JP2006211801A - 永久磁石埋込型電動機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】環状のヨークと巻線用溝となる周方向間隔をおいて放射状に複数のティースが形成されている固定子と、前記固定子と僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子鉄心に埋設された永久磁石にて界磁を発生する回転子とを備えた電動機において、固定子鉄心と空隙を介して対峙する永久磁石を有する第1の回転子鉄心4の端面側に、概第1の回転子鉄心の磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された永久磁石7を配置した第2の回転子鉄心6を有する。
【選択図】図1
Description
また、回転子端面に磁性体を配置したことを特徴としたものである。
図1は本発明の第1の実施例を示す永久磁石埋込型電動機断面図、図2は本発明の第1の実施例を示す永久磁石埋込型電動機の平面図である。2は固定子であり環状のヨークと固定子巻線用溝となる周方向間隔をおいて放射状に複数のティースが形成されている。図2は固定子の巻線用溝に固定子巻線3が配置される。固定子の軸方向長さをL2とし、固定子鉄心の軸方向長さをL1とする。回転子は、固定子鉄心のL1部で空隙を介して対峙し、軸断面方向に着磁された第1の永久磁石を有する第1の回転子鉄心4と、概第1の回転子鉄心4の磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石7を配置した第2の回転子鉄心6を有している。第2の回転子鉄心の外側には磁性体からなる第2のロータヨーク8を有する。なお、図2には説明のために、固定子巻線3および、第2のロータヨーク8は図示していない。
図7(b)は第1の回転子鉄心端面に配置される第2の回転子に用いられる軸方向に着磁された永久磁石を示す。ここで、回転子半径をR、回転子直径をD、極数をPとする。
以下に永久磁石の磁束の概略計算を行う。図7(a)から、第1の永久磁石の軸方向長さをAとすると、永久磁石の磁束を最大とするには、クロス線で示した面積を最大にすることであり、2RAに比例する。即ちDAに比例する。ただし、磁石の厚みや回転子の軸径等は無視している。
A≦πD/4P・・・(式1)
とすることで、少ない磁石量で小型高出力で高効率な永久磁石埋込型電動機を提供することができる。
図8(a)は、4は固定子鉄心と空隙を介して対峙する永久磁石を有する第1の回転子鉄心であり、その端面側に概第1の回転子鉄心の磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石7を配置している。その端面には磁性体からなる第2のロータヨーク8を配置している。第2の永久磁石7は、磁極中央の軸方向寸法71が磁極間の軸方向寸法72よりも大きく、第2のロータヨーク8は、磁極中央に相当するの軸方向寸法82が磁極間に相当するの軸方向寸法81よりも小さい。ロータヨークの磁極間に相当するの軸方向寸法81を必要寸法を確保しているのでロータヨークの磁気飽和もなく、図8(b)に示した軸方向寸法が均一な場合と比較して回転子の軸方向寸法をXだけ短くすることができ、軸方向寸法のアップを最小にすることができる。僅かな軸方向寸法のアップであるが大幅に磁束量をアップすることができ、小型高出力で高効率な永久磁石埋込型電動機を提供することができる。
第2の永久磁石7の固定は、第1の回転子に接着等で固定しても良いが、本実施例のように、永久磁石保持リング10を用いることで、より強固な固定ができ、高速回転での信頼性が向上し、より高速回転可能な小型高出力で高効率な永久磁石埋込型電動機を提供することができる。
2 固定子
3 固定子巻線
4 第1の回転子
5 第1の永久磁石
6 第2の回転子
7 第2の永久磁石
8 第2のロータヨーク
9 永久磁石を配置しない第1の回転子鉄心
10 永久磁石保持リング
11 非磁性材からなるカラー
101 回転子
102 固定子
104 永久磁石
109 固定子巻線
110a、110b オーバーハング部
Claims (9)
- 環状のヨークと巻線用溝となる周方向間隔をおいて放射状に複数のティースが形成されている固定子と、前記固定子と僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子鉄心に埋設された永久磁石にて界磁を発生する回転子とを備えた電動機において、固定子鉄心と空隙を介して対峙する第1の永久磁石を有する第1の回転子鉄心の端面側に、第1の回転子外周の磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石を配置した第2の回転子を有する永久磁石埋込型電動機。
- 固定子鉄心と空隙を介して対峙する第1の回転子鉄心に第1の回転子鉄心の軸方向長さよりも短い軸断面方向に着磁された第1の永久磁石を配置し、磁極間に相当する箇所にスリットを設けた永久磁石を配置しない第1の回転子鉄心と、第1の永久磁石の外周側から内径側の範囲に相当する第1の回転子鉄心の端面に、第1の回転子鉄心の磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石を配置した第2の回転子を有することを特徴とする請求項1記載の永久磁石埋込型電動機。
- 極数P、回転子外径D、第1の回転子鉄心の永久磁石のない回転子鉄心の軸方向長さAが以下の条件であることを特徴とする請求項2記載の永久磁石埋込型電動機。
A≦πD/4P・・・(式1) - 回転子端面に磁性体を配置したことを特徴とする請求項1乃至3記載の永久磁石埋込型電動機。
- 固定子鉄心と空隙を介して対峙する第1の回転子鉄心の端面側に、第1の回転子磁極と同じ磁極を第1の回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石の磁極間の軸方向寸法が磁極中央の軸方向寸法よりも短く、概永久磁石の端面に配置された磁性体の軸方向寸法は、磁極間の軸方向寸法が概永久磁石磁極間磁極中央の軸方向寸法よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の永久磁石埋込型電動機。
- 固定子鉄心と空隙を介して対峙する第1の永久磁石を有する第1の回転子鉄心の端面側に、概回転子鉄心の磁極と同じ磁極を回転子鉄心側となるよう軸方向着磁された第2の永久磁石を配置した第2の回転子の永久磁石外周部に非磁性材を配置したこと特徴とする請求項1乃至5記載の永久磁石埋込型電動機。
- 圧粉焼結による回転子鉄心を用いたことを特徴とした請求項1乃至6記載の永久磁石埋込型電動機。
- 請求項1乃至7記載の永久磁石埋込型電動機を搭載したコンプレッサ。
- 請求項1乃至7記載の永久磁石埋込型電動機を搭載した電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車。
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