JP2001069735A - Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine - Google Patents

Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine

Info

Publication number
JP2001069735A
JP2001069735A JP24617199A JP24617199A JP2001069735A JP 2001069735 A JP2001069735 A JP 2001069735A JP 24617199 A JP24617199 A JP 24617199A JP 24617199 A JP24617199 A JP 24617199A JP 2001069735 A JP2001069735 A JP 2001069735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
magnetic flux
electric machine
rotating electric
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24617199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Sakai
和人 堺
Masanori Shin
政憲 新
Mikio Takahata
幹生 高畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24617199A priority Critical patent/JP2001069735A/en
Publication of JP2001069735A publication Critical patent/JP2001069735A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize variable velocity operation in wider range of a small size, high output and high power factor machine under the condition that an induced voltage by a permanent magnet is small. SOLUTION: An electric machine is structured by providing a stator 1 formed by providing an armature coil 2 to an iron core 4 and a rotor 3 formed by providing a permanent 5 to the iron core 4. Total torque generated between the stator 1 and rotor 3 is formed by combining a reluctance torque and a toque generated through the operation of a current of the armature coil 2 and the flux linkage of the permanent magnet 5. Thereby, the armature coil 2 is wound around the stator iron core with the coil pitch defined as 40% to 90% of the pole pitch.

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、永久磁石による誘
起電圧が低く、かつ小型、高出力、高力率で広範囲の可
変速運転が可能な永久磁石を複合した永久磁石式リラク
タンス型回転電機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet type reluctance type electric rotating machine which combines a permanent magnet which is small in size, has a high output, has a high power factor and can be operated at a variable speed over a wide range, and has a low induced voltage. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は、この種の従来のリラクタンス
型回転電機の構成例を示す径方向断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a radial sectional view showing an example of the configuration of a conventional reluctance type rotating electric machine of this kind.

【0003】図13において、リラクタンス型回転電機
は、鉄心に電機子巻線2を設けた固定子1と、回転子鉄
心4を有する回転子3とをから構成されている。
In FIG. 13, a reluctance type rotating electric machine includes a stator 1 having an armature winding 2 provided on an iron core and a rotor 3 having a rotor core 4.

【0004】このリラクタンス型回転電機は、回転子3
に界磁を形成する巻線が不要であり、図13に示すよう
に、回転子3は凹凸のある回転子鉄心4のみで構成する
ことができる。このため、従来のリラクタンス型回転電
機は、簡素であり、かつ安価である。
[0004] The reluctance type rotating electric machine includes a rotor 3
A winding for forming a field is not required, and the rotor 3 can be constituted only by a rotor core 4 having irregularities as shown in FIG. Therefore, the conventional reluctance type rotating electric machine is simple and inexpensive.

【0005】次に、かかるリラクタンス型回転電機の出
力の発生原理について説明する。
Next, the principle of generating the output of the reluctance type rotating electric machine will be described.

【0006】リラクタンス型回転電機は、回転子3に凹
凸があることにより、凸部で磁気抵抗が小となり、凹部
では磁気抵抗が大となる。
[0006] In the reluctance type rotating electric machine, since the rotor 3 has irregularities, the magnetic resistance is small at the convex portions and large at the concave portions.

【0007】すなわち、凸部と凹部上の空隙部分で、電
機子巻線2に電流を流すことによって蓄えられる磁気エ
ネルギーが異なる。そして、この磁気エネルギーの変化
によって、出力が発生する。
That is, the magnetic energy stored by passing a current through the armature winding 2 is different between the gaps on the convex and concave portions. Then, an output is generated by the change of the magnetic energy.

【0008】また、凸部と凹部は、幾何的でのみでな
く、磁気的に凹凸を形成できる(磁気抵抗、磁束密度分
布が回転子3の位置により異なる)形状であればよい。
The projections and depressions need only have a shape that allows not only geometrical formation but also magnetic asperity (magnetic resistance and magnetic flux density distribution differ depending on the position of the rotor 3).

【0009】一方、他の高性能な回転電機として、永久
磁石回転電機がある。この永久磁石回転では、電機電機
子は、誘導機やリラクタンス型回転電機と同様に構成さ
れるが、回転子は回転子鉄心と回転子のほぼ全周にわた
って、永久磁石が配置されている。
On the other hand, there is a permanent magnet rotating electric machine as another high-performance rotating electric machine. In this rotation of the permanent magnet, the armature armature is configured in the same manner as an induction machine or a reluctance-type rotating electric machine, but the rotor has a permanent magnet disposed almost all around the rotor core and the rotor.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】次に、前述した従来の
回転電機における技術課題について説明する。
Next, technical problems in the above-described conventional rotating electric machine will be described.

【0011】リラクタンス型回転電機は、回転子鉄心4
の表面の凹凸により、回転位置によって磁気抵抗が異な
り、磁束密度も変化することになる。そして、この変化
によって、磁気エネルギーが変化して出力が得られる。
[0011] The reluctance type rotating electric machine includes a rotor core 4
Due to the unevenness of the surface, the magnetic resistance changes depending on the rotational position, and the magnetic flux density also changes. Then, due to this change, the magnetic energy changes and an output is obtained.

【0012】しかし、電流が増加するにつれて、磁極と
なる回転子鉄心4の凸部において、局部的な磁気飽和が
拡大する。これにより、磁極の磁気抵抗は高くなり、磁
極間となる凹の部分に漏れる磁束が増加する。その結
果、有効な磁束は減少して出力が低下し、同時に漏れ磁
束によって力率が著しく低下する。
However, as the current increases, the local magnetic saturation increases at the protrusions of the rotor core 4 that become the magnetic poles. As a result, the magnetic resistance of the magnetic pole increases, and the magnetic flux leaking to the concave portion between the magnetic poles increases. As a result, the effective magnetic flux decreases and the output decreases, and at the same time, the power factor decreases significantly due to the leakage magnetic flux.

【0013】かかる作用を磁気エネルギーから考える
と、次のようにも説明することができる。
Considering this effect from magnetic energy, it can be explained as follows.

【0014】すなわち、磁極の凸の鉄心部が磁気飽和し
て、凹部への漏れ磁束が生じる。その結果、空隙磁束密
度の変化が緩やかになって、磁気エネルギー変化が小と
なる。このため、電流に対して出力の増加率が低下し、
やがて出力は飽和する。同時に、漏れ磁束によって力率
が低下する。
That is, the convex core portion of the magnetic pole is magnetically saturated, and leakage magnetic flux to the concave portion is generated. As a result, the change in the air gap magnetic flux density becomes gentle, and the change in magnetic energy becomes small. For this reason, the rate of increase of the output with respect to the current decreases,
Eventually the output will saturate. At the same time, the power factor is reduced by the leakage magnetic flux.

【0015】一方、他方式の高出力の回転電機として、
高磁気エネルギー積の希土類永久磁石を適用した永久磁
石電動機がある。しかし、回転子鉄心の表面に永久磁石
を配置していることから、界磁に高エネルギーの永久磁
石を適用することによって、高磁界を電動機のエアギャ
ップに形成できるので、小型化、高出力化が可能とな
る。
On the other hand, as another type of high-power rotating electric machine,
There is a permanent magnet motor using a rare earth permanent magnet having a high magnetic energy product. However, since permanent magnets are arranged on the surface of the rotor core, a high magnetic field can be formed in the air gap of the motor by applying a high-energy permanent magnet to the field. Becomes possible.

【0016】しかしながら、永久磁石の磁束は一定であ
るので、高速回転時に電機子巻線に誘導される誘起電圧
は比例して大きくなる。従って、高速時の高い誘起電圧
で端子電圧が著しく上昇して電源電圧に達すると、これ
以上の回転速度を高くすることが不可能となる。
However, since the magnetic flux of the permanent magnet is constant, the induced voltage induced in the armature winding during high-speed rotation increases proportionally. Therefore, when the terminal voltage rises remarkably with the high induced voltage at the time of high speed and reaches the power supply voltage, it becomes impossible to further increase the rotation speed.

【0017】すなわち、最高速度が永久磁石の誘起電圧
による電圧制限で抑えられるため、広範囲の可変速運転
を行なうことが不可能となっている。
That is, since the maximum speed is suppressed by the voltage limitation by the induced voltage of the permanent magnet, it is impossible to perform a wide range of variable speed operation.

【0018】例えば、電源電圧を一定の条件で、永久磁
石電動機は基底速度の2倍以上の定出力運転は困難であ
る。
For example, it is difficult for a permanent magnet motor to operate at a constant output of twice or more the base speed under a constant power supply voltage.

【0019】以上は、通常の永久磁石電動機の課題であ
るが、電流べクトル制御によって永久磁石電動機の可変
速運転範囲を改善する新たな方法が提案されてきてい
る。ただし、可変速運転範囲は、基底速度の2〜3倍程
度までが限界となっている。
The above is a problem of the ordinary permanent magnet motor, but a new method for improving the variable speed operation range of the permanent magnet motor by current vector control has been proposed. However, the variable speed operation range is limited to about 2 to 3 times the base speed.

【0020】この方法では、基底速度以上の中・高速度
領域において、磁石の磁化方向と逆方向の減磁界を形成
するような電流を流す。そして、この電流による減磁界
が、永久磁石に作用して永久磁石の磁束量が減少し、電
動機の電圧の上昇を抑制することになる。
In this method, a current is applied to form a demagnetizing field in the direction opposite to the magnetization direction of the magnet in the middle and high speed regions higher than the base speed. Then, the demagnetizing field due to the current acts on the permanent magnet to reduce the amount of magnetic flux of the permanent magnet, thereby suppressing an increase in the voltage of the electric motor.

【0021】しかしながら、この減磁界を形成するため
の余分な電流を流すことから、銅損が大幅に増加して効
率が低下するという問題点がある。同時に、永久磁石が
大きな減磁界により不可逆減磁することもある。
However, there is a problem that the excess current for forming the demagnetizing field flows, so that the copper loss is greatly increased and the efficiency is reduced. At the same time, the permanent magnet may be irreversibly demagnetized by a large demagnetizing field.

【0022】基底速度以下の低速度領域においては、永
久磁石は常に一定で多量の磁束が存在するので、永久磁
石による大きな鉄損が常に生じて軽負荷時の効率を低下
する要因となる。
In the low speed region below the base speed, the permanent magnet always has a constant and a large amount of magnetic flux, so that a large iron loss always occurs due to the permanent magnet, which causes a reduction in efficiency at light load.

【0023】さらに、システム上にも、次のような大き
な問題点がある。
Further, the system has the following major problems.

【0024】前述の減磁界で永久磁石の磁束を強制的に
抑え込む制御を適用したシステムにおいて、制御が不能
になった瞬間に、永久磁石の過大な誘起電圧は、電動機
本体のみでなく、電動機に電気的に接続された周辺の回
路にもかかる。
In the system to which the control for forcibly suppressing the magnetic flux of the permanent magnet by the above-mentioned demagnetizing field is applied, at the moment when the control becomes impossible, an excessive induced voltage of the permanent magnet is generated not only in the motor body but also in the motor. It also affects peripheral circuits that are electrically connected.

【0025】すなわち、制御が不能、誤動作すると、イ
ンバータを構成するパワー素子、コンデンサ、インバー
タに接続された電源等が破壊、損傷することになる。
That is, if the control becomes impossible or malfunctions, the power elements and capacitors constituting the inverter, the power supply connected to the inverter, and the like are destroyed or damaged.

【0026】本発明の目的は、永久磁石による誘起電圧
が低く、かつ小型、高出力、高力率で広範囲の可変速運
転を行なうことが可能な永久磁石を複合した永久磁石式
リラクタンス型回転電機を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine in which permanent magnets are combined with permanent magnets which are low in voltage induced by permanent magnets and capable of performing a wide range of variable speed operation with a small size, high output and high power factor. Is to provide.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明の永久磁石式リラクタンス型回転
電機は、鉄心に電機子巻線を設けた固定子と、鉄心に永
久磁石を設けた回転子とを備えて構成され、固定子と回
転子との間で生じる全トルクは、リラクタンストルク
と、電機子巻線の電流と永久磁石の鎖交磁束との作用で
発生するトルクとを合成して作られるように構成し、電
機子巻線は、巻線ピッチを極ピッチの40%〜80%と
して固定子鉄心に巻き付けるようにしている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet type reluctance type rotary electric machine comprising: a stator having an armature winding on an iron core; The total torque generated between the stator and the rotor is the reluctance torque, the torque generated by the action of the armature winding current and the linkage flux of the permanent magnet. And the armature winding is wound around the stator core with the winding pitch being 40% to 80% of the pole pitch.

【0028】従って、請求項1の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、固定子と回転子間で生
じる全トルクが、リラクタンストルクと、電機子巻線の
電流と永久磁石の鎖交磁束との作用で発生するトルクと
を合成して作られるようにし、電機子巻線の巻線ピッチ
を極ピッチの40%〜80%とすることにより、以下の
ような作用を奏することができる。すなわち、d軸とな
る磁束の通り易い部分(d軸方向の部分)と、q軸とな
る磁束の通り難い部分(q軸方向の部分)とが、回転子
に交互に形成されている。つまり、d軸方向は磁束量が
多く、空隙磁束密度も高い値となり、q軸方向は磁束量
が少なく、空隙磁束密度も低い値となる。このように、
空隙中において周方向で磁束密度の高低(凹凸)が形成
される。これにより、回転子の位置によって磁気エネル
ギーが変化し、トルクが得られる。この主磁束を形成す
るのは、電機子巻線の電流であり、誘導電動機、同期電
動機では、十分なトルクを発生させるために、回転子の
空隙面上で一様な高い磁束密度を形成する。従って、高
トルクを得るために、主磁束を形成する電機子巻線は、
磁極ピッチと同等の100%の巻線ピッチで巻かれる。
一方、請求項1の発明の永久磁石式リラクタンス型回転
電機は、空隙中の周方向磁束密度の高低(凹凸)によっ
てトルクを発生する。トルクの発生原理が異なるため、
特性向上を図るためには、巻線構成も異なることが考え
られる。この磁束密度の高低を大きくするために、回転
子側では、磁気抵抗が変化するように、透磁率の高い磁
性部(鉄心部)と透磁率の低い非磁性部(永久磁石部)
とを設け、また固定子側では、極ピッチの40〜80%
の巻線ピッチで、電機子巻線を鉄心に配置させる。電機
子巻線の巻線ピッチが極ピッチの40〜80%では、極
ピッチの半分程度になるため、空間的に制限された部分
のみに磁束を分布することができる。これにより、電機
子巻線の巻線電流による磁束は、d軸方向の磁極部に分
布させて、無効なq軸方向の磁束量を低減することがで
きる。さらに、q軸の磁束が重畳することによる鉄心の
磁気飽和も緩和される。この結果、本永久磁石式リラク
タンス型回転電機の力率と出力を向上することができ
る。一方、回転子内に配置された永久磁石は、q軸方向
から侵入する電機子電流のq軸方向成分の磁束を打ち消
すように作用する。また、永久磁石の比透磁率は、磁気
障壁と同等で約1であり、磁気抵抗が高く、電機子電流
のq軸方向成分の磁束は小となる。すなわち、永久磁石
の磁束と逆方向の電機子電流のq軸方向成分の磁束とが
打ち消し合うため、q軸方向の合成磁束は小となるか、
電流が小の場合では、合成磁束は電流rの磁束と逆方向
になる。これにより、q軸方向の鎖交磁束は小となるた
め、磁気的な凹凸の変化が大きくなり、出力が増加す
る。同時に、q軸方向成分の鎖交磁束の減少で端子電圧
は低くなり、永久磁石の磁束で力率も向上する。以上に
より、電機子巻線の電流による磁束の集中的な分布と、
永久磁石の磁束による電機子電流の磁束の通り難い部分
(q軸)磁束の相殺、磁気障壁によるq軸方向の高磁気
抵抗が総合的に作用して、磁束の通り易い部分(d軸)
方向磁束が大となり、q軸方向の合成磁束が小となる。
この結果、永久磁石によって空隙磁束密度の凹凸の変化
が大となるため、磁気エネルギー変化が大となり、高ト
ルク、および高力率を得ることができる。
Therefore, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the first aspect of the present invention, the total torque generated between the stator and the rotor is reluctance torque, current of the armature winding and linkage flux of the permanent magnet. The following operations can be achieved by combining the torque generated by the above operation and the torque generated by the operation and setting the winding pitch of the armature winding to 40% to 80% of the pole pitch. In other words, the d-axis magnetic flux easy passage (d-axis direction part) and the q-axis magnetic flux hardly passable (q-axis direction part) are alternately formed on the rotor. That is, the amount of magnetic flux is large in the d-axis direction and the air gap magnetic flux density is high, and the amount of magnetic flux is small in the q-axis direction and the air gap magnetic flux density is low. in this way,
In the air gap, a magnetic flux density is formed in the circumferential direction. Thereby, magnetic energy changes depending on the position of the rotor, and torque is obtained. It is the current of the armature winding that forms this main magnetic flux. In induction motors and synchronous motors, a uniform high magnetic flux density is formed on the air gap surface of the rotor to generate sufficient torque. . Therefore, in order to obtain high torque, the armature winding that forms the main magnetic flux is
It is wound at a winding pitch of 100% which is equivalent to the magnetic pole pitch.
On the other hand, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the first aspect of the present invention generates torque according to the level (irregularity) of the circumferential magnetic flux density in the air gap. Because the torque generation principle is different,
In order to improve the characteristics, the winding configuration may be different. In order to increase the level of the magnetic flux density, on the rotor side, a magnetic part having a high magnetic permeability (iron core part) and a non-magnetic part having a low magnetic permeability (permanent magnet part) so that the magnetic resistance changes.
And on the stator side, 40 to 80% of the pole pitch
The armature winding is arranged on the iron core at the winding pitch of. When the winding pitch of the armature winding is 40 to 80% of the pole pitch, the magnetic flux is about half of the pole pitch, so that the magnetic flux can be distributed only in a spatially limited portion. As a result, the magnetic flux due to the winding current of the armature winding is distributed to the magnetic poles in the d-axis direction, and the amount of invalid magnetic flux in the q-axis direction can be reduced. Further, the magnetic saturation of the iron core due to the superposition of the q-axis magnetic flux is also reduced. As a result, the power factor and the output of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine can be improved. On the other hand, the permanent magnet disposed in the rotor acts so as to cancel the magnetic flux of the q-axis direction component of the armature current entering from the q-axis direction. Further, the relative permeability of the permanent magnet is about 1, equivalent to the magnetic barrier, the magnetic resistance is high, and the magnetic flux of the q-axis component of the armature current is small. That is, since the magnetic flux of the permanent magnet and the magnetic flux of the q-axis direction component of the armature current in the opposite direction cancel each other, the combined magnetic flux in the q-axis direction becomes small,
When the current is small, the resultant magnetic flux is in the opposite direction to the magnetic flux of the current r. As a result, the flux linkage in the q-axis direction becomes small, so that the change in magnetic unevenness becomes large, and the output increases. At the same time, the terminal voltage decreases due to a decrease in the interlinkage magnetic flux in the q-axis direction component, and the power factor is improved by the magnetic flux of the permanent magnet. From the above, the intensive distribution of magnetic flux due to the current in the armature winding,
The part where the flux of the armature current is hard to pass due to the magnetic flux of the permanent magnet (q-axis).
The direction magnetic flux becomes large, and the combined magnetic flux in the q-axis direction becomes small.
As a result, the change in the unevenness of the air gap magnetic flux becomes large due to the permanent magnet, so that the magnetic energy change becomes large and a high torque and a high power factor can be obtained.

【0029】また、請求項2の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、鉄心に電機子巻線を設けた固定子
と、鉄心に永久磁石を設けた回転子とを備えて構成さ
れ、固定子と回転子との間で生じる全トルクは、リラク
タンストルクと、電機子巻線の電流と永久磁石の鎖交磁
束との作用で発生するトルクとを合成して作られるよう
に構成し、リラクタンストルクは、電機子巻線の電流と
永久磁石の鎖交磁束とによるトルクよりも大きくなるよ
うにし、電機子巻線は、巻線ピッチを極ピッチの40%
〜80%として固定子鉄心に巻き付けるようにしてい
る。
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to a second aspect of the present invention includes a stator having an armature winding on an iron core and a rotor having a permanent magnet on the iron core. The total torque generated between the rotor and the rotor is constructed by combining reluctance torque and torque generated by the action of the armature winding current and the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet, and The torque is set to be larger than the torque caused by the current of the armature winding and the flux linkage of the permanent magnet, and the armature winding has a winding pitch of 40% of the pole pitch.
It is wrapped around the stator core as ~ 80%.

【0030】従って、請求項2の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1の発明と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も奏
することができる。すなわち、本回転電機のトルクは、
主にリラクタンストルクとなるため、永久磁石の磁束が
全鎖交磁束に占める割合は僅かとなる。電機子巻線の巻
線ピッチを短くすると、最大のリラクタンストルクが得
られる電流位相の近傍では、永久磁石の鎖交磁束と電機
子巻線の電流とで生じるトルクは大幅に低下する。ここ
で、リラクタンストルクを、電機子巻線の電流と永久磁
石の鎖交磁束とによるトルクよりも大とすることによ
り、本回転電機のトルクは、ほとんどリラクタンストル
クからなるため、電機子巻線の巻線ピッチを40〜80
%にした時のトルクの低下は僅かである。そして、この
電機子巻線の巻線ピッチでは、リラクタンストルクとし
て問題となるq軸磁束は低減できるため、力率がより一
層向上し、鉄心の磁気飽和も緩和されて出力特性を向上
することができる。また、永久磁石の鎖交磁束も少なく
なるため、全鎖交磁束で誘導される電圧は、励磁電流で
ほとんど調整できる。この結果、電圧が一定条件で可変
速運転を行なうことが可能となり、広範囲にわたって可
変速で運転することができる。さらに、軽負荷時では、
永久磁石の磁束は少ないため、電流を絞ることによっ
て、余分な磁束がなく、鉄損を低減することができる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the second aspect of the present invention can exhibit the following operation in addition to the same operation as the first embodiment. That is, the torque of the rotating electric machine is
Since the torque is mainly reluctance torque, the ratio of the magnetic flux of the permanent magnet to the total interlinkage magnetic flux is small. When the winding pitch of the armature winding is reduced, the torque generated by the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet and the current of the armature winding is significantly reduced in the vicinity of the current phase at which the maximum reluctance torque is obtained. Here, by making the reluctance torque larger than the torque due to the current of the armature winding and the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet, the torque of the rotating electric machine is almost composed of the reluctance torque. Winding pitch 40-80
%, The decrease in torque is slight. With the armature winding pitch, the q-axis magnetic flux, which is a problem as reluctance torque, can be reduced, so that the power factor can be further improved, the magnetic saturation of the iron core can be reduced, and the output characteristics can be improved. it can. Further, since the flux linkage of the permanent magnet is reduced, the voltage induced by the total flux linkage can be almost adjusted by the exciting current. As a result, the variable speed operation can be performed under a constant voltage condition, and the variable speed operation can be performed over a wide range. Furthermore, at light load,
Since the magnetic flux of the permanent magnet is small, by reducing the current, there is no extra magnetic flux and iron loss can be reduced.

【0031】一方、請求項3の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、上記請求項1または請求項2の発
明の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、回転
子鉄心は、磁束の通り易い部分(d軸方向の部分)と磁
束の通り難い部分(q軸方向の部分)とが回転子に交互
に形成されるように磁気障壁を設けた回転子鉄心とし、
回転子鉄心における、磁気抵抗が小さくてインダクタン
スが大となる磁極部分の周方向の幅を極ピッチの30〜
40%としている。
On the other hand, a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the third aspect of the present invention is the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the first or second aspect of the present invention. A rotor core provided with a magnetic barrier so that (a portion in the d-axis direction) and a portion through which magnetic flux hardly passes (a portion in the q-axis direction) are alternately formed on the rotor;
In the rotor core, the circumferential width of the magnetic pole portion where the magnetic resistance is small and the inductance is large is set to 30 to the pole pitch.
40%.

【0032】従って、請求項3の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1または請
求項2の発明と同様の作用を奏するのに加えて、磁気抵
抗が小さくてインダクタンスが大となる回転子の磁極部
分(d軸を形成する部分)は、その磁極の周方向の幅を
極ピッチの30〜40%とすることにより、磁気抵抗変
化を大として、q軸磁束量に対するd軸磁束量を大きく
することができ、これにより出力と力率をより一層増加
することができる。
Therefore, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the third aspect of the present invention, in addition to the same operation as the first or second aspect of the present invention, the magnetic resistance is small and the inductance is large. The magnetic pole portion of the rotor (the portion forming the d-axis) has a large magnetic resistance change by setting the circumferential width of the magnetic pole to 30 to 40% of the pole pitch, so that the d-axis relative to the q-axis magnetic flux amount The amount of axial magnetic flux can be increased, which can further increase the output and the power factor.

【0033】また、請求項4の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項3のいず
れか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機に
おいて、永久磁石による空隙磁束密度の平均値を0.3
〜0.5Tとしている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the air gap flux generated by the permanent magnet is provided. Average density of 0.3
0.50.5T.

【0034】従って、請求項4の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項3のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、永久磁石による空隙磁束密度の平均値を0.3〜
0.5Tとすることにより、永久磁石による空隙磁束密
度は、負荷時磁束密度の約1/3〜2/3であり比較的
大きいが、極めて短かい電機子巻線の巻線ピッチによっ
て永久磁石の鎖交磁束を僅かにすることができる。ま
た、同一電流で形成する磁束は減少するため、空隙中に
おいて永久磁石の磁束が電流の磁束を打ち消すことので
きる電流値をより大きくすることができる。すなわち、
高出力のため大電流を流しても、本回転電機の力率等の
特性を良好にすることができる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the fourth aspect of the present invention has the same effect as that of any one of the first to third aspects of the present invention. The average value of the air gap magnetic flux density is 0.3 ~
By setting it to 0.5T, the air gap magnetic flux density by the permanent magnet is about 1/3 to 2/3 of the magnetic flux density under load, which is relatively large. Can be made small. Further, since the magnetic flux formed by the same current decreases, the current value at which the magnetic flux of the permanent magnet can cancel the current magnetic flux in the air gap can be further increased. That is,
Even if a large current flows due to the high output, the characteristics such as the power factor of the rotating electric machine can be improved.

【0035】さらに、請求項5の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項4のい
ずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機
において、電機子巻線の巻線ピッチを極ピッチの40%
〜70%とし、永久磁石の空隙磁束密度の平均値を0.
4〜0.6Tとしている。
Further, the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to fourth aspects of the present invention is the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the first aspect of the present invention. Winding pitch is 40% of pole pitch
To 70%, and the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet is set to 0.
4 to 0.6T.

【0036】従って、請求項5の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項4のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、電機子巻線の巻線ピッチを極ピッチの40%〜7
0%とすることにより、永久磁石の鎖交磁束が減少し、
よって永久磁石の空隙磁束密度の平均値を0.4〜0.
6Tと大きくしても、鎖交磁束量を前記請求項4の発明
における鎖交磁束程度に抑えることができる。また、電
機子電流の磁束は、さらに短い巻線ピッチによって減少
するため、q軸の電流と永久磁石の合成磁束に対するd
軸の磁束を大にすることができる。
Therefore, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 5, in addition to having the same effect as the invention of any one of claims 1 to 4, the armature winding is provided. The winding pitch of the wire is 40% to 7% of the pole pitch.
By setting it to 0%, the linkage flux of the permanent magnet decreases,
Therefore, the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet is set to 0.4 to 0.1.
Even if it is as large as 6T, the amount of interlinkage magnetic flux can be suppressed to about the same as the interlinkage magnetic flux in the fourth aspect of the present invention. In addition, since the magnetic flux of the armature current is reduced by a shorter winding pitch, d for the combined magnetic flux of the q-axis current and the permanent magnet is reduced.
The magnetic flux of the shaft can be increased.

【0037】一方、請求項6の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項5のいず
れか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機に
おいて、電流が流れていない状熊では、回転子に設けら
れた磁性部材によって永久磁石の発生する磁束の30%
以上が回転子内に分布し、最大トルク時には、永久磁石
による鎖交磁束は電流の磁束と永久磁石の磁束とが合成
された鎖交磁束の10%以上あるようにしている。
On the other hand, in the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the present invention, no current flows in the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to fifth aspects of the present invention. In the shape bear, 30% of the magnetic flux generated by the permanent magnet by the magnetic member provided on the rotor
The above is distributed in the rotor, and at the time of the maximum torque, the linkage magnetic flux by the permanent magnet is set to be 10% or more of the linkage magnetic flux obtained by combining the magnetic flux of the current and the magnetic flux of the permanent magnet.

【0038】従って、請求項6の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項5のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、以下のような作用も奏することができる。すなわ
ち、負荷時の電流と永久磁石の合成鎖交磁束は、電流の
磁束べクトルと永久磁石の磁束べク卜ルとの位相差で変
化するため、互いに影響を与えないような位相が90度
の交差状態とした時の合成の鎖交磁束量とし、無励磁時
では、永久磁石の発生する磁束の30%以上が回転子内
に分布するように、永久磁石の磁束を磁気的に短絡する
磁性部がある。この回転子構成により、回転中に発生す
る誘起電圧は、定格電圧の0〜70%にすることができ
る。例えば、永久磁石の誘起電圧を33%とすれば、基
底速度の3倍の高速回転まで回転させても、電源回路に
過電圧を与えることはない。また、誘導電圧は極めて小
であるため、電源を含めて電気的な短絡が発生しても、
永久磁石の誘導電圧で生じる短絡電流が僅かであり、巻
線の焼損や過大なブレーキ力を防ぐことができる。他に
も、永久磁石の磁束で固定子鉄心内に生じる鉄損は小と
なるため、無負荷、軽負荷時の効率を向上することがで
きる。次に、負荷時においては、固定子鉄心と対向する
永久磁石周囲の磁性部材は、磁気的に短絡されており、
負荷電流によって強く磁気飽和する。これにより、永久
磁石の磁束は、前述の短絡する磁性部材を通り難くな
り、固定子の電機子コイルと鎖交する永久磁石の磁束が
増加する。さらに、永久磁石は、磁性材で周囲を覆われ
ているため、永久磁石の磁束の一部が短絡の磁性部を通
って漏れ、永久磁石内部の反磁界を小とすることができ
る。すなわち、永久磁石のB(磁束密度)一H(磁界の
強さ)特性である減磁曲線上の動作点が高くなり(パー
ミアンス係数は大となる)、高温度、電機子反作用に対
する耐減磁特性が向上する。特に、永久磁石の磁束は、
q軸方向の電機子電流の磁束を相殺するように作用する
ため、q軸磁束の電流によって永久磁石に減磁界が作用
するが、短絡の磁性部によって永久磁石の減磁を防ぐこ
とができる。従って、空隙中の磁束が永久磁石の磁束と
逆方向に形成されるまで電流を流しても、永久磁石が減
磁することはない。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 6 has the same effect as the invention of any one of claims 1 to 5, in addition to the following effects. Function can also be achieved. That is, the combined flux of the current and the permanent magnet at the time of load changes due to the phase difference between the magnetic flux vector of the current and the magnetic flux vector of the permanent magnet. The magnetic flux of the permanent magnet is magnetically short-circuited so that at least 30% of the magnetic flux generated by the permanent magnet is distributed in the rotor when the magnet is not excited. There is a magnetic part. With this rotor configuration, the induced voltage generated during rotation can be 0 to 70% of the rated voltage. For example, if the induced voltage of the permanent magnet is set to 33%, no overvoltage is applied to the power supply circuit even when the permanent magnet is rotated up to three times the base speed. Also, since the induced voltage is extremely small, even if an electrical short circuit occurs, including the power supply,
The short-circuit current generated by the induced voltage of the permanent magnet is small, and it is possible to prevent burning of the windings and excessive braking force. In addition, since the iron loss generated in the stator core by the magnetic flux of the permanent magnet is reduced, the efficiency at the time of no load and light load can be improved. Next, at the time of load, the magnetic members around the permanent magnet facing the stator core are magnetically short-circuited,
Strong magnetic saturation due to load current. This makes it difficult for the magnetic flux of the permanent magnet to pass through the short-circuited magnetic member, and increases the magnetic flux of the permanent magnet linked to the armature coil of the stator. Further, since the periphery of the permanent magnet is covered with the magnetic material, a part of the magnetic flux of the permanent magnet leaks through the short-circuited magnetic portion, and the demagnetizing field inside the permanent magnet can be reduced. That is, the operating point on the demagnetization curve, which is the B (magnetic flux density) -H (magnetic field strength) characteristic of the permanent magnet, becomes higher (permeance coefficient becomes larger), and the demagnetization resistance to high temperature and armature reaction occurs. The characteristics are improved. In particular, the magnetic flux of the permanent magnet is
Since the magnetic flux acts to cancel the magnetic flux of the armature current in the q-axis direction, a demagnetizing field acts on the permanent magnet by the current of the q-axis magnetic flux. However, the demagnetization of the permanent magnet can be prevented by the short-circuited magnetic portion. Therefore, even if a current flows until the magnetic flux in the gap is formed in the opposite direction to the magnetic flux of the permanent magnet, the permanent magnet will not be demagnetized.

【0039】また、請求項7の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項6のいず
れか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機に
おいて、永久磁石の磁束の磁路となるように回転子の磁
気障壁と接する鉄心部を鉄のブリッジで結合し、電流が
流れていない状態で、永久磁石の発生する磁束の30%
以上がブリッジを磁路として回転子内に分布するように
している。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to sixth aspects of the present invention. The iron core in contact with the magnetic barrier of the rotor is joined by an iron bridge so as to form a magnetic path, and 30% of the magnetic flux generated by the permanent magnet when no current flows.
As described above, the bridge is distributed as a magnetic path in the rotor.

【0040】従って、請求項7の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項6のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、以下のような機械的な作用も奏する。すなわち、
回転子の磁気障壁間の磁性材は、外周の鉄のブリッジで
磁性部が結合され、30%以上の磁束の漏れが生じる程
度にブリッジの厚みが十分あるため、回転子は強度的に
強くなる。これにより、大容量、高速回転の回転子を実
現することができる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 7 has the same effect as the invention of any one of claims 1 to 6, in addition to the following effects. Also exerts a mechanical effect. That is,
The magnetic material between the magnetic barriers of the rotor has a magnetic portion joined by an iron bridge on the outer periphery, and the thickness of the bridge is large enough to cause leakage of magnetic flux of 30% or more. . Thus, a large-capacity, high-speed rotor can be realized.

【0041】さらに、請求項8の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項7のい
ずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機
において、電機子巻線を重ね巻としている。
Further, the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the invention of claim 8 is the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the armature winding is provided. It is a lap winding.

【0042】従って、請求項8の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項7のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、電機子巻線を重ね巻で構成することにより、スロ
ットによる磁束の脈動と高調波磁束を低減すると共に、
前述したような巻線ピッチと回転子構成により、q軸磁
束を低減して、より一層高出力、高力率を得ることがで
きる。
Therefore, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the eighth aspect of the present invention, in addition to having the same operation as that of the first aspect of the present invention, the armature winding is provided. By configuring the wire with lap winding, while reducing the pulsation of the magnetic flux due to the slot and the harmonic magnetic flux,
By the winding pitch and the rotor configuration as described above, the q-axis magnetic flux can be reduced, and higher output and higher power factor can be obtained.

【0043】また、請求項9の発明の永久磁石式リラク
タンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項7のいず
れか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機に
おいて、電機子巻線を集中巻とし、回転子鉄心の形状を
突極形状としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, Concentrated winding is used, and the shape of the rotor core is a salient pole shape.

【0044】従って、請求項9の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請求
項7のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに加
えて、回転子鉄心の形状を突極形状とすることにより、
突極部に磁束が集中する。分布巻の電機子鉄心では、磁
極上に常にスロットと歯が位置するため、電機子の鉄心
歯に磁束が集中して磁気飽和が生じ易くなり、これによ
りトルクが低下する。また、磁気抵抗が最小となる回転
位置で、回転子の磁極と対面する固定子鉄心にはスロッ
トがなく、ほぼ固定子歯と対向させるような集中巻鉄心
で構成することにより、スロットが突極の磁極上には位
置しないため、磁束が通る電機子鉄心歯の幅が等価的に
広くなり、磁気飽和が著しく緩和されて、より一層高ト
ルクと高力率を得ることができる。さらに、電機子巻線
の巻線ピッチは40〜80%であるが、本回転電機で
は、リラクタンストルクが大であるため、前述した請求
項1の発明と同様に、q軸の磁束が低減されて、より一
層高出力で高力率を得ることができる。
Accordingly, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the ninth aspect of the present invention, in addition to having the same operation as that of the first aspect of the present invention, a rotor core is provided. By making the shape of the salient pole shape,
Magnetic flux concentrates on the salient poles. In the distributed winding armature core, since the slots and the teeth are always located on the magnetic poles, the magnetic flux concentrates on the iron core teeth of the armature, so that magnetic saturation easily occurs, thereby reducing the torque. Also, at the rotational position where the magnetic resistance is minimized, the stator core facing the magnetic pole of the rotor has no slot, and is constituted by a concentrated winding core that almost faces the stator teeth, so that the slot has salient poles. , The width of the armature iron core teeth through which the magnetic flux passes becomes equivalently wide, magnetic saturation is remarkably reduced, and higher torque and higher power factor can be obtained. Furthermore, although the winding pitch of the armature winding is 40 to 80%, in the present rotating electric machine, the reluctance torque is large, so that the q-axis magnetic flux is reduced as in the first aspect of the present invention. Thus, a higher power factor can be obtained with higher output.

【0045】さらに、請求項10の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項9の
いずれか1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電
機において、固定子から見て回転子の磁束の通り難い部
分(q軸)で、固定子鉄心と対向する側の回転子鉄心に
空洞を形成している。
Further, a permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to claim 10 is the same as the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of claims 1 to 9 as viewed from the stator. A cavity is formed in the rotor core on the side facing the stator core at the portion (q axis) where the magnetic flux of the rotor is difficult to pass.

【0046】従って、請求項10の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項9のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するのに
加えて、固定子から見て回転子の磁束の通り難い部分
(q軸)で、固定子鉄心と対向する側の回転子鉄心に空
洞を形成することにより、永久磁石の磁気抵抗に空洞の
磁気抵抗が加わるため、回転子のq軸方向の磁気抵抗が
著しく大となる。これにより、磁気抵抗変化が大きくな
り、本回転電機のトルクでは、リラクタンストルクが主
となる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the tenth aspect of the present invention has the same effect as that of any one of the first to ninth aspects of the invention, and additionally has By forming a cavity in the rotor core opposite to the stator core at the portion where the magnetic flux of the rotor is hard to pass (q-axis), the magnetic resistance of the cavity is added to the magnetic resistance of the permanent magnet. The magnetic resistance in the q-axis direction of the element becomes extremely large. As a result, the change in magnetic resistance increases, and the reluctance torque is mainly used as the torque of the rotating electric machine.

【0047】一方、請求項11の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項10の
いずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電
機において、回転子の永久磁石は、フェライト磁石と希
土類磁石とを組み合わせて構成している。
On the other hand, a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 11 is the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to any one of claims 1 to 10, wherein Is composed of a combination of a ferrite magnet and a rare earth magnet.

【0048】従って、請求項11の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項10のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、以下のような作用も奏することができる。す
なわち、本回転電機はリラクタンストルクを主としてお
り、永久磁石は磁束の調整として作用するため、磁力の
弱い永久磁石でも高出力を得ることができる。これによ
り、磁力が弱いが資源が豊富で製造の容易な酸化鉄で作
られたフェライト磁石を回転電機に適用することができ
る。しかし、フェライト磁石は、低温で減磁するため、
低温で特性が良好な希土類磁石を組み合わせることによ
り、汎用的な材料で製造することができ、かつより一層
高出力、高効率、高力率の回転電機を得ることができ
る。さらに、酸化鉄からなるフェライト磁石は、高電気
抵抗であるため、永久磁石中の渦電流による損失が低減
して、発熱による希土類磁石の高温減磁を抑制すると共
に、回転電機としては高効率を得ることができる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the eleventh aspect of the present invention has the same effect as that of any one of the first to tenth aspects. Function can also be achieved. That is, the rotating electric machine mainly has reluctance torque, and the permanent magnet acts as an adjustment of magnetic flux, so that a high output can be obtained even with a permanent magnet having a weak magnetic force. As a result, a ferrite magnet made of iron oxide, which has a weak magnetic force but has abundant resources and is easy to manufacture, can be applied to a rotating electric machine. However, ferrite magnets demagnetize at low temperatures,
By combining rare-earth magnets having good characteristics at low temperatures, it is possible to manufacture a general-purpose material and to obtain a rotating electric machine with higher output, higher efficiency, and higher power factor. In addition, since ferrite magnets made of iron oxide have high electrical resistance, loss due to eddy currents in permanent magnets is reduced, suppressing high-temperature demagnetization of rare-earth magnets due to heat generation and high efficiency as a rotating electric machine. Obtainable.

【0049】また、請求項12の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項11の
いずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電
機において、回転子の永久磁石は、表面側をフェライト
磁石から成る層とし、内部側を希土類磁石から成る層で
構成している。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the permanent magnet of the rotor is provided. Has a layer made of a ferrite magnet on the surface side and a layer made of a rare earth magnet on the inner side.

【0050】従って、請求項12の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項11のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、以下のような作用も奏することができる。す
なわち、電機子電流の高調波電流によって誘導された時
間高調波磁束と、スロットによって生じる空間高調波磁
束は、渦電流を発生するが、周波数が高いため、渦電流
は表面に分布する。ここで、表面の層は、高電気抵抗の
特性を有するフェライト磁石で形成されていることによ
り、渦電流が低減される。これにより、渦電流による損
失は僅かであり、永久磁石は損失で高温にならず、回転
電機の効率も向上することができる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the twelfth aspect of the present invention has the same effect as that of the first aspect of the present invention, in addition to the following effects. Function can also be achieved. That is, the time harmonic magnetic flux induced by the harmonic current of the armature current and the spatial harmonic magnetic flux generated by the slot generate an eddy current, but since the frequency is high, the eddy current is distributed on the surface. Here, the eddy current is reduced because the surface layer is formed of a ferrite magnet having high electric resistance characteristics. As a result, the loss due to the eddy current is small, the permanent magnet does not become hot due to the loss, and the efficiency of the rotating electric machine can be improved.

【0051】さらに、請求項13の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項11
のいずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転
電機において、回転子の永久磁石は、フェライト磁石か
ら成る層と希土類磁石から成る層とを、回転軸方向に交
互に配置して構成している。
Further, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 13 is the above-described claim 1 to claim 11.
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to any one of the above aspects, the permanent magnet of the rotor is constituted by alternately arranging layers made of ferrite magnets and layers made of rare earth magnets in the rotation axis direction. I have.

【0052】従って、請求項13の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項11のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、以下のような作用も奏することができる。す
なわち、希土類磁石は、低電気抵抗の金属であるため、
電機子電流の高調波電流によって誘導された時間高調波
磁束と、スロットによって生じる空間高調波磁束は、多
量の渦電流を発生する。ここで、希土類磁石とフェライ
ト磁石の層が、回転軸方向に交互に配置されていること
により、高抵抗のフェライト磁石で電気的に電流回路が
断絶されることになる。すなわち、渦電流は、希土類磁
石の層の狭い範囲にしか流れないために僅かとなる。こ
れにより、渦電流による損失は僅かであり、永久磁石は
損失で高温にならず、回転電機の効率も向上することが
できる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the thirteenth aspect of the present invention has the same effects as those of the first to eleventh aspects of the present invention. Function can also be achieved. That is, since the rare earth magnet is a metal with low electric resistance,
The time harmonic magnetic flux induced by the harmonic current of the armature current and the spatial harmonic magnetic flux generated by the slot generate a large amount of eddy current. Here, since the layers of the rare earth magnet and the ferrite magnet are alternately arranged in the rotation axis direction, the current circuit is electrically disconnected by the high-resistance ferrite magnet. That is, the eddy current is small because it flows only in a narrow range of the rare earth magnet layer. As a result, the loss due to the eddy current is small, the permanent magnet does not become hot due to the loss, and the efficiency of the rotating electric machine can be improved.

【0053】一方、請求項14の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項13の
いずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電
機において、定格トルク時に磁束の通り難い方向(q
軸)の電機子電流が作る磁束成分が永久磁石の磁束と打
ち消し合って鎖交磁束が零となるように永久磁石の磁石
量を設定している。
On the other hand, the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the invention of claim 14 is the same as the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of claims 1 to 13 described above, The direction (q
The magnet amount of the permanent magnet is set such that the magnetic flux component generated by the armature current on the axis (x) cancels out the magnetic flux of the permanent magnet and the linkage magnetic flux becomes zero.

【0054】従って、請求項14の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項13のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、以下のような作用も奏することができる。す
なわち、負荷電流を与えた時に、電機子電流のq軸磁束
と永久磁石の磁束とが打ち消し合って、q軸方向の合成
磁束が0となるため、q軸方向成分の磁束で誘導される
電圧は0となる。これにより、端子電圧はd軸方向成分
の磁束で誘起されるため、低電圧と高力率を得ることが
できる。また、永久磁石が厚みのある磁性材で覆われて
いるため、鎖交磁束を零にしても永久磁石の磁束は回転
子内に分布する。すなわち、永久磁石を不可逆減磁する
ことなく鎖交磁束を零にすることができる。さらに、リ
ラクタンストルクは、電機子巻線を流れる励磁電流とト
ルク電流成分との積となるため、出力は励磁電流とトル
ク電流成分と回転速度との積となる。
Therefore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the fourteenth aspect of the present invention has the same effect as that of any one of the first to thirteenth aspects. Function can also be achieved. That is, when a load current is applied, the q-axis magnetic flux of the armature current and the magnetic flux of the permanent magnet cancel each other out, and the combined magnetic flux in the q-axis direction becomes zero. Becomes 0. Thus, the terminal voltage is induced by the magnetic flux of the d-axis direction component, so that a low voltage and a high power factor can be obtained. Further, since the permanent magnet is covered with a thick magnetic material, the magnetic flux of the permanent magnet is distributed in the rotor even if the interlinkage magnetic flux is reduced to zero. That is, the flux linkage can be reduced to zero without irreversibly demagnetizing the permanent magnet. Furthermore, since the reluctance torque is the product of the exciting current flowing through the armature winding and the torque current component, the output is the product of the exciting current, the torque current component, and the rotation speed.

【0055】ここで、q軸方向の磁束を形成する電機子
電流成分(トルク電流)は、前述したq軸方向の合成磁
束が0となるような一定値とし、d軸方向の磁束を形成
する電機子電流成分(励磁電流)を回転速度に応じてほ
ぼ反比例で調整することにより、定出力(トルク×回転
速度が一定)特性を容易に得ることができる。
Here, the armature current component (torque current) that forms the magnetic flux in the q-axis direction has a constant value such that the above-described combined magnetic flux in the q-axis direction becomes 0, and forms the magnetic flux in the d-axis direction. By adjusting the armature current component (excitation current) almost in inverse proportion according to the rotation speed, a constant output (torque × rotation speed is constant) characteristic can be easily obtained.

【0056】また、請求項15の発明の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項14の
いずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電
機において、電機子巻線が電気的に短絡した時に永久磁
石の磁束によって誘導される電機子電流で生じるジュー
ル損による発熱が回転電機本体の熱的許容値以下、また
は電流で生じるブレーキ力が装置の許容値以下となるよ
うに永久磁石の鎖交磁束数を決定している。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the armature winding is The heat generated by Joule loss caused by the armature current induced by the magnetic flux of the permanent magnet when electrically short-circuited must be less than the thermal allowance of the rotating electrical machine body, or the braking force caused by the current should be less than the allowable value of the device. The number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet is determined.

【0057】従って、請求項15の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項14のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、以下のような作用も奏することができる。す
なわち、インバータ、端子で電気的な短絡事故が発生し
た時に、電機子巻線と鎖交する永久磁石の磁束があれ
ば、回転子が回転すると誘導電圧が生じ、この誘導電圧
で電機子巻線に短絡電流が流れて、電機子巻線が焼損し
たり、過大なブレーキ力が生じる。
Therefore, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 15, in addition to having the same operation as the invention of any one of claims 1 to 14, in addition to the following, Function can also be achieved. In other words, when an electric short circuit occurs at the inverter and terminals, if there is a magnetic flux of the permanent magnet interlinking with the armature winding, an induced voltage is generated when the rotor rotates, and the induced voltage is generated by the induced voltage. The short-circuit current flows to the armature, and the armature winding is burned out or an excessive braking force is generated.

【0058】ここで、電機子巻線が電気的に短絡した時
に永久磁石の磁束によって誘導される電機子電流で生じ
るジュール損による発熱が回転電機本体の熱的許容値以
下、または電流で生じるブレーキ力が装置の許容値以下
となるように、永久磁石の鎖交磁束数を決定することに
より、少ない永久磁石の鎖交磁束で高出力が得られるた
め、短絡電流、ブレーキ力を許容値以下となるように誘
導電圧を小さくすることができる。これにより、短絡事
故が発生しても、回転電機、および装置の不具合を防止
することができる。
Here, when the armature winding is electrically short-circuited, the heat generated by Joule loss generated by the armature current induced by the magnetic flux of the permanent magnet is less than the thermal allowable value of the rotating electric machine main body, or the brake is generated by the current. By determining the number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet so that the force is equal to or less than the allowable value of the device, a high output can be obtained with a small number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet. As a result, the induced voltage can be reduced. Thereby, even if a short circuit accident occurs, it is possible to prevent malfunction of the rotating electric machine and the device.

【0059】さらに、請求項16の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機は、上記請求項1乃至請求項15
のいずれか1項の発明の永久磁石式リラクタンス型回転
電機において、回転子鉄心内に、導体を周方向に分布さ
せて設けている。
Furthermore, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the invention of claim 16 is the above-described claim 1 to claim 15.
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to any one of the above aspects, the conductors are provided in the rotor core so as to be distributed in the circumferential direction.

【0060】従って、請求項16の発明の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機においては、前記請求項1乃至請
求項15のいずれか1項の発明と同様の作用を奏するの
に加えて、回転子鉄心内に導体を周方向に分布させて設
けることにより、非同期時に、導体には誘導電流が流れ
るため、自己起動と安定した回転を得ることができる。
また、インバータ駆動時の高調波電流による渦電流を吸
収することができる。
Accordingly, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the sixteenth aspect of the present invention, in addition to the same operation as the above-described one of the first to fifteenth aspects, a rotor core is provided. By providing the conductors distributed in the circumferential direction in the inside, the induction current flows through the conductors at the time of asynchronous operation, so that self-starting and stable rotation can be obtained.
Further, eddy current due to harmonic current at the time of driving the inverter can be absorbed.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0062】(第1の実施の形態:請求項1に対応)図
1は、本実施の形態による永久磁石式リラクタンス型回
転電機の一構成例を示す径方向断面図であり、図13と
同一要素には同一符号を付して示している。
(First Embodiment: Corresponding to Claim 1) FIG. 1 is a radial sectional view showing an example of the configuration of a permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the present embodiment, and is the same as FIG. Elements are denoted by the same reference numerals.

【0063】本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型
回転電機は、図1に示すように、積層された珪素鋼板か
らなる鉄心に電機子巻線2を設けた4極の固定子1と、
積層された珪素鋼板からなる回転子鉄心4に永久磁石5
を設けた回転子3とから構成している。
As shown in FIG. 1, a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment has a four-pole stator 1 having an armature winding 2 provided on an iron core made of laminated silicon steel sheets.
A permanent magnet 5 is attached to a rotor core 4 made of laminated silicon steel sheets.
And the rotor 3 provided with

【0064】ここで、回転子鉄心4は、磁気的に凹凸を
形成していないが、回転子鉄心4に8個のNdFeBの
永久磁石5が、図1に示すように磁化してされて配置さ
れており、永久磁石5を貫く方向では磁気抵抗が大とな
る。
Here, the rotor core 4 does not have magnetic irregularities, but eight NdFeB permanent magnets 5 are magnetized and arranged on the rotor core 4 as shown in FIG. In the direction penetrating the permanent magnet 5, the magnetic resistance increases.

【0065】すなわち、電機子電流にとっては永久磁石
5が磁気障壁となることから、図1に示すように、永久
磁石5の無い部分が磁束の通り易いd軸方向で磁気的な
凸部で磁極となり、永久磁石5のある部分が磁束の通り
難いq軸方向で磁気的な凹部となる。そして、永久磁石
5は、q軸方向成分の電機子電流の磁束を打ち消すよう
に磁化している。
That is, since the permanent magnet 5 acts as a magnetic barrier for the armature current, as shown in FIG. Thus, a certain portion of the permanent magnet 5 becomes a magnetic concave portion in the q-axis direction where it is difficult for the magnetic flux to pass. The permanent magnet 5 is magnetized so as to cancel the magnetic flux of the armature current in the q-axis direction.

【0066】なお、ここでは、突極同期機と同様に、回
転子3において磁束の通り易い方向をd軸方向、磁束の
通り難い方向をq軸方向とする。
Here, similarly to the salient pole synchronous machine, the direction in which the magnetic flux easily passes through the rotor 3 is defined as the d-axis direction, and the direction in which the magnetic flux hardly passes is the q-axis direction.

【0067】一方、固定子1と回転子3との間で生じる
全トルクは、リラクタンストルクと、電機子巻線2の電
流と永久磁石5の鎖交磁束との作用で発生するトルクと
を合成して作られるような構成としている。
On the other hand, the total torque generated between the stator 1 and the rotor 3 is a combination of the reluctance torque and the torque generated by the action of the current of the armature winding 2 and the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet 5. It is configured to be made.

【0068】また、電機子巻線は、巻線ピッチを極ピッ
チの40%〜80%とし、固定子鉄心に巻き付けてい
る。
The armature winding is wound around the stator core with the winding pitch being 40% to 80% of the pole pitch.

【0069】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機の作用について説
明する。
Next, the operation of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above will be described.

【0070】本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型
回転電機においては、d軸となる磁束の通り易い部分
と、q軸となる磁束の通り難い部分とが、回転子3に交
互に形成されている。
In the permanent-magnet-type reluctance-type rotating electric machine according to the present embodiment, a portion which is easy to pass the d-axis magnetic flux and a portion which is hard to pass the q-axis magnetic flux are alternately formed on the rotor 3. I have.

【0071】すなわち、d軸方向は磁束量が多く、空隙
磁束密度も高い値となり、q軸方向は磁束量が少なく、
空隙磁束密度も低い値となる。このように、空隙中にお
いて周方向で磁束密度の高低(凹凸)が形成される。こ
れにより、回転子3の位置によって磁気エネルギーが変
化し、トルクが得られる。
That is, the amount of magnetic flux is large in the d-axis direction, the value of the air gap magnetic flux density is also high, and the amount of magnetic flux is small in the q-axis direction.
The air gap magnetic flux density also has a low value. In this manner, the magnetic flux density is formed in the gap in the circumferential direction in the circumferential direction. As a result, the magnetic energy changes depending on the position of the rotor 3, and a torque is obtained.

【0072】この主磁束を形成するのは、電機子巻線の
電流であり、誘導電動機、同期電動機では、十分なトル
クを発生させるために、回転子の空隙面上で一様な高い
磁束密度を形成する。従って、高トルクを得るために、
主磁束を形成する電機子巻線は、磁極ピッチと同等の1
00%の巻線ピッチで巻かれる。
The main magnetic flux is formed by the current in the armature winding. In the induction motor and the synchronous motor, a uniform high magnetic flux density is formed on the air gap surface of the rotor in order to generate a sufficient torque. To form Therefore, to obtain high torque,
The armature winding that forms the main magnetic flux has a pitch equal to the magnetic pole pitch.
It is wound at a winding pitch of 00%.

【0073】ただし、高調波磁束による電圧波形歪、ト
ルク脈動を低減するために、高調波磁束を低減する目的
で、電機子巻線の巻線ピッチを90%前後にする。
However, in order to reduce the voltage waveform distortion and the torque pulsation due to the harmonic magnetic flux, the winding pitch of the armature winding is set to about 90% for the purpose of reducing the harmonic magnetic flux.

【0074】一方、本実施の形態の永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機は、空隙中の周方向磁束密度の高低(凹
凸)によってトルクを発生する。トルクの発生原理が異
なるため、特性向上を図るためには、巻線構成も異なる
ことが考えられる。
On the other hand, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment generates a torque by the level of the magnetic flux density in the circumferential direction (concavity and convexity) in the air gap. Since the torque generation principle is different, it is conceivable that the winding configuration may be different in order to improve the characteristics.

【0075】この磁束密度の高低を大きくするために、
本実施の形態では、回転子3は、磁気抵抗が変化するよ
うに、透磁率の高い鉄心部と透磁率の低い永久磁石部と
からなる。
In order to increase the level of the magnetic flux density,
In the present embodiment, the rotor 3 includes an iron core having a high magnetic permeability and a permanent magnet having a low magnetic permeability so that the magnetic resistance changes.

【0076】固定子1側では、極ピッチの40〜80%
の巻線ピッチで、電機子巻線2を鉄心に配置させる。好
ましくは、電機子巻線2の巻線ピッチは、極ピッチの5
0〜70%にする。
On the stator 1 side, 40 to 80% of the pole pitch
The armature winding 2 is arranged on the iron core at the winding pitch of. Preferably, the armature winding 2 has a winding pitch of 5 poles.
0-70%.

【0077】本例では、図1に示すように、電機子巻線
2は、AのスロットからBのスロットに渡って収納して
いる。この時、全スロット数を12または16スロット
として、電機子巻線2の巻線ピッチを極ピッチの50〜
67%にする。
In this example, as shown in FIG. 1, the armature winding 2 is accommodated from the slot A to the slot B. At this time, the total number of slots is set to 12 or 16 slots, and the winding pitch of the armature winding 2 is set to 50 to the pole pitch.
67%.

【0078】巻線ピッチが50〜67%では、極ピッチ
の半分程度になるため、空間的に制限された部分のみに
磁束を分布できる。これにより、電機子巻線2の巻線電
流による磁束は、d軸方向の磁極部に分布させて、無効
なq軸方向の磁束量を低減することができる。さらに、
q軸の磁束が重畳することによる鉄心の磁気飽和も緩和
される。この結果、本実施の形態の永久磁石式リラクタ
ンス型の回転電機の力率と出力を向上することができ
る。
When the winding pitch is 50% to 67%, the magnetic flux can be distributed only to a spatially limited portion because it is about half of the pole pitch. Thereby, the magnetic flux due to the winding current of the armature winding 2 is distributed to the magnetic pole portion in the d-axis direction, and the amount of invalid magnetic flux in the q-axis direction can be reduced. further,
The magnetic saturation of the iron core due to the superposition of the q-axis magnetic flux is also reduced. As a result, the power factor and output of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment can be improved.

【0079】次に、永久磁石5の作用について述べる。Next, the operation of the permanent magnet 5 will be described.

【0080】磁束の流れを示した図1のように、回転子
3内に配置された永久磁石5は、q軸方向から侵入する
電機子電流のq軸方向成分の磁束を打ち消すように作用
する。また、永久磁石5の比透磁率は、磁気障壁と同等
で約1であり、磁気抵抗が高く、電機子電流のq軸方向
成分の磁束は小となる。
As shown in FIG. 1 showing the flow of the magnetic flux, the permanent magnet 5 disposed in the rotor 3 acts to cancel the magnetic flux of the q-axis component of the armature current entering from the q-axis direction. . Further, the relative magnetic permeability of the permanent magnet 5 is about 1, which is equivalent to the magnetic barrier, the magnetic resistance is high, and the magnetic flux of the q-axis component of the armature current is small.

【0081】すなわち、永久磁石5の磁束と逆方向の電
機子電流のq軸方向成分の磁束とが打ち消し合うため、
q軸方向の合成磁束は小となるか、電流が小の場合で
は、合成磁束は電流rの磁束と逆方向になる。これによ
り、q軸方向の鎖交磁束は小となるため、磁気的な凹凸
の変化が大きくなり、出力が増加する。
That is, since the magnetic flux of the permanent magnet 5 and the magnetic flux of the q-axis component of the armature current in the opposite direction cancel each other,
When the combined magnetic flux in the q-axis direction is small or the current is small, the combined magnetic flux is in the opposite direction to the magnetic flux of the current r. As a result, the flux linkage in the q-axis direction becomes small, so that the change in magnetic unevenness becomes large, and the output increases.

【0082】同時に、q軸方向成分の鎖交磁束の減少で
端子電圧は低くなり、永久磁石5の磁束で力率も向上す
る。
At the same time, the terminal voltage decreases due to the decrease in the interlinkage magnetic flux in the q-axis direction component, and the power factor is improved by the magnetic flux of the permanent magnet 5.

【0083】以上により、電機子巻線2の電流による磁
束の集中的な分布と、永久磁石5の磁束による電機子電
流のq軸磁束の相殺、磁気障壁によるq軸方向の高磁気
抵抗が総合的に作用して、d軸方向磁束が大となり、q
軸方向の合成磁束が小となる。この結果、永久磁石5に
よって空隙磁束密度の凹凸の変化が大となるため、磁気
エネルギー変化が大となり、高トルクおよび高力率を得
ることができる。
As described above, the concentrated distribution of the magnetic flux due to the current of the armature winding 2, the cancellation of the q-axis magnetic flux of the armature current by the magnetic flux of the permanent magnet 5, and the high magnetic resistance in the q-axis direction due to the magnetic barrier are comprehensive. Act, the magnetic flux in the d-axis direction becomes large, and q
The resultant magnetic flux in the axial direction is small. As a result, the change in the unevenness of the air gap magnetic flux density becomes large due to the permanent magnet 5, so that the magnetic energy change becomes large and a high torque and a high power factor can be obtained.

【0084】(変形例)図2は、本実施の形態による永
久磁石式リラクタンス型回転電機の他の構成例を示す径
方向断面図であり、図1と同一要素には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。
(Modification) FIG. 2 is a radial sectional view showing another configuration example of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. A description thereof is omitted, and only different portions will be described here.

【0085】すなわち、本実施の形態の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、図2に示すように、回転子鉄心
4に4個のNdFeBの永久磁石5が、図2に示すよう
に磁化されて配置されている。
That is, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, four NdFeB permanent magnets 5 are magnetized as shown in FIG. Are located.

【0086】本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型
回転電機においては、リラクタンストルクは、あまり大
きくないが、前述した第1の実施の形態の場合と同様な
作用効果を得ることができる。
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the reluctance torque is not so large, but the same operation and effect as in the case of the first embodiment can be obtained.

【0087】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、永久磁石5による誘起
電圧が低く、かつ小型、高出力、高力率で広範囲の可変
速運転を行なうことが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, it is possible to perform a wide range of variable speed operation with a small induced voltage by the permanent magnet 5 and a small size, high output and high power factor. It becomes possible.

【0088】(第2の実施の形態:請求項2、請求項1
0に対応)図3は、本実施の形態による永久磁石式リラ
クタンス型回転電機の構成例を示す径方向断面図であ
り、図1と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Second Embodiment: Claims 2 and 1)
FIG. 3 is a radial cross-sectional view showing a configuration example of a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment. The same elements as those in FIG. Here, only the different parts will be described.

【0089】すなわち、本実施の形態の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、図3に示すように、前述した第
1の実施の形態において、リラクタンストルクが、電機
子巻線2の電流と永久磁石5の鎖交磁束とによるトルク
よりも大きくなる構成としている。
That is, as shown in FIG. 3, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment differs from the first embodiment in that the reluctance torque is the same as the current of the armature winding 2 and the permanent magnet. 5 is larger than the torque due to the interlinkage magnetic flux.

【0090】ここで、リラクタンストルクが、電機子巻
線2の電流と永久磁石5によるトルクよりも大きくなる
構成は、例えば以下のような手法により実施することが
できる。
Here, the configuration in which the reluctance torque is larger than the current of the armature winding 2 and the torque by the permanent magnet 5 can be implemented by, for example, the following method.

【0091】回転子3は、次のような特徴的な構成とす
る。回転子鉄心4は、磁化の容易方向と困難方向とを形
成している。
The rotor 3 has the following characteristic configuration. The rotor core 4 forms an easy direction and a difficult direction of magnetization.

【0092】すなわち、回転子鉄心4において、磁気的
に凹凸を形成するために、励磁電流で形成される4極の
磁束分布に沿って、永久磁石5を挿入するための8個の
磁気障壁となる空洞6を設けた電磁鋼板を積層して構成
する。
That is, in the rotor core 4, eight magnetic barriers for inserting the permanent magnets 5 are formed along the four-pole magnetic flux distribution formed by the exciting current in order to form magnetic irregularities. Electromagnetic steel sheets provided with hollows 6 are laminated.

【0093】8個の磁気障壁の空洞6は、十字状に配置
することにより、4極の凸極を形成する。
The eight magnetic barrier cavities 6 are arranged in a cross shape to form four convex poles.

【0094】すなわち、磁気障壁の空洞6に沿った方向
が磁束の通り易いd軸方向で磁気的な凸部で磁極とな
り、磁気障壁の空洞6の法線方向が磁束の通り難いq軸
方向で磁気的な凹部となる。そして、q軸方向成分の電
機子電流の磁束を打ち消すように磁化されたNdFeB
永久磁石5を、上記磁気障壁の空洞6に配置する。
That is, the direction along the cavity 6 of the magnetic barrier is the d-axis direction in which the magnetic flux is easy to pass, and the magnetic projection forms a magnetic pole in the magnetic projection, and the normal direction of the cavity 6 in the magnetic barrier is the q-axis direction in which the magnetic flux is difficult to pass. It becomes a magnetic recess. NdFeB magnetized to cancel the magnetic flux of the armature current in the q-axis direction component
A permanent magnet 5 is arranged in the cavity 6 of the magnetic barrier.

【0095】本実施の形態では、永久磁石5は、d軸に
ほぼ垂直な方向に磁化されており、各永久磁石5の発生
する磁束量もほぼ同一とする。
In the present embodiment, the permanent magnets 5 are magnetized in a direction substantially perpendicular to the d-axis, and the amount of magnetic flux generated by each of the permanent magnets 5 is also substantially the same.

【0096】さらに、本実施の形態では、図3に示すよ
うに、固定子1から見て回転子3の磁束の通り難い部分
(q軸方向の部分)で、固定子鉄心と対向する側(空隙
側に近い)の回転子鉄心4に扇形の空洞6を形成する。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a portion (portion in the q-axis direction) of the rotor 3 where the magnetic flux of the rotor 3 is hard to pass when viewed from the stator 1 (the portion facing the stator core) ( A fan-shaped cavity 6 is formed in the rotor core 4 (close to the gap side).

【0097】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機の作用について説
明する。
Next, the operation of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above will be described.

【0098】本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型
回転電機においては、q軸方向の回転子鉄心4に空洞6
が形成されているため、永久磁石5の磁気抵抗に空洞6
の磁気抵抗が加わり、回転子3のq軸方向の磁気抵抗が
著しく大きくなる。これにより、磁気抵抗変化が大とな
り、回転電機のトルクは、リラクタンストルクが主とな
る。
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment, cavity 6 is formed in rotor core 4 in the q-axis direction.
Are formed, the magnetic resistance of the permanent magnet 5 causes a cavity 6
, The reluctance of the rotor 3 in the q-axis direction is significantly increased. As a result, the change in magnetic resistance becomes large, and the torque of the rotating electric machine is mainly reluctance torque.

【0099】このように、本実施の形態の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機のトルクは、主にリラクタンスト
ルクとなるため、永久磁石5の磁束が全鎖交磁束に占め
る割合は僅かでよい。巻線ピッチを短くすると、最大の
リラクタンストルクが得られる電流位相の近傍では、永
久磁石5の鎖交磁束と電機子巻線2の巻線電流で生じる
トルクは大幅に低下する。
As described above, since the torque of the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine of the present embodiment is mainly reluctance torque, the ratio of the magnetic flux of the permanent magnet 5 to the total interlinkage magnetic flux may be small. When the winding pitch is shortened, the torque generated by the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet 5 and the winding current of the armature winding 2 greatly decreases near the current phase at which the maximum reluctance torque is obtained.

【0100】この点、本実施の形態の永久磁石式リラク
タンス型回転電機のトルクは、ほとんどリラクタンスト
ルク成分からなるため、全トルクの低下を抑えることが
できる。
In this respect, since the torque of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment is almost composed of a reluctance torque component, it is possible to suppress a decrease in the total torque.

【0101】図4は、磁界解析で得られた巻線ピッチに
対するトルクの変化を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in torque with respect to a winding pitch obtained by a magnetic field analysis.

【0102】すなわち、電機子巻線2の巻線ピッチを極
ピッチの50〜67%にした本実施の形態では、トルク
の低下は8〜30%程度に抑えることができる。
That is, in the present embodiment in which the winding pitch of the armature winding 2 is set to 50 to 67% of the pole pitch, the reduction in torque can be suppressed to about 8 to 30%.

【0103】この時の電気特性を検討すると、電機子巻
線2の巻線ピッチが極ピッチの50〜67%では、極ピ
ッチの半分程度になるため、空間的に制限された部分の
みに磁束を分布することができる。これにより、電機子
巻線2の巻線電流による磁束はd軸方向の磁極部に分布
させ、無効なq軸方向の磁束量を低減することができ
る。
Examining the electrical characteristics at this time, when the winding pitch of the armature winding 2 is 50 to 67% of the pole pitch, it is about half of the pole pitch. Can be distributed. As a result, the magnetic flux due to the winding current of the armature winding 2 is distributed to the magnetic pole portion in the d-axis direction, and the amount of invalid magnetic flux in the q-axis direction can be reduced.

【0104】さらに、q軸の磁束が重畳することによる
鉄心の磁気飽和も緩和される。この巻線ピッチでは、リ
ラクタンストルクとして問題となるq軸磁束は低減でき
るため、より一層力率が向上し、鉄心の磁気飽和も緩和
されてより一層出力特性を向上することができる。
Further, magnetic saturation of the iron core due to superposition of the q-axis magnetic flux is also reduced. With this winding pitch, the q-axis magnetic flux, which is a problem as reluctance torque, can be reduced, so that the power factor can be further improved, the magnetic saturation of the iron core can be reduced, and the output characteristics can be further improved.

【0105】図5は、磁界解析で得られた巻線ピッチに
対する力率と効率の変化を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes in power factor and efficiency with respect to winding pitch obtained by magnetic field analysis.

【0106】すなわち、電機子巻線2の巻線ピッチが極
ピッチの100%の時の値に対して、本実施の形態で
は、力率を0.1〜0.3%も向上することができる。
また、効率も、電機子巻線2の巻線ピッチが極ピッチの
60〜70%の時に最大となっている。
That is, in the present embodiment, the power factor can be improved by 0.1 to 0.3% with respect to the value when the winding pitch of the armature winding 2 is 100% of the pole pitch. it can.
Further, the efficiency is maximum when the winding pitch of the armature winding 2 is 60 to 70% of the pole pitch.

【0107】図6は、磁界解析で得られた巻線ピッチに
対する負荷電圧の変化を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in load voltage with respect to a winding pitch obtained by a magnetic field analysis.

【0108】すなわち、電機子巻線2の巻線ピッチが極
ピッチの100%の時の値に対して、本実施の形態で
は、電圧は60〜80%に低減されており、前述したよ
うに、q軸磁束が著しく減少した効果が大となってい
る。
That is, in the present embodiment, the voltage is reduced to 60 to 80% of the value when the winding pitch of the armature winding 2 is 100% of the pole pitch. , The effect of significantly reducing the q-axis magnetic flux is great.

【0109】図7は、磁界解析で得られた巻線ピッチに
対する誘起電圧の変化を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change in the induced voltage with respect to the winding pitch obtained by the magnetic field analysis.

【0110】すなわち、永久磁石5による誘起電圧を示
すように、電機子巻線2の巻線ピッチが極ピッチの10
0%の時の値に対して、本実施の形態では、誘起電圧は
70から85%に低減されている。
That is, as shown by the induced voltage by the permanent magnet 5, the winding pitch of the armature winding 2 is 10 poles of the pole pitch.
In the present embodiment, the induced voltage is reduced from 70% to 85% with respect to the value at 0%.

【0111】この結果からわかるように、永久磁石5の
鎖交磁束も少なくなるため、全鎖交磁束で誘導される電
圧は励磁電流でほとんど調整することができる。電圧が
一定条件で可変速運転を行なうことが可能となり、広範
囲にわたって可変速で運転をすることができる。
As can be seen from the result, the flux linkage of the permanent magnet 5 is also reduced, so that the voltage induced by the total flux linkage can be almost adjusted by the exciting current. Variable speed operation can be performed under a constant voltage condition, and operation can be performed over a wide range at a variable speed.

【0112】また、軽負荷時では、永久磁石5の磁束は
少ないため、電流を絞ることによって、余分な磁束がな
く、鉄損を低減することができる。
Further, when the load is light, since the magnetic flux of the permanent magnet 5 is small, by reducing the current, there is no extra magnetic flux and the iron loss can be reduced.

【0113】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1の実施の
形態の場合と同様の効果を得ることができるのに加え
て、以下のような効果も得ることができる。すなわち、
本永久磁石式リラクタンス型回転電機のトルクは、主に
リラクタンストルクとなるため、永久磁石5の磁束が全
鎖交磁束に占める割合は僅かとなる。電機子巻線2の巻
線ピッチを短くすると、最大のリラクタンストルクが得
られる電流位相の近傍では、永久磁石5の鎖交磁束と電
機子巻線2の電流とで生じるトルクは大幅に低下する。
As described above, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment can obtain the same effects as those of the above-described first embodiment. An effect can also be obtained. That is,
Since the torque of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine is mainly reluctance torque, the ratio of the magnetic flux of the permanent magnet 5 to the total interlinkage magnetic flux is small. When the winding pitch of the armature winding 2 is shortened, in the vicinity of the current phase where the maximum reluctance torque is obtained, the torque generated by the flux linkage of the permanent magnet 5 and the current of the armature winding 2 is greatly reduced. .

【0114】ここで、リラクタンストルクを、電機子巻
線2の電流と永久磁石5の鎖交磁束とによるトルクより
も大とすることにより、本永久磁石式リラクタンス型回
転電機のトルクは、ほとんどリラクタンストルクからな
るため、電機子巻線2の巻線ピッチを40〜80%にし
た時のトルクの低下は僅かである。そして、この電機子
巻線2の巻線ピッチでは、リラクタンストルクとして問
題となるq軸磁束は低減できるため、より一層力率が向
上し、鉄心の磁気飽和も緩和されてより一層出力特性を
向上することが可能となる。
Here, by making the reluctance torque larger than the torque due to the current of the armature winding 2 and the linkage magnetic flux of the permanent magnet 5, the torque of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine is almost completely reduced. Because of the torque, the decrease in torque when the winding pitch of the armature winding 2 is set to 40 to 80% is slight. With the winding pitch of the armature windings 2, the q-axis magnetic flux, which is a problem as reluctance torque, can be reduced, so that the power factor is further improved, the magnetic saturation of the iron core is reduced, and the output characteristics are further improved. It is possible to do.

【0115】また、永久磁石5の鎖交磁束も少なくなる
ため、全鎖交磁束で誘導される電圧は、励磁電流でほと
んど調整でき、この結果電圧が一定条件で可変速運転を
行なうことが可能となり、広範囲にわたって可変速で運
転することができる。
Further, since the flux linkage of the permanent magnet 5 is reduced, the voltage induced by the total flux linkage can be almost adjusted by the exciting current. As a result, the variable speed operation can be performed under a constant voltage condition. , And can be operated at a variable speed over a wide range.

【0116】さらに、軽負荷時では、永久磁石5の磁束
は少ないため、電流を絞ることによって、余分な磁束が
なく、鉄損を低減することが可能となる。
Further, at the time of light load, since the magnetic flux of the permanent magnet 5 is small, there is no extra magnetic flux by reducing the current, and it is possible to reduce iron loss.

【0117】さらにまた、固定子1から見て回転子3の
磁束の通り難い部分(q軸方向の部分)で、固定子鉄心
と対向する側の回転子鉄心4に空洞6を形成しているの
で、永久磁石5の磁気抵抗に空洞6の磁気抵抗が加わる
ため、回転子3のq軸方向の磁気抵抗が著しく大とな
る。これにより、磁気抵抗変化が大きくなり、本永久磁
石式リラクタンス型回転電機のトルクでは、リラクタン
ストルクが主となる。
Further, a cavity 6 is formed in the rotor core 4 on the side facing the stator core at a portion where the magnetic flux of the rotor 3 is hard to pass as viewed from the stator 1 (portion in the q-axis direction). Therefore, since the magnetic resistance of the cavity 6 is added to the magnetic resistance of the permanent magnet 5, the magnetic resistance of the rotor 3 in the q-axis direction becomes extremely large. As a result, the change in magnetic resistance increases, and the reluctance torque is mainly used as the torque of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine.

【0118】(第3の実施の形態:請求項3に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1または第2の実施の形態において、回転子鉄
心4は、磁束の通り易い部分(d軸方向の部分)と磁束
の通り難い部分(q軸方向の部分)とが回転子3に交互
に形成されるように磁気障壁を設けた回転子鉄心4と
し、この回転子鉄心4における、磁気抵抗が小さくてイ
ンダクタンスが大となる磁極部分の周方向の幅Wを、図
3のWで示すように、極ピッチの30〜40%となるよ
うに構成している。
(Third Embodiment: Corresponding to Claim 3) A permanent magnet reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is different from the first or second embodiment in that the rotor core 4 is The rotor core 4 is provided with a magnetic barrier so that a portion where the magnetic flux easily passes (a portion in the d-axis direction) and a portion where the magnetic flux hardly passes (a portion in the q-axis direction) are alternately formed on the rotor 3. The circumferential width W of the magnetic pole portion of the rotor core 4 where the magnetic resistance is small and the inductance is large is configured to be 30 to 40% of the pole pitch as shown by W in FIG. .

【0119】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1または第2の実施の形態の場合と同様の作用を
奏するのに加えて、磁気抵抗が小さくてインダクタンス
が大となる回転子3の磁極部分は、その磁極の周方向の
幅を極ピッチの30〜40%としていることにより、磁
気抵抗変化を大として、q軸磁束量に対するd軸磁束量
を大きくすることができ、これにより出力と力率をより
一層増加することができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, in addition to the same operation as in the above-described first or second embodiment, The magnetic pole portion of the rotor 3 where the magnetic resistance is small and the inductance is large, the circumferential width of the magnetic pole is set to 30 to 40% of the pole pitch, so that the change in magnetic resistance is large and the q-axis magnetic flux amount is increased. , The amount of d-axis magnetic flux can be increased, whereby the output and the power factor can be further increased.

【0120】図8は、本実施の形態のモデルにおいて、
磁界解析により磁極幅の比率に対するトルクの変化を検
討した結果を示す特性図である。
FIG. 8 shows a model of this embodiment.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a result of examining a change in torque with respect to a ratio of a magnetic pole width by a magnetic field analysis.

【0121】図8に示すように、回転子3の磁極幅Wを
極ピッチの33%にした時に、トルクが最大となってい
る。すなわち、d軸を形成する回転子3の磁極幅Wを極
ピッチの30〜40%としていることにより、磁気抵抗
変化を大として、q軸磁束量に対するd軸磁束量を大き
くすることができる。これにより、出力と力率がより一
層増加する。
As shown in FIG. 8, the torque becomes maximum when the magnetic pole width W of the rotor 3 is set to 33% of the pole pitch. That is, by setting the magnetic pole width W of the rotor 3 forming the d-axis to 30 to 40% of the pole pitch, the change in the magnetic resistance can be increased and the d-axis magnetic flux with respect to the q-axis magnetic flux can be increased. This further increases output and power factor.

【0122】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1または第
2の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる
のに加えて、磁気抵抗変化を大として、q軸磁束量に対
するd軸磁束量を大きくすることができ、これにより出
力と力率をより一層増加することが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the same effects as those of the above-described first or second embodiment can be obtained. By increasing the resistance change, the amount of d-axis magnetic flux with respect to the amount of q-axis magnetic flux can be increased, whereby the output and the power factor can be further increased.

【0123】(第4の実施の形態:請求項4に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1乃至第3のいずれか一つの実施の形態におい
て、永久磁石5による空隙磁束密度の平均値が0.3〜
0.5Tとなるように構成している。
(Fourth Embodiment: Corresponding to Claim 4) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as the permanent magnet reluctance machine according to any one of the first to third embodiments described above. 5, the average value of the air gap magnetic flux density is 0.3 to
It is configured to be 0.5T.

【0124】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第3のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、永久磁石5による空隙
磁束密度の平均値を0.3〜0.5Tとしていることに
より、永久磁石5による空隙磁束密度は、負荷時磁束密
度の約1/3〜2/3であり比較的大きいが、極めて短
かい電機子巻線2の巻線ピッチによって永久磁石5の鎖
交磁束を僅かにすることができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to third embodiments described above is exerted. In addition to the above, by setting the average value of the air gap magnetic flux density by the permanent magnet 5 to 0.3 to 0.5 T, the air gap magnetic flux density by the permanent magnet 5 becomes about 1/3 to 2/3 of the magnetic flux density at the time of load. However, the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet 5 can be made small by the winding pitch of the armature winding 2 which is relatively large but extremely short.

【0125】また、同一電流で形成する磁束は減少する
ため、空隙中において永久磁石5の磁束が電流の磁束を
打ち消すことのできる電流値をより大きくすることがで
きる。すなわち、高出力のため大電流を流しても、本永
久磁石式リラクタンス型回転電機の力率等の特性を良好
にすることができる。
Further, since the magnetic flux formed by the same current decreases, the current value at which the magnetic flux of the permanent magnet 5 can cancel the current magnetic flux in the air gap can be further increased. That is, even if a large current flows due to high output, the characteristics such as the power factor of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine can be improved.

【0126】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第3
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、高出力のため大電流を流して
も、力率等の特性を良好にすることが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment, the first to third electric motors described above are used.
In addition to obtaining the same effects as those of any one of the above embodiments, even when a large current flows due to high output, characteristics such as a power factor can be improved.

【0127】(第5の実施の形態:請求項5に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1乃至第4のいずれか一つの実施の形態におい
て、電機子巻線2の巻線ピッチを極ピッチの40%〜7
0%とし、永久磁石5の空隙磁束密度の平均値が0.4
〜0.6Tとなるように構成している。
(Fifth Embodiment: Corresponding to Claim 5) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to this embodiment is the same as the armature according to any one of the first to fourth embodiments described above. The winding pitch of the winding 2 is 40% to 7 of the pole pitch.
0%, and the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet 5 is 0.4
0.60.6T.

【0128】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第4のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、電機子巻線2の巻線ピ
ッチを極ピッチの40%〜70%としていることによ
り、永久磁石5の鎖交磁束が減少する。従って、永久磁
石5の空隙磁束密度の平均値を0.4〜0.6Tと大き
くしても、鎖交磁束量を前述した第4の実施の形態の場
合における鎖交磁束程度に抑えることができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in any one of the above-described first to fourth embodiments is exerted. In addition, by setting the winding pitch of the armature winding 2 to 40% to 70% of the pole pitch, the linkage flux of the permanent magnet 5 is reduced. Therefore, even if the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet 5 is increased to 0.4 to 0.6 T, the amount of interlinkage magnetic flux can be suppressed to about the same as the interlinkage magnetic flux in the case of the above-described fourth embodiment. it can.

【0129】また、電機子巻線2の巻線電流の磁束は、
さらに短い巻線ピッチによって減少するため、q軸の電
流と永久磁石5の合成磁束に対するd軸の磁束を大きく
することができる。
The magnetic flux of the winding current of the armature winding 2 is
Since it is reduced by a shorter winding pitch, the d-axis magnetic flux with respect to the q-axis current and the combined magnetic flux of the permanent magnet 5 can be increased.

【0130】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第4
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、永久磁石5の空隙磁束密度の
平均値を0.4〜0.6Tと大きくしても、鎖交磁束量
を抑えることができ、またq軸の電流と永久磁石5の合
成磁束に対するd軸の磁束を大きくすることが可能とな
る。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to fourth electric motors described above are used.
In addition to obtaining the same effect as that of any one of the embodiments, even if the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet 5 is increased to 0.4 to 0.6 T, The amount of magnetic flux can be suppressed, and the d-axis magnetic flux with respect to the combined current of the q-axis current and the permanent magnet 5 can be increased.

【0131】(第6の実施の形態:請求項6に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1乃至第5のいずれか一つの実施の形態におい
て、前記図3に示すように、電流が流れていない状態で
は、永久磁石5は回転子鉄心4で周囲を覆われて十分な
磁路が形成されることから、回転子3に設けられた磁性
部材によって永久磁石5の発生する磁束の30%以上が
回転子3内に分布し、最大トルク時には、永久磁石5に
よる鎖交磁束は、電流の磁束と永久磁石5の磁束とが合
成された鎖交磁束の10%以上あるように構成してい
る。
(Sixth Embodiment: Corresponding to Claim 6) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to this embodiment is the same as that of any one of the first to fifth embodiments described above, except that As shown in FIG. 3, when no current is flowing, the permanent magnet 5 is covered by the rotor core 4 to form a sufficient magnetic path. At least 30% of the magnetic flux generated by the magnet 5 is distributed in the rotor 3, and at the time of the maximum torque, the linkage flux by the permanent magnet 5 is the linkage flux of the current and the flux of the permanent magnet 5 combined. It is configured so that there is at least 10%.

【0132】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第5のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も奏
することができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in any one of the first to fifth embodiments described above is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved.

【0133】すなわち、負荷時の電流と永久磁石5の合
成鎖交磁束は、電流の磁束べクトルと永久磁石5の磁束
べク卜ルの位相差で変化するため、互いに影響を与えな
いような位相が90度の交差状態とした時の合成の鎖交
磁束量とし、無励磁時では、永久磁石5の発生する磁束
の30%以上が回転子3内に分布するように、永久磁石
5の磁束を磁気的に短絡する磁性部がある。
That is, since the current under load and the combined flux of the permanent magnet 5 change due to the phase difference between the magnetic flux vector of the current and the magnetic flux vector of the permanent magnet 5, they do not affect each other. The combined amount of interlinkage magnetic flux when the phase is in an intersecting state of 90 degrees is defined as the amount of the interlinkage magnetic flux. In the non-excitation state, 30% or more of the magnetic flux generated by the permanent magnet 5 is distributed in the rotor 3 so as to be distributed. There is a magnetic part that magnetically short-circuits the magnetic flux.

【0134】この回転子構成により、回転中に発生する
誘起電圧は、定格電圧の0〜70%にすることができ
る。
With this rotor configuration, the induced voltage generated during rotation can be set to 0 to 70% of the rated voltage.

【0135】一例として、永久磁石5の誘起電圧を33
%とすれば、基底速度の3倍の高速回転まで回転させて
も、電源回路に過電圧を与えることはない。
As an example, the induced voltage of the permanent magnet 5 is set to 33
%, No overvoltage is applied to the power supply circuit even when the motor is rotated up to three times the base speed.

【0136】また、誘導電圧は極めて小であるため、電
源を含めて電気的な短絡が発生しても、永久磁石5の誘
導電圧で生じる短絡電流が僅かであり、巻線の焼損や過
大なブレーキ力を防ぐことができる。
Further, since the induced voltage is extremely small, even if an electric short circuit including the power supply occurs, the short-circuit current generated by the induced voltage of the permanent magnet 5 is small, and the burnout of the winding and the excessive Braking force can be prevented.

【0137】他にも、永久磁石5の磁束で固定子鉄心内
に生じる鉄損は小となるため、無負荷、軽負荷時の効率
が向上することができる。
In addition, since the iron loss generated in the stator core by the magnetic flux of the permanent magnet 5 becomes small, the efficiency at the time of no load and light load can be improved.

【0138】次に、負荷時においては、固定子鉄心と対
向する永久磁石5周囲の磁性部材は、磁気的に短絡され
ており、負荷電流によって強く磁気飽和する。これによ
り、永久磁石5の磁束は前述の短絡する磁性部材を通り
難くなり、固定子1の電機子巻線2と鎖交する永久磁石
5の磁束が増加する。
Next, at the time of load, the magnetic members around the permanent magnet 5 facing the stator core are magnetically short-circuited and are strongly magnetically saturated by the load current. This makes it difficult for the magnetic flux of the permanent magnet 5 to pass through the short-circuited magnetic member, and the magnetic flux of the permanent magnet 5 linked to the armature winding 2 of the stator 1 increases.

【0139】さらに、永久磁石5は、磁性材で周囲を覆
われているため、永久磁石5の磁束の一部が短絡の磁性
部を通って漏れ、永久磁石5内部の反磁界を小とするこ
とができる。
Further, since the periphery of the permanent magnet 5 is covered with the magnetic material, a part of the magnetic flux of the permanent magnet 5 leaks through the short-circuited magnetic portion, and the demagnetizing field inside the permanent magnet 5 is reduced. be able to.

【0140】すなわち、永久磁石5のB(磁束密度)−
H(磁界の強さ)特性である減磁曲線上の動作点が高く
なり(パーミアンス係数は大となる)、高温度、電機子
反作用に対する耐減磁特性が向上する。
That is, B (magnetic flux density) of the permanent magnet 5-
The operating point on the demagnetization curve, which is the H (magnetic field strength) characteristic, increases (permeance coefficient increases), and the demagnetization resistance against high temperature and armature reaction improves.

【0141】特に、永久磁石5の磁束は、q軸方向の電
機子電流の磁束を相殺するように作用するため、q軸磁
束の電流によって永久磁石5に減磁界が作用するが、短
絡の磁性部によって永久磁石5の減磁を防ぐことができ
る。
In particular, since the magnetic flux of the permanent magnet 5 acts to cancel the magnetic flux of the armature current in the q-axis direction, a demagnetizing field acts on the permanent magnet 5 by the current of the q-axis magnetic flux. The demagnetization of the permanent magnet 5 can be prevented by the portion.

【0142】従って、空隙中の磁束が永久磁石5の磁束
と逆方向に形成されるまで、電流を流しても永久磁石5
が減磁することはない。
Therefore, even if an electric current is applied, the magnetic flux in the air gap is formed until the magnetic flux in the air gap is formed in the opposite direction to the magnetic flux of the permanent magnet 5.
Does not demagnetize.

【0143】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第5
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、回転中に発生する誘起電圧を
低くし、電気的な短絡が発生しても電機子巻線の焼損や
過大なブレーキ力を防ぐことができ、また無負荷、軽負
荷時の効率が向上することができ、さらに空隙中の磁束
が永久磁石5の磁束と逆方向に形成されるまで電流を流
しても、永久磁石5が減磁しないようにすることが可能
となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to fifth electric motors described above are used.
In addition to achieving the same effects as in any one of the embodiments, in addition to reducing the induced voltage generated during rotation, even if an electrical short circuit occurs, the armature winding burns out. And excessive braking force can be prevented, and the efficiency at the time of no load and light load can be improved. Further, current is supplied until the magnetic flux in the air gap is formed in the opposite direction to the magnetic flux of the permanent magnet 5. In addition, it is possible to prevent the permanent magnet 5 from being demagnetized.

【0144】(第7の実施の形態:請求項7に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1乃至第6のいずれか一つの実施の形態におい
て、永久磁石5の磁束の磁路となるように回転子3の磁
気障壁と接する鉄心部を鉄のブリッジ9で結合し、電流
が流れていない状態で、永久磁石5の発生する磁束の3
0%以上がブリッジ9を磁路として回転子3内に分布す
るように構成している。
(Seventh Embodiment: Corresponding to claim 7) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as the permanent magnet reluctance machine according to any one of the first to sixth embodiments described above, The iron core in contact with the magnetic barrier of the rotor 3 is joined by an iron bridge 9 so as to form a magnetic path of the magnetic flux of the magnetic flux 5.
The configuration is such that 0% or more is distributed in the rotor 3 using the bridge 9 as a magnetic path.

【0145】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第6のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような機械的な
作用も奏することができる。
Next, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above has the same operation as that of any one of the first to sixth embodiments. In addition to the above, the following mechanical action can be obtained.

【0146】すなわち、回転子3の磁気障壁間の磁性材
は、外周の鉄のブリッジ9で磁性部が結合され、30%
以上の磁束の漏れが生じる程度にブリッジ9の厚みが十
分あるため、回転子3は強度的に強くなる。これによ
り、大容量、高速回転の回転子3を実現することができ
る。
That is, the magnetic material of the magnetic material between the magnetic barriers of the rotor 3 is joined by the iron bridge 9 on the outer periphery, so that 30%
Since the thickness of the bridge 9 is sufficient to cause the above-described leakage of the magnetic flux, the strength of the rotor 3 is increased. Thus, a large-capacity, high-speed rotor 3 can be realized.

【0147】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第6
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、回転子3を強度的に強くし
て、大容量、高速回転の回転子3を実現することが可能
となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the present embodiment, the first to sixth electric motors described above are used.
In addition to obtaining the same effects as in any one of the embodiments, the rotor 3 can be strengthened in strength to realize a large-capacity, high-speed rotor 3. Becomes

【0148】(第8の実施の形態:請求項8に対応)本
実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、前
述した第1乃至第7のいずれか一つの実施の形態におい
て、前記図1、または図2、あるいは図3に示す電機子
巻線2を重ね巻で構成している。
(Eighth Embodiment: Corresponding to Claim 8) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as that of any one of the first to seventh embodiments described above, except that The armature winding 2 shown in FIG. 1, or FIG. 2 or FIG.

【0149】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第7のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、電機子巻線2を重ね巻
で構成していることにより、スロットによる磁束の脈動
と高調波磁束を低減すると共に、第1の実施の形態で前
述したような巻線ピッチと回転子3構成により、q軸磁
束を低減してより一層高出力、高力率を得ることができ
る。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in any one of the first to seventh embodiments described above is exerted. In addition to the above, by forming the armature winding 2 by lap winding, the pulsation of the magnetic flux due to the slot and the harmonic magnetic flux are reduced, and the winding pitch and the winding pitch as described in the first embodiment are reduced. With the configuration of the rotor 3, the q-axis magnetic flux can be reduced to obtain a higher output and a higher power factor.

【0150】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第7
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、q軸磁束を低減してより一層
高出力、高力率を得ることが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to seventh electric motors described above are used.
In addition to obtaining the same effects as in any one of the embodiments, the q-axis magnetic flux can be reduced to obtain a higher output and a higher power factor.

【0151】(第9の実施の形態:請求項9に対応)図
9は、本実施の形態による永久磁石式リラクタンス型回
転電機の構成例を示す径方向断面図であり、図1乃至図
3と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Ninth Embodiment: Corresponding to Claim 9) FIG. 9 is a radial sectional view showing a configuration example of a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, and FIGS. The same elements as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
Here, only different parts will be described.

【0152】すなわち、本実施の形態の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、図9に示すように、前述した第
1乃至第7のいずれか一つの実施の形態において、電機
子巻線2を集中巻とし、回転子鉄心4の形状を突極形状
で構成している。
That is, as shown in FIG. 9, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment has a configuration in which the armature winding 2 is concentrated in the first to seventh embodiments described above. The rotor core 4 has a salient pole shape.

【0153】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第7のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、回転子鉄心4の形状を
突極形状としていることにより、突極部に磁束が集中す
る。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to seventh embodiments described above is exerted. In addition to the above, since the shape of the rotor core 4 is a salient pole shape, magnetic flux concentrates on the salient pole portion.

【0154】分布巻の電機子鉄心では、磁極上に常にス
ロットと歯が位置するため、電機子の鉄心歯に磁束が集
中して磁気飽和が生じ易くなり、これによりトルクが低
下する。
In the distributed winding armature core, since the slots and teeth are always located on the magnetic poles, the magnetic flux concentrates on the iron core teeth of the armature and magnetic saturation easily occurs, thereby reducing the torque.

【0155】また、本実施の形態では、図9に示すよう
に、磁気抵抗が最小となる回転位置で、回転子3の磁極
と対面する固定子鉄心にはスロットがなく、固定子1の
突極歯7と回転子鉄心4の磁極がほぼ対向するような集
中巻鉄心で構成している。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, at the rotation position where the magnetic resistance is minimized, the stator core facing the magnetic pole of rotor 3 has no slot, and It is composed of a concentrated winding core in which the pole teeth 7 and the magnetic poles of the rotor core 4 are substantially opposed.

【0156】ここで、スロッ卜が突極の磁極上には位置
しないため、磁束が通る電機子鉄心歯の幅が等価的に広
くなり、磁気飽和が著しく緩和されて、より一層高トル
クと高力率を得ることができる。
Here, since the slot is not located on the magnetic pole of the salient pole, the width of the armature core teeth through which the magnetic flux passes is equivalently widened, magnetic saturation is remarkably reduced, and higher torque and higher torque are achieved. Power factor can be obtained.

【0157】さらに、電機子巻線の巻線ピッチは極ピッ
チの40〜80%であるが、本実施の形態では、リラク
タンストルクが大であるため、前述した第1の実施の形
態の場合と同様に、q軸の磁束が低減されて、より一層
高出力で高力率を得ることができる。
Further, the winding pitch of the armature winding is 40 to 80% of the pole pitch. However, in this embodiment, since the reluctance torque is large, it is different from that of the first embodiment. Similarly, the q-axis magnetic flux is reduced, so that a higher output and a higher power factor can be obtained.

【0158】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第7
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、より一層高トルクと高力率を
得ることが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to seventh electric motors described above are used.
In addition to obtaining the same effects as in any one of the embodiments, it is possible to obtain even higher torque and higher power factor.

【0159】(第10の実施の形態:請求項11に対
応)本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機
は、前述した第1乃至第9のいずれか一つの実施の形態
において、回転子3の永久磁石5を、フェライト磁石と
希土類磁石とを組み合わせて構成している。
(Tenth Embodiment: The eleventh embodiment) A permanent magnet reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as the rotor according to any one of the first to ninth embodiments described above, except that The third permanent magnet 5 is configured by combining a ferrite magnet and a rare earth magnet.

【0160】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第9のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も奏
することができる。すなわち、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機は、リラクタンストルクを主
としており、永久磁石5は磁束の調整として作用するた
め、磁力の弱い永久磁石5でも高出力を得ることができ
る。これにより、磁力が弱いが、資源が豊富で製造の容
易な酸化鉄で作られたフェライト磁石を、本永久磁石式
リラクタンス型回転電機に適用することができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to ninth embodiments is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved. That is, the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment mainly uses reluctance torque, and the permanent magnet 5 acts as an adjustment of the magnetic flux, so that a high output can be obtained even with the permanent magnet 5 having a weak magnetic force. As a result, a ferrite magnet made of iron oxide, which has a weak magnetic force but has abundant resources and is easy to manufacture, can be applied to the permanent magnet type reluctance rotating electric machine.

【0161】しかし、フェライト磁石は低温で減磁する
ことから、低温で特性が良好な希土類磁石を組み合わせ
ていることにより、汎用的な材料で製造することがで
き、かつより一層高出力、高効率、高力率の回転電機を
得ることができる。
However, since a ferrite magnet is demagnetized at a low temperature, it can be manufactured from a general-purpose material by combining a rare-earth magnet having good characteristics at a low temperature, and can have higher output and higher efficiency. Thus, a rotating electric machine having a high power factor can be obtained.

【0162】さらに、酸化鉄からなるフェライト磁石
は、高電気抵抗であるため、永久磁石5中の渦電流によ
る損失が低減して、発熱による希土類磁石の高温減磁を
抑制すると共に.回転電機としては高効率を得ることが
できる。
Further, since the ferrite magnet made of iron oxide has a high electric resistance, the loss due to the eddy current in the permanent magnet 5 is reduced, and the high temperature demagnetization of the rare earth magnet due to heat generation is suppressed. High efficiency can be obtained as a rotating electric machine.

【0163】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第9
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、汎用的な材料で製造すること
ができ、かつより一層高出力、高効率、高力率を得るこ
とが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment, the first to ninth embodiments
In addition to being able to obtain the same effects as in any one of the embodiments, it is also possible to manufacture with general-purpose materials, and to obtain higher output, higher efficiency, and higher power factor. Becomes possible.

【0164】(第11の実施の形態:請求項12に対
応)図10は、本実施の形態による永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機における永久磁石の構成例を示す径方向
断面図である。
(Eleventh Embodiment: Corresponding to Claim 12) FIG. 10 is a radial sectional view showing a configuration example of a permanent magnet in a permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to the present embodiment.

【0165】すなわち、図10に示すように、本実施の
形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における永久
磁石5は、前述した第1乃至第9のいずれか一つの実施
の形態において、回転子3の永久磁石5を、表面側をフ
ェライト磁石10から成る層とし、内部側を希土類磁石
11から成る層で構成している。
That is, as shown in FIG. 10, the permanent magnet 5 in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment is the same as the rotor 3 of the first to ninth embodiments described above. The surface of the permanent magnet 5 is made of a layer made of a ferrite magnet 10 and the inside is made of a layer made of a rare earth magnet 11.

【0166】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第9のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も奏
することができる。すなわち、電機子電流の高調波電流
によって誘導された時間高調波磁束と、スロットによっ
て生じる空間高調波磁束は、渦電流を発生するが、周波
数が高いため、渦電流は表面に分布する。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to ninth embodiments is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved. That is, the time harmonic magnetic flux induced by the harmonic current of the armature current and the spatial harmonic magnetic flux generated by the slot generate an eddy current, but since the frequency is high, the eddy current is distributed on the surface.

【0167】ここで、本実施の形態では、表面の層は、
高電気抵抗の特性を有するフェライト磁石10で形成さ
れていることにより、渦電流が低減される。これによ
り、渦電流による損失は僅かであり、永久磁石5は損失
で高温にならず、回転電機の効率も向上することができ
る。
Here, in this embodiment, the surface layer is
The eddy current is reduced by being formed of the ferrite magnet 10 having high electric resistance characteristics. Thus, the loss due to the eddy current is small, the permanent magnet 5 does not become hot due to the loss, and the efficiency of the rotating electric machine can be improved.

【0168】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第9
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、渦電流による損失を僅かとし
て、効率を向上することが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment, the first to ninth embodiments
In addition to obtaining the same effect as that of any one of the above embodiments, the loss due to the eddy current can be reduced to improve the efficiency.

【0169】(第12の実施の形態:請求項13に対
応)図11は、本実施の形態による永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機における永久磁石の構成例を示す回転軸
方向断面図である。
(Twelfth Embodiment: Corresponding to Claim 13) FIG. 11 is a sectional view in the rotation axis direction showing a configuration example of a permanent magnet in a permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to the present embodiment.

【0170】すなわち、図11に示すように、本実施の
形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における永久
磁石5は、前述した第1乃至第9のいずれか一つの実施
の形態において、フェライト磁石10から成る層と、希
土類磁石11から成る層とを、回転軸方向に交互に配置
して構成している。
That is, as shown in FIG. 11, the permanent magnet 5 in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as the ferrite magnet 10 according to any one of the first to ninth embodiments described above. And the layer made of the rare-earth magnet 11 are arranged alternately in the direction of the rotation axis.

【0171】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第9のいずれか一つの実施の形態の場合と
同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も奏
することができる。すなわち、希土類磁石11は、低電
気抵抗の金属であるため、電機子電流の高調波電流によ
って誘導された時間高調波磁束と、スロットによって生
じる空間高調波磁束は、多量の渦電流を発生する。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to ninth embodiments is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved. That is, since the rare earth magnet 11 is a metal having a low electric resistance, the time harmonic magnetic flux induced by the harmonic current of the armature current and the spatial harmonic magnetic flux generated by the slot generate a large amount of eddy current.

【0172】ここで、本実施の形態では、希土類磁石1
1とフェライト磁石10の層が、回転軸方向に交互に配
置されていることにより、高抵抗のフェライト磁石10
で電気的に電流回路が断絶されることになる。すなわ
ち、渦電流は、希土類磁石11の層の狭い範囲にしか流
れないために僅かとなる。これにより、渦電流による損
失は僅かであり、永久磁石5は損失で高温にならず、回
転電機の効率も向上することができる。
Here, in the present embodiment, the rare earth magnet 1
1 and the layers of the ferrite magnets 10 are alternately arranged in the direction of the rotation axis so that the high-resistance ferrite magnet 10
As a result, the current circuit is electrically disconnected. That is, the eddy current is small because it flows only in a narrow range of the layer of the rare-earth magnet 11. Thus, the loss due to the eddy current is small, the permanent magnet 5 does not become hot due to the loss, and the efficiency of the rotating electric machine can be improved.

【0173】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第9
のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得る
ことができるのに加えて、渦電流による損失を僅かとし
て、効率を向上することが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to ninth rotating electric machines described above are used.
In addition to obtaining the same effect as that of any one of the above embodiments, the loss due to the eddy current can be reduced to improve the efficiency.

【0174】(第13の実施の形態:請求項14に対
応)本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機
は、前述した第1乃至第12のいずれか一つの実施の形
態において、定格トルク時に磁束の通り難い方向(q
軸)の電機子電流が作る磁束成分が永久磁石5の磁束と
打ち消し合って鎖交磁束が零となるように、永久磁石5
の磁石量を設定する構成としている。
(Thirteenth Embodiment: Corresponding to Claim 14) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to this embodiment is the same as the first to twelfth embodiments described above, except that the rated torque Sometimes the direction in which magnetic flux is difficult to pass (q
The magnetic flux component generated by the armature current on the axis (A) cancels out the magnetic flux of the permanent magnet 5 so that the linkage flux becomes zero.
Is set.

【0175】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第12のいずれか一つの実施の形態の場合
と同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も
奏することができる。すなわち、負荷電流を与えた時
に、電機子電流のq軸磁束と永久磁石5の磁束とが打ち
消し合って、q軸方向の合成磁束が0となるため、q軸
方向成分の磁束で誘導される電圧は0となる。これによ
り、端子電圧はd軸方向成分の磁束で誘起されるため、
より一層低電圧と高力率を得ることができる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in the case of any one of the first to twelfth embodiments is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved. That is, when a load current is applied, the q-axis magnetic flux of the armature current and the magnetic flux of the permanent magnet 5 cancel each other, and the combined magnetic flux in the q-axis direction becomes 0, so that the magnetic flux of the q-axis component is induced. The voltage becomes 0. Thereby, the terminal voltage is induced by the magnetic flux of the d-axis direction component,
Even lower voltage and higher power factor can be obtained.

【0176】また、本実施の形態では、永久磁石5が厚
みのある磁性材(鉄心)で覆われているため、鎖交磁束
を零にしても永久磁石5の磁束は回転子3内に分布す
る。すなわち、永久磁石5を不可逆減磁することなく鎖
交磁束を零にすることができる。
In the present embodiment, since the permanent magnet 5 is covered with a thick magnetic material (iron core), even if the interlinkage magnetic flux is reduced to zero, the magnetic flux of the permanent magnet 5 is distributed in the rotor 3. I do. That is, the flux linkage can be reduced to zero without irreversibly demagnetizing the permanent magnet 5.

【0177】さらに、リラクタンストルクは、電機子巻
線を流れる励磁電流とトルク電流成分との積となるた
め、出力は励磁電流とトルク電流成分と回転速度との積
となる。
Further, since the reluctance torque is the product of the exciting current flowing through the armature winding and the torque current component, the output is the product of the exciting current, the torque current component and the rotation speed.

【0178】ここで、q軸方向の磁束を形成する電機子
電流成分(トルク電流)は、前述したq軸方向の合成磁
束が0となるような一定値とし、d軸方向の磁束を形成
する電機子電流成分(励磁電流)を回転速度に応じてほ
ぼ反比例で調整することにより、定出力(トルク×回転
速度が一定)特性を容易に得ることができる。
Here, the armature current component (torque current) that forms the magnetic flux in the q-axis direction has a constant value such that the above-described combined magnetic flux in the q-axis direction becomes 0, and forms the magnetic flux in the d-axis direction. By adjusting the armature current component (excitation current) almost in inverse proportion according to the rotation speed, a constant output (torque × rotation speed is constant) characteristic can be easily obtained.

【0179】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第1
2のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得
ることができるのに加えて、定出力(トルク×回転速度
が一定)特性を容易に得ることが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to the first
In addition to obtaining the same effects as in any one of the second and third embodiments, it is also possible to easily obtain a constant output (torque × rotational speed is constant) characteristic.

【0180】(第14の実施の形態:請求項15に対
応)本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機
は、前述した第1乃至第13のいずれか一つの実施の形
態において、電機子巻線2が電気的に短絡した時に永久
磁石5の磁束によって誘導される電機子電流(短絡電
流)で生じるジュール損による発熱が回転電機本体の熱
的許容値以下、または電流で生じるブレーキ力が装置の
許容値以下となるように、永久磁石5の鎖交磁束数を決
定する構成としている。
(Fourteenth Embodiment: Corresponding to Claim 15) A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to this embodiment is the same as the armature according to any one of the first to thirteenth embodiments described above. When the winding 2 is electrically short-circuited, the heat generated by the Joule loss generated by the armature current (short-circuit current) induced by the magnetic flux of the permanent magnet 5 is less than the thermal allowable value of the rotating electric machine body, or the braking force generated by the current is reduced. The number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet 5 is determined so as to be equal to or less than the allowable value of the device.

【0181】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第13のいずれか一つの実施の形態の場合
と同様の作用を奏するのに加えて、以下のような作用も
奏することができる。すなわち、インバータ、端子で電
気的な短絡事故が発生した時に、電機子巻線2と鎖交す
る永久磁石5の磁束があれば、回転子3が回転すると誘
導電圧が生じる。そして、この誘導電圧で、電機子巻線
2に短絡電流が流れて、電機子巻線2が焼損したり、過
大なブレーキ力が生じる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as that of any one of the first to thirteenth embodiments is exerted. In addition to the above, the following operation can also be achieved. That is, when there is a magnetic flux of the permanent magnet 5 linked to the armature winding 2 when an electrical short-circuit accident occurs at the inverter and the terminal, an induced voltage is generated when the rotor 3 rotates. Then, this induced voltage causes a short-circuit current to flow through the armature winding 2, which burns out the armature winding 2 and generates an excessive braking force.

【0182】ここで、本実施の形態では、電機子巻線2
が電気的に短絡した時に永久磁石5の磁束によって誘導
される電機子電流で生じるジュール損による発熱が回転
電機本体の熱的許容値以下、または電流で生じるブレー
キ力が装置の許容値以下となるように、永久磁石5の鎖
交磁束数を決定していることにより、少ない永久磁石5
の鎖交磁束で高出力が得られるため、短絡電流、ブレー
キ力を許容値以下となるように誘導電圧を小さくするこ
とができる。これにより、短絡事故が発生しても、回転
電機および装置の不具合を防止することができる。
Here, in the present embodiment, the armature winding 2
The heat generated by the Joule loss caused by the armature current induced by the magnetic flux of the permanent magnet 5 when the motor is electrically short-circuited is less than the thermal allowance of the rotating electric machine body, or the braking force caused by the current is less than the allowance of the device. As described above, since the number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet 5 is determined,
Since a high output can be obtained with the flux linkage, the induced voltage can be reduced so that the short-circuit current and the braking force are below the allowable values. Thereby, even if a short circuit accident occurs, it is possible to prevent malfunctions of the rotating electric machine and the device.

【0183】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第1
3のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得
ることができるのに加えて、短絡事故が発生しても、回
転電機および装置の不具合を防止することが可能とな
る。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to the first
In addition to obtaining the same effects as in the case of any one of the third and third embodiments, even if a short circuit accident occurs, it is possible to prevent malfunctions of the rotating electric machine and the device.

【0184】(第15の実施の形態:請求項16に対
応)図12は、本実施の形態による永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機の構成例を示す径方向断面図であり、図
1乃至図3、図9乃至図11と同一要素には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
(Fifteenth Embodiment: Corresponding to Claim 16) FIG. 12 is a radial sectional view showing a configuration example of a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, and FIGS. The same elements as those in FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.

【0185】すなわち、本実施の形態の永久磁石式リラ
クタンス型回転電機は、図12に示すように、前述した
第1乃至第14のいずれか一つの実施の形態において、
回転子鉄心4内に、導体バー8を周方向に分布させて設
ける構成としている。
That is, as shown in FIG. 12, the permanent-magnet-type reluctance-type rotating electric machine according to the present embodiment is the same as that of any one of the first to fourteenth embodiments described above.
Conductor bars 8 are provided in the rotor core 4 so as to be distributed in the circumferential direction.

【0186】次に、以上のように構成した本実施の形態
の永久磁石式リラクタンス型回転電機においては、前述
した第1乃至第14のいずれか一つの実施の形態の場合
と同様の作用を奏するのに加えて、回転子鉄心4内に導
体バー8を周方向に分布させて設けていることにより、
非同期時に導体バー8には誘導電流が流れるため、自己
起動と安定した回転を得ることができる。また、インバ
ータ駆動時の高調波電流による渦電流を吸収することが
できる。
Next, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present embodiment configured as described above, the same operation as in any one of the above-described first to fourteenth embodiments is exerted. In addition to the above, by providing the conductor bars 8 in the rotor core 4 distributed in the circumferential direction,
Since the induced current flows through the conductor bar 8 at the time of asynchronous operation, self-starting and stable rotation can be obtained. Further, eddy current due to harmonic current at the time of driving the inverter can be absorbed.

【0187】上述したように、本実施の形態の永久磁石
式リラクタンス型回転電機では、前述した第1乃至第1
4のいずれか一つの実施の形態の場合と同様の効果を得
ることができるのに加えて、自己起動と安定した回転を
得ることができ、またインバータ駆動時の高調波電流に
よる渦電流を吸収することが可能となる。
As described above, in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present embodiment, the first to the first
4. In addition to obtaining the same effects as those of any one of the above-described embodiments, self-starting and stable rotation can be obtained, and eddy currents due to harmonic currents during inverter driving can be absorbed. It is possible to do.

【0188】[0188]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の永久磁石
式リラクタンス型回転電機によれば、電機子巻線の短い
巻線ピッチによって、電機子電流によるq軸磁束に対す
る永久磁石の磁束の割合を高く取れるため、電機子電流
によるq軸磁束を永久磁石の磁束で効果的に相殺するこ
とが可能となる。これにより、回転子の空隙面で磁気的
な凹凸が大となり、回転子の位置によって磁気エネルギ
ーの変化が大きくなるため、出力を著しく増加すること
ができ、また力率も増加することができる。
As described above, according to the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine of the present invention, the ratio of the magnetic flux of the permanent magnet to the q-axis magnetic flux due to the armature current is caused by the short winding pitch of the armature winding. , The q-axis magnetic flux due to the armature current can be effectively canceled by the magnetic flux of the permanent magnet. As a result, the magnetic unevenness becomes large on the air gap surface of the rotor, and the magnetic energy changes greatly depending on the position of the rotor, so that the output can be significantly increased and the power factor can be increased.

【0189】また、q軸の合成磁束、漏れ磁束が減少す
るため、鉄心の磁気飽和が緩和されて、より一層トルク
と力率を向上することができる。
Further, since the combined magnetic flux and the leakage magnetic flux of the q axis are reduced, the magnetic saturation of the iron core is reduced, and the torque and the power factor can be further improved.

【0190】さらに、永久磁石を回転子鉄心内に配置し
て、周囲の磁性材によって永久磁石内の反磁界は小さく
なり、さらに電機子反作用の影響も緩和されるため、q
軸の鎖交磁束を零、または永久磁石の鎖交磁束と逆方向
の鎖交磁束で動作させても、永久磁石が減磁することを
抑制することが可能となる。
Further, since the permanent magnet is disposed in the rotor core, the demagnetizing field in the permanent magnet is reduced by the surrounding magnetic material, and the effect of the armature reaction is reduced.
Even if the linkage flux of the shaft is operated at zero or the linkage flux of the direction opposite to the linkage flux of the permanent magnet, it is possible to suppress the permanent magnet from being demagnetized.

【0191】さらにまた、q軸の鎖交磁束を零にでき、
励磁電流でd軸磁束を変化できるため、端子電圧を大幅
に調整することが可能となる。これにより、基底速度時
の電圧を維持して、高速回転までの広範囲の可変速運転
を行なうことができる。
Furthermore, the flux linkage on the q axis can be made zero,
Since the d-axis magnetic flux can be changed by the exciting current, the terminal voltage can be largely adjusted. Thus, a wide range of variable speed operation up to high speed rotation can be performed while maintaining the voltage at the base speed.

【0192】以上により、永久磁石による誘起電圧が低
く、かつ小型、高出力、高力率で広範囲の可変速運転を
行なうことが可能な永久磁石を複合した永久磁石式リラ
クタンス型回転電機を提供することができる。
As described above, there is provided a permanent magnet type reluctance type electric rotating machine in which permanent magnets are combined with permanent magnets which are low in induced voltage by a permanent magnet, capable of performing a wide range of variable speed operation with small size, high output, and high power factor. be able to.

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

【図1】本発明による永久磁石式リラクタンス型回転電
機の第1の実施の形態を示す径方向断面図
FIG. 1 is a radial cross-sectional view showing a first embodiment of a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present invention.

【図2】本発明による永久磁石式リラクタンス型回転電
機の第1の実施の形態の変形例を示す径方向断面図
FIG. 2 is a radial cross-sectional view showing a modification of the first embodiment of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present invention.

【図3】本発明による永久磁石式リラクタンス型回転電
機の第2の実施の形態を示す径方向断面図
FIG. 3 is a radial sectional view showing a second embodiment of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present invention;

【図4】同第2の実施の形態の永久磁石式リラクタンス
型回転電機における巻線ピッチに対するトルクの変化を
示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in torque with respect to a winding pitch in the permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to the second embodiment;

【図5】同第2の実施の形態の永久磁石式リラクタンス
型回転電機における巻線ピッチに対する力率と効率の変
化を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes in power factor and efficiency with respect to winding pitch in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the second embodiment.

【図6】同第2の実施の形態の永久磁石式リラクタンス
型回転電機における巻線ピッチに対する負荷電圧の変化
を示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in load voltage with respect to a winding pitch in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the second embodiment;

【図7】同第2の実施の形態の永久磁石式リラクタンス
型回転電機における巻線ピッチに対する誘起電圧の変化
を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change in an induced voltage with respect to a winding pitch in the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the second embodiment;

【図8】本発明の第3の実施の形態の永久磁石式リラク
タンス型回転電機における磁極幅の比率に対するトルク
の変化を示す特性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change in torque with respect to a ratio of magnetic pole width in a permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明による永久磁石式リラクタンス型回転電
機の第9の実施の形態を示す径方向断面図
FIG. 9 is a radial sectional view showing a ninth embodiment of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present invention.

【図10】本発明の第11の実施の形態の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機における永久磁石の構成例を示す
径方向断面図
FIG. 10 is a radial sectional view showing a configuration example of a permanent magnet in a permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第12の実施の形態の永久磁石式リ
ラクタンス型回転電機における永久磁石の構成例を示す
回転軸方向断面図
FIG. 11 is a sectional view in the rotation axis direction showing a configuration example of a permanent magnet in a permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図12】本発明による永久磁石式リラクタンス型回転
電機の第15の実施の形態を示す径方向断面図
FIG. 12 is a radial cross-sectional view showing a fifteenth embodiment of the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the present invention.

【図13】従来のリラクタンス型回転電機の構成例を示
す径方向断面図
FIG. 13 is a radial cross-sectional view showing a configuration example of a conventional reluctance type rotating electric machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固定子 2…電機子コイル 3…回転子 4…回転子鉄心 5…永久磁石 6…回転子鉄心4内の空洞 7…突極歯 8…導体バー 9…回転子鉄心4の外周部のブリッジ部 10…フェライト磁石 11…希土類磁石。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator 2 ... Armature coil 3 ... Rotor 4 ... Rotor core 5 ... Permanent magnet 6 ... Cavity in rotor core 4 7 ... Salient pole teeth 8 ... Conductor bar 9 ... Outer peripheral part of rotor core 4 Bridge 10: Ferrite magnet 11: Rare earth magnet.

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 21/04 H02K 21/04 (72)発明者 高畠 幹生 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 5H619 AA01 AA05 BB15 BB22 BB24 PP01 PP02 PP04 PP08 PP14 5H621 GA01 GB10 HH01 HH07 JK01 JK08 5H622 AA04 CA01 CA07 CA10 CA13 CB03 DD01 DD02 PP05 QA01Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H02K 21/04 H02K 21/04 (72) Inventor Mikio Takahata 2-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Plant F-term (reference) 5H619 AA01 AA05 BB15 BB22 BB24 PP01 PP02 PP04 PP08 PP14 5H621 GA01 GB10 HH01 HH07 JK01 JK08 5H622 AA04 CA01 CA07 CA10 CA13 CB03 DD01 DD02 PP05 QA01

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄心に電機子巻線を設けた固定子と、鉄
心に永久磁石を設けた回転子とを備えて構成され、 前記固定子と回転子との間で生じる全トルクは、リラク
タンストルクと、前記電機子巻線の電流と前記永久磁石
の鎖交磁束との作用で発生するトルクとを合成して作ら
れるように構成し、 前記電機子巻線は、巻線ピッチを極ピッチの40%〜8
0%として前記固定子鉄心に巻き付けるようにしたこと
を特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
1. A motor comprising: a stator having an armature winding provided on an iron core; and a rotor having a permanent magnet provided on the iron core, wherein a total torque generated between the stator and the rotor is reluctance. A torque and a torque generated by the action of the current of the armature winding and the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet are formed by synthesizing the armature winding. 40% to 8
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine, wherein 0% is wound around the stator core.
【請求項2】 鉄心に電機子巻線を設けた固定子と、鉄
心に永久磁石を設けた回転子とを備えて構成され、 前記固定子と回転子との間で生じる全トルクは、リラク
タンストルクと、前記電機子巻線の電流と前記永久磁石
の鎖交磁束との作用で発生するトルクとを合成して作ら
れるように構成し、 前記リラクタンストルクは、前記電機子巻線の電流と前
記永久磁石の鎖交磁束とによるトルクよりも大きくなる
ようにし、 前記電機子巻線は、巻線ピッチを極ピッチの40%〜8
0%として前記固定子鉄心に巻き付けるようにしたこと
を特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
2. A stator having an armature winding on an iron core and a rotor having a permanent magnet on the iron core, wherein a total torque generated between the stator and the rotor is reluctance. A torque and a torque generated by an action of the current of the armature winding and the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet are formed so as to be synthesized, and the reluctance torque is defined by a current of the armature winding and a current of the armature winding. The armature winding has a winding pitch of 40% to 8% of the pole pitch.
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine, wherein 0% is wound around the stator core.
【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の永
久磁石式リラクタンス型回転電機において、 前記回転子鉄心は、磁束の通り易い部分(d軸方向の部
分)と磁束の通り難い部分(q軸方向の部分)とが回転
子に交互に形成されるように磁気障壁を設けた回転子鉄
心とし、 前記回転子鉄心における、磁気抵抗が小さくてインダク
タンスが大となる磁極部分の周方向の幅を極ピッチの3
0〜40%としたことを特徴とする永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機。
3. The permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to claim 1, wherein the rotor core has a portion where the magnetic flux is easy to pass (a portion in the d-axis direction) and a portion where the magnetic flux is difficult to pass ( (a part in the q-axis direction) are alternately formed on the rotor, and a magnetic barrier is provided. The rotor core has a magnetic pole portion in the circumferential direction of a magnetic pole portion where the magnetic resistance is small and the inductance is large. Width of pole pitch 3
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine characterized by being 0 to 40%.
【請求項4】 前記請求項1乃至請求項3のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記永久磁石による空隙磁束密度の平均値を0.3〜
0.5Tとしたことを特徴とする永久磁石式リラクタン
ス型回転電機。
4. The method according to claim 1, wherein
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the paragraph, the average value of the air gap magnetic flux density by the permanent magnet is 0.3 to
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine characterized by 0.5T.
【請求項5】 前記請求項1乃至請求項4のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記電機子巻線の巻線ピッチを極ピッチの40%〜70
%とし、前記永久磁石の空隙磁束密度の平均値を0.4
〜0.6Tとしたことを特徴とする永久磁石式リラクタ
ンス型回転電機。
5. The method according to claim 1, wherein
In the permanent-magnet-type reluctance-type rotary electric machine according to the item, the winding pitch of the armature winding is set to 40% to 70% of the pole pitch.
%, And the average value of the air gap magnetic flux density of the permanent magnet is 0.4%.
A permanent-magnet-type reluctance-type rotating electric machine characterized by being set to 0.6T.
【請求項6】 前記請求項1乃至請求項5のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 電流が流れていない状熊では、前記回転子に設けられた
磁性部材によって前記永久磁石の発生する磁束の30%
以上が回転子内に分布し、最大トルク時には、前記永久
磁石による鎖交磁束は電流の磁束と永久磁石の磁束とが
合成された鎖交磁束の10%以上あるようにしたことを
特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
6. The method according to claim 1, wherein
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine described in the paragraph, in a state where no current flows, 30% of a magnetic flux generated by the permanent magnet by a magnetic member provided in the rotor.
The above is distributed in the rotor, and at the time of the maximum torque, the interlinkage magnetic flux by the permanent magnet is at least 10% of the interlinkage magnetic flux obtained by combining the magnetic flux of the current and the magnetic flux of the permanent magnet. Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine.
【請求項7】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記永久磁石の磁束の磁路となるように前記回転子の磁
気障壁と接する鉄心部を鉄のブリッジで結合し、電流が
流れていない状態で、前記永久磁石の発生する磁束の3
0%以上が前記ブリッジを磁路として回転子内に分布す
るようにしたことを特徴とする永久磁石式リラクタンス
型回転電機。
7. The method according to claim 1, wherein
In the permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to the item, an iron core portion that is in contact with a magnetic barrier of the rotor is connected with an iron bridge so as to be a magnetic path of a magnetic flux of the permanent magnet, and in a state where no current flows. , 3 of the magnetic flux generated by the permanent magnet
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine wherein 0% or more is distributed in a rotor using the bridge as a magnetic path.
【請求項8】 前記請求項1乃至請求項7のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記電機子巻線を重ね巻としたことを特徴とする永久磁
石式リラクタンス型回転電機。
8. The method according to claim 1, wherein
3. The permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to claim 1, wherein the armature winding is wrapped.
【請求項9】 前記請求項1乃至請求項7のいずれか1
項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記電機子巻線を集中巻とし、前記回転子鉄心の形状を
突極形状としたことを特徴とする永久磁石式リラクタン
ス型回転電機。
9. The method according to claim 1, wherein
3. The permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to claim 1, wherein the armature winding is a concentrated winding, and the shape of the rotor core is a salient pole shape.
【請求項10】 前記請求項1乃至請求項9のいずれか
1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機におい
て、 前記固定子から見て回転子の磁束の通り難い部分(q
軸)で、前記固定子鉄心と対向する側の回転子鉄心に空
洞を形成したことを特徴とする永久磁石式リラクタンス
型回転電機。
10. The permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to claim 1, wherein the magnetic flux of the rotor hardly passes through when viewed from the stator.
A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine, wherein a cavity is formed in the rotor core on the side facing the stator core on the axis).
【請求項11】 前記請求項1乃至請求項10のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 前記回転子の永久磁石は、フェライト磁石と希土類磁石
とを組み合わせて構成したことを特徴とする永久磁石式
リラクタンス型回転電機。
11. The permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet of the rotor is formed by combining a ferrite magnet and a rare earth magnet. A permanent magnet type reluctance type rotating electric machine characterized by the following.
【請求項12】 前記請求項1乃至請求項11のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 前記回転子の永久磁石は、表面側をフェライト磁石から
成る層とし、内部側を希土類磁石から成る層で構成した
ことを特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
12. The permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to claim 1, wherein a surface of the permanent magnet of the rotor is a layer made of a ferrite magnet, and a surface of the permanent magnet is an inner side. Is constituted by a layer made of a rare earth magnet.
【請求項13】 前記請求項1乃至請求項11のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 前記回転子の永久磁石は、フェライト磁石から成る層と
希土類磁石から成る層とを、回転軸方向に交互に配置し
て構成したことを特徴とする永久磁石式リラクタンス型
回転電機。
13. The permanent magnet type reluctance type rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet of the rotor has a layer made of a ferrite magnet and a layer made of a rare earth magnet. Are arranged alternately in the direction of the rotation axis.
【請求項14】 前記請求項1乃至請求項13のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 定格トルク時に磁束の通り難い方向(q軸)の電機子電
流が作る磁束成分が前記永久磁石の磁束と打ち消し合っ
て鎖交磁束が零となるように前記永久磁石の磁石量を設
定したことを特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転
電機。
14. The permanent magnet type reluctance type rotary electric machine according to claim 1, wherein a flux component generated by an armature current in a direction (q axis) in which magnetic flux is difficult to pass at rated torque. Wherein the amount of the permanent magnet is set such that the flux of the permanent magnet cancels out the magnetic flux of the permanent magnet and the linkage flux becomes zero.
【請求項15】 前記請求項1乃至請求項14のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 前記電機子巻線が電気的に短絡した時に前記永久磁石の
磁束によって誘導される電機子電流で生じるジュール損
による発熱が回転電機本体の熱的許容値以下、または電
流で生じるブレーキ力が装置の許容値以下となるように
前記永久磁石の鎖交磁束数を決定したことを特徴とする
永久磁石式リラクタンス型回転電機。
15. The permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to claim 1, wherein the armature winding is induced by a magnetic flux of the permanent magnet when the armature winding is electrically short-circuited. The number of interlinkage magnetic fluxes of the permanent magnet is determined so that the heat generated by Joule loss generated by the armature current is equal to or less than the thermal allowable value of the rotating electrical machine main body, or the braking force generated by the current is equal to or less than the allowable value of the device. Characterized by a permanent magnet type reluctance type rotating electric machine.
【請求項16】 前記請求項1乃至請求項15のいずれ
か1項に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機にお
いて、 前記回転子鉄心内に、導体を周方向に分布させて設けた
ことを特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
16. The permanent magnet type reluctance rotating electric machine according to any one of claims 1 to 15, wherein conductors are provided in the rotor core in a circumferential direction. Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine.
JP24617199A 1999-08-31 1999-08-31 Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine Pending JP2001069735A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24617199A JP2001069735A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24617199A JP2001069735A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001069735A true JP2001069735A (en) 2001-03-16

Family

ID=17144580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24617199A Pending JP2001069735A (en) 1999-08-31 1999-08-31 Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001069735A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310154A (en) * 2001-04-18 2002-10-23 Seiko Epson Corp Permanent magnet magnetic circuit and superconductive bearing device
EP1703623A2 (en) 2005-03-14 2006-09-20 Hitachi, Ltd. An electrical rotation machine and a wind turbine system
JP2010075049A (en) * 2010-01-04 2010-04-02 Toshiba Corp Rotating electric machine
JP2015186268A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 学校法人 東洋大学 Permanent magnet type rotary electric machine
US9564780B2 (en) 2012-08-29 2017-02-07 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotary electric machine and rotor
CN107104568A (en) * 2017-07-04 2017-08-29 杭州同孚环保科技有限公司 A kind of reluctance motor set to pole
EP2680402A3 (en) * 2012-06-29 2017-11-15 Hitachi, Ltd. Electrical rotating machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0711858U (en) * 1993-07-12 1995-02-21 株式会社安川電機 Permanent magnet type synchronous motor rotor
JPH11136890A (en) * 1997-10-31 1999-05-21 Toshiba Corp Permanent magnet reluctance dynamo-electric machine
JPH11146615A (en) * 1997-11-11 1999-05-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reluctance motor
JPH11234989A (en) * 1998-02-10 1999-08-27 Yaskawa Electric Corp Smooth core armature type three-phase brushless motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0711858U (en) * 1993-07-12 1995-02-21 株式会社安川電機 Permanent magnet type synchronous motor rotor
JPH11136890A (en) * 1997-10-31 1999-05-21 Toshiba Corp Permanent magnet reluctance dynamo-electric machine
JPH11146615A (en) * 1997-11-11 1999-05-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reluctance motor
JPH11234989A (en) * 1998-02-10 1999-08-27 Yaskawa Electric Corp Smooth core armature type three-phase brushless motor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310154A (en) * 2001-04-18 2002-10-23 Seiko Epson Corp Permanent magnet magnetic circuit and superconductive bearing device
EP1703623A2 (en) 2005-03-14 2006-09-20 Hitachi, Ltd. An electrical rotation machine and a wind turbine system
US7498707B2 (en) 2005-03-14 2009-03-03 Hitachi, Ltd. Electrical rotation machine and a wind turbine system
US7737593B2 (en) 2005-03-14 2010-06-15 Hitachi, Ltd. Electrical rotation machine and a wind turbine system
JP2010075049A (en) * 2010-01-04 2010-04-02 Toshiba Corp Rotating electric machine
EP2680402A3 (en) * 2012-06-29 2017-11-15 Hitachi, Ltd. Electrical rotating machine
US9564780B2 (en) 2012-08-29 2017-02-07 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotary electric machine and rotor
JP2015186268A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 学校法人 東洋大学 Permanent magnet type rotary electric machine
CN107104568A (en) * 2017-07-04 2017-08-29 杭州同孚环保科技有限公司 A kind of reluctance motor set to pole
CN107104568B (en) * 2017-07-04 2023-04-25 杭州同孚环保科技有限公司 Reluctance motor with opposite poles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100387554B1 (en) Reluctance type rotating machine with permanent magnets
JP3816727B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine
KR100362905B1 (en) The rotor of permanent magnet type rotation electrical machine
JP3172506B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine
WO2010070888A1 (en) Permanent magnet type rotary electrical machine
JPH11514195A (en) Double salient pole permanent magnet machine with field weakening (or enhancement) function
JP2002112513A (en) Dynamo-electric machine
JP2008136298A (en) Rotator of rotary electric machine, and rotary electric machine
WO2008018354A1 (en) Permanent magnet type rotary electric device rotor
JP3280896B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine
JP3290392B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine
JP2003088071A (en) Reluctance type electric rotating machine
Zhu et al. Design and analysis of a new hybrid excited doubly salient machine capable of field control
JP2002252939A (en) Permanent magnet type reluctance dynamo electric machine
JP3172497B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine
JP3193348B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electric machine
JPS61180019A (en) Magnetic bearing
JPH0870541A (en) Permanent magnet-type rotating electric machine
JP2001069735A (en) Permanent magnet type reluctance type rotary electric machine
CN106100272B (en) A kind of double-salient-pole magnetic flux controllable motor of few rare earth tooth yoke complementation
JP3857017B2 (en) Permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine
JP3683455B2 (en) Permanent magnet motor
JP2003199273A (en) Permanent magnet system reluctance type rotating electric machine
JP3364320B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine
JP5197551B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050322

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050419

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20061107