JP2000102199A - 永久磁石式回転電機 - Google Patents

永久磁石式回転電機

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JP2000102199A
JP2000102199A JP10273307A JP27330798A JP2000102199A JP 2000102199 A JP2000102199 A JP 2000102199A JP 10273307 A JP10273307 A JP 10273307A JP 27330798 A JP27330798 A JP 27330798A JP 2000102199 A JP2000102199 A JP 2000102199A
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豊 松延
Fumio Tajima
文男 田島
Shoichi Kawamata
昭一 川又
Koji Kobayashi
孝司 小林
Suetaro Shibukawa
末太郎 渋川
Osamu Koizumi
小泉  修
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ出力を落とすことなくモータ重量が軽減
できる永久磁石式回転電機を提供する。 【解決手段】回転子鉄心7の内径面から回転子鉄心7に
内蔵された複数の永久磁石8の内周面の極間側端部まで
の径方向の距離をr、永久磁石8の周方向の長さを2・
wとしたとき、r/w≒0.6±0.1と設定することによ
り、モータ出力を落とすことなくモータ重量の低減が達
成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式回転電
機に係り、特に複数個の永久磁石を回転子の周方向に埋
め込んで構成される内転型永久磁石式回転電機に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】永久磁石式回転電機において、回転子内
径を大径化して回転子内部にベアリングや差動機を配置
しコンパクト化を計ったものとして、特開平9-74713号
公報に記載されている構成の回転電機が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、回転
子及び固定子形状に関する検討が未検討であり、特に、
回転子内径の大径化の適値が不明である。
【0004】回転子内径を大径化すると、回転子自身の
重量が軽くなりモータ重量(回転子+固定子)の軽減が
図れ、また、回転子内径内にベアリングなどを配置しや
すくなる。しかし、永久磁石と回転子内径との距離rが
短いと、磁束の流れが妨げられギャップの磁束密度が低
下する。ギャップの磁束密度が低下しても出力を一定と
するためには、積厚を増加する必要が有り、モータ重量
が増加するという問題点がある。
【0005】また、永久磁石式回転電機は、近年、ハイ
ブリッド電気自動車の駆動モータとして用いられつつあ
る。ハイブリッド電気自動車は、駆動モータ/バッテリ
及びエンジンを搭載する必要があるため、軽量化が最重
要課題であり、当然、駆動モータの軽量化も問題となっ
ている。
【0006】本発明の目的は、上記の問題に鑑みなされ
たものであり、モータ出力を落とすことなくモータ重量
が軽減できる永久磁石式回転電機を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における永久磁石式回転電機の特徴とすると
ころは、回転子鉄心の内径面から回転子鉄心に内蔵され
た複数の永久磁石の内周面の極間側端部までの径方向の
距離をr、永久磁石の周方向の長さを2・wとしたと
き、r/w≒0.6±0.1とすることにある。
【0008】具体的には本発明は次に掲げる回転電機を
提供する。
【0009】本発明は、固定子巻線を巻回した固定子鉄
心を有する固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有
して対向し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された
回転子鉄心を有する回転子とを有する永久磁石回転電機
において、前記回転子鉄心の内径面から前記各永久磁石
の内周面の極間側端部までの径方向の距離をr、前記永
久磁石の周方向の長さを2・wとしたとき、r/w≒0.6
±0.1であることを特徴とする永久磁石回転電機を提供
する。
【0010】また、本発明は、固定子巻線を巻回した固
定子鉄心を有する固定子と、前記固定子鉄心に回転ギャ
ップを有して対向し、複数の永久磁石が周方向に配置内
蔵された回転子鉄心を有する回転子とを有し、かつ前記
回転子鉄心は、該回転子鉄心の内径面と前記永久磁石の
内周面との間の周方向に複数の打抜穴を有する永久磁石
回転電機において、前記各打抜穴の前記永久磁石側から
前記各永久磁石の内周面の極間側端部までの径方向の距
離をt、前記永久磁石の周方向の長さを2・wとしたと
き、t/w≒0.6であることを特徴とする永久磁石回転
電機を提供する。なお、ここで「径方向」とは、実施の
形態に説明するように、回転子鉄心の軸芯から回転子鉄
心の外径に向かう方向であることを意味する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の永久磁石式回転電
機の実施の形態例を、図を用いて説明する。
【0012】図1は、本発明の第1の実施の形態例に係
わる三相8極/48スロットの永久磁石式回転電機の1ポ
ールペアを示す。図1において、固定子1は従来構成と
同一であり、ほぼ環状をなす固定子鉄心2に形成された
48個のスロット3にU相の固定子巻線U1、及びV相の
固定子巻線V1、並びにW相の固定子巻線W1を挿入配
置して構成されている。固定子鉄心の内周部には、各ス
ロットに対応して開口部4が形成されている。
【0013】これに対して、回転子6は、回転子鉄心7
を嵌合固着し、この回転子鉄心7の外周部周方向に形成
された打抜の収納部に、N極とS極とが交互になるよう
に着磁されてるネオジム製の永久磁石8を各収納部に軸
方向から挿入して組込むことによって構成されている。
【0014】また、回転子6は、回転子鉄心7の外周部
と固定子鉄心2の内周部との間に所定のギャップ5を有
する状態で回転可能に配置されている。なお、回転子鉄
心7は収納部形成用の孔が形成された硅素鋼板を多数枚
積層して構成されている。
【0015】回転子鉄心7の内径をφ1、回転子鉄心7
の内径面から永久磁石8の内周面の極間側端部までの径
方向(回転子鉄心の軸芯から回転子鉄心の外径に向かう
方向)距離をr、永久磁石の周方向の長さを2・wとす
る。ここで、回転子鉄心7の外径φ2を一定とすれば、
wも一定の値となる。
【0016】回転子鉄心7の内径φ1を増大する、即ち
rを小さくすると、回転子内部の鉄の量が減るのでモー
タ重量(回転子+固定子)が減少する。
【0017】図2は、図1の永久磁石式回転電機のr/
wとモータ重量の関係を示す。この場合の永久磁石式回
転電機は、出力17kW,ステータ外径φ187mm,入
力電流180A,入力電圧160Vの仕様とする。
【0018】図2より、r/wが小さいほどモータ重量
が軽減できることが分かる。しかし、rを小さくしすぎ
ると永久磁石の磁束の流れが悪くなる。
【0019】図3に、図1の永久磁石式回転電機の磁界
解析結果を示す。図3において、回転子7内径側の磁束
の流れに着目すると、永久磁石8の周方向の長さ2・w
から流れ出た磁束は、磁石中心を境にそれぞれ長さw分
の磁束が両脇の他の極性を持つ永久磁石8へと吸収され
る。
【0020】ここで、回転子7内径面から永久磁石8の
内周面の極間側端部までの径方向の距離rがwよりも大
きい場合、即ちr/w>1の場合は磁束の流れがスムー
ズであるが、r/w<1の場合は磁束の流れが悪くなる
ため、ギャップ5の磁束密度が低下する。
【0021】図4に、図1の永久磁石式回転電機のr/
wとギャップの磁束密度との関係を示す。図4におい
て、r/w>0.8であれば磁束密度Bは殆ど変化しない
が、r/w<0.8では磁束密度Bは急激に減少する。磁
束密度Bが低下すると出力が低下する。出力を一定とす
るためには積厚を増加しなければならず、モータ重量が
増加する。
【0022】図5に、出力を一定条件でのモータ重量と
r/wの関係を示す。図5より、r/w≒0.6±0.1であ
ればモータ出力を落とすことなくモータ重量を軽減でき
る。望ましくは、r/w≒0.6とすることである。
【0023】なお、本発明は、永久磁石8の形状が第1
の実施の形態例で示したアーク形に限らず、色々な形状
で成り立つ。
【0024】図6は、本発明の第2の実施の形態例に係
わる永久磁石式回転電機の1ポールペアを示し、永久磁
石形状が長方形の場合を示す。この場合、回転子鉄心7
の内径面から永久磁石8の内周面までの最短距離は磁石
中央部でsとなるが、磁束は両脇に流れるため、最短の
距離であってもsで特性は変化しない。第1の実施の形
態例と同じく回転子鉄心7の内径面から永久磁石8の内
周面の極間側端部までの径方向の距離rで特性が変化
し、モータ重量をもっとも軽減する条件は第1の実施の
形態例と同じくr/w≒0.6となる。
【0025】図7は、本発明の第3の実施の形態例に係
わる永久磁石式回転電機の1ポールペアを示し、回転子
鉄心7の内径面と永久磁石8の内周面との間の周方向に
複数の打抜穴9(磁気的な空隙)を設けた場合を示す。
【0026】図7の場合、磁束線の流れがもっとも厳し
いのは、各打抜穴9の永久磁石8側から各永久磁石8の
内周面の極間側端部までの径方向の距離tである。モー
タ重量をもっとも軽減する条件は、第1の実施の形態例
と同じ関係が成立するため、t/w≒0.6となる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、回転子鉄心の内径面か
ら回転子鉄心に内蔵された複数の永久磁石の内周面の極
間側端部までの径方向の距離をr、永久磁石の周方向の
長さを2・wとしたとき、r/w≒0.6±0.1とすること
により、モータ出力を落とすことなくモータ重量を軽減
することができる。
【0028】また、本発明の永久磁石式回転電機をハイ
ブリッド電気自動車に用いることにより、ハイブリッド
電気自動車の軽量化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態例に係わる永久磁石
式回転電機の構成図である。
【図2】図1の永久磁石式回転電機のr/wとモータ重
量との関係を示す図である。
【図3】図1の永久磁石式回転電機の磁界解析結果を示
す図である。
【図4】図1の永久磁石式回転電機のr/wとギャップ
の磁束密度との関係を示す図である。
【図5】図1の永久磁石式回転電機の出力一定条件での
r/wとモータ重量の関係を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態例に係わる永久磁石
式回転電機の構成図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態例に係わる永久磁石
式回転電機の構成図である。
【符号の説明】
1…固定子、2…固定子鉄心、3…固定子スロット、4
…固定子開口部、5…ギャップ部、6…回転子、7…回
転子鉄心、8…永久磁石、r…回転子鉄心の内径面から
各永久磁石の内周面の極間側端部までの径方向の距離、
2・w…永久磁石の周方向の長さ、φ…回転子鉄心の内
径、s…永久磁石中央と回転子鉄心の内径面までの距
離、t…各打抜穴の永久磁石側から各永久磁石の内周面
の極間側端部までの径方向の距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川又 昭一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小林 孝司 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小泉 修 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Fターム(参考) 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 GA15 HH01 JK02 5H622 AA03 CA02 CA05 CA10 CA14 CB05 DD02 PP11 PP16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定子巻線を巻回した固定子鉄心を有する
    固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有して対向
    し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された回転子鉄
    心を有する回転子とを有する永久磁石回転電機におい
    て、 前記回転子鉄心の内径面から前記各永久磁石の内周面の
    極間側端部までの径方向の距離をr、前記永久磁石の周
    方向の長さを2・wとしたとき、 r/w≒0.6±0.1 であることを特徴とする永久磁石回転電機。
  2. 【請求項2】固定子巻線を巻回した固定子鉄心を有する
    固定子と、前記固定子鉄心に回転ギャップを有して対向
    し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された回転子鉄
    心を有する回転子とを有し、かつ前記回転子鉄心は、該
    回転子鉄心の内径面と前記永久磁石の内周面との間の周
    方向に複数の打抜穴を有する永久磁石回転電機におい
    て、 前記各打抜穴の前記永久磁石側から前記各永久磁石の内
    周面の極間側端部までの径方向の距離をt、前記永久磁
    石の周方向の長さを2・wとしたとき、 t/w≒0.6 であることを特徴とする永久磁石回転電機。
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US10/091,514 US6661147B2 (en) 1998-09-28 2002-03-07 Electric vehicle and rotary electric machine having a divided rotor core

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104901456A (zh) * 2015-06-19 2015-09-09 广东美芝制冷设备有限公司 电机和具有其的压缩机
CN105790458A (zh) * 2016-04-13 2016-07-20 广东美芝制冷设备有限公司 永磁电机及具有其的压缩机、空调器
CN111555480A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104901456A (zh) * 2015-06-19 2015-09-09 广东美芝制冷设备有限公司 电机和具有其的压缩机
CN105790458A (zh) * 2016-04-13 2016-07-20 广东美芝制冷设备有限公司 永磁电机及具有其的压缩机、空调器
CN111555480A (zh) * 2020-05-26 2020-08-18 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
CN111555480B (zh) * 2020-05-26 2021-04-30 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备

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