imán (102) se extiende linealmente desde la parte del extremo del cuerpo del imán (101) hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Además, en este ejemplo, cada parte del extremo del imán (102) se extiende continuamente desde uno correspondiente de ambos extremos del cuerpo de imán (101) en la dirección periférica. Es decir, las partes del extremo del imán (102) están formadas integralmente con el cuerpo del imán (101).
Direcciones de magnetización del imán permanente
Las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) se cruzan con la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100). El ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) . Es decir, en este ejemplo, los imanes permanentes (100) están magnetizados (polarizados) de manera que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC). Tenga en cuenta que en este ejemplo, el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) es cero. Es decir, la dirección de magnetización (D1) es paralela a la línea central del polo magnético (PC).
<Fuga de flujo magnético entre imanes permanentes>
A continuación, se describirá la fuga de flujo magnético entre adyacentes de los imanes permanentes (100) con referencia a las Figuras 4 y 5. La Figura 4 corresponde a una vista en sección transversal parcialmente ampliada de un rotor (11) de un ejemplo comparativo (en lo sucesivo denominado "rotor (91)"), y es un diagrama que ilustra las líneas de flujo magnético. La Figura 5 corresponde a una vista en sección transversal parcialmente ampliada del rotor (11) de la presente realización, y es un diagrama que ilustra las líneas de flujo magnético. Tenga en cuenta que las líneas de flujo magnético están indicadas por líneas finas en las Figuras 4 y 5. Para el bien de la simplicidad de la descripción, las bobinas (202) y el orificio del eje (S120) no se muestran en las Figuras 4 y 5, y se asigna un carácter de referencia "a" o "b" al final de cada número de referencia del imán permanente y la parte del diente.
«E jem plo comparativo»
Como se ilustra en la Figura 4, en el rotor (91), una pluralidad de imanes permanentes (900) (en este ejemplo, cuatro imanes permanentes (900)) están incrustados en un núcleo de rotor (910). En cada imán permanente (900), un par de partes del extremo del imán (902) se extienden, sin doblarse hacia el lado periférico exterior de un cuerpo de imán (901), hacia el borde exterior del núcleo del rotor (910) a lo largo de las líneas que se extienden desde ambos extremos del cuerpo del imán (901) en la dirección periférica. Además, en cada imán permanente (900), las direcciones de magnetización de las partes del extremo del imán (902) son paralelas a las del cuerpo del imán (901).
En el rotor (91) ilustrado en la Figura 4, el flujo magnético que se extiende desde la superficie periférica exterior de un cuerpo del imán (901a) de un imán permanente (900a) se enlaza con una parte de diente (212a) (en lo sucesivo denominada "parte de contradiente (212a)") que mira hacia el imán permanente (900a), y luego, alcanza la superficie periférica exterior de un cuerpo del imán (901b) de un imán permanente (900b) adyacente al imán permanente (900a) por medio de una parte de diente (212b) (en lo sucesivo, denominada "parte de diente adyacente (212b)") adyacente a la parte de contradiente (212a). Sin embargo, el flujo magnético que se extiende desde la superficie periférica exterior de una parte del extremo del imán (902a) del imán permanente (900a) no se enlaza con la parte de contradiente (212a), sino que se enlaza con la parte del diente adyacente (212b) (más específicamente, una parte de ala (213) formada continuamente en el lado periférico interior de la parte de diente adyacente (212b)). Entonces, tal flujo magnético alcanza la superficie periférica exterior de una parte del extremo del imán (902b) del imán permanente (900b).
Como se acaba de describir, en el rotor (91) ilustrado en la Figura 4, el flujo magnético de la parte del extremo del imán (902a) del imán permanente (900a) se fuga a la parte del diente adyacente (212b) y, por lo tanto, la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (900a) (la cantidad de enlace de flujo magnético con la parte de contradiente (212a)) disminuye por tal fuga. Tenga en cuenta que a medida que la longitud total del imán permanente (900) (la longitud que cruza la dirección radial del núcleo del rotor (910)) aumenta para expandir el área de la superficie del imán permanente (900) (específicamente, el área de la superficie periférica exterior del imán permanente (900)), las partes del extremo del imán (902) del imán permanente (900) se acercan al entrehierro (G). Por tanto, la fuga de flujo magnético desde el imán permanente (900) a la parte del diente (212) tiende a aumentar.
«E jem plo actual
Por otro lado, en el rotor (11) del presente ejemplo que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, en cada imán permanente (100), las partes del extremo del imán (102) se extienden respectivamente desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110) para doblarse hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101). Además, en cada imán permanente (100), las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101), y el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC). Por tanto, el flujo magnético de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) tiende a extenderse hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100). En consecuencia, como se ilustra en la Figura 5, el flujo magnético que se extiende desde la superficie interior de una parte del extremo magnético (102a) de un imán permanente (100a) (la superficie más cercana a la línea central del polo magnético (PC)) tiende más a enlazarse más con una parte de contradiente (212a) frente al imán permanente (100a), y tiende menos a enlazarse con una parte de diente adyacente (212b). Por ejemplo, el flujo magnético que se extiende desde la superficie interior de la parte del extremo magnético (102a) del imán permanente (100a) no se enlaza con la parte de diente adyacente (212b), sino que se enlaza con la parte de contradiente (212a). Entonces, tal flujo magnético alcanza la superficie interior de una parte de extremo de imán (102b) de un imán permanente (100b) adyacente al imán permanente (100a) por medio de la parte de diente adyacente (212b). Como se acaba de describir, el flujo magnético (es decir, la fuga de flujo magnético) se puede reducir, que se extiende desde la parte del extremo magnético (102a) del imán permanente (100a) hasta el imán permanente (100b) adyacente al imán permanente (100a) no por medio de la pieza de contradiente (212a) sino por medio de la parte de diente adyacente (212b). Por tanto, la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100a) ilustrado en la Figura 5 es mayor que la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (900a) ilustrado en la Figura 4.
<Ventajas del ejemplo
Como se describió anteriormente, en el rotor (11) del presente ejemplo que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) puede extenderse fácilmente hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y, por lo tanto, se puede reducir la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100). Por tanto, dado que se puede suprimir una disminución en la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100), se puede suprimir la disminución de la eficiencia del funcionamiento de la máquina eléctrica rotativa (10) (por ejemplo, un aumento en la pérdida de cobre de la máquina eléctrica rotativa (10)).
Dado que los imanes permanentes (100) son los imanes adheridos (es decir, los imanes permanentes (100) se pueden formar mediante moldeo por inyección utilizando resina fundida que contiene polvo de imán), los imanes permanentes (100) se pueden incrustar más fácilmente en el núcleo del rotor (110) en comparación con el caso en el que los imanes permanentes (100) son imanes sinterizados. Además, se puede reducir el número de componentes.
Dado que el cuerpo del imán (101) y las partes del extremo del imán (102) están formados integralmente en cada imán permanente (100), se puede suprimir la aparición de fugas de flujo magnético entre el cuerpo del imán (101) y cada parte del extremo del imán (102). Por tanto, se puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
<Forma de la parte del extremo del imán>
Tenga en cuenta que la anchura de extensión de la parte del extremo de la ranura (S112) es preferiblemente más corto que la longitud de extensión de la parte del extremo de la ranura (S112). Es decir, la anchura de extensión (W) de la parte de extremo del imán (102) es preferiblemente más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). La longitud de extensión de la parte del extremo del imán (102) es la longitud de la parte del extremo del imán (102) en la dirección de extensión de la misma, y la anchura de extensión de la parte del extremo del imán (102) es la longitud de la parte del extremo del imán (102) en la dirección de la anchura perpendicular a la dirección de extensión de la parte del extremo del imán (102). Tenga en cuenta que en la Figura 3, la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) es constante desde una parte del extremo de la base hasta una parte del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102).
De acuerdo con la configuración descrita anteriormente, la resistencia magnética en la dirección de la anchura (la dirección perpendicular a la dirección longitudinal) de la parte del extremo del imán (102) puede ser menor que la resistencia magnética en la dirección longitudinal (la dirección de extensión) de la parte del extremo del imán (102). Por tanto, las partes del extremo del imán (102) se pueden magnetizar (polarizar) fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) se crucen con la dirección longitudinal de las mismas. En consecuencia, los imanes permanentes (100) se pueden magnetizar (polarizar) fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se crucen entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101).
<Imanes adheridos>
En el caso de que los imanes permanentes (100) sean los imanes adheridos, la densidad de flujo magnético residual es menor en el imán adherido que en un imán sinterizado (en particular, un imán sinterizado de tierras raras). Por tanto, a menudo es el caso de que para aumentar el flujo magnético del imán permanente (100), toda la longitud (la longitud que se extiende a través de la dirección radial del núcleo del rotor (110)) del imán permanente (100) se aumenta para expandir el área de la superficie del imán permanente (100) (más específicamente, el área de la superficie periférica exterior del imán permanente (100)). Es decir, en el caso en el que los imanes permanentes (100) son los imanes adheridos, los imanes permanentes (100) tienen una forma tal que la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100) tiende más a aumentar en comparación con el caso en el que los imanes permanentes (100) son los imanes sinterizados. Por tanto, si los imanes permanentes (100) son los imanes adheridos, es particularmente efectivo formar los imanes permanentes (100) como se ilustra en la Figura 3. Es decir, cada imán permanente (100) está formado de manera que las partes del extremo del imán (102) se doblan hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) para extenderse respectivamente desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Además, los imanes permanentes (100) están magnetizados (polarizados) de manera que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC). Esto puede reducir eficazmente la fuga de flujo magnético de los imanes adheridos (es decir, los imanes permanentes (100)).
<Devanado concentrado>
La fuga de flujo magnético del imán permanente (900) tiende a aumentar a medida que aumenta el área de la superficie periférica interior (más específicamente, la superficie periférica interior de la parte del ala (213)) de la parte del diente (212). El área de la superficie periférica interior de la parte del diente (212) tiende a ser mayor en el estátor (12) (en lo sucesivo denominado "estátor (12) de tipo de devanado concentrado") en el que se enrolla cada bobina (202) alrededor de la parte del diente (212) por devanado concentrado que en el estátor (12) (en lo sucesivo denominado "estátor (12) de tipo de devanado distribuido") en el que cada bobina (202) se enrolla alrededor de las partes del diente (212) por bobinado distribuido. Es decir, tiende a producirse más fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100) en el estátor (12) de tipo devanado concentrado que en el estátor (12) de tipo de devanado distribuido. Por tanto, en el caso de que cada bobina (202) se enrolle alrededor de la parte del diente (212) mediante un devanado concentrado, es particularmente eficaz formar los imanes permanentes (100) como se ilustra en la Figura 3.
[Primera variación de rotor]
Como se ilustra en la Figura 6, el cuerpo de imán (101) del imán permanente (100) puede estar formado en forma curva para elevarse hacia el centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) está formado en forma de V para elevarse hacia el centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110). Además, el cuerpo de imán (101) del imán permanente (100) está formado simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100). Es decir, en este ejemplo, el cuerpo del imán (101) está formado en forma de V (una forma de V elevada hacia el lado periférico interior) para que sea simétrico alrededor de la línea central del polo magnético (PC). Tenga en cuenta que en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) también se doblan hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) para extenderse continuamente, respectivamente, desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110).
Además, en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) están formadas de manera que la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) aumenta gradualmente desde la parte del extremo de la base hacia la parte del extremo de la punta del mismo (es decir, desde el lado periférico interior hacia el lado periférico exterior). Además, en este caso, la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en una superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Tenga en cuenta que la forma (la forma de la sección transversal) de la ranura del imán (S110) corresponde a la forma (la forma de la sección transversal) del imán permanente (100).
Además, en este ejemplo, las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se fijan para cruzarse entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101). Tenga en cuenta que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC).
<Ventajas de la primera variación de rotor>
En el caso de la configuración descrita anteriormente, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) puede extenderse fácilmente hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y, por lo tanto, se puede reducir la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100).
Además, la anchura de extensión (W) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) de la parte del extremo del imán (102) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Por tanto, los imanes permanentes (100) se pueden magnetizar (polarizar) fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se crucen entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101).
Además, el cuerpo del imán (101) está formado en forma curva para elevarse hacia el centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110), y las partes del extremo del imán (102) se doblan hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Por tanto, el área de la superficie periférica exterior (es decir, la cara del polo magnético) del imán permanente (100) se puede aumentar en comparación con el caso en el que el cuerpo del imán (101) se forma recto (ver, por ejemplo, el caso ilustrado en la Figura 3). Esto puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
[Segunda variación de rotor]
Como se ilustra en la Figura 7, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) puede formarse en forma de arco para elevarse hacia el centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) se forma simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100). Es decir, en este ejemplo, el cuerpo del imán (101) se forma en forma de arco (una forma de arco elevada hacia el lado periférico interior) simétrica alrededor de la línea central del polo magnético (PC). Tenga en cuenta que en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) se doblan hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101), y se extienden continuamente, respectivamente, desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Es decir, cada parte del extremo del imán (102) se extiende para inclinarse hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) con respecto a la línea que se extiende desde uno correspondiente de ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica (en este ejemplo, la línea que se extiende en una dirección tangencial) mientras que se extiende desde el correspondiente de ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110).
Además, en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) están formadas de manera que la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) aumenta gradualmente desde la parte del extremo de la base hacia la parte del extremo de la punta de la misma (es decir, desde el lado periférico interior hacia el lado periférico exterior) y que la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Tenga en cuenta que la forma (la forma de la sección transversal) de la ranura del imán (S110) corresponde a la forma (la forma de la sección transversal) del imán permanente (100).
Además, en este ejemplo, las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se fijan para cruzarse entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101), y el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC).
<Ventajas de la segunda variación del rotor>
En el caso de la configuración descrita anteriormente, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) puede extenderse fácilmente hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y, por lo tanto, se puede reducir la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100).
Además, la anchura de extensión (W) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) de la parte del extremo del imán (102) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Por tanto, los imanes permanentes (100) se pueden magnetizar (polarizar) fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se crucen entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101).
Además, el cuerpo del imán (101) se dobla en la forma elevada hacia el centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110), y las partes del extremo del imán (102) se doblan hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Por tanto, el área de la superficie periférica exterior (es decir, la cara del polo magnético) del imán permanente (100) se puede aumentar en comparación con el caso en el que el cuerpo del imán (101) se forma recto (ver, por ejemplo, el caso ilustrado en la Figura 3). Esto puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
[Tercer ejemplo de una variación de rotor que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas]
Como se ilustra en la Figura 8, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) puede estar formado en forma curva para elevarse hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) está formado en forma de V para elevarse hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Además, el cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) está formado simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100). Es decir, en este ejemplo, el cuerpo del imán (101) está formado en forma de V (una forma de V elevada hacia el lado periférico exterior) para que sea simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC). Tenga en cuenta que en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) también se doblan hacia el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) para extenderse continuamente, respectivamente, desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en la dirección periférica hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110).
Además, en este ejemplo, las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) están formadas de manera que la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) aumenta gradualmente desde la parte del extremo de la base hacia la parte del extremo de la punta del mismo (es decir, desde el lado periférico interior hacia el lado periférico exterior), y la anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Tenga en cuenta que la forma (la forma de la sección transversal) de la ranura del imán (S110) corresponde a la forma (la forma de la sección transversal) del imán permanente (100).
Además, en este ejemplo, las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y la línea central del polo magnético (PC) (o la línea que se extiende desde la línea central del polo magnético (PC)) del imán permanente (100) se fijan para que se crucen entre sí en el lado periférico interior del cuerpo del imán (101). Tenga en cuenta que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) con respecto a la línea central del polo magnético (PC).
<Detalles del rotor>
A continuación, la estructura del rotor (11) ilustrada en la Figura 8 se describirá en detalle con referencia a la Figura 9. Tenga en cuenta que la Figura 9 es una vista en sección transversal parcialmente ampliada del rotor (11) ilustrado en la Figura 8. Además, en la Figura 9, los imanes permanentes (100) y el núcleo del rotor (110) no están rayados.
En cada imán permanente (100), la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) es más corta que la distancia radial (L1) desde el punto de conexión (P) (específicamente, un punto de flexión en el lado periférico exterior) entre el cuerpo del imán (101) y la parte del extremo del imán (102) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110). En este ejemplo, la distancia radial mínima (L2) es la distancia radial desde el punto más externo (Q) del cuerpo del imán (101) hasta el borde externo del núcleo del rotor (110). Además, en cada imán permanente (100), la distancia radial (L3) desde un extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102) (específicamente, el medio de la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) es más corta que la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110).
Además, en cada imán permanente (100), la parte del extremo del imán (102) se extiende en la dirección radial del núcleo del rotor (110). Específicamente, la dirección de extensión (X) de la parte del extremo del imán (102) (en este ejemplo, la dirección a lo largo de la línea central de la parte del extremo del imán (102)) coincide con la dirección radial del núcleo del rotor (110).
Cada imán permanente (100) está formado simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del mismo, y el punto más externo (Q) del cuerpo del imán (101) está en la línea central del polo magnético (PC).
<Ventajas de la tercera variación de rotor>
En el caso de la configuración descrita anteriormente, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) puede extenderse fácilmente hacia la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y, por lo tanto, se puede reducir la fuga de flujo magnético de los imanes permanentes (100).
Además, la anchura de extensión (W) (específicamente, la longitud en la dirección de la anchura en la superficie del extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102)) de la parte del extremo del imán (102) es más corta que la longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102). Por tanto, los imanes permanentes (100) se pueden magnetizar (polarizar) fácilmente de modo que las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) y la línea central del polo magnético (PC) se crucen entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y que el ángulo de inclinación (02) de la dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) es mayor que el ángulo de inclinación (01) de la dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán ( 101).
Además, en cada imán permanente (100), dado que el cuerpo del imán (101) se dobla en la forma elevada hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110), la distancia entre la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) y el borde exterior del núcleo del rotor (110) se puede acortar. Por tanto, la saturación magnética se puede causar fácilmente en la parte (es decir, la parte periférica exterior del núcleo del rotor (110)) entre la superficie periférica exterior del imán permanente (100) y el borde exterior del núcleo del rotor (110), conduciendo a una disminución en la inductancia del eje d del rotor (11).
Además, en cada imán permanente (100), el cuerpo del imán (101) se dobla en la forma elevada hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110), y las partes del extremo del imán (102) se doblan hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110). Por tanto, el área de la superficie periférica exterior (es decir, la cara del polo magnético) del imán permanente (100) se puede aumentar en comparación con el caso en el que el cuerpo del imán (101) se forma recto (ver, por ejemplo, el caso ilustrado en la Figura 3). Esto puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
Además, dado que el cuerpo del imán (101) y las partes del extremo del imán (102) están formados integralmente en cada imán permanente (100), se puede suprimir la aparición de una fuga de flujo magnético entre el cuerpo del imán (101) y cada parte del extremo del imán (102). Por tanto, se puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
En el control de rotación (en particular, control de debilitamiento de flujo) del rotor (11), se define un valor límite de corriente (es decir, el límite superior de corriente que se puede aplicar a la bobina (202) del estátor (12)) dependiendo en la relación (^a/Ld) de la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100) a la inductancia del eje d del rotor (11). El valor límite de corriente disminuye a medida que disminuye la relación (^a/Ld) de la cantidad de enlace de flujo a la inductancia del eje d. Es decir, una relación menor (^a/Ld) de la cantidad de enlace de flujo a la inductancia del eje d da como resultado una limitación de corriente más severa en el control de rotación del rotor (11).
Por otro lado, en el rotor (11) ilustrado en las Figuras 8 y 9, se puede disminuir la inductancia del eje d del rotor (11) y se puede aumentar la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100). Por tanto, se puede aumentar la relación (^a/Ld) de la cantidad de enlace de flujo a la inductancia del eje d. Esto da como resultado una limitación de corriente menos severa en el control de rotación (en particular, control de debilitamiento del flujo). En consecuencia, se puede mejorar el rendimiento operativo de la máquina eléctrica rotativa (10).
Además, en cada imán permanente (100), la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) es más corta que la distancia radial (L1). desde el punto de conexión (P) entre el cuerpo del imán (101) y la parte del extremo del imán (102) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110), y por lo tanto, la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) puede ser colocada más cerca del borde exterior del núcleo del rotor (110). Esto da como resultado una distancia más corta entre la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) y el borde exterior del núcleo del rotor (110). En consecuencia, la inductancia del eje d del núcleo del rotor (110) puede reducirse aún más.
Además, en cada imán permanente (100), la distancia radial (L3) desde el extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) es más corta que la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) y, por lo tanto, el extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102) se puede colocar más cerca del borde exterior del núcleo del rotor (110). Por tanto, se puede suprimir la aparición de fugas de flujo magnético entre los adyacentes de los imanes permanentes (100), lo que conduce a un aumento adicional en la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100).
Además, en cada imán permanente (100), las partes del extremo del imán (102) están formadas para extenderse en la dirección radial del núcleo del rotor (110) y, por lo tanto, el flujo magnético de las partes del extremo del imán (102) puede ser utilizado eficazmente. Es decir, el flujo de flujo magnético entre la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) y la parte del contradiente (la parte del diente (212) que mira hacia el imán permanente (100)) del estátor (12) es facilitado mientras que el flujo de flujo magnético entre la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) y la parte del diente adyacente (otra parte del diente (212) adyacente a la parte del contradiente) del estátor (12) se puede reducir . Por tanto, la cantidad de enlace de flujo del imán permanente (100) se puede aumentar aún más.
Además, dado que cada imán permanente (100) está formado simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC), se puede asegurar la distribución simétrica del flujo magnético del imán permanente (100). Por tanto, se puede reducir la ondulación del par que se produce en el accionamiento giratorio del rotor (11).
En cada imán permanente (100), la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) al borde exterior del núcleo del rotor (110) puede ser mayor que la distancia radial (L1) desde el punto de conexión (P) entre el cuerpo del imán (101) y la parte del extremo del imán (102) al borde exterior del núcleo del rotor (110), o puede ser igual a la distancia radial (L1). La distancia radial (L3) desde el extremo de la punta de la parte del extremo del imán (102) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110) puede ser mayor que la distancia radial mínima (L2) desde la superficie periférica exterior del cuerpo del imán (101) hasta el borde exterior del núcleo del rotor (110), o puede ser igual a la distancia radial mínima (L2). Las partes del extremo del imán (102) no se extienden necesariamente en la dirección radial del núcleo del rotor (110). Además, cada imán permanente (100) no está formado necesariamente simétrico con respecto a la línea central del polo magnético (PC).
[Otras realizaciones]
El caso en el que los imanes permanentes (100) son los imanes adheridos se ha descrito anteriormente como ejemplo, pero los imanes permanentes (100) pueden ser imanes sinterizados. Por ejemplo, cada imán permanente (100) puede configurarse de manera que una combinación del imán sinterizado que sirve como cuerpo del imán (101) y los imanes sinterizados que sirven como partes del extremo del imán (102) se aloje en la ranura del imán (S110). Es decir, el par de partes del extremo del imán (102) no están necesariamente formadas integralmente con el cuerpo del imán (101). Además, se ha descrito como ejemplo el caso en el que cada bobina (202) se enrolla alrededor de una correspondiente de las partes de dientes (212) mediante un devanado concentrado, pero las bobinas (202) se pueden enrollar alrededor de las partes de dientes (212) mediante un devanado distribuido.
Además, el caso en el que el cuerpo del imán (101) de cada imán permanente (100) se forma en forma de V que tiene un solo vértice (o se forma en forma de arco) se ha descrito en la primera variación (ver la Figura 6), la segunda variación (ver la Figura 7) y la tercera variación (ver la Figura 8) del rotor (11), pero el cuerpo del imán (101) puede tener una forma ondulada que tenga una pluralidad de vértices.
Además, el caso en el que el cuerpo del imán (101) de cada imán permanente (100) se forma en una forma de V tal que un solo vértice del mismo está en el punto más externo (Q) se ha descrito en la tercera variación (ver las Figuras 8 y 9) del rotor (11), que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, pero el cuerpo del imán (101) puede tener una forma corrugada tal (en su conjunto, una forma corrugada levantada hacia el borde exterior del núcleo del rotor (110)) que dos o más de una pluralidad de vértices están en los puntos más externos (Q).
Además, se ha descrito como ejemplo el caso en el que la máquina eléctrica rotativa (10) es el motor eléctrico, pero la máquina eléctrica rotativa (10) puede ser un generador eléctrico.
Las realizaciones descritas anteriormente pueden implementarse opcionalmente en combinación. Las realizaciones descritas anteriormente se han expuesto con el propósito de ejemplos preferidos en su naturaleza y no pretenden limitar el alcance, las aplicaciones y el uso de la invención.
Aplicabilidad industrial
Como se describió anteriormente, la máquina eléctrica rotativa descrita anteriormente es útil como, por ejemplo, un motor eléctrico para accionar un compresor de un acondicionador de aire.
Descripción de los caracteres de referencia
10 Máquina eléctrica rotativa
20 Eje de accionamiento
30 Carcasa
11 Rotor
12 Estátor
100 Imán permanente
101 Cuerpo del imán
102 Pieza del extremo del imán
110 Núcleo del rotor
S110 Ranura del imán
PC Línea central del polo magnético
D1, D2 Dirección de magnetización
01,02 Ángulo de inclinación
201 Núcleo del estátor
202 Bobina
Parte trasera del yugo Parte del diente Parte del ala

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un rotor que comprende:
un núcleo de rotor (no); y
una pluralidad de imanes permanentes (100) incrustados en el núcleo del rotor (110),
en donde cada imán permanente (100) incluye
un cuerpo del imán (101) formado a través de una dirección radial del núcleo del rotor (110) para elevarse en la dirección radial hacia un centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110), y
un par de partes del extremo del imán (102) que se doblan hacia un lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) y se extienden respectivamente desde ambos extremos del cuerpo del imán (101) en una dirección periférica hacia un borde exterior del núcleo del rotor (110); en donde
las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) y una línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100); caracterizado por que:
las direcciones de magnetización (D2) de las partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) y la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) se cruzan entre sí en el lado periférico exterior del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100),
un ángulo de inclinación (02) de cada dirección de magnetización (D2) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100) es mayor que un ángulo de inclinación (01) de una dirección de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100) con respecto a la línea central del polo magnético (PC) del imán permanente (100), y la intersección entre las direcciones de magnetización (D2) del par de partes del extremo del imán (102) del imán permanente (100) está ubicada más cerca del centro (O) de rotación del núcleo del rotor (110) que lo que está la intersección entre las direcciones de magnetización (D1) del cuerpo del imán (101) del imán permanente (100).
2. El rotor de la reivindicación 1, en donde
los imanes permanentes (100) son imanes adheridos.
3. El rotor de la reivindicación 2, en donde
una anchura de extensión (W) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100) es más corta que una longitud de extensión (L) de la parte del extremo del imán (102) del imán permanente (100).
4. Una máquina eléctrica rotativa que comprende:
el rotor (11) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; y
un estátor (12) en el que se inserta el rotor (11).
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