JP2015070721A - Permanent magnet rotary electric machine - Google Patents
Permanent magnet rotary electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015070721A JP2015070721A JP2013203862A JP2013203862A JP2015070721A JP 2015070721 A JP2015070721 A JP 2015070721A JP 2013203862 A JP2013203862 A JP 2013203862A JP 2013203862 A JP2013203862 A JP 2013203862A JP 2015070721 A JP2015070721 A JP 2015070721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- rotor
- electric machine
- outer peripheral
- rotating electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 80
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 241000237509 Patinopecten sp. Species 0.000 claims 1
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 claims 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 55
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 20
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ロータ(回転子)に永久磁石を埋設した永久磁石回転電機に関し、特にロータの回転軸から放射状に伸びるスポーク状に埋め込まれる永久磁石を備えた永久磁石回転電機に関する。 The present invention relates to a permanent magnet rotating electric machine in which a permanent magnet is embedded in a rotor (rotor), and more particularly to a permanent magnet rotating electric machine including permanent magnets embedded in a spoke shape extending radially from a rotating shaft of a rotor.
永久磁石をスポーク状にロータに埋め込んだラジアルタイプのロータをもつ回転電機は、マグネットトルクとリラクタンストルクで駆動される複合トルクモータとして優れた構造である。この種回転電機は、特許文献1および2に示される。
A rotating electrical machine having a radial type rotor in which permanent magnets are embedded in spokes in a spoke shape has an excellent structure as a composite torque motor driven by magnet torque and reluctance torque. This type of rotating electrical machine is disclosed in
特許文献1には、永久磁石が放射状に延びてロータコア(回転子鉄心)に挟持されたラジアルタイプのロータ構造が示されている。永久磁石は、ロータの回転に伴う遠心力により、ロータからラジアル方向に抜け出て行こうとする力が働く。これを防止するため、永久磁石はロータコアのスロットに挟持されるように構成される。
永久磁石をロータコアに挟持する回転電機の想定される構造を図8、図9に示す。回転電機は、巻線13が巻装された積層鉄心(コア)からなる複数のティース12を有するステータ(固定子)11と、上記ティース12の内側と隙間をもって対向する外周を有し、内周側が回転軸(図示せず)に固定された環状の積層鉄心からなるロータ14を備え、ロータ14には、複数本の永久磁石15が放射状に延びるように埋め込まれている。
FIGS. 8 and 9 show a possible structure of a rotating electrical machine that holds a permanent magnet between rotor cores. The rotating electrical machine has a stator (stator) 11 having a plurality of
永久磁石15は、側面15a、15bが平行な直方体の形状を有し、側面15aがS極、側面15bがN極に磁化されており、半径方向外側端面15cが両側においてロータ14の外周付近に設けた突起14bに係止されている。永久磁石15は、この突起14bによって半径方向内側に押さえ付けられ、遠心力による永久磁石の抜けが防止される。図9で、FCが永久磁石に作用する遠心力で、Frがロータコアの反力を示している。
The
しかしながら、上記構成では永久磁石15の半径方向先端面14cで磁性体の突起14bを介した磁束漏れφLが生じるため、永久磁石15からステータのティース12に流す磁束が減少する。また、突起14bの介在により、永久磁石15の半径方向先端面14cとティース12の距離が長くなるので、永久磁石15からティース12に流す磁束が減少する。さらに、突起14bの介在により、永久磁石15の放射方向の長さ15Lが短くなって永久磁石15の発生磁束が減少し、また、同じ磁束を発生させるためには永久磁石15の寸法を大きくする必要がある。さらに、積層鉄心からなるロータ14に突起14bを設けるために特殊な形状が必要となりコストアップになる。
However, in the above configuration, magnetic flux leakage φL through the
したがって、引用文献1に示される構造では、小型で大きなマグネットトルクを有する回転電機を得ることが困難である。
Therefore, with the structure shown in the cited
特許文献2には、永久磁石の抜けを防止すると共に永久磁石とロータを一体化した後にも永久磁石の磁化を可能とした回転機ロータが示されている。このロータでは、永久磁石の半径方向先端面からロータの外周面に至る空間に、非磁性体の本体部が埋め込まれ、この本体部により永久磁石と磁性材料のロータを一体構成している。
しかしながら、特許文献2の回転機ロータでは、永久磁石の半径方向先端面からステータの内周面までの間に非磁性体の本体部で埋められていて永久磁石からステータまでの磁路が長くなるため、永久磁石からステータに流れる磁束が減少する。さらに、非磁性体の介在により、永久磁石の半径方向の長さが短くなって永久磁石の発生磁束が減少し、また、同じ磁束を発生させるためには永久磁石の寸法を大きくする必要がある。さらに、積層鉄心からなるロータに非磁性体の本体部を設けるために特殊な形状となりコストアップになる。
However, in the rotating machine rotor of
本発明は上記従来技術の問題点にかんがみ、ロータの永久磁石とステータをできるだけ接近させることで、コンパクトな構成で大きなトルクを得ると共に、永久磁石の安定的な抜け止めを施した永久磁石回転電機を提供するものである。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention obtains a large torque with a compact configuration by bringing the permanent magnet of the rotor and the stator as close as possible, and at the same time provides a permanent magnet with a stable retaining mechanism. Is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、巻線が巻装された鉄心からなるステータと、
このステータに隙間をもって外周が離間し、内周側が回転軸に固定された鉄心を有するロータを備え、
前記ロータは回転中心から放射状に延びる複数の永久磁石を内蔵し、
前記永久磁石は、外周側の端面がロータの外周面に沿うように位置し、かつ永久磁石の周方向の断面幅がロータの半径方向内側に沿って大きくなるように形成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a stator comprising an iron core around which windings are wound,
The stator is provided with a rotor having an iron core whose outer periphery is spaced apart with a gap and whose inner peripheral side is fixed to the rotating shaft,
The rotor contains a plurality of permanent magnets extending radially from the center of rotation,
The permanent magnet is formed so that an outer peripheral end surface thereof is positioned along the outer peripheral surface of the rotor, and a circumferential cross-sectional width of the permanent magnet is increased along a radial inner side of the rotor. To do.
前記鉄心は、その外周面が前記永久磁石との境目で回転軸側に変形した凹部を有することを特徴とする。 The iron core has a concave portion whose outer peripheral surface is deformed to the rotating shaft side at the boundary with the permanent magnet.
前記永久磁石は、周方向の断面幅がロータの半径方向に沿って変化するように形成されたことを特徴とする。 The permanent magnet is formed so that a cross-sectional width in a circumferential direction changes along a radial direction of the rotor.
前記永久磁石は、周方向の断面がロータの半径方向中央部において大きくなるように、断面が樽型に形成されても良く、カマボコ型に形成されても良く、さらに、前記永久磁石は、放射状に沿って断面が円弧状に形成されても良い。 The permanent magnet may be formed in a barrel shape or in a kamaboko shape so that a circumferential cross section becomes larger at a central portion in the radial direction of the rotor. The cross section may be formed in a circular arc shape.
また、上記目的を達成するために本発明は、巻線が巻装された鉄心を有するステータと、
このステータに隙間をもって外周が離間し、内周側が回転軸に固定された鉄心を有するロータを備え、
前記ロータは回転中心から放射状に延びる複数の永久磁石を内蔵し、
前記永久磁石は、外周側の端面がロータの外周面に沿うように位置し、かつ放射状に沿って断面が円弧状に形成されたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a stator having an iron core around which windings are wound,
The stator is provided with a rotor having an iron core whose outer periphery is spaced apart with a gap and whose inner peripheral side is fixed to the rotating shaft,
The rotor contains a plurality of permanent magnets extending radially from the center of rotation,
The permanent magnet is characterized in that the outer peripheral end surface is positioned along the outer peripheral surface of the rotor, and the cross section is formed in an arc shape along a radial shape.
また、前記鉄心は、その外周面が前記永久磁石との境目で回転軸側に変形した凹部を有することを特徴とする。 Further, the iron core has a concave portion whose outer peripheral surface is deformed to the rotating shaft side at the boundary with the permanent magnet.
また、前記永久磁石は、両側面がそれぞれ中心位置が異なる円弧に形成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said permanent magnet is formed in the circular arc from which both side surfaces each differ in a center position.
本発明によれば、より多くの磁束を永久磁石からステータに流すことで、コンパクトな構成で高トルク化を図るとともに、永久磁石の安定的な抜け止めを図ることができる。 According to the present invention, by flowing more magnetic flux from the permanent magnet to the stator, it is possible to achieve high torque with a compact configuration and to prevent the permanent magnet from coming off stably.
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
まず、図1、図2を用いて実施例1の構造を説明する。図1は、永久磁石回転電機の径方向の断面図で、図2は同じく断面の要部拡大図である。
Example 1
First, the structure of Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a radial sectional view of a permanent magnet rotating electric machine, and FIG.
本実施例の永久磁石回転電機は、12極の電機子巻線3を有するステータ(固定子)1と、円筒形のロータ(回転子)2により構成されている。ステータ1は電磁鋼板を積層した積層鉄心で構成され、内側周方向に12個のティース1aを一体に形成し、各ティース1aには巻線3が巻装されている。
The permanent magnet rotating electric machine of the present embodiment includes a stator (stator) 1 having a 12-pole armature winding 3 and a cylindrical rotor (rotor) 2. The
ロータ2は電磁鋼板を積層した環状の積層鉄心4で構成され、外周が前記ステータのティース1aに対して所定隙間で対向し、内周側が回転軸(後述)に固定されている。ロータ2には、1つの磁極に1つのフェライト磁石からなる永久磁石5が積層鉄心4に挟まれるように埋設されている。各永久磁石5の極性は図示のように磁化されている。なお、ロータ2は積層鉄心ではなく、焼結材のようなブロック状の鉄心で構成しても良い。
The
上記構成において、永久磁石回転電機は、図1に示すように、破線矢印で示す電機子巻線3が発生する磁束φdによるリラクタンストルクと、実線矢印で示す永久磁石5が発生する磁束φqによるマグネットトルクとの複合トルクにより、ロータ2が回転駆動される。
In the above configuration, as shown in FIG. 1, the permanent magnet rotating electric machine has a reluctance torque generated by the magnetic flux φd generated by the armature winding 3 indicated by the broken arrow and a magnet generated by the magnetic flux φq generated by the
図2によりロータ2の構造を説明する。ロータ2は円弧状の外周面4aをもつ積層鉄心4と、円弧状の外周側端面5cを持つ永久磁石5で構成される。積層鉄心4には永久磁石5と同一形状のスロット(図示せず)が設けられ、このスロットに各永久磁石5が嵌めこまれた状態で固定される。永久磁石5は、ロータ2の回転中心からスポーク状に放射方向に延びるように配置される。
The structure of the
永久磁石5は、両側面5a、5b、ロータの外周側端面5c、ロータの内周側端面5dとで構成される。外周側端面5cは積層鉄心4の外周面(ロータの外周面)4aとほぼ同一の円弧状を有している。永久磁石5は、外周側端面5cが積層鉄心4の外周面(ロータの外周面)4aに沿うように位置している。
The
図2では、永久磁石5の外周側端面5cと、積層鉄心4の外周面(ロータの外周面)4aがほぼ同一面となるように位置し、両者の境目に凹凸が生じないように積層鉄心4に固定される。このように、永久磁石5の外周側端面5cと、積層鉄心4の外周面(ロータの外周面)4aをほぼ同一面とすることにより、外周側端面5cをステータのティース1aに最も接近させることができるので、永久磁石5からティース1aまでの磁路が短くなり、永久磁石からステータに流れる磁束が減少することがない。さらに、外周側端面5cをロータの外周面4aまで延ばすことで永久磁石5の放射方向の長さ寸法を長くできるので、永久磁石の発生磁束を増加できる。また、同じ磁束を発生させる場合は、軸長を短くできるので、ロータを小型化できる。
In FIG. 2, the outer peripheral
さらに、永久磁石5の外周側端面5cを円弧状にすれば、端面5cと積層鉄心4の外周面4aが同一面とすることができ、両者の境目は凹凸が生じないように形成されるので、ロータ2の回転において風切り音が生じることなく回転抵抗が少なくなる。
Further, if the outer peripheral
図3は本実施例の変形例を示す。永久磁石5は外周側端面5cがロータの外周面2aに沿うように位置しているが、積層鉄心4の外周面4aが、前記永久磁石との境目で、ロータの外周面2aより回転軸側に変形した凹部Aを有している。このような形状にすることにより、積層鉄心4と永久磁石5との境目での磁束の変化が緩和されるので、トルクリップルを緩和することができる。
FIG. 3 shows a modification of this embodiment. The
永久磁石5は、両側面5a、5bの中央部が外側に膨らんだ断面が樽型形状に形成されている。すなわち、永久磁石5の周方向の断面幅が、前記端面5cからロータの半径方向内側に向かって中央部まで大きくなり、中央部から内周側端面5dに向かって小さくなるように形成されている。具体的には、図2で、永久磁石5の前記外周側端面5cの幅をa、両側面中央部の幅をb、前記内周側端面5dの幅をcとすると、a<b、b>cとなるように形成される。そして、幅aからbへの拡大は、急激に拡大することなく連続的に滑らかに拡大し、幅bから幅cへの縮小も急激に縮小することなく連続的に滑らかに縮小している。
The
このように中央部が外側に膨らんだ断面樽型形状の永久磁石によれば、外周側端面5cから両側面5a、5bの中央部に至る部分の、永久磁石5と積層鉄心4との接触面において、永久磁石5に加わる遠心力Fcと、これに対抗する積層鉄心4の反力Frが作用し、永久磁石5の抜け止めが施される。そして、上記のように永久磁石の断面積が端面5cから中央部まで連続的に滑らかに拡大しているため、上記作用点は、永久磁石5と積層鉄心4との全接触面に分散される。上記作用点は、端面5cから中央部までの永久磁石5の長さの約半分の長さにわたって分散するため、各作用点に働く力はかなり小さくなる。
In this way, according to the barrel-shaped permanent magnet with the central portion bulging outward, the contact surface between the
従って、永久磁石5と積層鉄心4は局部的な力が加わることが無いので、互いに損傷を受けることがなく、遠心力が作用する永久磁石に対し、長期間、安定的な抜け止めを施すことができる。
Therefore, since the
また、前記樽型形状の永久磁石は、中央部より外周側端面5cに向かって幅が狭まっていて、積層鉄心4の外周側の幅W1を大きくすることができるので、磁束φqを増加させても磁気飽和を起こすことがなく、大きなリラクタンストルクを得ることができる。さらに、永久磁石の中央部より内周側端面5dにわたって幅が狭まっていて、積層鉄心4の内周側の幅W2をより大きくすることができるので、通過磁束の飽和が起こり難く、ロータを組み上げた状態で永久磁石を磁化するに際し、磁化効率が良くなる。
Further, the barrel-shaped permanent magnet has a width that is narrower from the center toward the outer peripheral side end face 5c and can increase the width W1 on the outer peripheral side of the
図4は径方向断面と軸方向断面の説明図であり、図4(b)は図4(a)のB−B線に沿った断面を示し、上半分は永久磁石5の断面を示し、下半分は積層鉄心4の断面を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a radial cross section and an axial cross section, FIG. 4 (b) shows a cross section along line BB in FIG. 4 (a), the upper half shows a cross section of the
図5は軸方向断面の詳細を示しており、6はロータ2の積層鉄心4の両端を支持する側板、7は側板6と積層鉄心4を貫通して側板6を介して積層鉄心4を締め付けるボルト、8はロータ2の内周側が側板6を介して固定される回転軸である。なお、図1、図2ではボルト7は図示省略されている。
FIG. 5 shows details of the axial cross section, 6 is a side plate that supports both ends of the
(実施例2)
次に、図6、図7を用いて実施例2の構造を説明する。図6は、永久磁石回転電機の径方向の断面図で、図7は断面の要部拡大図である。
(Example 2)
Next, the structure of the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a radial cross-sectional view of the permanent magnet rotating electric machine, and FIG. 7 is an enlarged view of a main part of the cross-section.
実施例2は、永久磁石5の外周側端面5cと、外周面(ロータの外周面)4aが同一面となる構成は実施例1と同じである。実施例1と異なる点は、永久磁石5の両側面5a、5bの一方が中央部で外側に膨らんで、断面がカマボコ型(状)に形成されている点である。図では、側面5aが直線(平面)に形成され、側面5bが膨らんだ形状に形成されている。図7で、永久磁石5の前記外周側端面5cの幅をa、中央部の幅をb、前記内周側端面5dの幅をcとすると、a<b、b>cとなるように形成される。そして、幅aからbへの側面5bの拡大は、急激に拡大することなく連続的に滑らかに拡大し、幅bから幅cへの側面5bの縮小も急激に縮小することなく連続的に滑らかに縮小している。
Example 2 is the same as Example 1 in that the outer peripheral
本実施例2では、永久磁石5に加わる遠心力Fcと、これに対抗する積層鉄心4の反力Frは、永久磁石5の外周側端面5cから一方の側面5bの中央部に至る部分に作用する。そして、実施例1と同様に、永久磁石の断面幅が端面5cから中央部まで連続的に滑らかに拡大しているため、上記作用点は、上記端面5cから中央部までの部分に連続的に分散して生じ、各作用点に働く力はかなり小さくなる。
In the second embodiment, the centrifugal force Fc applied to the
従って、永久磁石5と積層鉄心4は局部的な力が加わることが無いので、互いに損傷を受けることがなく、遠心力が作用する永久磁石に対し、長期間、安定的な抜け止めを施すことができる。
Therefore, since the
実施例2では、側面5aが直線(平面)で、側面5bのみが膨らんだ形状に形成されているため、永久磁石5に加わる遠心力Fcと、これに対抗する積層鉄心4の反力Frが、側面5bのみでしか作用しないが、側面5aの直線(平面)の形成部分の加工性が良いので、加工コストを低減することができる。
In the second embodiment, since the
また、実施例1と同様に、カマボコ型形状の永久磁石によれば、中央部より外周側端面5cの幅が狭まっていて、積層鉄心4の外周側の幅W1を大きくすることができるので、磁束φqを増加させても磁気飽和を起こすことがなく、大きなリラクタンストルクを得ることができる。さらに、永久磁石の中央部より内周側端面5dにわたって幅が狭まっていて、積層鉄心4の内周側の幅W2をより大きくすることができるので、通過磁束の飽和が起こり難く、ロータを組み上げた状態で永久磁石を磁化するに際し、磁化効率が良くなる。
Further, similarly to the first embodiment, according to the permanent magnet having a cone-shaped shape, the width of the outer peripheral side end face 5c is narrower than the central portion, and the width W1 on the outer peripheral side of the
(実施例3)
次に、図8を用いて実施例3の構造を説明する。図8は、永久磁石回転電機の断面の要部拡大図である。
(Example 3)
Next, the structure of Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an enlarged view of a main part of a cross section of the permanent magnet rotating electric machine.
実施例3は、永久磁石5の外周側端面5cと、外周面(ロータの外周面)4aが同一面となるように位置する構成は実施例1、2と同じである。前記実施例と異なる点は、永久磁石5の両側面5a、5bの中央部がともに湾曲して、断面が円弧状に形成されている点である。図8では、側面5aの中央部が凹状で、側面5bの中央部が凸状に変形するように形成されている。そして、これらの変形は、連続的に滑らかに変化するように形成されている。
The configuration of the third embodiment is the same as the first and second embodiments in that the outer peripheral
図8で永久磁石5の周方向の断面幅がdで示されるが、幅dは中央部で両端(外周側端面5cの幅a、内周側端面5dの幅c)の幅より大きく設定されても良く、また、外周側端面5cから内周側端面5dまでの断面幅の全体を同一幅に設定されても良い。
In FIG. 8, the circumferential width of the
本実施例3の中央部が湾曲した円弧状の永久磁石では、永久磁石5に加わる遠心力Fcと、これに対抗する積層鉄心4の反力Frは、永久磁石5の外周側端面5cから一方の側面5bの中央部の凸状の頂部までの傾斜部分と、他方の側面5aの中央部の凹状の底部から内周側端面5dまでの傾斜部分とに作用する。
In the arc-shaped permanent magnet having a curved central portion according to the third embodiment, the centrifugal force Fc applied to the
そして、前記各傾部分は連続的に滑らかに変化しているため、上記作用点は、永久磁石5の側面5aの傾斜部分と積層鉄心4との接触面、および永久磁石5の側面5bの傾斜部分と積層鉄心4との接触面に分散される。このように、上記作用点は、永久磁石5の一方の側面の永久磁石5の約半分の長さと、永久磁石5他方の側面の永久磁石5の約半分の長さとの分散されるため、各作用点に働く力はかなり小さくなる。
And since each said inclination part is changing continuously smoothly, the said action point is the contact surface of the inclination part of the
従って、永久磁石5と積層鉄心4は局部的な力が加わることが無いので、互いに損傷を受けることがなく、遠心力が作用する永久磁石に対し、長期間、安定的な抜け止めを施すことができる。
Therefore, since the
永久磁石5は、両側面5a、5bを同一曲率半径に設定した場合、遠心力により、積層鉄心4のスロット内で移動する恐れがある。これを防止するには、永久磁石5を円弧状に形成するに際し、両側面5a、5bのそれぞれの円弧の中心位置が異なるように成形すれば良い。すなわち、図8に示すように、永久磁石5の側面5aの半径R1の円弧の中心位置と、側面5bの半径R2の円弧の中心位置を異ならせる。半径R1とR2は同一であっても、異なっても良い。
When the side surfaces 5a and 5b are set to have the same curvature radius, the
このように、1つの永久磁石5の両側面をそれぞれ中心位置が異なる円弧に形成すれば、両側面の移動軌跡が異なるので永久磁石5は移動できず、抜け止めを施すことができる。
In this way, if both side surfaces of one
また、永久磁石5の両側面は円弧で形成されるため滑らかに変形しているので、永久磁石5に加わる遠心力Fcと、積層鉄心4の反力Frとの作用点は分散させることができる。従って、永久磁石5と積層鉄心4には局部的な力が加わることが無く、互いに損傷を受けることがなく、遠心力が作用する永久磁石に対し、長期間、安定的な抜け止めを施すことができる。
In addition, since both side surfaces of the
以上説明したように、各実施例の永久磁石回転電機によれば、ロータの永久磁石とステータをできるだけ接近させることと、永久磁石の安定的な抜け止めの構成により、永久磁石からステータにより大きな磁束を流すことで、コンパクトな構成で大きなトルクを得ると共に、安定的な永久磁石の抜け止めが施され、長期間にわたり高性能な運転を安全に継続することができる。 As described above, according to the permanent magnet rotating electrical machine of each embodiment, a large magnetic flux is generated from the permanent magnet to the stator by bringing the permanent magnet of the rotor and the stator as close as possible to each other and by providing a stable retaining structure for the permanent magnet. As a result, a large torque can be obtained with a compact configuration, a stable permanent magnet can be prevented from coming off, and high-performance operation can be safely continued over a long period of time.
1…ステータ、1a…ティース、2…ロータ、2a…ロータの外周面、3…巻線、電機子巻線、4…鉄心、積層鉄心、4a…積層鉄心の外周面4a、5…永久磁石、5a、5b永久磁石の側面、5c…永久磁石の外周側端面、5d…永久磁石の内周側端面、8…回転軸、A…凹部、a、b、c…永久磁石の断面幅、Fc…永久磁石に加わる遠心力、Fr…積層鉄心4の反力、R1、R2…永久磁石の曲率半径、W1…外周側の積層鉄心の幅、W2…内周側の積層鉄心の幅。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
このステータに隙間をもって外周が離間し、内周側が回転軸に固定された鉄心を有するロータを備え、
前記ロータは回転中心から放射状に延びる複数の永久磁石を内蔵し、
前記永久磁石は、外周側の端面がロータの外周面に沿うように位置し、かつ永久磁石の周方向の断面幅がロータの半径方向内側に沿って大きくなるように形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 A stator made of an iron core wound with windings;
The stator is provided with a rotor having an iron core whose outer periphery is spaced apart with a gap and whose inner peripheral side is fixed to the rotating shaft,
The rotor contains a plurality of permanent magnets extending radially from the center of rotation,
The permanent magnet is formed so that an outer peripheral end surface thereof is positioned along the outer peripheral surface of the rotor, and a circumferential cross-sectional width of the permanent magnet is increased along a radial inner side of the rotor. Permanent magnet rotating electric machine.
前記鉄心は、その外周面が前記永久磁石との境目で回転軸側に変形した凹部を有することを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1,
The iron core has a concave portion whose outer peripheral surface is deformed toward the rotating shaft at the boundary with the permanent magnet.
前記永久磁石は、周方向の断面幅がロータの半径方向に沿って変化するように形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1 or 2,
The permanent magnet rotating electric machine, wherein the permanent magnet is formed so that a cross-sectional width in a circumferential direction changes along a radial direction of a rotor.
前記永久磁石は、周方向の断面がロータの半径方向中央部において大きくなるように、断面が樽型に形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that a cross section of the permanent magnet is formed in a barrel shape so that a cross section in a circumferential direction becomes large at a central portion in a radial direction of a rotor.
前記永久磁石は、周方向の断面がロータの半径方向中央部において大きくなるように、断面がカマボコ型に形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that the cross section of the permanent magnet is formed in a scallop shape so that the cross section in the circumferential direction becomes large at a central portion in the radial direction of the rotor.
前記永久磁石は、放射状に沿って断面が円弧状に形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 3,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that the permanent magnet has a circular cross section along a radial shape.
このステータに隙間をもって外周が離間し、内周側が回転軸に固定された鉄心を有するロータを備え、
前記ロータは回転中心から放射状に延びる複数の永久磁石を内蔵し、
前記永久磁石は、外周側の端面がロータの外周面に沿うように位置し、かつ放射状に沿って断面が円弧状に形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 A stator having an iron core wound with windings;
The stator is provided with a rotor having an iron core whose outer periphery is spaced apart with a gap and whose inner peripheral side is fixed to the rotating shaft,
The rotor contains a plurality of permanent magnets extending radially from the center of rotation,
The permanent magnet rotating electrical machine is characterized in that the permanent magnet is positioned such that an outer peripheral end surface thereof is along the outer peripheral surface of the rotor, and a cross section is formed in an arc shape along a radial shape.
前記鉄心は、その外周面が前記永久磁石との境目で回転軸側に変形した凹部を有することを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 7,
The iron core has a concave portion whose outer peripheral surface is deformed toward the rotating shaft at the boundary with the permanent magnet.
前記永久磁石は、両側面がそれぞれ中心位置が異なる円弧に形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 7 or 8,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that both side surfaces are formed in circular arcs having different center positions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013203862A JP6196864B2 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Permanent magnet rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013203862A JP6196864B2 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Permanent magnet rotating electric machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015070721A true JP2015070721A (en) | 2015-04-13 |
JP6196864B2 JP6196864B2 (en) | 2017-09-13 |
Family
ID=52836914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013203862A Active JP6196864B2 (en) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Permanent magnet rotating electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6196864B2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016189867A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 京楽産業.株式会社 | Game machine |
CN106911239A (en) * | 2015-12-23 | 2017-06-30 | 博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司 | Motor |
CN107666192A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 艾塔尔公司 | Rotor for synchronous motor |
CN109474096A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-15 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | A kind of servo motor of embedded spoke type p-m rotor |
CN109861412A (en) * | 2019-02-14 | 2019-06-07 | 江苏大学 | Permanent magnetism top rake formula bearing-free flux switch permanent magnet motor |
WO2022107713A1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-27 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor and stator manufacturing method |
KR20230053410A (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 엘지전자 주식회사 | Flux concentrate type rotor and motor having the same |
KR20230055120A (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-25 | 엘지전자 주식회사 | Arc type permanent magnet and flux concentrate type rotor having the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0670494A (en) * | 1992-08-08 | 1994-03-11 | Yaskawa Electric Corp | Field for cylindrical motor |
JPH1189133A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-30 | Fujitsu General Ltd | Permanent magnet type motor |
JPH11289698A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Fuji Electric Co Ltd | Rotor core for permanent magnet electric motor |
JP2006516879A (en) * | 2003-01-31 | 2006-07-06 | カーチス−ライト・エレクトロ−メカニカル・コーポレイション | Trapezoidal motor magnetic pole device that increases magnetic flux to improve motor torque density |
WO2013135376A2 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Electrical machine with a high level of efficiency |
-
2013
- 2013-09-30 JP JP2013203862A patent/JP6196864B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0670494A (en) * | 1992-08-08 | 1994-03-11 | Yaskawa Electric Corp | Field for cylindrical motor |
JPH1189133A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-30 | Fujitsu General Ltd | Permanent magnet type motor |
JPH11289698A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Fuji Electric Co Ltd | Rotor core for permanent magnet electric motor |
JP2006516879A (en) * | 2003-01-31 | 2006-07-06 | カーチス−ライト・エレクトロ−メカニカル・コーポレイション | Trapezoidal motor magnetic pole device that increases magnetic flux to improve motor torque density |
WO2013135376A2 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Electrical machine with a high level of efficiency |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016189867A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 京楽産業.株式会社 | Game machine |
CN106911239B (en) * | 2015-12-23 | 2020-04-28 | 博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司 | Electric machine |
KR101926850B1 (en) * | 2015-12-23 | 2018-12-07 | 브로제 파르초이크타일레 게엠베하 운트 코. 콤만디트게젤샤프트 뷔르츠부르크 | Electric Machine |
CN106911239A (en) * | 2015-12-23 | 2017-06-30 | 博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司 | Motor |
US11128185B2 (en) | 2015-12-23 | 2021-09-21 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Wuerzburg | Electric machine, method of manufacturing the electric machine, rotor and adjustment device |
CN107666192A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 艾塔尔公司 | Rotor for synchronous motor |
CN107666192B (en) * | 2016-07-29 | 2021-03-30 | 艾塔尔公司 | Rotor for synchronous motor |
CN109474096A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-15 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | A kind of servo motor of embedded spoke type p-m rotor |
CN109861412A (en) * | 2019-02-14 | 2019-06-07 | 江苏大学 | Permanent magnetism top rake formula bearing-free flux switch permanent magnet motor |
WO2022107713A1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-05-27 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor and stator manufacturing method |
KR20230053410A (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 엘지전자 주식회사 | Flux concentrate type rotor and motor having the same |
KR102625653B1 (en) | 2021-10-14 | 2024-01-17 | 엘지전자 주식회사 | Flux concentrate type rotor and motor having the same |
KR20230055120A (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-25 | 엘지전자 주식회사 | Arc type permanent magnet and flux concentrate type rotor having the same |
KR102654659B1 (en) * | 2021-10-18 | 2024-04-05 | 엘지전자 주식회사 | Arc type permanent magnet and flux concentrate type rotor having the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6196864B2 (en) | 2017-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6196864B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
JP5930253B2 (en) | Permanent magnet embedded rotary electric machine | |
EP3323187B1 (en) | Combination structure between stator and rotor in a brushless motor | |
US9071118B2 (en) | Axial motor | |
JP5682600B2 (en) | Rotating electrical machine rotor | |
JP5709907B2 (en) | Permanent magnet embedded rotary electric machine for vehicles | |
JP4396537B2 (en) | Permanent magnet type motor | |
JP5722301B2 (en) | Embedded magnet type synchronous motor rotor and embedded magnet type synchronous motor | |
JP5774081B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6055725B2 (en) | Axial type rotating electric machine using rotor and rotor | |
JP4844570B2 (en) | Permanent magnet type motor | |
US20120074805A1 (en) | Rotor | |
JP2017077044A (en) | Rotating electric machine and manufacturing method of rotor core | |
JP2006509483A (en) | Electric machines, especially brushless synchronous motors | |
JP2008271640A (en) | Axial gap motor | |
JP2009273304A (en) | Rotor of rotating electric machine, and rotating electric machine | |
WO2016060232A1 (en) | Double stator-type rotary machine | |
JPWO2020194390A1 (en) | Rotating machine | |
US10778052B2 (en) | Synchronous reluctance type rotary electric machine | |
JP2008199846A (en) | Permanent magnet type electric rotating machine | |
JP5041415B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP6012046B2 (en) | Brushless motor | |
JP2005039909A (en) | Permanent magnet embedded type motor | |
KR102390035B1 (en) | Flux Concentrate Type Motor | |
JP2013093979A (en) | Synchronous motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160801 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170725 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170821 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6196864 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |