JP2004048970A - Permanent-magnet rotary-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石形回転電機に関し、特に表面磁石貼付型の永久磁石形回転電機に適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
図5及び図6は従来の永久磁石形同期電動機の構成を示す横断面図である。図5に示す永久磁石形同期電動機は、回転軸5に固定されたロータ鉄心1の内部に永久磁石2が埋め込まれた構成のロータ3と、ロータ3の周囲を囲むように配置されたステータ4とを有している。一方、図6に示す永久磁石形同期電動機は、回転軸15に固定されたロータ鉄心11の外周面に永久磁石12が貼付された構成のロータ13と、ロータ13の周囲を囲むように配置されたステータ14とを有している。
【0003】
一般的に図5に示すような埋め込み磁石型の永久磁石形同期電動機(IPMモータ)に比べ、図6に示すような表面磁石貼付型の永久磁石形同期電動機(SPMモータ)は、ステータ14に対し、ロータ鉄心11が離れているため、L成分低く、応答性がよく、トルクリプルが小さいといわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、SPMモータはIPMモータに比べ、永久磁石12がロータ鉄心11の外周面(表面)に貼り付けられているため、遠心力に弱い。そこで、この解決策として、図7に示すようにロータ鉄心11の外周面に複数のあり溝11aを掘り、これらのあり溝11aのそれぞれに永久磁石12を嵌め込むという方法が採られている。この場合、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の内側に向かって広がる形状の永久磁石12を、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の内側に向かって広がる形状のあり溝11aに嵌め込むため、永久磁石12を確実に固定することができる。即ち、ロータ鉄心周方向において隣り合うあり溝11aの間の極間鉄心11bは、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の外側に向かって広がる形状の突起部となっており、各永久磁石12はこれらの極間鉄心11bに固定されて遠心力の方向に飛び出すことがない。
【0005】
ところが、この場合には極間鉄心11bが固定子14の近くに存在することから、L成分が大きくなり、特性がIPMモータに近くなるため、応答性の悪化やトルクリプルの増大を招く。
【0006】
従って本発明は上記の事情に鑑み、ロータ鉄心の外周面のあり溝に永久磁石を嵌合した表面磁石貼付型の永久磁石形回転電機であって、前記あり溝の間の極間鉄心による応答性の悪化やトルクリプルの増大を抑えることができる永久磁石形回転電機を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第1発明の永久磁石形回転電機は、ロータ鉄心の外周面に形成した複数のあり溝にそれぞれ永久磁石を嵌合してなる構成のロータと、このロータの周囲を囲むように配置したステータとを有する永久磁石形回転電機において、
ロータ鉄心周方向にて隣合う前記あり溝の間の極間鉄心の外表面に溝を形成したことを特徴とする。
【0008】
また、第2発明の永久磁石形回転電機は、第1発明の永久磁石形回転電機において、
前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がU字状であることを特徴とする。
【0009】
また、第3発明の永久磁石形回転電機は、第1発明の永久磁石形回転電機において、
前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がV字状であることを特徴とする。
【0010】
また、第4発明の永久磁石形回転電機は、第3発明の永久磁石形回転電機において、
前記V字状の溝の底部と両端部とに丸みをつけたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0012】
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す横断面図、図2は図1のA部拡大横断面図である。
【0013】
図1に示すように本実施の形態1の永久磁石形同期電動機は、回転軸35に固定されたロータ鉄心31の外周面に永久磁石32が貼付された構成のロータ33と、ロータ33の周囲を囲むように配置されたステータ34とを有している(SPMモータ)。なお、図示は省略しているが、ステータ34はステータ鉄心にコイルを巻いた構成となっている。
【0014】
ロータ鉄心31の外周面には複数のあり溝31aが掘られており、これらのあり溝31aのそれぞれに永久磁石32が嵌め込まれている。この場合、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の内側に向かって広がる形状の永久磁石32を、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の内側に向かって広がる形状のあり溝31aに嵌め込むため、永久磁石32を確実に固定することができる。即ち、ロータ鉄心周方向において隣り合うあり溝31aの間の極間鉄心31bは、ロータ鉄心周方向の幅がロータ鉄心径方向の外側に向かって広がる形状の突起部となっており、各永久磁石32はこれらの極間鉄心31bに固定されて遠心力の方向に飛び出すことがない。
【0015】
そして、本実施の形態1の永久磁石形同期電動機では、各極間鉄心31bの外表面31cに横断面形状がU字状の溝31dが形成されている。
【0016】
従って、本実施の形態1の永久磁石形同期電動機によれば、極間鉄心31bの外表面31cにU字状の溝31dを形成したため、ステータ34の近くに存在する極間鉄心31bの量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、永久磁石形同期電動機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。
【0017】
<実施の形態2>
図3は本発明の実施の形態2に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す要部横断面図である。なお、本永久磁石形同期電動機の全体的な構成については上記実施の形態1と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する。
【0018】
そして、図3に示すように本実施の形態2の永久磁石形同期電動機では、各極間鉄心31bの外表面31cに横断面形状がV字状の溝31eが形成されている。
【0019】
従って、本実施の形態2によれば、極間鉄心31bの外表面31cにV字状の溝31を形成したため、上記実施の形態1の場合よりも更にステータ34の近くに存在する極間鉄心31bの量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、更に永久磁石形同期電動機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。
【0020】
<実施の形態3>
図4は本発明の実施の形態3に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す要部横断面図である。なお、本永久磁石形同期電動機の全体的な構成については上記実施の形態1と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する。
【0021】
そして、図4に示すように本実施の形態3の永久磁石形同期電動機では、各極間鉄心31bの外表面31cに横断面形状がV字状の溝31eが形成され、且つ、これらのV字状の溝31eの底部31e−1と両端部31e−2とに丸み(R)がつけられている。
【0022】
従って、本実施の形態3によれば、極間鉄心31bの外表面31cにV字状の溝31eを形成し、且つ、これらのV字状の溝31eの底部31e−1と両端部31e−2とに丸み(R)がつけたため、上記実施の形態2の場合よりも更にステータ34の近くに存在する極間鉄心31bの量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、更に永久磁石形同期電動機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。また、丸み(R)をつけることによってV字状の溝31eに角部がなくなるため、製作が容易になる。
【0023】
【発明の効果】
以上発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第1発明の永久磁石形回転電機によれば、ロータ鉄心の外周面に形成した複数のあり溝にそれぞれ永久磁石を嵌合してなる構成のロータと、このロータの周囲を囲むように配置したステータとを有する永久磁石形回転電機において、ロータ鉄心周方向にて隣合う前記あり溝の間の極間鉄心の外表面に溝を形成したため、ステータの近くに存在する極間鉄心の量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、永久磁石形回転電機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。
【0024】
また、第2発明の永久磁石形回転電機によれば、第1発明の永久磁石形回転電機において、前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がU字状であるため、第1発明と同様の効果を有し、製作も比較的容易である。
【0025】
また、第3発明の永久磁石形回転電機によれば、第1発明の永久磁石形回転電機において、前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がV字状であるため、第2発明の場合よりも更にステータの近くに存在する極間鉄心の量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、更に永久磁石形同期電動機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。
【0026】
また、第4発明の永久磁石形回転電機によれば、第3発明の永久磁石形回転電機において、前記V字状の溝の底部と両端部とに丸みをつけたため、第3発明の場合よりも更にステータの近くに存在する極間鉄心の量が少なくなり、L分が小さくなる。このため、更に永久磁石形同期電動機の応答性が向上し、トルクリプルが小さくなる。また、丸み(R)をつけることによってV字状の溝に角部がなくなるため、製作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す横断面図である。
【図2】図1のA部拡大横断面図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す要部横断面図である。
【図4】本発明の実施の形態3に係る永久磁石形同期電動機の構成を示す要部横断面図である。
【図5】従来の永久磁石形同期電動機の構成を示す横断面図である。
【図6】従来の永久磁石形同期電動機の構成を示す横断面図である。
【図7】ロータ鉄心外周面のあり溝に永久磁石を嵌合した表面磁石貼付型の永久磁石形同期電動機の構成を示す要部横断面図である。
【符号の説明】
31 ロータ鉄心
31a あり溝
31b 極間鉄心
31c 極間鉄心の外表面
31d U字状の溝
31e V字状の溝
31e−1 V字状の溝の底部
31e−2 V字状の溝の端部
32 永久磁石
33 ロータ
34 ステータ
35 回転軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a permanent magnet type rotating electric machine, and is particularly useful when applied to a surface magnet pasted type permanent magnet type rotating electric machine.
[0002]
[Prior art]
5 and 6 are cross-sectional views showing the configuration of a conventional permanent magnet synchronous motor. The permanent magnet synchronous motor shown in FIG. 5 includes a rotor 3 having a
[0003]
In general, a permanent magnet type synchronous motor (SPM motor) with a surface magnet attached as shown in FIG. 6 has a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the SPM motor is less susceptible to centrifugal force than the IPM motor because the
[0005]
However, in this case, since the
[0006]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a surface magnet-attached type permanent magnet type rotating electric machine in which a permanent magnet is fitted in a dovetail groove on the outer peripheral surface of a rotor iron core. It is an object of the present invention to provide a permanent magnet type rotating electric machine capable of suppressing deterioration of performance and increase of torque ripple.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet type rotating electric machine configured to fit a plurality of dovetail grooves formed on an outer peripheral surface of a rotor core with permanent magnets, respectively, and to surround the periphery of the rotor. In a permanent magnet type rotating electric machine having a stator disposed in
A groove is formed on the outer surface of the pole core between the dovetail grooves adjacent in the circumferential direction of the rotor core.
[0008]
The permanent magnet type rotating electric machine of the second invention is the permanent magnet type rotating electric machine of the first invention,
The groove formed in the outer surface of the pole core has a U-shaped cross section.
[0009]
Further, the permanent magnet type rotating electric machine of the third invention is the permanent magnet type rotating electric machine of the first invention,
The groove formed in the outer surface of the pole core has a V-shaped cross section.
[0010]
Further, the permanent magnet type rotating electric machine of the fourth invention is the permanent magnet type rotating electric machine of the third invention,
The bottom and both ends of the V-shaped groove are rounded.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
<
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor according to
[0013]
As shown in FIG. 1, the permanent magnet type synchronous motor according to the first embodiment includes a
[0014]
A plurality of
[0015]
In the permanent magnet synchronous motor of the first embodiment, a
[0016]
Therefore, according to the permanent magnet type synchronous motor of the first embodiment, since the U-shaped
[0017]
<
FIG. 3 is a main part cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet synchronous motor according to
[0018]
As shown in FIG. 3, in the permanent magnet synchronous motor according to the second embodiment, a
[0019]
Therefore, according to the second embodiment, since the V-shaped
[0020]
<Embodiment 3>
FIG. 4 is a main part cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor according to Embodiment 3 of the present invention. Since the overall configuration of the permanent magnet synchronous motor is the same as that of the first embodiment, the description and illustration are omitted here.
[0021]
As shown in FIG. 4, in the permanent magnet type synchronous motor according to the third embodiment, a
[0022]
Therefore, according to the third embodiment, V-shaped
[0023]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiments of the present invention, according to the permanent magnet type rotating electric machine of the first invention, the permanent magnets are fitted into the plurality of dovetail grooves formed on the outer peripheral surface of the rotor core. In a permanent magnet type rotating electric machine having a rotor having a configuration and a stator arranged so as to surround the periphery of the rotor, a groove is formed on the outer surface of the pole core between the dovetail grooves adjacent in the circumferential direction of the rotor core. As a result, the amount of the core between the poles existing near the stator is reduced, and the L component is reduced. Therefore, the responsiveness of the permanent magnet type rotating electric machine is improved, and the torque ripple is reduced.
[0024]
According to the permanent magnet type rotating electric machine of the second invention, in the permanent magnet type rotating electric machine of the first invention, the groove formed on the outer surface of the pole core has a U-shaped cross-sectional shape. It has the same effect as the first invention, and is relatively easy to manufacture.
[0025]
Further, according to the permanent magnet type rotating electric machine of the third invention, in the permanent magnet type rotating electric machine of the first invention, since the groove formed on the outer surface of the pole core has a V-shaped cross section, The amount of the iron core existing near the stator is further reduced than in the case of the second invention, and the L component is reduced. For this reason, the responsiveness of the permanent magnet type synchronous motor is further improved, and the torque ripple is reduced.
[0026]
Further, according to the permanent magnet type rotating electric machine of the fourth invention, in the permanent magnet type rotating electric machine of the third invention, the bottom and both ends of the V-shaped groove are rounded, so that the case of the third invention is improved. In addition, the amount of the core between the poles existing near the stator is reduced, and the L component is reduced. For this reason, the responsiveness of the permanent magnet type synchronous motor is further improved, and the torque ripple is reduced. In addition, the roundness (R) eliminates corners in the V-shaped groove, thereby facilitating manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor according to
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor according to
FIG. 4 is a main part cross-sectional view showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional permanent magnet synchronous motor.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional permanent magnet synchronous motor.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing a configuration of a permanent magnet type synchronous motor of a surface magnet sticking type in which a permanent magnet is fitted into a groove on the outer peripheral surface of a rotor core.
[Explanation of symbols]
31
Claims (4)
ロータ鉄心周方向にて隣合う前記あり溝の間の極間鉄心の外表面に溝を形成したことを特徴とする永久磁石形回転電機。In a permanent magnet type rotating electric machine having a rotor having a configuration in which permanent magnets are fitted into a plurality of dovetail grooves formed on an outer peripheral surface of a rotor core, and a stator arranged to surround the periphery of the rotor,
A permanent magnet type rotating electric machine, wherein a groove is formed on an outer surface of a pole core between said dovetail grooves adjacent in a circumferential direction of a rotor core.
前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がU字状であることを特徴とする永久磁石形回転電機。The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1,
A groove formed on the outer surface of the pole core has a U-shaped cross section.
前記極間鉄心の外表面に形成した溝は横断面形状がV字状であることを特徴とする永久磁石形回転電機。The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1,
A groove formed in the outer surface of the pole core has a V-shaped cross section, and is a permanent magnet type rotating electric machine.
前記V字状の溝の底部と両端部とに丸みをつけたことを特徴とする永久磁石形回転電機。The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 3,
A permanent magnet type rotating electric machine wherein the bottom and both ends of the V-shaped groove are rounded.
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