JP2013505695A - 埋め込まれた磁石を有する永久磁石励磁型同期機 - Google Patents
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Abstract
Description
−極表面は、磁石により誘導される磁束が正弦分布を有するように設計される
−一方、磁石の軟磁性領域における1つ以上の磁束バリアは、回転子極の主軸またはD−軸に沿って配列され、横軸(Q)のインダクタンスが著しく減少されるが、主軸(D)の磁束はいずれの追加の抵抗によっても妨害されない。そのため、制限なく、その初期値を維持することができ、よって、望ましくないリラクタンスが減少され、磁気トルクは表面載置磁石を有する等価機械のレンジまで増加される。
2−固定子
2A−溝(巻き用)
2B−固定子の内側の穴の直径
2C−固定子歯
3−回転子
3A−回転子の内側の穴の直径
4−回転子極
4A−極軸
4B−リターディングブリッジ
4C−磁石を受理するための空洞
4D−外側極表面
5−ポールコア
6−ポールシュー
7−励磁機永久磁石
8−選択的磁束バリアとしてのスロット
9−側面
10−回転子の内側の穴
11−固定子の内側の穴
13−追加の磁束バリアとしての永久磁石
14−ウェブ
15−スロット間の距離
B−スロットの幅
L−スロットの長さ
D−主軸
Q−横軸
Claims (24)
- 固定子(2)と回転子(3)とを備える、とりわけレンジエクステンダ発電機のための、埋め込まれた磁石を有する永久磁石励磁型同期機(1)であって、前記回転子(3)は少なくとも2つの回転子極(4)を有し、各々が励磁機永久磁石(7)および磁束バリアとしての開口を有し、前記同期機(1)の磁気トルク限界を増加させるために、かつ、前記回転子極(4)における交差磁束を減少させるために、前記開口の各々は、その実質的全長(L)にわたって一定幅(B)を有する実質的に放射状のスロット(8)の形態の選択的磁束バリアとして形成される、永久磁石励磁型同期機。
- 前記回転子極(4)は突極として形成され、前記放射状スロット(8)は、選択的磁束バリアとして、平行な側面(9)を有する長手方向開口として形成される、請求項1記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記スロット(8)の各々は、選択的磁束バリアとして、外側極表面(4B)および前記磁石(7)を受理する極空洞(4C)よりブリッジまたはウェブ(14)を介して制限される長さ(L)を有する、請求項1または2記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記放射状スロット(8)の幅(B)は、選択的磁束バリアとして、隣接スロット(8)間の最小距離(15)の、前記スロット(8)の幅(B)に対する関係が、固定子歯(2C)の幅の隣接固定子歯(2C)間の溝(2A)に対する比と少なくとも同一またはそれ以上となるように設計される、前記請求項のいずれかに記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記放射状スロット(8)の少なくとも1つは、追加の磁束バリアとしての少なくとも1つの永久磁石(13)と結合される、前記請求項のいずれかに記載の永久磁石励磁型同期機。
- 追加の磁束バリアとしての、前記放射状スロット(8)内の前記永久磁石(13)は、くさび形とされ、前記回転子(3)の内側の穴(10)に向かってテーパー状とされる、請求項5記載の永久磁石励磁型同期機。
- 追加の磁束バリアとしての、前記放射状スロット(8)内の前記永久磁石(13)は、前記放射状スロット(8)の半径方向の内側3分の1のみを満たす、請求項5または6記載の永久磁石励磁型同期機。
- 追加の磁束バリアとしての、前記放射状スロット(8)内の前記永久磁石(13)の南北極位置は、前記放射状スロット8の長さ(L)に対して横に配列させることができる、請求項5ないし7のいずれかに記載の永久磁石励磁型同期機。
- 2つ以上の放射状スロット(8)は、各ポールシュー(6)内で提供され、選択的磁束バリアとしての、前記放射状スロット(8)の数は、対応するポールシュー(6)の領域における固定子歯(2C)の数に対応するように決定される、前記請求項のいずれかに記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記スロット(8)は、前記回転子(3)の内側の穴(10)に向かって放射状パターンを有する、前記請求項のいずれかに記載の永久磁石励磁型同期機。
- −複数の円周固定子歯(2C)を有する固定子(2)と、
−前記固定子(2)内で回転するように構成された回転子(3)と、
−前記回転子(3)を支持し、その軸上で回転させるための回転軸と、
−前記回転子(3)上にあり、シャンク(5)を含み、前記シャンク上にシュー(6)を含む突極(4)と、
−前記突極(4)内の長方形断面空洞(4C)であって、回転子直径により区切られた円の弦と一致する断面主軸を有し、前記弦および前記主軸と平行な半径方向に外側の頂壁を有する、長方形断面空洞(4C)と、
−前記長方形空洞(4C)内の励磁機永久磁石(7)と、
−前記突極(4)内の複数の選択的磁束バリアスロット(8)であって、前記永久磁石(7)の外側に向かって放射状に、前記長方形空洞(4C)の前記半径方向に外側の頂壁と、前記シュー(6)の外表面(4D)の間に配置された、選択的磁束バリアスロット(8)と、
を備え、
−前記複数のスロット(8)は、前記弦に対して扇形配列で配置され、そのため、前記極(4)の主軸(D)に円周方向により近接して配置された前記複数のスロット(8)は、前記主極軸(D)から円周方向により遠くに、相対的に配置された前記スロット(8)の他のものよりも、前記主極軸(D)に対し、より小さな傾斜角絶対値で傾斜され、ならびに、
−前記複数のスロット(8)は、前記シュー(6)に半径方向に対向する前記固定子歯(2C)の数に対応するように選択される数である、永久磁石励磁型同期機。 - 前記複数のスロット(8)の1つ内に磁束バリア永久磁石(13)をさらに備える、請求項11記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記磁束バリア永久磁石(13)は、長手方向断面がくさび形とされ、前記回転軸に向かって半径方向にテーパー状とされる、請求項12記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記磁束バリア永久磁石(13)は、前記複数のスロット(8)の前記1つの半径方向の内側3分の1以下を満たす、請求項12記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記磁束バリア永久磁石(13)の南北極配向は、前記スロット8に対して横に配置される、請求項12記載の永久磁石励磁型同期機。
- 複数の磁束バリア永久磁石(13)をさらに備え、前記複数の磁束バリア永久磁石(13)の各それぞれの1つは、前記複数のスロット(8)のそれぞれの1つに配置される、請求項12記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記スロット(8)の各々が、その個々の長さ(L)にわたって一定幅(B)を有する、請求項11記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記複数のスロット(8)の隣接するものの間の最小距離(15)の、前記スロット(8)の幅(B)に対する比は、固定子歯幅の隣接する固定子歯(2C)間の溝(2A)の幅に対する比と少なくとも同一またはそれ以上である、請求項17記載の永久磁石励磁型同期機。
- −複数の円周固定子歯(2C)を有する固定子(2)と、
−前記固定子(2)内で回転するように構成された回転子(3)と、
−前記回転子(3)を支持し、その軸上で回転させるための回転軸と、
−前記回転子(3)上にあり、シャンク(5)を含み、前記シャンク上にシュー(6)を含む突極(4)と、
−前記突極(4)内の長方形断面空洞(4C)であって、回転子直径により区切られた円の弦と一致する断面主軸を有し、前記弦および前記主軸と平行な半径方向に外側の頂壁を有する、長方形断面空洞(4C)と、
−前記長方形空洞(4C)内の励磁機永久磁石(7)と、
−前記突極(4)内の複数の選択的磁束バリアスロット(8)であって、前記永久磁石(7)の外側に向かって放射状に、前記長方形空洞(4C)の前記半径方向に外側の頂壁と、前記シュー(6)の外表面(4D)の間に配置された選択的磁束バリアスロット(8)と、
−複数の磁束バリア永久磁石(13)であって、前記複数の磁束バリア永久磁石(13)の各それぞれ1つは、前記複数のスロット(8)のそれぞれ1つ内に配置される、複数の磁束バリア永久磁石(13)と、
を備え、
−前記磁束バリア永久磁石(13)は、それぞれの長手方向断面がくさび形とされ、前記回転軸に向かって半径方向にテーパー状とされ、ならびに、
−前記複数のスロット(8)は、前記シュー(6)に半径方向に対向する前記固定子歯(2C)の数に対応するように選択される数である、永久磁石励磁型同期機。 - 前記複数の磁束バリア永久磁石(13)はそれぞれ、それが配置される個々のスロット(8)の半径方向の内側3分の1以下を満たす、請求項19記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記磁束バリア永久磁石(13)の各々の南北極配向は、それが配置される個々のスロット(8)に対して横に配置される、請求項19記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記スロット(8)の各々が、その個々の長さ(L)にわたって一定幅(B)を有する、請求項19記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記複数のスロット(8)の隣接するものの間の最小距離(15)の、前記スロット(8)の幅(B)に対する比は、固定子歯幅の隣接する固定子歯(2C)間の固定子ギャップ(2A)の幅に対する比と少なくとも同一またはそれ以上である、請求項22記載の永久磁石励磁型同期機。
- 前記複数のスロット(8)は、前記弦に対して扇形配列で配置され、そのため、前記極(4)の主軸(D)に円周方向により近接して配置された前記複数のスロット(8)は、前記主極軸(D)から円周方向により遠くに、相対的に配置された前記スロット(8)の他のものよりも、前記主極軸(D)に対し、より小さな傾斜角絶対値で傾斜される、請求項19記載の永久磁石励磁型同期機。
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