JP2012023854A - 永久磁石埋込型回転子及び回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】永久磁石埋込型回転子15において、ロータコア16の外周面16b寄りに、d軸に直交する方向に延びるように第1永久磁石17が埋込まれるとともにq軸に沿って延びるように第2永久磁石18が埋込まれ、さらに、第1永久磁石17からq軸側に離れて第2空隙22がロータコア16に形成されている。第2空隙22は、ロータコア16の最外周面寄りに位置する外周側形成面22aを有するとともに、ロータコア16の最内周面寄りに位置する内周側端部Yを有する。第1永久磁石17は、磁極面17aが、第2空隙22の外周側形成面22aよりロータコア16の内周面側に位置し、かつ第2空隙22の内周側端部Yよりロータコア16の外周面16b側に位置するように配置されている。
【選択図】図2
Description
これによれば、間隔を設定することで、回転電機のトルクの低下を抑えつつ、トルクリプルの増加を抑えることができる。
図1に示すように、永久磁石埋込型回転電機Mは、環状の固定子10と、この固定子10内に回転可能に設けられた永久磁石埋込型回転子15(以下、単に回転子15と記載する)とから形成されている。固定子10は、環状のステータコア11を備えるとともに、このステータコア11は磁性体(鋼板)製の複数枚のコア板を積層して構成されている。
コイル30への通電によって固定子10に回転磁界が発生するとともに、回転子15に回転磁界が作用する。そして、回転磁界と第1永久磁石17及び第2永久磁石18との間の磁気的な吸引力及び反発力により回転子15が回転する。このとき、ロータコア16に第1永久磁石17と、第2永久磁石18とが設けられているため、例えば、第1永久磁石17又は第2永久磁石18のみがロータコア16に設けられる場合と比べると、第1及び第2永久磁石17,18によりリラクタンストルクが増大され、永久磁石埋込型回転電機Mのトルクが増大される。
(1)回転子15のロータコア16には、第1永久磁石17がロータコア16の外周面16b寄りに細長に延びるように配置されている。また、ロータコア16には、第1永久磁石17を挟むように2つの第2永久磁石18が配置されている。そして、第1永久磁石17は、ロータコア16の外周面16b側の磁極面17aが、第2空隙22における、ロータコア16の外周面16b側の外周側形成面22aよりもロータコア16の内周面側に位置し、かつ第2空隙22の内周側端部Yよりロータコア16の外周面側に位置するようにロータコア16に埋込まれている。このように、第1永久磁石17の埋込み位置を設定することにより、第1永久磁石17がロータコア16の外周面16b寄りに配置されていても、第1永久磁石17が外周面16bに近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石17の表面に発生する渦電流損を抑えることができる。さらには、第1永久磁石17がロータコア16の内周面に近付き過ぎることが防止され、第1永久磁石17と第2永久磁石18との間での短絡磁束が低減される。
○ 図3に示すように、ロータコア16に形成する第2埋込孔20を、q軸27に沿って延び、ロータコア16の外周面側から内周面側に凹む円弧状に形成するとともに、第2埋込孔20に嵌入される第2永久磁石18を断面円弧状となる一枚の永久磁石によって形成してもよい。
○ 実施形態では、永久磁石埋込型回転子15が正逆両方向へ回転するように、第1永久磁石17及び2つの第2永久磁石18をd軸26に対し線対称となるように配置したが、永久磁石埋込型回転子15が一方向にのみ回転される場合には、第1永久磁石17及び2つの第2永久磁石18をd軸26に対し非線対称となるように配置してもよい。
Claims (6)
- 固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2永久磁石が埋込まれ、さらに、前記第1永久磁石の両端から前記q軸側に離れて空隙が前記ロータコアに形成された永久磁石埋込型回転子において、
前記空隙は、前記ロータコアの最外周面寄りに位置する外周側端部を有するとともに、前記ロータコアの最内周面寄りに位置する内周側端部を有し、
前記第1永久磁石は、該第1永久磁石の磁極面が、前記空隙の外周側端部より前記ロータコアの内周面側に位置し、かつ前記空隙の内周側端部より前記ロータコアの外周面側に位置するように配置されている永久磁石埋込型回転子。 - 前記固定子は、環状のステータコアの内周に複数配列されたティースを備え、前記ステータコアの径方向に沿って延び、かつ前記ティースの幅方向の中間点を通過する直線を前記ティースの中心軸とし、隣り合うティースの前記中心軸間のピッチをPとしたとき、前記d軸に沿った前記ロータコアの外周面から前記磁極面までの前記第1永久磁石の埋込深さが、
1/10P<埋込深さ<2/3P
を満たすように第1永久磁石が配置される請求項1に記載の永久磁石埋込型回転子。 - 前記第1永久磁石は、前記d軸に直交する方向に細長に延びる平板形状であり、前記第1永久磁石の長辺方向への長さは、前記ピッチの1〜3倍に設定される請求項2に記載の永久磁石埋込型回転子。
- 前記第2永久磁石と前記空隙との間隔は、前記ピッチの0.3〜2倍に設定される請求項2又は請求項3に記載の永久磁石埋込型回転子。
- 前記第2永久磁石は、前記ロータコアの内周面側から外周面側に向かって拡がるV字状、又はロータコアの外周面側から内周面側に向かって凹む円弧状に配置されている請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子。
- 固定子と、
該固定子内側のロータコアの外周面寄りに、d軸に直交する方向に延びるように第1永久磁石が埋込まれるとともに、前記第1永久磁石の両側にq軸に沿って延びるように第2永久磁石が埋込まれ、さらに、前記第1永久磁石の両端から前記q軸側に離れて空隙が前記ロータコアに形成された永久磁石埋込型回転子と、からなる回転電機であって、
前記永久磁石埋込型回転子が、請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の永久磁石埋込型回転子である回転電機。
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