JP2014147214A - Rotary electric machine and hoist for elevator - Google Patents

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Yukihiro Yamamoto
幸弘 山本
Akira Hashimoto
昭 橋本
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine and a hoist for an elevator in which increase in cost can be suppressed and leakage magnetic flux of a permanent magnet can be reduced, and which can be easily manufactured.SOLUTION: In a rotary electric machine 1, a rotor core 12 of a rotor 3 includes a plurality of rotor magnetic pole parts 16 which face a stator 2 in a radial direction and are arranged in a circumferential direction. The rotor core 12 is provided with a plurality of magnet grooves 17 which are formed between each of the rotor magnetic pole parts 16, whose stator 2 side is opened, and in which first permanent magnets 13 are housed, and a plurality of magnet holes 18 which are formed in accordance with the position of each of the rotor magnetic pole parts 16 in the circumferential direction, and formed at the positions further from the stator 2 than the rotor magnetic pole parts 16, and in which second permanent magnets 14 are housed. The first and second permanent magnets 13, 14 adjacent to the common rotor magnetic pole part 16 are arranged so as to direct the same polarity toward the common rotor magnetic pole part 16.

Description

この発明は、回転子に永久磁石が設けられている回転電機、及びこの回転電機を有するエレベータ用巻上機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine having a rotor provided with a permanent magnet, and an elevator hoisting machine having the rotating electrical machine.

従来、鋳物材であるヨーク部の表面に永久磁石を取り付けて構成した回転子を環状の固定子の内側に回転可能に配置した表面磁石型回転電機が知られている(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a surface magnet type rotating electrical machine is known in which a rotor configured by attaching a permanent magnet to the surface of a yoke portion that is a cast material is rotatably arranged inside an annular stator (see, for example, Patent Document 1). .

また、従来、回転子鉄心の外周面に近い部分に第1の磁石用穴を設けるとともに、回転子鉄心の外周面から径方向内側へ離れた部分に第2の磁石用穴を設け、保持力の異なる2種類の永久磁石を第1及び第2の磁石用穴に挿入することにより、複数の永久磁石を回転子鉄心内に埋めた埋め込み磁石型回転電機も知られている。この従来の埋め込み磁石型回転電機では、第1及び第2の磁石用穴内で永久磁石の両端部に空洞を形成することにより、トルクの向上が図られている(例えば特許文献2参照)。   Conventionally, a first magnet hole is provided in a portion close to the outer peripheral surface of the rotor core, and a second magnet hole is provided in a portion away from the outer peripheral surface of the rotor core inward in the radial direction. An embedded magnet type rotating electric machine in which a plurality of permanent magnets are embedded in a rotor core by inserting two different types of permanent magnets into first and second magnet holes is also known. In this conventional embedded magnet type rotating electric machine, torque is improved by forming cavities at both ends of the permanent magnet in the first and second magnet holes (see, for example, Patent Document 2).

さらに、従来、回転子鉄心内に埋められた永久磁石の断面形状を円弧状にするとともに、永久磁石の円弧状の両端部と固定子との間に広い空間を形成することにより、永久磁石の漏れ磁束を低減させてトルクの向上を図っている埋め込み型回転電機も知られている(例えば特許文献3参照)。   Furthermore, conventionally, the permanent magnet embedded in the rotor core has an arcuate cross-sectional shape, and a wide space is formed between the arcuate ends of the permanent magnet and the stator. There is also known an embedded type rotating electrical machine in which leakage magnetic flux is reduced to improve torque (see, for example, Patent Document 3).

また、従来、回転子コアを複数のコア片に分割し、複数のコア片間に永久磁石を配置した回転電機も知られている(例えば特許文献4参照)。   Conventionally, a rotating electrical machine in which a rotor core is divided into a plurality of core pieces and permanent magnets are arranged between the plurality of core pieces is also known (see, for example, Patent Document 4).

特許第4781706号公報Japanese Patent No. 4781706 特開2006−280195号公報JP 2006-280195 A 特開2002−136011号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-136011 特開2012−165576号公報JP 2012-165576 A

しかし、特許文献1に示されている従来の表面磁石型回転電機では、磁気抵抗の高い空気層を介して永久磁石の磁極が固定子に対向しているので、固定子の反磁界によって永久磁石が減磁されやすくなってしまう。また、固定子と永久磁石との距離が近いので、永久磁石は固定子からの熱によっても減磁を受けやすくなってしまう。さらに、永久磁石の減磁を防止するためには、保磁力を向上させた高価な永久磁石(例えば、ジスプロシウムが添加されたネオジム磁石等)を回転子に用いる必要があるので、回転電機の製造コストが増加してしまう。   However, in the conventional surface magnet type rotating electric machine shown in Patent Document 1, the permanent magnet's magnetic pole faces the stator via an air layer having a high magnetic resistance. Will be easily demagnetized. In addition, since the distance between the stator and the permanent magnet is short, the permanent magnet is likely to be demagnetized by heat from the stator. Furthermore, in order to prevent the demagnetization of the permanent magnet, it is necessary to use an expensive permanent magnet with improved coercive force (for example, a neodymium magnet to which dysprosium is added) as a rotor. Cost increases.

また、特許文献2及び3に示されている従来の埋め込み磁石型回転電機では、固定子の反磁界による永久磁石の減磁は緩和されるが、永久磁石を挿入するための穴を回転子鉄心に設ける必要があるので、回転電機の製造に手間がかかってしまう。特に、特許文献2に示されている埋め込み磁石型回転電機では、回転子鉄心の外周面に近い部分に穴を形成するので、回転子鉄心に穴を形成する加工が難しくなってしまう。特許文献3に示されている埋め込み磁石型回転電機でも、永久磁石の断面形状が円弧状となっているので、永久磁石の成形や回転子鉄心に対する穴の加工が難しくなってしまう。また、特許文献2及び3に示されている従来の埋め込み磁石型回転電機では、回転子鉄心が鋳物である場合、回転子鉄心に対する穴の加工の手間が極端に大きくなってしまう。さらに、特許文献4に示されている従来の回転電機では、部品点数が増えてしまい、回転電機の製造の手間がさらにかかってしまう。   Further, in the conventional embedded magnet type rotating electrical machines shown in Patent Documents 2 and 3, the demagnetization of the permanent magnet due to the demagnetizing field of the stator is alleviated, but a hole for inserting the permanent magnet is provided in the rotor core. Therefore, it takes time to manufacture the rotating electrical machine. In particular, in the embedded magnet type rotating electrical machine shown in Patent Document 2, since a hole is formed in a portion close to the outer peripheral surface of the rotor core, it is difficult to form a hole in the rotor core. Even in the embedded magnet type rotating electric machine shown in Patent Document 3, since the cross-sectional shape of the permanent magnet is arcuate, it becomes difficult to form the permanent magnet and process the hole in the rotor core. Further, in the conventional embedded magnet type rotating electrical machines shown in Patent Documents 2 and 3, when the rotor core is a casting, the labor of processing the hole for the rotor core becomes extremely large. Furthermore, in the conventional rotating electrical machine shown in Patent Document 4, the number of parts increases, and the labor for manufacturing the rotating electrical machine is further increased.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コストの増加の抑制及び永久磁石の漏れ磁束の低減を図ることができ、製造を容易にすることができる回転電機、及びエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide a rotating electrical machine capable of suppressing an increase in cost and reducing a leakage magnetic flux of a permanent magnet, and facilitating manufacture. And an elevator hoisting machine.

この発明による回転電機は、周方向へ並べられた複数の固定子巻線を有する固定子、及び回転子鉄心と、回転子鉄心にそれぞれ設けられた複数の第1の永久磁石及び複数の第2の永久磁石とを有し、固定子に対して回転可能な回転子を備え、回転子鉄心は、径方向について固定子に対向し周方向について互いに間隔を置いて配置された複数の回転子磁極部を有し、回転子鉄心には、各回転子磁極部間に形成されているとともに固定子側が開放され、第1の永久磁石がそれぞれ収容された複数の磁石用溝と、周方向について各回転子磁極部の位置に合わせて形成されているとともに回転子磁極部よりも固定子から離れた位置に形成され、第2の永久磁石がそれぞれ収容された複数の磁石用穴とが設けられており、共通の回転子磁極部に隣接した第1の永久磁石及び第2の永久磁石は、共通の回転子磁極部に同一の極性を向けて配置されている。   A rotating electrical machine according to the present invention includes a stator having a plurality of stator windings arranged in the circumferential direction, a rotor core, a plurality of first permanent magnets and a plurality of second cores respectively provided on the rotor core. A plurality of rotor magnetic poles which are arranged to be spaced apart from each other in the circumferential direction and opposed to the stator in the radial direction. The rotor iron core is formed between the rotor magnetic pole portions, the stator side is opened, and a plurality of magnet grooves each containing the first permanent magnet, and each circumferential direction A plurality of magnet holes, each of which is formed in accordance with the position of the rotor magnetic pole part, is formed at a position farther from the stator than the rotor magnetic pole part and accommodates the second permanent magnets, are provided. Adjacent to the common rotor pole 1 of the permanent magnet and the second permanent magnets are arranged toward the same polarity on a common rotor magnetic pole portion.

この発明による回転電機によれば、第1の永久磁石が収容された磁石用溝が各回転子磁極部間に形成され、第2の永久磁石が収容された磁石用穴が回転子磁極部よりも固定子から離れた位置に形成されているので、回転子鉄心の変形や破損が生じやすい回転子鉄心の表面に近い部分に穴を形成する加工作業をなくすことができ、回転電機の製造を容易にすることができる。また、共通の回転子磁極部に隣接する第1の永久磁石及び第2の永久磁石が共通の回転子磁極部に同一の極性を向けて配置されているので、保磁力を向上させた高価な永久磁石を用いずに、第1の永久磁石及び第2の永久磁石のそれぞれの減磁を抑制することができ、コストの増加の抑制を図ることができる。さらに、磁石用溝の固定子側が開放されているので、回転子の固定子側における各回転子磁極部間の磁気抵抗を大きくすることができ、第1の永久磁石の漏れ磁束の低減を図ることができる。   According to the rotating electrical machine according to the present invention, the magnet groove in which the first permanent magnet is accommodated is formed between the rotor magnetic pole portions, and the magnet hole in which the second permanent magnet is accommodated is from the rotor magnetic pole portion. Since it is formed at a position away from the stator, it is possible to eliminate the machining work of forming holes in the portion close to the surface of the rotor core where deformation or breakage of the rotor core is likely to occur. Can be easily. In addition, since the first permanent magnet and the second permanent magnet adjacent to the common rotor magnetic pole part are disposed with the same polarity directed to the common rotor magnetic pole part, the coercive force is improved. Without using a permanent magnet, demagnetization of each of the first permanent magnet and the second permanent magnet can be suppressed, and an increase in cost can be suppressed. Furthermore, since the stator side of the magnet groove is open, the magnetic resistance between the rotor magnetic pole portions on the stator side of the rotor can be increased, and the leakage flux of the first permanent magnet can be reduced. be able to.

この発明の実施の形態1による回転電機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the rotary electric machine by Embodiment 1 of this invention. 図1のII-II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図2の回転子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotor of FIG. この発明の実施の形態2による回転電機の回転子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotor of the rotary electric machine by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による回転電機の回転子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotor of the rotary electric machine by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるエレベータ用巻上機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the winding machine for elevators by Embodiment 4 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機を示す縦断面図である。また、図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。さらに、図3は、図2の回転子を示す断面図である。図において、モータ又は発電機として用いられる回転電機1は、円環状の固定子2と、固定子2の内側に配置され、固定子2に対して回転可能な回転子3と、固定子2及び回転子3を支持する筐体4とを有している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view showing the rotor of FIG. In the figure, a rotating electrical machine 1 used as a motor or a generator is provided with an annular stator 2, a rotor 3 disposed inside the stator 2, and rotatable with respect to the stator 2, a stator 2, and And a housing 4 that supports the rotor 3.

筐体4は、固定子2を囲む円筒部4aを有している。筐体4には、図1に示すように、筐体4の中心軸線上に配置された支軸5が固定されている。回転子3は、ベアリング6を介して支軸5に回転自在に取り付けられている。これにより、回転子3は、筐体4に回転自在に支持されている。   The housing 4 has a cylindrical portion 4 a that surrounds the stator 2. As shown in FIG. 1, a support shaft 5 disposed on the central axis of the housing 4 is fixed to the housing 4. The rotor 3 is rotatably attached to the support shaft 5 via a bearing 6. Thereby, the rotor 3 is rotatably supported by the housing 4.

固定子2は、回転子3と同軸に配置されている。固定子2は、回転子3の外周を囲む円環状の固定子鉄心7と、固定子鉄心7にそれぞれ設けられ、固定子鉄心7の周方向へ並べられた複数の固定子巻線8と、固定子鉄心7に設けられ、固定子鉄心7と各固定子巻線8との間に介在するインシュレータ9とを有している。固定子2は、固定子鉄心7が円筒部4a内に嵌められた状態で筐体4に支持されている。また、各固定子巻線8と固定子鉄心7との間の絶縁状態は、インシュレータ9により確保されている。   The stator 2 is arranged coaxially with the rotor 3. The stator 2 includes an annular stator core 7 that surrounds the outer periphery of the rotor 3, and a plurality of stator windings 8 that are provided on the stator core 7 and arranged in the circumferential direction of the stator core 7, An insulator 9 is provided on the stator core 7 and interposed between the stator core 7 and each stator winding 8. The stator 2 is supported by the housing 4 in a state in which the stator core 7 is fitted in the cylindrical portion 4a. Insulation between the stator windings 8 and the stator core 7 is ensured by the insulator 9.

固定子鉄心7は、支軸5の軸線方向に沿って積層された複数枚の鋼板(磁性体)により構成されている。また、固定子鉄心7は、円筒部4aの内周面に沿った円環状のバックヨーク部10と、バックヨーク部10から径方向内側へそれぞれ突出し、固定子鉄心7の周方向について互いに間隔を置いて配置された複数の磁極ティース部11とを有している。各磁極ティース部11は、固定子鉄心7の周方向について等間隔に配置されている。   The stator core 7 is composed of a plurality of steel plates (magnetic bodies) stacked along the axial direction of the support shaft 5. The stator core 7 protrudes radially inward from the back yoke portion 10 and the annular back yoke portion 10 along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 4a, and is spaced from each other in the circumferential direction of the stator core 7. And a plurality of magnetic pole teeth portions 11 that are arranged. The magnetic pole teeth 11 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator core 7.

固定子巻線8は、磁極ティース部11に個別に設けられている。これにより、各固定子巻線8は、固定子鉄心7の周方向について互いに間隔を置いて設けられている。固定子2には、各固定子巻線8への通電により回転磁界が発生する。回転子3は、固定子2の回転磁界の発生により支軸5の軸線を中心に回転される。   The stator winding 8 is individually provided on the magnetic pole tooth portion 11. Thus, the stator windings 8 are provided at intervals from each other in the circumferential direction of the stator core 7. A rotating magnetic field is generated in the stator 2 by energizing each stator winding 8. The rotor 3 is rotated about the axis of the support shaft 5 by the generation of the rotating magnetic field of the stator 2.

回転子3は、回転子鉄心12と、回転子鉄心12にそれぞれ設けられた複数の第1の永久磁石13及び複数の第2の永久磁石14とを有している。   The rotor 3 includes a rotor core 12, and a plurality of first permanent magnets 13 and a plurality of second permanent magnets 14 provided on the rotor core 12, respectively.

回転子鉄心12は、支軸5と同軸に配置された円筒状の回転子本体15と、回転子3の周方向について互いに間隔を置いて回転子本体15の外周部にそれぞれ設けられた複数の回転子磁極部16とを有している。回転子鉄心12は、回転子3の径方向について各回転子磁極部16を固定子2に対向させた状態で固定子2の内側に配置されている。この例では、各回転子磁極部16が回転子3の周方向について等間隔に配置されている。また、この例では、回転子鉄心12が鋳鉄で構成された鋳物とされている。   The rotor core 12 includes a cylindrical rotor main body 15 disposed coaxially with the support shaft 5 and a plurality of rotor cores 15 provided on the outer peripheral portion of the rotor main body 15 at intervals from each other in the circumferential direction of the rotor 3. And a rotor magnetic pole portion 16. The rotor core 12 is arranged inside the stator 2 with each rotor magnetic pole portion 16 facing the stator 2 in the radial direction of the rotor 3. In this example, the rotor magnetic pole portions 16 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 3. In this example, the rotor core 12 is a casting made of cast iron.

回転子鉄心12には、各回転子磁極部16間にそれぞれ形成されているとともに固定子2側が開放された複数の磁石用溝17と、回転子3の周方向について各回転子磁極部16の位置に合わせて形成されているとともに回転子磁極部16よりも固定子2から離れた位置に形成された複数の磁石用穴18とが設けられている。この例では、各磁石用溝17及び各磁石用穴18が回転子3の軸線方向に沿って回転子鉄心12に設けられている。また、この例では、各磁石用溝17が回転子3の周方向について等間隔に配置され、各磁石用穴18が回転子3の周方向について等間隔に配置されている。   In the rotor core 12, a plurality of magnet grooves 17 formed between the rotor magnetic pole portions 16 and open on the stator 2 side, and the rotor magnetic pole portions 16 in the circumferential direction of the rotor 3. A plurality of magnet holes 18 are provided which are formed in accordance with the positions and are formed at positions farther from the stator 2 than the rotor magnetic pole portion 16. In this example, each magnet groove 17 and each magnet hole 18 are provided in the rotor core 12 along the axial direction of the rotor 3. In this example, the magnet grooves 17 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 3, and the magnet holes 18 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 3.

第1の永久磁石13は各磁石用溝17にそれぞれ収容され、第2の永久磁石14は各磁石用穴18にそれぞれ収容されている。この例では、第1の永久磁石13の形状が回転子3の軸線に沿った直方体(平板)状とされ、第2の永久磁石14の形状が回転子3の軸線に沿った円柱状とされている。即ち、この例では、第1の永久磁石13の断面形状(回転子3の軸線に垂直な平面での第1の永久磁石13の断面形状)が矩形とされ、第2の永久磁石14の断面形状(回転子3の軸線に垂直な平面での第2の永久磁石14の断面形状)が円形とされている。また、この例では、第1及び第2の永久磁石13,14のそれぞれの素材が同一素材とされている。   The first permanent magnet 13 is accommodated in each magnet groove 17, and the second permanent magnet 14 is accommodated in each magnet hole 18. In this example, the shape of the first permanent magnet 13 is a rectangular parallelepiped (flat plate) along the axis of the rotor 3, and the shape of the second permanent magnet 14 is a columnar shape along the axis of the rotor 3. ing. That is, in this example, the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13 (the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13 in a plane perpendicular to the axis of the rotor 3) is rectangular, and the cross-section of the second permanent magnet 14 The shape (the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14 in a plane perpendicular to the axis of the rotor 3) is circular. Further, in this example, the first and second permanent magnets 13 and 14 are made of the same material.

各磁石用溝17の断面形状は第1の永久磁石13の断面形状に合わせた形状とされ、各磁石用穴18の断面形状は第2の永久磁石14の断面形状に合わせた形状とされている。従って、この例では、各磁石用溝17の断面形状が矩形とされ、各磁石用穴18の断面形状が円形とされている。また、この例では、各磁石用溝17の幅寸法(回転子3の周方向についての磁石用溝17の寸法)が回転子3の径方向について同一となっていることから、回転子磁極部16の幅寸法(回転子3の周方向についての回転子磁極部16の寸法)が回転子3の径方向外側に向かって連続的に大きくなっている。   The cross-sectional shape of each magnet groove 17 is a shape that matches the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13, and the cross-sectional shape of each magnet hole 18 is a shape that matches the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14. Yes. Therefore, in this example, the sectional shape of each magnet groove 17 is rectangular, and the sectional shape of each magnet hole 18 is circular. In this example, since the width dimension of each magnet groove 17 (the dimension of the magnet groove 17 in the circumferential direction of the rotor 3) is the same in the radial direction of the rotor 3, the rotor magnetic pole portion The width dimension of 16 (the dimension of the rotor magnetic pole portion 16 in the circumferential direction of the rotor 3) continuously increases toward the radially outer side of the rotor 3.

各第1の永久磁石13の厚さ寸法(回転子3の径方向についての第1の永久磁石13の寸法)は、各磁石用溝17の深さ寸法(回転子3の径方向についての磁石用溝17の寸法)よりも小さくなっている。これにより、第1の永久磁石13は、磁石用溝17の開放部を残したまま磁石用溝17内の一部にのみ配置されている。即ち、磁石用溝17に収容された第1の永久磁石13の全体は、回転子磁極部16の固定子2に対する対向面(即ち、回転子鉄心12の外周面)よりも回転子3の径方向について固定子2から離れた位置に配置されている。   The thickness dimension of each first permanent magnet 13 (the dimension of the first permanent magnet 13 in the radial direction of the rotor 3) is the depth dimension of each magnet groove 17 (the magnet in the radial direction of the rotor 3). It is smaller than the dimension of the groove 17 for use. Thereby, the 1st permanent magnet 13 is arrange | positioned only in a part in the groove | channel 17 for magnets, leaving the open part of the groove | channel 17 for magnets. That is, the entire first permanent magnet 13 accommodated in the magnet groove 17 has a diameter of the rotor 3 larger than the surface of the rotor magnetic pole portion 16 facing the stator 2 (that is, the outer peripheral surface of the rotor core 12). It arrange | positions in the position away from the stator 2 about the direction.

各第1の永久磁石13は、回転子3の周方向について両側に隣接する2つの回転子磁極部16のうち、一方にS極を向け、他方にN極を向けて配置されている。また、回転子3の周方向について互いに隣り合う第1の永久磁石13の極性の向き(S極及びN極の向き)は、互いに異なっている。これにより、回転子3の周方向について共通の回転子磁極部16に隣接する2つの第1の永久磁石13は、共通の回転子磁極部16に同一の極性を向けて配置されている。また、共通の回転子磁極部16に隣接する第2の永久磁石14は、共通の回転子磁極部16に向けられた第1の永久磁石13の極性と同一の極性を共通の回転子磁極部16に向けて配置されている。即ち、共通の回転子磁極部16に隣接した第1の永久磁石13及び第2の永久磁石14は、共通の回転子磁極部16に同一の極性を向けて配置されている。これにより、各回転子磁極部16の極性は、回転子3の周方向について交互に異なる極性となっている。   Each of the first permanent magnets 13 is arranged with the S pole facing one side and the N pole facing the other of the two rotor magnetic pole portions 16 adjacent to both sides in the circumferential direction of the rotor 3. Further, the polar directions of the first permanent magnets 13 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor 3 (directions of the S pole and the N pole) are different from each other. Thus, the two first permanent magnets 13 adjacent to the common rotor magnetic pole part 16 in the circumferential direction of the rotor 3 are arranged with the same polarity facing the common rotor magnetic pole part 16. Further, the second permanent magnet 14 adjacent to the common rotor magnetic pole portion 16 has the same polarity as the polarity of the first permanent magnet 13 directed to the common rotor magnetic pole portion 16. 16 is arranged. That is, the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 adjacent to the common rotor magnetic pole part 16 are arranged with the same polarity facing the common rotor magnetic pole part 16. Thereby, the polarities of the rotor magnetic pole portions 16 are alternately different in the circumferential direction of the rotor 3.

このような回転電機1では、第1の永久磁石13が収容された磁石用溝17が各回転子磁極部16間に形成され、第2の永久磁石14が収容された磁石用穴18が回転子磁極部16よりも固定子2から離れた位置に形成されているので、回転子鉄心12の変形や破損が生じやすい回転子鉄心12の外周面に近い部分に穴を形成する加工作業をなくすことができる。これにより、回転子鉄心12に磁石用溝17及び磁石用穴18を容易にかつ安定的に形成することができ、回転電機1の製造を容易にすることができる。また、共通の回転子磁極部16に隣接する2つの第1の永久磁石13及び1つの第2の永久磁石14が共通の回転子磁極部16に同一の極性を向けて配置されているので、第1の永久磁石13及び第2の永久磁石14のそれぞれについて固定子2の反磁界による減磁を抑制することができる。これにより、保磁力を向上させた高価な永久磁石を回転子3に用いる必要がなくなり、コストの増加の抑制を図ることができる。さらに、磁石用溝17の固定子2側が開放されているので、回転子3の固定子2側における各回転子磁極部16間の磁気抵抗を大きくすることができ、第1の永久磁石13の漏れ磁束の低減を図ることができる。これにより、回転電機1をモータとして用いた場合、トルクの向上を図ることができる。   In such a rotating electrical machine 1, a magnet groove 17 in which the first permanent magnet 13 is accommodated is formed between the rotor magnetic pole portions 16, and the magnet hole 18 in which the second permanent magnet 14 is accommodated rotates. Since it is formed at a position farther from the stator 2 than the magnetic pole part 16, the machining work for forming a hole in the portion near the outer peripheral surface of the rotor core 12 where the rotor core 12 is likely to be deformed or damaged is eliminated. be able to. Thereby, the groove | channel 17 for magnets and the hole 18 for magnets can be formed easily and stably in the rotor core 12, and manufacture of the rotary electric machine 1 can be made easy. In addition, since the two first permanent magnets 13 and one second permanent magnet 14 adjacent to the common rotor magnetic pole part 16 are arranged with the same polarity toward the common rotor magnetic pole part 16, The demagnetization due to the demagnetizing field of the stator 2 can be suppressed for each of the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14. As a result, it is not necessary to use an expensive permanent magnet with improved coercive force for the rotor 3, and an increase in cost can be suppressed. Further, since the stator groove 2 side of the magnet groove 17 is opened, the magnetic resistance between the rotor magnetic pole portions 16 on the stator 2 side of the rotor 3 can be increased, and the first permanent magnet 13 Reduction of leakage magnetic flux can be aimed at. Thereby, when the rotary electric machine 1 is used as a motor, torque can be improved.

また、第1の永久磁石13の全体は、回転子磁極部16の固定子2に対する対向面よりも固定子2から離れた位置に配置されているので、固定子2と第1の永久磁石13との間の距離を大きくすることができ、第1の永久磁石13について、固定子2の反磁界による減磁の抑制だけでなく、固定子2からの熱による減磁の抑制も図ることができる。   Further, since the entire first permanent magnet 13 is disposed at a position farther from the stator 2 than the surface of the rotor magnetic pole portion 16 facing the stator 2, the stator 2 and the first permanent magnet 13 are disposed. The first permanent magnet 13 can not only suppress demagnetization due to the demagnetizing field of the stator 2 but also suppress demagnetization due to heat from the stator 2. it can.

また、回転子鉄心12に対する磁石用溝17及び磁石用穴18の加工が容易になるので、加工の難しい鋳鉄で回転子鉄心12が構成されている場合であっても、回転子3の製造を容易に行うことができる。即ち、加工の難しい鋳鉄で回転子鉄心12が構成されている場合であっても、例えば回転子鉄心12に対する径方向外側からのフライス加工等によって回転子鉄心12に磁石用溝17を容易に形成することができ、例えば回転子鉄心12に対する軸線方向に沿ったドリル加工(穴あけ加工)等によって回転子鉄心12に磁石用穴18を容易に形成することができる。   In addition, since the machining of the magnet groove 17 and the magnet hole 18 with respect to the rotor core 12 is facilitated, the rotor 3 can be manufactured even when the rotor core 12 is made of cast iron which is difficult to process. It can be done easily. That is, even when the rotor core 12 is made of cast iron that is difficult to process, the magnet groove 17 is easily formed in the rotor core 12 by, for example, milling from the outside in the radial direction with respect to the rotor core 12. The magnet hole 18 can be easily formed in the rotor core 12 by, for example, drilling (drilling) along the axial direction with respect to the rotor core 12.

また、第1の永久磁石13の断面形状が矩形とされ、磁石用溝17の断面形状が第1の永久磁石13の断面形状に合わせて矩形とされているので、第1の永久磁石13の形状を簡素化することができ、第1の永久磁石13の仕上げ研磨を容易にすることができる。これにより、回転子3の製造をさらに容易にすることができ、回転電機1の製造をさらに容易にすることができる。   In addition, since the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13 is rectangular and the cross-sectional shape of the magnet groove 17 is rectangular according to the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13, The shape can be simplified, and the finish polishing of the first permanent magnet 13 can be facilitated. Thereby, manufacture of the rotor 3 can be made still easier and manufacture of the rotary electric machine 1 can be made still easier.

また、第2の永久磁石14の断面形状が円形とされ、磁石用穴18の断面形状が第2の永久磁石14の断面形状に合わせて円形とされているので、第2の永久磁石14の形状を簡素化することができ、第2の永久磁石14の仕上げ研磨を容易にすることができる。これにより、回転子3の製造をさらに容易にすることができ、回転電機1の製造をさらに容易にすることができる。   In addition, since the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14 is circular and the cross-sectional shape of the magnet hole 18 is circular according to the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14, The shape can be simplified, and the finish polishing of the second permanent magnet 14 can be facilitated. Thereby, manufacture of the rotor 3 can be made still easier and manufacture of the rotary electric machine 1 can be made still easier.

実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2による回転電機の回転子3を示す断面図である。実施の形態1では、第2の永久磁石14の断面形状が円形となっているが、第2の永久磁石14の断面形状を矩形としてもよい。
Embodiment 2. FIG.
4 is a sectional view showing a rotor 3 of a rotating electrical machine according to Embodiment 2 of the present invention. In Embodiment 1, the sectional shape of the second permanent magnet 14 is circular, but the sectional shape of the second permanent magnet 14 may be rectangular.

即ち、この例では、各第2の永久磁石14の形状が回転子3の軸線に沿った直方体(平板)状とされ、第2の永久磁石14の断面形状が矩形となっている。また、各磁石用穴18の断面形状は、第2の永久磁石14の断面形状に合わせて矩形とされている。他の構成は実施の形態1と同様である。   That is, in this example, the shape of each second permanent magnet 14 is a rectangular parallelepiped (flat plate) along the axis of the rotor 3, and the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14 is rectangular. The cross-sectional shape of each magnet hole 18 is rectangular according to the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように、第2の永久磁石14の断面形状を矩形としても、第2の永久磁石14の形状を簡素化することができ、回転子3の製造を容易にすることができる。   Thus, even if the cross-sectional shape of the second permanent magnet 14 is rectangular, the shape of the second permanent magnet 14 can be simplified, and the manufacture of the rotor 3 can be facilitated.

実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3による回転電機の回転子3を示す断面図である。実施の形態1では、第1の永久磁石13の断面形状が矩形となっているが、第1の永久磁石13の断面形状を円形としてもよい。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a sectional view showing a rotor 3 of a rotating electrical machine according to Embodiment 3 of the present invention. In the first embodiment, the cross section of the first permanent magnet 13 is rectangular, but the cross section of the first permanent magnet 13 may be circular.

即ち、この例では、各第1の永久磁石13の形状が回転子3の軸線に沿った円柱状とされ、第1の永久磁石13の断面形状が円形となっている。また、各磁石用溝17の断面形状は、第1の永久磁石13の断面形状に合わせて固定子2側が開放された円形とされている。他の構成は実施の形態1と同様である。   That is, in this example, the shape of each first permanent magnet 13 is a cylindrical shape along the axis of the rotor 3, and the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13 is circular. The cross-sectional shape of each magnet groove 17 is a circle with the stator 2 side opened in accordance with the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように、第1の永久磁石13の断面形状を円形としても、第1の永久磁石13の形状を簡素化することができ、回転子3の製造を容易にすることができる。また、第1の永久磁石13及び第2の永久磁石14のそれぞれの断面形状を同一にすることができ、同一形状の永久磁石を第1及び第2の永久磁石13,14として使用することができ、回転電機1の製造コストの低減化を図ることができる。   Thus, even if the cross-sectional shape of the first permanent magnet 13 is circular, the shape of the first permanent magnet 13 can be simplified, and the manufacture of the rotor 3 can be facilitated. The first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 can have the same cross-sectional shape, and the same permanent magnet can be used as the first and second permanent magnets 13 and 14. The manufacturing cost of the rotating electrical machine 1 can be reduced.

実施の形態4.
上記実施の形態1〜3による回転電機1をエレベータ用巻上機に適用してもよい。
Embodiment 4 FIG.
You may apply the rotary electric machine 1 by the said Embodiment 1-3 to the winding machine for elevators.

図6は、この発明の実施の形態4によるエレベータ用巻上機を示す縦断面図である。図において、エレベータ用巻上機は、実施の形態1と同様のモータ(回転電機)21と、モータの駆動力により回転される綱車22とを有している。   6 is a longitudinal sectional view showing an elevator hoist according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the elevator hoisting machine has a motor (rotary electric machine) 21 similar to that of the first embodiment and a sheave 22 rotated by the driving force of the motor.

綱車22は、ベアリング6を介して支軸5に回転自在に支持されている。この例では、綱車22は、回転子鉄心12と一体の鋳物とされ、綱車22及び回転子鉄心12を構成する材料が鋳鉄とされている。綱車22は、支軸5の軸線方向について、固定子2の範囲から外れた位置に設けられている。回転子3及び綱車22は、固定子巻線8への通電により、支軸5の軸線を中心として一体に回転される。   The sheave 22 is rotatably supported by the support shaft 5 via the bearing 6. In this example, the sheave 22 is a casting integrally formed with the rotor core 12, and the material constituting the sheave 22 and the rotor core 12 is cast iron. The sheave 22 is provided at a position outside the range of the stator 2 in the axial direction of the support shaft 5. The rotor 3 and the sheave 22 are integrally rotated about the axis of the support shaft 5 by energizing the stator winding 8.

円筒状の回転子本体15の内側には、回転子3及び綱車22に対して制動力を与えるブレーキ装置23が設けられている。ブレーキ装置23は、回転子本体15に対して回転子3の径方向へ変位可能なブレーキシュー(図示せず)を有している。ブレーキ装置23は、ブレーキシューを回転子本体15の内周面に接触させることにより回転子3及び綱車22に対して制動力を与え、ブレーキシューを回転子本体15の内周面から離すことにより回転子3及び綱車22に対する制動力を解除する。   Inside the cylindrical rotor main body 15, a brake device 23 that provides a braking force to the rotor 3 and the sheave 22 is provided. The brake device 23 has a brake shoe (not shown) that can be displaced in the radial direction of the rotor 3 with respect to the rotor body 15. The brake device 23 applies braking force to the rotor 3 and the sheave 22 by bringing the brake shoe into contact with the inner peripheral surface of the rotor main body 15, and separates the brake shoe from the inner peripheral surface of the rotor main body 15. Thus, the braking force on the rotor 3 and the sheave 22 is released.

このようなエレベータ用巻上機では、実施の形態1による回転電機1が用いられているので、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   In such an elevator hoist, the rotating electrical machine 1 according to the first embodiment is used, and therefore the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、各上記実施の形態では、回転子鉄心12が鋳鉄で構成されているが、複数枚の鋼板(磁性体)が積層されて構成された積層体を回転子鉄心12としてもよい。   In each of the above embodiments, the rotor core 12 is made of cast iron. However, a laminated body formed by laminating a plurality of steel plates (magnetic bodies) may be used as the rotor core 12.

また、各上記実施の形態では、第1の永久磁石13の断面形状が矩形又は円形とされ、第2の永久磁石14の断面形状が矩形又は円形とされているが、第1及び第2の永久磁石13,14のそれぞれの断面形状は、これに限定されない。   Moreover, in each said embodiment, although the cross-sectional shape of the 1st permanent magnet 13 is made into a rectangle or a circle, and the cross-sectional shape of the 2nd permanent magnet 14 is made into a rectangle or a circle, the 1st and 2nd The sectional shape of each of the permanent magnets 13 and 14 is not limited to this.

1 回転電機、2 固定子、3 回転子、8 固定子巻線、13 第1の永久磁石、14 第2の永久磁石、17 磁石用溝、18 磁石用穴、22 綱車。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electric machine, 2 Stator, 3 Rotor, 8 Stator winding, 13 1st permanent magnet, 14 2nd permanent magnet, 17 Magnet groove, 18 Magnet hole, 22 Sheave

Claims (6)

周方向へ並べられた複数の固定子巻線を有する固定子、及び
回転子鉄心と、上記回転子鉄心にそれぞれ設けられた複数の第1の永久磁石及び複数の第2の永久磁石とを有し、上記固定子に対して回転可能な回転子
を備え、
上記回転子鉄心は、径方向について上記固定子に対向し周方向について互いに間隔を置いて配置された複数の回転子磁極部を有し、
上記回転子鉄心には、各上記回転子磁極部間に形成されているとともに上記固定子側が開放され、上記第1の永久磁石がそれぞれ収容された複数の磁石用溝と、周方向について各上記回転子磁極部の位置に合わせて形成されているとともに上記回転子磁極部よりも上記固定子から離れた位置に形成され、上記第2の永久磁石がそれぞれ収容された複数の磁石用穴とが設けられており、
共通の上記回転子磁極部に隣接した上記第1の永久磁石及び上記第2の永久磁石は、共通の上記回転子磁極部に同一の極性を向けて配置されている回転電機。
A stator having a plurality of stator windings arranged in the circumferential direction; a rotor core; and a plurality of first permanent magnets and a plurality of second permanent magnets respectively provided on the rotor core. And a rotor that is rotatable relative to the stator,
The rotor iron core has a plurality of rotor magnetic pole portions that are opposed to the stator in the radial direction and are spaced apart from each other in the circumferential direction.
The rotor core has a plurality of magnet grooves formed between the rotor magnetic pole portions, the stator side being opened, and the first permanent magnets being accommodated therein, and the circumferential direction. A plurality of magnet holes, each of which is formed in accordance with the position of the rotor magnetic pole portion, is formed at a position farther from the stator than the rotor magnetic pole portion, and each of which accommodates the second permanent magnets. Provided,
The rotating electrical machine in which the first permanent magnet and the second permanent magnet adjacent to the common rotor magnetic pole part are arranged with the same polarity toward the common rotor magnetic pole part.
上記第1の永久磁石の全体は、上記回転子磁極部の上記固定子に対する対向面よりも上記固定子から離れた位置に配置されている請求項1に記載の回転電機。   2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the entirety of the first permanent magnet is disposed at a position farther from the stator than a surface of the rotor magnetic pole portion facing the stator. 上記第1の永久磁石の断面形状は、矩形及び円形のいずれかとされ、
上記磁石用溝の断面形状は、上記第1の永久磁石の断面形状に合わせた形状とされている請求項1又は請求項2に記載の回転電機。
The cross-sectional shape of the first permanent magnet is either a rectangle or a circle,
3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the magnet groove is a shape that matches a cross-sectional shape of the first permanent magnet.
上記第2の永久磁石の断面形状は、矩形及び円形のいずれかとされ、
上記磁石用穴の断面形状は、上記第2の永久磁石の断面形状に合わせた形状とされている請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の回転電機。
The cross-sectional shape of the second permanent magnet is either a rectangle or a circle,
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross-sectional shape of the magnet hole is a shape that matches a cross-sectional shape of the second permanent magnet.
上記回転子鉄心は、鋳鉄で構成されている請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の回転電機。   The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotor core is made of cast iron. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の回転電機、及び
上記回転電機の上記回転子と一体に回転される綱車
を備えているエレベータ用巻上機。
An elevator hoisting machine comprising: the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5; and a sheave that rotates integrally with the rotor of the rotating electrical machine.
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