JP2018011466A - Permanent-magnet embedded synchronous machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、永久磁石埋込同期機に関する。 The present disclosure relates to a permanent magnet embedded synchronous machine.
永久磁石埋込電動機は、家電製品、ハイブリッド自動車、電車などに広く使用されており、その需要は年々増大している。よく知られているように、永久磁石埋込電動機のロータは、ロータコア及びそのロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石を有する。永久磁石によるマグネットトルクだけでなく、磁気抵抗の非対称性に起因するリラクタンストルクも利用できるため、永久磁石埋込電動機は高効率かつ高出力である。ロータの構造は、永久磁石埋込電動機の効率及び信頼性に直結するので非常に重要である。 Permanent magnet embedded motors are widely used in home appliances, hybrid cars, trains, and the like, and the demand is increasing year by year. As is well known, the rotor of a permanent magnet embedded motor has a rotor core and a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core. Since the reluctance torque resulting from the asymmetry of the magnetic resistance as well as the magnet torque by the permanent magnet can be used, the permanent magnet embedded motor has high efficiency and high output. The structure of the rotor is very important because it directly relates to the efficiency and reliability of the permanent magnet embedded motor.
図9は、特許文献1に記載された永久磁石埋込電動機のロータを部分的に示している。永久磁石埋込電動機のロータ105は、スリット125及びフラックスバリア123を有する。磁石挿入孔121の孔画定部には、延出部111bが含まれる。延出部111bは、永久磁石113の幅方向端面よりもさらに周方向外側に位置する部位において、ロータコア111における極間鉄心部111cに向けて張り出している。スリット125とコア外周面111aとの距離をLa、スリット125と永久磁石113の外周側面113aとの距離をLb、延出部111bと極間鉄心部111cとの最短距離をLc、永久磁石113の厚さをLdとしたとき、距離Lbは距離Laよりも大きく、最短距離Lcは厚さLdよりも小さい。
FIG. 9 partially shows the rotor of the permanent magnet embedded motor described in Patent Document 1. The
図9に示す従来技術では、ロータ105に過大な逆磁界が作用したとき、延出部111bの働きにより、永久磁石113の端部の減磁が抑制される。しかし、延出部111bは、永久磁石113に密着したロータコア111の一部であるから、定格トルクを発生させるレベルの電流が巻線に流れたときにおいても、延出部111bを通じて、隣接した磁極へ磁束がかなり漏れる。そのため、図9に示す構造には、有効磁束が減ってトルクが低下するという課題がある。
In the prior art shown in FIG. 9, when an excessive reverse magnetic field acts on the
本開示は、永久磁石埋込同期機において、トルクの向上と耐減磁性の向上との両立を図るための技術を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a technique for achieving both improvement in torque and improvement in resistance to demagnetization in a permanent magnet embedded synchronous machine.
すなわち、本開示は、
シャフトと、
前記シャフトに支持されたロータと、
を備え、
前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、空間又は非磁性材料で形成された複数のフラックスバリアとを含み、
前記ロータコアには、前記ロータの周方向に沿って複数の磁石埋設孔が形成されており、それら複数の磁石埋設孔のそれぞれに前記永久磁石が配置されて前記ロータに複数の磁極が形成されており、
前記複数のフラックスバリアのそれぞれが前記複数の磁石埋設孔のそれぞれの端部に位置しており、
前記ロータコアは、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との間に設けられ、前記ロータの外周面から前記シャフトの前記中心に向かって凹形状を有するスリットと、前記フラックスバリアにおいて前記スリットに隣接して設けられ、前記永久磁石の端部に向かって突出している突起と、を有する、永久磁石埋込同期機を提供する。
That is, this disclosure
A shaft,
A rotor supported by the shaft;
With
The rotor includes a rotor core, a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core, and a plurality of flux barriers formed of space or a nonmagnetic material,
A plurality of magnet embedding holes are formed in the rotor core along the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet is disposed in each of the plurality of magnet embedding holes to form a plurality of magnetic poles on the rotor. And
Each of the plurality of flux barriers is located at each end of the plurality of magnet embedding holes,
In the flux barrier, the rotor core is provided between the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor and the magnetic poles, and has a concave shape from the outer peripheral surface of the rotor toward the center of the shaft. There is provided a permanent magnet embedded synchronous machine having a protrusion provided adjacent to the slit and protruding toward an end of the permanent magnet.
本開示の技術によれば、永久磁石埋込同期機において、トルクの向上と耐減磁性の向上との両立を図ることができる。 According to the technique of the present disclosure, in the permanent magnet embedded synchronous machine, it is possible to achieve both improvement in torque and improvement in resistance to demagnetization.
本開示の第1態様にかかる永久磁石埋込同期機は、
シャフトと、
前記シャフトに支持されたロータと、
を備え、
前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、空間又は非磁性材料で形成された複数のフラックスバリアとを含み、
前記ロータコアには、前記ロータの周方向に沿って複数の磁石埋設孔が形成されており、それら複数の磁石埋設孔のそれぞれに前記永久磁石が配置されて前記ロータに複数の磁極が形成されており、
前記複数のフラックスバリアのそれぞれが前記複数の磁石埋設孔のそれぞれの端部に位置しており、
前記ロータコアは、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との間に設けられ、前記ロータの外周面から前記シャフトの前記中心に向かって凹形状を有するスリットと、前記フラックスバリアにおいて前記スリットに隣接して設けられ、前記永久磁石の端部に向かって突出している突起と、を有するものである。
The permanent magnet embedded synchronous machine according to the first aspect of the present disclosure is:
A shaft,
A rotor supported by the shaft;
With
The rotor includes a rotor core, a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core, and a plurality of flux barriers formed of space or a nonmagnetic material,
A plurality of magnet embedding holes are formed in the rotor core along the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet is disposed in each of the plurality of magnet embedding holes to form a plurality of magnetic poles on the rotor. And
Each of the plurality of flux barriers is located at each end of the plurality of magnet embedding holes,
In the flux barrier, the rotor core is provided between the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor and the magnetic poles, and has a concave shape from the outer peripheral surface of the rotor toward the center of the shaft. A protrusion provided adjacent to the slit and protruding toward an end of the permanent magnet.
第1態様によれば、q軸の近傍かつロータの外周面の近傍に十分な体積を有する非磁性の部分が設けられている。非磁性の部分には、フラックスバリア及びスリットが含まれる。これら非磁性の部分の働きによって、ある磁極から隣接する磁極への漏れ磁束を減らすことができる。つまり、第1態様の同期機は高トルクを達成できる。また、過大な逆磁界がロータに作用したときには、ロータコアの内部に深く侵入した強磁束が突起を通じて磁極から隣接する磁極へと逃がされる。これにより、永久磁石に強い逆磁界が作用することを回避できる。つまり、第1態様の同期機は耐減磁性にも優れている。 According to the first aspect, the nonmagnetic portion having a sufficient volume is provided in the vicinity of the q axis and in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotor. The nonmagnetic portion includes a flux barrier and a slit. By the action of these non-magnetic portions, leakage magnetic flux from a certain magnetic pole to an adjacent magnetic pole can be reduced. That is, the synchronous machine of the first aspect can achieve high torque. When an excessive reverse magnetic field acts on the rotor, the strong magnetic flux that has penetrated deeply into the rotor core is released from the magnetic pole to the adjacent magnetic pole through the protrusion. Thereby, it can avoid that a strong reverse magnetic field acts on a permanent magnet. That is, the synchronous machine of the first aspect is also excellent in resistance to demagnetization.
本開示の第2態様において、例えば、第1態様の永久磁石埋込同期機の前記ロータコアは、前記シャフトの前記中心から見て前記フラックスバリアよりも半径方向の外側に位置している複数のブリッジをさらに有し、前記シャフトに垂直な前記ロータの断面において、前記ブリッジに近い側を前記突起の根元側、前記シャフトの前記中心に近い側を前記突起の先端側、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との境界線をなすq軸に直交する方向を幅方向と定義したとき、前記先端側における前記突起の幅が前記根元側における前記突起の幅よりも大きい。第2態様によれば、ロータの外周面の近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極から隣接する磁極への漏れ磁束を効果的に減らすことができる。 In the second aspect of the present disclosure, for example, the rotor core of the permanent magnet embedded synchronous machine of the first aspect is a plurality of bridges that are located radially outside the flux barrier when viewed from the center of the shaft. And in the cross section of the rotor perpendicular to the shaft, the side close to the bridge is the root side of the projection, the side close to the center of the shaft is the tip side of the projection, and the circumferential direction of the rotor When the direction perpendicular to the q axis that forms the boundary line between the adjacent magnetic poles is defined as the width direction, the width of the protrusion on the tip side is larger than the width of the protrusion on the root side. According to the second aspect, a sufficiently large magnetic resistance can be secured near the outer peripheral surface of the rotor, and the leakage magnetic flux from a certain magnetic pole to an adjacent magnetic pole can be effectively reduced.
本開示の第3態様において、例えば、第2態様の永久磁石埋込同期機の前記突起の前記根元側における前記フラックスバリアの幅は、前記突起の前記先端側における前記フラックスバリアの内周面と前記突起との最短距離よりも大きい。このような構造は、トルクの向上に有利である。つまり、ロータの外周面の近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極から隣接する磁極への漏れ磁束を効果的に減らすことができる。 In the third aspect of the present disclosure, for example, the width of the flux barrier on the root side of the protrusion of the permanent magnet embedded synchronous machine of the second aspect is the inner peripheral surface of the flux barrier on the tip side of the protrusion. It is larger than the shortest distance from the protrusion. Such a structure is advantageous for improving torque. That is, a sufficiently large magnetic resistance can be secured near the outer peripheral surface of the rotor, and the leakage magnetic flux from a certain magnetic pole to an adjacent magnetic pole can be effectively reduced.
本開示の第4態様において、例えば、第2又は第3態様の永久磁石埋込同期機の前記複数のフラックスバリアは、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との境界線をなすq軸にそれぞれ隣接する1対の前記フラックスバリアを含み、1対の前記フラックスバリアのそれぞれに前記突起が設けられており、1対の前記フラックスバリアから選ばれる一方の前記フラックスバリアの内周面と前記突起との最短距離と、1対の前記フラックスバリアから選ばれる他方の前記フラックスバリアの内周面と前記突起との最短距離と、前記スリットの幅との和は、磁化方向に関する前記永久磁石の厚さの2倍よりも小さい。第4態様によれば、ロータに過大な逆磁界磁束が作用したとき、逆磁界磁束は、永久磁石に達する前に突起の先端部分を通じて隣接した磁極へ漏れやすい。つまり、永久磁石に作用する逆磁界を効果的に減らすことができる。 In the fourth aspect of the present disclosure, for example, the plurality of flux barriers of the permanent magnet embedded synchronous machine according to the second or third aspect include a boundary line between the magnetic pole and the magnetic pole adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor. A pair of the flux barriers adjacent to each of the q axes formed, the protrusions being provided on each of the pair of flux barriers, and an inner circumference of one of the flux barriers selected from the pair of flux barriers The sum of the shortest distance between the surface and the protrusion, the shortest distance between the inner peripheral surface of the other flux barrier selected from the pair of the flux barriers and the protrusion, and the width of the slit is related to the magnetization direction. Less than twice the thickness of the permanent magnet. According to the fourth aspect, when an excessive reverse magnetic field magnetic flux acts on the rotor, the reverse magnetic field magnetic flux easily leaks to the adjacent magnetic pole through the tip portion of the protrusion before reaching the permanent magnet. That is, the reverse magnetic field acting on the permanent magnet can be effectively reduced.
本開示の第5態様において、例えば、第1〜第4態様のいずれか1つの永久磁石埋込同期機の前記複数のフラックスバリアは、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との境界線をなすq軸にそれぞれ隣接する1対の前記フラックスバリアを含み、前記1対のフラックスバリアから選ばれる一方にのみ前記突起が設けられている。このような構成は、一方向(時計回り方向又は反時計回り方向)にのみトルクを発生させる用途に適している。 In the fifth aspect of the present disclosure, for example, the plurality of flux barriers of the permanent magnet embedded synchronous machine according to any one of the first to fourth aspects include the magnetic pole and the magnetic pole adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor. Including the pair of flux barriers adjacent to the q-axis forming the boundary line, and the protrusion is provided only on one selected from the pair of flux barriers. Such a configuration is suitable for applications in which torque is generated only in one direction (clockwise direction or counterclockwise direction).
本開示の第6態様において、例えば、第1〜第5態様のいずれか1つの永久磁石埋込同期機の前記突起は、前記スリットに隣接している一定の幅の根元部分を有する。このような突起によれば、ロータの外周面の近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極から隣接する磁極への漏れ磁束を効果的に減らすことができる。このことは、トルクの向上に有利である。 In the sixth aspect of the present disclosure, for example, the protrusion of the permanent magnet embedded synchronous machine according to any one of the first to fifth aspects includes a root portion having a certain width adjacent to the slit. According to such a protrusion, a sufficiently large magnetic resistance can be ensured near the outer peripheral surface of the rotor, and leakage flux from a certain magnetic pole to an adjacent magnetic pole can be effectively reduced. This is advantageous for improving the torque.
本開示の第7態様において、例えば、第1〜第6態様のいずれか1つの永久磁石埋込同期機の前記シャフトに垂直な前記ロータの断面において、前記スリットの輪郭は、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との境界線をなすq軸に平行な1対の辺を含む。第7態様によれば、ロータの外周面の近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保できる。 In the seventh aspect of the present disclosure, for example, in the cross section of the rotor perpendicular to the shaft of the permanent magnet embedded synchronous machine according to any one of the first to sixth aspects, an outline of the slit is a circumferential direction of the rotor In FIG. 1, the magnetic poles adjacent to each other include a pair of sides parallel to the q-axis that form a boundary line between the magnetic poles. According to the seventh aspect, a sufficiently large magnetic resistance can be ensured near the outer peripheral surface of the rotor.
本開示の第8態様において、例えば、第1〜第7態様のいずれか1つの永久磁石埋込同期機の前記スリットに非磁性材料が充填されている。第8態様によれば、ロータの強度を高めることができる。 In the eighth aspect of the present disclosure, for example, the slit of the permanent magnet embedded synchronous machine according to any one of the first to seventh aspects is filled with a nonmagnetic material. According to the eighth aspect, the strength of the rotor can be increased.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.
本明細書において、「断面」は、シャフト及びロータに共通の回転軸Oに垂直な断面を意味する。「永久磁石埋込同期機」は、永久磁石を有するロータとコイルを有するステータとを備えた電気機械の総称である。本明細書において、「同期機」の用語は、電動機、発電機、及び、電動機と発電機とを組み合わせた電気機械の全てを含む用語として使用される。したがって、「永久磁石埋込同期機」の用語は、「電動機」及び「発電機」の一方に限定されない。 In the present specification, the “cross section” means a cross section perpendicular to the rotation axis O common to the shaft and the rotor. "Permanent magnet embedded synchronous machine" is a general term for electric machines including a rotor having permanent magnets and a stator having coils. In the present specification, the term “synchronous machine” is used as a term including all of an electric motor, a generator, and an electric machine in which the electric motor and the generator are combined. Therefore, the term “permanent magnet embedded synchronous machine” is not limited to one of “motor” and “generator”.
(実施形態1)
図1に示すように、永久磁石埋込同期機100(以下、単に「同期機100」ともいう)は、ステータ2、シャフト3及びロータ4を備えている。ステータ2は、環状のヨーク10及び複数のティース11を備えている。各ティース11には、巻線(図示省略)が巻き付けられている。ロータ4は、ロータコア7及び複数の永久磁石5を備えている。ロータ4は、円筒状のエアギャップ9を介してステータ2と対向している。言い換えれば、ロータ4は、ステータ2によって包囲されている。エアギャップ9は、いわゆる不等ギャップであってもよい。ロータ4は、シャフト3によって回転可能に支持されている。本実施形態において、同期機100は、6極9ティースのインナーロータ型である。ただし、極数及びティース数は特に限定されない。巻線方式も特に限定されず、各ティース11に巻線が巻き付けられていてもよく(集中巻)、複数のティース11を跨いで巻線が巻き付けられていてもよい(分布巻)。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a permanent magnet embedded synchronous machine 100 (hereinafter also simply referred to as “
ロータ4において、ロータコア7は、典型的には、複数の円形状の電磁鋼板を積み重ねることによって形成されている。したがって、ロータコア7は円柱の形状を有する。エアギャップ9が不等ギャップとなるようにロータコア7の形状が定められていてもよい。ロータコア7に複数の永久磁石5が埋め込まれている。詳細には、ロータコア7には、ロータ4の周方向(シャフト3の周方向)に沿って複数の磁石埋設孔6が形成されている。磁石埋設孔6は、シャフト3及びロータ4の回転軸Oに平行な方向に延びている。それら複数の磁石埋設孔6のそれぞれに永久磁石5が配置されている。これにより、ロータ4に複数の磁極4aが形成されている。シャフト3に垂直なロータ4の断面において、磁極4aは、扇状の形状を有する。永久磁石5は、フェライト磁石、アルニコ磁石、コバルト磁石又はネオジム磁石であり、典型的には、ネオジム磁石である。永久磁石5は、平面視で矩形かつ板状の形状を有する。言い換えれば、永久磁石5は、直方体の形状を有する板状の永久磁石である。永久磁石5の互いに向かい合う面は平行である。永久磁石5の厚さ方向において互いに向かい合う面がそれぞれ最も広い面であり、永久磁石5の主面である。永久磁石5の角部は、例えば、0.2R〜0.5R(単位:mm)の範囲にて面取りされていてもよい。
In the rotor 4, the
本実施形態において、永久磁石5の磁化方向は、厚さ方向に平行である。言い換えれば、永久磁石5によって形成されるd軸方向(磁束の方向)が厚さ方向に平行である。永久磁石5による磁極4aの中心軸をd軸と定義することができる。本実施形態において、ロータ4の周方向において互いに隣り合う1対の永久磁石5のN極(及びS極)の向きは互いに反対向きである。一方の永久磁石5のN極が回転軸Oから遠くS極が回転軸Oに近い。他方の永久磁石5のN極が回転軸Oに近くS極が回転軸Oから遠い。d軸と電気的及び磁気的に直交する軸がq軸であるから、ロータ4の周方向において互いに隣り合う1対の永久磁石5の間を通り、回転軸Oから半径方向の外側に向かう方向がq軸方向である。また、q軸は、ロータ4の周方向において互いに隣り合う磁極4aと磁極4aとの境界線をなす。
In the present embodiment, the magnetization direction of the
図2に示すように、ロータ4は、さらに、複数のフラックスバリア13(磁束障壁)を有する。フラックスバリア13は、磁束を通さない部分であり、ロータ4の内部での磁束の回り込みを防ぎ、エアギャップ9を介してステータ2と鎖交する磁束を増やす役割を果たす。本実施形態において、フラックスバリア13は空間によって形成されている。複数のフラックスバリア13のそれぞれが複数の磁石埋設孔6のそれぞれの端部に位置している。つまり、磁石埋設孔6とフラックスバリア13とが連続した1つの孔によって形成されている。より詳細には、磁石埋設孔6と2つのフラックスバリア13とが連続した1つの孔(貫通孔)によって形成されている。ただし、フラックスバリア13が樹脂、セラミック、非磁性金属などの非磁性材料によって形成されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the rotor 4 further includes a plurality of flux barriers 13 (magnetic flux barriers). The
図1及び図2に示すように、ロータコア7は、複数のスリット19、複数のブリッジ15及び複数の突起16を有する。各スリット19は、ロータ4の周方向において互いに隣り合う磁極4aと磁極4aとの間に設けられており、ロータ4の外周面4pからシャフト3の中心に向かって凹形状を有する。スリット19は、回転軸Oに平行な方向に延びる溝の構造を有する。本実施形態では、スリット19の数がロータ4の極数に一致している。各ブリッジ15は、シャフト3の中心(回転軸O)から見てフラックスバリア13よりも半径方向の外側に位置している部分である。詳細には、ブリッジ15は、フラックスバリア13とロータ4の外周面4pとの間に設けられた部分である。ロータ4の周方向において互いに隣り合う1対のブリッジ15は、スリット19によって隔てられている。ロータ4の半径方向に関するブリッジ15の幅は十分に狭い。本実施形態では、ロータ4の半径方向に関するブリッジ15の寸法は、ロータ4の周方向にわたって一定である。突起16は、永久磁石5の端部に向かって突出している部分であり、フラックスバリア13においてスリット19に隣接して設けられている。詳細には、突起16は、ブリッジ15から永久磁石5の端部に向かって突出している。本実施形態では、1つのフラックスバリア13に対して、1つの突起16が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロータコア7は、さらに、複数の連結部22を有する。各連結部22は、q軸と平行な方向に延びている。また、連結部22は、ロータ4の周方向において互いに隣り合う1対のフラックスバリア13を隔てており、かつ、1対のブリッジ15とロータコア7の内側部分とを連結している。詳細には、連結部22は、突起16と突起16との間にあり、突起16を介して、1対のブリッジ15とロータコア7の内側部分とを連結している。言い換えれば、突起16は、連結部22とブリッジ15とを連結している部分である。本実施形態において、連結部22の幅L7は一定である。
The
本明細書では、ロータ4の断面においてq軸に直交する方向を幅方向WDと定義する。そして、特に断らない限り、幅方向WDに関する各部の寸法を「幅」と定義する。 In the present specification, a direction perpendicular to the q axis in the cross section of the rotor 4 is defined as a width direction WD. Unless otherwise specified, the dimension of each part in the width direction WD is defined as “width”.
本実施形態の構造によれば、q軸の近傍かつロータ4の外周面4pの近傍に十分な体積(図2の断面では面積)を有する非磁性の部分が設けられている。非磁性の部分には、フラックスバリア13及びスリット19が含まれる。これら非磁性の部分の働きによって、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束を減らすことができる。つまり、本実施形態の同期機100は高トルクを達成できる。また、過大な逆磁界がロータ4に作用したときには、ロータコア7の内部に深く侵入した強磁束が突起16を通じて磁極4aから隣接する磁極4aへと逃がされる。これにより、永久磁石5に強い逆磁界が作用することを回避できる。つまり、本実施形態の同期機100は耐減磁性にも優れている。
According to the structure of this embodiment, a nonmagnetic portion having a sufficient volume (area in the cross section of FIG. 2) is provided in the vicinity of the q axis and in the vicinity of the outer
ロータ4の構造をさらに詳しく説明する。 The structure of the rotor 4 will be described in more detail.
図2に示すように、ロータ4の断面において、スリット19の輪郭は、q軸に平行な1対の辺19aを含む。1対の辺19aの間にq軸がある。q軸に平行な方向に関するスリット19の寸法は、例えば、q軸に平行な方向に関する辺19aの長さで表される。本実施形態において、q軸に平行な方向に関するスリット19の寸法は、ロータ4の半径方向に関するブリッジ15の寸法よりも大きい。このような構造によれば、ロータ4の外周面4pの近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保できる。
As shown in FIG. 2, in the cross section of the rotor 4, the outline of the
本明細書において、「平行」の語句は、完全に平行であることを必ずしも意味しない。例えば、q軸に対する辺19aの傾斜角度が3度以下であるとき、辺19aがq軸に平行であるとみなすことができる。このことは、スリット19以外の要素にも当てはまる。
In this specification, the phrase “parallel” does not necessarily mean that they are completely parallel. For example, when the inclination angle of the
図2に示すように、ロータ4の断面において、突起16の輪郭は、永久磁石5に向かって延びる辺20を含む。辺20は、詳細には、ロータ4の外周面4pに近い側における永久磁石5の角部に向かって延びている。本実施形態において、辺20はq軸に対して傾いた線分であるが、曲線であってもよい。ブリッジ15に近い側を突起16の根元側と定義し、シャフト3の中心に近い側を突起16の先端側と定義する。先端側における突起16の幅L2は、根元側における突起16の幅L1よりも大きい。詳細には、突起16の幅は、ブリッジ15からシャフト3の中心に向かって連続的に拡大している。言い換えれば、突起16の幅は、q軸に平行な方向において連続的に拡大している。このような構造によれば、ロータ4の外周面4pの近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束を効果的に減らすことができる。突起16の幅は、q軸に平行な方向において段階的に拡大していてもよい。突起16の幅は、辺20とスリット19の辺19aとの距離に対応する。幅L1に対する幅L2の比率(L2/L1)は、例えば、1.2〜3の範囲にある。
As shown in FIG. 2, in the cross section of the rotor 4, the outline of the
ロータ4の断面において、スリット19は、例えば、矩形の形状を有する。ただし、スリット19の形状は矩形に限定されない。スリット19はU字状であってもよいし、V字状であってもよい。つまり、スリット19の幅L4は、q軸に平行な方向に関して一定であってもよいし、変化していてもよい。また、スリット19の幅L4は、連結部22の幅L7に一致していてもよいし、連結部22の幅L7よりも大きくてもよいし、連結部22の幅L7よりも小さくてもよい。スリット19が十分な幅L4を有していると、スリット19の近傍に遠心力による応力集中が起こることを回避できるので、ロータコア7に十分な強度が付与されうる。連結部22が十分な幅L7を有していると、ロータコア7の外周部の強度を十分に確保することができる。スリット19の幅L4が連結部22の幅L7に近いことは適切である。
In the cross section of the rotor 4, the
突起16の根元側におけるフラックスバリア13の幅L3(空隙長さL3)は、突起16の先端側におけるフラックスバリア13の最も狭い部分の幅L5(空隙長さL5)よりも大きい。フラックスバリア13の最も狭い部分の幅L5は、突起16とフラックスバリア13の内周面23との距離(最短距離)で表される。本実施形態では、フラックスバリア13の幅は、ブリッジ15から遠ざかるにつれて減少している。このような構造は、トルクの向上に有利である。つまり、ロータ4の外周面4pの近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束を効果的に減らすことができる。幅L5に対する幅L3の比率(L3/L5)は、例えば、4〜6の範囲にある。
The width L3 (gap length L3) of the
ロータ4の周方向において互いに隣り合う1対の磁極4aにおける1対のフラックスバリア13は、q軸に関して対称な形状を有する。1対の突起16もq軸に関して対称な形状を有する。1つの連結部22に隣接する1対のフラックスバリア13を含む構造に着目したとき、2つのブリッジ15に隣接する位置(ブリッジ15の内周面)において、磁性材料で構成された部分は、2つの突起16である。したがって、磁性材料で構成された部分の幅は、一方の突起16の幅L1と他方の突起16の幅L1との和で表される。ブリッジ15に隣接する位置(突起16の根元側)において、非磁性の部分は、2つのフラックスバリア13とスリット19である。非磁性の部分の幅は、一方のフラックスバリア13の幅L3と他方のフラックスバリア13の幅L3とスリット19の幅L4との和で表される。本実施形態では、非磁性の部分の幅(合計幅:L3+L3+L4)が磁性材料で構成された部分の幅(合計幅:L1+L1)よりも大きい。突起16の根元側において、磁性材料で構成された部分の幅に対する非磁性の部分の幅の比率は、例えば、2〜3の範囲にある。
The pair of
一方、突起16の先端側(永久磁石5の端部の近傍)において、磁性材料で構成された部分は、2つの突起16及び連結部22である。したがって、磁性材料で構成された部分の幅は、一方の突起16の幅L2と他方の突起16の幅L2と連結部22の幅L7との和で表される。突起16の先端側において、非磁性の部分は、2つのフラックスバリア13である。非磁性の部分の幅は、一方のフラックスバリア13の最も狭い部分の幅L5と他方のフラックスバリア13の最も狭い部分の幅L5との和で表される。本実施形態では、非磁性の部分の幅(合計幅:L5+L5)が磁性材料で構成された部分の幅(合計幅:L2+L2+L7)よりも小さい。つまり、非磁性の部分の幅と磁性材料で構成された部分の幅との大小関係は、突起16の根元側と突起16の先端側とで逆である。突起16の先端側において、非磁性の部分の幅に対する磁性材料で構成された部分の幅の比率は、例えば、5〜6の範囲にある。
On the other hand, on the tip side of the protrusion 16 (near the end of the permanent magnet 5), the portions made of a magnetic material are the two
本実施形態において、複数のフラックスバリア13は、q軸にそれぞれ隣接する1対のフラックスバリア13を含む。1対のフラックスバリア13のそれぞれに突起16が設けられている。1対のフラックスバリア13から選ばれる一方のフラックスバリア13の内周面23と突起16との最短距離(幅L5)と、1対のフラックスバリア13から選ばれる他方のフラックスバリア13の内周面23と突起16との最短距離(幅L5)と、スリット19の幅L4との和は、磁化方向に関する永久磁石5の厚さL6の2倍よりも小さい。このような構成によれば、ロータ4に過大な逆磁界磁束が作用したとき、逆磁界磁束は、永久磁石5に達する前に突起16の先端部分を通じて隣接した磁極4aへ漏れやすい。永久磁石5に作用する逆磁界を効果的に減らすことができるので、本実施形態の同期機100は耐減磁性に優れている。厚さL6の2倍に対する幅L4と幅L5と幅L5との和の比率((L4+L5+L5)/(L6+L6))は、例えば、0.3〜0.5の範囲にある。
In the present embodiment, the plurality of
次に、コンピュータシミュレーションの結果に基づき、フラックスバリア13、スリット19及び突起16の作用を詳細に説明する。
Next, the action of the
図3は、磁界解析によって作成された磁束線図であり、反半時計回り方向にトルクを発生させたときの状態を表している。本実施形態において、ブリッジ15に隣接した位置におけるフラックスバリア13の幅L3は、突起16の先端側におけるフラックスバリア13の幅L5よりも十分に大きい。そのため、フラックスバリア13の磁気抵抗は、ロータ4の外周面4pの近傍で十分に高い。その結果、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束(破線矢印)が十分に低減される。突起16の先端側においても、連結部22の一部が磁気飽和を起こしているとともに、フラックスバリア13によって適度な大きさの磁気抵抗が確保されている。そのため、2つの突起16を通ってある磁極4aから隣接する磁極4aに磁束が漏れることを抑制できる。図3に示す通り、トルク発生時の漏れ磁束は少なく、磁束が効果的にトルクを発生させている。
FIG. 3 is a magnetic flux diagram created by magnetic field analysis, and shows a state when torque is generated in the counterclockwise direction. In the present embodiment, the
また、ブリッジ15を通る漏れ磁束がスリット19を迂回することにより、磁極4aと磁極4aとの間の磁気抵抗が高まる。これにより、漏れ磁束を減らすことができる。
Further, the magnetic flux between the
図4は、ロータに逆磁界を作用させたときの磁束線図である。一般に、ロータの永久磁石に過大な減磁界が作用する状態とは、ロータのN極に対してN極となるステータの巻線への通電による磁界が作用し、ロータのS極に対してS極となるステータの巻線への通電による磁界が作用する状態を意味する。この場合、ステータの巻線への通電により、N極となるティースから、ロータを介して、S極となる隣のティースに大きな磁束が流れる。このとき、ロータのN極とS極との境界近傍に過大な逆磁界が作用し、永久磁石の端部で局所的な減磁が発生しやすい。過大な逆磁界は、ロータの表面の近傍だけでなく、ロータの内部まで深く侵入する。 FIG. 4 is a magnetic flux diagram when a reverse magnetic field is applied to the rotor. In general, a state in which an excessive demagnetizing field acts on the permanent magnet of the rotor means that a magnetic field due to energization of the stator winding that becomes N pole acts on the N pole of the rotor, and S on the rotor S pole. It means a state in which a magnetic field is applied by energizing the windings of the stator that is the pole. In this case, a large magnetic flux flows from the teeth serving as the N pole to the adjacent teeth serving as the S pole through the rotor due to energization of the stator windings. At this time, an excessive reverse magnetic field acts near the boundary between the north and south poles of the rotor, and local demagnetization tends to occur at the end of the permanent magnet. An excessive reverse magnetic field penetrates not only in the vicinity of the rotor surface but also deeply into the rotor.
図4は、本実施形態のロータに過大な逆磁界を作用させた状態を示している。過大な逆磁界により、ブリッジ15が磁気飽和し、さらにロータコア7の内部まで磁束が侵入している。しかし、突起16の幅が先端側で広く、突起16の先端側において、磁気抵抗が比較的低い。突起16の先端側におけるフラックスバリア13の最も狭い部分の幅L5は、磁化方向に関する永久磁石5の厚さL6よりも小さい。そのため、ロータ4に作用した過大な逆磁界磁束が永久磁石5に達する前に突起16の先端部分及び連結部22を通じて、ある磁極4aから隣接する磁極4aへと漏れる(破線矢印)。その結果、永久磁石5に作用する逆磁界が低減され、永久磁石5の減磁も防止される。
FIG. 4 shows a state where an excessive reverse magnetic field is applied to the rotor of the present embodiment. The
図5は、磁界解析の結果から算出された定格電流と定格トルクとの関係を示したグラフである。まず、コンピュータシミュレーションによって、本実施形態のロータ4から突起16及びスリット19を取り除くことによって得られるロータ107(図10)を用いた参照例の同期機に逆磁界を作用させ、顕著な減磁が発生しない電流値(減磁限界電流)を特定した。そして、減磁限界電流の所定割合(例えば、1/3)を定格電流に設定し、その定格電流を巻線に流したときに発生するトルクを定格トルクとして算出した。参照例の同期機の定格電流及び定格トルクをそれぞれ100%の電流及びトルクと定義した。図5の点Pは、参照例の同期機のデータである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rated current and the rated torque calculated from the result of the magnetic field analysis. First, a reverse magnetic field is applied to the synchronous machine of the reference example using the rotor 107 (FIG. 10) obtained by removing the
次に、図9に示す従来技術のロータを用いた同期機について、同じシミュレーションを実施し、定格電流及び定格トルクをそれぞれ算出し、参照例の同期機のデータ(点P)に対する割合を算出した。図5の点Qは、従来技術の同期機のデータである。従来技術の同期機の耐減磁性は、参照例の同期機よりも優れていた。従来技術の同期機では、減磁を避けつつ、参照例の同期機の定格電流の118%の電流を流すことが可能であった。トルクも115%に向上した。 Next, the same simulation was performed for the synchronous machine using the rotor of the prior art shown in FIG. 9, the rated current and the rated torque were calculated, and the ratio to the data (point P) of the synchronous machine of the reference example was calculated. . Point Q in FIG. 5 is data of a conventional synchronous machine. The demagnetization resistance of the conventional synchronous machine was superior to the synchronous machine of the reference example. In the conventional synchronous machine, it was possible to flow a current of 118% of the rated current of the synchronous machine of the reference example while avoiding demagnetization. Torque also improved to 115%.
次に、本実施形態の同期機100について、定格電流及び定格トルクをそれぞれ算出し、参照例の同期機のデータ(点P)に対する割合を算出した。図5の点Xは、本実施形態の同期機のデータである。本実施形態の同期機の耐減磁性は、参照例及び従来技術の同期機よりも優れていた。本実施形態の同期機100では、減磁を避けつつ、参照例の同期機の定格電流の128%の電流を流すことが可能であった。トルクも127%に向上した。
Next, for the
(実施形態2)
図6A及び図6Bに示すように、実施形態2にかかるロータ14(詳細には、ロータコア17)は、q軸に関して非対称な構造を有する。具体的に、ロータコア17には複数のフラックスバリア43及び44が形成されている。複数のフラックスバリア43及び44には、1つのq軸に隣接する1対のフラックスバリア43及び44が含まれる。これら1対のフラックスバリア43及び44から選ばれる一方のフラックスバリア43にのみ突起26が設けられている。このようなロータ14を備えた同期機は、一方向(図6Aでは反時計回り方向)にのみトルクを発生させる用途に適している。フラックスバリア43は、q軸を基準として、時計回り側に位置している。フラックスバリア44は、q軸を基準として、反時計回り側に位置している。言い換えれば、フラックスバリア43は、永久磁石5のd軸を基準として、反時計回り側における磁石埋設孔6の端部に位置している。フラックスバリア44は、永久磁石5のd軸を基準として、時計回り側における磁石埋設孔6の端部に位置している。ロータコア17は、クランク状の連結部42を有している。連結部42は、1対のブリッジ15とロータコア17の内側部分とを連結している部分である。ロータ14のその他の構成は、実施形態1のロータ4と共通であり、その説明を省略することがある。比率などの例も実施形態1の値が援用されうる。図6Bは、図6Aに寸法線を付与した図である。
(Embodiment 2)
As shown in FIGS. 6A and 6B, the rotor 14 (specifically, the rotor core 17) according to the second embodiment has an asymmetric structure with respect to the q axis. Specifically, a plurality of
本実施形態では、磁石埋設孔6の一方の端部(反時計回り側の端部)に突起26が設けられたフラックスバリア43(第1のフラックスバリア)が位置し、磁石埋設孔6の他方の端部(時計回り側の端部)に突起26が設けられていないフラックスバリア44(第2のフラックスバリア)が位置している。q軸を介して、フラックスバリア43がフラックスバリア44に向かい合っている。突起26は、ブリッジ15からシャフト3の中心に向かって突出している。本実施形態のロータ14は、一方向に磁束を流しやすい構造を有するため、方向性を持たないロータに比べて、高トルクを発揮できる。また、突起26が設けられていないフラックスバリア44の形状が比較的シンプルである。そのため、各フラックスバリアに突起が設けられている場合と比べて、本実施形態のロータ14は、精度よく生産しやすい。
In the present embodiment, a flux barrier 43 (first flux barrier) provided with a
本実施形態において、突起26は、根元部分26a及び先端部分26bを有する。根元部分26aは、一定の幅L11を有し、ブリッジ15に隣接している。先端部分26bは、根元部分26aよりも広い幅L2を有しており、根元部分26aの先端側に位置している。幅L2は、先端部分26bの最も幅広の位置における幅である。ロータ14の断面において、突起26の輪郭は、q軸に平行な一辺32と、永久磁石5に向かって延びる他の辺33とを含む。q軸に平行な一辺32とスリット19の輪郭を構成する辺19aとによって根元部分26aが形成されている。つまり、根元部分26aは、スリット19に隣接している。他の辺33は、先端部分26bを形成している。先端部分26bの幅はq軸に平行な方向において変化していてもよいし、一定であってもよい。このような突起26によれば、ロータ14の外周面4pの近くで十分な大きさの磁気抵抗を確保でき、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束を効果的に減らすことができる。このことは、トルクの向上に有利である。
In the present embodiment, the
連結部42は、q軸と平行な方向に延びる2つの第1部分42aと、幅方向WD又はロータ14の周方向に延びる第2部分42bとを有する。2つの第1部分42aの間に第2部分42bが位置している。連結部42は、フラックスバリア43とフラックスバリア44とを隔てており、かつ、1対のブリッジ15とロータコア17の内側部分とを連結している。詳細には、連結部42は、ロータコア17の内側部分と突起26が設けられていないフラックスバリア44に面しているブリッジ15とを連結している。突起26が連結部42の第2部分42bに接続されており、これにより、突起26が設けられたフラックスバリア43に面しているブリッジ15が突起26及び連結部42を介して、ロータコア17の内側部分と接続されている。
The connecting portion 42 includes two
連結部42の2つの第1部分42aは、それぞれ、幅L12及び幅L7を有する。2つの第1部分42aの幅は、互いに一致していてもよいし、異なっていてもよい。連結部42の第2部分42bの幅は、例えば、スリット19の幅L41に一致している。
The two
ブリッジ15に隣接する位置(突起26の根元側)において、磁性材料で構成された部分は、突起26及び連結部42である。したがって、磁性材料で構成された部分の幅は、突起26の根元部分26aの幅L11と連結部42の第1部分42aの幅L12との和で表される。ブリッジ15に隣接する位置において、非磁性の部分は、フラックスバリア43、フラックスバリア44及びスリット19である。非磁性の部分の幅は、フラックスバリア43の幅L31と、フラックスバリア44の幅L32と、スリット19の幅L41との和で表される。実施形態1と同様に、本実施形態においても、非磁性の部分の幅(合計幅:L31+L32+L41)が磁性材料で構成された部分の幅(合計幅:L11+L12)よりも大きい。
In the position adjacent to the bridge 15 (the base side of the protrusion 26), the portions made of the magnetic material are the
一方、突起26の先端側において、磁性材料で構成された部分は、突起26及び連結部42である。したがって、磁性材料で構成された部分の幅は、突起26の幅L2と、連結部42の第1部分42aの幅L12と、連結部42の第2部分42bの幅L41との和で表される。突起26の先端側において、非磁性の部分は、2つのフラックスバリア43及び44である。詳細には、非磁性の部分は、フラックスバリア43の幅L51(空隙長さL51)と、フラックスバリア44の幅L52(空隙長さL52)との和で表される。幅L51は、突起26とフラックスバリア43の内周面52との距離に等しい。幅L52は、フラックスバリア44の内周面53と連結部42の第2部分42bとの距離に等しい。本実施形態においても、非磁性の部分の幅(合計幅:L51+L52)が磁性材料で構成された部分の幅(合計幅:L2+L41+L12)よりも小さい。つまり、非磁性の部分の幅と磁性材料で構成された部分の幅との大小関係は、突起26の根元側と突起26の先端側とで逆である。
On the other hand, on the tip end side of the
また、フラックスバリア43は、突起26に向かい合う内周面52を有する。フラックスバリア44は、連結部42に向かい合う内周面53を有する。q軸からフラックスバリア43の内周面52までの最大距離D1は、q軸からフラックスバリア44の内周面53までの最大距離D2よりも小さい。
Further, the
図7は、磁界解析によって作成された磁束線図であり、反半時計回り方向にトルクを発生させたときの状態を表している。ブリッジ15に隣接した位置における非磁性の部分(空隙)の幅(合計幅)は、突起26の先端側における非磁性の部分(空隙)の幅(合計幅)よりも十分に大きい。そのため、フラックスバリア43及び44の磁気抵抗は、ロータ14の外周面4pの近傍で十分に高い。その結果、ある磁極4aから隣接する磁極4aへの漏れ磁束(破線矢印)が十分に低減される。突起26の先端側においても、非磁性の部分(空隙)によって適度な大きさの磁気抵抗が確保されている。そのため、突起26を通ってある磁極4aから隣接する磁極4aに磁束が漏れることを抑制できる。図7に示す通り、トルク発生時の漏れ磁束は少なく、磁束が効果的にトルクを発生させている。
FIG. 7 is a magnetic flux diagram created by magnetic field analysis, and shows a state when torque is generated in the counterclockwise direction. The width (total width) of the nonmagnetic portion (gap) at a position adjacent to the
また、ブリッジ15を通る漏れ磁束がスリット19を迂回することにより、磁極4aと磁極4aとの間の磁気抵抗が高まる。これにより、漏れ磁束を減らすことができる。
Further, the magnetic flux between the
図8は、ロータに逆磁界を作用させたときの磁束線図である。過大な逆磁界により、ブリッジ15が磁気飽和し、さらにロータコア17の内部まで磁束が侵入している。しかし、突起26の幅が先端側で広く、突起26の先端側において、磁気抵抗が比較的低い。突起26の先端側において、フラックスバリア43の幅L51は、磁化方向に関する永久磁石5の厚さL6よりも小さい。フラックスバリア44の幅L52も永久磁石5の厚さL6よりも小さい。そのため、ロータ14に作用した過大な逆磁界磁束は、永久磁石5に達する前に突起26の先端部分26b及び連結部42を通じて、ある磁極4aから隣接する磁極4aへと漏れる(破線矢印)。その結果、永久磁石5に作用する逆磁界が低減され、永久磁石5の減磁も防止される。
FIG. 8 is a magnetic flux diagram when a reverse magnetic field is applied to the rotor. Due to the excessive reverse magnetic field, the
図5に示すように、本実施形態のロータ14を用いた同期機について、実施形態1で説明したシミュレーションによって定格電流及び定格トルクをそれぞれ算出し、参照例の同期機のデータ(点P)に対する割合を算出した。図5の点Yは、本実施形態の同期機のデータである。本実施形態の同期機の耐減磁性は、参照例、従来技術及び実施形態1の同期機よりも優れていた。本実施形態の同期機では、減磁を避けつつ、参照例の同期機の定格電流の137%の電流を流すことが可能であった。トルクも134%に向上した。
As shown in FIG. 5, for the synchronous machine using the
(変形例)
実施形態1及び2において、スリット19は、空間で形成されている。ただし、スリット19に非磁性材料が充填されている場合も、スリット19が空間の場合と同じ効果が得られる。さらに、スリット19に非磁性材料が充填されている場合、ロータ4又は14の強度を高めることができる。非磁性材料としては、樹脂、セラミック、非磁性金属などが挙げられる。凹形状を有するスリット19の全部に非磁性材料が充填されているとき、ロータ4又は14は、円形の断面(輪郭)を有する。また、スリット19の一部(例えば、半分)にのみ非磁性材料が充填されていてもよい。
(Modification)
In the first and second embodiments, the
本開示にかかる永久磁石埋込同期機は、耐減磁性に優れているとともに、高いトルクを発生しうる。本開示にかかる永久磁石埋込同期機は、電動機、発電機などの電気機械に有用である。 The permanent magnet embedded synchronous machine according to the present disclosure is excellent in resistance to demagnetization and can generate high torque. The permanent magnet embedded synchronous machine according to the present disclosure is useful for electric machines such as an electric motor and a generator.
3 シャフト
4,14 ロータ
4p ロータの外周面
4a 磁極
5 永久磁石
6 磁石埋設孔
7,17 ロータコア
13,43,44 フラックスバリア
15 ブリッジ
16,26 突起
19 スリット
19a スリットの輪郭の辺
26a 根元部分
26b 先端部分
100 永久磁石埋込同期機
WD 幅方向
3
Claims (8)
前記シャフトに支持されたロータと、
を備え、
前記ロータは、ロータコアと、前記ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石と、空間又は非磁性材料で形成された複数のフラックスバリアとを含み、
前記ロータコアには、前記ロータの周方向に沿って複数の磁石埋設孔が形成されており、それら複数の磁石埋設孔のそれぞれに前記永久磁石が配置されて前記ロータに複数の磁極が形成されており、
前記複数のフラックスバリアのそれぞれが前記複数の磁石埋設孔のそれぞれの端部に位置しており、
前記ロータコアは、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との間に設けられ、前記ロータの外周面から前記シャフトの前記中心に向かって凹形状を有するスリットと、前記フラックスバリアにおいて前記スリットに隣接して設けられ、前記永久磁石の端部に向かって突出している突起と、を有する、永久磁石埋込同期機。 A shaft,
A rotor supported by the shaft;
With
The rotor includes a rotor core, a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core, and a plurality of flux barriers formed of space or a nonmagnetic material,
A plurality of magnet embedding holes are formed in the rotor core along the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet is disposed in each of the plurality of magnet embedding holes to form a plurality of magnetic poles on the rotor. And
Each of the plurality of flux barriers is located at each end of the plurality of magnet embedding holes,
In the flux barrier, the rotor core is provided between the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor and the magnetic poles, and has a concave shape from the outer peripheral surface of the rotor toward the center of the shaft. A permanent magnet embedded synchronous machine having a protrusion provided adjacent to the slit and protruding toward an end of the permanent magnet.
前記シャフトに垂直な前記ロータの断面において、前記ブリッジに近い側を前記突起の根元側、前記シャフトの前記中心に近い側を前記突起の先端側、前記ロータの周方向において互いに隣り合う前記磁極と前記磁極との境界線をなすq軸に直交する方向を幅方向と定義したとき、
前記先端側における前記突起の幅が前記根元側における前記突起の幅よりも大きい、請求項1に記載の永久磁石埋込同期機。 The rotor core further includes a plurality of bridges located radially outside the flux barrier when viewed from the center of the shaft;
In the cross section of the rotor perpendicular to the shaft, the side close to the bridge is the root side of the protrusion, the side close to the center of the shaft is the tip side of the protrusion, and the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor When the direction perpendicular to the q axis that forms the boundary line with the magnetic pole is defined as the width direction,
2. The permanent magnet embedded synchronous machine according to claim 1, wherein a width of the protrusion on the tip side is larger than a width of the protrusion on the root side.
1対の前記フラックスバリアのそれぞれに前記突起が設けられており、
1対の前記フラックスバリアから選ばれる一方の前記フラックスバリアの内周面と前記突起との最短距離と、1対の前記フラックスバリアから選ばれる他方の前記フラックスバリアの内周面と前記突起との最短距離と、前記スリットの幅との和は、磁化方向に関する前記永久磁石の厚さの2倍よりも小さい、請求項2又は3に記載の永久磁石埋込同期機。 The plurality of flux barriers include a pair of flux barriers adjacent to each other in the q axis that forms a boundary line between the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor,
The protrusions are provided on each of the pair of flux barriers;
The shortest distance between the inner peripheral surface of one flux barrier selected from a pair of the flux barriers and the protrusion, and the inner peripheral surface of the other flux barrier selected from a pair of the flux barriers and the protrusion. The permanent magnet embedded synchronous machine according to claim 2 or 3, wherein the sum of the shortest distance and the width of the slit is smaller than twice the thickness of the permanent magnet with respect to the magnetization direction.
前記1対のフラックスバリアから選ばれる一方にのみ前記突起が設けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の永久磁石埋込同期機。 The plurality of flux barriers include a pair of flux barriers adjacent to each other in the q axis that forms a boundary line between the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor,
The permanent magnet embedded synchronous machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusion is provided only on one selected from the pair of flux barriers.
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