JP2019176602A

JP2019176602A - Electric rotating machine

Info

Publication number: JP2019176602A
Application number: JP2018061495A
Authority: JP
Inventors: 浅野　能成; Yoshinari Asano; 能成浅野; 小坂　卓; Suguru Kosaka; 卓小坂
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-10

Abstract

To suppress increase in a magnet quantity when suppressing demagnetization of a permanent magnet due to heat of a winding in a hybrid field flux-less switching motor.SOLUTION: A stator core (21) in which a field slot (213a) for arranging a field winding (23) and an armature slot (213b) for arranging an armature winding (24) are disposed is provided, and permanent magnet (22) is arranged in the field slot (213a). In the permanent magnet (22), a portion where a width (W3) in a circumferential direction is narrower than a width (W2) in a circumferential direction in a portion adjacent to the field winding (23) is provided.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、回転電気機械に関するものである。 The present disclosure relates to rotating electrical machines.

回転電気機械の一種である電動機の中には、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーター(HEFSM: Hybrid Excitation Flux Switching Motor。以下、HEFSMと略記する場合もある)と呼ばれる形式ものがある（例えば非特許文献１を参照）。 Among electric motors that are a type of rotating electrical machine, there is a type of motor called a hybrid field flux switching motor (HEFSM: Hybrid Excitation Flux Switching Motor, hereinafter abbreviated as HEFSM) (for example, Non-Patent Document 1). See).

磯部、小坂、松井「高占積率巻線を採用した固定子磁石中央配置型HEFSMの設計検討の設計検討」モータドライブ・回転機・自動車合同研究会資料、MD-17-018/RM-17-064/VT-17-018、2017Isobe, Kosaka, Matsui “Design Study on HEFSM Stator Magnets with High Space Ratio Winding” Motor Drive / Rotary / Automobile Joint Study Group Data, MD-17-018 / RM-17 -064 / VT-17-018, 2017

HEFSMでは、永久磁石の近くに巻線（後述の界磁巻線）が設けられているので、巻線の熱による永久磁石の減磁を対策しておくのが望ましい。その一方で、減磁対策によって、磁石が大型化するのは望ましくない。 In HEFSM, a winding (a field winding described later) is provided near the permanent magnet, so it is desirable to take measures against demagnetization of the permanent magnet due to the heat of the winding. On the other hand, it is not desirable to increase the size of the magnet due to measures against demagnetization.

本開示の目的は、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターにおいて、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることにある。 An object of the present disclosure is to suppress an increase in the amount of magnets in a hybrid field flux switching motor when suppressing demagnetization of a permanent magnet due to heat of windings.

本開示の第１の態様は、
直流が供給される界磁巻線（23）と、
交流が供給される電機子巻線（24）と、
前記界磁巻線（23）を配置するスロット（213）である界磁スロット（213a）と、前記電機子巻線（24）を配置するスロット（213）である電機子スロット（213b）とがそれぞれ周方向に並んで複数形成された円環状の固定子コア（21）と、
前記界磁スロット（213a）に収容され、磁極面が周方向に向いて配置された永久磁石（22）と、
前記固定子コア（21）と所定のエアギャップ（G）をもって対向した回転子コア（11）とを備え、
前記永久磁石（22）は、前記界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分があることを特徴とする回転電気機械である。 The first aspect of the present disclosure is:
A field winding (23) to which direct current is supplied;
An armature winding (24) supplied with alternating current;
A field slot (213a) that is a slot (213) in which the field winding (23) is disposed, and an armature slot (213b) that is a slot (213) in which the armature winding (24) is disposed. A plurality of annular stator cores (21) formed side by side in the circumferential direction;
A permanent magnet (22) housed in the field slot (213a) and having a magnetic pole face arranged in the circumferential direction;
A rotor core (11) opposed to the stator core (21) with a predetermined air gap (G);
The permanent magnet (22) has a portion in which a circumferential width (W3) is narrower than a circumferential width (W2) in a portion adjacent to the field winding (23). Rotating electric machine.

第１の態様では、ハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターにおいて、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。 In the first aspect, in the hybrid field flux switching motor, it is possible to suppress an increase in the amount of magnets when suppressing the demagnetization of the permanent magnet due to the heat of the winding.

本開示の第２の態様は、第１の態様において、
前記永久磁石（22）は、径方向に複数の磁石片（22a）に分割されていることを特徴とする回転電気機械である。 According to a second aspect of the present disclosure, in the first aspect,
The permanent magnet (22) is a rotating electric machine characterized by being divided into a plurality of magnet pieces (22a) in a radial direction.

第２の態様では、複数の磁石片（22a）によって、径方向における永久磁石（22）の寸法変化が実現される。 In the second aspect, the dimensional change of the permanent magnet (22) in the radial direction is realized by the plurality of magnet pieces (22a).

本開示の第３の態様は、第２の態様において、
前記磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されていることを特徴とする回転電気機械である。 According to a third aspect of the present disclosure, in the second aspect,
Each of the magnet pieces (22a) is a rotating electric machine characterized in that a coating is applied to each contact surface.

第３の態様では、コーティングが、減磁の抑制に寄与する熱抵抗となり得る。 In the third aspect, the coating can be a thermal resistance that contributes to suppression of demagnetization.

本開示の第４の態様は、第１から第３の態様の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）における、前記界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、前記界磁巻線（23）における、前記永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さいことを特徴とする回転電気機械である。 According to a fourth aspect of the present disclosure, in any one of the first to third aspects,
The circumferential width (W2) of the portion adjacent to the field winding (23) in the permanent magnet (22) is the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23). The rotating electric machine is characterized by being smaller than the circumferential width (W1).

第４の態様では、ティース（211）の幅減少が制限され、ティース（211）の幅減少に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。 In the fourth aspect, the reduction in the width of the tooth (211) is limited, and the increase in magnetic resistance due to the reduction in the width of the tooth (211) is suppressed.

本開示の第５の態様は、第１から第４の態様の何れかにおいて、
前記永久磁石（22）は、内周側において、前記エアギャップ（G）と界磁スロット（213a）とを仕切るように前記固定子コア（21）に形成された壁面（214）と該エアギャップ（G）とを介して、若しくは、前記エアギャップ（G）のみを介して、前記回転子コア（11）に面しており、
前記永久磁石（22）は、その最内周部における周方向の幅（W4）よりも周方向の幅（W3）が狭くなっている部分があることを特徴とする回転電気機械である。 According to a fifth aspect of the present disclosure, in any one of the first to fourth aspects,
The permanent magnet (22) includes a wall surface (214) formed on the stator core (21) and the air gap so as to partition the air gap (G) and the field slot (213a) on the inner peripheral side. (G) or through the air gap (G) only, facing the rotor core (11),
The permanent magnet (22) is a rotating electric machine characterized in that there is a portion in which a circumferential width (W3) is narrower than a circumferential width (W4) at an innermost circumferential portion thereof.

第５の態様では、永久磁石（22）において、減磁対策が必要な部分の周方向幅を十分に確保できる。 In the fifth aspect, the circumferential width of the portion of the permanent magnet (22) that needs to be demagnetized can be sufficiently secured.

本開示の第６の態様は、第３の態様において、
前記コーティングは、前記磁石片（22a）同士を接着する接着材を兼ねていることを特徴とする回転電気機械である。 According to a sixth aspect of the present disclosure, in the third aspect,
The rotary electric machine is characterized in that the coating also serves as an adhesive for bonding the magnet pieces (22a) to each other.

第６の態様では、磁石片（22a）同士が固定される。 In the sixth aspect, the magnet pieces (22a) are fixed.

図１は、実施形態１に係る電動機の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the electric motor according to the first embodiment. 図２は、固定子コアを軸方向から見た図である。FIG. 2 is a view of the stator core as seen from the axial direction. 図３は、軸方向から見た界磁巻線及び電機子巻線の配置を示す。FIG. 3 shows the arrangement of field windings and armature windings as viewed from the axial direction. 図４は、固定子における永久磁石付近の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the permanent magnet in the stator. 図５は、実施形態２の固定子を示す。FIG. 5 shows the stator of the second embodiment. 図６は、実施形態２の変形例に係る固定子を示す。FIG. 6 shows a stator according to a modification of the second embodiment. 図７は、実施形態３の固定子を示す。FIG. 7 shows the stator of the third embodiment. 図８は、永久磁石の形状例１を示す。FIG. 8 shows shape example 1 of the permanent magnet. 図９は、永久磁石の形状例２を示す。FIG. 9 shows shape example 2 of the permanent magnet. 図１０は、永久磁石の形状例３を示す。FIG. 10 shows shape example 3 of the permanent magnet. 図１１は、永久磁石の形状例４を示す。FIG. 11 shows a shape example 4 of the permanent magnet. 図１２は、永久磁石の形状例５を示す。FIG. 12 shows shape example 5 of the permanent magnet. 図１３は、永久磁石の形状例６を示す。FIG. 13 shows a shape example 6 of the permanent magnet. 図１４は、永久磁石の形状例７を示す。FIG. 14 shows shape example 7 of the permanent magnet. 図１５は、永久磁石の形状例８を示す。FIG. 15 shows a shape example 8 of the permanent magnet. 図１６は、固定子コアの変形例を示す。FIG. 16 shows a modification of the stator core.

《実施形態１》
以下では、回転電気機械の一例として、電動機の例を説明する。図１は、本実施形態に係る電動機（1）の構成を示す断面図である。電動機（1）は、HEFSMの一例である。電動機（1）は、図１に示すように、所定のエアギャップ（G）をもって互いに対向した回転子（10）と固定子（20）を備えている。回転子（10）及び固定子（20）は、ケーシング（図示は省略）に収容されている。 Embodiment 1
Below, the example of an electric motor is demonstrated as an example of a rotary electric machine. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the electric motor (1) according to this embodiment. The electric motor (1) is an example of HEFSM. As shown in FIG. 1, the electric motor (1) includes a rotor (10) and a stator (20) that face each other with a predetermined air gap (G). The rotor (10) and the stator (20) are accommodated in a casing (not shown).

電動機（1）は、例えば自動車や、空気調和装置の圧縮機などに用いることができる。電動機（1）は、回転子（10）に設けられた駆動軸（12）によって、例えば、自動車のトランスミッションや空気調和装置の圧縮機などを駆動する。 The electric motor (1) can be used, for example, in an automobile or a compressor of an air conditioner. The electric motor (1) drives, for example, a transmission of an automobile, a compressor of an air conditioner, and the like by a drive shaft (12) provided on the rotor (10).

なお、以下の説明で用いる用語のうち、軸方向とは、駆動軸（12）の軸心（P）の方向をいい、径方向とは軸心（P）と直交する方向をいう。また、外周側とは軸心（P）からより遠い側をいい、内周側とは軸心（P）により近い側をいう。 Of the terms used in the following description, the axial direction refers to the direction of the axis (P) of the drive shaft (12), and the radial direction refers to the direction orthogonal to the axis (P). The outer peripheral side is the side farther from the axis (P), and the inner peripheral side is the side closer to the axis (P).

〈回転子〉
回転子（10）は、回転子コア（11）及び駆動軸（12）を備えている。回転子コア（11）は、軟磁性体によって形成されている。本実施形態の回転子コア（11）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作成した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアである。回転子コア（11）の中心には、図１に示すように駆動軸（12）を挿入する貫通孔（113）が形成されている。 <Rotor>
The rotor (10) includes a rotor core (11) and a drive shaft (12). The rotor core (11) is made of a soft magnetic material. The rotor core (11) of this embodiment is a laminated core obtained by laminating a number of core members produced by punching an electromagnetic steel sheet by press working in the axial direction. A through hole (113) for inserting the drive shaft (12) is formed at the center of the rotor core (11) as shown in FIG.

また、回転子コア（11）には、外周側に向かって突き出た複数の突部（111）が設けられている。突部（111）は、回転子コア（11）の周方向に等ピッチで並んでいる。つまり、回転子コア（11）は、軸方向から見て、歯車状の形状である。突部（111）は、回転子（10）の固定子（20）に対する相対的位置により磁気抵抗を変化させるために設けられたものである。 The rotor core (11) is provided with a plurality of protrusions (111) protruding toward the outer peripheral side. The protrusions (111) are arranged at an equal pitch in the circumferential direction of the rotor core (11). That is, the rotor core (11) has a gear shape when viewed from the axial direction. The protrusion (111) is provided to change the magnetic resistance depending on the relative position of the rotor (10) with respect to the stator (20).

なお、回転子コア（11）は、凹部外周に薄肉の回転子コアを設けて、回転子コア（11）全体として外周を真円としてもよい。また、突部（111）は必ずしも厳密に等間隔である必要もない。 The rotor core (11) may be provided with a thin rotor core on the outer periphery of the recess, and the outer periphery of the entire rotor core (11) may be a perfect circle. Further, the protrusions (111) do not necessarily have to be exactly equidistant.

〈固定子〉
固定子（20）は、固定子コア（21）、永久磁石（22）、界磁巻線（23）、及び電機子巻線（24）を備えている。 <stator>
The stator (20) includes a stator core (21), a permanent magnet (22), a field winding (23), and an armature winding (24).

固定子コア（21）は、軟磁性体によって円環状に形成されている。この例では、固定子コア（21）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作成した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアである。図２は、固定子コア（21）を軸方向から見た図である。図２に示すように、固定子コア（21）は、固定子ヨーク（212）と、複数のティース（211）とを備えている。 The stator core (21) is formed in an annular shape by a soft magnetic material. In this example, the stator core (21) is a laminated core in which a large number of core members made by punching electromagnetic steel sheets by pressing are laminated in the axial direction. FIG. 2 is a view of the stator core (21) seen from the axial direction. As shown in FIG. 2, the stator core (21) includes a stator yoke (212) and a plurality of teeth (211).

固定子ヨーク（212）は、円環状の形状を有した、固定子コア（21）の外周側に形成された部分である。また、それぞれのティース（211）は、固定子ヨーク（212）の内周面から内周側に向かって突き出た部分である。図２の例では、２４個のティース（211）が設けられている。これらのティース（211）は、軸心（P）回りに周方向に所定ピッチで配置されている。それにより、それぞれのティース（211）の間には、空間が形成される。 The stator yoke (212) is a portion formed on the outer peripheral side of the stator core (21) having an annular shape. Each tooth (211) is a portion protruding from the inner peripheral surface of the stator yoke (212) toward the inner peripheral side. In the example of FIG. 2, 24 teeth (211) are provided. These teeth (211) are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction around the axis (P). Thereby, a space is formed between the respective teeth (211).

ティース（211）の間に形成されたこれらの空間は、永久磁石（22）や界磁巻線（23）や電機子巻線（24）が配置されるスロット（213）として機能する。これらスロット（213）には、界磁スロット（213a）と電機子スロット（213b）の２種類がある。何れの種類のスロットも複数設けられている。界磁スロット（213a）と電機子スロット（213b）とは、周方向に交互に配置されている。 These spaces formed between the teeth (211) function as slots (213) in which the permanent magnet (22), the field winding (23), and the armature winding (24) are arranged. These slots (213) are of two types: field slots (213a) and armature slots (213b). A plurality of slots of any kind are provided. The field slots (213a) and the armature slots (213b) are alternately arranged in the circumferential direction.

なお、以下の説明において、界磁スロット（213a）や電機子スロット（213b）等のように複数個が存在する構成要素において、特定のものに着目する等の場合には、参照符合に枝番を付けることにする（例えば213a-1,213a-2…など）。 In the following description, in a case where attention is paid to a specific component such as a field slot (213a) or an armature slot (213b), a branch number is used as a reference number. (For example, 213a-1, 213a-2, etc.).

−永久磁石（22）−
固定子（20）には、複数の永久磁石（22）が設けられている。この例では、それぞれの永久磁石（22）は、希土類元素を用いたいわゆる希土類磁石である。より具体的には、永久磁石（22）は、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とした磁石（ネオジム-ボロン-鉄系の磁石）である。 -Permanent magnet (22)-
The stator (20) is provided with a plurality of permanent magnets (22). In this example, each permanent magnet (22) is a so-called rare earth magnet using a rare earth element. More specifically, the permanent magnet (22) is a magnet (neodymium-boron-iron-based magnet) mainly composed of neodymium, iron, and boron.

なお、永久磁石（22）は、重希土類元素（具体的にはジスプロシウム（Dy）或いはテルビウム（Tb））を含む合金で構成してもよいし、重希土類元素を粒界拡散法によって表面付近のみに含ませた焼結磁石によって構成してもよい。また、希土類元素を用いない磁石（例えば、いわゆるフェライト磁石）であってもよい。永久磁石（22）の軸方向の長さは、固定子コア（21）の軸方向長さと概ね同じである。 The permanent magnet (22) may be composed of an alloy containing a heavy rare earth element (specifically, dysprosium (Dy) or terbium (Tb)), or the heavy rare earth element may be formed only near the surface by a grain boundary diffusion method. You may comprise by the sintered magnet contained in. Moreover, the magnet (for example, what is called a ferrite magnet) which does not use rare earth elements may be used. The axial length of the permanent magnet (22) is substantially the same as the axial length of the stator core (21).

また、それぞれの永久磁石（22）は、磁極面が周方向を向いている。詳しくは、これらの永久磁石（22）は、周方向において同じ極性の磁極面が向かい合うように、界磁スロット（213a）内に配置されている（図１を参照）。本実施形態では、これらの永久磁石（22）の構成（具体的には形状）に特徴がある。この特徴については、電動機（1）の構成を一通り説明した後に詳述する。 Moreover, each permanent magnet (22) has the magnetic pole surface facing the circumferential direction. Specifically, these permanent magnets (22) are arranged in the field slot (213a) so that the magnetic pole faces of the same polarity face each other in the circumferential direction (see FIG. 1). This embodiment is characterized by the configuration (specifically, shape) of these permanent magnets (22). This feature will be described in detail after the entire configuration of the electric motor (1) is described.

次に巻線について説明する。図３に、軸方向から見た界磁巻線（23）及び電機子巻線（24）の配置を示す。 Next, the winding will be described. FIG. 3 shows the arrangement of the field winding (23) and the armature winding (24) viewed from the axial direction.

−界磁巻線（23）−
界磁巻線（23）は、永久磁石（22）の磁束を制御するための巻線である。界磁巻線（23）は、被覆銅線で構成されている。界磁巻線（23）は、ティース（211）に巻回されて、界磁スロット（213a）に配置されている。ここで、周方向において互いに隣り合う一対の界磁スロット（213a）によって挟まれる一対のティース（211）を「一対の界磁ティース（211a）」と命名する（図１を参照）。この例では、一対の界磁ティース（211a）に対して、２つの界磁巻線（23）が巻回されている。 −Field winding (23) −
The field winding (23) is a winding for controlling the magnetic flux of the permanent magnet (22). The field winding (23) is made of a coated copper wire. The field winding (23) is wound around the teeth (211) and disposed in the field slot (213a). Here, the pair of teeth (211) sandwiched between the pair of field slots (213a) adjacent to each other in the circumferential direction is referred to as “a pair of field teeth (211a)” (see FIG. 1). In this example, two field windings (23) are wound around the pair of field teeth (211a).

２つの界磁巻線（23）のそれぞれは、径方向に沿う軸を巻回軸として、この一対の界磁ティース（211a）に巻回されている。つまり、一対の界磁ティース（211a）を一つのティースとみなして、これに２つの界磁巻線（23）が集中巻で巻回されているのである。 Each of the two field windings (23) is wound around the pair of field teeth (211a) with the axis along the radial direction as a winding axis. That is, the pair of field teeth (211a) is regarded as one tooth, and two field windings (23) are wound in concentrated winding on the pair of field teeth (211a).

界磁巻線（23）と永久磁石（22）の位置関係を見ると、図１に示すように、各永久磁石（22）は、界磁スロット（213a）内において、外周側及び内周側の両方から界磁巻線（23）と面している。この例では、永久磁石（22）と界磁巻線（23）とは接している。本明細書では、このように、永久磁石（22）が内周側、外周側の双方で界磁巻線（23）に面している固定子（20）を「中央磁石配置の固定子」と命名する。 Looking at the positional relationship between the field winding (23) and the permanent magnet (22), as shown in FIG. 1, each permanent magnet (22) has an outer peripheral side and an inner peripheral side in the field slot (213a). Both face the field winding (23). In this example, the permanent magnet (22) and the field winding (23) are in contact. In this specification, the stator (20) in which the permanent magnet (22) faces the field winding (23) on both the inner peripheral side and the outer peripheral side is referred to as “a stator having a central magnet arrangement”. Named.

なお、以下の説明において、永久磁石（22）の内周側の界磁巻線（23）と該永久磁石（22）の外周側の界磁巻線（23）とを区別する必要がある場合には、内周側の界磁巻線（23）の参照符合に接尾辞として”i”を付けて界磁巻線（23i）と記載し、外周側の界磁巻線（23）の参照符合に接尾辞として”o”を付けて界磁巻線（23o）と記載する。また、界磁巻線（23i）や界磁巻線（23o）において特定のものに着目する等の場合には、接尾辞の後に更に枝番を付けることにする（例えば23i-1,23o-1等）。 In the following description, it is necessary to distinguish the field winding (23) on the inner peripheral side of the permanent magnet (22) from the field winding (23) on the outer peripheral side of the permanent magnet (22). Shows the field winding (23i) with the suffix “i” appended to the reference mark of the inner field winding (23), and the outer field winding (23) reference The field winding (23o) is described by adding “o” as a suffix to the sign. Further, in the case of paying attention to a specific one in the field winding (23i) or the field winding (23o), a branch number is added after the suffix (for example, 23i-1, 23o- 1 etc.).

ここで、本実施形態における永久磁石（22）と界磁巻線（23）との配置を図１で確認しておく。図１では、ティース（211-2）とティース（211-3）は、周方向において互いに隣り合う界磁スロット（213a-1）と界磁スロット（213a-2）とによって挟まれている。すなわち、ティース（211-2）とティース（211-3）とによって、一対の界磁ティース（211a）が構成されている。 Here, the arrangement of the permanent magnet (22) and the field winding (23) in the present embodiment is confirmed in FIG. In FIG. 1, the teeth (211-2) and the teeth (211-3) are sandwiched between a field slot (213a-1) and a field slot (213a-2) that are adjacent to each other in the circumferential direction. That is, the pair of field teeth (211a) is configured by the teeth (211-2) and the teeth (211-3).

界磁巻線（23o-1）は、この「一対の界磁ティース（211a）」に対して巻回されている。界磁巻線（23o-1）は、永久磁石（22-1）や永久磁石（22-2）よりも外周側に位置している。同様に界磁巻線（23i-1）は、ティース（211-2）とティース（211-3）、すなわち「一対の界磁ティース（211a）」に対して巻回されている。この界磁巻線（23i-1）は、永久磁石（22-1）や永久磁石（22-2）よりも内周側に位置している。 The field winding (23o-1) is wound around the “pair of field teeth (211a)”. The field winding (23o-1) is located on the outer peripheral side of the permanent magnet (22-1) and the permanent magnet (22-2). Similarly, the field winding (23i-1) is wound around the teeth (211-2) and the teeth (211-3), that is, "a pair of field teeth (211a)". The field winding (23i-1) is located on the inner peripheral side of the permanent magnet (22-1) and the permanent magnet (22-2).

これらの界磁巻線（23）は、必要に応じて直流励磁される。そのため、界磁巻線（23）は、電源（30）に接続されている（図１参照）。界磁巻線（23）に直流電力を供給する電源（30）には、種々のものを採用できる。例えば、電源（30）として、チョッパ回路（降圧チョッパ回路、昇圧チョッパ回路または昇降圧チョッパ回路を含む）を用いることで、界磁巻線（23）に流す直流電流を容易に制御することができる。つまり、界磁巻線（23）に流す直流は、脈動成分を含んでいるものでもかまわない。 These field windings (23) are DC-excited as necessary. Therefore, the field winding (23) is connected to the power source (30) (see FIG. 1). Various power sources (30) for supplying DC power to the field winding (23) can be used. For example, by using a chopper circuit (including a step-down chopper circuit, a step-up chopper circuit, or a step-up / step-down chopper circuit) as the power source (30), the direct current flowing through the field winding (23) can be easily controlled. . That is, the direct current flowing through the field winding (23) may contain a pulsating component.

なお、本実施形態では、永久磁石（22）の外周側の全ての界磁巻線（23o）は、互いに直列接続されている。同様に、永久磁石（22）の内周側の全ての界磁巻線（23i）も、互いに直列接続されている。また、本実施例では、界磁巻線（23o,23i）と永久磁石(22)は同一の界磁スロット(213a)に収納されているが、それぞれが薄肉で分断されたスロットに収納されていても良い。 In the present embodiment, all the field windings (23o) on the outer peripheral side of the permanent magnet (22) are connected in series with each other. Similarly, all the field windings (23i) on the inner peripheral side of the permanent magnet (22) are also connected in series with each other. In this embodiment, the field windings (23o, 23i) and the permanent magnet (22) are housed in the same field slot (213a), but each is housed in a thin and divided slot. May be.

−電機子巻線（24）−
電機子巻線（24）は、回転磁界を形成するための巻線である。電機子巻線（24）は、被覆銅線で構成されている。電機子巻線（24）には、回転磁界を形成するために、交流が供給される。例えば、電機子巻線（24）として三相の電機子巻線を採用した場合には、電機子巻線（24）には三相の交流電流を流すことになる。電機子巻線（24）に流れる交流電流は、インバータ回路などによって制御することができる。 − Armature winding (24) −
The armature winding (24) is a winding for forming a rotating magnetic field. The armature winding (24) is made of a coated copper wire. An alternating current is supplied to the armature winding (24) in order to form a rotating magnetic field. For example, when a three-phase armature winding is employed as the armature winding (24), a three-phase alternating current flows through the armature winding (24). The alternating current flowing through the armature winding (24) can be controlled by an inverter circuit or the like.

電機子巻線（24）は、ティース（211）に巻回されて、電機子スロット（213b）内に配置されている。ここで、周方向において隣り合う一対の電機子スロット（213b）によって挟まれる一対のティース（211）を「一対の電機子ティース（211b）」と命名する。電機子巻線（24）は、この「一対の電機子ティース（211b）」に対して巻回されている。 The armature winding (24) is wound around the tooth (211) and disposed in the armature slot (213b). Here, the pair of teeth (211) sandwiched between the pair of armature slots (213b) adjacent in the circumferential direction is referred to as “a pair of armature teeth (211b)”. The armature winding (24) is wound around the “pair of armature teeth (211b)”.

詳しくは、電機子巻線（24）は、径方向に沿う軸を巻回軸として、一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。つまり、一対の電機子ティース（211b）を一つのティースとみなして、これに電機子巻線（24）が集中巻で巻回されているのである。 Specifically, the armature winding (24) is wound around the pair of armature teeth (211b) using a shaft along the radial direction as a winding shaft. That is, the pair of armature teeth (211b) is regarded as one tooth, and the armature winding (24) is wound around this with concentrated winding.

これを具体的に図１で見ると、ティース（211-1）とティース（211-2）とは、周方向において隣り合う電機子スロット（213b-1）と電機子スロット（213b-2）とによって挟まれている。すなわち、ティース（211-1）とティース（211-2）とによって、「一対の電機子ティース（211b）」が構成されている。電機子巻線（24-1）は、この電機子ティース（211b）に巻回されている。 Specifically, referring to FIG. 1, the teeth (211-1) and the teeth (211-2) are an armature slot (213b-1) and an armature slot (213b-2) that are adjacent in the circumferential direction. It is sandwiched between. That is, the teeth (211-1) and the teeth (211-2) constitute “a pair of armature teeth (211b)”. The armature winding (24-1) is wound around the armature teeth (211b).

同様に、ティース（211-4）とティース（211-5）とは、周方向において隣り合う電機子スロット（213b-1）と電機子スロット（213b-3）によって挟まれている。すなわち、ティース（211-4）とティース（211-5）とによって、「一対の電機子ティース（211b）」が構成されている。電機子巻線（24-2）は、この一対の電機子ティース（211b）に巻回されている。 Similarly, the teeth (211-4) and the teeth (211-5) are sandwiched between the armature slot (213b-1) and the armature slot (213b-3) that are adjacent in the circumferential direction. That is, the teeth (211-4) and the teeth (211-5) constitute a “pair of armature teeth (211b)”. The armature winding (24-2) is wound around the pair of armature teeth (211b).

このようにして、本実施形態では、ひとつの電機子スロット（213b）内に、２つの電機子巻線（24）が収められる。例えば、電機子スロット（213b-1）内には、電機子巻線（24-1）と電機子巻線（24-2）とが収められている。 Thus, in this embodiment, two armature windings (24) are accommodated in one armature slot (213b). For example, the armature winding (24-1) and the armature winding (24-2) are accommodated in the armature slot (213b-1).

電機子スロット（213b）内の２つの電機子巻線（24）は、この実施形態では、周方向に並んで配置される。例えば、電機子スロット（213b-1）内では、電機子巻線（24-1）と電機子巻線（24-2）とが周方向に並んでいる（図１、図３を参照）。以下、同様に、本実施形態では、固定子コア（21）の端面に、電機子巻線（24）のコイルエンドが合計１２個並ぶことになる。 In this embodiment, the two armature windings (24) in the armature slot (213b) are arranged side by side in the circumferential direction. For example, in the armature slot (213b-1), the armature winding (24-1) and the armature winding (24-2) are arranged in the circumferential direction (see FIGS. 1 and 3). Similarly, in the present embodiment, a total of 12 coil ends of the armature winding (24) are arranged on the end face of the stator core (21).

〈永久磁石（22）の特徴〉
図４は、固定子（20）における永久磁石（22）付近の拡大図である。永久磁石（22）は、図４に示すように、径方向に複数の磁石片（22a）に分割されている。本明細書では、複数の磁石片（22a）からなる永久磁石を分割磁石と命名する。この分割磁石（永久磁石（22））では、磁石片（22a）の周方向幅を適宜設定することによって、径方向において寸法変化（後述）が実現されている。なお、図４の例では、永久磁石（22）の分割数は４である。 <Characteristics of permanent magnet (22)>
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the permanent magnet (22) in the stator (20). As shown in FIG. 4, the permanent magnet (22) is divided into a plurality of magnet pieces (22a) in the radial direction. In this specification, the permanent magnet which consists of a several magnet piece (22a) is named a split magnet. In this divided magnet (permanent magnet (22)), a dimensional change (described later) is realized in the radial direction by appropriately setting the circumferential width of the magnet piece (22a). In the example of FIG. 4, the number of divisions of the permanent magnet (22) is four.

磁石片（22a）のそれぞれは、少なくとも互いの接触面にコーティングが施されている。コーティングには、磁石の表面に腐食防止などの目的で塗布されるコーティング材が採用されている。このようなコーティング材には、有機材料を用いたものや、無機材料を用いたものがあるが何れでもかまわない。また、腐食防止の観点からは、磁石片（22a）全周にコーティングが施されることが望ましい。 Each of the magnet pieces (22a) is coated on at least the contact surface of each other. For coating, a coating material applied to the surface of the magnet for the purpose of preventing corrosion or the like is employed. Such coating materials include those using organic materials and those using inorganic materials, but any of them may be used. Further, from the viewpoint of preventing corrosion, it is desirable that coating is applied to the entire circumference of the magnet piece (22a).

このようなコーティングは、一般的には磁石片（22a）よりも熱伝導度が小さい。そのため、コーティングは、熱抵抗となって、磁石片（22a）間の熱の移動を抑制し得る。なお、磁石片（22a）同士の間に熱抵抗を設けるという観点では、コーティング以外の選択肢も可能である。例えば、磁石片（22a）同士の接触面に、凹凸を形成することなどが考えられる。 Such a coating generally has a lower thermal conductivity than the magnet piece (22a). Therefore, the coating becomes a thermal resistance and can suppress heat transfer between the magnet pieces (22a). In addition, options other than coating are possible from the viewpoint of providing a thermal resistance between the magnet pieces (22a). For example, it is conceivable to form irregularities on the contact surfaces of the magnet pieces (22a).

また、コーティングは、磁石片（22a）同士を接着する接着材を兼ねている。磁石片（22a）同士は、磁極面を同方向に揃えて単に重ねた状態では、互いに反発するように磁力が働く。そのため、製造時やメンテナンス時には、永久磁石（22）（磁石片（22a））の取り扱いには工夫が必要になる。しかしながら、本実施形態では、磁石片（22a）同士を接着することで、製造時やメンテナンス時の永久磁石（22）の取り扱いが容易になる。 The coating also serves as an adhesive that bonds the magnet pieces (22a) together. When the magnetic pieces (22a) are simply overlapped with the magnetic pole faces aligned in the same direction, the magnetic force acts so as to repel each other. Therefore, a device is required for handling the permanent magnet (22) (magnet piece (22a)) during manufacturing and maintenance. However, in this embodiment, the magnet pieces (22a) are bonded to each other, so that the permanent magnets (22) can be easily handled during manufacturing and maintenance.

また、永久磁石（22）は、図４に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。ここでは、説明の便宜などのため、これらの磁石片（22a）の参照符合に、図４に示すように枝番を付ける（22a-1,22a-2等）。図４の例では、外周側（図４では上側）から内周側に向かって番号が増加するように枝番が付されている。したがって、図４の例では、永久磁石（22）において、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、磁石片（22a-1）と磁石片（22a-4）とである。 Further, as shown in FIG. 4, the permanent magnet (22) has a portion in which the width in the circumferential direction is narrower than the width (W2) in the circumferential direction in the portion adjacent to the field winding (23). . Here, for convenience of explanation, branch numbers are given to the reference numerals of these magnet pieces (22a) as shown in FIG. 4 (22a-1, 22a-2, etc.). In the example of FIG. 4, branch numbers are assigned so that the numbers increase from the outer peripheral side (upper side in FIG. 4) toward the inner peripheral side. Therefore, in the example of FIG. 4, in the permanent magnet (22), the “portion adjacent to the field winding (23)” is the magnet piece (22a-1) and the magnet piece (22a-4).

図４の例では、最も外周側にある磁石片（22a-1）の周方向の幅がＷ２であり、最も内周にある磁石片（22a-4）の周方向の幅がＷ４である。この例では、Ｗ２＝Ｗ４である。また、その他の磁石片（22a-2,22a-3）の周方向の幅は、何れもＷ３である。この例では、Ｗ２＞Ｗ３である。したがって、Ｗ４＞Ｗ３である。 In the example of FIG. 4, the circumferential width of the outermost magnet piece (22a-1) is W2, and the circumferential width of the innermost magnet piece (22a-4) is W4. In this example, W2 = W4. The circumferential widths of the other magnet pieces (22a-2, 22a-3) are all W3. In this example, W2> W3. Therefore, W4> W3.

なお、各磁石片（22a）の径方向の寸法（以下、「厚さ」という）は、何れも同じである。ここで、各磁石片（22a）の厚さをｔ１とし、磁石片（22a-1）と磁石片（22a-4）とによって挟まれている２つの磁石片（22a-2,22a-3）の厚さの合計をｔ２であるとすると、ｔ２＞ｔ１である。 It should be noted that each of the magnet pieces (22a) has the same radial dimension (hereinafter referred to as “thickness”). Here, the thickness of each magnet piece (22a) is t1, and two magnet pieces (22a-2, 22a-3) sandwiched between the magnet piece (22a-1) and the magnet piece (22a-4) If the total thickness of t2 is t2, t2> t1.

また、この固定子（20）では、永久磁石（22）と界磁巻線（23）の寸法関係にも特徴がある。ここで、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とすると、この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。つまり、永久磁石（22）における「界磁巻線（23）に隣接した部分」の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における「永久磁石（22）に隣接した部分」の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。 The stator (20) is also characterized by the dimensional relationship between the permanent magnet (22) and the field winding (23). Here, assuming that the circumferential width of the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23) is W1, in this example, W1> W2. In other words, the circumferential width (W2) of the “portion adjacent to the field winding (23)” in the permanent magnet (22) is “the portion adjacent to the permanent magnet (22)” in the field winding (23). It is configured to be smaller than the circumferential width (W1).

もし仮に、Ｗ２＞Ｗ１となるように固定子（20）を構成すると、ティース（211）において、磁気抵抗が増大する懸念がある。しかしながら、本実施形態では、そのような懸念がない。すなわち、本実施形態では、ティース（211）の幅減少が制限され、ティース（211）の幅減少に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。 If the stator (20) is configured so that W2> W1, there is a concern that the magnetic resistance increases in the teeth (211). However, in this embodiment, there is no such concern. That is, in the present embodiment, the reduction in the width of the teeth (211) is limited, and the increase in magnetic resistance due to the reduction in the width of the teeth (211) is suppressed.

以上をまとめると、本実施形態は、直流が供給される界磁巻線（23）と、交流が供給される電機子巻線（24）と、界磁巻線（23）を配置するスロット（213）である界磁スロット（213a）と、電機子巻線（24）を配置するスロット（213）である電機子スロット（213b）とがそれぞれ周方向に並んで複数形成された円環状の固定子コア（21）と、界磁スロット（213a）に収容され、磁極面が周方向に向いて配置された永久磁石（22）と、固定子コア（21）と所定のエアギャップ（G）をもって対向した回転子コア（11）と、を備えている。そして、永久磁石（22）は、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅（W3）が狭くなっている部分がある。 In summary, in the present embodiment, a field winding (23) to which a direct current is supplied, an armature winding (24) to which an alternating current is supplied, and a slot in which the field winding (23) is disposed ( 213) and an armature slot (213b), which is a slot (213) in which the armature winding (24) is arranged, and each of which is formed in an annular shape. A permanent magnet (22) housed in the child core (21), the field slot (213a), with the magnetic pole face facing in the circumferential direction, the stator core (21) and a predetermined air gap (G) And an opposed rotor core (11). The permanent magnet (22) has a portion in which the circumferential width (W3) is narrower than the circumferential width (W2) in the portion adjacent to the field winding (23).

〈本実施形態の効果〉
本実施形態では、永久磁石（22）は、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。そのため、永久磁石（22）において、減磁対策が必要な部分（ここでは、永久磁石（22）において界磁巻線（23）に面した部分）の周方向幅すなわち磁化方向厚さを十分に確保しても、永久磁石（22）全体としては、磁石量の増大が抑制される。 <Effect of this embodiment>
In the present embodiment, the permanent magnet (22) has a portion in which the circumferential width is narrower than the circumferential width (W2) in the portion adjacent to the field winding (23). Therefore, in the permanent magnet (22), the circumferential width, that is, the thickness in the magnetization direction of the portion that needs to be demagnetized (here, the portion facing the field winding (23) in the permanent magnet (22)) is sufficiently large. Even if secured, the permanent magnet (22) as a whole is prevented from increasing in magnet quantity.

よって、本実施形態にかかるハイブリッド界磁フラックススイッチングモーターでは、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。換言すると、本実施形態では、永久磁石（22）のコスト増大を抑えつつ、減磁を対策することが可能になる。 Therefore, in the hybrid field flux switching motor according to the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the amount of magnets when suppressing demagnetization of the permanent magnet due to the heat of the windings. In other words, in this embodiment, it is possible to take measures against demagnetization while suppressing an increase in the cost of the permanent magnet (22).

また、永久磁石（22）において、界磁巻線（23）との接触面と比べて、相対的に減磁のリスクが比較的低い部分（この例では磁石片（22a-2）や磁石片（22a-3））では、重希土類元素の使用量を減らす、乃至は使用しないようにすることも可能になる。すなわち、この点においても、減磁対策におけるコストの抑制が可能になる。 Also, in the permanent magnet (22), the part where the risk of demagnetization is relatively low compared to the contact surface with the field winding (23) (in this example, the magnet piece (22a-2) and the magnet piece) In (22a-3)), the amount of heavy rare earth elements used can be reduced or not used. That is, also in this respect, it is possible to reduce the cost for the demagnetization countermeasure.

《実施形態２》
図５は、実施形態２の固定子（20）を示す。図５には、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示してある。この例では、永久磁石（22）の内周側には、界磁巻線（23）が設けられていない。一方、永久磁石（22）の外周側には界磁巻線（23）が設けられている。本明細書では、このように、永久磁石（22）外側に界磁巻線（23）が設けられ、内側に界磁巻線（23）が設けられていない固定子を「内側磁石配置の固定子」と命名する。 << Embodiment 2 >>
FIG. 5 shows the stator (20) of the second embodiment. In FIG. 5, the vicinity of one permanent magnet (22) is enlarged and displayed. In this example, the field winding (23) is not provided on the inner peripheral side of the permanent magnet (22). On the other hand, a field winding (23) is provided on the outer peripheral side of the permanent magnet (22). In this specification, the stator having the field winding (23) provided outside the permanent magnet (22) and not provided with the field winding (23) inside is referred to as “fixing the inner magnet arrangement”. Name it "child".

本実施形態の永久磁石（22）も、分割磁石である。図５の例では、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、最外周の磁石片（22a）である。なお、この例でも、永久磁石（22）の分割数は４である。また、各磁石片（22a）の厚さは、何れも同じである。また、磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されている。このコーティングは、前記実施形態と同様のものである。 The permanent magnet (22) of this embodiment is also a split magnet. In the example of FIG. 5, the “portion adjacent to the field winding (23)” is the outermost magnet piece (22a). In this example as well, the number of divisions of the permanent magnet (22) is four. The thickness of each magnet piece (22a) is the same. In addition, each of the magnet pieces (22a) is coated on the contact surface. This coating is the same as in the previous embodiment.

ここで、最も外周側にある磁石片（22a）の周方向の幅をＷ２とし、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とする。永久磁石（22）における、界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。つまり、この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。 Here, the circumferential width of the outermost magnet piece (22a) is W2, and the circumferential width of the field winding (23) adjacent to the permanent magnet (22) is W1. The circumferential width (W2) of the portion adjacent to the field winding (23) in the permanent magnet (22) is the circumferential width of the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23). It is configured to be smaller than the width (W1). That is, in this example, W1> W2.

また、永久磁石（22）は、図５に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。図５の例では、最も外周側にある磁石片（22a）の周方向の幅がＷ２であり、その他の磁石片（22a）の周方向の幅は、何れもＷ３である。この例でも、Ｗ２＞Ｗ３である。 Further, as shown in FIG. 5, the permanent magnet (22) has a portion in which the circumferential width is narrower than the circumferential width (W2) in the portion adjacent to the field winding (23). . In the example of FIG. 5, the circumferential width of the outermost magnet piece (22a) is W2, and the circumferential widths of the other magnet pieces (22a) are all W3. Also in this example, W2> W3.

以上の永久磁石（22）の構成により、本実施形態でも前記実施形態と同様の効果を得ることができる。 With the configuration of the permanent magnet (22) described above, the same effects as in the above embodiment can be obtained in this embodiment.

《実施形態２の変形例》
図６は、実施形態２の変形例に係る固定子（20）を示す。図６でも、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示している。この変形例も内側磁石配置の固定子の一例である。 << Modification of Embodiment 2 >>
FIG. 6 shows a stator (20) according to a modification of the second embodiment. Also in FIG. 6, the vicinity of one permanent magnet (22) is enlarged and displayed. This modification is also an example of a stator having an inner magnet arrangement.

この例でも、永久磁石（22）は、分割磁石である。そして、この変形例では、最内周の永久磁石（22）の周方向における幅が、図５の例よりも大きく形成されている。より具体的には、最内周の磁石片（22a）の周方向における幅は、最外周の磁石片（22a）の周方向における幅（W2）と同じに構成されている。 Also in this example, the permanent magnet (22) is a split magnet. And in this modification, the width in the circumferential direction of the innermost permanent magnet (22) is formed larger than the example of FIG. More specifically, the circumferential width of the innermost magnet piece (22a) is the same as the circumferential width (W2) of the outermost magnet piece (22a).

こうすることで、回転子（10）から永久磁石（22）に作用する磁束に起因する永久磁石（22）の減磁を抑制することが可能になる。しかも、両端の磁石片（22a）に比べて、他の磁石片（22a）の周方向の幅が小さく構成されているので、減磁対策が必要な部分の周方向幅を十分に確保しても、永久磁石（22）全体としては、磁石量の増大が抑制される。 By doing so, it becomes possible to suppress demagnetization of the permanent magnet (22) caused by the magnetic flux acting on the permanent magnet (22) from the rotor (10). In addition, the circumferential width of the other magnet pieces (22a) is smaller than that of the magnet pieces (22a) at both ends. However, as a whole permanent magnet (22), an increase in the magnet amount is suppressed.

《実施形態３》
図７は、実施形態３の固定子（20）を示す。図７でも、１つの永久磁石（22）付近を拡大して表示している。この例では、永久磁石（22）の外周側には、界磁巻線（23）は、設けられていない。一方、永久磁石（22）の内周側には界磁巻線（23）が設けられている。本明細書では、このように、永久磁石（22）内側に界磁巻線（23）が設けられ、外側に界磁巻線（23）が設けられていない固定子を「外側磁石配置の固定子」と命名する。 << Embodiment 3 >>
FIG. 7 shows the stator (20) of the third embodiment. Also in FIG. 7, the vicinity of one permanent magnet (22) is enlarged and displayed. In this example, the field winding (23) is not provided on the outer peripheral side of the permanent magnet (22). On the other hand, a field winding (23) is provided on the inner peripheral side of the permanent magnet (22). In this specification, the stator having the field winding (23) provided inside the permanent magnet (22) and not provided with the field winding (23) outside is referred to as “fixing the outer magnet arrangement”. Name it "child".

本実施形態の永久磁石（22）も分割磁石である。図７の例では、「界磁巻線（23）に隣接した部分」とは、最内周の磁石片（22a）である。なお、この例では、永久磁石（22）の分割数は３である。また、各磁石片（22a）の厚さは、何れも同じである。また、本実施形態でも、磁石片（22a）のそれぞれは、互いの接触面にコーティングが施されている。このコーティングは、前記実施形態と同様のものである。 The permanent magnet (22) of this embodiment is also a split magnet. In the example of FIG. 7, the “portion adjacent to the field winding (23)” is the innermost magnet piece (22a). In this example, the number of divisions of the permanent magnet (22) is three. The thickness of each magnet piece (22a) is the same. Also in this embodiment, each of the magnet pieces (22a) is coated on the contact surface. This coating is the same as in the previous embodiment.

ここで、最も内周側にある磁石片（22a）の周方向の幅をＷ２とし、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅をＷ１とする。この例では、Ｗ１＞Ｗ２となっている。つまり、永久磁石（22）における、界磁巻線（23）に隣接した部分の周方向の幅（W2）は、界磁巻線（23）における、永久磁石（22）に隣接した部分の周方向の幅（W1）よりも小さく構成されている。 Here, the circumferential width of the innermost magnet piece (22a) is W2, and the circumferential width of the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23) is W1. . In this example, W1> W2. That is, the circumferential width (W2) of the portion adjacent to the field winding (23) in the permanent magnet (22) is the circumference of the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23). It is smaller than the width (W1) in the direction.

また、永久磁石（22）は、図７に示すように、界磁巻線（23）に隣接した部分における周方向の幅（W2）よりも、周方向の幅が狭くなっている部分がある。図７の例では、最も内周側にある磁石片（22a）を除く全ての磁石片（22a）は、周方向の幅がＷ３に設定されている。そして、Ｗ２＞Ｗ３である。 Further, as shown in FIG. 7, the permanent magnet (22) has a portion in which the circumferential width is narrower than the circumferential width (W2) in the portion adjacent to the field winding (23). . In the example of FIG. 7, the width in the circumferential direction is set to W3 for all the magnet pieces (22a) except the magnet piece (22a) located on the innermost peripheral side. And W2> W3.

《永久磁石の他の形状例》
以下では、永久磁石（22）の他の形状例を説明する。これらの形状例でも前記の各実施形態や変形例のように、巻線の熱による永久磁石の減磁を抑制するに際して、磁石量の増大を抑えることが可能になる。なお、以下に示す図８〜図１５は、何れも永久磁石（22）を軸方向から見た平面図である。また、これらの図では、下方が固定子（20）の内周側であり、上方が外周側であるものとする。《Other examples of permanent magnet shapes》
Hereinafter, another example of the shape of the permanent magnet (22) will be described. In these shape examples as well, as in the above-described embodiments and modifications, it is possible to suppress an increase in the amount of magnets when suppressing demagnetization of the permanent magnet due to the heat of the windings. 8 to 15 shown below are plan views of the permanent magnet (22) viewed from the axial direction. In these drawings, the lower side is the inner peripheral side of the stator (20), and the upper side is the outer peripheral side.

〈形状例１〉
図８は、永久磁石（22）の形状例１を示す。この例では、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。この例では、両端の磁石片（22a）以外は、同形状である。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ３、Ｗ３，Ｗ４である。この例では、磁石片（22a）間の周方向幅には、Ｗ２＞Ｗ４＞Ｗ３の関係がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 1>
FIG. 8 shows shape example 1 of the permanent magnet (22). In this example, the permanent magnet (22) is divided into five magnet pieces (22a) having the same thickness. In this example, the shape is the same except for the magnet pieces (22a) at both ends. The width in the circumferential direction of each magnet piece (22a) is W2, W3, W3, W3, W4 in order from the outer peripheral side. In this example, there is a relationship of W2>W4> W3 in the circumferential width between the magnet pieces (22a). This example is useful for a stator (20) with a central magnet arrangement and an inner magnet arrangement.

〈形状例２〉
図９は、永久磁石（22）の形状例２を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ５、Ｗ５，Ｗ４である。これらの幅には、Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ５の関係がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 2>
FIG. 9 shows shape example 2 of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is divided into five magnet pieces (22a) having the same thickness. The width in the circumferential direction of each magnet piece (22a) is W2, W3, W5, W5, W4 in order from the outer peripheral side. These widths have a relationship of W2>W3>W4> W5. This example is useful for a stator (20) with a central magnet arrangement and an inner magnet arrangement.

〈形状例３〉
図１０は、永久磁石（22）の形状例３を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から順にＷ２，Ｗ３，Ｗ３、Ｗ３，Ｗ４である。これらの幅には、Ｗ２＝Ｗ４＞Ｗ３の関係がある。また、この例では、最内周の磁石片（22a）及び最外周の磁石片（22a）は、何れも、図１０に示すように、その断面が台形状に形成されている。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 3>
FIG. 10 shows shape example 3 of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is divided into five magnet pieces (22a) having the same thickness. The width in the circumferential direction of each magnet piece (22a) is W2, W3, W3, W3, W4 in order from the outer peripheral side. These widths have a relationship of W2 = W4> W3. Further, in this example, the innermost magnet piece (22a) and the outermost magnet piece (22a) both have a trapezoidal cross section as shown in FIG. This example is useful for a stator (20) with a central magnet arrangement and an inner magnet arrangement.

〈形状例４〉
図１１は、永久磁石（22）の形状例４を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）の周方向における幅は、外周側から内周側に向かって段階的に狭くなっている。この例は、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 4>
FIG. 11 shows a shape example 4 of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is divided into five magnet pieces (22a) having the same thickness. The width in the circumferential direction of each magnet piece (22a) is gradually reduced from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. This example is useful for a stator (20) with an inner magnet arrangement.

〈形状例５〉
図１２は、永久磁石（22）の形状例５を示す。この例でも、永久磁石（22）は、同じ厚さの５つの磁石片（22a）に分割されている。それぞれの磁石片（22a）は、何れも、図１２に示すように、その断面が台形状に形成されている。それぞれの磁石片（22a）は、台形断面における、長い方の底辺が外周側を向くように配置されている。そして、各磁石片（22a）は、１つの永久磁石（22）にまとめたときに、永久磁石（22）全体としての断面が台形となるように、断面形状が定められている。この例は、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 5>
FIG. 12 shows a fifth example of the shape of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is divided into five magnet pieces (22a) having the same thickness. Each of the magnet pieces (22a) has a trapezoidal cross section as shown in FIG. Each magnet piece (22a) is disposed such that the longer base of the trapezoidal cross section faces the outer peripheral side. The cross-sectional shape of each magnet piece (22a) is determined so that the cross section of the permanent magnet (22) as a whole becomes a trapezoid when combined into one permanent magnet (22). This example is useful for a stator (20) with an inner magnet arrangement.

〈形状例６〉
図１３は、永久磁石（22）の形状例６を示す。この例は、前記の例とは異なり、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１３に示すように、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が減少する区間、周方向幅が一定の区間、及び、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が増加する区間がある。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape Example 6>
FIG. 13 shows a shape example 6 of the permanent magnet (22). In this example, unlike the above example, the permanent magnet (22) is not divided. In this example, as shown in FIG. 13, the circumferential width continuously decreases from the outer circumferential side to the inner circumferential side, the circumferential width is constant, and the outer circumferential side toward the inner circumferential side. There is a section where the circumferential width continuously increases. This example is useful for a stator (20) with a central magnet arrangement and an inner magnet arrangement.

〈形状例７〉
図１４は、永久磁石（22）の形状例７を示す。この例も、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１４に示すように、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が減少した後、外周側から内周側に向かって連続的に周方向の幅が増加している。この例は、中央磁石配置、及び内側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 7>
FIG. 14 shows shape example 7 of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is not divided. In this example, as shown in FIG. 14, the circumferential width continuously decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side, and then the circumferential width increases continuously from the outer peripheral side to the inner peripheral side. is doing. This example is useful for a stator (20) with a central magnet arrangement and an inner magnet arrangement.

〈形状例８〉
図１５は、永久磁石（22）の形状例８を示す。この例も、永久磁石（22）は、分割されていない。この例は、図１５に示すように、台形の断面形状を有している。この永久磁石（22）は、台形断面における、長い方の底辺が外周側を向くように配置される場合には、内側磁石配置の固定子（20）について有用である。また、長い方の底辺が内周側を向くように配置される場合には、外側磁石配置の固定子（20）について有用である。 <Shape example 8>
FIG. 15 shows a shape example 8 of the permanent magnet (22). Also in this example, the permanent magnet (22) is not divided. As shown in FIG. 15, this example has a trapezoidal cross-sectional shape. This permanent magnet (22) is useful for the stator (20) having the inner magnet arrangement when the longer base in the trapezoidal cross section is arranged to face the outer peripheral side. Moreover, when it arrange | positions so that the longer base may face the inner peripheral side, it is useful about the stator (20) of outer magnet arrangement | positioning.

なお、実施形態１〜２でも、これらで採用されている分割磁石と同形状の、分割されていない永久磁石（22）を採用することも可能である。 In the first and second embodiments, it is also possible to employ an undivided permanent magnet (22) having the same shape as the segmented magnet employed in these embodiments.

《その他の実施形態》
なお、固定子コア（21）には、永久磁石（22）の径方向の移動を阻止するように、永久磁石（22）の幅広の部分（例えば磁石片（22a-1））を引っ掛ける、引っ掛かり部を形成してもよい。 << Other Embodiments >>
The stator core (21) is hooked with a wide part of the permanent magnet (22) (for example, the magnet piece (22a-1)) so as to prevent the permanent magnet (22) from moving in the radial direction. A part may be formed.

また、分割磁石を構成する磁石片（22a）の数（すなわち分割数）は例示であり、前記実施形態で説明した例には限定されない。 Further, the number of magnet pieces (22a) constituting the split magnet (that is, the number of splits) is an example, and is not limited to the example described in the above embodiment.

また、分割磁石を構成する磁石片（22a）の厚さは、同一である必要はない。 Moreover, the thickness of the magnet piece (22a) which comprises a split magnet does not need to be the same.

また、永久磁石（22）の材料は例示であり、重希土類元素を含まない磁石材料で永久磁石（22）を構成してもよい。また、例えば巻線に面している永久磁石を希土類磁石とし、面していない永久磁石を、重希土類元素を含まない永久磁石としたり、巻線に面している永久磁石よりも重希土類元素の含有量が少ない磁石としたりすることが可能である。 The material of the permanent magnet (22) is an example, and the permanent magnet (22) may be made of a magnet material that does not contain heavy rare earth elements. In addition, for example, a permanent magnet facing the winding is a rare earth magnet, and a permanent magnet not facing is a permanent magnet that does not contain heavy rare earth elements, or a heavy rare earth element rather than a permanent magnet facing the winding. It is possible to make a magnet with a low content of.

また、固定子コア（21）には、エアギャップ（G）と界磁スロット（213a）とを仕切る壁面（214）を形成してもよい（図１６参照）。壁面（214）を設けた場合においても、図６の例と同様に、永久磁石（22）には、最内周部における周方向の幅（W4）よりも周方向の幅（W3）が狭くなっている部分を設けてもよい。 The stator core (21) may be formed with a wall surface (214) that partitions the air gap (G) and the field slot (213a) (see FIG. 16). Even when the wall surface (214) is provided, the circumferential width (W3) of the permanent magnet (22) is narrower than the circumferential width (W4) at the innermost peripheral portion, as in the example of FIG. A portion may be provided.

また、前記実施形態で説明した固定子（20）構成は、電動機（1）の他に、発電機に適用してもよい。 The stator (20) configuration described in the above embodiment may be applied to a generator in addition to the electric motor (1).

また、固定子（20）におけるティース（211）の数や、回転子（10）における突部（111）の数も例示であり、実施形態や変形例で示した例には限定されない。 Further, the number of teeth (211) in the stator (20) and the number of protrusions (111) in the rotor (10) are also examples, and are not limited to the examples shown in the embodiments and modifications.

また、界磁巻線（23）や電機子巻線（24）は、いわゆるエッジワイズコイルやフラットワイズコイルで形成してもよい。エッジワイズコイルやフラットワイズコイルは、断面が長方形の平角導線（例えば銅で形成される）を折り曲げて構成されたコイルである。 The field winding (23) and the armature winding (24) may be formed of a so-called edgewise coil or flatwise coil. An edgewise coil or a flatwise coil is a coil formed by bending a rectangular conductive wire (eg, formed of copper) having a rectangular cross section.

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。 While the embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. In addition, the above embodiments and modifications may be appropriately combined or replaced as long as the functions of the subject of the present disclosure are not impaired.

以上説明したように、本開示は、回転電気機械について有用である。 As described above, the present disclosure is useful for rotating electric machines.

１電動機（回転電気機械）
１１回転子コア
２１固定子コア
２２永久磁石
２２ａ磁石片
２３界磁巻線
２４電機子巻線
２１３スロット
２１３ａ界磁スロット
２１３ｂ電機子スロット
２１４壁面 1 Electric motor (rotary electric machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Rotor core 21 Stator core 22 Permanent magnet 22a Magnet piece 23 Field winding 24 Armature winding 213 Slot 213a Field slot 213b Armature slot 214 Wall surface

Claims

A field winding (23) to which direct current is supplied;
An armature winding (24) supplied with alternating current;
A field slot (213a) that is a slot (213) in which the field winding (23) is disposed, and an armature slot (213b) that is a slot (213) in which the armature winding (24) is disposed. A plurality of annular stator cores (21) formed side by side in the circumferential direction;
A permanent magnet (22) housed in the field slot (213a) and having a magnetic pole face arranged in the circumferential direction;
A rotor core (11) opposed to the stator core (21) with a predetermined air gap (G);
The permanent magnet (22) has a portion in which a circumferential width (W3) is narrower than a circumferential width (W2) in a portion adjacent to the field winding (23). Rotating electrical machine.

In claim 1,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet (22) is divided into a plurality of magnet pieces (22a) in a radial direction.

In claim 2,
Each of the magnet pieces (22a) is coated on the contact surface with each other, and is a rotating electric machine.

In any one of Claims 1-3,
The circumferential width (W2) of the portion adjacent to the field winding (23) in the permanent magnet (22) is the portion adjacent to the permanent magnet (22) in the field winding (23). Rotating electric machine characterized by being smaller than the circumferential width (W1) of

In any one of Claims 1-4,
The permanent magnet (22) includes a wall surface (214) formed on the stator core (21) and the air gap so as to partition the air gap (G) and the field slot (213a) on the inner peripheral side. (G) or through the air gap (G) only, facing the rotor core (11),
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet (22) has a portion in which a circumferential width (W3) is narrower than a circumferential width (W4) at an innermost circumferential portion thereof.

In claim 3,
The rotary electric machine according to claim 1, wherein the coating also serves as an adhesive for bonding the magnet pieces (22a) to each other.