JP2017055501A - Permanent magnet motor - Google Patents
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Description
本発明は、永久磁石が配置されている回転子を備える永久磁石電動機に関し、特に、永久磁石電動機の効率を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a permanent magnet motor including a rotor in which a permanent magnet is disposed, and more particularly to a technique for improving the efficiency of the permanent magnet motor.
圧縮機の圧縮機構部、車両、車両に搭載されている車載機器等の種々の機器を駆動する電動機として、例えば、特許文献1に開示されている永久磁石電動機が用いられている。
特許文献1に開示されている永久磁石電動機は、固定子と、固定子に空隙(エアギャップ)を介して回転可能に配置されている回転子を備えている。回転子は、主磁極部と補助磁極部が周方向に沿って交互に配置されている。主磁極部には、周方向に沿って延在する磁石挿入孔が形成されており、磁石挿入孔には永久磁石が挿入されている。固定子は、周方向に沿って延在するヨーク部と、ヨーク部から径方向に沿って回転中心方向に延在するティース部を有している。ティース部の先端側には、ティース先端面が形成されている。周方向に隣接するティース部によってスロットが形成され、スロットには固定子巻線が挿入されている。回転子の外周面は、軸方向に直角な断面で見て、円形形状に形成されている。すなわち、固定子と回転子との間の空隙(固定子のティース部のティース先端面と回転子の外周面との間の空隙)は一定に設定されている。
特許文献1に開示されている永久磁石電動機は、永久磁石によるマグネットトルクと突極性によるリラクタンストルクを利用することができる。
For example, a permanent magnet motor disclosed in Patent Document 1 is used as an electric motor for driving various devices such as a compressor mechanism of a compressor, a vehicle, and an in-vehicle device mounted on the vehicle.
The permanent magnet motor disclosed in Patent Document 1 includes a stator and a rotor that is rotatably disposed in the stator via a gap (air gap). In the rotor, main magnetic pole portions and auxiliary magnetic pole portions are alternately arranged along the circumferential direction. A magnet insertion hole extending along the circumferential direction is formed in the main magnetic pole portion, and a permanent magnet is inserted into the magnet insertion hole. The stator has a yoke portion extending along the circumferential direction and a teeth portion extending from the yoke portion along the radial direction in the rotation center direction. A tooth tip surface is formed on the tip side of the tooth portion. A slot is formed by teeth portions adjacent in the circumferential direction, and a stator winding is inserted into the slot. The outer peripheral surface of the rotor is formed in a circular shape when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction. That is, the gap between the stator and the rotor (the gap between the teeth tip surface of the teeth portion of the stator and the outer peripheral surface of the rotor) is set to be constant.
The permanent magnet motor disclosed in Patent Document 1 can use a magnet torque by a permanent magnet and a reluctance torque by saliency.
特許文献1に開示されている永久磁石電動機では、固定子のティース部のティース先端面と回転子の外周面との間の空隙が一定である。このため、永久磁石の、周方向に沿った両端部(以下、「永久磁石の両端部」という)から発生する磁束が、補助磁極部の外周面を介して固定子のティース部に流れ、主磁極部を流れる磁束量、すなわち、有効磁束量が減少する。また、固定子巻線に電流が流れることによって発生する磁束が補助磁極部の外周面に流れ、永久磁石の両端部に磁束が集中して永久磁石が減磁される。有効磁束量の減少や永久磁石の減磁に対処する方法としては、例えば、固定子巻線に流す電流を増大する方法が考えられる。しかしながら、固定子巻線に流す電流を増大させると、銅損が増大する。このように、特許文献1に開示されている永久磁石電動機では、有効磁束量が減少し、また、永久磁石の両端部に磁束が集中して減磁されるため、効率が低下する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、有効磁束量を増加させるとともに、永久磁石の両端部に磁束が集中するのを防止して永久磁石電動機の効率を向上させることを目的とする。
In the permanent magnet motor disclosed in Patent Document 1, the gap between the tooth tip surface of the teeth portion of the stator and the outer peripheral surface of the rotor is constant. For this reason, magnetic flux generated from both end portions of the permanent magnet along the circumferential direction (hereinafter referred to as “end portions of the permanent magnet”) flows to the teeth portion of the stator via the outer peripheral surface of the auxiliary magnetic pole portion. The amount of magnetic flux flowing through the magnetic pole part, that is, the amount of effective magnetic flux decreases. Further, the magnetic flux generated by the current flowing through the stator winding flows on the outer peripheral surface of the auxiliary magnetic pole portion, and the magnetic flux is concentrated on both end portions of the permanent magnet to demagnetize the permanent magnet. As a method of coping with the decrease in the effective magnetic flux amount and the demagnetization of the permanent magnet, for example, a method of increasing the current flowing through the stator winding can be considered. However, increasing the current flowing through the stator winding increases the copper loss. As described above, in the permanent magnet motor disclosed in Patent Document 1, the amount of effective magnetic flux is reduced, and the magnetic flux is concentrated and demagnetized at both ends of the permanent magnet.
The present invention was devised in view of such points, and increases the amount of effective magnetic flux and prevents the magnetic flux from concentrating at both ends of the permanent magnet to improve the efficiency of the permanent magnet motor. With the goal.
一つの発明は、永久磁石電動機に関する。本発明の永久磁石電動機は、固定子と、固定子に空隙を介して配置されている回転子を備えている。回転子は、主磁極部と補助磁極部が周方向に沿って交互に配置されている。
主磁極部には、永久磁石が配置されている。永久磁石としては、フェライト磁石、希土類磁石、テルビウムやディスプロシウムを含有するネオジウム磁石等の種々の永久磁石を用いることができる。永久磁石は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿った中央部が両端部より回転子の外周側に飛び出ている突形状に配置されている。突形状としては、直線や曲線を組み合わせた種々の突形状を選択することができる。永久磁石を突形状に配置する態様としては、突形状の断面を有する1つの永久磁石片を配置する態様や、四角形状等の断面を有する複数の永久磁石片を突形状に沿って配置する態様を用いることができる。複数の永久磁石片を突形状に沿って配置する際には、隣接する永久磁石片が接触するように配置してもよいし、隣接する永久磁石片が離間するように配置してもよい。
永久磁石を主磁極部に配置する態様としては、典型的には、主磁極部に磁石挿入部を形成し、永久磁石を磁石挿入部に挿入する態様が用いられる。この場合、磁石挿入部は、周方向に沿った中央部が両端部より回転子の外周側に飛び出ている突形状に形成される。なお、永久磁石を主磁極部に配置する態様としては、接着方法や一体成形方法等によって配置する態様を用いることもできる。
永久磁石の、周方向に沿った一方側の端壁および他方側の端壁と回転子の外周面との間には、第1の空間部および第2の空間部が形成される。この第1の空間部および第2の空間部により、永久磁石の、周方向に沿った両端部から発生する磁束が短絡されるのを防止することができる。永久磁石が、周方向に沿って配置される複数の永久磁石片により構成される場合には、隣接する永久磁石片の間に空間部を形成してもよいし、形成しなくてもよい。
また、回転子の外周面は、軸方向に直角な断面で見て、固定子の内周面と回転子の外周面との間の空隙が、補助磁極部のq軸に沿った間隔が主磁極部のd軸に沿った間隔より長くなるように形成されている。好適には、回転子の外周面は、空隙の間隔が、回転子の外周面とq軸が交差する箇所の両側の領域において、回転子の外周面とq軸が交差する箇所の方向に向かって徐々に長くなるように形成される。より好適には、回転子の外周面は、円弧形状に形成された外周部分を組み合わせて構成される。勿論、回転子の外周面は、曲線や直線を組み合わせた種々の形状に形成することができる。
本発明では、回転子の主磁極部の永久磁石が突形状に配置されている。これにより、磁石表面積が増大し、主磁極部を流れる磁束量(有効磁束量)が増大する。そして、磁束量の増大により、固定子巻線に流す電流を小さくすることができるため、銅損を低減することができる。
さらに、永久磁石が、外周側に飛び出ている突形状に配置されている。これにより、永久磁石の、周方向に沿った両端部分と回転子の外周面との間の間隔が小さくなり、当該永久磁石の、周方向に沿った両端部分と回転子の外周面との間を通る磁束により発生するリラクタンストルクが小さくなる。リラクタンストルクが小さくなることにより、鉄損が低減される。一方、永久磁石と回転子の外周面との間の間隔が小さくなるため、電機子反作用による磁束量の低下が大幅に抑制される。これにより、鉄損を低減することができるとともに、磁束量(有効磁束量)を増大させることができ、効率が向上する。
また、回転子の外周面は、補助磁極部のq軸に沿った空隙の間隔が主磁極部のd軸に沿った空隙の間隔より長くなるように形成されている。これにより、固定子の内周面と回転子の外周面との間の空隙が一定である(回転子の外周面が円形形状に形成されている)場合に較べて、永久磁石の両端部から発生する磁束を有効に利用することができる(有効磁束量を増加させることができる)とともに、固定子のティース部から回転子側に流れる磁束が永久磁石の両端部に集中するのを抑制することができる。
したがって、本発明の永久磁石電動機は、従来の永久磁石電動機に較べて効率を向上させることができる。
一つの発明の異なる形態では、回転子の外周面は、主磁極部のd軸と交差する第1の外周部分と、補助磁極部のq軸と交差する第2の外周部分が交互に接続されて形成されている。第1の外周部分は、d軸上に中心点を有する円弧形状に形成されている。また、第2の外周部分は、q軸上に中心点を有し、第1の外周部分の半径より大きい半径の円弧形状に形成されている。好適には、第1の外周部分は、回転中心を中心点とする円弧形状に形成され、第2の外周部分は、q軸上であって、回転中心より第2の外周部分と反対側に離れている点を中心点とする円弧形状に形成される。
本形態では、回転子の外周面を容易に形成することができる。また、第1の外周部分と第2の外周部分との接続部がティース部と対向する箇所を通過する時に、ティース部に流れる磁束量の急激な変化を抑制することができる。これにより、ティース部を流れる磁束量の急激な変化によって固定子巻線に誘起される誘起電圧の波形(起電力波形)に含まれる高調波成分が増大するのを防止することができ、固定子巻線の起電力波形に基づいて回転子の位置を正確に検出することができる。したがって、固定子巻線の起電力波形に基づいて回転子の位置を検出するセンサレス制御方式の制御装置を用いる場合に、回転子の位置検出精度の低下による効率の低下を防止することができる。
一つの発明の他の異なる形態では、永久磁石は、周方向に沿った中央部が両端部より回転子の外周側に飛び出ている台形形状に配置されている。
永久磁石の配置形状を台形形状とすることにより、永久磁石の、周方向に沿った中央の部分(台形の上底に対応する直線状の部分)と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができる。これにより、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
一つの発明の他の異なる形態では、永久磁石は、周方向に沿った中央部が両端部より回転子の外周側に飛び出ている円弧形状に配置されている。
永久磁石の配置形状を円弧形状とすることにより、永久磁石の、周方向に沿った中央部(d軸と交差する部分)を回転子の外周側に配置することができる。すなわち、永久磁石の、周方向に沿った中央部と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができる。これにより、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。さらに、永久磁石の配置形状を円弧形状とすることにより、永久磁石から発生する磁束が、周方向に沿って滑らかに変化する。これにより、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができ、起電力波形に含まれる高調波成分に起因する鉄損をより低減することができる。
一つの発明の他の異なる形態では、永久磁石は、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片により構成されている。そして、複数の永久磁石片のうちの周方向に沿った一方端に配置されている永久磁石片の周方向に沿った一方側の端壁と回転子の外周面との間に第1の空間部が形成され、周方向に沿った他方端に配置されている永久磁石片の周方向に沿った他方側の端壁と回転子の外周面との間に第2の空間部が形成されている。
本形態では、永久磁石が複数の永久磁石片により構成されているとともに、永久磁石片の間にブリッジ部が設けられている。これにより、遠心力に対する回転子の強度を高めることができる。
本発明の他の発明は、機器駆動装置に関する。本発明の機器駆動装置は、機器(例えば、圧縮機の圧縮機構部、車両、車両に搭載されている車載機器)と、機器を駆動する電動機を備え、電動機として前述した永久磁石電動機のいずれかが用いられている。
本発明は、前述した永久磁石電動機と同様の効果を有する。
One invention relates to a permanent magnet motor. The permanent magnet electric motor of the present invention includes a stator and a rotor arranged in the stator via a gap. In the rotor, main magnetic pole portions and auxiliary magnetic pole portions are alternately arranged along the circumferential direction.
A permanent magnet is disposed in the main magnetic pole portion. Various permanent magnets such as ferrite magnets, rare earth magnets, neodymium magnets containing terbium and dysprosium can be used as the permanent magnets. The permanent magnet is arranged in a projecting shape in which the central portion along the circumferential direction protrudes from the both end portions to the outer peripheral side of the rotor when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction. As the projecting shape, various projecting shapes combining straight lines and curves can be selected. As an aspect which arrange | positions a permanent magnet in a protruding shape, the aspect which arrange | positions one permanent magnet piece which has a protruding cross section, and the aspect which arrange | positions several permanent magnet pieces which have cross sections, such as square shape, along a protruding shape Can be used. When arranging a plurality of permanent magnet pieces along the protruding shape, they may be arranged so that adjacent permanent magnet pieces are in contact with each other, or may be arranged so that adjacent permanent magnet pieces are separated from each other.
As a mode in which the permanent magnet is disposed in the main magnetic pole portion, a mode in which a magnet insertion portion is formed in the main magnetic pole portion and the permanent magnet is inserted in the magnet insertion portion is typically used. In this case, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape in which the central portion along the circumferential direction protrudes from the both end portions to the outer peripheral side of the rotor. In addition, as an aspect which arrange | positions a permanent magnet in a main magnetic pole part, the aspect arrange | positioned with the adhesion | attachment method, the integral molding method, etc. can also be used.
A first space portion and a second space portion are formed between one end wall and the other end wall of the permanent magnet in the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor. The first space portion and the second space portion can prevent the magnetic flux generated from both end portions of the permanent magnet along the circumferential direction from being short-circuited. In the case where the permanent magnet is composed of a plurality of permanent magnet pieces arranged along the circumferential direction, a space portion may or may not be formed between adjacent permanent magnet pieces.
In addition, the outer peripheral surface of the rotor is viewed from a cross section perpendicular to the axial direction, and the gap between the inner peripheral surface of the stator and the outer peripheral surface of the rotor is mainly spaced along the q axis of the auxiliary magnetic pole portion. It is formed to be longer than the interval along the d-axis of the magnetic pole part. Preferably, the outer peripheral surface of the rotor has a gap interval in a region on both sides of a portion where the outer peripheral surface of the rotor intersects with the q axis in a direction of a portion where the outer peripheral surface of the rotor intersects with the q axis. It is formed to gradually become longer. More preferably, the outer peripheral surface of the rotor is configured by combining outer peripheral portions formed in an arc shape. Of course, the outer peripheral surface of the rotor can be formed in various shapes combining curves and straight lines.
In the present invention, the permanent magnets of the main magnetic pole portion of the rotor are arranged in a protruding shape. Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux (effective magnetic flux amount) which flows through a main magnetic pole part increases. And since the electric current which flows into a stator winding | coil can be made small by the increase in the amount of magnetic fluxes, a copper loss can be reduced.
Further, the permanent magnets are arranged in a protruding shape protruding to the outer peripheral side. Thereby, the space | interval between the both ends along the circumferential direction of a permanent magnet and the outer peripheral surface of a rotor becomes small, and between the both ends of the said permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of a rotor. The reluctance torque generated by the magnetic flux passing through is reduced. By reducing the reluctance torque, the iron loss is reduced. On the other hand, since the distance between the permanent magnet and the outer peripheral surface of the rotor is reduced, the decrease in the amount of magnetic flux due to the armature reaction is greatly suppressed. Thereby, while being able to reduce an iron loss, the amount of magnetic flux (effective magnetic flux amount) can be increased and efficiency improves.
The outer peripheral surface of the rotor is formed such that the gap interval along the q axis of the auxiliary magnetic pole portion is longer than the gap interval along the d axis of the main magnetic pole portion. Thereby, compared with the case where the space | gap between the internal peripheral surface of a stator and the outer peripheral surface of a rotor is constant (the outer peripheral surface of a rotor is formed in the circular shape), it is from both ends of a permanent magnet. The magnetic flux generated can be used effectively (the amount of effective magnetic flux can be increased), and the magnetic flux flowing from the stator teeth to the rotor is prevented from concentrating on both ends of the permanent magnet. Can do.
Therefore, the permanent magnet motor of the present invention can improve the efficiency as compared with the conventional permanent magnet motor.
In one aspect of the invention, the outer peripheral surface of the rotor is alternately connected to the first outer peripheral portion that intersects the d-axis of the main magnetic pole portion and the second outer peripheral portion that intersects the q-axis of the auxiliary magnetic pole portion. Is formed. The first outer peripheral portion is formed in an arc shape having a center point on the d axis. The second outer peripheral portion has a center point on the q axis and is formed in an arc shape having a radius larger than the radius of the first outer peripheral portion. Preferably, the first outer peripheral portion is formed in an arc shape with the center of rotation as the center point, and the second outer peripheral portion is on the q axis and is on the opposite side of the second outer peripheral portion from the rotation center. It is formed in a circular arc shape with a point away from the center point.
In this embodiment, the outer peripheral surface of the rotor can be easily formed. Moreover, when the connection part of a 1st outer peripheral part and a 2nd outer peripheral part passes through the location which opposes a teeth part, the rapid change of the magnetic flux amount which flows into a teeth part can be suppressed. As a result, it is possible to prevent an increase in the harmonic component contained in the waveform of the induced voltage (electromotive force waveform) induced in the stator winding due to a sudden change in the amount of magnetic flux flowing through the tooth portion. The position of the rotor can be accurately detected based on the electromotive force waveform of the winding. Therefore, when using a sensorless control type control device that detects the position of the rotor based on the electromotive force waveform of the stator winding, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a decrease in the position detection accuracy of the rotor.
In another different form of one invention, the permanent magnet is arranged in a trapezoidal shape in which the central portion along the circumferential direction protrudes from the both end portions to the outer peripheral side of the rotor.
By making the arrangement shape of the permanent magnet trapezoidal, the distance between the central portion of the permanent magnet along the circumferential direction (the straight portion corresponding to the upper base of the trapezoid) and the outer peripheral surface of the rotor is reduced. Can be small. Thereby, the fall of the effective magnetic flux amount by an armature reaction can be suppressed more.
In another different form of one invention, the permanent magnet is arranged in an arc shape in which the central portion along the circumferential direction protrudes from the both ends to the outer peripheral side of the rotor.
By making the arrangement shape of the permanent magnet into an arc shape, the central portion (portion intersecting the d axis) of the permanent magnet along the circumferential direction can be arranged on the outer peripheral side of the rotor. That is, the space | interval between the center part along the circumferential direction of a permanent magnet and the outer peripheral surface of a rotor can be made small. Thereby, the fall of the effective magnetic flux amount by an armature reaction can be suppressed more. Furthermore, the magnetic flux generated from the permanent magnet changes smoothly along the circumferential direction by making the arrangement shape of the permanent magnet into an arc shape. Thereby, the harmonic component contained in an electromotive force waveform can be reduced more, and the iron loss resulting from the harmonic component contained in an electromotive force waveform can be reduced more.
In another different form of one invention, the permanent magnet is comprised by the several permanent magnet piece arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge | bridging part. And between the end wall of one side along the circumferential direction of the permanent magnet piece arrange | positioned at the one end along the circumferential direction among several permanent magnet pieces, and 1st space between the outer peripheral surfaces of a rotor A second space is formed between the end wall on the other side along the circumferential direction of the permanent magnet piece arranged at the other end along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor. Yes.
In this embodiment, the permanent magnet is composed of a plurality of permanent magnet pieces, and a bridge portion is provided between the permanent magnet pieces. Thereby, the intensity | strength of the rotor with respect to a centrifugal force can be raised.
Other invention of this invention is related with an apparatus drive device. The device driving device of the present invention includes a device (for example, a compressor mechanism of a compressor, a vehicle, a vehicle-mounted device mounted on the vehicle) and an electric motor that drives the device, and is one of the permanent magnet motors described above as an electric motor. Is used.
The present invention has the same effect as the permanent magnet motor described above.
本発明では、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。 In the present invention, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
以下に、本発明の永久磁石電動機の実施形態を、図面を参照して説明する。
本明細書では、「軸方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、回転子(回転軸)の回転中心を通る回転中心線の方向を示す。「周方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心を中心とする円周方向を示す。「径方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心を通る方向を示す。「d軸」は、回転中心と主磁極部の周方向中心点を結ぶ線を表し、「q軸」は、回転中心と補助磁極部の周方向中心点を結ぶ線を表す。
また、磁石挿入部(磁石挿入孔)の「内壁」および「外壁」は、永久磁石(永久磁石片)を挿入する部分を形成するための、径方向に対向する壁のうち回転中心側に配置されている壁および回転子の外周側に配置されている壁を表し、「外周壁」は、磁石挿入部の周方向に沿った両端部(永久磁石の両端壁と磁石挿入部の両端壁との間)に空間部を形成するために回転子の外周面に平行(「略平行」を含む)に形成される壁を表し、「端壁」は、隣接する磁石挿入部(磁石挿入孔)と対向する側の壁を表している。永久磁石(永久磁石片)の「内壁」および「外壁」は、永久磁石が磁石挿入部に挿入された状態において、径方向に対向する壁のうち回転中心側に配置されている壁および回転子の外周側に配置されている壁を表し、「端壁」は、隣接する永久磁石(永久磁石片)と対向する側の壁を表している。
また、「平行」という記載は、「略平行」を含むものとして用いられている。
Embodiments of a permanent magnet motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In this specification, the description of “axial direction” indicates the direction of the rotation center line passing through the rotation center of the rotor (rotating shaft) in a state where the rotor is rotatably arranged with respect to the stator. The description “circumferential direction” indicates a circumferential direction centered on the center of rotation when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction in a state where the rotor is rotatably arranged with respect to the stator. The description “radial direction” indicates a direction passing through the center of rotation when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction in a state where the rotor is rotatably arranged with respect to the stator. “D-axis” represents a line connecting the rotation center and the circumferential center point of the main magnetic pole portion, and “q-axis” represents a line connecting the rotation center and the circumferential center point of the auxiliary magnetic pole portion.
In addition, the “inner wall” and “outer wall” of the magnet insertion portion (magnet insertion hole) are arranged on the rotation center side of the radially opposed walls to form a portion for inserting a permanent magnet (permanent magnet piece). The outer wall and the wall disposed on the outer peripheral side of the rotor are represented by “the outer peripheral wall”, both end portions along the circumferential direction of the magnet insertion portion (the both end walls of the permanent magnet and the both end walls of the magnet insertion portion). Represents a wall formed in parallel (including “substantially parallel”) to the outer peripheral surface of the rotor to form a space portion, and “end wall” is an adjacent magnet insertion portion (magnet insertion hole) It represents the wall on the opposite side. The “inner wall” and “outer wall” of the permanent magnet (permanent magnet piece) are a wall and a rotor arranged on the rotation center side among the radially opposing walls in a state where the permanent magnet is inserted into the magnet insertion portion. The “end wall” represents a wall facing the adjacent permanent magnet (permanent magnet piece).
The description “parallel” is used to include “substantially parallel”.
なお、以下で説明する本発明の永久磁石電動機の各実施形態は、例えば、空調装置、冷却装置や冷凍装置等に設けられている圧縮機の圧縮機構部、車両、車両に搭載されている車載機器等の公知の種々の機器を駆動する電動機として用いることができる。すなわち、本発明は、機器と、機器を駆動する永久磁石電動機を備える機器駆動装置として構成することもできる。各機器の構成は公知であるので、本明細書では説明を省略する。 In addition, each embodiment of the permanent magnet motor of the present invention described below includes, for example, a compressor mechanism of a compressor provided in an air conditioner, a cooling device, a refrigeration device, and the like, a vehicle, and a vehicle mounted on the vehicle. It can be used as an electric motor for driving various known devices such as devices. That is, this invention can also be comprised as an apparatus drive device provided with an apparatus and the permanent magnet electric motor which drives an apparatus. Since the configuration of each device is known, the description thereof is omitted in this specification.
本発明の永久磁石電動機の第1の実施形態を、図1、図2に示す。図1は、第1の実施形態の永久磁石電動機100を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図2は、図1の部分拡大図である。なお、本明細書では、図1および図2において、時計回り方向を「周方向に沿った一方方向」といい、反時計回り方向を「周方向に沿った他方方向」という。以下で説明する各実施形態においても同様である。勿論、反時計回り方向を「一方方向」、時計回り方向を「他方方向」ということもできる。
また、各実施形態では、6スロット、4極の永久磁石電動機について説明するが、本発明の永久磁石電動機のスロット数、極数は適宜変更可能である。
1 and 2 show a first embodiment of a permanent magnet motor of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the
In each embodiment, a 6-slot, 4-pole permanent magnet motor will be described. However, the number of slots and the number of poles of the permanent magnet motor of the present invention can be changed as appropriate.
本実施形態の永久磁石電動機100は、固定子110と回転子120を備えている。
固定子110は、複数の電磁鋼板を積層した固定子コアにより構成される。固定子110は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨーク部111と、ヨーク部111から径方向に沿って回転中心O方向に延在するティース部112を有している。ティース部112は、ヨーク部111から径方向に沿って延在するティース基部112aと、ティース基部112aの先端側(回転中心O側)に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部112bを有している。ティース先端部112bの回転中心O側には、ティース先端面113が形成されている。ティース先端面113は、「固定子110の内周面」を形成する。
周方向に沿って隣接するティース部112により形成されるスロット114には、固定子巻線(図示省略)が挿入される。本実施形態では、固定子巻線は、集中巻き方式を用いてスロット114に挿入されている。勿論、分布巻き方式等を用いることもできる。
The
A stator winding (not shown) is inserted into a
回転子120は、複数の電磁鋼板を積層した回転子コアにより構成される。回転子120は、軸方向に直角な断面で見て、主磁極部[A]〜[D]と補助磁極部[AB]〜[DA]が周方向に沿って交互に配置されている。主磁極部[A]〜[D]には、周方向に沿って延在する磁石挿入部130が形成され、磁石挿入部130には永久磁石140が挿入されている。
主磁極部[A]〜[D]の磁石挿入部130に挿入される永久磁石140は、N極の主磁極部とS極の主磁極部が周方向に沿って交互に配置されるように着磁される。永久磁石140の着磁方法としては、永久磁石140を磁石挿入部130に挿入した状態で、固定子巻線に着磁電流を流す組込み着磁方法が用いられる。勿論、永久磁石140を磁石挿入部130に挿入する前に着磁する方法を用いることもできる。
永久磁石としては、種々の永久磁石を用いることができる。例えば、フェライト磁石、希土類磁石、テルビウムやディスプロシウムを含有するネオジウム磁石等を用いることができる。
回転子120は、回転軸(図示省略)が挿入される回転軸挿入孔122を有している。
また、回転子120は、図2には図示を省略しているが、カシメピン挿入孔123と通路孔124を有している。カシメピン挿入孔123は、q軸と交差する位置に形成され、積層された複数の電磁鋼板を一体化するカシメピンが挿入される。通路孔124は、d軸を挟んで周方向両側に形成され、圧縮機で用いられる冷媒、固定子110や回転子120を冷却する冷却媒体(例えば、空気)等が軸方向に沿って流れる。カシメピン挿入孔123および通路孔124の形状、数、配設位置等は適宜変更可能である。
The
The permanent magnets 140 inserted into the
Various permanent magnets can be used as the permanent magnet. For example, a ferrite magnet, a rare earth magnet, a neodymium magnet containing terbium or dysprosium, or the like can be used.
The
Although not shown in FIG. 2, the
本実施形態では、磁石挿入部130は、平行に延在する直線状の第1〜第3の内壁130a〜130cと第1〜第3の外壁130d〜130f、直線状の第1の外周壁130gおよび第2の外周壁130i、直線状の第1の端壁130hおよび第2の端壁130jにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔130」という。磁石挿入孔130は、周方向に沿った中央部(d軸に対応する部分)が両端部(q軸側の端部)より回転子120の外周側に飛び出ている(以下、「外周側に飛び出ている」という)台形形状に形成されている(台形形状の断面を有している)。すなわち、平行に延在する直線状の第1の内壁130aと第1の外壁130dにより台形形状の上底が形成され、平行に延在する直線状の第2の内壁130bと第2の外壁130e、第1の外周壁130gおよび第1の端壁130hにより台形形状の一方側の側辺が形成され、平行に延在する第3の内壁143cと第3の外壁143f、第2の外周壁130iおよび第2の端壁130jにより台形形状の他方側の側辺が形成されている。
磁石挿入孔130の、周方向に沿った一方側の第1の端壁130hは、隣接する主磁極部の磁石挿入孔130の、周方向に沿った他方側の第2の端壁130jと平行に延在している。
In the present embodiment, the
The
永久磁石140は、磁石挿入孔130に挿入される第1〜第3の永久磁石片141〜143により構成されている。第1〜第3の永久磁石片141〜143は、平行に延在する直線状の内壁141a〜143aと外壁141b〜143b、平行に延在する直線状の第1の端壁141c〜143cと第2の端壁141d〜143dにより形成される四角形状の断面を有している。
永久磁石140は、外周側に飛び出ている台形形状に配置されている。すなわち、第1の永久磁石片141が台形形状の上底に沿って配置され、第2の永久磁石片142が台形形状の一方側の側辺に沿って配置され、第3の永久磁石片143が台形形状の他方側の側辺に沿って配置されている。
The permanent magnet 140 includes first to third
The permanent magnet 140 is arranged in a trapezoidal shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
磁石挿入孔130の、周方向に沿った両端の外周壁(周方向に沿った一方側の第1の外周壁130gおよび他方側の第2の外周壁130i)と回転子120の外周面121との間、すなわち、永久磁石140の、周方向に沿った両端の端壁(第2の永久磁石片142の、周方向に沿った一方側の第2の端壁142dおよび第3の永久磁石片143の、周方向に沿った他方側の第2の端壁143d)と回転子120の外周面121との間には、第1のブリッジ部160aおよび第2のブリッジ部160bが形成されている。
第1のブリッジ部160aおよび第2のブリッジ部160bによって、回転子120の遠心力に対する強度が高められる。
また、磁石挿入孔130の、周方向に沿った両端部、すなわち、永久磁石140の、周方向に沿った両端の端壁(第2の永久磁石片142の第2の端壁142dおよび第3の永久磁石片143の第2の端壁143d)と磁石挿入孔130の、周方向に沿った両端の端壁(第1の端壁130hおよび第2の端壁130j)との間には、第1の空間部150aおよび第2の空間部150bが形成されている。
第1の空間部150aおよび第2の空間部150bによって、永久磁石140の、周方向に沿った両端部(以下、「永久磁石140の両端部」という)において、永久磁石140から発生する磁束が短絡されるのを防止することができる。
Outer peripheral walls at both ends along the circumferential direction of the magnet insertion hole 130 (the first outer
The strength against the centrifugal force of the
Further, both end portions of the
The
また、回転子120の外周面121は、主磁極部[A]〜[D]のd軸と交差する第1の外周部分121aと、補助磁極部[AB]〜[DA]のq軸と交差する第2の外周部分121bが交互に接続されて構成されている。第1の外周部分121aと第2の外周部分121bは、接続部120Aおよび120Bで接続されている。
第1の外周部分121aは、d軸上の回転中心Oを中心点とする、半径R1の(外周側に突状の)円弧形状に形成されている。また、第2の外周部分121bは、q軸上であって、回転中心Oより第2の外周部分121bと反対側に離れた点Pを中心点とし、第1の曲線部分121aの円弧形状の半径R1より大きい半径R2の(外周側に突状)の円弧形状に形成されている。すなわち、固定子110の内周面(ティース先端面113)と回転子120の外周面121との間の空隙(エアギャップ)は、q軸に沿った間隔G2がd軸に沿った間隔G1より大きくなるように設定されている。
回転子120の外周面121を、半径R1の円弧形状に形成された第1の外周部分121aと半径R2(半径R2>半径R1)の円弧形状に形成された第2の外周部分121bを交互に接続して構成することにより、第1の外周部分121aと第2の外周部分121bとの接続部120Aおよび120Bにおける磁束量の変化を小さくすることができ、固定子巻線に誘起される誘起電圧の波形(起電力波形)に含まれる高調波成分を低減することができる。これにより、回転子位置検出センサを用いることなく、起電力波形に基づいて回転子の位置を検出するセンサレス制御方式の制御装置を用いた場合に、回転子の位置検出精度の低下による効率の低下を防止することができる。
Further, the outer
The first outer
The outer
第1の実施形態では、磁石挿入部が突形状に形成(永久磁石が突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大し、磁束量(有効磁束量)が増大する。そして、磁束量が増大することにより、固定子巻線に流す電流を小さくすることができるため、銅損を低減することができる。
さらに、磁石挿入部が、外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が、外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、永久磁石の、周方向に沿った両端部分と回転子の外周面との間の間隔が小さくなり、当該永久磁石の、周方向に沿った両端部分と回転子の外周面との間を通る磁束により発生するリラクタンストルクが小さくなる。リラクタンストルクが小さくなることにより、鉄損が低減される。一方、永久磁石と回転子の外周面との間の間隔が小さくなることにより、電機子反作用による磁束量の低下が大幅に抑制される。これにより、鉄損を低減することができるとともに、磁束量(有効磁束量)を増大させることができ、効率が向上する。
特に、第1の実施形態では、磁石挿入部が台形形状に形成(永久磁石が台形形状に配置)されている。これにより、永久磁石の、周方向に沿った中央の部分(台形の上底に対応する直線状の部分)と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができる。したがって、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)の第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)の第2の外周部分を交互に接続して構成されている。すなわち、q軸に沿った空隙(エアギャップ)の間隔G2がd軸に沿った空隙の間隔G1より大きくなるように回転子の外周面が形成されている。これにより、永久磁石の両端部から発生する磁束が、空隙の間隔が小さい第1の外周部分側に流れ易くなり(空隙の間隔が大きい第2の外周部分側に流れ難くなり)、主磁極部の磁束量が増大する。さらに、固定子巻線に電流を流すことによって発生する磁束が、空隙の間隔が小さい第1の外周部分に流れ易くなり(空隙の間隔が大きい第2の外周部分に流れ難くなり)、永久磁石の両端部における、磁束集中による減磁を防止することができる。なお、起電力波形に含まれる高調波成分を低減することができるため、センサレス制御方式の(固定子巻線の起電力波形を用いて検出した回転子の位置に基づいて制御する)制御装置を用いる場合には、回転子の位置検出精度の低下による効率の低下を防止することができる。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the first embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape (permanent magnets are arranged in a protruding shape). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux (effective magnetic flux amount) increases. And since the electric current which flows into a stator winding | coil can be made small by the amount of magnetic flux increasing, copper loss can be reduced.
Further, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (the permanent magnet is arranged in a protruding shape protruding to the outer peripheral side). Thereby, the space | interval between the both ends along the circumferential direction of a permanent magnet and the outer peripheral surface of a rotor becomes small, and between the both ends of the said permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of a rotor. The reluctance torque generated by the magnetic flux passing through is reduced. By reducing the reluctance torque, the iron loss is reduced. On the other hand, since the distance between the permanent magnet and the outer peripheral surface of the rotor is reduced, the decrease in the amount of magnetic flux due to the armature reaction is greatly suppressed. Thereby, while being able to reduce an iron loss, the amount of magnetic flux (effective magnetic flux amount) can be increased and efficiency improves.
In particular, in the first embodiment, the magnet insertion portion is formed in a trapezoidal shape (permanent magnets are arranged in a trapezoidal shape). Thereby, the space | interval between the center part (linear part corresponding to the trapezoid upper base) of the permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of a rotor can be made small. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction.
Further, the outer peripheral surface of the rotor alternates between a first outer peripheral portion having an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis and a second outer peripheral portion having an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). Connected to and configured. That is, the outer peripheral surface of the rotor is formed such that the gap G2 along the q axis is larger than the gap G1 along the d axis. As a result, the magnetic flux generated from both ends of the permanent magnet easily flows to the first outer peripheral portion side where the gap interval is small (it becomes difficult to flow to the second outer peripheral portion side where the gap interval is large), and the main magnetic pole portion The amount of magnetic flux increases. Further, the magnetic flux generated by passing a current through the stator windings easily flows to the first outer peripheral portion where the gap interval is small (it becomes difficult to flow to the second outer peripheral portion where the gap interval is large), and the permanent magnet Can be prevented from demagnetizing due to magnetic flux concentration. In addition, since the harmonic component contained in the electromotive force waveform can be reduced, a control device (control based on the position of the rotor detected using the electromotive force waveform of the stator winding) of the sensorless control method is provided. When used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a decrease in rotor position detection accuracy.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第2の実施形態を、図3に示す。図3は、第2の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第2の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部170と永久磁石180の構成が第1の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第2の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部170と永久磁石180の構成を説明する。なお、図3において、磁石挿入部170と永久磁石180以外の構成要素に関しては、図2に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A second embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the second embodiment. The permanent magnet motor of the second embodiment is different from the permanent magnet motor of the first embodiment in the configuration of the
Therefore, below, the structure of the
磁石挿入部170は、平行に延在する円弧状の内壁170aと外壁170b、直線状の第1の外周壁170cおよび第2の外周壁170e、直線状の第1の端壁170dおよび第2の端壁170fにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔170」という。
磁石挿入孔170は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている(円弧形状の断面を有している)。
永久磁石180は、磁石挿入孔170に挿入される第1〜第3の永久磁石片181〜183により構成されている。第1〜第3の永久磁石片181〜183は、平行に延在する円弧状の内壁181a〜183aと外壁181b〜183b、直線状に延在する第1の端壁181c〜183cおよび第2の端壁181d〜183dにより形成される円弧形状の断面を有している。
永久磁石180は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置されている。すなわち、第1〜第3の永久磁石片181〜183の内壁181a〜183aおよび外壁181b〜183bは、それぞれ所定の中心点を中心とする円弧に沿って配置されている。
The
The
The permanent magnet 180 includes first to third
The permanent magnet 180 is arranged in an arc shape protruding to the outer peripheral side. That is, the
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、第1および第2のブリッジ部160aおよび160bが形成されている。
また、回転子120の外周面121は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分121aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分121bが交互に接続されて構成されている。
In the present embodiment, the first and
Further, the outer
第2の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第2の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、永久磁石の、周方向に沿った中央部(d軸と交差する部分)と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができる。したがって、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。さらに、永久磁石から発生する磁束が、周方向に沿って滑らかに変化する。これにより、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができ、起電力波形に含まれる高調波成分に起因する鉄損をより低減することができる。
また、回転子の外周面が、円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 2nd Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded on the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded on the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the second embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). Thereby, the space | interval between the center part (part which cross | intersects d axis | shaft) along the circumferential direction of a permanent magnet and the outer peripheral surface of a rotor can be made small. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction. Furthermore, the magnetic flux generated from the permanent magnet changes smoothly along the circumferential direction. Thereby, the harmonic component contained in an electromotive force waveform can be reduced more, and the iron loss resulting from the harmonic component contained in an electromotive force waveform can be reduced more.
Further, the outer peripheral surface of the rotor alternately connects the first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) and the second outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R2> radius R1). It is configured.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第3の実施形態を、図4、図5に示す。図4は、第3の実施形態の永久磁石電動機200を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図5は、図4の部分拡大図である。
第3の実施形態の永久磁石電動機200は、磁石挿入部230と永久磁石240の構成が第1の実施形態の永久磁石電動機100と異なっている。したがって、以下では、磁石挿入部230および永久磁石240の構成を説明する。なお、図4、図5において、磁石挿入部230および永久磁石240以外の構成要素に関しては、図1、図2に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A third embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部230は、周方向に沿って配置されている第1〜第3の磁石挿入孔231〜233により構成されている。第1の磁石挿入孔231は、平行に延在する直線状の内壁231aと外壁231b、平行に延在する直線状の第1の端壁231cと第2の端壁231dにより形成される直線状の断面を有している。第2の磁石挿入孔232および第3の磁石挿入孔233は、平行に延在する直線状の内壁232aおよび233aと外壁232bおよび233b、直線状の外周壁232dおよび233d、直線状の第1の端壁232cおよび233cと第2の端壁232eおよび233eにより形成される直線状の断面を有している。
第1の磁石挿入孔231の、周方向に沿った一方側の第1の端壁231cおよび他方側の第2の端壁231dは、それぞれ第2の磁石挿入孔232の、周方向に沿った他方側の第1の端壁232cおよび第3の磁石挿入孔233の、周方向に沿った一方側の第1の端壁233cと平行に延在している。また、第2の磁石挿入孔232の、周方向に沿った一方側の第2の端壁232eは、隣接する主磁極部の第3の磁石挿入孔233の、周方向に沿った他方側の第2の端壁233eと平行に延在している。
磁石挿入部230は、外周側に飛び出ている台形形状に形成されている。すなわち、第1の磁石挿入孔231が台形形状の上底に沿って形成され、第2の磁石挿入孔232が台形形状の一方側の側辺に沿って形成され、第3の磁石挿入孔233が台形形状の他方側の側辺に沿って形成されている。
The magnet insertion part 230 is comprised by the 1st-3rd magnet insertion holes 231-233 arrange | positioned along the circumferential direction. The first
The first end wall 231c on the one side along the circumferential direction and the
The magnet insertion part 230 is formed in a trapezoidal shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
永久磁石240は、第1〜第3の磁石挿入孔231〜233に挿入される第1〜第3の永久磁石片241〜243により構成されている。第1〜第3の永久磁石片241〜243は、第1の実施形態と同様に、内壁241a〜243a、外壁241b〜243b、第1の端壁241c〜243cおよび第2の端壁241d〜243dにより形成される四角形状の断面を有している。
永久磁石240は、外周側に飛び出ている台形形状に配置されている。すなわち、第1の永久磁石片241が台形形状の上底に沿って配置され、第2の永久磁石片242が台形形状の一方側の側辺に沿って配置され、第3の永久磁石片243が台形形状の他方側の側辺に沿って配置される。
The permanent magnet 240 includes first to third
The permanent magnet 240 is arranged in a trapezoidal shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
磁石挿入部230の、周方向に沿った両端の外周壁(第2の磁石挿入孔232の外周壁232dおよび第3の磁石挿入孔233の外周壁233d)と回転子220の外周面221との間、すなわち、永久磁石240の両端壁(第2の永久磁石片242の第2の端壁242dおよび第3の永久磁石片243の第2の端壁243d)と回転子220の外周面221との間には、第1のブリッジ部260aおよび第2のブリッジ部260bが形成されている。また、第1の磁石挿入孔231と第2の磁石挿入孔232および第3の磁石挿入孔233との間、すなわち、第1の永久磁石片241と第2の永久磁石片242および第3の永久磁石片243との間には、第3のブリッジ部260cおよび第4のブリッジ部260dが形成されている。第3および第4のブリッジ部260cおよび260dによって、回転子220の遠心力に対する強度がより高められている。
また、磁石挿入部230の両端部(第2の磁石挿入孔232の、周方向に沿った一方側の端部および第3の磁石挿入孔233の、周方向に沿った他方側の端部)、すなわち、永久磁石240の両端壁(第2の永久磁石片242の第2の端壁242dおよび第3の永久磁石片243の第2の端壁243d)と磁石挿入部230の両端壁(第1の磁石挿入孔232の第2の端壁232eおよび第3の磁石挿入孔233の第2の端壁233e)との間に、第1の空間部250aおよび第2の空間部250bが形成されている。第1の空間部250aおよび第2の空間部250bによって、永久磁石240の両端部における磁束の短絡が防止される。
また、第1の実施形態と同様に、回転子220の外周面221は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分221aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分221bが交互に接続されて構成されている。
The outer peripheral wall (the outer
Further, both end portions of the magnet insertion portion 230 (one end portion of the second
Similarly to the first embodiment, the outer
第3の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第3の実施形態では、磁石挿入部が台形形状に形成(永久磁石が台形形状に配置)されている。これにより、第1の実施形態と同様に、永久磁石の、周方向に沿った中央の部分と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができ、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、第3の実施形態では、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)。これにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められている。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 3rd Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded on the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded on the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the third embodiment, the magnet insertion portion is formed in a trapezoidal shape (permanent magnets are arranged in a trapezoidal shape). Thereby, similarly to the first embodiment, the interval between the central portion of the permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor can be reduced, and the effective magnetic flux amount due to the armature reaction can be reduced. The decrease can be further suppressed.
Moreover, in 3rd Embodiment, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (a permanent magnet is circumferential direction via a bridge part). Are constituted by a plurality of permanent magnet pieces arranged along the same line). Thereby, the intensity | strength with respect to the centrifugal force of the rotor is raised.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第4の実施形態を、図6に示す。図6は、第4の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第4の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部270と永久磁石280の構成が第3の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第4の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部270と永久磁石280の構成を説明する。なお、図6において、磁石挿入部270と永久磁石280以外の構成要素に関しては、図5に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention. FIG. 6 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the fourth embodiment. The permanent magnet motor of the fourth embodiment is different from the permanent magnet motor of the third embodiment in the configuration of the magnet insertion part 270 and the permanent magnet 280.
Therefore, below, the structure of the magnet insertion part 270 and the permanent magnet 280 of the permanent magnet electric motor of 4th Embodiment is demonstrated. In FIG. 6, regarding the constituent elements other than the magnet insertion portion 270 and the permanent magnet 280, constituent elements having the same reference numerals as those shown in FIG. 5 are the same constituent elements.
磁石挿入部270は、周方向に沿って配置されている第1〜第3の磁石挿入孔271〜273により構成されている。第1の磁石挿入孔271は、平行に延在する円弧状の内壁271aと外壁271b、直線状の第1の端壁271cおよび第2の端壁271dにより形成される円弧状の断面を有している。第2および第3の磁石挿入孔272および273は、平行に延在する円弧状の内壁272aおよび273aと外壁272bおよび273b、直線状の外周壁272dおよび273d、直線状の第1の端壁272cおよび273cと第2の端壁272eおよび273eにより形成される円弧状の断面を有している。
磁石挿入部270は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている。すなわち、第1〜第3の磁石挿入孔271〜273の内壁271a〜273aおよび外壁271b〜273bは、それぞれ所定の点を中心点とする円弧に沿って配置されている。
第1の磁石挿入孔271の第1の端壁271cおよび第2の端壁271dは、それぞれ第2の磁石挿入孔272の第1の端壁272cおよび第3の磁石挿入孔273の第1の端壁273cと平行に延在している。また、第2の磁石挿入孔272の第2の端壁272eは、隣接する主磁極部の第3の磁石挿入孔273の第2の端壁273eと平行に延在している。
The magnet insertion part 270 is comprised by the 1st-3rd magnet insertion holes 271-273 arrange | positioned along the circumferential direction. The first
The magnet insertion part 270 is formed in an arc shape protruding to the outer peripheral side. That is, the
The
永久磁石280は、第1〜第3の磁石挿入孔271〜273に挿入される第1〜第3の永久磁石片281〜283により構成されている。第1〜第3の永久磁石片281〜283は、平行に延在する円弧状の内壁281a〜283aと外壁281b〜283b、直線状の第1の端壁281c〜283cおよび第2の端壁281d〜283dにより形成される円弧状の断面を有している。
永久磁石280は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置される。すなわち、第1〜第3の永久磁石片281〜283の内壁281a〜283aおよび外壁281b〜283bは、それぞれ所定の点を中心点とする円弧に沿って配置されている。
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、第1〜第4のブリッジ部260a〜260d、第1および第2の空間部250aおよび250bが形成されている。
The permanent magnet 280 includes first to third
The permanent magnet 280 is arranged in an arc shape protruding to the outer peripheral side. That is, the
In the present embodiment, as in the third embodiment, first to
第4の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第4の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、第3の実施形態と同様に、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 4th Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded on the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded on the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the fourth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Further, similarly to the third embodiment, the magnet insertion portion is configured by a plurality of magnet insertion holes arranged along the circumferential direction via the bridge portion (the permanent magnet is interposed via the bridge portion). By being composed of a plurality of permanent magnet pieces arranged along the circumferential direction), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第5の実施形態を、図7、図8に示す。図7は、第5の実施形態の永久磁石電動機300を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図8は、図7の部分拡大図である。
第5の実施形態の永久磁石電動機300は、磁石挿入部330と永久磁石340の構成が第1の実施形態の永久磁石電動機100と異なっている。したがって、以下では、第5の実施形態の永久磁石電動機300の磁石挿入部330と永久磁石340の構成を説明する。なお、図7、図8において、磁石挿入部330と永久磁石340以外の構成要素に関しては、図1、図2に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A fifth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部330は、平行に延在する直線状の第1〜第3の内壁330a〜330cと第1〜第3の外壁330d〜330f、直線状の第1の外周壁330gおよび第2の外周壁330i、直線状の第1の端壁330hおよび第2の端壁330j、第1の突部330xおよび第2の突部330yにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔330」という。
磁石挿入孔330は、外周側に飛び出ている台形形状に形成されている(台形形状の断面を有している)。すなわち、平行に延在する第1の内壁330aと第1の外壁330dにより台形形状の上底が形成され、平行に延在する第2の内壁330bと第2の外壁330e、第1の外周壁330g、第1の端壁330hおよび第1の突部330xにより台形形状の一方側の側辺が形成され、平行に延在する第3の内壁330cと第3の外壁330f、第2の外周壁330i、第2の端壁330jおよび第2の突部330yにより台形形状の他方側の側辺が形成されている。
第1の突部330xおよび第2の突部330yは、第2の内壁330bおよび第3の内壁330cから磁石挿入孔内に突出している。なお、第1の突部330xおよび第2の突部330yは、第2の外壁330eおよび第3の外壁330fから磁石挿入孔内に突入するように形成することもできる。
The
The
The
永久磁石340は、第1の実施形態と同様に、四角形状の断面を有する第1〜第3の永久磁石片341〜343により構成され、外周側に飛び出ている台形形状に配置されている。すなわち、第1の永久磁石片341が、台形形状の上底に沿って配置され、第2の永久磁石片342が、台形形状の一方側の側辺に沿って配置され、第3の永久磁石片343が、台形形状の他方側の側辺に沿って配置されている。
As in the first embodiment, the permanent magnet 340 is configured by first to third
また、第1の実施形態と同様に、回転子320の強度を高めるための第1のブリッジ部360aおよび第2のブリッジ部360bが形成されているとともに、磁束の短絡を防止するための第1の空間部350aおよび第2の空間部350bが形成されている。
本実施形態では、第1の突部330xおよび第2の突部330yによって、永久磁石340の位置(周方向に沿った一方端に配置される第2の永久磁石片342および周方向に沿った他方端に配置される第3の永久磁石片343の位置)を設定することができる。これにより、磁石挿入孔330の形状を大きく変更することなく、磁石挿入孔330の両端部(第2の永久磁石片342の第2の端壁342dおよび第3の永久磁石片343の第2の端壁343dと磁石挿入孔330の第1の端壁330hおよび第2の端壁330jとの間)に形成される第1の空間部350aおよび第2の空間部350bの周方向に沿った長さを容易に変更することができる。したがって、永久磁石340の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
本実施形態では、第1の突部330xおよび第2の突部330yが、本発明の「位置決め部」に対応する。
Similarly to the first embodiment, a
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 340 (the second
In the present embodiment, the
また、第1の実施形態と同様に、回転子320の外周面321は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分321aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分321bを交互に接続して構成されている。
Similarly to the first embodiment, the outer
第5の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第5の実施形態では、磁石挿入部が台形形状に形成(永久磁石が台形形状に配置)されている。これにより、第1の実施形態と同様に、永久磁石の、周方向に沿った中央の部分と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができ、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、磁石挿入部に、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられている。これにより、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 5th Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded to the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the fifth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a trapezoidal shape (permanent magnets are arranged in a trapezoidal shape). Thereby, similarly to the first embodiment, the interval between the central portion of the permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor can be reduced, and the effective magnetic flux amount due to the armature reaction can be reduced. The decrease can be further suppressed.
Moreover, the magnet insertion part is provided with a positioning part for positioning the permanent magnet. Thereby, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet can be changed easily.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第6の実施形態を、図9に示す。図9は、第6の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第6の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部370と永久磁石380の構成が第5の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第6の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部370と永久磁石380の構成を説明する。なお、図9において、磁石挿入部370と永久磁石380以外の構成要素に関しては、図8に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A sixth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIG. FIG. 9 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the sixth embodiment. The permanent magnet motor of the sixth embodiment is different from the permanent magnet motor of the fifth embodiment in the configuration of the
Therefore, below, the structure of the
磁石挿入部370は、平行に延在する円弧状の内壁370aと外壁370b、直線状の第1の外周壁370cおよび第2の外周壁370e、直線状の第1の端壁370dおよび第2の端壁370f、第1の突部370xおよび第2の突部370yにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔370」という。磁石挿入孔370は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている(円弧形状の断面を有している)。
永久磁石380は、磁石挿入孔370に挿入される第1〜第3の永久磁石片381〜383により構成されている。第1〜第3の永久磁石片381〜383は、平行に延在する円弧状の内壁381a〜383aと外壁381b〜383b、直線状の第1の端壁381c〜383cおよび第2の端壁381d〜383dにより形成される円弧状の断面を有している。永久磁石380は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置される。
本実施形態では、第5の実施形態と同様に、第1および第2のブリッジ部360aおよび360b、第1および第2の空間部350aおよび350bが形成されている。また、回転子320の外周面321は、第1の外周部分321aと第2の外周部分321bを交互に接続して構成されている。また、第1の突部370xおよび第2の突部370yによって、永久磁石380(第1〜第3の永久磁石片381〜383)の位置を設定することができる。
The
The permanent magnet 380 includes first to third
In the present embodiment, as in the fifth embodiment, first and
第6の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第6の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 6th Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded to the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the sixth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet can be changed easily.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第7の実施形態を、図10、図11に示す。図10は、第7の実施形態の永久磁石電動機400を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図11は、図10の部分拡大図である。
第7の実施形態の永久磁石電動機400は、磁石挿入部430と永久磁石440の構成が第3の実施形態の永久磁石電動機200と異なっている。したがって、以下では、磁石挿入部430と永久磁石440の構成を説明する。なお、図10、図11において、磁石挿入部430と永久磁石440以外の構成要素に関しては、図4、図5に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A seventh embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 10 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部430は、周方向に沿って配置されている第1〜第3の磁石挿入孔431〜433により構成されている。第1の磁石挿入孔431は、平行に延在する直線状の内壁431aと外壁431b、平行に延在する直線状の第1の端壁431cと第2の端壁431dにより形成される直線状の断面を有している。第2の磁石挿入孔432および第3の磁石挿入孔433は、平行に延在する直線状の内壁432aおよび433aと外壁432bおよび433b、直線状の外周壁432dおよび433d、直線状の第1の端壁432cおよび433c、直線状の第2の端壁432eおよび433e、第1の突部432xおよび第2の突部430yにより形成される直線状の断面を有している。
第1の磁石挿入孔431の第1の端壁431cおよび第2の端壁431dは、それぞれ第2の磁石挿入孔432の第2の端壁432cおよび第3の磁石挿入孔433の第2の端壁433cと平行に延在している。また、第2の磁石挿入孔432の第2の端壁432eは、隣接する主磁極部の第3の磁石挿入孔433の第2の端壁433eと平行に延在し、第3の磁石挿入孔433の第2の端壁433eは、隣接する主磁極部の第2の磁石挿入孔432の第2の端壁432eと平行に延在している。
磁石挿入部430は、第3の実施形態と同様に、外周側に飛び出ている台形形状に形成されている。
The magnet insertion part 430 is comprised by the 1st-3rd magnet insertion holes 431-433 arrange | positioned along the circumferential direction. The first
The
The magnet insertion part 430 is formed in a trapezoidal shape protruding to the outer peripheral side, as in the third embodiment.
永久磁石440は、第1〜第3の磁石挿入孔431〜433に挿入される第1〜第3の永久磁石片441〜443により構成されている。第1〜第3の永久磁石片441〜443は、第3の実施形態と同様に、内壁441a〜443a、外壁441b〜443b、第1の端壁441c〜443cおよび第2の端壁441d〜443dにより形成される四角形状の断面を有している。永久磁石440は、第3の実施形態と同様に、外周側に飛び出ている台形形状に配置されている。
The permanent magnet 440 includes first to third
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、回転子420の遠心力に対する強度を高めるための第1〜第4のブリッジ部460a〜460d、永久磁石440の両端部における磁束の短絡を防止するための第1の空間部450aおよび第2の空間部450bが形成されている。
本実施形態では、第1の突部432xおよび第2の突部433yによって、永久磁石440の位置(周方向に沿った一方端に配置される第2の永久磁石片442および周方向に沿った他方端に配置される第3の永久磁石片443の位置)を設定することができる。これにより、磁石挿入孔430の両端部(第2の永久磁石片442の第2の端壁442dおよび第3の永久磁石片443の第2の端壁443dと第2の磁石挿入孔432の第2の端壁432eおよび第3の磁石挿入孔433の第2の端壁433eとの間)に形成される第1の空間部450aおよび第2の空間部450bの周方向に沿った長さを容易に変更することができ、永久磁石440の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
In the present embodiment, as in the third embodiment, the first to
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 440 (the second
また、回転子420の外周面421は、第3の実施形態と同様に、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分421aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分421bを交互に接続して構成されている。
Further, the outer
第7の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第7の実施形態では、磁石挿入部が台形形状に形成(永久磁石が台形形状に配置)されている。これにより、第1の実施形態と同様に、永久磁石の、周方向に沿った中央の部分と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができ、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められている。
また、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In 7th Embodiment, the magnet insertion part is formed in the protrusion shape which protruded to the outer peripheral side (it arrange | positions at the protrusion shape which the permanent magnet protruded to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the seventh embodiment, the magnet insertion portion is formed in a trapezoidal shape (permanent magnets are arranged in a trapezoidal shape). Thereby, similarly to the first embodiment, the interval between the central portion of the permanent magnet along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor can be reduced, and the effective magnetic flux amount due to the armature reaction can be reduced. The decrease can be further suppressed.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet can be changed easily.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第8の実施形態を、図12に示す。図12は、第8の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第8の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部470と永久磁石480の構成が第7の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第8の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部470と永久磁石480を説明する。なお、図12において、磁石挿入部470と永久磁石480以外の構成要素に関しては、図11に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
FIG. 12 shows an eighth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention. FIG. 12 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the eighth embodiment. The permanent magnet motor of the eighth embodiment differs from the permanent magnet motor of the seventh embodiment in the configuration of the magnet insertion part 470 and the permanent magnet 480.
Therefore, hereinafter, the magnet insertion portion 470 and the permanent magnet 480 of the permanent magnet motor of the eighth embodiment will be described. In FIG. 12, regarding the constituent elements other than the magnet insertion portion 470 and the permanent magnet 480, constituent elements having the same reference numerals as those shown in FIG. 11 are the same constituent elements.
磁石挿入部470は、周方向に沿って配置されている第1〜第3の磁石挿入孔471〜473により構成されている。第1の磁石挿入孔471は、平行に延在する円弧状の内壁471aと外壁471b、直線状の第1の端壁471cおよび第2の端壁471dにより形成される円弧状の断面を有している。第2および第3の磁石挿入孔472および473は、平行に延在する円弧状の内壁472aおよび473aと外壁472bおよび473b、直線状の外周壁472dおよび473d、直線状の第1の端壁472cおよび473c、直線状の第2の端壁472eおよび473e、第1の突部472xおよび第2の突部473yにより形成される円弧状の断面を有している。磁石挿入部470は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている。
永久磁石480は、第1〜第3の磁石挿入孔471〜473に挿入される第1〜第3の永久磁石片481〜483により構成されている。第1〜第3の永久磁石片481〜483は、平行に延在する円弧状の内壁481a〜483aと外壁481b〜483b、直線状の第1の端壁481c〜483cおよび第2の端壁481d〜483dにより形成される円弧状の断面を有している。永久磁石480は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置されている。
The magnet insertion portion 470 includes first to third magnet insertion holes 471 to 473 arranged along the circumferential direction. The first
The permanent magnet 480 includes first to third
本実施形態では、第1の突部472xおよび第2の突部473yによって、永久磁石480の位置(周方向に沿った一方端に配置される第2の永久磁石片482および周方向に沿った他方端に配置される第3の永久磁石片483の位置)を設定することができる。これにより、磁石挿入孔470の両端部(第2の永久磁石片482の第2の端壁482dおよび第3の永久磁石片483の第2の端壁483dと第2の磁石挿入孔472の第2の端壁472eおよび第3の磁石挿入孔473の第2の端壁472eとの間)に形成される第1の空間部450aおよび第2の空間部450bの周方向に沿った長さを容易に変更することができ、永久磁石480の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 480 (the second
また、本実施形態では、第7の実施形態と同様に、第1〜第4のブリッジ部460a〜460d、第1および第2の空間部450aおよび450bが形成されているとともに、回転子420の外周面421は、第1の外周部分421aと第2の外周部分421bにより構成されている。
In the present embodiment, as in the seventh embodiment, the first to
第8の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第8の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)の第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)の第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the eighth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape that protrudes to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape in which the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the eighth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet can be changed easily.
Further, the outer peripheral surface of the rotor alternates between a first outer peripheral portion having an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis and a second outer peripheral portion having an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). Connected to and configured.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第9の実施形態を、図13、図14に示す。図13は、第9の実施形態の永久磁石電動機500を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図14は、図13の部分拡大図である。
第9の実施形態の永久磁石電動機500は、磁石挿入部530と永久磁石540の構成が第1の実施形態の永久磁石電動機100と異なっている。したがって、以下では、第9の実施形態の永久磁石電動機500の磁石挿入部530と永久磁石540の構成を説明する。なお、図13、図14において、磁石挿入部530と永久磁石540以外の構成要素に関しては、図1、図2に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A ninth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部530は、平行に延在する直線状の第1の内壁530aおよび第2の内壁530bと第1の外壁530cおよび第2の外壁530d、第1の外周壁530e、第2の外周壁530g、第1の端壁530fおよび第2の端壁530hにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下「磁石挿入孔530」という。
磁石挿入孔530は、外周側に飛び出ているV字形状に形成されている(V字形状の断面を有している)。すなわち、平行に延在する直線状の第1の内壁531aと第1の外壁531b、直線状の第1の外周壁530eおよび第1の端壁530fによりV字形状の一方側の辺が形成され、平行に延在する第2の内壁530bと第2の外壁530d、直線状の第2の外周壁530gおよび第2の端壁530hによりV字形状の他方側の辺が形成されている。
The
The
永久磁石540は、磁石挿入孔530に挿入される第1の永久磁石片541と第2の永久磁石片542により構成されている。第1の永久磁石片541および第2の永久磁石片542は、平行に延在する内壁541aおよび542aと外壁541bおよび542b、平行に延在する第1の端壁541cおよび542cと第2の端壁541dおよび542dにより形成される四角形状の断面を有している。
永久磁石540は、外周側に飛び出ているV字形状に配置されている。すなわち、第1の永久磁石片541がV字形状の一方側の辺に沿って配置され、第2の永久磁石片542がV字形状の他方側の辺に沿って配置されている。
The permanent magnet 540 includes a first
The permanent magnet 540 is arranged in a V shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
本実施形態では、磁石挿入孔530の、周方向に沿った両端の外周壁(第1の外周壁530eおよび第2の外周壁530g)と回転子520の外周面521との間、すなわち、永久磁石540の、周方向に沿った両端壁(第1の永久磁石片541の第2の端壁541dおよび第2の永久磁石片542の第2の端壁542d)と回転子520の外周面521との間に、回転子520の遠心力に対する強度を高めるための第1のブリッジ部560aおよび第2のブリッジ部560bが形成されている。
また、磁石挿入孔530の、周方向に沿った両端部、すなわち、永久磁石540の、周方向に沿った両端壁(第1の永久磁石片541の第2の端壁541dおよび第2の永久磁石片542の第2の端壁542d)と磁石挿入孔530の、周方向に沿った両端壁(第1の端壁530fおよび第2の端壁530h)との間に、永久磁石540の両端部における磁束の短絡を防止するための第1の空間部550aおよび第2の空間部550bが形成されている。
In this embodiment, between the outer peripheral walls (first outer
Further, both end portions of the
また、回転子520の外周面521は、第1の実施形態と同様に、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分521aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分521bを交互に接続して構成されている。
In addition, the outer
第9の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第9の実施形態では、磁石挿入部がV字形状に形成(永久磁石がV字形状に配置)されている。これにより、永久磁石の、周方向に沿った中央部(d軸の両側に永久磁石片が配置されている場合には、各永久磁石片の、d軸側の端壁)と回転子の外周面との間の間隔を小さくすることができる。したがって、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the ninth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape where the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the ninth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a V shape (permanent magnets are arranged in a V shape). Thereby, the center part of the permanent magnet along the circumferential direction (when permanent magnet pieces are arranged on both sides of the d-axis, the end wall on the d-axis side of each permanent magnet piece) and the outer periphery of the rotor The space between the surfaces can be reduced. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第10の実施形態を、図15に示す。図15は、第10の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。
第10の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入孔570および永久磁石580の構成が第9の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
ここで、第10の実施形態は、永久磁石580の構成のみが第2の実施形態と異なっている。すなわち、第2の実施形態では、円弧形状の断面を有する第1〜第3の永久磁石片181〜183により永久磁石170を構成しているのに対し、第10の実施形態では、円弧形状の断面を有する第1および第2の永久磁石片581および582により永久磁石580を構成している。
したがって、第10の実施形態については、説明を省略する。なお、第10の実施形態は、第2の実施形態と同様の効果を有する。
なお、図15において、永久磁石580以外の構成要素に関しては、図3に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
FIG. 15 shows a tenth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention. FIG. 15 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the tenth embodiment.
The permanent magnet motor of the tenth embodiment differs from the permanent magnet motor of the ninth embodiment in the configuration of the
Here, the tenth embodiment differs from the second embodiment only in the configuration of the permanent magnet 580. That is, in the second embodiment, the
Therefore, the description of the tenth embodiment is omitted. Note that the tenth embodiment has the same effects as the second embodiment.
In FIG. 15, regarding the constituent elements other than the permanent magnet 580, constituent elements having the same reference numerals as those shown in FIG. 3 are the same constituent elements.
本発明の永久磁石電動機の第11の実施形態を、図16、図17に示す。図16は、第11の実施形態の永久磁石電動機600を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図17は、図16の部分拡大図である。
第11の実施形態の永久磁石電動機600は、磁石挿入部630と永久磁石640の構成が第9の実施形態の永久磁石電動機500と異なっている。したがって、以下では、第11の実施形態の永久磁石電動機600の磁石挿入部630と永久磁石640の構成を説明する。なお、図16、図17において、磁石挿入部630と永久磁石640以外の構成要素に関しては、図13、図14に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
An eleventh embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. 16 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部630は、周方向に沿って配置されている第1および第2の磁石挿入孔631および632により構成されている。第1および第2の磁石挿入孔631および632は、平行に延在する直線状の内壁631aおよび632aと外壁631bおよび632b、直線状の外周壁631dおよび632d、直線状の第1の端壁631cおよび632c、直線状の第2の端壁631dおよび632dにより形成される直線状の断面を有している。
磁石挿入部630は、外周側に飛び出ているV字形状に形成されている。すなわち、第1の磁石挿入孔631によりV字形状の一方側の辺が形成され、第2の磁石挿入孔632によりV字形状の他方側の辺が形成されている。
第1の磁石挿入孔631の、周方向に沿った他方側の第1の端壁631cと第2の磁石挿入孔632の、周方向に沿った一方側の第1の端壁632cは、平行に延在している。また、第1の磁石挿入孔631の、周方向に沿った一方側の第2の端壁631eは、隣接する主磁極部の第2の磁石挿入孔632の、周方向に沿った他方側の第2の端壁632eと平行に延在している。
The magnet insertion part 630 includes first and second magnet insertion holes 631 and 632 arranged along the circumferential direction. The first and second magnet insertion holes 631 and 632 include linear
The magnet insertion part 630 is formed in a V shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
The
永久磁石640は、第1および第2の磁石挿入孔631および632に挿入される第1および第2の永久磁石片641および642により構成されている。第1および第2の永久磁石片641および642は、平行に延在する直線状の内壁641aおよび642aと外壁641bおよび642b、平行に延在する直線状の第1の端壁641cおよび642cと第2の端壁641dおよび642dにより形成される四角形状の断面を有している。
永久磁石640は、外周側に飛び出ているV字形状に配置されている。すなわち、第1の永久磁石片641がV字形状の一方側の辺に沿って配置され、第2の永久磁石片642がV字形状の他方側の辺に沿って配置されている。
The permanent magnet 640 is constituted by first and second
The permanent magnet 640 is arranged in a V shape protruding to the outer peripheral side. That is, the first
本実施形態では、磁石挿入部630の、周方向に沿った両端の外周壁(第1の磁石挿入孔631の外周壁631dおよび第2の磁石挿入孔632の外周壁632d)と回転子620の外周面621との間、すなわち、永久磁石640の、周方向に沿った両端壁(第1の永久磁石片641の第2の端壁641dおよび第2の永久磁石片642の第2の端壁642d)と回転子620の外周面621との間に、第1のブリッジ部660aおよび第2のブリッジ部660bが形成されている。また、第1の磁石挿入孔631と第2の磁石挿入孔632の間(第1の永久磁石片641と第2の永久磁石片642の間)に、第3のブリッジ部660cが形成されている。第3のブリッジ部660cによって、回転子620の遠心力に対する強度がより高められている。
また、磁石挿入部630の両端部(第1の磁石挿入孔631の周方向に沿った一方側の端部および第2の磁石挿入孔632の周方向に沿った他方側の端部)、すなわち、永久磁石640の両端壁(第1の永久磁石片641の第2の端壁641dおよび第2の永久磁石片642の第2の端壁642d)と磁石挿入部630の両端壁(第1の磁石挿入孔631の第2の端壁631eおよび第2の磁石挿入孔632の第2の端壁632e)との間に、永久磁石640の両端部における磁束の短絡を防止するための第1の空間部650aおよび第2の空間部650bが形成されている。
In the present embodiment, the outer peripheral walls (the outer
Further, both end portions of the magnet insertion portion 630 (one end portion along the circumferential direction of the first
また、回転子620の外周面621は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分621aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分621bを交互に接続して構成されている。
Further, the outer
第11の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第11の実施形態では、磁石挿入部がV字形状に形成(永久磁石がV字形状に配置)されている。これにより、第9の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the eleventh embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape where the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the eleventh embodiment, the magnet insertion portion is formed in a V shape (permanent magnets are arranged in a V shape). Thereby, the fall of the effective magnetic flux amount by armature reaction can be suppressed more similarly to 9th Embodiment.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第12の実施形態を、図18に示す。図18は、第12の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第12の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部670と永久磁石680の構成が第11の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第12の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部670と永久磁石680の構成を説明する。なお、図18において、磁石挿入部670と永久磁石680以外の構成要素に関しては、図17に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A twelfth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIG. FIG. 18 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the twelfth embodiment. The permanent magnet motor of the twelfth embodiment differs from the permanent magnet motor of the eleventh embodiment in the configuration of the magnet insertion portion 670 and the permanent magnet 680.
Therefore, hereinafter, configurations of the magnet insertion portion 670 and the permanent magnet 680 of the permanent magnet electric motor according to the twelfth embodiment will be described. In FIG. 18, regarding the constituent elements other than the magnet insertion portion 670 and the permanent magnet 680, constituent elements denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 17 are the same constituent elements.
磁石挿入部670は、周方向に沿って配置されている第1の磁石挿入孔671および第2の磁石挿入孔672により構成されている。第1の磁石挿入孔671および第2の磁石挿入孔672は、平行に延在する円弧状の内壁671aおよび672aと外壁671bおよび672b、直線状の外周壁671dおよび672d、直線状の第1の端壁671cおよび672cと第2の端壁671eおよび672eにより形成される円弧状の断面を有している。磁石挿入部670は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている。
永久磁石680は、第1および第2の磁石挿入孔671および672に挿入される第1および第2の永久磁石片681および682により構成されている。第1および第2の永久磁石片681および682は、平行に延在する円弧状の内壁681aおよび682aと外壁681bおよび682b、直線状の第1の端壁681cおよび682cと第2の端壁681dおよび682dにより形成される円弧状の断面を有している。永久磁石680は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置される。
本実施形態では、第11の実施形態と同様に、回転子の遠心力に対する強度を高めるための第1〜第3のブリッジ部660a〜660c、永久磁石680の両端部における磁束の短絡を防止するための第1および第2の空間部650aおよび650bが形成されているとともに、回転子620の外周面621は、第1の外周部分621aと第2の外周部分621bにより構成されている。
The magnet insertion part 670 is constituted by a first
The permanent magnet 680 is configured by first and second
In the present embodiment, similarly to the eleventh embodiment, the first to
第12の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第12の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the twelfth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape that protrudes to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape in which the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the twelfth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第13の実施形態を、図19、図20に示す。図19は、第13の実施形態の永久磁石電動機700を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図20は、図19の部分拡大図である。
第13の実施形態の永久磁石電動機700は、磁石挿入部730と永久磁石740の構成が第9の実施形態の永久磁石電動機500と異なっている。したがって、以下では、第13の実施形態の永久磁石電動機700の磁石挿入部730と永久磁石740の構成を説明する。なお、図19、図20において、磁石挿入部730と永久磁石740以外の構成要素に関しては、図13、図14に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A thirteenth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 19 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部730は、平行に延在する直線状の第1の内壁730aおよび第2の内壁730bと第1の外壁730cおよび第2の外壁730d、直線状の第1の外周壁730eおよび第2の外周壁730g、直線状の第1の端壁730fおよび第2の端壁730h、第1の突部730xおよび第2の突部730yにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔730」という。磁石挿入孔730は、外周側に飛び出ているV字形状に形成されている(V字形状の断面を有している)。
第1の突部730xおよび第2の突部730yは、第1の内壁730aおよび第2の内壁730bから磁石挿入孔内に突出している。第1の突部730xおよび第2の突部730yは、第1の外壁730cおよび第2の外壁730dから磁石挿入孔内に突出するように形成してもよい。
The
The
永久磁石740は、第9の実施形態と同様に、四角形状の断面を有する第1の永久磁石片741および第2の永久磁石片742により構成され、外周側に飛び出ているV字形状に配置されている。
また、第9の実施形態と同様に、回転子730の遠心力に対する強度を高めるための第1のブリッジ部760aおよび第2のブリッジ部760bが形成されているとともに、永久磁石740の両端部における磁束の短絡を防止するための第1の空間部750aおよび第2の空間部750bが形成されている。
本実施形態では、第1の突部730xおよび第2の突部730yによって、永久磁石740の位置(周方向に沿った一方側に配置される第1の永久磁石片741および周方向に沿った他方側に配置される第2の永久磁石片742の位置)を設定することができる。これにより、磁石挿入孔730の形状を大きく変更することなく、磁石挿入孔730の両端部に形成される(第1の永久磁石片741の第2の端壁741dおよび第2の永久磁石片742の第2の端壁742dと磁石挿入孔730の第1の端壁730fおよび第2の端壁730hとの間に形成される)第1の空間部750aおよび第2の空間部750bの周方向に沿った長さを容易に変更することができる。したがって、永久磁石740の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
また、回転子720の外周面721は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分721aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分721bを交互に接続して構成されている。
As in the ninth embodiment, the permanent magnet 740 includes a first
Similarly to the ninth embodiment, the
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 740 (the first
In addition, the outer
第13の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第13の実施形態では、磁石挿入部がV字形状に形成(永久磁石がV字形状に配置)されている。これにより、第9の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、磁石挿入部に、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the thirteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape that protrudes to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape in which the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the thirteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a V shape (permanent magnets are arranged in a V shape). Thereby, the fall of the effective magnetic flux amount by armature reaction can be suppressed more similarly to 9th Embodiment.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided in the magnet insertion part, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet are changed easily. be able to.
Further, the outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis, and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第14の実施形態を、図21に示す。図21は、第14の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第14の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部770と永久磁石780の構成が第13の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第14の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部770と永久磁石780の構成を説明する。なお、図21において、磁石挿入部770と永久磁石780以外の構成要素に関しては、図20に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A fourteenth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIG. FIG. 21 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the fourteenth embodiment. The permanent magnet motor of the fourteenth embodiment differs from the permanent magnet motor of the thirteenth embodiment in the configuration of the
Therefore, hereinafter, the configurations of the
磁石挿入部770は、平行に延在する円弧状の内壁770aと外壁770b、直線状の第1の外周壁770cおよび第2の外周壁770e、直線状の第1の端壁770dおよび第2の端壁770f、第1の突部770xおよび第2の突部770yにより形成される1つの磁石挿入孔により構成されている。以下、「磁石挿入孔770」という。磁石挿入孔770は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている(円弧形状の断面を有している)。
永久磁石780は、磁石挿入孔770に挿入される第1の永久磁石片781および第2の永久磁石片782により構成されている。第1の永久磁石片781および第2の永久磁石片782は、平行に延在する円弧状の内壁781aおよび782aと外壁781bおよび782b、直線状の第1の端壁781cおよび782cと第2の端壁781dおよび782dにより形成される円弧形状の断面を有している。永久磁石780は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置されている。
本実施形態では、第13の実施形態と同様に、第1の突部770xおよび第2の突部770yによって、永久磁石780(第1の永久磁石片781および第2の永久磁石片782)の位置を設定することができる。
また、回転子720の外周面721は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分721aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分721bを交互に接続して構成されている。
The
The permanent magnet 780 includes a first
In the present embodiment, as in the thirteenth embodiment, the permanent magnet 780 (the first
In addition, the outer
第14の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第14の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、磁石挿入部に、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面が、d軸と交差する円弧形状(半径R1)の第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)の第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the fourteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape where the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the fourteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided in the magnet insertion part, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet are changed easily. be able to.
Further, the outer peripheral surface of the rotor alternates between a first outer peripheral portion having an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis and a second outer peripheral portion having an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). Connected to and configured.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第15の実施形態を、図22、図23に示す。図22は、第15の実施形態の永久磁石電動機800を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図23は、図22の部分拡大図である。
第15の実施形態の永久磁石電動機800は、磁石挿入部830と永久磁石840の構成が第11の実施形態の永久磁石電動機600と異なっている。したがって、以下では、第15の実施形態の永久磁石電動機800の磁石挿入部830と永久磁石840の構成を説明する。なお、図22、図23において、磁石挿入部830と永久磁石840以外の構成要素に関しては、図16、図17に示されている符号と百番台の数字以外が同じである符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A fifteenth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIGS. FIG. 22 is a cross-sectional view of the
The
磁石挿入部830は、周方向に沿って配置されている第1の磁石挿入孔831および第2の磁石挿入孔832により構成されている。第1の磁石挿入孔831および第2の磁石挿入孔832は、平行に延在する直線状の内壁831aおよび832aと外壁831bおよび832b、直線状の外周壁831dおよび832d、直線状の第1の端壁831cおよび832c、直線状の第2の端壁831eおよび832e、第1の突部831xおよび第2の突部832yにより形成される直線状の断面を有している。磁石挿入部830は、外周側に飛び出ているV字形状に形成されている。
The magnet insertion portion 830 includes a first
永久磁石840は、第1の磁石挿入孔831および第2の磁石挿入孔832に挿入される第1の永久磁石片841および第2の永久磁石片842により構成されている。第1の永久磁石片841および第2の永久磁石片842は、第11の実施形態と同様に、内壁841aおよび842a、外壁841bおよび842b、第1の端壁841cおよび842c、第2の端壁841dおよび842dにより形成される四角形状の断面を有している。永久磁石840は、外周側に飛び出ているV字形状に配置されている。
The permanent magnet 840 includes a first
本実施形態では、第11の実施形態と同様に、磁石挿入部830の、周方向に沿った両端の外周壁(第1の磁石挿入孔831の外周壁831dおよび第2の磁石挿入孔832の外周壁832d)と回転子820の外周面821との間、すなわち、永久磁石840の、周方向に沿った両端壁(第1の永久磁石片841の第2の端壁842dおよび第2の永久磁石片842の第2の端壁842d)と回転子820の外周面821との間に、第1のブリッジ部860aおよび第2のブリッジ部860bが形成されている。また、第1の磁石挿入孔831と第2の磁石挿入孔832の間(第1の永久磁石片841と第2の永久磁石片842の間)に、第3のブリッジ部860cが形成されている。第3のブリッジ部860cによって、回転子820の遠心力に対する強度がより高められている。
In the present embodiment, similarly to the eleventh embodiment, the outer peripheral walls of the magnet insertion portion 830 at both ends along the circumferential direction (the outer
また、磁石挿入孔830の両端部、すなわち、永久磁石840の両端壁(第1の永久磁石片841の第2の端壁842dおよび第2の永久磁石片842の第2の端壁842d)と磁石挿入部830の両端壁(第1の磁石挿入孔831の第2の端壁831eおよび第2の磁石挿入孔832の第2の端壁832e)との間に、永久磁石840の両端部における磁束の短絡を防止するための1の空間部850aおよび第2の空間部850bが形成されている。
また、本実施形態では、第1の突部831xおよび第2の突部832yによって、永久磁石840の位置(第1の永久磁石片841および第2の永久磁石片842の位置)を設定することができる。これにより、第1の空間部850aおよび第2の空間部850bの周方向に沿った長さを容易に変更することができ、永久磁石840の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
また、回転子820の外周面821は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分821aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分821bを交互に接続して構成されている。
Also, both end portions of the magnet insertion hole 830, that is, both end walls of the permanent magnet 840 (the
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 840 (the position of the first
Further, the outer
第15の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第15の実施形態では、磁石挿入部がV字形状に形成(永久磁石がV字形状に配置)されている。これにより、第9の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、磁石挿入部に、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the fifteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape where the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the fifteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a V shape (permanent magnets are arranged in a V shape). Thereby, the fall of the effective magnetic flux amount by armature reaction can be suppressed more similarly to 9th Embodiment.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided in the magnet insertion part, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet are changed easily. be able to.
The outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明の永久磁石電動機の第16の実施形態を、図24に示す。図24は、第16の実施形態の永久磁石電動機の部分拡大図である。第16の実施形態の永久磁石電動機は、磁石挿入部870と永久磁石880の構成が第15の実施形態の永久磁石電動機と異なっている。
したがって、以下では、第16の実施形態の永久磁石電動機の磁石挿入部870と永久磁石880を説明する。なお、図24において、磁石挿入部870と永久磁石880以外の構成要素に関しては、図23に示されている符号と同じ符号が付されている構成要素は同じ構成要素である。
A sixteenth embodiment of the permanent magnet motor of the present invention is shown in FIG. FIG. 24 is a partially enlarged view of the permanent magnet motor of the sixteenth embodiment. The permanent magnet motor of the sixteenth embodiment differs from the permanent magnet motor of the fifteenth embodiment in the configuration of the magnet insertion part 870 and the permanent magnet 880.
Therefore, hereinafter, the magnet insertion portion 870 and the permanent magnet 880 of the permanent magnet motor of the sixteenth embodiment will be described. In FIG. 24, regarding the constituent elements other than the magnet insertion portion 870 and the permanent magnet 880, constituent elements having the same reference numerals as those shown in FIG. 23 are the same constituent elements.
磁石挿入部870は、周方向に沿って配置されている第1の磁石挿入孔871および第2の磁石挿入孔872により構成されている。第1の磁石挿入孔871および第2の磁石挿入孔872は、平行に延在する円弧状の内壁871aおよび872aと外壁871bおよび872b、直線状の外周壁871dおよび872d、直線状の第1の端壁871cおよび872c、直線状の第2の端壁871eおよび872e、第1の突部871xおよび第2の突部872yにより形成される円弧形状の断面を有している。磁石挿入部870は、外周側に飛び出ている円弧形状に形成されている。
永久磁石880は、第1の磁石挿入孔871および第2の磁石挿入孔872に挿入される第1の永久磁石片881および第2の永久磁石片882により構成されている。第1の永久磁石片881および第2の永久磁石片882は、平行に延在する円弧状の内壁881aおよび882aと外壁881bおよび882b、直線状の第1の端壁881cおよび882cと第2の端壁881dおよび882dにより形成される円弧形状の断面を有している。永久磁石880は、外周側に飛び出ている円弧形状に配置される。
本実施形態では、第15の実施形態と同様に、第1〜第3のブリッジ部860a〜860c、第1および第2の空間部850aおよび850bが形成されている。
また、本実施形態では、第1の突部872xおよび第2の突部872yによって、永久磁石880の位置(第1の永久磁石片881および第2の永久磁石片882の位置)を設定することができる。これにより、磁石挿入孔870の両端部に形成される(第1の永久磁石片881の第2の端壁881dおよび第2の永久磁石片882の第2の端壁882dと第1の磁石挿入孔871の第2の端壁871eおよび第2の磁石挿入孔872の第2の端壁872eとの間に形成される)第1の空間部850aおよび第2の空間部850bの周方向に沿った長さを容易に変更することができ、永久磁石840の両端部における磁束の短絡を確実に防止することができる。
また、回転子820の外周面821は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分821aと、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分821bを交互に接続して構成されている。
The magnet insertion portion 870 includes a first
The permanent magnet 880 includes a first
In the present embodiment, as in the fifteenth embodiment, first to
In the present embodiment, the position of the permanent magnet 880 (the position of the first
Further, the outer
第16の実施形態では、磁石挿入部が外周側に飛び出ている突形状に形成(永久磁石が外周側に飛び出ている突形状に配置)されている。これにより、磁石表面積が増大して、磁束量が増大する。また、リラクタンストルクが小さくなるが、リラクタンストルクの発生に伴う鉄損を低減することができるとともに、電機子反作用による磁束量の低下を抑制することができる。
特に、第16の実施形態では、磁石挿入部が円弧形状に形成(永久磁石が円弧形状に配置)されている。これにより、第2の実施形態と同様に、電機子反作用による有効磁束量の低下をより抑制することができるとともに、起電力波形に含まれる高調波成分をより低減することができる。
また、磁石挿入部が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の磁石挿入孔によって構成されている(永久磁石が、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片によって構成されている)ことにより、回転子の、遠心力に対する強度が高められる。
また、磁石挿入部に、永久磁石を位置決めする位置決め部が設けられているため、永久磁石の両端部における磁束短絡を防止するための第1の空間部および第2の空間部を容易に変更することができる。
また、回転子の外周面は、d軸と交差する円弧形状(半径R1)に形成された第1の外周部分と、q軸と交差する円弧形状(半径R2>半径R1)に形成された第2の外周部分を交互に接続して構成されている。
したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。
In the sixteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in a protruding shape protruding to the outer peripheral side (arranged in a protruding shape in which the permanent magnet protrudes to the outer peripheral side). Thereby, a magnet surface area increases and the amount of magnetic flux increases. Further, although the reluctance torque is reduced, the iron loss accompanying the generation of the reluctance torque can be reduced, and the decrease in the magnetic flux amount due to the armature reaction can be suppressed.
In particular, in the sixteenth embodiment, the magnet insertion portion is formed in an arc shape (permanent magnets are arranged in an arc shape). As a result, similarly to the second embodiment, it is possible to further suppress the decrease in the effective magnetic flux amount due to the armature reaction, and to further reduce the harmonic components included in the electromotive force waveform.
Moreover, the magnet insertion part is comprised by the several magnet insertion hole arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part (The permanent magnet is arrange | positioned along the circumferential direction via the bridge part. By being composed of a plurality of permanent magnet pieces), the strength of the rotor against centrifugal force is increased.
Moreover, since the positioning part which positions a permanent magnet is provided in the magnet insertion part, the 1st space part and 2nd space part for preventing the magnetic flux short circuit in the both ends of a permanent magnet are changed easily. be able to.
The outer peripheral surface of the rotor has a first outer peripheral portion formed in an arc shape (radius R1) intersecting with the d axis and an arc shape intersecting with the q axis (radius R2> radius R1). The two outer peripheral portions are alternately connected.
Therefore, the efficiency of the permanent magnet motor can be improved.
本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
実施形態では、回転子の外周側に飛び出ている台形形状、円弧形状、V字形状を有する磁石挿入口を形成したが、磁石挿入孔の形状は、回転子の外周側に飛び出ている突形状であればよい。突形状は、直線や曲線を組み合わせた適宜の突形状を選択することができる。なお、磁石挿入孔が回転子の外周側の飛び出ている突形状に形成されていることにより、磁石挿入孔に挿入される永久磁石は回転子の外周側の飛び出ている突形状に配置される。
実施形態では、主磁極部に磁石挿入孔を形成し、磁石挿入孔に永久磁石を挿入したが、永久磁石を配置する態様はこれに限定されない。例えば、接着や一体成形等により永久磁石を回転子に配置する態様を用いることもできる。すなわち、本発明は、「永久磁石が、外周側に飛び出ている突形状に配置されている」永久磁石電動機として構成することもできる。
主磁極部の磁石挿入部を構成する磁石挿入孔の数や形状は、適宜変更可能である。
主磁極部に配置される永久磁石を構成する永久磁石片の数や形状は、適宜変更可能である。
永久磁石を磁石挿入部内に位置決めするための位置決め部の形状や数は、適宜変更可能である。また、位置決め部は省略することもできる。
回転子の外周面は、q軸に沿った空隙の間隔G2がd軸に沿った空隙の間隔G1より大きくなる種々の形状に形成することができる。
本発明の永久磁石電動機は、種々の機器を駆動する電動機として用いることができる。
The present invention is not limited to the configuration described in the embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible.
In the embodiment, the magnet insertion port having a trapezoidal shape, an arc shape, and a V shape protruding to the outer peripheral side of the rotor is formed, but the shape of the magnet insertion hole is a protruding shape protruding to the outer peripheral side of the rotor If it is. As the protrusion shape, an appropriate protrusion shape combining straight lines and curves can be selected. In addition, since the magnet insertion hole is formed in a protruding shape protruding on the outer peripheral side of the rotor, the permanent magnet inserted into the magnet insertion hole is arranged in a protruding shape protruding on the outer peripheral side of the rotor. .
In the embodiment, the magnet insertion hole is formed in the main magnetic pole portion, and the permanent magnet is inserted into the magnet insertion hole. However, the aspect of disposing the permanent magnet is not limited to this. For example, the aspect which arrange | positions a permanent magnet to a rotor by adhesion | attachment, integral molding, etc. can also be used. In other words, the present invention can also be configured as a permanent magnet electric motor “where the permanent magnets are arranged in a protruding shape protruding to the outer peripheral side”.
The number and shape of the magnet insertion holes constituting the magnet insertion part of the main magnetic pole part can be changed as appropriate.
The number and shape of the permanent magnet pieces constituting the permanent magnet disposed in the main magnetic pole portion can be appropriately changed.
The shape and number of positioning portions for positioning the permanent magnet in the magnet insertion portion can be changed as appropriate. Further, the positioning portion can be omitted.
The outer peripheral surface of the rotor can be formed in various shapes in which the gap G2 along the q axis is larger than the gap G1 along the d axis.
The permanent magnet motor of the present invention can be used as an electric motor for driving various devices.
100、200、300、400、500、600、700、800 永久磁石電動機
110、210、310、410、510、610、710、810 固定子
111、211、311、411、511、611、711、811 ヨーク部
112、212、312、412、512、612、712、812 ティース部
112a、212a、312a、412a、512a、612a、712a、812a ティース基部
112b、212b、312b、412b、512b、612b、712b、812b ティース先端部
113、213、313、413、513、613、713、813 ティース先端面
114、214、314、414、514、614、714、814 スロット
120、220、320、420、520、620、720、820 回転子
121、221、321、421、521、621、721、821 外周面
121a、221a、321a、421a、521a、621a、721a、821a 第1の外周部分
121b、221b、321b、421b、521b、621b、721b、821b 第2の外周部分
121A、121B、221A、221B、321A、321B、421A、421B、521A、521B、621A、621B、721A、721B、821A、821B 接続部
122、222、322、422、522、622、722、822 回転軸挿入孔
123、223、323、423、523、623、723、823 カシメピン挿入孔
124、224、324、424、524、624、724、824 通路孔
130、170、230、270、330、370、430、470、530、570、630、670、730、770、830、870 磁石挿入部
130a、130b、130c、170a、231a、232a、233a、271a、272a、273a、330a、330b、330c、370a、431a、432a、433a、471a、472a、473a、530a、530b、570a、631a、632a、671a、672a、730a、730b、770a、831a、832a、871a、872a 内壁
130d、130e、130f、170b、231b、232b、233b、271b、272b、273b、330d、330e、330f、370b、431b、432b、433b、471b、472b、473b、530c、530d、570b、631b、632b、671b、672b、730c、730d、770b、831b、832b、871b、872b 外壁
130g、130i、170c、170e、232d、233d、272d、273d、330g、330i、370c、370e、432d、433d、472d、473d、530e、530g、570c、570e、631d、632d、671d、672d、730e、730g、770c、770e、831d、832d、871d、872d 外周壁
130h、130j、170d、170f、231c、231d、232c、232e、233c、233e、271c、271d、272c、272e、273c、273e、330h、330j、370d、370f、431c、431d、432c、432e、433c、433e、471c、471d、472c、472e、473c、473e、530f、530h、570d、570f、631c、631e、632c、632e、671c、671e、672c、672e、730f、730h、770d、770f、831c、831e、832c、832e、871c、871e、872c、872e 端壁
140、180、240、280、340、380、440、480、540、580、640、680、740、780、840、880 永久磁石
141、142、143、181、182、183、241、242、243、281、282、283、341、342、343、381、382、383、441、442、443、481、482、483、541、542、581、582、641、642、681、682、741、742、781、782、841、842、881、882 永久磁石片
141a、142a、143a、181a、182a、183a、241a、242a、243a、281a、282a、283a、341a、342a、343a、381a、382a、383a、441a、442a、443a、481a、482a、483a、541a、542a、581a、582a、641a、642a、681a、682a、741a、742a、781a、782a、841a、842a、871、872a 内壁
141b、142b、143b、181b、182b、183b、241b、242b、243b、281b、282b、283b、341b、342b、343b、381b、382b、383b、441b、442b、443b、481b、482b、483b、541b、542b、581b、582b、641b、642b、681b、682b、741b、742b、781b、782b、841b、842b、871b、872b 外壁
141c、141d、142c、142d、143c、143d、181c、181d、182c、182d、183c、183d、241c、241d、242c、242d、243c、243d、281c、281d、282c、282d、283c、283d、341c、341d、342c、342d、343c、343d、381c、381d、382c、382d、383c、383d、441c、441d、442c、442d、443c、443d、481c、481d、482c、482d、483c、483d、541c、541d、542c、542d、581c、581d、582c、582d、641c、641d、642c、642d、681c、681d、682c、682d、741c、741d、742c、742d、781c、781d、782c、782d、841c、841d、842c、842d,871c、871d、872c、872d 端壁
150a、150b、250a、250b、350a、350b、450a、450b、550a、550b、650a、650b、750a、750b、850a、850b 空間部
160a、160b、260a、260b、260c、260d、360a、360b、460a、460b、460c、460d、560a、560b、660a、660b、660c、760a、760b、860a、860b、860c ブリッジ部
231、232、233、271、272、273、431、432、433、471、472、473、631、632、671、672、831、832、871、872 磁石挿入孔
[A]〜[D] 主磁極部
[AB]〜[DA] 補助磁極部
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 Permanent magnet motor 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810 Stator 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811 Yoke part 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812 Teeth part 112a, 212a, 312a, 412a, 512a, 612a, 712a, 812a Teeth base part 112b, 212b, 312b, 412b, 512b, 612b, 712b, 812b Teeth tip 113, 213, 313, 413, 513, 613, 713, 813 Teeth tip 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814 Slot 120, 220, 320, 420, 520, 620 720, 820 Rotor 121, 221, 321, 421, 521, 621, 721, 821 Outer peripheral surface 121a, 221a, 321a, 421a, 521a, 621a, 721a, 821a First outer peripheral portion 121b, 221b, 321b, 421b, 521b, 621b, 721b, 821b Second outer peripheral portion 121A, 121B, 221A, 221B, 321A, 321B, 421A, 421B, 521A, 521B, 621A, 621B, 721A, 721B, 821A, 821B Connection portion 122, 222, 322 422, 522, 622, 722, 822 Rotating shaft insertion hole 123, 223, 323, 423, 523, 623, 723, 823 Caulking pin insertion hole 124, 224, 324, 424, 524, 624, 724, 824 Passage hole 13 170, 230, 270, 330, 370, 430, 470, 530, 570, 630, 670, 730, 770, 830, 870 Magnet insertion part 130a, 130b, 130c, 170a, 231a, 232a, 233a, 271a, 272a 273a, 330a, 330b, 330c, 370a, 431a, 432a, 433a, 471a, 472a, 473a, 530a, 530b, 570a, 631a, 632a, 671a, 672a, 730a, 730b, 770a, 831a, 832a, 871a, 872a Inner walls 130d, 130e, 130f, 170b, 231b, 232b, 233b, 271b, 272b, 273b, 330d, 330e, 330f, 370b, 431b, 432b, 433b, 471b, 472b, 4 73b, 530c, 530d, 570b, 631b, 632b, 671b, 672b, 730c, 730d, 770b, 831b, 832b, 871b, 872b Outer wall 130g, 130i, 170c, 170e, 232d, 233d, 272d, 273d, 330g, 330i, 370c, 370e, 432d, 433d, 472d, 473d, 530e, 530g, 570c, 570e, 631d, 632d, 671d, 672d, 730e, 730g, 770c, 770e, 831d, 832d, 871d, 872d Outer wall 130h, 130j, 170d 170f, 231c, 231d, 232c, 232e, 233c, 233e, 271c, 271d, 272c, 272e, 273c, 273e, 330h, 330j, 370d, 70f, 431c, 431d, 432c, 432e, 433c, 433e, 471c, 471d, 472c, 472e, 473c, 473e, 530f, 530h, 570d, 570f, 631c, 631e, 632c, 632e, 671c, 671e, 672c, 672e, 730f, 730h, 770d, 770f, 831c, 831e, 832c, 832e, 871c, 871e, 872c, 872e End wall 140, 180, 240, 280, 340, 380, 440, 480, 540, 580, 640, 680, 740 , 780, 840, 880 Permanent magnets 141, 142, 143, 181, 182, 183, 241, 242, 243, 281, 282, 283, 341, 342, 343, 381, 382, 383, 441, 442, 43, 481, 482, 483, 541, 542, 581, 582, 641, 642, 681, 682, 741, 742, 781, 782, 841, 842, 881, 882 Permanent magnet pieces 141a, 142a, 143a, 181a, 182a, 183a, 241a, 242a, 243a, 281a, 282a, 283a, 341a, 342a, 343a, 381a, 382a, 383a, 441a, 442a, 443a, 481a, 482a, 483a, 541a, 542a, 581a, 582a, 641 642a, 681a, 682a, 741a, 742a, 781a, 782a, 841a, 842a, 871, 872a Inner wall 141b, 142b, 143b, 181b, 182b, 183b, 241b, 242b, 243b, 281b , 282b, 283b, 341b, 342b, 343b, 381b, 382b, 383b, 441b, 442b, 443b, 481b, 482b, 483b, 541b, 542b, 581b, 582b, 641b, 642b, 681b, 682b, 741b, 742b, 781b 782b, 841b, 842b, 871b, 872b Outer wall 141c, 141d, 142c, 142d, 143c, 143d, 181c, 181d, 182c, 182d, 183c, 183d, 241c, 241d, 242c, 242d, 243c, 243d, 281c, 281d , 282c, 282d, 283c, 283d, 341c, 341d, 342c, 342d, 343c, 343d, 381c, 381d, 382c, 382d, 383c, 383d, 4 41c, 441d, 442c, 442d, 443c, 443d, 481c, 481d, 482c, 482d, 483c, 483d, 541c, 541d, 542c, 542d, 581c, 581d, 582c, 582d, 641c, 641d, 642c, 642d, 682c 681d, 682c, 682d, 741c, 741d, 742c, 742d, 781c, 781d, 782c, 782d, 841c, 841d, 842c, 842d, 871c, 871d, 872c, 872d End walls 150a, 150b, 250a, 250b, 350a, 350b 450a, 450b, 550a, 550b, 650a, 650b, 750a, 750b, 850a, 850b Space portions 160a, 160b, 260a, 260b, 260c, 260d, 60a, 360b, 460a, 460b, 460c, 460d, 560a, 560b, 660a, 660b, 660c, 760a, 760b, 860a, 860b, 860c Bridge portions 231, 232, 233, 271, 272, 273, 431, 432, 433 , 471, 472, 473, 631, 632, 671, 672, 831, 832, 871, 872 Magnet insertion holes [A] to [D] Main magnetic pole part [AB] to [DA] Auxiliary magnetic pole part
Claims (6)
前記永久磁石は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿った中央部が両端部より前記回転子の外周側に飛び出ている突形状に配置され、
前記永久磁石の、周方向に沿った一方側の端壁および他方側の端壁と前記回転子の外周面との間に第1の空間部および第2の空間部が形成され、
前記回転子の外周面は、軸方向に直角な断面で見て、前記補助磁極部のq軸に沿った空隙の間隔が前記主磁極部のd軸に沿った空隙の間隔より長くなるように形成されていることを特徴とする永久磁石電動機。 A stator and a rotor arranged in the stator via a gap; the rotor has a main magnetic pole portion and an auxiliary magnetic pole portion alternately along the circumferential direction when viewed in a cross section perpendicular to the axial direction; A permanent magnet motor in which a permanent magnet is disposed in the main magnetic pole part,
The permanent magnet is arranged in a protruding shape in which a central portion along the circumferential direction protrudes from both end portions to the outer peripheral side of the rotor, as seen in a cross section perpendicular to the axial direction.
A first space portion and a second space portion are formed between one end wall and the other end wall of the permanent magnet in the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor,
When the outer peripheral surface of the rotor is viewed in a cross section perpendicular to the axial direction, the gap interval along the q axis of the auxiliary magnetic pole portion is longer than the gap interval along the d axis of the main magnetic pole portion. A permanent magnet motor characterized by being formed.
前記回転子の外周面は、前記主磁極部のd軸と交差する第1の外周部分と、前記補助磁極部のq軸と交差する第2の外周部分が交互に接続されて形成されており、前記第1の外周部分は、d軸上に中心点を有する円弧形状に形成され、前記第2の外周部分は、q軸上に中心点を有し、前記第1の外周部分の半径より大きい半径を有する円弧形状に形成されていることを特徴とする永久磁石電動機。 The permanent magnet motor according to claim 1,
The outer peripheral surface of the rotor is formed by alternately connecting a first outer peripheral portion that intersects the d-axis of the main magnetic pole portion and a second outer peripheral portion that intersects the q-axis of the auxiliary magnetic pole portion. The first outer peripheral portion is formed in an arc shape having a center point on the d-axis, and the second outer peripheral portion has a center point on the q-axis, and is smaller than the radius of the first outer peripheral portion. A permanent magnet motor characterized by being formed in an arc shape having a large radius.
前記永久磁石は、台形形状に配置されていることを特徴とする永久磁石電動機。 The permanent magnet motor according to claim 1 or 2,
The permanent magnet motor is characterized in that the permanent magnets are arranged in a trapezoidal shape.
前記永久磁石は、円弧形状に配置されていることを特徴とする永久磁石電動機。 The permanent magnet motor according to claim 1 or 2,
The permanent magnet motor, wherein the permanent magnets are arranged in an arc shape.
前記永久磁石は、ブリッジ部を介して周方向に沿って配置されている複数の永久磁石片により構成されており、
前記複数の永久磁石片のうちの周方向に沿った一方端に配置されている永久磁石片の周方向に沿った一方側の端壁と前記回転子の外周面との間に前記第1の空間部が形成され、周方向に沿った他方端に配置されている永久磁石片の周方向に沿った他方側の端壁と前記回転子の外周面との間に前記第2の空間部が形成されていることを特徴とする永久磁石電動機。 The permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 4,
The permanent magnet is composed of a plurality of permanent magnet pieces arranged along the circumferential direction via a bridge portion,
Between the one end wall along the circumferential direction of the permanent magnet piece arranged at one end along the circumferential direction of the plurality of permanent magnet pieces and the outer peripheral surface of the rotor, the first A space portion is formed, and the second space portion is disposed between the other end wall along the circumferential direction of the permanent magnet piece disposed at the other end along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the rotor. A permanent magnet motor characterized by being formed.
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