JP2000050543A - Permanent magnet embedded motor - Google Patents

Permanent magnet embedded motor

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Publication number
JP2000050543A
JP2000050543A JP10208917A JP20891798A JP2000050543A JP 2000050543 A JP2000050543 A JP 2000050543A JP 10208917 A JP10208917 A JP 10208917A JP 20891798 A JP20891798 A JP 20891798A JP 2000050543 A JP2000050543 A JP 2000050543A
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JP
Japan
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permanent magnet
rotor
magnetic
magnets
outer periphery
Prior art date
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Pending
Application number
JP10208917A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinari Asano
能成 浅野
Masayuki Shindo
正行 神藤
Toshio Yamamoto
敏夫 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to US09/360,716 priority patent/US6218753B1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize output of a drive torque by embedding a permanent magnet in a slit extended at its end to the vicinity of an outer periphery, and providing a non-magnetic part between the outer periphery of a rotor core and an end of the magnet, thereby suppressing demagnetization generated at the end of the magnet. SOLUTION: A rotor 13 is obtained by embedding four sets of permanent magnets 11, 12 disposed at an interval at two layers per one pole in a radial direction of the rotor at a rotor core 14 made of laminated magnetic steel sheets. The magnets 11, 12 of the respective sets are disposed so that S-poles and N-poles are alternately adjacent, and the magnets 11, 12 of the two layer relation are adjacently disposed so that polarities of the outer peripheral side become the same. At this time, the magnets 11, 12 are embedded in a slit extended to the vicinity of the outer periphery of the rotor 13, and an air gap of a non-magnetic part is provided at an end (at a position near the outermost periphery of the rotor of the slot) of the slot. Thus, since a magnetic flux flowing to adjacent tees passes the air gap, a demagnetized magnetic field applied to the magnets can be alleviated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、小型化を実現した
永久磁石埋め込みモータの構造、およびそれを用いた機
器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a permanent magnet embedded motor realizing miniaturization and an apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、永久磁石埋め込みモータは、磁束
の利用効率および電機子電流による磁束のバランスなど
を考えて、分布巻線が採用されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, distributed motors have been employed in permanent magnet embedded motors in consideration of the utilization efficiency of magnetic flux and the balance of magnetic flux due to armature current.

【0003】分布巻線は、巻線ピッチがフルピッチに近
くでき、ステータに広範囲かつバランスよく磁極を形成
することが可能であった。図8は、従来の永久磁石埋め
込みモータ(特開平8−331783号公報)の断面図
である。ロータ3は積層された電磁鋼板からなるロータ
コア7に、ロータ半径方向に1極当たり2層に間隔をお
いて配置された4組の永久磁石1、2を埋設してなり、
各組の永久磁石1、2はS極、N極が交互となるように
隣接して配置され、かつ2層関係にある永久磁石1、2
はその外周側の極性が同一となるように隣接して配置さ
れている。永久磁石1、2はいずれもロータ内周側に凸
の円弧形状に形成され、2層関係にある外周側の永久磁
石1と内周側の永久磁石2とは略同心円状に並行するよ
うに配置され、両者の間隔は略一定となっている。上記
のように構成されたロータ3は、ステータ5側の各ティ
ース6間に施された巻線9群に流れる電流によって生ず
る回転磁界と永久磁石1、2の磁界との関係により発生
するマグネットトルクおよび、前記回転磁界による磁路
がロータ3の表面側や内外永久磁石1、2の間隔部分に
形成されることにより発生するリラクタンストルクとの
合成で図のRの方向に回転している。上記構成により、
リラクタンストルクを有効に利用することができ、高い
効率を実現することができる。
[0003] In the distributed winding, the winding pitch can be close to the full pitch, and the magnetic poles can be formed in a wide range and in a well-balanced manner on the stator. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional permanent magnet embedded motor (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-331783). The rotor 3 has a structure in which four sets of permanent magnets 1 and 2 arranged at intervals in two layers per pole in the rotor radial direction are embedded in a rotor core 7 made of laminated electromagnetic steel sheets,
The permanent magnets 1 and 2 of each set are arranged adjacent to each other so that the S pole and the N pole are alternately arranged, and have a two-layer relationship.
Are arranged adjacent to each other so that the polarity on the outer peripheral side is the same. Each of the permanent magnets 1 and 2 is formed in a circular arc shape convex on the inner peripheral side of the rotor, and the outer peripheral permanent magnet 1 and the inner peripheral side permanent magnet 2 in a two-layer relationship are substantially concentrically parallel to each other. Are arranged, and the interval between them is substantially constant. The rotor 3 configured as described above has a magnet torque generated by the relationship between the rotating magnetic field generated by the current flowing through the windings 9 provided between the teeth 6 on the stator 5 side and the magnetic fields of the permanent magnets 1 and 2. In addition, the magnetic path is rotated in the direction of R in FIG. 1 by combining with a reluctance torque generated by a magnetic path formed by the rotating magnetic field being formed on the surface side of the rotor 3 or at a space between the inner and outer permanent magnets 1 and 2. With the above configuration,
The reluctance torque can be effectively used, and high efficiency can be realized.

【0004】このような永久磁石埋め込みモータにおい
て、小型化にするために、ティース部への巻線を集中巻
きで行い、高密度に巻線を行うことで永久磁石埋め込み
モータの小型化を可能にしたものが考えられている。
[0004] In such a permanent magnet embedded motor, in order to reduce the size, the winding around the teeth portion is performed by concentrated winding, and the winding is performed at a high density, so that the permanent magnet embedded motor can be downsized. Is considered.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、永久磁石埋め
込みモータにおいて、ティースの巻線が集中巻きである
と、3相120°通電である場合、隣合うティースの磁
極が反対磁極となってしまい、また、1本のティースに
1極1相分の巻線が集中しているため、磁化力が分布巻
と比較して2倍以上となり、隣合うティース間で磁束が
流れ、この磁束により埋め込んだ永久磁石が減磁してし
まう。
However, in a permanent magnet embedded motor, if the windings of the teeth are concentrated windings, when three phases are energized at 120 °, the magnetic poles of adjacent teeth become opposite magnetic poles. In addition, since the winding of one pole and one phase is concentrated on one tooth, the magnetizing force is twice or more as compared with the distributed winding, the magnetic flux flows between adjacent teeth, and the magnetic flux is embedded. The permanent magnet is demagnetized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願発明は、複数のティ
ースと、このティースをつなぐヨークとからなるステー
タコアと、前記ティースに集中巻方式で施した巻線と、
端部が外周付近まで延びたスリット部を備えた逆突極性
あるいは順突極性を有するロータコアとから成り、前記
スリット部に永久磁石を埋め込み、ロータコア外周と前
記永久磁石の端部の間に非磁性部を設けたことを特徴と
する永久磁石埋め込みモータであり、非磁性部に減磁界
による磁束が通るため、永久磁石の端部で生じる減磁を
抑えることができる。特に減磁しやすい箇所はロータコ
ア外周に近接したスリット部であるので、ティース部か
らの磁束は永久磁石に及びにくいため減磁は生じにく
い。
According to the present invention, there is provided a stator core comprising a plurality of teeth, a yoke connecting the teeth, a winding wound on the teeth by a concentrated winding method,
A rotor core having a reverse salient polarity or a forward salient polarity having a slit portion whose end extends to the vicinity of the outer periphery, a permanent magnet is embedded in the slit portion, and a nonmagnetic material is provided between the outer periphery of the rotor core and the end of the permanent magnet. This is a permanent magnet embedded motor characterized in that a magnetic flux due to a demagnetizing field passes through a non-magnetic part, so that demagnetization generated at an end of the permanent magnet can be suppressed. In particular, the demagnetization is likely to occur in the slit portion close to the outer periphery of the rotor core, so that the magnetic flux from the teeth does not easily reach the permanent magnet, so that demagnetization hardly occurs.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本願発明は、複数のティースと、
このティースをつなぐヨークとからなるステータコア
と、前記ティースに集中巻方式で施した巻線と、端部が
外周付近まで延びたスリット部を備えた突極性を有する
ロータコアとから成り、前記スリット部に永久磁石を埋
め込み、ロータコア外周と前記永久磁石の端部の間に非
磁性部を設けたことを特徴とする永久磁石埋め込みモー
タであり、永久磁石が減磁しやすい箇所である永久磁石
の端部には非磁性部を配設している。永久磁石端部とロ
ータ外周端との間に遮壁を設けることで、隣合うティー
ス間に漏れる磁束は、非磁性部を通過するため、永久磁
石にかかる減磁界が緩和される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a plurality of teeth,
A stator core consisting of a yoke connecting the teeth, a winding applied to the teeth in a concentrated winding manner, and a rotor core having a salient polarity having a slit part whose end extends to the vicinity of the outer periphery, A permanent magnet embedded motor in which a permanent magnet is embedded and a non-magnetic portion is provided between an outer periphery of a rotor core and an end of the permanent magnet, wherein the end of the permanent magnet is a portion where the permanent magnet is easily demagnetized. Is provided with a non-magnetic portion. By providing a shielding wall between the end portion of the permanent magnet and the outer peripheral end of the rotor, the magnetic flux leaking between adjacent teeth passes through the non-magnetic portion, so that the demagnetizing field applied to the permanent magnet is reduced.

【0008】また、スリット部の形状がロータ中心に凸
であるとよい。また、永久磁石が希土類磁石であっても
よい。また、ロータ磁極数が4極であり磁気吸引力のバ
ランスが取れ、鉄損の少ない効率の高いモータを提供で
きる。
It is preferable that the shape of the slit is convex at the center of the rotor. Further, the permanent magnet may be a rare earth magnet. In addition, the number of rotor magnetic poles is four, the magnetic attraction force is balanced, and a highly efficient motor with less iron loss can be provided.

【0009】また、この永久磁石埋め込みモータを設置
スペースの限定された電動自動車用エアコンのコンプレ
ッサに用いることにより、電気使用量の少なく、かつ小
型のコンプレッサを提供することができる。
Further, by using this permanent magnet embedded motor for a compressor of an electric vehicle air conditioner having a limited installation space, it is possible to provide a small compressor that consumes less electricity.

【0010】また、この永久磁石埋め込みモータを駆動
用動力、または補助動力として搭載した電動自転車であ
り、小型軽量で、かつ1充電走行距離の長い電動自転車
を提供することができる。
[0010] Further, an electric bicycle equipped with the permanent magnet embedded motor as a driving power or an auxiliary power can be provided, and it is possible to provide an electric bicycle which is small and lightweight and has a long running distance per charge.

【0011】[0011]

【実施例】(実施例1)本願実施例の永久磁石埋め込み
モータは、ロータ13とステータ15とからなる。ステ
ータ15は複数のティース18及び、ティース18をつ
なぐヨーク17からなるステータコア16と、ティース
18に施された集中巻方式の巻線19とからなる。ロー
タ13は積層された電磁鋼板からなるロータコア14
に、ロータ半径方向に1極当たり2層に間隔をおいて配
置された4組の永久磁石11、12を埋設してなり、各
組の永久磁石11、12はS極、N極が交互となるよう
に隣接して配置され、かつ2層関係にある永久磁石1
1、12はその外周側の極性が同一となるように隣接し
て配置されている。なお、ここで用いる永久磁石は磁石
の形状を円弧状とするため、成形が容易なフェライト磁
石を用いている。この時の永久磁石11、12はロータ
13外周部付近まで伸びたスリット部内に埋め込まれ、
スロット部の端部(スロット部の最もロータ外周に近接
する位置)は空隙40を有した構成になっている。この
時の空隙40はスロット部の端部のみに空隙40を設け
る構成としたものであり、側面部はロータコアを構成す
る電磁鋼板に接し、永久磁石からの磁束が流れやすいよ
うにしている。永久磁石11、12はいずれもロータ内
周側に凸の円弧形状に形成され、2層関係にある外周側
の永久磁石11と内周側の永久磁石12とは略同心円状
に並行するように配置され、両者の間隔は略一定となっ
ている。ロータの両端面には端板(図示せず)などを配
し、リベットピン20などによりとめている。
(Embodiment 1) A permanent magnet embedded motor according to an embodiment of the present invention includes a rotor 13 and a stator 15. The stator 15 includes a stator core 16 including a plurality of teeth 18, a yoke 17 connecting the teeth 18, and a concentrated winding type winding 19 applied to the teeth 18. The rotor 13 has a rotor core 14 made of laminated electromagnetic steel sheets.
And four sets of permanent magnets 11 and 12 arranged at intervals in two layers per pole in the radial direction of the rotor are embedded, and each set of permanent magnets 11 and 12 has an S pole and an N pole alternately. Permanent magnets 1 which are arranged adjacent to each other and have a two-layer relationship.
Reference numerals 1 and 12 are arranged adjacently so that the polarities on the outer peripheral side are the same. The permanent magnet used here is a ferrite magnet which is easy to mold because the shape of the magnet is an arc. At this time, the permanent magnets 11 and 12 are embedded in a slit portion extending to near the outer peripheral portion of the rotor 13,
The end of the slot (the position of the slot closest to the outer periphery of the rotor) has a gap 40. At this time, the air gap 40 has a configuration in which the air gap 40 is provided only at the end of the slot portion, and the side surface portion is in contact with the electromagnetic steel sheet forming the rotor core so that the magnetic flux from the permanent magnet can easily flow. Each of the permanent magnets 11 and 12 is formed in a circular arc shape convex on the inner peripheral side of the rotor, and the outer peripheral permanent magnet 11 and the inner peripheral side permanent magnet 12 in a two-layer relationship are substantially concentrically parallel to each other. Are arranged, and the interval between them is substantially constant. End plates (not shown) and the like are arranged on both end surfaces of the rotor, and are fastened by rivet pins 20 and the like.

【0012】上記のように構成されたロータ13は、ス
テータ15側の各ティース18間に施された巻線19群
に流れる電流によって生ずる回転磁界と永久磁石11、
12の磁界との関係により発生するマグネットトルクお
よび、前記回転磁界による磁路がロータ13の表面側P
a1や内外永久磁石11、12の間隔部分Pa2や極間
Pa3に形成されることにより発生するリラクタンスト
ルクとの合成で図のRの方向に回転している。この時の
リラクタンストルクはマグネットトルクの補助として利
用しているので、通常、マグネットトルクはリラクタン
ストルクより大である。
The rotor 13 constructed as described above has a rotating magnetic field generated by a current flowing through a group of windings 19 provided between the teeth 18 on the stator 15 side and the permanent magnet 11,
The magnetic torque generated by the relationship with the magnetic field of the rotor 12 and the magnetic path by the rotating magnetic field
It rotates in the direction of R in the figure by combining with a1 and the reluctance torque generated by being formed in the gap Pa2 between the inner and outer permanent magnets 11 and 12 and the gap Pa3 between the poles. Since the reluctance torque at this time is used as an aid to the magnet torque, the magnet torque is usually larger than the reluctance torque.

【0013】集中巻なので、磁束の有効利用率が分布巻
と比較して約10%低下するため、集中巻では、分布巻
と比較し、約10%巻回数を増やす必要がある。しかし
ながら、コイルエンド高さが分布巻の約40%となり、
コイルの渡り19aの長さも、分布巻では4極において
はステータ中央部の円周の4分の1であったが、ティー
ス1個分の幅となるため、巻線抵抗も大幅に低減する。
従って、特に設置スペースが限定されるため、積厚を小
さくした用途においては、大幅に銅損が低減され、効率
が向上する。
Since the concentrated winding reduces the effective utilization rate of the magnetic flux by about 10% as compared with the distributed winding, it is necessary to increase the number of turns by about 10% in the concentrated winding as compared with the distributed winding. However, the coil end height is about 40% of the distributed winding,
In the case of the distributed winding, the length of the coil transition 19a is one-fourth of the circumference of the central portion of the stator in the case of four poles. However, since the width is equivalent to one tooth, the winding resistance is greatly reduced.
Therefore, since the installation space is particularly limited, the copper loss is greatly reduced and the efficiency is improved in applications where the thickness is reduced.

【0014】本実施例は、永久磁石が減磁しやすい箇所
である永久磁石の端部には非磁性部である空隙40を配
置している。このように、永久磁石端部とロータ外周と
の間に空隙40を設けることで、この空隙40はロータ
の隣接する磁極間の短絡磁路の遮壁となし、隣合うティ
ースに流れる磁束は、空隙40を通過するため、永久磁
石にかかる減磁界が緩和される。なお、空隙40の替わ
りに樹脂材料のような非磁性体を埋め込んでもよい。
In this embodiment, a gap 40, which is a non-magnetic portion, is arranged at the end of the permanent magnet where the permanent magnet is easily demagnetized. Thus, by providing the air gap 40 between the end of the permanent magnet and the outer periphery of the rotor, the air gap 40 serves as a shielding wall for a short-circuit magnetic path between adjacent magnetic poles of the rotor, and the magnetic flux flowing to the adjacent teeth is The passage through the gap 40 alleviates the demagnetizing field applied to the permanent magnet. Note that a non-magnetic material such as a resin material may be embedded instead of the space 40.

【0015】従来のマグネットトルクとリラクタンスト
ルクとを利用して駆動する永久磁石埋め込みモータは、
リラクタンストルクを有効に利用するために、永久磁石
端部をロータ外周に近接させ、ティースからの磁束が永
久磁石の側面に沿って流れ易いような構成としている。
A conventional permanent magnet embedded motor driven by using a magnet torque and a reluctance torque is as follows.
In order to make effective use of the reluctance torque, the end of the permanent magnet is brought close to the outer periphery of the rotor, so that the magnetic flux from the teeth easily flows along the side surface of the permanent magnet.

【0016】さらに、図2のように、ステータコアがテ
ィースごとに分割され、其のティースに巻線を施した
後、圧入や溶接等により組み合わせてステータを構成す
ることにより、巻線が容易で、高密度巻線が可能とな
る。これにより、ステータスロットオープン幅に関係な
く太線を使うことができ、大幅な巻線抵抗低減となる。
Further, as shown in FIG. 2, the stator core is divided for each tooth, and after winding the teeth, the stator is formed by press-fitting, welding, or the like, so that the winding is easy. High-density winding becomes possible. Thus, a thick line can be used regardless of the status lot open width, and the winding resistance is greatly reduced.

【0017】同一誘起電圧を実現するために、1相当た
りの巻回数を分布巻と比べ約10%増やし、巻線径を約
3%大きい導線を用いた場合、巻線の線間抵抗は、分布
巻に比べ、約5分の3となった。
In order to realize the same induced voltage, when the number of windings per phase is increased by about 10% as compared with the distributed winding and the diameter of the winding is increased by about 3%, the line resistance of the winding becomes It was about 3/5 compared to the distributed winding.

【0018】また、コアの積厚がステータ外径の半分程
度のモータにおいて、コイルエンドも含めたモータの長
さが、分布巻と比べ、約25%小さくなった。モータの
小型化は、積厚の小さいモータほど顕著である。なお、
ティース数:磁極数は3:2が好適である。
Further, in the motor having a core thickness of about half the outer diameter of the stator, the length of the motor including the coil end is reduced by about 25% as compared with the distributed winding. The miniaturization of the motor is more remarkable for a motor having a smaller thickness. In addition,
The number of teeth: the number of magnetic poles is preferably 3: 2.

【0019】本実施例の永久磁石埋め込みモータは、永
久磁石11、12とロータ13の外周との間に非磁性部
を備えることにより、隣合うティース間に大量に流れる
減磁界による磁束が永久磁石端部に流れるのを防止する
ことができる。更に、非磁性部を設けることで永久磁石
はロータ外周から離れ、隣合うティース間に流れる磁束
の影響を抑えることができる。なお、非磁性部は永久磁
石とロータ外周の間に位置しており、永久磁石をロータ
外周付近まで伸ばさなくても、永久磁石がロータ外周付
近まで伸びたロータと同じ突極比を有する。
The permanent magnet embedded motor of this embodiment has a non-magnetic portion between the permanent magnets 11 and 12 and the outer periphery of the rotor 13 so that a large amount of magnetic flux due to a demagnetizing field flowing between adjacent teeth can be generated. It can be prevented from flowing to the end. Further, by providing the non-magnetic portion, the permanent magnet is separated from the outer periphery of the rotor, and the effect of the magnetic flux flowing between the adjacent teeth can be suppressed. The non-magnetic portion is located between the permanent magnet and the outer periphery of the rotor, and has the same salient pole ratio as the rotor in which the permanent magnet extends to the vicinity of the outer periphery of the rotor without extending the permanent magnet to the vicinity of the outer periphery of the rotor.

【0020】つまり、本願実施例である永久磁石の端部
に非磁性部を設けたものと、従来例である永久磁石がロ
ータ外周まで伸びたものとを比較すると、従来のモータ
は、永久磁石の端部で減磁の影響を受け、初期出荷時か
ら使用を繰り返すにつれて磁束量が減っていくので、永
久磁石のトルク調整が困難である。一方、本実施例では
永久磁石の端部に非磁性部を設けることで、減磁の影響
を受けず、永久磁石は一定の磁束を発生し安定したトル
クを出力する。
That is, comparing the permanent magnet of the embodiment of the present application in which a non-magnetic portion is provided at the end with the permanent magnet of the conventional example extended to the outer periphery of the rotor, the conventional motor has a permanent magnet. Is affected by demagnetization at the end, and the amount of magnetic flux decreases as use is repeated from the time of initial shipment, making it difficult to adjust the torque of the permanent magnet. On the other hand, in the present embodiment, by providing a non-magnetic portion at the end of the permanent magnet, the permanent magnet is not affected by demagnetization, generates a constant magnetic flux, and outputs a stable torque.

【0021】(実施例2)図3は、本願実施例2におけ
る永久磁石埋め込みモータの断面図である。ロータ23
は積層された電磁鋼板からなるロータコア24に、ロー
タ半径方向と垂直に、4組の板状の永久磁石21を埋設
してなり、各組の永久磁石21はS極、N極が交互とな
るように隣接して配置されている。永久磁石21の磁極
面の端部には、隣合うティース間で流れる磁束による減
磁を抑えるため非磁性層22が設けられている。永久磁
石には、Brが1.1〜1.4T(テスラ)程度の希土
類磁石が用いられている。上記のように構成されたロー
タ23は、ステータ15側の各ティース18間に施され
た巻線19群に流れる電流によって生ずる回転磁界と永
久磁石11の磁界との関係により発生するマグネットト
ルクおよび、前記回転磁界による磁路がロータ13の表
面側Pa4や極間Pa5に形成されることにより発生す
るリラクタンストルクとの合成で図のRの方向に回転し
ている。
Embodiment 2 FIG. 3 is a sectional view of a permanent magnet embedded motor according to Embodiment 2 of the present invention. Rotor 23
Is formed by embedding four sets of plate-shaped permanent magnets 21 in a rotor core 24 made of laminated electromagnetic steel sheets perpendicular to the rotor radial direction, and each set of permanent magnets 21 has an S pole and an N pole alternately. Are arranged adjacent to each other. A non-magnetic layer 22 is provided at an end of the magnetic pole surface of the permanent magnet 21 in order to suppress demagnetization due to magnetic flux flowing between adjacent teeth. As the permanent magnet, a rare earth magnet having Br of about 1.1 to 1.4 T (tesla) is used. The rotor 23 configured as described above has a magnet torque generated by a relationship between a rotating magnetic field generated by a current flowing through a group of windings 19 provided between the teeth 18 on the stator 15 side and a magnetic field of the permanent magnet 11, and The magnetic path by the rotating magnetic field is rotated in the direction of R in the figure by combining with the reluctance torque generated by forming the magnetic path at the surface Pa4 and the gap Pa5 of the rotor 13.

【0022】希土類磁石を用いているため、磁束量が多
く、フェライト磁石に比べ、積厚が20〜60%小さく
できる。さらに集中巻方式の巻線により、コイルエンド
高さが小さくなるため、軸方向に小さいモータが実現で
きる。永久磁石は板状であるので安価である。
Since a rare earth magnet is used, the amount of magnetic flux is large, and the thickness can be reduced by 20 to 60% as compared with a ferrite magnet. Furthermore, since the coil end height is reduced by the concentrated winding type winding, a motor small in the axial direction can be realized. The permanent magnet is inexpensive because it is plate-shaped.

【0023】図4は、同一ロータを用い、同一誘起電
圧、同一コア磁束密度を実現するように設計された分布
巻ステータを用いたモータと、本実施例におけるモータ
の、同一トルク時の、回転速度とモータ効率の関係を示
している。また、図5は、同様に、回転速度と、鉄損お
よび銅損の関係を示している。実施例2におけるモータ
は、効率において分布巻と比べ、0.5〜2%向上して
おり、低速回転時ほど効率差が大きい。同一トルクの場
合、銅損が回転速度によらずほぼ一定であるが、鉄損は
ほぼ回転速度に比例して増加する。従って、鉄損の割合
の小さい低速回転時ほど効率差が大きくなる。なお、極
数に比例し、同一回転速度を実現させるための電源周波
数が大きくなる。一方、鉄損は、渦電流損が周波数の2
乗、ヒステリシス損が周波数の1乗に比例するため、本
実施例においては、6極以上とすると、鉄損の増加が、
銅損の減少を上回るため、効率は低下する。一方、2極
では、電流によってステータに発生するN極とS極のな
す電気角が120°および240°であるため、ロータ
に働く吸引力がN極とS極の隣接する方向に偏る。した
がって、ロータの偏心が激しくなる。4極の場合は、N
極とS極は2極対あり、2対のN極、S極どうしがバラ
ンスを取り合っている。したがって、効率、音・振動な
どを考えると、4極が最もよい。また、永久磁石形状を
円弧状などとすれば、さらに多くの磁束を発生させるこ
とができ、さらなる小型化が可能である。
FIG. 4 shows a motor using a distributed winding stator designed to realize the same induced voltage and the same core magnetic flux density using the same rotor, and the rotation of the motor in this embodiment at the same torque. 9 shows the relationship between speed and motor efficiency. FIG. 5 similarly shows the relationship between the rotation speed and the iron loss and the copper loss. In the motor of the second embodiment, the efficiency is improved by 0.5 to 2% as compared with the distributed winding, and the efficiency difference is larger at a low rotation speed. In the case of the same torque, the copper loss is almost constant irrespective of the rotation speed, but the iron loss increases almost in proportion to the rotation speed. Therefore, the efficiency difference becomes larger at the time of low-speed rotation where the iron loss ratio is small. Note that the power supply frequency for realizing the same rotation speed increases in proportion to the number of poles. On the other hand, iron loss is the eddy current loss of frequency 2
Since the power and the hysteresis loss are proportional to the first power of the frequency, in this embodiment, if the number of poles is 6 or more, the increase in the iron loss becomes
Efficiency is reduced because it exceeds the reduction in copper loss. On the other hand, in the case of the two poles, the electric angle between the N pole and the S pole generated in the stator by the current is 120 ° and 240 °, so that the attraction force acting on the rotor is biased in the direction adjacent to the N pole and the S pole. Therefore, the eccentricity of the rotor becomes severe. N for four poles
There are two pairs of poles and south poles, and two pairs of north poles and south poles balance each other. Therefore, in consideration of efficiency, sound and vibration, etc., four poles are the best. Further, if the shape of the permanent magnet is an arc or the like, more magnetic flux can be generated, and further downsizing can be achieved.

【0024】(実施例3)図6は、本実施例1における
永久磁石埋め込みモータを搭載したコンプレッサの断面
図である。
(Embodiment 3) FIG. 6 is a sectional view of a compressor equipped with a permanent magnet embedded motor according to Embodiment 1.

【0025】ロータ内周側に凸の円弧形状の永久磁石1
1,12を1極当たり半径方向に2層にロータコア14
内部に埋め込み、永久磁石11,12とロータ13の外
周の間に空隙部を備えるロータ13と、集中巻方式の巻
線を施されたステータ15がコンプレッサのシェル30
内部に搭載されている。
An arc-shaped permanent magnet 1 convex on the inner peripheral side of the rotor
The rotor cores 14 are divided into two layers in the radial direction per pole.
The rotor 13 having a gap between the permanent magnets 11 and 12 and the outer periphery of the rotor 13 and a stator 15 having a concentrated winding winding are provided inside the compressor shell 30.
Mounted inside.

【0026】モータの構成および作用は実施例1と同様
であり省略する。集中巻方式とした場合、特にセンサレ
ス駆動が必要とされるコンプレッサのような密封形ブラ
シレスモータの場合、起動時に大電流が流れ、ロータに
大きな減磁界がかかる可能性がある。したがって、永久
磁石をロータコア内部に埋め込むことで、永久磁石に減
磁界がかからないようにすることができる。
The structure and operation of the motor are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the case of the concentrated winding method, particularly in the case of a sealed brushless motor such as a compressor that requires sensorless driving, a large current flows at the time of startup, and a large demagnetizing field may be applied to the rotor. Therefore, by embedding the permanent magnet inside the rotor core, it is possible to prevent a demagnetizing field from being applied to the permanent magnet.

【0027】さらに、コイルエンドを含めたモータの長
さが小さくなり、かつ効率が高いため、特に使用電力や
格納場所の限られた電動自動車用エアコンコンプレッサ
に最適である。
Further, since the length of the motor including the coil end is small and the efficiency is high, it is particularly suitable for an air-conditioner compressor for an electric vehicle, which has limited power consumption and storage space.

【0028】希土類磁石を用いれば、さらに積厚の低減
が図れ、さらに小型となる。 (実施例4)図7は、実施例2における永久磁石埋め込
みモータを搭載した電動自転車の駆動ユニットの断面図
である。
If the rare earth magnet is used, the thickness can be further reduced and the size can be further reduced. (Embodiment 4) FIG. 7 is a sectional view of a drive unit of an electric bicycle equipped with a permanent magnet embedded motor according to Embodiment 2.

【0029】モータの構成および作用は実施例2と同様
であり省略する。モータのシャフト4の回転が、ギア3
1を介して出力軸32に伝わる。出力軸32は自転車の
ペダル(図示せず)に連結される。電動アシスト自転車
であれば、踏力に応じてトルクが発生する。したがっ
て、大きなトルクが必要とされ、回転速度も2000〜
5000r/min程度であり、使用するモータは、出
力の大きい永久磁石埋め込みモータで、4極が最適であ
る。また、自転車であるので、薄形で軽量であることが
求められる。さらに、1充電による走行距離を長くする
ために、効率が高くなければならない。上記理由から、
電動自転車駆動用モータには、本発明における永久磁石
埋め込みモータが最適である。また、漕ぎ出し時や、上
り坂に差しかかって急に大きなアシスト量が働く場合に
減磁界が永久磁石にかかるのを防止するために、永久磁
石を埋め込むことは有効である。
The structure and operation of the motor are the same as in the second embodiment, and a description thereof will be omitted. The rotation of the shaft 4 of the motor
1 to the output shaft 32. The output shaft 32 is connected to a bicycle pedal (not shown). In the case of an electrically assisted bicycle, torque is generated according to the pedaling force. Therefore, a large torque is required, and the rotation speed is 2,000 to 2,000.
The motor to be used is about 5000 r / min, and the motor to be used is a permanent magnet embedded motor having a large output, and four poles are optimal. In addition, since it is a bicycle, it is required to be thin and lightweight. Furthermore, efficiency must be high in order to increase the mileage per charge. For the above reasons,
The permanent magnet embedded motor of the present invention is most suitable for the electric bicycle driving motor. In addition, it is effective to embed a permanent magnet in order to prevent a demagnetizing field from being applied to the permanent magnet when rowing out or when a large assist amount suddenly acts on an uphill.

【0030】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、モータの形状や仕様、また機器とモータの
組み合わせなどは、本発明の趣旨に応じて種種の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made to the shape and specifications of the motor and the combination of the device and the motor in accordance with the purpose of the present invention. They are not excluded from the scope of the present invention.

【0031】[0031]

【発明の効果】上記説明から明らかなように、請求項1
記載の発明によれば、永久磁石の端部で生じる減磁を抑
えることができ、安定した駆動トルクを出力することが
できる。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the described invention, demagnetization occurring at the end of the permanent magnet can be suppressed, and a stable driving torque can be output.

【0032】請求項2記載の発明によれば、永久磁石の
Brが高いため、少ない磁石量で多くの磁束量を発生さ
せ、さらに、永久磁石をロータコア内部に埋め込むこと
により、永久磁石内部の渦電流を大幅に低減することが
できるため、小型で高効率のモータを提供することがで
きる。特に移動電源により駆動されるモータとして好適
である。
According to the second aspect of the present invention, since the Br of the permanent magnet is high, a large amount of magnetic flux is generated with a small amount of magnet, and furthermore, the permanent magnet is embedded in the rotor core, so that the vortex inside the permanent magnet is reduced. Since the current can be significantly reduced, a small and highly efficient motor can be provided. In particular, it is suitable as a motor driven by a moving power supply.

【0033】請求項3記載の発明によれば、巻線が容易
で、整列巻により占積率が向上するため、効率が高く、
軸方向長さの小さいモータを生産性良好に製造すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, the winding is easy and the space factor is improved by the aligned winding, so that the efficiency is high,
A motor having a small axial length can be manufactured with good productivity.

【0034】請求項4記載の発明によれば、磁気吸引力
のバランスが取れ、かつ鉄損の少なく効率の高いモータ
を提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a highly efficient motor with a good balance of magnetic attraction force and small iron loss.

【0035】請求項5記載の発明によれば、電気の使用
量の少なく、かつ小型のコンプレッサを提供することが
できる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a small-sized compressor that uses less electricity.

【0036】請求項6記載の発明によれば、小型軽量
で、かつ1充電走行距離の長い電動自転車を提供するこ
とができる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide an electric bicycle which is small and lightweight and has a long running distance per charge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例1に示す永久磁石埋め込みモータの断
面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a permanent magnet embedded motor shown in a first embodiment.

【図2】同永久磁石埋め込みモータのステータの組立図FIG. 2 is an assembly diagram of a stator of the permanent magnet embedded motor.

【図3】本実施例2に示す永久磁石埋め込みモータの断
面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of the permanent magnet embedded motor shown in the second embodiment.

【図4】回転速度とモータ効率の関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between rotation speed and motor efficiency.

【図5】回転速度と、鉄損および銅損の関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a rotation speed and iron loss and copper loss.

【図6】本実施例3に示す電動自動車用エアコンのコン
プレッサの断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of the compressor of the electric vehicle air conditioner according to the third embodiment.

【図7】本実施例3に示す電動自転車駆動ユニットの断
面図
FIG. 7 is a cross-sectional view of the electric bicycle drive unit according to the third embodiment.

【図8】従来の永久磁石埋め込みモータの断面図FIG. 8 is a sectional view of a conventional permanent magnet embedded motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12 永久磁石 13 ロータ 14 ロータコア 15 ステータ 16 ステータコア 17 ヨーク 18 ティース 19 巻線 19a コイルエンド 20 リベットピン 11, 12 permanent magnet 13 rotor 14 rotor core 15 stator 16 stator core 17 yoke 18 teeth 19 winding 19a coil end 20 rivet pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 21/16 H02K 21/16 M (72)発明者 山本 敏夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3H003 AA05 AB04 AC03 AD01 CF04 CF05 3H029 AA04 AA13 AB03 BB00 CC07 CC38 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 GB06 HH03 5H622 AA03 AA04 CA02 CA07 CA10 CA13 CB04 CB05 DD02 PP03 PP11 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H02K 21/16 H02K 21/16 M (72) Inventor Toshio Yamamoto 1006 Odakadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial In-house F term (reference) 3H003 AA05 AB04 AC03 AD01 CF04 CF05 3H029 AA04 AA13 AB03 BB00 CC07 CC38 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 GB06 HH03 5H622 AA03 AA04 CA02 CA07 CA10 CA13 CB04 CB05 DD02 PP03 PP11

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のティースと、このティースをつな
ぐヨークとからなるステータコアと、前記ティースに集
中巻方式で施した巻線と、端部が外周付近まで延びたス
リット部を備えた突極性を有するロータコアとから成
り、前記スリット部に永久磁石を埋め込み、ロータコア
外周と前記永久磁石の端部の間に非磁性部を設けたこと
を特徴とする永久磁石埋め込みモータ。
1. A salient pole having a stator core comprising a plurality of teeth, a yoke connecting the teeth, a winding wound on the teeth by a concentrated winding method, and a slit having an end extending near the outer periphery. A permanent magnet is embedded in the slit portion, and a non-magnetic portion is provided between an outer periphery of the rotor core and an end of the permanent magnet.
【請求項2】 スリット部の形状がロータ中心に凸であ
る永久磁石埋め込みモータ。
2. A permanent magnet embedded motor in which the shape of a slit is convex at the center of the rotor.
【請求項3】 永久磁石が希土類磁石である請求項1記
載の永久磁石埋め込みモータ。
3. The permanent magnet embedded motor according to claim 1, wherein the permanent magnet is a rare earth magnet.
【請求項4】 ロータ磁極数が4極である請求項1記載
の永久磁石埋め込みモータ。
4. The permanent magnet embedded motor according to claim 1, wherein the number of rotor magnetic poles is four.
【請求項5】 請求項1記載の永久磁石埋め込みモータ
を搭載した、電動自動車用エアコンのコンプレッサ。
5. A compressor for an electric vehicle air conditioner, comprising the permanent magnet embedded motor according to claim 1.
【請求項6】 請求項1記載の永久磁石埋め込みモータ
を駆動用として搭載した電動自転車。
6. An electric bicycle equipped with the permanent magnet embedded motor according to claim 1 for driving.
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