JP2009270926A - Test device of magnet for motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test device of a magnet for a motor for easily and inexpensively specifying demagnetization mode of a magnet at a certain instant under an optional condition. <P>SOLUTION: The test device 10 for measuring the demagnetization state of the magnet for the motor comprises a fixture 2 for holding the motor M formed of a stator S and a rotor R that is located in the inside and has the magnet E in an attitude where the stator S and the rotor R form an optional machine angle, a power supply 3 for carrying direct current to a coil C wound on the stator S, and a magnetic flux meter 4 for measuring the demagnetization state of the magnet E. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ用磁石の減磁状態を計測するための試験装置に係り、特に、所望のモータ周囲温度条件、所望の磁石温度条件、所望の機械角および通電状態における磁石の減磁状態を、簡易に精度よく特定することのできるモータ用磁石の試験装置に関するものである。   The present invention relates to a test apparatus for measuring a demagnetization state of a magnet for a motor, and in particular, to determine a demagnetization state of a magnet in a desired motor ambient temperature condition, a desired magnet temperature condition, a desired mechanical angle, and an energized state. The present invention relates to a motor magnet testing apparatus that can be easily and accurately specified.

従来の車両用駆動モータを構成する永久磁石の減磁状態(減磁モード)を計測するための試験装置は、実車を使用してモータをたとえば何千、何万回転駆動させ、その後にモータから永久磁石を取り出して磁束計にてその減磁状態(永久磁石のどの部位がどの程度減磁しているかなど)を計測していた。   A test apparatus for measuring the demagnetization state (demagnetization mode) of a permanent magnet that constitutes a conventional vehicle drive motor uses an actual vehicle to drive the motor, for example, thousands or tens of thousands of revolutions, and then from the motor The permanent magnet was taken out and the demagnetization state (such as which part of the permanent magnet is demagnetized) was measured with a magnetometer.

しかし、このような従来の試験方法は、永久磁石の減磁モードを計測するために実車を使用してモータを多数回転させることから、装置も大掛かりとなり、試験費用も嵩み、試験時間も長時間に及ぶものとなっており、その改善が叫ばれていた。   However, such a conventional test method uses an actual vehicle to rotate a large number of motors in order to measure the demagnetization mode of the permanent magnet, which requires a large apparatus, increases the test cost, and increases the test time. It was time-consuming and the improvement was screamed.

さらに、モータ駆動後に取り出された永久磁石の減磁状態は最終的な減磁の結果のみを示すに過ぎず、どのような機械角(あるティースの正面にN極の永久磁石がきた状態を基準角:0度としてこれからこの永久磁石が相対的に動いた角度のこと)で永久磁石のどの部位にどのような減磁が生じるのか、あるいは、どのような通電状態(ある瞬間の3相交流の各相の電流の通電量)でどのような減磁が生じるのか、さらには、どのようなモータ周囲の温度状態もしくは永久磁石の温度状態でどのような減磁が生じるのか、といった、任意の条件下におけるある瞬間の永久磁石の減磁モードを特定することは到底できない。   Further, the demagnetization state of the permanent magnet taken out after the motor is driven only shows the final demagnetization result, and any mechanical angle (based on the state where the N-pole permanent magnet comes in front of a certain tooth) Angle: This is the angle at which this permanent magnet has moved relative to zero degrees, and what demagnetization occurs in which part of the permanent magnet, or what current state (three-phase alternating current at a certain moment) Any condition such as what demagnetization occurs depending on the amount of current of each phase), and what kind of demagnetization occurs in the ambient temperature of the motor or the temperature of the permanent magnet It is impossible to specify the demagnetization mode of the permanent magnet at a certain moment below.

通電条件、温度条件、機械角条件などが相関する任意の条件を簡易に再現し、その条件における永久磁石の減磁状態を把握することができれば、所定のトルク性能を確保しながら可及的に安価な永久磁石を設計するための有効な基礎データとなり得る。これは、現在の永久磁石として希土類磁石が一般に使用されていること、この希土類磁石は、結晶磁気異方性の高い元素であるジスプロシウム(Dy)やテルビウム(Tb)を加えることでその保磁力が高められる一方、これらの元素は希少かつ高価であること、永久磁石の保磁力増加にジスプロシウム等を添加することは永久磁石の製造コストの高騰に直結していること、などから、特定された減磁モードデータに基づいて最適な磁石構成(磁石のどの部位にどの程度のジスプロシウム等を加えるかなど)を特定することが可能となる。   If it is possible to easily reproduce any condition that correlates the energization condition, temperature condition, mechanical angle condition, etc., and grasp the demagnetization state of the permanent magnet under that condition, as much as possible while ensuring the prescribed torque performance It can be effective basic data for designing an inexpensive permanent magnet. This is because rare earth magnets are generally used as current permanent magnets, and this rare earth magnet has a coercive force by adding dysprosium (Dy) or terbium (Tb), which are elements having high crystal magnetic anisotropy. On the other hand, these elements are rare and expensive, and the addition of dysprosium, etc. to increase the coercive force of permanent magnets directly leads to a rise in the production cost of permanent magnets. Based on the magnetic mode data, it is possible to specify an optimal magnet configuration (how much dysprosium or the like is added to which part of the magnet).

なお、従来の永久磁石の試験装置に関する公開技術はほとんど存在しておらず、たとえば特許文献1に開示の永久磁石の評価装置を挙げることができる。しかし、この評価装置は永久磁石の着磁状態を評価する装置であり、上記のごとく、任意の条件下におけるある瞬間の永久磁石の減磁モードを特定できるものではない。   It should be noted that there are almost no published techniques related to conventional permanent magnet testing devices, and examples thereof include a permanent magnet evaluation device disclosed in Patent Document 1. However, this evaluation device is a device for evaluating the magnetized state of the permanent magnet, and as described above, it cannot identify the demagnetization mode of the permanent magnet at a certain moment under an arbitrary condition.

特開平11−295403号公報JP 11-295403 A

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、簡易に、しかもコストをかけることなく、任意の条件下におけるある瞬間の磁石の減磁モードを特定することのできるモータ用磁石の試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a test of a motor magnet that can specify a demagnetization mode of a magnet at any moment under an arbitrary condition simply and without cost. An object is to provide an apparatus.

前記目的を達成すべく、本発明によるモータ用磁石の試験装置は、モータ用磁石の減磁状態を計測するための試験装置であって、ステータと、その内部に位置して前記磁石を有するロータと、からなるモータを、ステータとロータとが任意の機械角を有する姿勢で保持する治具と、前記ステータに巻装されたコイルに直流電流を通電する電源と、磁石の減磁状態を計測する磁束計と、を少なくとも備えてなるものである。   In order to achieve the above object, a motor magnet test apparatus according to the present invention is a test apparatus for measuring a demagnetization state of a motor magnet, and includes a stator and a rotor having the magnet positioned therein. Measuring the demagnetization state of the magnet, a jig for holding the motor in a posture in which the stator and the rotor have an arbitrary mechanical angle, a power source for supplying a direct current to the coil wound around the stator, and a magnet. And at least a magnetometer.

本発明の試験装置は、実車を使用することなく、所望の温度条件、モータの機械角(IPMモータにおいて、任意のティースに対する任意の永久磁石の回転角度)、通電条件(3相交流モータにおいては、ある瞬間におけるU,V,W各相の通電状態)を再現し、その条件下での磁石(永久磁石)の減磁モード(磁石のどの部位にどの程度の減磁が生じているか、磁石全体での磁束量はどの程度かなど)を評価することのできる装置である。   The test apparatus of the present invention is not required to use an actual vehicle, and the desired temperature condition, motor angle of the motor (in the IPM motor, rotation angle of any permanent magnet with respect to any tooth), energization condition (in a three-phase AC motor) The current state of each phase of U, V, and W at a certain moment is reproduced, and the demagnetization mode of the magnet (permanent magnet) under that condition (how much demagnetization occurs in which part of the magnet, magnet This is a device that can evaluate the total amount of magnetic flux).

ここで、本発明の試験装置が対象とするモータ用磁石としては永久磁石を挙げることができ、ネオジムに鉄とボロンを加えた3成分系のネオジム磁石、サマリウムとコバルトとの2成分系の合金からなるサマリウムコバルト磁石、鉄酸化物粉末を主原料としたフェライト磁石、アルミニウム、ニッケル、コバルトなどを原料としたアルニコ磁石などを挙げることができる。また、対象となるモータは、DCモータ、ACモータのいずれであってもよく、磁石(永久磁石)をロータ内部に備えたモータ(IPMモータ、ステッピングモータなど)、磁石をロータ外周に備えたモータ(SPMモータ)の双方を試験対象とするものである。   Here, a permanent magnet can be mentioned as the magnet for the motor targeted by the test apparatus of the present invention, a ternary neodymium magnet obtained by adding iron and boron to neodymium, and a binary alloy of samarium and cobalt. Samarium-cobalt magnets composed of the above, ferrite magnets made mainly from iron oxide powder, alnico magnets made from aluminum, nickel, cobalt and the like. The target motor may be either a DC motor or an AC motor, a motor (IPM motor, stepping motor, etc.) having a magnet (permanent magnet) inside the rotor, and a motor having a magnet on the outer periphery of the rotor. Both (SPM motors) are to be tested.

この試験装置は、モータを載置固定する治具を備えており、任意の機械角となるようなステータとロータの姿勢にてモータを保持できるようになっている。   This test apparatus is provided with a jig for mounting and fixing a motor, and can hold the motor in a stator and rotor posture so as to have an arbitrary mechanical angle.

ここで、固定されるモータを構成するロータの磁石スロット内には、永久磁石が樹脂固定等されずに仮に固定されるのが好ましい。通電後に永久磁石をロータからすぐに取り出すことができ、別途の試験用の永久磁石を容易にスロット内に挿入することができることから、多数の永久磁石を使用する場合の試験効率の向上に繋がるからである。   Here, it is preferable that the permanent magnet is temporarily fixed in the magnet slot of the rotor constituting the motor to be fixed without being resin-fixed or the like. Since the permanent magnet can be taken out from the rotor immediately after energization, and a separate permanent magnet for testing can be easily inserted into the slot, this leads to improvement in test efficiency when using a large number of permanent magnets. It is.

また、本試験装置では、ロータを回転させずに、すなわち、静止させた姿勢でステータのティース周りに形成されたコイルに直流電流を通電するものであり、このことからも永久磁石をロータのスロット内に強固に固定する必要がない。   Further, in this test apparatus, a direct current is applied to a coil formed around the stator teeth without rotating the rotor, that is, in a stationary posture. There is no need to firmly fix it inside.

本発明の試験装置は、さらにステータのティース周りに形成されたコイルに直流電流を通電する電源を備えており、3相コイルが形成されている場合には、U相、V相、W相の各相ごとに独立した直流電源が設けられている。たとえば、所望の機械角に設定されたロータおよびステータを治具にて固定し、ある瞬間の通電状態を再現するべく、3相コイルの内のたとえばU相コイルにのみ、もしくはU相とV相にのみ、もしくはU相、V相、W相にそれぞれ固有の直流電流が印加される。   The test apparatus according to the present invention further includes a power source for supplying a direct current to a coil formed around the teeth of the stator, and when a three-phase coil is formed, the U-phase, V-phase, and W-phase are provided. An independent DC power source is provided for each phase. For example, a rotor and a stator set at a desired mechanical angle are fixed with a jig, and only a U-phase coil or a U-phase and a V-phase, for example, of three-phase coils is reproduced in order to reproduce an energized state at a certain moment. A specific direct current is applied only to the U phase, the U phase, the V phase, and the W phase.

この通電によって永久磁石の任意の部位は減磁されることから、通電後の永久磁石をロータから取り出し、これを磁束計を使用してその減磁モードを特定する。ここで、使用される磁束計としては、永久磁石の特定のポイントの磁束量の計測に適したガウスメーターや、永久磁石の総磁束量の計測に適したフラックスメーターなどがある。   Since any part of the permanent magnet is demagnetized by this energization, the energized permanent magnet is taken out of the rotor, and the demagnetization mode is specified using the magnetometer. Here, examples of the magnetometer used include a Gauss meter suitable for measuring the amount of magnetic flux at a specific point of the permanent magnet, and a flux meter suitable for measuring the total amount of magnetic flux of the permanent magnet.

ロータ内に永久磁石を挿入して仮固定し、機械角を所望の角度に設定し、所望の通電パターンにて直流電流を通電し、永久磁石をスロットから取り出して磁束計にてその減磁モード(任意部位の磁束量など)を計測する、という操作を条件設定を変化させながら繰り返し実行することにより、モータ駆動時のある瞬間における磁石減磁モードを容易に再現でき、特定することができる。   A permanent magnet is inserted into the rotor and temporarily fixed, the mechanical angle is set to a desired angle, a direct current is applied in a desired energization pattern, the permanent magnet is taken out of the slot, and its demagnetization mode is detected by a magnetometer. By repeatedly performing the operation of measuring (such as the amount of magnetic flux at an arbitrary part) while changing the condition setting, the magnet demagnetization mode at a certain moment when the motor is driven can be easily reproduced and specified.

また、本発明によるモータ用磁石の試験装置の好ましい実施の形態は、前記モータを収容して、該モータを任意の擬似温度雰囲気下に置く恒温槽をさらに備えるものである。   In addition, a preferred embodiment of the motor magnet testing apparatus according to the present invention further includes a thermostatic chamber that houses the motor and places the motor in an arbitrary pseudo-temperature atmosphere.

本実施の形態は、たとえば実車内に載置されるモータの周囲の温度条件を、酷暑でのエンジン駆動時の温度条件や寒冷地でのエンジン駆動時の温度条件など、所望のモータ周囲の温度条件を再現し、この擬似温度雰囲気下にてモータ用磁石の減磁モードを評価することを目的としたものであり、そのための構成として任意の温度環境を再現できる恒温槽をさらに備えた試験装置である。   In the present embodiment, for example, a temperature condition around a motor mounted in an actual vehicle, a temperature condition at the time of driving an engine in extreme heat, a temperature condition at the time of driving an engine in a cold region, etc. The purpose of this test is to reproduce the conditions and evaluate the demagnetization mode of the motor magnet under this pseudo-temperature atmosphere. As a configuration therefor, the test apparatus further includes a thermostatic chamber capable of reproducing any temperature environment. It is.

たとえば恒温槽内に治具が用意されていて、恒温槽内にモータを収容して所望の機械角にてモータを治具にて固定し、恒温槽内を所望の温度条件に設定した後に所望の通電パターンで通電する。通電後に永久磁石をロータから取り出して磁束計にて減磁モードを評価することにより、モータ周囲の温度環境をも加味した永久磁石の減磁モードを評価することができ、より精度の高い評価結果を得ることができる。   For example, a jig is prepared in the thermostatic bath, the motor is accommodated in the thermostatic bath, the motor is fixed with a jig at a desired mechanical angle, and the desired temperature condition is set in the thermostatic bath. Energize with the energization pattern. By removing the permanent magnet from the rotor after energization and evaluating the demagnetization mode with a magnetometer, it is possible to evaluate the demagnetization mode of the permanent magnet taking into account the temperature environment around the motor, and more accurate evaluation results Can be obtained.

さらに、本発明によるモータ用磁石の試験装置の好ましい実施の形態は、前記磁石のみを加熱する加熱部材が磁石に直接的もしくは間接的に接続されているものである。
本実施の形態は、永久磁石のみを所望の温度条件下に置いて試験をおこなうための装置であり、特に、永久磁石が高温状態の場合であって、ティース外周のボビンや絶縁紙等に熱による損傷を与えることなく、永久磁石のみを高温状態としたい場合に本実施の形態は好適である。
Furthermore, in a preferred embodiment of the motor magnet test apparatus according to the present invention, a heating member for heating only the magnet is directly or indirectly connected to the magnet.
The present embodiment is an apparatus for performing a test by placing only a permanent magnet under a desired temperature condition. In particular, when the permanent magnet is in a high temperature state, heat is applied to bobbins, insulating paper, etc. around the teeth. This embodiment is suitable when only the permanent magnet is desired to be in a high temperature state without being damaged by the above.

そのための構成として、永久磁石に加熱源に通じる電熱線等の加熱部材を取り付けて永久磁石のみを所望の温度まで加熱し、その後にコイルに通電して減磁モードを評価する。
ここで、前記加熱部材を、永久磁石を囲繞する無端状部と、該無端状部から張出した張出し部と、から構成させ、該無端状部は磁石挿入スロットの側方に設けられた磁石固定用の樹脂充填部に収容され、前記張出し部に加熱電源に通じる電熱線が取り付けられている形態であることがより好ましい。
As a configuration for that purpose, a heating member such as a heating wire leading to a heating source is attached to the permanent magnet to heat only the permanent magnet to a desired temperature, and then the coil is energized to evaluate the demagnetization mode.
Here, the heating member is constituted by an endless part surrounding the permanent magnet and an overhanging part protruding from the endless part, and the endless part is fixed to the magnet provided on the side of the magnet insertion slot. It is more preferable that the heating wire that is accommodated in the resin filling portion for use and that leads to the heating power source is attached to the overhang portion.

この形態の加熱部材によれば、当初から磁石スロットに形成された樹脂充填部を有効に利用し、永久磁石から離れた張出し部に電熱線を取り付けることで該電熱線にて生じる磁界の永久磁石に対する影響を効果的に排除することができる。   According to the heating member of this form, a permanent magnet having a magnetic field generated by the heating wire by effectively using the resin filling portion formed in the magnet slot from the beginning and attaching the heating wire to the overhanging portion away from the permanent magnet. Can be effectively eliminated.

上記する本発明によるモータ用磁石の試験装置を使用することにより、モータ駆動時におけるある瞬間の条件(機械角、通電状態、永久磁石の温度、モータ外周の温度など)での永久磁石の減磁モードを精度よく評価し、特定することが可能となる。さらに、所望の温度変化を与えることで、磁石の耐熱性を評価することも可能となる。設定条件を多様に変化させて各条件ごとに減磁モードを特定し、特定されたデータを蓄積することにより、永久磁石の最適設計(永久磁石の部位ごとに異なる所要保磁力に応じてその素材を変化させる(ある部位はネオジム磁石から構成し、ある部位はサマリウムコバルト磁石から構成する、もしくは、ある部位はジスプロシウムの混合量を多くし、ある部位は混合量を少なくする)など)のための基礎的データとなり得る。   By using the motor magnet testing apparatus according to the present invention described above, permanent magnet demagnetization under certain moment conditions (mechanical angle, energized state, permanent magnet temperature, motor outer periphery temperature, etc.) during motor driving. It becomes possible to accurately evaluate and specify the mode. Furthermore, the heat resistance of the magnet can be evaluated by giving a desired temperature change. By changing the setting conditions in various ways, specifying the demagnetization mode for each condition and accumulating the specified data, it is possible to optimize the permanent magnet design (the material corresponding to the required coercive force that differs for each part of the permanent magnet) (Some parts are composed of neodymium magnets, some parts are composed of samarium cobalt magnets, or some parts are mixed with dysprosium and some parts are mixed)) Can be basic data.

以上の説明から理解できるように、本発明のモータ用磁石の試験装置によれば、コストをかけることなく、しかも簡易な方法にて、所望の条件を精度よく再現し、再現された条件下におけるロータ内の永久磁石の減磁モードを評価し、特定することができる。これは、所望のトルク性能を確保しながら、可及的に安価な永久磁石を設計するための基礎データとなり得るものであり、特に、その生産が拡大の一途を辿っているハイブリッド車や電気自動車用の駆動モータに使用される永久磁石の最適設計に資するものとなる。   As can be understood from the above description, according to the motor magnet test apparatus of the present invention, the desired conditions can be accurately reproduced by a simple method without incurring costs, and under the reproduced conditions. The demagnetization mode of the permanent magnet in the rotor can be evaluated and specified. This can serve as basic data for designing a permanent magnet that is as inexpensive as possible while ensuring the desired torque performance, and in particular, hybrid vehicles and electric vehicles whose production continues to expand. This contributes to the optimum design of permanent magnets used in the drive motors.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例は、3相交流のIPMモータで使用される永久磁石を試験対象としたものであるが、DCモータをはじめとするいずれの形態のモータおよびそれに使用される永久磁石を試験対象にできることは勿論のことである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the illustrated example, a permanent magnet used in a three-phase AC IPM motor is a test object. However, any type of motor including a DC motor and a permanent magnet used in the permanent magnet are used as a test object. Of course you can do it.

図1は、本発明の試験装置を説明した模式図である。この試験装置10は、所望の擬似温度環境を形成でき、モータMを収容する恒温槽1と、恒温槽1内に設けられ、モータMを構成するロータRを支持するロータ用治具22、ステータSを支持するステータ用治具23を共通の基盤21上に立設させてなる治具2と、ステータSの各ティース周りに形成されたU相コイル、V相コイル、W相コイルの各コイルに繋がれるU相用電線31、V相用電線32、W相用電線33にそれぞれ独立した直流電流を通電可能な直流電源3と、通電後の永久磁石の減磁モードを計測するための磁束計4と、から大略構成されている。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a test apparatus according to the present invention. The test apparatus 10 can form a desired pseudo-temperature environment, and is a thermostat 1 that houses the motor M, a rotor jig 22 that is provided in the thermostat 1 and supports the rotor R that constitutes the motor M, and a stator. Stator jig 23 for supporting S is erected on common base 21, and each of U phase coil, V phase coil, and W phase coil formed around each tooth of stator S DC power source 3 capable of supplying independent DC currents to U-phase electric wire 31, V-phase electric wire 32, and W-phase electric wire 33, and magnetic flux for measuring the demagnetization mode of the permanent magnet after energization The total is composed of a total of four.

恒温槽1の内部は、酷暑でのエンジン駆動時の温度条件や寒冷地でのエンジン駆動時の温度条件など、永久磁石の減磁モードを評価するに際して、試験者が所望する実際のモータの載置環境温度を再現できるようになっている。   The inside of the thermostatic chamber 1 is loaded with an actual motor desired by the tester when evaluating the demagnetization mode of the permanent magnet, such as the temperature condition when the engine is driven in a severe heat and the temperature condition when the engine is driven in a cold region. The ambient temperature can be reproduced.

また、ロータ用治具22とステータ用治具23を相互に調整して、永久磁石とステータのティース(磁極)との間の角度(機械角)を、試験者が所望する角度に設定できるようになっている。   Further, the rotor jig 22 and the stator jig 23 can be adjusted to each other so that the angle (mechanical angle) between the permanent magnet and the stator teeth (magnetic pole) can be set to an angle desired by the tester. It has become.

さらに、図2で示すように、ロータRの磁石用スロットES内に永久磁石Eを挿入した後は、磁石用スロットESの側部に開設された永久磁石固定用の樹脂充填用スロットJSに樹脂を注入することなく、永久磁石Eを仮に固定する。   Further, as shown in FIG. 2, after the permanent magnet E is inserted into the magnet slot ES of the rotor R, the resin is filled in the resin filling slot JS for fixing the permanent magnets opened on the side of the magnet slot ES. The permanent magnet E is temporarily fixed without injecting.

ここで、永久磁石Eのみを所望の高温状態とするべく、永久磁石Eの外周に加熱部材5を取り付け、加熱部材5が取り付けられた姿勢の永久磁石Eを磁石用スロットES内に挿入する。この加熱部材5は、永久磁石Eを直接囲繞する熱伝導性素材の無端状部51と、該無端状部51の一箇所から突出する張出し部52とから構成されており、無端状部51は樹脂充填用スロットJS内に嵌まり込むようになっている。   Here, in order to bring only the permanent magnet E into a desired high temperature state, the heating member 5 is attached to the outer periphery of the permanent magnet E, and the permanent magnet E in a posture in which the heating member 5 is attached is inserted into the magnet slot ES. The heating member 5 includes an endless portion 51 made of a heat conductive material that directly surrounds the permanent magnet E, and an overhanging portion 52 that protrudes from one end of the endless portion 51. It fits in the resin filling slot JS.

張出し部52には電熱源7から延びる電熱線6の端部が巻装され、電熱源7からの熱が張出し部52、無端状部51を介して永久磁石Eのみに伝達され、該永久磁石Eを所望の高温状態とすることができる。   An end portion of the heating wire 6 extending from the electric heat source 7 is wound around the overhanging portion 52, and heat from the electric heat source 7 is transmitted only to the permanent magnet E through the overhanging portion 52 and the endless portion 51, and the permanent magnet E can be brought to a desired high temperature state.

図からも明らかなように、永久磁石Eから離れた位置にある張出し部52に電熱線6を取り付けることにより、該電熱線6にて生じる磁界を永久磁石に作用させないようにすることができる。   As apparent from the figure, by attaching the heating wire 6 to the overhanging portion 52 located away from the permanent magnet E, the magnetic field generated by the heating wire 6 can be prevented from acting on the permanent magnet.

図2で示すように、ステータ側に開いたV字配置の永久磁石E,Eから一つの磁極が形成されるロータRにおいて、各永久磁石Eに図示のごとく加熱部材5を取り付けておき、特に所望の高温状態における永久磁石Eの減磁モードを評価したい場合には、永久磁石Eのみを高温状態として試験を実施する。なお、この試験は、任意の温度状態、機械角状態、通電状態を取り出して、その瞬間の状態での永久磁石の減磁モードを評価し、特定することから、治具2にてロータR,ステータSはともにある機械角を保持した姿勢で固定される。   As shown in FIG. 2, in a rotor R in which one magnetic pole is formed from V-shaped permanent magnets E, E opened on the stator side, a heating member 5 is attached to each permanent magnet E as shown in FIG. When it is desired to evaluate the demagnetization mode of the permanent magnet E in a desired high temperature state, the test is performed with only the permanent magnet E being in a high temperature state. In this test, an arbitrary temperature state, mechanical angle state, and energized state are taken out, and the demagnetization mode of the permanent magnet in the instantaneous state is evaluated and specified. Both stators S are fixed in a posture that maintains a certain mechanical angle.

永久磁石Eを所望の温度条件に設定し、モータMの外周を恒温槽1内にて所望の温度雰囲気とし、さらには、モータMのロータRとステータSを所望の機械角にて載置固定した状態にて、直流電源3から所望の通電パターン(U相コイルにのみ所望の電流を印加する、V相コイルとW相コイルにそれぞれ固有の電流を印加する、U相コイル、V相コイル、W相コイルのすべてにそれぞれ固有の電流を印加する、など)の直流電流を印加する。   The permanent magnet E is set to a desired temperature condition, the outer periphery of the motor M is set to a desired temperature atmosphere in the thermostat 1, and the rotor R and the stator S of the motor M are mounted and fixed at a desired mechanical angle. In this state, a desired energization pattern (applying a desired current only to the U-phase coil, applying a specific current to each of the V-phase coil and the W-phase coil, the U-phase coil, the V-phase coil, DC current is applied to all of the W-phase coils.

電流を印加すると、その試験条件において、永久磁石にはある部位に任意の減磁が生じることになる。これを図1で示す磁束計4(ガウスメーターやフラックスメーター)にて計測し、計測データを不図示のコンピュータ内に蓄積していく。   When a current is applied, an arbitrary demagnetization occurs in a certain part of the permanent magnet under the test conditions. This is measured by a magnetometer 4 (Gauss meter or flux meter) shown in FIG. 1, and measurement data is accumulated in a computer (not shown).

永久磁石の温度条件、恒温槽内の温度条件、機械角条件、通電条件を種々変化させ、多様な条件パターンでの永久磁石の減磁モードを特定し、そのデータを蓄積していく。   The temperature condition of the permanent magnet, the temperature condition in the thermostat, the mechanical angle condition, and the energization condition are variously changed, the demagnetization mode of the permanent magnet in various condition patterns is specified, and the data is accumulated.

図示する試験装置10は、磁石用スロットES内に永久磁石Eを仮に固定して試験をおこなうものである。したがって、瞬間的な通電の後に即座に永久磁石をスロットから取り出し、次の試験用の永久磁石をスロット内に挿入して仮に固定して他の条件にて試験をおこなうことができ、多様な条件下での多数の試験を極めて効率的に実施することができる。   The illustrated test apparatus 10 performs a test by temporarily fixing a permanent magnet E in a magnet slot ES. Therefore, it is possible to take out the permanent magnet from the slot immediately after the momentary energization, insert the permanent magnet for the next test into the slot, temporarily fix it, and perform the test under other conditions. Many of the tests below can be performed very efficiently.

また、本発明の試験装置10は、その構成機器である直流電源3、恒温槽1、磁束計4などがすべて公知の機器であることから、装置の製造コストは何等高価なものとはならない。   In addition, since the test apparatus 10 of the present invention includes all of the constituent devices such as the DC power source 3, the thermostat 1, the magnetometer 4 and the like, the manufacturing cost of the apparatus is not expensive.

さらに、たとえば実車を使用する必要もなく、試験装置10は極めてコンパクトであることから、狭小な場所でも十分に試験をおこなうことができる。   Further, for example, it is not necessary to use an actual vehicle, and the test apparatus 10 is extremely compact, so that the test can be sufficiently performed even in a small place.

この試験装置10を使用して多様な設定条件にて永久磁石の減磁モードを評価、特定してこれを蓄積することにより、蓄積されたデータを基にして永久磁石の最適設計(所望のトルク性能、保磁力を確保しながら、可及的に安価となる永久磁石)を実行することが可能となる。さらに、所望の温度変化を与えることで、磁石の耐熱性を評価することも可能となる。   By using this test apparatus 10 to evaluate, identify and store the permanent magnet demagnetization mode under various setting conditions, the optimum design (desired torque) of the permanent magnet is based on the accumulated data. It is possible to execute a permanent magnet that is as cheap as possible while ensuring performance and coercive force. Furthermore, the heat resistance of the magnet can be evaluated by giving a desired temperature change.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

本発明の試験装置を説明した模式図である。It is the schematic diagram explaining the testing apparatus of this invention. 永久磁石を加熱する加熱部材を説明した図である。It is a figure explaining the heating member which heats a permanent magnet.

符号の説明Explanation of symbols

1…恒温槽、2…治具、21…基盤、22…ロータ用治具、23…ステータ用治具、3…直流電源、31…U相用電線、32…V相用電線、33…W相用電線、4…磁束計、5…加熱部材、51…無端状部、52…張出し部、6…電熱線、7…電熱源、10…試験装置、R…ロータ、S…ステータ、M…モータ、C…コイル、E…永久磁石、ES…磁石用スロット、JS…樹脂充填スロット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Constant temperature bath, 2 ... Jig, 21 ... Base, 22 ... Rotor jig, 23 ... Stator jig, 3 ... DC power supply, 31 ... U-phase electric wire, 32 ... V-phase electric wire, 33 ... W Phase wire, 4 ... magnetometer, 5 ... heating member, 51 ... endless part, 52 ... overhang, 6 ... heating wire, 7 ... heating source, 10 ... test device, R ... rotor, S ... stator, M ... Motor, C ... Coil, E ... Permanent magnet, ES ... Magnet slot, JS ... Resin filled slot

Claims (5)

モータ用磁石の減磁状態を計測するための試験装置であって、
ステータと、その内部に位置して前記磁石を有するロータと、からなるモータを、ステータとロータとが任意の機械角を有する姿勢で保持する治具と、
前記ステータに巻装されたコイルに直流電流を通電する電源と、
磁石の減磁状態を計測する磁束計と、を少なくとも備えてなる、モータ用磁石の試験装置。
A test apparatus for measuring the demagnetization state of a motor magnet,
A jig for holding a motor composed of a stator and a rotor having the magnet located inside the stator in a posture in which the stator and the rotor have an arbitrary mechanical angle;
A power source for applying a direct current to a coil wound around the stator;
A magnet test apparatus for a motor comprising at least a magnetometer for measuring a demagnetization state of the magnet.
前記モータを収容して、該モータを任意の擬似温度雰囲気下に置く恒温槽をさらに備える、請求項1に記載のモータ用磁石の試験装置。   The motor magnet testing apparatus according to claim 1, further comprising a thermostatic chamber that houses the motor and places the motor in an arbitrary pseudo-temperature atmosphere. 前記磁石のみを加熱する加熱部材が磁石に直接的もしくは間接的に接続されている、請求項1または2に記載のモータ用磁石の試験装置。   The motor magnet test apparatus according to claim 1, wherein a heating member that heats only the magnet is directly or indirectly connected to the magnet. 前記加熱部材が、永久磁石を囲繞する無端状部と、該無端状部から張出した張出し部と、からなり、該無端状部は磁石挿入スロットの側方に設けられた磁石固定用の樹脂充填部に収容され、前記張出し部に加熱電源に通じる電熱線が取り付けられている、請求項3に記載のモータ用磁石の試験装置。   The heating member includes an endless portion surrounding the permanent magnet, and an overhang portion protruding from the endless portion, and the endless portion is filled with a resin for fixing a magnet provided on the side of the magnet insertion slot. The motor magnet test apparatus according to claim 3, wherein a heating wire that is housed in a portion and is connected to a heating power source is attached to the overhang portion. 前記モータのステータには、U相、V相、W相の3相コイルが形成されており、いずれか1つの相、もしくは2以上の相のそれぞれに任意の直流電流が通電されるようになっている、請求項1〜4のいずれかに記載のモータ用磁石の試験装置。   The stator of the motor is formed with U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils, and any one direct current or two or more phases can be energized. The motor magnet testing device according to claim 1.
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