JP2014103789A - Permanent magnet embedded type motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a permanent magnet embedded type motor capable of significantly reducing cogging torque.SOLUTION: The permanent magnet embedded type motor comprises: a stator (100) including a stator winding wire (120) wound around a stator core (104); and a rotor (150) in which a plurality of permanent magnets (162) are embedded in a rotor core (152). The rotor (150) includes a magnetic pole piece (184) which is formed in the rotor core (152) closer to the stator than the permanent magnets (162). The permanent magnets (162) embedded in the rotor core (152) are magnetized so as to alternately change their stator side polarities for each magnetic pole along a rotating direction. Auxiliary permanent magnets (172) are further embedded in the magnetic pole piece (184), and the auxiliary permanent magnets (172) are magnetized in such a manner that a polarity on a surface at a central side of the magnetic pole piece (184) in the rotating direction becomes the same as the polarity of the magnetic pole piece (184).

Description

本発明は回転子に磁極を作るための永久磁石が埋め込まれた永久磁石埋込型モータに関する。   The present invention relates to an embedded permanent magnet motor in which a permanent magnet for making magnetic poles is embedded in a rotor.

永久磁石埋込型モータを以下IPM(Interior Permanent Magnet)モータと記す。IPMモータは、回転磁界を発生する固定子と磁極を作るための複数個の永久磁石が埋め込まれた回転子とを備えている。前記固定子には、制御指令に従いまた回転子の磁極位置に対応して作られた交流電流が供給され、前記交流電流に基づいて回転磁界が発生する。回転子には埋め込まれた複数個の前記永久磁石により磁極が作られ、前記回転磁界と前記磁極との磁気的な作用により、前記回転磁界に基づく回転トルクが前記回転子に発生し、前記回転子が回転する。   The permanent magnet embedded motor is hereinafter referred to as an IPM (Interior Permanent Magnet) motor. The IPM motor includes a stator that generates a rotating magnetic field and a rotor in which a plurality of permanent magnets for generating magnetic poles are embedded. The stator is supplied with an alternating current generated according to a control command and corresponding to the magnetic pole position of the rotor, and a rotating magnetic field is generated based on the alternating current. A magnetic pole is formed by a plurality of the permanent magnets embedded in the rotor, and rotational torque based on the rotating magnetic field is generated in the rotor by the magnetic action of the rotating magnetic field and the magnetic pole, and the rotation The child rotates.

前記IPMモータは高性能モータとして注目されており、小型モータの分野から電気自動車用モータなどの分野、さらに大型モータの分野など、幅広い分野で今後ますます使用が増大すると思われる。IPMモータはその使用分野の拡大に伴い色々な特性改善が望まれており、トルク脈動の低減に関しても特性の改善が望まれる。IPMモータは色々な長所を備えているが、トルク脈動の原因となるコギングトルクが生じやすい課題を有している。IPMモータのコギングトルクの低減に関する技術は、例えば特開2012−60799号公報(特許文献1)に開示されている。   The IPM motor is attracting attention as a high-performance motor, and its use is expected to increase in a wide range of fields such as a small motor field, an electric vehicle motor field, and a large motor field. As IPM motors are used in various fields of application, various characteristics are desired to be improved, and improvements in characteristics are also desired for reducing torque pulsation. Although the IPM motor has various advantages, it has a problem that a cogging torque that causes torque pulsation is likely to occur. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-60799 (Patent Document 1) discloses a technique related to reduction of cogging torque of an IPM motor.

特開2012−60799号公報JP 2012-60799 A

特許文献1では、IPMモータのコギングトルクの低減のために、回転子における永久磁石挿入孔に対して直角に延びると共に、磁極に対して対称に配置されるスリット42やスリット43を設けて、コギングトルクの低減を図ることが記載されている。しかし、さらにコギングトルクを低減させることが望まれている。   In Patent Document 1, in order to reduce the cogging torque of the IPM motor, a slit 42 and a slit 43 that extend at right angles to the permanent magnet insertion hole in the rotor and are arranged symmetrically with respect to the magnetic pole are provided. It is described that the torque is reduced. However, it is desired to further reduce the cogging torque.

本発明の目的は、コギングトルクがより改善可能なIPMモータを提供することである。   An object of the present invention is to provide an IPM motor that can further improve cogging torque.

前記課題を解決する第1のIPMモータは、固定子鉄心に巻回された複数個の固定子巻線を有し、回転磁界を発生する固定子と、複数個の磁極を作るための複数個の主永久磁石が前記回転子鉄心に埋め込まれ、回転トルクが発生して回転する回転子と、を有し、前記回転子は、前記主永久磁石が前記回転子鉄心に埋め込まれることにより、前記主永久磁石より前記固定子側の前記回転子鉄心の部分に形成された磁極片を形成し、前記回転子鉄心に埋め込まれた複数個の前記主永久磁石の前記固定子側の極性が、前記回転子の回転方向に沿って磁極毎に交互に変化しており、前記磁極片にはさらに補助永久磁石が埋め込まれ、前記補助永久磁石は、回転方向に於ける前記磁極片の中央側の面の極性が、前記磁極片の極性と同じになるように磁化されている、ことを特徴とする。   A first IPM motor that solves the above-described problems has a plurality of stator windings wound around a stator core, and a plurality of stators for generating a rotating magnetic field and a plurality of magnetic poles for forming a plurality of magnetic poles. The main permanent magnet is embedded in the rotor core, and a rotor that rotates by generating rotational torque, and the rotor is embedded by the main permanent magnet being embedded in the rotor core. A magnetic pole piece is formed in a portion of the rotor core on the stator side from the main permanent magnet, and the polarity on the stator side of the plurality of the main permanent magnets embedded in the rotor core is The magnetic pole piece is alternately changed along the rotation direction of the rotor, and an auxiliary permanent magnet is further embedded in the magnetic pole piece, and the auxiliary permanent magnet is a surface on the center side of the magnetic pole piece in the rotation direction. So that the polarity of the magnet is the same as the polarity of the pole piece It is characterized in that.

前記課題を解決する第2のIPMモータは、前記第1のIPMモータにおいて、回転方向に於ける前記磁極片の中央部分を挟んで両側にそれぞれ前記補助永久磁石が配置され、前記各補助永久磁石は、前記主永久磁石から径方向に延びる形状を有している、ことを特徴とする。   A second IPM motor that solves the above-described problem is the first IPM motor, wherein the auxiliary permanent magnets are arranged on both sides of the central portion of the magnetic pole piece in the rotation direction, respectively. Has a shape extending in a radial direction from the main permanent magnet.

前記課題を解決する第3のIPMモータは、前記第2のIPMモータにおいて、前記磁極片と隣接する前記磁極片との間に、磁束の漏れを低減するためのブリッジ部が形成され、前記磁極片の中央部分を挟んで両側にそれぞれ配置された前記補助永久磁石の間の距離L1が、一方の前記補助永久磁石と前記一方の補助永久磁石の側の前記主永久磁石の端部との間の距離L2、あるいは他方の前記補助永久磁石と前記他方の補助永久磁石の側の前記主永久磁石の端部との間の距離L3、よりも長い、ことを特徴とする。   A third IPM motor that solves the above-described problems is the second IPM motor, wherein a bridge portion for reducing magnetic flux leakage is formed between the magnetic pole piece and the adjacent magnetic pole piece, A distance L1 between the auxiliary permanent magnets arranged on both sides across the central portion of the piece is between one auxiliary permanent magnet and the end of the main permanent magnet on the one auxiliary permanent magnet side. Or a distance L3 between the other auxiliary permanent magnet and the end of the main permanent magnet on the other auxiliary permanent magnet side.

前記課題を解決する第4のIPMモータは、前記第1乃至前記第3のIPMモータの内の一において、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力より小さい、ことを特徴とする。   In a fourth IPM motor that solves the above problem, in one of the first to third IPM motors, the holding force of the auxiliary permanent magnet is the holding force of the main permanent magnet for making the magnetic pole. It is smaller.

前記課題を解決する第5のIPMモータは、前記第4のIPMモータにおいて、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力に対して0.75倍から0.85倍の範囲にある、ことを特徴とする。   A fifth IPM motor that solves the above problem is that, in the fourth IPM motor, the holding force of the auxiliary permanent magnet is from 0.75 times the holding force of the main permanent magnet for forming the magnetic pole. It is characterized by being in the range of 0.85 times.

前記課題を解決する第6のIPMモータは、前記第1乃至前記第3のIPMモータの内の一において、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力より大きい、ことを特徴とする。   In a sixth IPM motor that solves the above problem, in one of the first to third IPM motors, the holding force of the auxiliary permanent magnet is the holding force of the main permanent magnet for forming the magnetic pole. It is larger.

前記課題を解決する第7のIPMモータは、前記第1乃至前記第6のIPMモータの内の一において、前記磁極を構成する前記磁極片と隣接する前記磁極片との間に、リラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする。   In a seventh IPM motor that solves the above problem, in one of the first to sixth IPM motors, a reluctance torque is applied between the magnetic pole piece constituting the magnetic pole and the adjacent magnetic pole piece. An auxiliary magnetic pole for generation is formed.

前記課題を解決する第8のIPMモータは、前記第1乃至前記第7のIPMモータの内の一において、前記固定子は、前記回転子に回転トルクを発生するための固定子巻線の他に、前記固定子に対する前記回転子の位地や傾斜を制御するための制御巻線を有し、前記回転子を磁気的に支持する、ことを特徴とする。   An eighth IPM motor that solves the above problem is one of the first to seventh IPM motors, wherein the stator is a stator winding for generating rotational torque in the rotor. And having a control winding for controlling the position and inclination of the rotor with respect to the stator, and magnetically supporting the rotor.

本発明によれば、コギングトルクがより改善されたIPMモータを提供することができる。なお、発明を実施するための形態(以下実施例と記す)における具体的な効果などについては、実施例の説明の中で述べることとする。   According to the present invention, an IPM motor with improved cogging torque can be provided. Note that specific effects and the like in the modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as examples) will be described in the description of the examples.

本発明の一実施例であるIPMモータの構造を説明するためのIPMモータの正面図である。It is a front view of the IPM motor for demonstrating the structure of the IPM motor which is one Example of this invention. 図1に示すIPMモータのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the IPM motor shown in FIG. IPMモータの回転子の回転軸に垂直な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a cross section perpendicular | vertical to the rotating shaft of the rotor of an IPM motor. 本発明の作用を説明するための要部拡大図であり、図4(A)は図1に示すIPMモータの磁極片の磁束の状態を説明する説明図であり、図4(B)は図4(A)において補助磁石が無い場合の磁極片の磁束の状態を説明する説明図である。FIG. 4A is an enlarged view of a main part for explaining the operation of the present invention, FIG. 4A is an explanatory diagram for explaining the state of magnetic flux of the pole piece of the IPM motor shown in FIG. 1, and FIG. It is explanatory drawing explaining the state of the magnetic flux of a pole piece when there is no auxiliary magnet in 4 (A). 回転子の固定子側表面における回転角方向の磁束密度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the magnetic flux density of the rotation angle direction in the stator side surface of a rotor. 主永久磁石の保持力に対する補助磁石の保持力の割合を変えた場合のコギングトルクの状態を示す特性図である。It is a characteristic view showing the state of cogging torque when the ratio of the holding force of the auxiliary magnet to the holding force of the main permanent magnet is changed. 従来構造に基づく回転トルク変動の解析結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the analysis result of the rotational torque fluctuation | variation based on the conventional structure. 本発明に係るIPMモータの回転トルク変動の解析結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the analysis result of the rotational torque fluctuation | variation of the IPM motor which concerns on this invention. 他の実施例であるIPMモータの回転子の回転軸に垂直な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a cross section perpendicular | vertical to the rotating shaft of the rotor of the IPM motor which is another Example. 他の実施例の回転子の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the rotor of another Example.

〔IPMモータ1の構造について〕
図1は本発明の一実施例であるIPMモータ1の構造を説明するための正面図であり、図2は図1に示すIPMモータ1のA−A断面の構造を示す断面図である。図1および図2を用いて本発明の一実施例であるIPMモータ1の構造および動作、効果を説明する。この実施例は内転型モータの例であり、積層鋼板で形成された固定子100の内側に前記固定子同様の積層鋼板で形成された回転子150が設けられている。また本実施例では、回転子150は、回転シャフトを備え前記回転シャフトを機械的に支持する構造のモータではなく、磁気力により回転子150を回転可能に支持する構成を備えている。
しかし、本発明は回転子150が機械的軸受けにより支持されるモータに適用しても、同様な効果が期待できる。すなわち本発明の基本的な作用や動作は機械的軸受けを有するモータであっても同じである。回転子150を機械的な軸受けにより支持するモータや磁気的に支持するモータのどちらにも本発明が適用できるが、これらを代表して回転子150を磁気的に支持する構造のモータを用いて説明する。
[About the structure of the IPM motor 1]
FIG. 1 is a front view for explaining the structure of an IPM motor 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the IPM motor 1 shown in FIG. The structure, operation and effect of the IPM motor 1 which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example of an internal rotation type motor, and a rotor 150 formed of a laminated steel plate similar to the stator is provided inside a stator 100 formed of a laminated steel plate. In this embodiment, the rotor 150 is not a motor having a rotating shaft and mechanically supporting the rotating shaft, but has a configuration in which the rotor 150 is rotatably supported by magnetic force.
However, even if the present invention is applied to a motor in which the rotor 150 is supported by a mechanical bearing, the same effect can be expected. That is, the basic operation and operation of the present invention are the same even for a motor having a mechanical bearing. Although the present invention can be applied to both a motor that supports the rotor 150 by a mechanical bearing and a motor that supports the rotor 150 magnetically, a motor having a structure that magnetically supports the rotor 150 is used as a representative of these. explain.

〔固定子100の構造について〕
固定子100は、回転子150の外周に等間隔に配置された12個のティース110を有している。各ティース110およびティース110をつなぐ固定子コアー102は、それぞれ積層鋼板を打ち抜いて作られており、各ティース110に固定子巻線120が巻回されている。本実施例のIPMモータは3相12スロットのモータであり、回転子150は4極である。もちろんこれらスロット数や回転子150の磁極数は一例であり、これに限られるものではない。またこの実施例では固定子巻線120は集中巻であるが、分布巻でも本発明を適用することができ、同様に大きな効果を得ることができる。本発明の基本的な原理や作用および効果は集中巻であっても分布巻であっても同じであり、これらを代表して集中巻の例で以下説明する。
[About the structure of the stator 100]
The stator 100 has twelve teeth 110 arranged on the outer periphery of the rotor 150 at equal intervals. Each of the teeth 110 and the stator core 102 connecting the teeth 110 are made by punching laminated steel plates, and a stator winding 120 is wound around each of the teeth 110. The IPM motor of this embodiment is a three-phase 12-slot motor, and the rotor 150 has four poles. Of course, the number of slots and the number of magnetic poles of the rotor 150 are examples, and the present invention is not limited to this. Further, in this embodiment, the stator winding 120 is a concentrated winding, but the present invention can be applied to a distributed winding, and a great effect can be obtained similarly. The basic principle, operation, and effect of the present invention are the same for concentrated winding and distributed winding, and these will be described below as an example of concentrated winding.

固定子100は回転子150に回転トルクを発生させるだけでなく、固定子100に対して回転子150の回転軸(以下Z軸)や径方向軸(以下X軸)が所定の位置や所定の角度となるように磁束を発生する。このため固定子100は、回転子150の外周面にエアーギャップを介して対向するティース110だけでなく、回転子150のZ軸方向の各側面とエアーギャップを介して対向する補助ティース112や補助ティース114を有している。   The stator 100 not only generates rotational torque in the rotor 150 but also the rotational axis (hereinafter referred to as Z-axis) and the radial axis (hereinafter referred to as X-axis) of the rotor 150 with respect to the stator 100 at a predetermined position or a predetermined position. Magnetic flux is generated at an angle. Therefore, the stator 100 has not only the teeth 110 that face the outer peripheral surface of the rotor 150 via an air gap, but also auxiliary teeth 112 and auxiliary that face each side surface of the rotor 150 in the Z-axis direction via the air gap. The teeth 114 are provided.

固定子100は固定子巻線120や径方向制御巻線132、回転軸方向制御巻線134、傾斜制御巻線136を有している。固定子巻線120は回転磁界を発生して回転子150に回転トルクを発生し、径方向制御巻線132はZ軸の位置が径方向であるX軸方向において所定の位置となるように制御する。また回転軸方向制御巻線134は、回転子150がZ軸方向において所定の位置となるように制御する。さらに傾斜制御巻線136は、回転子150の固定子100に対する傾きが所定の傾きとなるように、つまり回転子150の回転軸であるZ軸がティース110の中心でしかもティース110の内側開口の中心軸と一致するように、回転子150のZ軸の傾きを制御する。   The stator 100 includes a stator winding 120, a radial direction control winding 132, a rotation axis direction control winding 134, and a tilt control winding 136. The stator winding 120 generates a rotating magnetic field to generate rotational torque in the rotor 150, and the radial control winding 132 is controlled so that the position of the Z axis is a predetermined position in the X axis direction, which is the radial direction. To do. The rotation axis direction control winding 134 controls the rotor 150 so as to be at a predetermined position in the Z axis direction. Further, the inclination control winding 136 is arranged so that the inclination of the rotor 150 with respect to the stator 100 becomes a predetermined inclination, that is, the Z-axis that is the rotation axis of the rotor 150 is the center of the teeth 110 and the inner opening of the teeth 110. The inclination of the Z axis of the rotor 150 is controlled so as to coincide with the central axis.

なお、回転軸方向制御巻線134と傾斜制御巻線136の配置を径方向において逆にしても良い。さらに、固定子巻線120や径方向制御巻線132、回転軸方向制御巻線134、傾斜制御巻線136が作る磁束を一つの巻線で発生させても良い。例えば径方向制御巻線132の位置に共通の巻線を設け、固定子巻線120や径方向制御巻線132、回転軸方向制御巻線134、傾斜制御巻線136供給する電流を重ねあわせた電流を前記共通の巻線に供給することにより、同じような制御を行うことができる。もちろん固定子巻線120や回転軸方向制御巻線134、傾斜制御巻線136の巻線位置が変わるので、巻線位置の変更による電流値の調整が必要となるが、基本的な制御概念は同じである。   The arrangement of the rotation axis direction control winding 134 and the tilt control winding 136 may be reversed in the radial direction. Further, the magnetic flux generated by the stator winding 120, the radial direction control winding 132, the rotation axis direction control winding 134, and the tilt control winding 136 may be generated by one winding. For example, a common winding is provided at the position of the radial control winding 132, and the current supplied to the stator winding 120, the radial control winding 132, the rotation axis direction control winding 134, and the gradient control winding 136 is overlapped. The same control can be performed by supplying current to the common winding. Of course, since the winding positions of the stator winding 120, the rotation axis direction control winding 134, and the gradient control winding 136 change, it is necessary to adjust the current value by changing the winding position, but the basic control concept is The same.

回転子150を磁気的に支持し、機械的な軸受けを不要にすることにより、モータの体積をさらに小さくすることが可能となる。また機械部分のメンテナンスが不要となる効果がある。例えば体内に埋め込まれる人工心臓用ポンプモータでは機械部分の磨耗等のメンテナンスが不要となり医療用装置として非常に有利となる。
一方、回転子150を磁気力ではなく機械的な軸受けで保持する場合には、補助ティース114は不要であり、さらに径方向制御巻線132や回転軸方向制御巻線134、傾斜制御巻線136も不要となるため固定子構造は簡単になるが軸受けの磨耗を考慮しなければならず、機械的寿命或いは機械部品のメンテナンスを考慮する必要がある。
By magnetically supporting the rotor 150 and eliminating the need for mechanical bearings, the volume of the motor can be further reduced. In addition, there is an effect that maintenance of the machine part becomes unnecessary. For example, a pump motor for an artificial heart that is implanted in the body is very advantageous as a medical device because it does not require maintenance such as wear of mechanical parts.
On the other hand, when the rotor 150 is held by a mechanical bearing instead of a magnetic force, the auxiliary teeth 114 are not necessary, and the radial control winding 132, the rotary axial control winding 134, and the tilt control winding 136 are further eliminated. However, the structure of the stator is simplified, but the wear of the bearings must be taken into consideration, and the mechanical life or maintenance of the machine parts must be taken into consideration.

〔回転子150の構造および磁極の構造について〕
図3は、回転子150を図2に示すZ軸に垂直な面で切った状態の断面図である。回転子150は4極の構造であり、各磁極を磁極Aや磁極B、磁極C、磁極Dで示す。磁極は、回転子鉄心152に貫通して埋め込まれた長方形状の4個の主永久磁石162により形成される。図3においてのみ特別に4個の主永久磁石162を主永久磁石162A、主永久磁石162B、主永久磁石162C、主永久磁石162D、として記載する。これら主永久磁石162は基本動作が同じであり、他の図では主永久磁石162A〜主永久磁石162Dをそれぞれ単に主永久磁石162として記載する。磁極Aや磁極Cではこれらの磁極を形成するための主永久磁石162Aや主永久磁石162Cは、固定子100の側である外周側がN極で回転子150の中心側がSとなるように磁化されている。また磁極Bや磁極Dではこれらを形成するための主永久磁石162Bや主永久磁石162Dは、逆方向である固定子側すなわち外周側がS極で、回転子150の中心側がN極となるように磁化されている。すなわち回転子150の回転方向に於いて、磁極毎に埋設されている主永久磁石162の磁化方向が反転するように主永久磁石162が磁化されている。回転子150の磁極が4極より多くなった場合も同様であり、回転子150の回転方向に於いて、磁極毎に主永久磁石162の磁化方向が反転するように主永久磁石162が磁化されている。
[Structure of rotor 150 and magnetic pole structure]
3 is a cross-sectional view of the rotor 150 taken along a plane perpendicular to the Z axis shown in FIG. The rotor 150 has a four-pole structure, and each magnetic pole is indicated by a magnetic pole A, a magnetic pole B, a magnetic pole C, and a magnetic pole D. The magnetic poles are formed by four rectangular main permanent magnets 162 that are embedded through the rotor core 152. Only in FIG. 3, four main permanent magnets 162 are described as a main permanent magnet 162A, a main permanent magnet 162B, a main permanent magnet 162C, and a main permanent magnet 162D. These main permanent magnets 162 have the same basic operation. In other figures, the main permanent magnets 162A to 162D are simply referred to as main permanent magnets 162, respectively. In the magnetic pole A and the magnetic pole C, the main permanent magnet 162A and the main permanent magnet 162C for forming these magnetic poles are magnetized so that the outer peripheral side which is the stator 100 side is N pole and the center side of the rotor 150 is S. ing. Further, in the magnetic pole B and the magnetic pole D, the main permanent magnet 162B and the main permanent magnet 162D for forming the magnetic pole B and the magnetic pole D are such that the opposite side of the stator, that is, the outer peripheral side is the S pole, and the center side of the rotor 150 is the N pole. Magnetized. That is, in the rotation direction of the rotor 150, the main permanent magnet 162 is magnetized so that the magnetization direction of the main permanent magnet 162 embedded for each magnetic pole is reversed. The same applies to the case where the number of magnetic poles of the rotor 150 is greater than four. The main permanent magnet 162 is magnetized so that the magnetization direction of the main permanent magnet 162 is reversed for each magnetic pole in the rotation direction of the rotor 150. ing.

磁極A〜磁極Dの各主永久磁石162の外周側の回転子鉄心152はそれぞれ磁極片184として作用し、これら磁極片184を介して磁束が出入りする。例えば主永久磁石162Aに基づく磁束は磁極Aの磁極片184から出て、固定子に導かれ、固定子100の内部を通り、固定子100から磁極Bあるいは磁極Dの磁極片184に導かれ主永久磁石162Bや主永久磁石162Dを介して主永久磁石162Aに戻る。この磁束と固定子100に設けられた固定子巻線120を流れる電流との作用により力が発生し、回転トルクとして回転子150に作用し、回転子150が回転する。主永久磁石162Cに付いても同じであり、磁極Cの磁極片184から固定子100の固定子巻線120に磁束が導かれ、磁極Bあるいは磁極Dの磁極片184には固定子100から磁束が導かれ、主永久磁石162Bや主永久磁石162Dを介して主永久磁石162Cに磁束が戻る。磁極が多くなっても上述した磁束の流れは、同じであり、磁極Aの磁極片184から固定子に導かれた磁束は、固定子を通り回転子150の両隣の磁極、図3の場合は磁極Bと磁極Dの磁極片184に戻る。上記説明は主永久磁石162が発生する磁束と固定子巻線120を流れる電流により発生する力で回転子150の回転トルクを説明したが、固定子巻線120を流れる電流が作る固定子100の回転磁界と回転子150の主永久磁石162との磁気的関係で回転トルクが回転子150に発生すると考えても良い。   The rotor core 152 on the outer peripheral side of each of the main permanent magnets 162 of the magnetic poles A to D acts as magnetic pole pieces 184, and magnetic flux enters and exits through these magnetic pole pieces 184. For example, the magnetic flux based on the main permanent magnet 162A exits the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole A, is guided to the stator, passes through the stator 100, and is guided from the stator 100 to the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole B or D. It returns to the main permanent magnet 162A via the permanent magnet 162B and the main permanent magnet 162D. A force is generated by the action of this magnetic flux and the current flowing through the stator winding 120 provided in the stator 100, and acts on the rotor 150 as a rotational torque, so that the rotor 150 rotates. The same applies to the main permanent magnet 162C, and the magnetic flux is guided from the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole C to the stator winding 120 of the stator 100, and from the stator 100 to the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole B or D. And the magnetic flux returns to the main permanent magnet 162C via the main permanent magnet 162B and the main permanent magnet 162D. Even if the number of magnetic poles increases, the magnetic flux flow described above is the same, and the magnetic flux guided from the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole A to the stator passes through the stator, and the magnetic poles on both sides of the rotor 150, in the case of FIG. Return to the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole B and the magnetic pole D. In the above description, the rotational torque of the rotor 150 is explained by the magnetic flux generated by the main permanent magnet 162 and the force generated by the current flowing through the stator winding 120. However, the current of the stator 100 produced by the current flowing through the stator winding 120 is explained. It may be considered that rotational torque is generated in the rotor 150 due to the magnetic relationship between the rotating magnetic field and the main permanent magnet 162 of the rotor 150.

〔回転子150の漏れ磁束の低減構造について〕
隣同士の磁極片184の間で磁束が漏れて、固定子に導かれない磁束(以下漏れ磁束と記す)が生じる場合、漏れ磁束は回転トルクの発生に寄与しない。このため、隣同士の磁極片184の間の漏れ磁束を抑制することが望ましい。本実施例では、隣同士の磁極片184の間にはそれぞれ端部磁石174が設けられている。端部磁石174は漏れ磁束を低減するように、端部磁石174の磁石面が向いている磁極と同じ極性に磁化されている。磁極Aと磁極Bとの間の端部磁石174で説明すると、端部磁石174の磁極A側の面が磁極Aと同じN極となり、端部磁石174の磁極B側の面が磁極Bと同じS極となるように、端部磁石174は磁化されている。このことにより、磁極Aの磁極片184から磁極Bの磁極片184への漏れ磁束が大幅に低減される。このような磁化方法に従って全ての端部磁石174が磁化されている。なお本実施例は、端部磁石174として永久磁石を使用した、漏れ磁束を極めて少なくする理想的な構成を示している。端部磁石174の代わりに非磁性体を配置しても漏れ磁束を低減することができる。また、非磁性体の代わりに空隙にしても良い。以下非磁性体を使用した場合の前記非磁性体を空気の場合だけでなく総称して磁気空隙と記す。
[Reduction structure of leakage magnetic flux of rotor 150]
When magnetic flux leaks between adjacent magnetic pole pieces 184 and magnetic flux that is not guided to the stator (hereinafter referred to as leakage magnetic flux) is generated, the leakage magnetic flux does not contribute to generation of rotational torque. For this reason, it is desirable to suppress the leakage magnetic flux between adjacent magnetic pole pieces 184. In this embodiment, end magnets 174 are provided between adjacent pole pieces 184. The end magnet 174 is magnetized to have the same polarity as the magnetic pole facing the magnet surface of the end magnet 174 so as to reduce leakage magnetic flux. When the end magnet 174 between the magnetic pole A and the magnetic pole B is described, the surface of the end magnet 174 on the magnetic pole A side is the same N pole as the magnetic pole A, and the surface of the end magnet 174 on the magnetic pole B side is the magnetic pole B. The end magnet 174 is magnetized so as to have the same S pole. As a result, the magnetic flux leakage from the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole A to the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole B is greatly reduced. All the end magnets 174 are magnetized according to such a magnetization method. This embodiment shows an ideal configuration in which a permanent magnet is used as the end magnet 174 and the leakage magnetic flux is extremely reduced. Even if a non-magnetic material is disposed instead of the end magnet 174, the leakage magnetic flux can be reduced. Moreover, you may make it a space | gap instead of a nonmagnetic material. Hereinafter, the nonmagnetic material in the case of using a nonmagnetic material is generically referred to as a magnetic gap, not only in the case of air.

端部磁石174の外周側には、前記磁極片間をつなぐブリッジ部186がそれぞれ回転子鉄心成形時に打ち抜きによって設けられている。このブリッジ部186は回転子150が回転すると各磁極の主永久磁石162や磁極片184、その他後述する補助磁石172に遠心力が発生し、この遠心力に耐える機械的な構造をとっている。すなわち最高回転速度で発生する上述の遠心力に対して十分耐えられる形状を成している。なお、ブリッジ部186を介して磁束が漏えいするが、ブリッジ部186が作る磁気回路の断面積が限られているため、ブリッジ部186は磁気的に飽和状態となり、漏えい磁束量は少ない。このためブリッジ部186が存在しても、回転トルクが大きく減少するようなことは生じない。図3に示す全てのブリッジ部186に対して上記説明が成り立ち、さらに回転子150の極数が増えた場合に、各磁極間にブリッジ部186がそれぞれ設けられるが、これらブリッジ部186の全てに対して上記説明が成り立つ。   On the outer peripheral side of the end magnet 174, bridge portions 186 for connecting the magnetic pole pieces are provided by punching at the time of forming the rotor core. The bridge portion 186 has a mechanical structure in which centrifugal force is generated in the main permanent magnet 162 and the magnetic pole piece 184 of each magnetic pole and other auxiliary magnets 172 described later when the rotor 150 is rotated. That is, it has a shape that can sufficiently withstand the centrifugal force generated at the maximum rotational speed. Magnetic flux leaks through the bridge portion 186. However, since the cross-sectional area of the magnetic circuit formed by the bridge portion 186 is limited, the bridge portion 186 is magnetically saturated and the amount of leakage magnetic flux is small. For this reason, even if the bridge portion 186 exists, the rotational torque does not greatly decrease. The above description is valid for all the bridge portions 186 shown in FIG. 3, and when the number of poles of the rotor 150 is further increased, the bridge portions 186 are provided between the magnetic poles. On the other hand, the above explanation is valid.

〔回転子150のコギングトルクの低減について〕
固定子100の各巻線にまったく電流が供給されていない固定子100の非励磁状態での磁気吸引力に基づくトルク、すなわちコギングトルクについて次に説明する。コギングトルクはトルク脈動の要因となる。本実施例ではコギングトルクを低減するために各磁極片184に補助磁石172が設けられている。補助磁石172を用いてコギングトルクを低減する構成は、図3の構造に限定されるものではなく、補助磁石172の位置や補助磁石172の形状、さらに補助磁石172の数などに付いて色々考えられるが、代表的な例として図3に示す、2個の補助磁石172を使用した例を説明する。この補助磁石172は磁極片184から固定子100に入り込む磁束の分布あるいは固定子100から磁極片184に戻る磁束の分布を理想的な分布に近づける作用をする。望ましい磁束の分布は、ブリッジ部186の近傍の磁束密度がゼロとなり、回転方向に於ける磁極片184の中央すなわち電気角の90度の位置の磁束密度が最も高くなる、正弦波の状態である。なお磁極Aや磁極Cにおける電気角の90度の位置を軸線Cで示している。
[Reduction of cogging torque of rotor 150]
Next, torque based on magnetic attraction force in a non-excited state of the stator 100 in which no current is supplied to each winding of the stator 100, that is, cogging torque will be described. Cogging torque causes torque pulsation. In the present embodiment, each magnet piece 184 is provided with an auxiliary magnet 172 in order to reduce cogging torque. The configuration for reducing the cogging torque using the auxiliary magnet 172 is not limited to the structure shown in FIG. 3, and there are various considerations regarding the position of the auxiliary magnet 172, the shape of the auxiliary magnet 172, and the number of auxiliary magnets 172. However, an example using two auxiliary magnets 172 shown in FIG. 3 will be described as a typical example. The auxiliary magnet 172 acts to bring the distribution of magnetic flux entering the stator 100 from the magnetic pole piece 184 or the distribution of magnetic flux returning from the stator 100 to the magnetic pole piece 184 closer to an ideal distribution. The desirable magnetic flux distribution is a sinusoidal state in which the magnetic flux density near the bridge portion 186 is zero, and the magnetic flux density at the center of the magnetic pole piece 184 in the rotation direction, that is, at the position of 90 degrees in electrical angle, is the highest. . Note that the position of an electrical angle of 90 degrees in the magnetic pole A and the magnetic pole C is indicated by the axis C.

今仮に従来技術である磁極片184に補助磁石172が無い状態と仮定する。この場合例えば磁極Aの磁極片184の磁束は、図4(A)に示す如く隣接する他の磁極の影響を受ける。隣接する他の磁極BやDがそれぞれ逆極性であるため、磁極Aの中央部の磁束が減少し、磁極Bや磁極Dに近い方の磁束密度が増大する傾向となる。   Assume that the magnetic pole piece 184, which is the prior art, has no auxiliary magnet 172. In this case, for example, the magnetic flux of the magnetic pole piece 184 of the magnetic pole A is affected by other adjacent magnetic poles as shown in FIG. Since the other adjacent magnetic poles B and D have opposite polarities, the magnetic flux at the center of the magnetic pole A decreases, and the magnetic flux density closer to the magnetic pole B and magnetic pole D tends to increase.

図5は、固定子の突極構造を無視して単に均一な鉄心と仮定して、回転子150の各磁極において、固定子100側表面の回転方向に沿った電気角あるいは機械角における磁束密度の変化を示したグラフである。特性Aは、補助磁石172が無いと仮定した従来の構造における磁束密度の変化を示す。この特性Aでは、隣接する磁極の逆極性の影響を受け、電気角20度や160度の付近に磁束密度の頂点であるピークGやピークFが生じる。一方電気角の90度付近では、中央部磁束密度Eとして示した如く、前記2つの頂点の間で最も低い磁束密度を示す。このように従来構造では、電気角20度や160度の付近に磁束密度のピークが表れ、さらにグラフの中央部磁束密度EがピークG7やピークFの間において最も磁束密度が低くなっている、特性Aの磁束密度の状態は、理想である正弦波の状態とは程遠く、大きなコギングトルクを発生する。   FIG. 5 shows a magnetic flux density at an electrical angle or a mechanical angle along the rotation direction of the surface on the stator 100 side at each magnetic pole of the rotor 150, assuming that the salient pole structure of the stator is ignored and that the core is simply uniform. It is the graph which showed change of. Characteristic A shows a change in magnetic flux density in a conventional structure that is assumed to have no auxiliary magnet 172. In this characteristic A, the peak G and the peak F, which are the apexes of the magnetic flux density, occur in the vicinity of the electrical angle of 20 degrees or 160 degrees due to the influence of the reverse polarity of the adjacent magnetic poles. On the other hand, in the vicinity of 90 degrees of the electrical angle, as indicated by the central magnetic flux density E, the lowest magnetic flux density is shown between the two apexes. As described above, in the conventional structure, a magnetic flux density peak appears in the vicinity of an electrical angle of 20 degrees or 160 degrees, and the magnetic flux density E in the central portion of the graph is the lowest between the peak G7 and the peak F. The state of the magnetic flux density of the characteristic A is far from the ideal sine wave state, and generates a large cogging torque.

図5の特性Aに示す如く、電気角20度や160の付近に磁束密度のピークであるピークG7やピークFが表れ、一方電気角90度付近の磁束密度が低くなる原因は、上述した如く隣接する逆極性の磁極の影響である。具体的に説明すると、図4(A)に示す如く、主永久磁石162が発生した磁束がそのまま固定子100に導かれるのではなく、磁束208や磁束210として示す如く、主永久磁石162が作る磁束が、両側に隣接する他磁極の方にそれぞれ引かれ漏洩するためである。   As shown in the characteristic A of FIG. 5, the peak G7 and the peak F, which are the magnetic flux density peaks, appear in the vicinity of the electrical angle of 20 degrees and 160, while the cause of the decrease in the magnetic flux density near the electrical angle of 90 degrees is as described above. It is the influence of the adjacent reverse polarity magnetic pole. More specifically, as shown in FIG. 4A, the magnetic flux generated by the main permanent magnet 162 is not directly guided to the stator 100, but is produced by the main permanent magnet 162 as shown as the magnetic flux 208 and the magnetic flux 210. This is because the magnetic flux is attracted and leaked toward the other magnetic poles adjacent to both sides.

各磁極片184に設けた補助磁石172は、図4(A)に示す漏洩しようとする磁束210や磁束208を逆に磁極片184の中央部に、磁極Aや磁極Cでは軸線Cの方向に、磁束を集めようとする作用をする。図4(B)はこの様子を模式的に示している。補助磁石172は、主永久磁石162から外周側に延びるように配置されている。この実施例では主永久磁石162に垂直に配置されている、しかし垂直に限るものではない。磁極Aを例として説明すると、補助磁石172は2つの面172Aと172Bを有していて、磁極片184の中央の方を向いている面172Aは、補助磁石172が置かれている磁極と同じ極性に磁化されている。また隣接する他の磁極の方を向いている面172Bは隣接する他の磁極と同じ極性に磁化されている。磁極片184に設けられた2つの補助磁石172が上記のように磁化されていることにより、磁極片184の中央部の磁束が隣接する磁極の方に片寄るのを阻止し、図4(B)の磁束202で示す如く磁極片184の中央部に磁束を集める作用をする。また隣接する磁極の方の磁束を図4(B)の磁束204で示す如く、磁極片184の中央側に引き寄せる作用をする。   The auxiliary magnets 172 provided on the magnetic pole pieces 184 have the magnetic fluxes 210 and 208 to be leaked as shown in FIG. 4 (A) in the center of the magnetic pole pieces 184 and the magnetic poles A and C in the direction of the axis C. , Acts to collect magnetic flux. FIG. 4B schematically shows this state. The auxiliary magnet 172 is arranged so as to extend from the main permanent magnet 162 to the outer peripheral side. In this embodiment, it is arranged perpendicular to the main permanent magnet 162, but is not limited to being perpendicular. Taking the magnetic pole A as an example, the auxiliary magnet 172 has two surfaces 172A and 172B, and the surface 172A facing the center of the pole piece 184 is the same as the magnetic pole on which the auxiliary magnet 172 is placed. Magnetized to polar. The surface 172B facing the other adjacent magnetic pole is magnetized to the same polarity as the other adjacent magnetic pole. Since the two auxiliary magnets 172 provided on the pole piece 184 are magnetized as described above, the magnetic flux at the center of the pole piece 184 is prevented from being biased toward the adjacent magnetic pole, and FIG. As shown by the magnetic flux 202, the magnetic flux is collected at the center of the magnetic pole piece 184. Further, as shown by the magnetic flux 204 in FIG. 4B, the magnetic flux of the adjacent magnetic poles is attracted to the center side of the magnetic pole piece 184.

図5の特性Bは、2つの補助磁石172を設けた図3の実施例における磁極片184外周面の磁束密度の状態を示す。電気角20度および160度の部分に生じたピークがピークKやピークJで示す如く減少している。一方磁極片184の中央部である電気角90度付近の磁束密度が、中央磁束密度Eから中央磁束密度Hに大きくなっている。特性Aで示す磁束密度の状態に対して特性Bで示す磁束密度の状態の方が大幅に改善されており、コギングトルクの低減に大きく貢献する。   Characteristic B in FIG. 5 shows the state of magnetic flux density on the outer peripheral surface of the pole piece 184 in the embodiment of FIG. 3 in which two auxiliary magnets 172 are provided. The peaks generated at the electrical angles of 20 degrees and 160 degrees are reduced as indicated by the peak K and peak J. On the other hand, the magnetic flux density near the electrical angle of 90 degrees, which is the central portion of the pole piece 184, increases from the central magnetic flux density E to the central magnetic flux density H. The magnetic flux density state indicated by the characteristic B is greatly improved with respect to the magnetic flux density state indicated by the characteristic A, which greatly contributes to the reduction of cogging torque.

〔補助磁石172の配置に付いて〕
2個の補助磁石172の配置は、図3に示す如く、各磁極片184の回転方向の中央すなわち電気角90度に対して略対象の位置になるようにしている。代表して磁極Aに付いて具体的に説明する。磁極片184の回転方向の中央すなわち電気角90度の位置に軸線Cを記載した。2個の補助磁石172は主永久磁石162に対して垂直でしかも軸線CからL1/2離れ、軸線Cに対して対称の位置に設けられている。
[Attachment of auxiliary magnet 172]
As shown in FIG. 3, the two auxiliary magnets 172 are arranged so as to be substantially in the target positions with respect to the center in the rotation direction of each magnetic pole piece 184, that is, an electrical angle of 90 degrees. The magnetic pole A will be specifically described as a representative. The axis C is indicated at the center of the pole piece 184 in the rotational direction, that is, at a position at an electrical angle of 90 degrees. The two auxiliary magnets 172 are provided perpendicular to the main permanent magnet 162 and at a distance L1 / 2 from the axis C and symmetrical with respect to the axis C.

なお2個の補助磁石172は主永久磁石162に対して垂直に構成しなくても良く、主永久磁石162から固定子に向かって伸びている成分があれば、磁極片184の磁束密度を改善する作用をする。すなわち、磁極片184の回転角における中央部分の磁束が隣接する他の磁極に引かれるのを抑制する効果がある。また磁極片184における両端側、すなわち隣接する他の磁極に近い位置の磁束を中央すなわち軸線Cの方向に集める効果がある。図4(B)の磁束204の如く補助磁石172より他磁極側の部分の磁束を中央の方に集める作用をする。   The two auxiliary magnets 172 do not have to be perpendicular to the main permanent magnet 162. If there is a component extending from the main permanent magnet 162 toward the stator, the magnetic flux density of the pole piece 184 is improved. To act. That is, there is an effect of suppressing the magnetic flux in the central portion at the rotation angle of the magnetic pole piece 184 from being attracted by another adjacent magnetic pole. Further, there is an effect of collecting magnetic fluxes at both ends of the magnetic pole piece 184, that is, at positions close to other adjacent magnetic poles in the center, that is, in the direction of the axis C. Like the magnetic flux 204 in FIG. 4B, the magnetic flux of the portion on the other magnetic pole side of the auxiliary magnet 172 is collected toward the center.

また図3において、2個の補助磁石172間の距離をL1とし、磁極Bに近い方の補助磁石172と主永久磁石162の磁極B側の端部との距離をL2とし、磁極Dに近い方の補助磁石172と主永久磁石162の磁極D側の端部との距離をL3とした場合、距離L1は距離L2や距離L3より大きい。また距離L2と距離L3は略等しい。このような配置とすることで、図5に示す特性AのピークFおよびピークGを、特性BのピークJやピークKの如く低く抑えることができる。また特性Aの中央部磁束密度Eを、特性Bの中央部磁束密度Hで示す如く、高くすることができる。特性AのピークFおよびピークGを低く抑えるためには2個の補助磁石172を隣接する他の磁極に接近させ、距離L1を距離L2や距離L3より大幅に、例えば2倍程度に大きくすることが望ましい。特性AのピークFおよびピークGを、特性BのピークJやピークKの如く低く抑えることで、コギングトルクを大幅に改善することができる。また特性Aの中央部磁束密度Eを、特性Bの中央部磁束密度Hで示す如く高くすることで、コギングトルクを大幅に改善することができる。   3, the distance between the two auxiliary magnets 172 is L1, the distance between the auxiliary magnet 172 closer to the magnetic pole B and the end of the main permanent magnet 162 on the magnetic pole B side is L2, and is close to the magnetic pole D. When the distance between the auxiliary magnet 172 on one side and the end of the main permanent magnet 162 on the magnetic pole D side is L3, the distance L1 is larger than the distance L2 or the distance L3. The distance L2 and the distance L3 are substantially equal. With such an arrangement, the peak F and the peak G of the characteristic A shown in FIG. 5 can be suppressed as low as the peak J and the peak K of the characteristic B. Further, the central magnetic flux density E of the characteristic A can be increased as indicated by the central magnetic flux density H of the characteristic B. In order to keep the peak F and peak G of the characteristic A low, the two auxiliary magnets 172 are brought close to other adjacent magnetic poles, and the distance L1 is made larger than the distance L2 and the distance L3, for example, about twice as large. Is desirable. By suppressing the peak F and peak G of the characteristic A as low as the peak J and peak K of the characteristic B, the cogging torque can be greatly improved. Further, by increasing the central magnetic flux density E of the characteristic A as shown by the central magnetic flux density H of the characteristic B, the cogging torque can be greatly improved.

〔補助磁石172として永久磁石を使用したことによる効果について〕
本実施例では補助磁石172として永久磁石を使用している。このことにより前述の如くコギングトルクを大幅に改善することができる。図4(B)で説明すると、2個の補助磁石172が有する起磁力が主永久磁石162の磁束を助ける方向の磁束を発生し、磁極片184の中央部分の磁束密度を高くする作用をしている。この作用はコギングトルクの改善に大きく貢献しているがそれだけでなく、この磁束は回転トルクを発生する磁束として作用するので、本実施例のモータが発生する回転トルクの増大に大きく貢献している。今N極である磁極Aで具体的に説明したが、図3の磁極Bや磁極Dで示すS極の磁極であっても同様であり、磁極片184の回転角における中央部の磁束密度を増大してコギングトルクを改善する作用に加え、モータが発生する回転トルクを増大する効果を奏する。
[Effects of using a permanent magnet as the auxiliary magnet 172]
In this embodiment, a permanent magnet is used as the auxiliary magnet 172. As a result, the cogging torque can be greatly improved as described above. 4B, the magnetomotive force of the two auxiliary magnets 172 generates a magnetic flux in a direction that helps the magnetic flux of the main permanent magnet 162, and increases the magnetic flux density in the central portion of the pole piece 184. ing. This action greatly contributes to the improvement of the cogging torque, but not only that, but this magnetic flux acts as a magnetic flux that generates the rotational torque, and thus greatly contributes to the increase of the rotational torque generated by the motor of this embodiment. . The magnetic pole A, which is an N pole, has been described in detail, but the same applies to the magnetic poles B and D shown in FIG. In addition to the effect of increasing the cogging torque, there is an effect of increasing the rotational torque generated by the motor.

〔補助磁石172と主永久磁石162の保持力にいて〕
主永久磁石162はモータに回転トルクを与えるための永久磁石である。一方補助磁石172は回転子150の磁極の外周面、すなわち固定子のティース110に対向する面の回転方向の磁束の分布を改善するための永久磁石である。この考えから主永久磁石162の保持力より補助磁石172の保持力を小さくすることが1つの考え方である。なお、シミュレーションなどによる解析結果では、主永久磁石162の保持力に対して補助磁石172の保持力を0.7〜0.9程度とすることでコギングトルクを大幅に低減できるとの結果がえられた。
[In the holding force of the auxiliary magnet 172 and the main permanent magnet 162]
The main permanent magnet 162 is a permanent magnet for applying rotational torque to the motor. On the other hand, the auxiliary magnet 172 is a permanent magnet for improving the magnetic flux distribution in the rotation direction of the outer peripheral surface of the magnetic pole of the rotor 150, that is, the surface facing the teeth 110 of the stator. From this idea, one idea is to make the holding force of the auxiliary magnet 172 smaller than the holding force of the main permanent magnet 162. The analysis result by simulation or the like shows that the cogging torque can be significantly reduced by setting the holding force of the auxiliary magnet 172 to about 0.7 to 0.9 with respect to the holding force of the main permanent magnet 162. It was.

積層された固定子鉄心で作られた12個のティース110が回転子150の外周に等間隔に配置された状態で、図3に示す構造の回転子を回転させた場合のコギングトルクの状態をシミュレーションした結果を図6に示す。図6は1つのティース110におけるコギングトルクの状態を表しており、各ティース110に対して略同様のシミュレーション結果である。図6のグラフは、横軸が各ティース110に対応した機械角を表し、縦軸はコギングトルクを表している。グラフG1は、図3に記載された各磁極に設けられている2つの補助磁石172が全く無い場合のコギングトルクを示す。グラフG2〜グラフG6は、本発明の実施例である図3に示す構造の回転子150を回転させた場合のグラフである。グラフG2〜グラフG6では、2つの補助磁石172が無い場合のグラフG1に対してコギングトルクが大きく改善されている。   The state of cogging torque when the rotor having the structure shown in FIG. 3 is rotated in a state where twelve teeth 110 made of laminated stator cores are arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotor 150. The simulation result is shown in FIG. FIG. 6 shows the state of cogging torque in one tooth 110, and the simulation results are substantially the same for each tooth 110. In the graph of FIG. 6, the horizontal axis represents the mechanical angle corresponding to each tooth 110, and the vertical axis represents the cogging torque. Graph G1 shows the cogging torque when there are no two auxiliary magnets 172 provided at each magnetic pole shown in FIG. Graphs G2 to G6 are graphs when the rotor 150 having the structure shown in FIG. 3 which is an embodiment of the present invention is rotated. In the graph G2 to the graph G6, the cogging torque is greatly improved with respect to the graph G1 when the two auxiliary magnets 172 are not provided.

グラフG2〜グラフG6は、主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力を変えた場合のコギングトルクの大きさをシミュレーションにより求めた結果である。グラフG2は主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力が0.5倍の状態のコギングトルクの大きさを表す。グラフG3は主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力が0.75倍の状態のコギングトルクの大きさ、グラフG4は主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力が0.8倍の状態のコギングトルクの大きさ、グラフG5は主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力が0.85倍の状態のコギングトルクの大きさ、グラフG6は主永久磁石162の保持力に対する補助磁石172の保持力が1.0倍の状態のコギングトルクの大きさ、すなわち同じ保持力の状態のコギングトルクの大きさ、をそれぞれ表している。   Graphs G <b> 2 to G <b> 6 are results obtained by calculating the magnitude of cogging torque when the holding force of the auxiliary magnet 172 relative to the holding force of the main permanent magnet 162 is changed. Graph G2 represents the magnitude of cogging torque when the holding force of auxiliary magnet 172 is 0.5 times that of main permanent magnet 162. Graph G3 shows the magnitude of cogging torque when the holding force of auxiliary magnet 172 is 0.75 times the holding force of main permanent magnet 162, and graph G4 shows the holding force of auxiliary magnet 172 is 0 with respect to the holding force of main permanent magnet 162. .8 times the cogging torque magnitude, graph G5 shows the cogging torque magnitude when the auxiliary magnet 172 holding force is 0.85 times the holding force of the main permanent magnet 162, and graph G6 shows the main permanent magnet 162. The magnitude of the cogging torque when the holding force of the auxiliary magnet 172 is 1.0 times that of the holding force, that is, the magnitude of the cogging torque when the holding force is the same.

2つの補助磁石172が無い場合のグラフG1では、機械角の5度と25度においてコギングトルクの大きなピークが存在する。一方グラフG2〜グラフG6では、機械角の5度と25度におけるコギングトルクのピークが大きく改善されている。このように、磁極片184に補助磁石172を設けることにより、図3に示すように回転子150の各磁極の磁束密度の状態が改善され、図6に示すように固定子の各突極すなわちティース110に対するコギングトルクの大きさが大きく改善される。   In the graph G1 when there are no two auxiliary magnets 172, there are large cogging torque peaks at mechanical angles of 5 and 25 degrees. On the other hand, in the graphs G2 to G6, the cogging torque peaks at the mechanical angles of 5 degrees and 25 degrees are greatly improved. Thus, by providing the auxiliary magnet 172 on the magnetic pole piece 184, the state of magnetic flux density of each magnetic pole of the rotor 150 is improved as shown in FIG. 3, and each salient pole of the stator, that is, as shown in FIG. The magnitude of the cogging torque for the teeth 110 is greatly improved.

図7は、図1に示すIPMモータ1において、補助磁石172が無い状態の回転子を使用した場合の回転トルクの変動状態を表す。グラフG1は図6に示すグラフG1と同じグラフであり、固定子巻線120に電流を供給していない状態のトルク変動、すなわちコギングトルクを示す。一方G12は、固定子巻線120に2(A)の電流を供給した場合のトルク変動を示す。IPMモータ1をスムーズに始動するには回転トルクがすべての機械角において常に正であることが望ましく、特に人工心臓用ポンプモータでは、30〔mN・m〕より大きいトルクがすべての機械角において常に得られることが望ましい。グラフG12に示すグラフは、2(A)の電流を固定子巻線120に供給している状態の回転トルクの変動を示す。機械角5度付近で回転トルクが負の状態であり、また機械角0度〜機械角10の間は30〔mN・m〕の大きさの回転トルクを発生することが困難である。上述のとおり、機械角5度付近で回転トルクが負であり、この角度付近でモータを始動させようとしても全く回転トルクが得られない。このため指導することが困難である。さらに30〔mN・m〕の大きさの回転トルクが得られない範囲が大きく、滑らかな回転が不可能である。   FIG. 7 shows the fluctuation state of the rotational torque when the rotor without the auxiliary magnet 172 is used in the IPM motor 1 shown in FIG. A graph G1 is the same graph as the graph G1 shown in FIG. 6 and shows torque fluctuation in a state where no current is supplied to the stator winding 120, that is, cogging torque. On the other hand, G12 indicates torque fluctuation when 2 (A) current is supplied to the stator winding 120. In order to start the IPM motor 1 smoothly, it is desirable that the rotational torque is always positive at all mechanical angles. Particularly, in the artificial heart pump motor, a torque greater than 30 [mN · m] is always applied at all mechanical angles. It is desirable to be obtained. The graph shown in the graph G12 shows the fluctuation of the rotational torque in the state where the current of 2 (A) is supplied to the stator winding 120. The rotational torque is negative in the vicinity of the mechanical angle of 5 degrees, and it is difficult to generate a rotational torque of 30 [mN · m] between the mechanical angle of 0 degrees and the mechanical angle of 10. As described above, the rotational torque is negative near the mechanical angle of 5 degrees, and no rotational torque can be obtained even if the motor is started near this angle. For this reason, it is difficult to teach. Furthermore, the range in which a rotational torque of 30 [mN · m] cannot be obtained is large, and smooth rotation is impossible.

図8は、図3に記載の補助磁石172を備える本発明が適用された回転子150を使用した場合のトルク変動であり、図8に示すグラフG6は、図6のグラフG6と同じである。図8に示すグラフG6は図1に記載の固定子巻線120に供給される電流がゼロ(A)の状態のトルク変動すなわちコギングトルクを表し、一方グラフG16は固定子巻線120に2(A)の電流を供給した場合のトルク変動である。上述したとおり、図8に示すグラフG6はコギングトルクが小さく、グラフG16は全ての機械角において正の回転トルクが正の状態で、しかも機械角15度付近を除いて30〔mN・m〕の大きさの回転トルクが発生している。また機械角15度付近であっても30〔mN・m〕に近い回転トルクが発生している。このためどの機械角においてもスムーズにモータが始動でき、しかも安定した大きな回転トルクが得られ、滑らかな回転が得られる。   FIG. 8 shows torque fluctuations when using the rotor 150 to which the present invention is applied, including the auxiliary magnet 172 shown in FIG. 3, and the graph G6 shown in FIG. 8 is the same as the graph G6 in FIG. . A graph G6 shown in FIG. 8 represents torque fluctuation, that is, cogging torque when the current supplied to the stator winding 120 shown in FIG. 1 is zero (A), while graph G16 shows 2 ( This is the torque fluctuation when the current of A) is supplied. As described above, the graph G6 shown in FIG. 8 has a small cogging torque, and the graph G16 has a positive rotational torque at all mechanical angles and is 30 [mN · m] except for a mechanical angle of about 15 degrees. A large amount of rotational torque is generated. Further, a rotational torque close to 30 [mN · m] is generated even in the vicinity of a mechanical angle of 15 degrees. Therefore also the motor can be started smoothly at any mechanical angle, yet stable large rotation torque is obtained and smooth rotation can be obtained.

〔端部磁石174の作用および効果について〕
端部磁石174の作用については既に簡単に説明したが、図4(B)に基づいてここで再び説明する。端部磁石174の磁極A側の面は、磁極Aと同じ極性に磁化されている。一方端部磁石174の磁極B側の面あるいは磁極D側の面は磁極Bあるいは磁極Dの極性と同じ極性に磁化されている。この構成により隣接する磁極間の漏れ磁束を大幅に低減できる。また、ブリッジ部186は主永久磁石162の漏れ磁束ではなく、端部磁石174の磁束で十分に飽和状態となるため、主永久磁石162の磁束はブリッジ部186を通らない。このようなことから漏れ磁束が大幅に低減され、回転トルクの発生に寄与する磁束が効率よくトルク発生に利用される。さらに端部磁石174の起磁力自身が回転トルクを発生する方向に作用する。
[Operation and effect of end magnet 174]
Although the operation of the end magnet 174 has already been briefly described, it will be described again here with reference to FIG. The surface of the end magnet 174 on the magnetic pole A side is magnetized to the same polarity as the magnetic pole A. On the other hand, the surface on the magnetic pole B side or the surface on the magnetic pole D side of the end magnet 174 is magnetized to the same polarity as the polarity of the magnetic pole B or the magnetic pole D. With this configuration, the leakage magnetic flux between adjacent magnetic poles can be greatly reduced. Further, since the bridge portion 186 is sufficiently saturated with the magnetic flux of the end magnet 174 instead of the leakage magnetic flux of the main permanent magnet 162, the magnetic flux of the main permanent magnet 162 does not pass through the bridge portion 186. For this reason, the leakage magnetic flux is greatly reduced, and the magnetic flux contributing to the generation of rotational torque is efficiently used for torque generation. Further, the magnetomotive force itself of the end magnet 174 acts in the direction of generating rotational torque.

さらに磁極間にそれぞれ端部磁石174として永久磁石を配置し、各端部磁石174の磁化方向が上述の方向であるため、各磁極の外周面の磁束の分布状態を改善でき、コギングトルクの低減にも効果がある。これらのことから、端部磁石174を設けることで漏れ磁束の低減効果に加え、さらに回転トルクの増大やコギングトルクの低減の効果が得られる。   Further, permanent magnets are arranged as the end magnets 174 between the magnetic poles, and the magnetization direction of each end magnet 174 is the above-mentioned direction, so that the distribution state of the magnetic flux on the outer peripheral surface of each magnetic pole can be improved and the cogging torque is reduced. Is also effective. For these reasons, by providing the end magnet 174, in addition to the effect of reducing the leakage magnetic flux, the effect of further increasing the rotational torque and reducing the cogging torque can be obtained.

なお、端部磁石174の代わりに非磁性体で構成される空隙を設けてもよい。この空隙により隣接する磁極間の磁束の漏れをある程度低減することができる。しかし本実施例では前記空隙の代わりに端部磁石174を設けているので、隣接する磁極間の磁束の漏れをさらに低減できる。さらに、上述したコギングトルクの低減や回転トルクの増大の効果がある。以上のことから端部磁石174を使用することで大きな効果を得ている。   Note that a gap formed of a nonmagnetic material may be provided instead of the end magnet 174. This gap can reduce the leakage of magnetic flux between adjacent magnetic poles to some extent. However, in this embodiment, since the end magnet 174 is provided instead of the gap, the leakage of magnetic flux between adjacent magnetic poles can be further reduced. Further, there are effects of reducing the cogging torque and increasing the rotational torque described above. From the above, a great effect is obtained by using the end magnet 174.

〔他の実施例について〕
比較的小型のモータではリラクタンストルクを利用しなくても、回転子150に埋設された永久磁石に基づくトルクで十分な回転トルクを作り出すことができる。一方自動車の駆動用モータあるいはより大きなモータでは、大きな回転トルクが必要であり、このため多くの永久磁石を必要とする。モータに使用する永久磁石にはネオジムを始めとし、温度特性の改善などの理由からの色々なレアメタルを使用することとなる。このような理由から永久磁石の使用量をできるだけ抑制することが好ましく、永久磁石に基づくトルク以外にリラクタンストルクを利用して永久磁石の使用量を抑えることか行われている。本願発明はリラクタンストルクを利用したモータにも適用できる。リラクタンストルクを利用したモータへの本発明の適用例を図9および図10を用いて説明する。なお図10は図9の部分拡大図である。
[Other Examples]
A relatively small motor can produce a sufficient rotational torque with the torque based on the permanent magnet embedded in the rotor 150 without using the reluctance torque. On the other hand, a motor for driving an automobile or a larger motor requires a large rotational torque, and thus requires many permanent magnets. For permanent magnets used in motors, various rare metals such as neodymium and other reasons for improving temperature characteristics are used. For this reason, it is preferable to suppress the usage of the permanent magnet as much as possible, and it is possible to suppress the usage of the permanent magnet by utilizing a reluctance torque in addition to the torque based on the permanent magnet. The present invention can also be applied to a motor using reluctance torque. An application example of the present invention to a motor using reluctance torque will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG.

図3に記載の実施例では各磁極間には端部磁石174が配置され、固定子100で発生した磁束を通す磁気通路が上述の実施例には存在しなかった。言い換えると永久磁石の磁気抵抗は真空の磁気抵抗に近く非常に大きい値を有している。このため端部磁石174の部分は固定子100が発生する時速を通すことができなかった。さらに磁極片184においても補助磁石172が存在するため、固定子100で発生した磁束を通す磁気通路がほとんど存在しなかった。このため図3に記載の実施例ではリラクタンストルクがほとんど発生しなかった。
他の実施例である、図9や図10に示す回転子150の断面図では、隣接する磁極間に固定子100の固定子巻線120が発生する磁束を通す磁気通路が設けられている。このため図10に示す磁束214が各磁極間を通り、各磁極間に補助磁極192が形成される。これら補助磁極192を通る固定子100の固定子巻線120が発生する磁束214の磁気回路は回転子鉄心で構成されており、磁気抵抗が非常に小さい。一方磁束214が通る磁気回路に対して電気角で90度の位相を持つ磁気回路、例えば磁束212が通る磁気回路は、磁極Aを作る主永久磁石162と磁極Bを作る主永久磁石162の2個の永久磁石を横切ることとなる。このため固定子100の固定子巻線120が発生する磁束に対しては非常に大きな磁気抵抗を有することとなる。磁束214が通る磁気回路と磁束212が通る磁気回路の磁気抵抗の差が非常に大きく、このためリラクタンストルクが発生する。このリラクタンストルクと、回転子150の磁極を作る主永久磁石162および補助磁石172により発生する磁石トルクの合成により、図9および図10に示す回転子150の回転トルクが生じる。図9や図10に示す補助磁石172は、図3および図4を使用して説明した作用および効果と同じであり、コギングトルクの低減大きな効果を奏し、また回転トルクに増大にも大きく貢献する。図9や図10に示す他の実施例は、上述のとおりリラクタンストルクを利用するモータに、本発明を適用した例である。
In the embodiment shown in FIG. 3, the end magnets 174 are disposed between the magnetic poles, and the magnetic path through which the magnetic flux generated in the stator 100 passes is not present in the above-described embodiment. In other words, the magnetoresistance of the permanent magnet is very close to the vacuum magnetoresistance. For this reason, the portion of the end magnet 174 could not pass the speed at which the stator 100 was generated. Further, since the auxiliary magnet 172 is present in the pole piece 184, there is almost no magnetic path through which the magnetic flux generated in the stator 100 passes. For this reason, the reluctance torque hardly occurred in the embodiment shown in FIG.
In the sectional views of the rotor 150 shown in FIGS. 9 and 10 as another embodiment, a magnetic path through which the magnetic flux generated by the stator winding 120 of the stator 100 passes is provided between adjacent magnetic poles. Therefore, the magnetic flux 214 shown in FIG. 10 passes between the magnetic poles, and the auxiliary magnetic pole 192 is formed between the magnetic poles. The magnetic circuit of the magnetic flux 214 generated by the stator winding 120 of the stator 100 passing through these auxiliary magnetic poles 192 is composed of a rotor core and has a very small magnetic resistance. On the other hand, a magnetic circuit having an electrical angle of 90 degrees with respect to the magnetic circuit through which the magnetic flux 214 passes, for example, a magnetic circuit through which the magnetic flux 212 passes, is a main permanent magnet 162 that creates the magnetic pole A and a main permanent magnet 162 that produces the magnetic pole B. Cross the permanent magnet. Therefore, the magnetic flux generated by the stator winding 120 of the stator 100 has a very large magnetic resistance. The difference in magnetic resistance between the magnetic circuit through which the magnetic flux 214 passes and the magnetic circuit through which the magnetic flux 212 passes is very large, and therefore reluctance torque is generated. A combination of the reluctance torque and the magnet torque generated by the main permanent magnet 162 and the auxiliary magnet 172 that form the magnetic poles of the rotor 150 generates the rotational torque of the rotor 150 shown in FIGS. The auxiliary magnet 172 shown in FIGS. 9 and 10 is the same as the operation and effect described with reference to FIGS. 3 and 4, and has a great effect of reducing the cogging torque and greatly contributes to the increase of the rotational torque. . Another embodiment shown in FIGS. 9 and 10 is an example in which the present invention is applied to a motor using reluctance torque as described above.

図9や図10に示す他の実施例では、端部磁石174の代わりに磁気空隙176を有している。磁気空隙176は空気が存在する空隙であっても良いし、樹脂などの非磁性体を有していても良い。磁気空隙176は非磁性体で作られているため磁気抵抗が大きく、漏えい磁束を低減できる。また磁気空隙176と回転子外周との間にはブリッジ部188が設けられており、回転子150の高速回転時の、主永久磁石162や補助磁石172、磁極片184などに発生する遠心力に対して十分に耐えられる構造となっている。一方漏れ磁束に対しては、ブリッジ部186と同様磁気飽和し、漏えい磁束を低減する。なお、すべての前記ブリッジ部に符号を付すと煩雑と成る為、代表して一部のブリッジ部にのみ符号186を付しているが、全磁気空隙176の外周側には全て前述のブリッジ部188が存在し、漏れ磁束を低減している。なお、全磁気空隙176の部分にそれぞれ図3および図4に示す永久磁石を設けても良い。但し図3および図4との違いは隣接する磁極間にそれぞれ配置される2つの磁気空隙176の位置に代わりにそれぞれ永久磁石が配置され、2つの永久磁石の間にリラクタンストルクを発生するための補助磁極192か存在することである。   In another embodiment shown in FIGS. 9 and 10, a magnetic gap 176 is provided instead of the end magnet 174. The magnetic gap 176 may be a gap in which air exists, or may have a nonmagnetic material such as a resin. Since the magnetic gap 176 is made of a non-magnetic material, the magnetic resistance is large, and the leakage magnetic flux can be reduced. Further, a bridge portion 188 is provided between the magnetic gap 176 and the outer periphery of the rotor, so that the centrifugal force generated in the main permanent magnet 162, the auxiliary magnet 172, the magnetic pole piece 184, etc. when the rotor 150 rotates at high speed is provided. It has a structure that can sufficiently withstand. On the other hand, the magnetic flux is saturated with respect to the leakage magnetic flux as in the bridge portion 186, and the leakage magnetic flux is reduced. In addition, since it will become complicated if a reference is attached to all the bridge parts, a reference numeral 186 is given only to a part of the bridge parts as a representative. 188 exists to reduce leakage flux. In addition, you may provide the permanent magnet shown in FIG. 3 and FIG. 4 in the part of all the magnetic space | gap 176, respectively. However, the difference from FIG. 3 and FIG. 4 is that permanent magnets are arranged instead of the positions of the two magnetic gaps 176 respectively arranged between adjacent magnetic poles, and a reluctance torque is generated between the two permanent magnets. The auxiliary magnetic pole 192 exists.

1…IPMモータ、100…固定子、102…固定子コアー、110…ティース、114…補助ティース、120…固定子巻線、134…回転軸方向制御巻線、136…傾斜制御巻線、150…回転子、152…回転子鉄心、162…主永久磁石、172…補助磁石、174…端部磁石、176…磁気空隙、184…磁極片、186…ブリッジ部、188…ブリッジ部、192…補助磁極、202…磁束、204…磁束、208…磁束、212…磁束、214…磁束。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... IPM motor, 100 ... Stator, 102 ... Stator core, 110 ... Teeth, 114 ... Auxiliary teeth, 120 ... Stator winding, 134 ... Rotary axis direction control winding, 136 ... Inclination control winding, 150 ... Rotor, 152 ... Rotor core, 162 ... Main permanent magnet, 172 ... Auxiliary magnet, 174 ... End magnet, 176 ... Magnetic gap, 184 ... Magnetic pole piece, 186 ... Bridge part, 188 ... Bridge part, 192 ... Auxiliary magnetic pole 202 ... Magnetic flux, 204 ... Magnetic flux, 208 ... Magnetic flux, 212 ... Magnetic flux, 214 ... Magnetic flux.

Claims (8)

固定子鉄心に巻回された複数個の固定子巻線を有し、回転磁界を発生する固定子と、
複数個の磁極を作るための複数個の主永久磁石が前記回転子鉄心に埋め込まれ、回転トルクを発生して回転する回転子と、を有し、
前記回転子は、前記主永久磁石を前記回転子鉄心に埋め込むことにより、前記各主永久磁石より前記固定子側に位置する前記回転子鉄心の部分にそれぞれ磁極片を形成し、
前記回転子鉄心に埋め込まれた複数個の前記主永久磁石の前記固定子側の極性が、前記回転子の回転方向に沿って磁極毎に交互に変化しており、
前記磁極片には、さらに磁束を磁極片の中央に集めるための補助永久磁石が埋め込まれ、
前記補助永久磁石は、回転方向に於ける前記磁極片の中央側の面の極性が、前記磁極片の極性と同じになるように磁化されている、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。
A stator having a plurality of stator windings wound around a stator core and generating a rotating magnetic field;
A plurality of main permanent magnets for making a plurality of magnetic poles are embedded in the rotor core, and have a rotor that generates rotational torque and rotates.
The rotor is formed by embedding the main permanent magnet in the rotor core, thereby forming magnetic pole pieces on portions of the rotor core located on the stator side from the main permanent magnets, respectively.
The polarity of the stator side of the plurality of main permanent magnets embedded in the rotor core is alternately changed for each magnetic pole along the rotation direction of the rotor,
The magnetic pole piece is further embedded with an auxiliary permanent magnet for collecting magnetic flux in the center of the magnetic pole piece,
The auxiliary permanent magnet is magnetized so that the polarity of the center side surface of the magnetic pole piece in the rotation direction is the same as the polarity of the magnetic pole piece, .
請求項1に記載の永久磁石埋込型モータにおいて、回転方向に於ける前記磁極片の中央部分を挟んで両側にそれぞれ前記補助永久磁石が配置され、前記各補助永久磁石は、前記主永久磁石から径方向に延びる形状を有している、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。   2. The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein the auxiliary permanent magnets are arranged on both sides of the central portion of the magnetic pole piece in the rotation direction, and the auxiliary permanent magnets are the main permanent magnets. A permanent magnet embedded motor characterized by having a shape extending in a radial direction. 請求項2に記載の永久磁石埋込型モータにおいて、前記磁極片と隣接する前記磁極片との間に、磁束の漏れを低減するためのブリッジ部が形成され、前記磁極片の中央部分を挟んで両側にそれぞれ配置された前記補助永久磁石の間の距離L1が、一方の前記補助永久磁石と前記一方の補助永久磁石の側の前記主永久磁石の端部との間の距離L2、あるいは他方の前記補助永久磁石と前記他方の補助永久磁石の側の前記主永久磁石の端部との間の距離L3、よりも長い、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。   The embedded permanent magnet motor according to claim 2, wherein a bridge portion for reducing leakage of magnetic flux is formed between the magnetic pole piece and the adjacent magnetic pole piece, and a central portion of the magnetic pole piece is sandwiched therebetween. The distance L1 between the auxiliary permanent magnets arranged on both sides is the distance L2 between one auxiliary permanent magnet and the end of the main permanent magnet on the one auxiliary permanent magnet side, or the other A permanent magnet embedded type motor characterized by being longer than a distance L3 between the auxiliary permanent magnet and the end of the main permanent magnet on the side of the other auxiliary permanent magnet. 請求項1乃至請求項3の内の一に記載の永久磁石埋込型モータにおいて、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力より小さい、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。   4. The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein a holding force of the auxiliary permanent magnet is smaller than a holding force of the main permanent magnet for forming the magnetic pole. A permanent magnet embedded motor. 請求項4に記載の永久磁石埋込型モータにおいて、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力に対して0.75倍から0.85倍の範囲にある、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。   5. The embedded permanent magnet motor according to claim 4, wherein the holding force of the auxiliary permanent magnet is in the range of 0.75 to 0.85 times the holding force of the main permanent magnet for forming the magnetic pole. A permanent magnet embedded motor characterized by that. 請求項1乃至請求項3の内の一に記載の永久磁石埋込型モータにおいて、前記補助永久磁石の保持力が、前記磁極を作るための前記主永久磁石の保持力より大きい、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。   4. The embedded permanent magnet motor according to claim 1, wherein a holding force of the auxiliary permanent magnet is larger than a holding force of the main permanent magnet for forming the magnetic pole. A permanent magnet embedded motor. 請求項1乃至請求項6の内の一に記載の埋め込み磁石型モータにおいて、
前記磁極を構成する前記磁極片と隣接する前記磁極片との間に、リラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。
The embedded magnet type motor according to any one of claims 1 to 6,
An embedded permanent magnet motor, wherein an auxiliary magnetic pole for generating a reluctance torque is formed between the magnetic pole piece constituting the magnetic pole and the adjacent magnetic pole piece.
請求項1乃至請求項7の内の一に記載の埋め込み磁石型モータにおいて、
前記固定子は、前記回転子に回転トルクを発生するための固定子巻線の他に、前記固定子に対する前記回転子の位地や傾斜を制御するための制御巻線を有し、前記回転子を磁気的に支持する、ことを特徴とする永久磁石埋込型モータ。
The embedded magnet type motor according to any one of claims 1 to 7,
The stator has a control winding for controlling the position and inclination of the rotor relative to the stator, in addition to the stator winding for generating rotational torque in the rotor, and the rotation A permanent magnet embedded motor characterized by magnetically supporting a child.
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