JP2000125490A - Permanent magnet motor - Google Patents

Permanent magnet motor

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JP2000125490A
JP2000125490A JP10290309A JP29030998A JP2000125490A JP 2000125490 A JP2000125490 A JP 2000125490A JP 10290309 A JP10290309 A JP 10290309A JP 29030998 A JP29030998 A JP 29030998A JP 2000125490 A JP2000125490 A JP 2000125490A
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permanent magnet
magnet
section
rotor core
torque
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JP10290309A
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Japanese (ja)
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Satoshi Tsukamoto
聡 塚本
Kenji Narita
憲治 成田
Yoshifumi Fukuda
好史 福田
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Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the maximum value of the resultant torque of the reluctance torque and the magnet torque of a permanent magnet motor while the magnet torque is maintained, and to realize high torque and high efficiency of the motor. SOLUTION: One permanent magnet 11 with a semicircular cross section is used for one pole of the rotor core 10 of an inner-rotor type permanent magnet motor. A part of the semicircular cross section of the permanent magnet 11 is cut off, so as to have the maximum value peak of magnet torque and the maximum value peak of reluctance torque match with each other. Four permanent magnets 11 with semicircular cross section which are partially chipped off are buried in the circumferential direction of the rotor core 10 at equal intervals. Further, polarities of adjacent permanent magnets 11 are male different.

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】この発明は、空気調和機や冷
蔵庫等に用いるインナーロータ型の永久磁石電動機に係
り、特に詳しくは、マグネットトルクとリラクタンスト
ルクとによる合成トルクの最大値を引き上げる永久磁石
電動機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inner rotor type permanent magnet motor used for an air conditioner, a refrigerator and the like, and more particularly to a permanent magnet motor for increasing the maximum value of a combined torque by a magnet torque and a reluctance torque. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】インナーロータを有する永久磁石電動機
としては、例えば図5に示す構成のものが提案されてい
る。
2. Description of the Related Art As a permanent magnet motor having an inner rotor, for example, a motor having a configuration shown in FIG. 5 has been proposed.

【0003】図5において、ステータコア1内の磁石埋
込型界磁鉄心(ロータコア)2は、ほぼ断面扇状の永久
磁石3を1極当り1個埋設してなるとともに、円周方向
に極数分だけ等間隔に配置し、かつ、それら隣接する永
久磁石3を異極としている。なお、4はシャフトを通す
孔(中心孔;軸孔)である。
[0003] In FIG. 5, a magnet-embedded field iron core (rotor core) 2 in a stator core 1 is formed by embedding one permanent magnet 3 having a substantially fan-shaped cross section for each pole, and extending in the circumferential direction by the number of poles. And the permanent magnets 3 adjacent to each other have different polarities. Reference numeral 4 denotes a hole through which the shaft passes (center hole; shaft hole).

【0004】ここに、永久磁石による空隙部(ステータ
コアの歯と永久磁石との間)の磁束分布が正弦波状にな
っているものとすると、永久磁石電動機のトルクTはT
=Pn{Φa・Ia・cosβ−0.5(Ld−Lq)
・I・sin2β}で表される。なお、Tは出力トル
ク、Φaはd,q座標軸上の永久磁石による電機子鎖交
磁束、Ld,Lqはd,q軸インダクタンス、Iaは
d,q座標軸上の電機子電流の振幅、βはd,q座標軸
上の電機子電流のq軸からの進み角、Pnは極対数であ
る。
[0004] Here, assuming that the magnetic flux distribution in the gap (between the teeth of the stator core and the permanent magnet) formed by the permanent magnet is sinusoidal, the torque T of the permanent magnet motor is T
= Pn {Φa ・ Ia ・ cosβ-0.5 (Ld-Lq)
It is represented by I 2 · sin 2β}. Here, T is the output torque, Φa is the armature interlinkage flux by the permanent magnets on the d and q coordinate axes, Ld and Lq are the d and q axis inductances, Ia is the amplitude of the armature current on the d and q coordinate axes, and β is The lead angle of the armature current on the d and q coordinate axes from the q axis, and Pn is the number of pole pairs.

【0005】前記数式において、第1項は、永久磁石に
よるマグネットトルクであり、第22項は、d軸インダ
クタンスとq軸インダクタンスとの差によって生じるリ
ラクタンストルクである。なお、詳しくは、T.IEE
E Japan,Vol.117―D,No7,199
7の論文を参照されたい。
[0005] In the above equation, the first term is the magnet torque by the permanent magnet, and the 22nd term is the reluctance torque generated by the difference between the d-axis inductance and the q-axis inductance. For details, see T.A. IEEE
E Japan, Vol. 117-D, No. 7, 199
See seven papers.

【0006】また、前記論文によると、各極の永久磁石
を多層構造とすることにより、リラクタンストルクを有
効利用することが記載されている。例えば、ステータコ
ア1内のロータコアは、断面円弧状の永久磁石を1極当
り2個配置し、つまり2層構造になっている。これは、
前述した1極当り1個(1層)の場合と比較して、d軸
インダクタンスLdが小さく、q軸インダクタンスLq
が大幅に大きくなり、これにより、前記数式におけるパ
ラメータのインダクタンス差(Ld−Lq)の値が大き
く、結果、モータトルクTが大きくなる。このように、
リラクタンストルクを有効利用すれば、モータトルクT
の増大を図ることができ、1極当りの永久磁石を多層構
造とすれば、リラクタンストルクをより有効利用できる
ことになる。詳細は、前記論文を参照されたい。
Further, according to the above-mentioned paper, it is described that the reluctance torque is effectively used by forming the permanent magnet of each pole in a multilayer structure. For example, the rotor core in the stator core 1 has two permanent magnets having a circular arc cross section per pole, that is, has a two-layer structure. this is,
The d-axis inductance Ld is smaller and the q-axis inductance Lq is smaller than in the case of one (one layer) per pole described above.
Is greatly increased, thereby increasing the value of the inductance difference (Ld-Lq) of the parameter in the above equation, and as a result, the motor torque T is increased. in this way,
If the reluctance torque is used effectively, the motor torque T
If the permanent magnet per pole has a multilayer structure, the reluctance torque can be more effectively used. For details, see the above-mentioned paper.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記永久磁
石電動機において、ステータコア1からの磁束の路(磁
路)が断面扇状の内側および外側に発生し、つまりリラ
クタンストルクを発生する(図6の波線曲線参照)。こ
の場合、このリラクタンストルクとマグネットトルク
(図6の二点鎖線曲線)とを利用することができるが、
このリラクタンストルクと当該マグネットトルクとの最
大値ピークは異なるものとなっている(図6参照)。し
たがって、図6の実線曲線に示すように、リラクタンス
トルクとマグネトトルクとによる合成トルクの最大値ピ
ークがそれほど高くならないため、それらのトルクを最
大限に利用することができず、モータの高トルク、高効
率化が阻害されてしまう。
By the way, in the permanent magnet electric motor, a path (magnetic path) of the magnetic flux from the stator core 1 is generated inside and outside a sector-shaped section, that is, a reluctance torque is generated (broken line in FIG. 6). Curve). In this case, the reluctance torque and the magnet torque (the two-dot chain line curve in FIG. 6) can be used.
The maximum peaks of the reluctance torque and the magnet torque are different (see FIG. 6). Therefore, as shown by the solid curve in FIG. 6, the maximum peak of the combined torque due to the reluctance torque and the magneto torque does not become so high, so that those torques cannot be used to the utmost, and the motor high torque, High efficiency is hindered.

【0008】また、前記論文に記載されている多層構造
の永久磁石を有するロータコアの場合には、前述したよ
うな欠点を解消することができるが、1極当り複数個の
永久磁石を使用することから、製造コストが高くなる。
したがって、製造コスト面では1極当り1つの永久磁石
を使用することが好ましい。
Further, in the case of a rotor core having a permanent magnet having a multilayer structure described in the above-mentioned article, the above-mentioned disadvantages can be solved, but a plurality of permanent magnets are used per pole. Therefore, the manufacturing cost increases.
Therefore, in terms of manufacturing cost, it is preferable to use one permanent magnet per pole.

【0009】この発明は、前記課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、1極当り1つの永久磁石を使用し
てマグネットトルクを維持する一方、マグネットトルク
とリラクタンストルクの最大値ピークを合わせて合成ト
ルクを上げてマグネットトルクおよびリラクタンストル
クの有効利用を図り、ひいてはモータの高トルク、高効
率化を実現することができるようにした永久磁石電動機
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to maintain the magnet torque by using one permanent magnet per pole while matching the maximum peaks of the magnet torque and the reluctance torque. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a permanent magnet electric motor capable of increasing the combined torque to effectively use the magnet torque and the reluctance torque, and thereby realizing high torque and high efficiency of the motor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアは、1極当り所定断面形状の永久磁
石を1つ用い、かつ当該マグネットトルクの最大値ピー
クと当該リラクタンストルクの最大値ピークを合わせる
ように前記永久磁石の所定断面形状の一部を切り取って
なり、該一部を切り取った永久磁石を前記ロータコアの
円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接して
いる永久磁石を異極としてなることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a permanent magnet motor in which a magnet-embedded field core (rotor core) is disposed in a stator core, wherein the rotor core has one pole. One permanent magnet having a predetermined cross-sectional shape is used, and a part of the predetermined cross-sectional shape of the permanent magnet is cut out so that the maximum value peak of the magnet torque and the maximum value peak of the reluctance torque match. Are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles, and the adjacent permanent magnets have different poles.

【0011】この場合、前記所定形状の永久磁石の一部
を切り取る形状は扇形状であり、該一部切り取った部分
を電磁鋼板で構成すると好ましい。
In this case, it is preferable that a part of the permanent magnet having the predetermined shape is cut out in a fan shape, and the part of the permanent magnet is made of an electromagnetic steel plate.

【0012】この発明は、ステータコア内に磁石埋込型
界磁鉄心(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機
において、前記ロータコアは、1極当り断面蒲鉾形状の
永久磁石を1つ用い、かつ当該マグネットトルクの最大
値ピークと当該リラクタンストルクの最大値ピークを合
わせるように前記永久磁石の断面蒲鉾形状の一部を切り
取ってなり、該一部を切り取った永久磁石の断面蒲鉾形
状の底辺を当該中心孔に向けるとともに、該断面蒲鉾形
状の曲線部分を前記ロータコアの外周に沿わせ、該永久
磁石を前記ロータコアの円周方向に当該極数分だけ等間
隔に埋設し、該隣接している永久磁石を異極としてなる
ことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a permanent magnet electric motor in which a magnet-embedded field iron core (rotor core) is arranged in a stator core, wherein the rotor core uses one permanent magnet having a semicylindrical cross section per pole. A part of the permanent magnet cross-section is cut out so that the maximum value peak of the magnet torque and the maximum value peak of the reluctance torque match, and the bottom of the cut-out permanent magnet shape of the permanent magnet is cut to the center. The permanent magnets are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles while facing the hole and the curved portion of the cross section of the semicircular shape along the outer periphery of the rotor core. Is characterized as having a different polarity.

【0013】この発明は、ステータコア内に磁石埋込型
界磁鉄心(ロータコア)を配置してなる三相四極の永久
磁石電動機において、前記ロータコアは、1極当り断面
蒲鉾形状の永久磁石を1つ用い、かつ前記永久磁石の断
面蒲鉾形状のうちd軸から22.5度(機械角)の位置
を中心として一部を切り取ってなり、該一部を切り取っ
た永久磁石の断面蒲鉾形状の底辺を当該中心孔に向ける
とともに、該断面蒲鉾形状の曲線部分を前記ロータコア
の外周に沿わせ、該断面台形の永久磁石を前記ロータコ
アの円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接
している永久磁石を異極としてなることを特徴とする永
久磁石電動機。
According to the present invention, there is provided a three-phase four-pole permanent magnet motor in which a magnet-embedded field iron core (rotor core) is arranged in a stator core, wherein the rotor core has one permanent magnet having a semicylindrical cross section per pole. Used, and cut out a part of the permanent magnet cross section at a position of 22.5 degrees (mechanical angle) from the d axis in the cross section of the permanent magnet, and cut the bottom of the cut semi permanent section of the permanent magnet. Along with facing the center hole, the curved portion of the cross section of the semicircular shape is arranged along the outer periphery of the rotor core, and the permanent magnets having the trapezoidal cross section are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles. A permanent magnet motor characterized in that the permanent magnets used are of different polarity.

【0014】この場合、前記断面蒲鉾形状の永久磁石の
一部を切り取る形状は扇形状であり、該一部切り取った
部分を電磁鋼板で構成すると好ましい。
In this case, it is preferable that a part of the permanent magnet having a semicylindrical cross section is cut out in a fan shape, and the part of the part cut out is made of an electromagnetic steel sheet.

【0015】前記永久磁石はフェライト磁石であるとよ
い。
The permanent magnet is preferably a ferrite magnet.

【0016】前記ロータコアを組み込んでDCブラシレ
スモータとするよい。
[0016] The rotor core may be incorporated into a DC brushless motor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1ないし図4を参照して詳しく説明する。なお、図中、
図5と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。また、図4は図6に対応している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. In the figure,
The same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. FIG. 4 corresponds to FIG.

【0018】この発明の永久磁石電動機は、1極当り1
つの永久磁石を断面所定形状(例えば断面蒲鉾形状)に
し、かつリラクタンストルクを発生するとともに、その
位相をずらし、その最大値ピークを当該マグネットトル
クの最大値ピークに合わせるように(図4参照)、前記
断面蒲鉾形状の一部を切り取れば、永久磁石の使用量が
減らずに、マグネットトルクとリラクタンストルクによ
る合成トルクの最大値が引き上げられることに着目した
ものである。
The permanent magnet motor according to the present invention has one pole per pole.
The two permanent magnets have a predetermined cross section (for example, a semi-cylindrical cross section), generate reluctance torque, shift their phases, and adjust the maximum peak to the maximum peak of the magnet torque (see FIG. 4). It is noted that if a part of the cross section is cut off, the maximum value of the combined torque by the magnet torque and the reluctance torque can be increased without reducing the usage of the permanent magnet.

【0019】そのため、図1および図2示すように、こ
の三相四極の永久磁石電動機のロータコア(磁石埋込型
界磁鉄心)10は、1極当り1つの断面蒲鉾形状の永久
磁石(例えばフェライト磁石)11を用い、この断面蒲
鉾形状の一部を扇状に切取り、この一部を切り取った断
面蒲鉾形状の永久磁石11の底辺を中心孔4に向け、そ
の曲線部分をコア外周に向けて配置するとともに、この
永久磁石11を円周方向に等間隔に4つ埋設し、かつ、
隣接する極の永久磁石11を異極にしている。
Therefore, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the rotor core (embedded field core) 10 of this three-phase four-pole permanent magnet motor has one permanent magnet (for example, ferrite) having a semi-cylindrical cross section per pole. Using a magnet 11, a part of this section is cut into a fan shape, and a part of the permanent magnet 11 having the section is cut toward the center hole 4, and the curved part is disposed toward the outer periphery of the core. And four permanent magnets 11 are buried at equal intervals in the circumferential direction, and
Adjacent poles of the permanent magnet 11 have different polarities.

【0020】また、図1および図3に示すように、前記
永久磁石11の一部切取部分aは、d軸から22.5度
(機械角)の箇所を中心とし、断面蒲鉾形状の曲線部分
を含んだ扇形状であり(図3の実線矢印a部分)、後述
するコアと同じ材質の電磁鋼板で構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a part a of the permanent magnet 11 is a curved portion having a semicylindrical cross section centered on a point 22.5 degrees (mechanical angle) from the d axis. (A portion indicated by a solid arrow a in FIG. 3), and is made of an electromagnetic steel plate made of the same material as a core described later.

【0021】すなわち、従来例のように、d軸を中心と
してステータコア1からの磁路の領域を形成すると、図
6に示すリラクタンストルクが発生することから、d軸
から電気角で45度ずらした軸を中心として磁路の領域
を形成すれば、図4に示すようにリラクタンストルクの
最大値ピークを当該マグネットトルクの最大値ピークに
一致させることができるから。
That is, when a magnetic path region from the stator core 1 is formed around the d-axis as in the conventional example, the reluctance torque shown in FIG. 6 is generated. If the magnetic path region is formed around the axis, the maximum peak of the reluctance torque can be made to coincide with the maximum peak of the magnet torque as shown in FIG.

【0022】また、永久磁石11の断面蒲鉾形状の底辺
を中心孔4に近付ければ、一部切り取った分永久磁石1
1の使用量(磁石量)を増やすことができ、トータルの
使用量としては従来と変わらず、マグネットトルクの維
持が可能である。
When the bottom of the permanent magnet 11 having a semicylindrical cross section is brought close to the center hole 4, the permanent magnet 1 is partially cut away.
1 (magnet amount) can be increased, and the magnet torque can be maintained as the total usage amount as in the related art.

【0023】このように、永久磁石11の一部を切り取
る箇所によりリラクタンストルクを発生させ、その切り
取った箇所によってリラクタンストルクの位相を変え、
その最大値ピークを当該マグネットトルクの最大値ピー
クに合わせると、マグネットトルクとリラクタンストル
クとの合成トルクの最大値を引き上げることができるこ
とから、当該モータの高トルク化、高効率化に寄与す
る。
As described above, the reluctance torque is generated at the portion where a part of the permanent magnet 11 is cut, and the phase of the reluctance torque is changed according to the cut portion.
When the maximum value peak is matched with the maximum value peak of the magnet torque, the maximum value of the combined torque of the magnet torque and the reluctance torque can be increased, thereby contributing to higher torque and higher efficiency of the motor.

【0024】また、永久磁石11を断面蒲鉾形状とする
ことにより、同蒲鉾形状の底辺を中心孔4に近付けれ
ば、永久磁石11の使用量を少なくとも従来と同程度と
することができ、つまりマグネットトルクの維持が図れ
る。なお、前記実施例では、永久磁石11の断面形状を
蒲鉾形状としているが、他の断面形状とした場合にも適
用できることは明かである。
Further, by forming the permanent magnet 11 in a semi-cylindrical cross section so that the bottom side of the semi-cylindrical shape is close to the center hole 4, the amount of the permanent magnet 11 used can be at least approximately the same as that of the prior art. Magnet torque can be maintained. In the above embodiment, the permanent magnet 11 has a semi-cylindrical sectional shape, but it is apparent that the present invention can be applied to other sectional shapes.

【0025】前記ロータコア10の製造においては、コ
アプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板を打ち抜
き、金型内でかしめて一体的に形成するコア積層方式
(自動積層方式)を採用する。
In manufacturing the rotor core 10, a core laminating system (automatic laminating system) is used in which an electromagnetic steel sheet is punched out by an automatic press using a core press die and caulked in the die to be integrally formed.

【0026】このプレス加工工程において、少なくとも
中心孔4と永久磁石11の埋設孔を打ち抜き、図2に示
すように、自動的にプレスし、コアシート10aをかし
めながら積層してロータコア10を形成する。このと
き、リベット通しの孔やかしめ部を形成するとよい。
In this press working step, at least the center hole 4 and the buried hole of the permanent magnet 11 are punched out and, as shown in FIG. 2, are automatically pressed and laminated while caulking the core sheet 10a to form the rotor core 10. . At this time, it is preferable to form a hole or a caulked portion through which rivets are passed.

【0027】しかる後、一部切取部aによって欠けた断
面蒲鉾形状に永久磁石11を形成し、かつ低コストのフ
ェライト磁石で形成した永久磁石11を前記プレスによ
る孔に埋設し、かつ永久磁石11を厚さ方向(ロータコ
ア10の径方向)に磁化、着磁する。さらに、ロータコ
ア10の両端部に蓋をした後、リベットを通してかしめ
て当該ロータコア10の製造が終了する。したがって、
ロータコア10の製造コストは従来と殆ど同じに済む。
Thereafter, the permanent magnet 11 is formed in a semi-cylindrical cross-section which is partially cut off by the cutout a, and the permanent magnet 11 formed of a low-cost ferrite magnet is buried in the hole formed by the press. Is magnetized and magnetized in the thickness direction (radial direction of the rotor core 10). Further, after covering both ends of the rotor core 10, the rotor core 10 is caulked through rivets, and the production of the rotor core 10 is completed. Therefore,
The manufacturing cost of the rotor core 10 is almost the same as the conventional one.

【0028】図1について、追加的に説明すると、これ
は、永久磁石電動機が三相四極モータとした場合であ
り、24スロットのステータコア10には、U相、V相
およびW相の電機子巻線が施され、外径側の電機子巻線
がU相、内径側の電機子巻線がW相、その中間の電機子
巻線がV相になっているが、スロット数や電機子巻線数
が異なっていてもよい。
Referring additionally to FIG. 1, this is the case where the permanent magnet motor is a three-phase four-pole motor, and the stator core 10 having 24 slots has U-phase, V-phase and W-phase armature windings. The outer diameter side armature winding is U-phase, the inner diameter side armature winding is W-phase, and the intermediate armature winding is V-phase. The number of lines may be different.

【0029】また、前述したロータコア10をDCブラ
シレスモータに利用し、例えば空気調和機のコンプレッ
サ等に適用すれば、空気調和機の性能アップ、信頼性の
向上が図れる。
If the rotor core 10 is used for a DC brushless motor and is applied to, for example, a compressor of an air conditioner, the performance and reliability of the air conditioner can be improved.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、この永久磁石電動
機の請求項1記載の発明によると、ステータコア内に磁
石埋込型界磁鉄心(ロータコア)を配置してなる永久磁
石電動機において、前記ロータコアは、1極当り所定断
面形状の永久磁石を1つ用い、かつ当該マグネットトル
クの最大値ピークと当該リラクタンストルクの最大値ピ
ークを合わせるように前記永久磁石の所定断面形状の一
部を切り取ってなり、この一部を切り取った永久磁石を
前記ロータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋
設し、この隣接している永久磁石を異極としたので、1
極当り1つの永久磁石としたことにより低コスト化が期
待できるとともに、永久磁石の形状によりその使用量
(磁石量)を減らすことができる。したがって、マグネ
ットトルクを維持することができる一方、ステータコア
からの磁束の路(磁路)を確保してリラクタンストルク
の最大値ピークをマグネットトルクの最大値ピークに合
わて合成トルクの最大値を引き上げることができ、ひい
てはモータの高トルク、高効率化を実現することができ
るという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the permanent magnet motor in which the magnet-embedded field core (rotor core) is disposed in the stator core, the rotor core is provided. Is a method in which one permanent magnet having a predetermined cross-sectional shape is used for one pole, and a part of the predetermined cross-sectional shape of the permanent magnet is cut off so that the maximum value peak of the magnet torque and the maximum value peak of the reluctance torque match. Since a part of the permanent magnet is cut off and buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles, and the adjacent permanent magnet is made to have a different polarity,
Cost reduction can be expected by using one permanent magnet per pole, and the amount of use (magnet amount) can be reduced by the shape of the permanent magnet. Therefore, while maintaining the magnet torque, the path (magnetic path) of the magnetic flux from the stator core is secured, and the maximum peak of the reluctance torque is matched with the maximum peak of the magnet torque to raise the maximum value of the combined torque. Therefore, there is an effect that high torque and high efficiency of the motor can be realized.

【0031】請求項2記載の発明によると、請求項1に
おける所定形状の永久磁石の一部を切り取る形状は扇形
状であり、この一部切り取った部分を電磁鋼板で構成し
てなるので、請求項1の効果に加え、ステータコアから
の磁束が一部切取部に沿うことにより、リラクタンスト
ルクの発生に寄与し、合成トルクの最大値をより引き上
げることができるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the shape of the permanent magnet having a predetermined shape in the first aspect is a fan shape, and the partially cut portion is made of an electromagnetic steel sheet. In addition to the effect of item 1, there is an effect that the magnetic flux from the stator core partially follows the cutout portion, thereby contributing to the generation of reluctance torque and increasing the maximum value of the combined torque.

【0032】請求項3記載の発明によると、ステータコ
ア内に磁石埋込型界磁鉄心(ロータコア)を配置してな
る永久磁石電動機において、前記ロータコアは、1極当
り断面蒲鉾形状の永久磁石を1つ用い、かつ当該マグネ
ットトルクの最大値ピークと当該リラクタンストルクの
最大値ピークを合わせるように前記永久磁石の断面蒲鉾
形状の一部を切り取ってなり、この一部を切り取った永
久磁石の断面蒲鉾形状の底辺を当該中心孔に向けるとと
もに、この断面蒲鉾形状の曲線部分を前記ロータコアの
外周に沿わせ、該永久磁石を前記ロータコアの円周方向
に当該極数分だけ等間隔に埋設し、この隣接している永
久磁石を異極としたので、1極当り1つの永久磁石とし
たことにより低コスト化が期待できるとともに、断面蒲
鉾形状により永久磁石の使用量(磁石量)を減らすこと
なくマグネットトルクを維持することができる一方、ス
テータコアからの磁束の路(磁路)を確保し、リラクタ
ンストルクの最大値ピークをマグネットトルクの最大値
ピークに合わせて合成トルクの最大値を引き上げること
ができるため、モータの高トルク、高効率化を実現する
ことができるという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, in the permanent magnet motor having the magnet core embedded in the stator core (rotor core), the rotor core includes one permanent magnet having a semicylindrical cross section per pole. Used, and cut out a part of the semicircular shape of the permanent magnet so that the maximum value peak of the magnet torque and the maximum value peak of the reluctance torque match, and the semicylindrical shape of the cutaway permanent magnet Of the rotor core is oriented along the outer periphery of the rotor core, and the permanent magnets are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles. Since the permanent magnets used are of different polarity, cost reduction can be expected by using one permanent magnet per pole. While the magnet torque can be maintained without reducing the stone usage (magnet amount), the path of magnetic flux from the stator core (magnetic path) is secured, and the maximum peak of the reluctance torque becomes the maximum peak of the magnet torque. In addition, since the maximum value of the combined torque can be increased, there is an effect that high torque and high efficiency of the motor can be realized.

【0033】請求項4記載の発明によると、ステータコ
ア内に磁石埋込型界磁鉄心(ロータコア)を配置してな
る三相四極の永久磁石電動機において、前記ロータコア
は、1極当り断面蒲鉾形状の永久磁石を1つ用い、かつ
前記永久磁石の断面蒲鉾形状のうちd軸から22.5度
(機械角)の位置を中心として一部を切り取ってなり、
この一部を切り取った永久磁石の断面蒲鉾形状の底辺を
当該中心孔に向けるとともに、この断面蒲鉾形状の曲線
部分を前記ロータコアの外周に沿わせ、該断面台形の永
久磁石を前記ロータコアの円周方向に当該極数分だけ等
間隔に埋設し、この隣接している永久磁石を異極とした
ので、1極当り1つの永久磁石としたことにより低コス
ト化が期待できるとともに、断面蒲鉾形状により永久磁
石の使用量(磁石量)を減らすことなくマグネットトル
クを維持することができる一方、ステータコアからの磁
束の路(磁路)を確保し、リラクタンストルクの最大値
ピークの位相を45度(電気角)ずらしてマグネットト
ルクの最大値ピークに合わせてその合成トルクの最大値
を引き上げることができることから、モータの高トル
ク、高効率化を実現することができるという効果があ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in a three-phase four-pole permanent magnet motor in which a magnet-embedded field core (rotor core) is disposed in a stator core, the rotor core has a semi-cylindrical cross section per pole. One permanent magnet is used, and a part is cut off at a position of 22.5 degrees (mechanical angle) from the d-axis in the semicylindrical cross section of the permanent magnet,
The bottom of the semicircular section of the permanent magnet whose part is cut out is directed toward the center hole, and the curved portion of the semicircular section is arranged along the outer periphery of the rotor core. Since the permanent magnets are buried at equal intervals in the direction and the adjacent permanent magnets are made of different poles, cost reduction can be expected by using one permanent magnet per pole, While the magnet torque can be maintained without reducing the usage amount (magnet amount) of the permanent magnet, the path of the magnetic flux from the stator core (magnetic path) is secured, and the phase of the maximum value peak of the reluctance torque is 45 degrees (electricity). The maximum value of the combined torque can be raised in accordance with the peak value of the magnet torque by shifting the angle) to realize high torque and high efficiency of the motor. There is an effect that it is Rukoto.

【0034】請求項5記載の発明によると、請求項3ま
たは4における断面蒲鉾形状の永久磁石の一部を切り取
る形状は扇形状であり、この一部切り取った部分を電磁
鋼板で構成してなるので、請求項3または4の効果に加
え、ステータコアからの磁束が一部切取部に沿うことに
より、リラクタンストルクの発生に寄与し、合成トルク
の最大値をより引き上げることができるという効果があ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the permanent magnet having a semi-cylindrical cross section according to the third or fourth aspect has a fan shape, and the partially cut portion is made of an electromagnetic steel plate. Therefore, in addition to the effects of the third and fourth aspects, the magnetic flux from the stator core partially follows the cutout portion, thereby contributing to the generation of reluctance torque and increasing the maximum value of the combined torque.

【0035】請求項6記載の発明によると、請求項1,
2,3,4または5における永久磁石はフェライト磁石
であるので、請求項1,2,3,4または5の効果に加
え、希土類磁石等の高価な材料を使用しなくとも、必要
なマグネットトルクおよびリラクタンストルクを得るこ
とが可能であり、つまり、低コストで高効率のモータを
実現することができるという効果がある。
According to the invention of claim 6, according to claim 1,
Since the permanent magnet in 2, 3, 4 or 5 is a ferrite magnet, in addition to the effects of claims 1, 2, 3, 4 or 5, the required magnet torque can be achieved without using expensive materials such as rare earth magnets. And a reluctance torque can be obtained, that is, there is an effect that a low-cost and high-efficiency motor can be realized.

【0036】請求項7記載の発明によると、請求項1,
2,3,4,5または6におけるロータコアを組み込ん
でDCブラシレスモータとしてなるので、請求項1,
2,3,4,5または6の効果に加え、例えば空気調和
機のコンプレッサ等のモータに適用すれば、空気調和機
の性能アップ、信頼性の向上が図られ、さらには低コス
ト化が図れるという効果がある。
According to the invention described in claim 7, according to claim 1,
A DC brushless motor is obtained by incorporating the rotor core of 2, 3, 4, 5 or 6,
In addition to the effects of 2, 3, 4, 5 or 6, when applied to a motor such as a compressor of an air conditioner, the performance and reliability of the air conditioner can be improved, and the cost can be reduced. This has the effect.

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

【図1】この発明の実施の形態を説明するための永久磁
石電動機の概略的平面図。
FIG. 1 is a schematic plan view of a permanent magnet electric motor for describing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す永久磁石電動機を構成するロータコ
アの概略的断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a rotor core constituting the permanent magnet motor shown in FIG.

【図3】図1に示すロータコアの概略的平面図。FIG. 3 is a schematic plan view of the rotor core shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す永久磁石電動機によるトルク発生を
説明するための概略的グラフ図。
FIG. 4 is a schematic graph for explaining torque generation by the permanent magnet motor shown in FIG. 1;

【図5】従来の永久磁石電動機を説明するための概略的
平面図。
FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a conventional permanent magnet motor.

【図6】図5に示す永久磁石電動機によるトルク発生を
説明するための概略的グラフ図。
FIG. 6 is a schematic graph for explaining torque generation by the permanent magnet electric motor shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータコア 4 中心孔(シャフト用軸孔) 10 ロータコア(磁石埋込型界磁鉄心) 11 永久磁石(フェライト磁石) a 一部切取部 Reference Signs List 1 Stator core 4 Center hole (shaft hole for shaft) 10 Rotor core (magnet embedded field iron core) 11 Permanent magnet (ferrite magnet)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 好史 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 Fターム(参考) 5H622 AA03 CA02 CA07 CA10 CA13 CB04 CB05 DD01 PP03 PP10 PP16 PP18 PP19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshifumi Fukuda 1116, Suenaga, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fujitsu General Limited (Reference) 5H622 AA03 CA02 CA07 CA10 CA13 CB04 CB05 DD01 PP03 PP10 PP16 PP18 PP19

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコは、1極当り所定断面形状の永久磁石
を1つ用い、かつ当該マグネットトルクの最大値ピーク
と当該リラクタンストルクの最大値ピークを合わせるよ
うに前記永久磁石の所定断面形状の一部を切り取ってな
り、該一部を切り取った永久磁石を前記ロータコアの円
周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接してい
る永久磁石を異極としてなることを特徴とする永久磁石
電動機。
In a permanent magnet electric motor having a magnet core embedded in a stator core (rotor core), the rotor co uses one permanent magnet having a predetermined cross-sectional shape per pole and the magnet torque. A part of the predetermined cross-sectional shape of the permanent magnet is cut out so that the maximum value peak of the permanent magnet matches the maximum value peak of the reluctance torque, and the permanent magnet having the part cut out is cut into the number of poles in the circumferential direction of the rotor core. A permanent magnet motor, wherein the permanent magnets are buried at equal intervals and the adjacent permanent magnets have different polarities.
【請求項2】 前記所定形状の永久磁石の一部を切り取
る形状は扇形状であり、該一部切り取った部分を電磁鋼
板で構成してなる請求項1記載の永久磁石電動機。
2. The permanent magnet electric motor according to claim 1, wherein a shape of a part of the permanent magnet of a predetermined shape is a fan shape, and the part of the permanent magnet is made of an electromagnetic steel plate.
【請求項3】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアは、1極当り断面蒲鉾形状の永久磁
石を1つ用い、かつ当該マグネットトルクの最大値ピー
クと当該リラクタンストルクの最大値ピークを合わせる
ように前記永久磁石の断面蒲鉾形状の一部を切り取って
なり、該一部を切り取った永久磁石の断面蒲鉾形状の底
辺を当該中心孔に向けるとともに、該断面蒲鉾形状の曲
線部分を前記ロータコアの外周に沿わせ、該永久磁石を
前記ロータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋
設し、該隣接している永久磁石を異極としてなることを
特徴とする永久磁石電動機。
3. A permanent magnet motor in which a magnet-embedded field core (rotor core) is arranged in a stator core, wherein the rotor core uses one permanent magnet having a semi-cylindrical cross section for each pole and the magnet torque. A part of the cross section of the permanent magnet is cut out so as to match the maximum peak of the maximum value and the maximum value peak of the reluctance torque, and the bottom of the cross section of the permanent magnet whose part is cut off is formed in the center hole. At the same time, the curved portion of the semicircular section is made to follow the outer periphery of the rotor core, the permanent magnets are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles, and the adjacent permanent magnets are different. A permanent magnet electric motor characterized by becoming a pole.
【請求項4】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
(ロータコア)を配置してなる三相四極の永久磁石電動
機において、前記ロータコアは、1極当り断面蒲鉾形状
の永久磁石を1つ用い、かつ前記永久磁石の断面蒲鉾形
状のうちd軸から22.5度(機械角)の位置を中心と
して一部を切り取ってなり、該一部を切り取った永久磁
石の断面蒲鉾形状の底辺を当該中心孔に向けるととも
に、該断面蒲鉾形状の曲線部分を前記ロータコアの外周
に沿わせ、該断面台形の永久磁石を前記ロータコアの円
周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接してい
る永久磁石を異極としてなることを特徴とする永久磁石
電動機。
4. A three-phase four-pole permanent magnet motor in which a magnet-embedded field iron core (rotor core) is disposed in a stator core, wherein the rotor core uses one permanent magnet having a semi-cylindrical cross section for each pole. In addition, a part of the permanent magnet section is cut out at a position of 22.5 degrees (mechanical angle) from the d axis in the cross section of the permanent magnet, and the bottom of the cut section of the permanent magnet is cut to the center. Along with facing the hole, the curved portion of the cross section of the semicircular shape is along the outer periphery of the rotor core, and the permanent magnets of the trapezoidal cross section are buried at equal intervals in the circumferential direction of the rotor core by the number of poles, and the adjacent magnets A permanent magnet motor characterized in that the permanent magnets have different polarities.
【請求項5】 前記断面蒲鉾形状の永久磁石の一部を切
り取る形状は扇形状であり、該一部切り取った部分を電
磁鋼板で構成してなる請求項3または4記載の永久磁石
電動機。
5. The permanent magnet electric motor according to claim 3, wherein a shape of a part of the permanent magnet having a semicylindrical cross-section is a fan shape, and the part of the permanent magnet is made of an electromagnetic steel plate.
【請求項6】 前記永久磁石は、フェライト磁石である
請求項1,2,3,4または5記載の永久磁石電動機。
6. The permanent magnet motor according to claim 1, wherein the permanent magnet is a ferrite magnet.
【請求項7】 前記ロータコアを組み込んでDCブラシ
レスモータとしてなる請求項1,2,3,4,5または
6記載の永久磁石電動機。
7. The permanent magnet motor according to claim 1, wherein said rotor core is incorporated to form a DC brushless motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853106B2 (en) 2000-06-02 2005-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Brushless motor
US7482724B2 (en) 2004-02-05 2009-01-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Ipm electric rotating machine
US7635039B2 (en) 2004-01-13 2009-12-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Series hybrid electric vehicle
CN105207382A (en) * 2015-11-10 2015-12-30 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Motor rotor and motor with same

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