JP3739890B2 - Permanent magnet type motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エアコンや冷蔵庫の圧縮機駆動用のモータなどに使用される永久磁石型モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、エアコンや冷蔵庫の圧縮機モータなどでは、回転数の制御が容易で、モータ効率が良い永久磁石型モータが一般的に使用されている。図8に、現在最も一般的に利用されている永久磁石型モータについて説明する。
【0003】
図8は、永久磁石型モータの回転子1と固定子2の横断図面を示しており3は回転子鉄心に設けられた磁石挿入孔で、ここに永久磁石4が挿入されている。また、永久磁石と隣り合う永久磁石との間には、隣接する磁石への磁束の漏洩を防止するために、磁気抵抗大となる貴通孔5を設けている。
【0004】
上記のような形状にすれば、d軸とq軸のインダクタンス差が生じ、永久磁石の磁束によるトルク(マグネットトルク)に加え、リラクタンストルクが発生し、総トルクの向上が図られる。
【0005】
図9は、例えば、特開平6−189481公報に示された永久磁石型モータの横断図面である。この例では、図8の構造に加え、回転子鉄心の磁石挿入孔の外周側にスリット7が、均一に配置された構造をしている。
【0006】
この形状では、図8の構造のもののようにd軸,q軸のインダクタンス差を大きくとれないので、リラクタンストルクは利用できないが、スリットを設ける事によって、固定子電流による電機子反作用が発生しにくくなっており、永久磁石磁束が回転子表面から均一に固定子に供給される。すなわち、固定子歯部6aから6eの磁束密度はすべてほぼ同じであり、固定子歯の一部分(例えば6a,6b)が磁気飽和を起すことがなく、モータ特性を悪化させることがない。
【0007】
図10は、エアコン用圧縮機モータとして製品化されている永久磁石型モータの横断図面である。この例では、回転子鉄心にスリットがない代わりに、回転子回転方向側鉄心の回転子鉄心外周部をカットする切欠14が設けられている。
【0008】
この形状は、d軸とq軸のインダクタンス差が生じ、リラクタンストルクが利用できる。また、電機子反作用により、永久磁石磁束が回転方向側に曲げられるのを防止するため、回転方向側の空隙を大きくし、磁気抵抗を大きくする切欠14を設けている。これにより、固定子歯部6aから6eの磁束密度が均一となり、固定子歯の一部分(例えば6a,6b)が磁気飽和を起すことがなく、モータ特性を悪化させることがない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような永久磁石型モータでは、以下のような問題点を有していた。
【0010】
図8のものは、固定子電流による電機子反作用のため、モータ運転時に、永久磁石磁束が回転子回転方向側に大きく曲げられ、永久磁石に対向する固定子歯(6aから6e)のうち、回転子回転方向側鉄心に対抗する固定子歯(6a,6b)の磁束密度が、他の固定子歯磁束密度より異常に高くなり、特に、高出力化、小型化等により、平均磁束密度が高いモータにおいては、磁束の飽和が発生し、モータ特性の低下(モータ効率の低下,騒音の増大)を引き起していた。
【0011】
図9のものは、リラクタンストルクが利用できないため、リラクタンストルクを利用できる構造のものに対して、モータ効率が悪化していた。
【0012】
図10のものは、切欠によって平均空隙長が長くなり、磁気抵抗大となって、モータ効率の低下をもたらしていた。
【0013】
この発明は、回転子鉄心における磁石挿入孔に設けられたスリットの配置および形状に配慮を加えて、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下が起きないようにするとともに、リラクタンストルクは利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図られる永久磁石型モータを得ようとするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る永久磁石型モータにおいては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モータにおいて、前記スリットを、回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心のみに設けるとともに、前記スリットの開口を固定子と回転子との間に存在する空隙側のみに設けたものである。
【0015】
第2の発明に係る永久磁石型モータにおいては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モータにおいて、前記スリットを回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心と回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心とにそれぞれ設けるとともに、前記スリットの回転子磁極中心線より、回転子回転方向側鉄心に位置するものの数を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの数よりも多くしたものである。
【0016】
第3の発明に係る永久磁石型モータにおいては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの幅を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの幅よりも太くしたものである。
【0017】
第4の発明に係る永久磁石型モータにおいては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの長さを、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心鉄心に位置するものの長さを長くしたものである。
【0018】
第5の発明に係る永久磁石型モータにおいては、前記スリットの開口を、前記永久磁石側のみに設けたものである。
【0019】
第6の発明に係る永久磁石型モータにおいては、前記スリットの開口を、固定子と回転子との間に存在する空隙側のみに設けたものである。
【0020】
第7の発明に係る永久磁石型モータにおいては、前記スリットは、前記永久磁石側と、前記空隙側のいずれにも開口側を持たないようにしたものであ
る。
【0021】
第8の発明に係る永久磁石型モータにおいては、前記スリットに、非磁性体を充填したものである。
【0022】
これらの発明においては、回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するスリットを、回転子反回転方向側鉄心のスリットよりも数を多くするか、形状を工夫することによって、q軸インダクタンスを回転子回転方向側鉄心では小さく、回転子反回転方向側鉄心では大きく(q軸磁気抵抗を回転子回転方向側鉄心では大きく、回転子反回転方向側鉄心では小さく)したので、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、一方、リラクタンストルクは利用できる。
また、回転子鉄心外周部に切欠を設けていないので、平均空隙長が大きくなることによるモータ効率の低下は発生しない。
【0023】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態を図によって説明する。
図1は、この発明の実施の形態1を示すモータの横断面図であり、従来装置と同様の部分は同一符号で示す(以下の実施の形態も同じ)。
図1において、1は回転子であり、回転子鉄心8、磁石挿入孔3、永久磁石4、スリット7で構成されている。
前記鉄心8は、プレス抜きされた薄板鋼板で積層されており、前記永久磁石4はN極とS極が交互になるように配置されている。
2は固定子であり、固定子鉄心9,固定子巻線10で構成され、前記固定子鉄心9は回転子鉄心と同様、プレス抜きされた薄板鋼板で積層されている。また、前記固定子鉄心のうち6aから6eを固定子歯と称す。
【0024】
モータの発生トルクは、概略次式で表される。
T=Tmagnet+Treluctance
=k・(BdI・n・L)+Treluctance
ただし、Tはモータ発生トルク、Tmagnetはマグネットトルク、Treluctanceはリラクタンストルク、Kは定数、Bdはd軸磁束密度(永久磁石磁束密度)、Iは巻線電流、nは巻線巻数、Lは鉄心積厚である。
【0025】
この実施の形態では、スリット7を設けているため、固定子電流による電機子反作用が発生しにくくなり、電機子反作用による固定子歯の一部(特に固定子歯6a,6b)が異常に磁束密度が高くなる飽和現象が発生せず、それに伴う損失がなく効率の良いモータとなる。
また、スリットをd軸磁束の妨げにならないようd軸に沿って細長く配置したので、d軸磁束密度Bdの低下がなくマグネットトルクは減少しない。
また、スリット7を回転子磁極中心線11よりも回転子回転方向側鉄心12のみに設けたので、スリットが入っていない回転子反回転方向側鉄心13はq軸磁束が流れ易くq軸インダクタンスとd軸インダクタンスの差が大きくとれリラクタンストルクが利用できる。
【0026】
この実施の形態について、CAEによる電磁界解析を行った結果を、図11と図12に示す。
図11により、この実施の形態の構造にすることによって固定子歯の磁束飽和が緩和したことがわかる。
図12により、この実施の形態の構造にすることによって、モータ発生トルクが大きくなったことがわかる。
すなわち、巻線電流Iが少なくても同一トルクが発生できることとなり、巻線電流による損失が減少し、モータ効率が向上する。
【0027】
実施の形態2.
次に、この発明における実施の形態2を、図によって説明する。
図2は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。
この実施の形態2は、スリット7を回転子磁極中心線11より回転子回転方向側鉄心12に位置するものの数を、回転子回転方向側鉄心13に位置するものの数より多くしたことを特徴としたものである。
【0028】
実施の形態1が回転子回転方向側鉄心12のみにスリット7を設けているのに対し、この実施の形態2は、回転子反回転方向側鉄心13にもスリット7を設けているので、実施の形態1よりはリラクタンストルクが小さくなるが磁束の飽和は少なく、モータ発生トルクよりも磁束の飽和による性能の悪化が大きいモータに対しては、この実施の形態2は有効である。
【0029】
実施の形態3.
次に、この発明における実施の形態3を図によって説明する。
図3は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態は、スリット7を回転子磁極中心線11より回転子回転方向側鉄心12に位置するものの幅を、回転子磁極中心線11より回転子反回転方向側鉄心13に位置するものの幅よりも太くしたことを特徴としたものである。
【0030】
この実施の形態3では、q軸磁束はスリットが太い回転子回転方向側鉄心は流れにくいが、スリットを細くした回転子反回転方向側鉄心13では多少のq軸磁束が流れリラクタンストルクが発生する。よって、実施の形態1と同様の効果が得られることができる。
【0031】
また、回転子磁極中心線11より回転子回転方向側鉄心12と回転子反回転方向側鉄心13の両方にスリット7を設けたので、鉄心をプレス抜きするときのバランスが良くスリットを不均一に配置したときのように打ち抜き時の鉄心のねじれが発生しない。
【0032】
実施の形態4.
次に、この発明における実施の形態4を図によって説明する。
図4は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態4は、スリット7を回転子磁極中心線11より回転子回転方向側鉄心12に位置するものの長さを、回転子磁極中心線11より回転子反回転方向側鉄心13に位置するものの長さよりも長くしたことを特徴としたものである。
【0033】
この実施の形態4では、q軸磁束はスリットが長い回転子回転方向側鉄心12は流れにくいが、スリットを短くした回転子反回転方向側鉄心13では多少のq軸磁束が流れリラクタンストルクが発生する。よって、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
【0034】
また、回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心12と回転子反回転方向側鉄心13の両方にスリット7を設けたので、鉄心をプレス抜きするときのバランスが良くスリットを不均一に配置したときのように打ち抜き時の鉄心のねじれが発生しない。
【0035】
実施の形態5.
次に、この発明における実施の形態5を図によって説明する。
図5は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。
この実施の形態5は、スリット7の開口を永久磁石側のみに設けたものであるので、回転子外周部における媒質との間の摩擦抵抗が少なく媒質との摩擦抵抗に起因する効率低下を防ぐことができる。
また、モータ組立時に固定子と回転子の間に存在する空隙を均一に出すためにギャップゲージ等の治具を用いるが、この治具が回転子のスリットに引っかかり、生産性を悪くするといった問題が無くなる。
【0036】
実施の形態6.
次に、この発明における実施の形態6について説明する。
図6は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。
この実施の形態6は、スリット7の開口を固定子と回転子の間に存在する空隙側のみに設けたものである。
この形状では、固定子に近い側にスリットを寄せたので、固定子電流による電機子反作用は空隙側にスリットを設けていないものに対して小さく抑えることができ、固定子歯磁束の飽和に対しては、より有効なものとなる。
【0037】
実施の形態7.
次に、この発明における実施の形態7について説明する。
図7は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態7は、スリット7の開口を永久磁石側と空隙側のいずれにも持たないことを特徴としたもので、回転子鉄心の遠心力等に対する機械的強度が向上できる。
【0038】
実施の形態8.
次に、この発明における実施の形態8について説明する。
図8は、この発明の一実施形態を示すモータの横断面図である。
この実施の形態8は、スリット7に非磁性体を充填したことを特徴とするもので、回転子鉄心の機械的強度を向上させることができる。
一方、非磁性体は空気とほぼ同じ透磁率を持つので、スリットに何も入れないものに対し電気的に全く同等の効果を得ることができる。
【0039】
なお、この発明の非磁性体を充填することは、実施の形態1から実施の形態7の全ての形状に適用することができ、機械的強度の向上と同時に実施の形態1から実施の形態7の効果はそのまま得ることができる。
【0040】
【発明の効果】
この発明によれば、回転子磁極中心線よりも回転子回転方向側鉄心に位置するスリットの配置,形状を工夫するようにしているので、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分モータ効率の向上が図られるものである。
【0041】
第1の発明によれば、回転子鉄心における磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを、回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心のみに設けるとともに、前記スリットの開口を固定子と回転子との間に存在する空隙側のみに設けているので、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図られ、かつ、固定子に近い側にスリットを寄せることにより、固定子電流による電機子反作用を小さく抑えることができ、固定子歯磁束の飽和に対しては、より有効なものとなる。
【0042】
第2の発明によれば、回転子鉄心における磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心と回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心とにそれぞれ設けるとともに、スリットの回転子磁極中心線より、回転子回転方向側鉄心に位置するものの数を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの数よりも多くしたので、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図られ、かつ、回転子反回転方向 側鉄心にもスリットを設けることによりリラクタンストルクは多少小さくなるが磁束の飽和は少なく、モータ発生トルクよりも磁束の飽和による性能の悪化が大きいモータに対して有効なものである。
【0043】
第3の発明によれば、回転子鉄心における磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットの回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの幅を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの幅よりも太くしたので、電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図られるものである。
【0044】
第4の発明によれば、回転子鉄心における磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットの回転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの長さを、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心鉄心に位置するものの長さを長くした電機子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要トルクを発生することができ、必要電流が減少した分モータ効率の向上が図られるものである。
【0045】
第5の発明によれば、前記スリットの開口を、前記永久磁石側のみに設けたので、回転子外周部における媒質との間の摩擦抵抗が少なく媒質との摩擦抵抗に起因する効率低下を防ぐことができるとともに、モータ組立時に固定子と回転子の間に存在する空隙を均一に出すためにギャップゲージ等の治具を用いるが、この治具が回転子のスリットに引っかかり、生産性を悪くするといった問題をなくすことができるものである。
【0046】
第6の発明によれば、前記スリットの開口を、固定子と回転子との間に存在する空隙側のみに設けたので、固定子電流による電機子反作用を、空隙側にスリットを設けていないものに対して小さく抑えることができ、固定子歯磁束の飽和に対して、より有効な対策となるものである。
【0047】
第7の発明によれば、前記スリットは、前記永久磁石側と、前記空隙側のいずれにも開口側を持たないようにしたので、回転子鉄心の遠心力等に対する機械的強度を向上できるものである。
【0048】
第8の発明によれば、前記スリットに、非磁性体を充填したので、回転子鉄心の機械的強度を向上できるとともに、電気的に同等の効果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1,実施の形態7を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態2を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態3を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態4を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図5】 この発明の実施の形態5を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態6を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図7】この発明の実施の形態8を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図8】 第1の従来例を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図9】 第2の従来例を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図10】 第3の従来例を示す永久磁石型モータの横断面図である。
【図11】 CAE電磁界解析結果1を示す図である。
【図12】 CAE電磁界解析結果2を示す図である。
【符号の説明】
1 回転子、2 固定子、3 磁石挿入孔、4 永久磁石、5 貫通孔、6a,6b,6c,6d,6e 固定子歯部、7 スリット、8 回転子鉄心、9 固定子鉄心、10 固定子巻線、11 回転子磁極中心線、12 回転子回転方向側鉄心、13 回転子反回転方向側鉄心。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a permanent magnet type motor used for a motor for driving a compressor of an air conditioner or a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, permanent magnet motors that are easy to control the rotation speed and have high motor efficiency are generally used in compressor motors of air conditioners and refrigerators. FIG. 8 illustrates a permanent magnet type motor that is currently most commonly used.
[0003]
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the
[0004]
With the shape as described above, an inductance difference between the d-axis and the q-axis is generated, and reluctance torque is generated in addition to torque (magnet torque) generated by the magnetic flux of the permanent magnet, thereby improving the total torque.
[0005]
FIG. 9 is a cross sectional view of a permanent magnet type motor disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-189482. In this example, in addition to the structure of FIG. 8, the
[0006]
In this configuration, d-axis as those of the structure of FIG. 8, since not take a large inductance difference of the q-axis, although the reluctance torque is not available, by providing the slit, Electric child reaction by the stator current is generated The permanent magnet magnetic flux is uniformly supplied from the rotor surface to the stator. That is, the magnetic flux densities of the stator teeth 6a to 6e are almost the same, and a part of the stator teeth (for example, 6a and 6b) does not cause magnetic saturation and does not deteriorate the motor characteristics.
[0007]
FIG. 10 is a cross-sectional view of a permanent magnet type motor commercialized as a compressor motor for an air conditioner. In this example, instead of having no slit in the rotor core, a notch 14 for cutting the outer periphery of the rotor core of the rotor rotation direction side iron core is provided.
[0008]
This shape causes an inductance difference between the d-axis and the q-axis, and reluctance torque can be used. In addition, the Electric child reaction, the permanent magnet flux to prevent the bend in the rotational direction, to increase the air gap in the rotational direction side is provided with a notch 14 to increase the magnetic resistance. As a result, the magnetic flux density of the stator teeth 6a to 6e becomes uniform, a portion of the stator teeth (for example, 6a and 6b) does not cause magnetic saturation, and the motor characteristics are not deteriorated.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the permanent magnet type motor as described above has the following problems.
[0010]
Those in FIG. 8, for Electric child reaction by the stator current, when the motor operation, the permanent magnet flux is significantly bent in the rotor rotation direction, of the stator teeth facing the permanent magnet (6e from 6a) The magnetic flux density of the stator teeth (6a, 6b) that opposes the rotor rotation direction side iron core is abnormally higher than other stator tooth magnetic flux densities. In a high motor, saturation of magnetic flux occurs, causing deterioration of motor characteristics (decrease in motor efficiency and increase in noise).
[0011]
Since the reluctance torque cannot be used in the case of FIG. 9, the motor efficiency is deteriorated compared to the structure in which the reluctance torque can be used.
[0012]
In FIG. 10, the average gap length is increased due to the notch, the magnetic resistance is increased, and the motor efficiency is lowered.
[0013]
This invention, in addition to consideration of the arrangement and shape of the slit provided in the magnet insertion hole in the rotor core, magnetic saturation of the stator teeth facing the rotor rotational direction core by Electric child reaction does not occur In addition to preventing the reduction in motor efficiency accompanying this, the reluctance torque can be used, so that the necessary torque can be generated with a small amount of current, and the motor efficiency can be improved by the amount of decrease in the necessary current. A magnet type motor is to be obtained.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the permanent magnet type motor according to the first aspect of the present invention, a cylindrical stator core around which a coil is wound, a rotor core disposed inside the stator core, and the rotor core are provided. In a permanent magnet type motor comprising a plurality of magnet insertion holes and a permanent magnet accommodated in the magnet insertion holes, and having a slit provided in an outer peripheral side iron core portion of the magnet insertion hole, the slit is formed as a rotor magnetic pole. In addition to being provided only on the rotor rotation direction side iron core from the center line , the opening of the slit is provided only on the gap side existing between the stator and the rotor .
[0015]
In the permanent magnet type motor according to the second invention, a cylindrical stator core around which a coil is wound, a rotor core disposed inside the stator core, and the rotor core are provided. In a permanent magnet type motor having a plurality of magnet insertion holes and a permanent magnet accommodated in the magnet insertion holes, and having a slit provided in an outer peripheral side iron core part of the magnet insertion hole, the slit is arranged at the rotor magnetic pole center. Are provided on the rotor rotation direction side iron core from the line and the rotor magnetic pole center line from the rotor counter rotation direction side iron core, respectively, and the number of those located on the rotor rotation direction side iron core from the rotor magnetic pole center line of the slit is More than the number of the cores located on the rotor counter-rotation direction side iron core than the rotor magnetic pole center line.
[0016]
In the permanent magnet type motor according to the third invention, a cylindrical stator core around which a coil is wound, a rotor core disposed inside the stator core, and the rotor core are provided. In a permanent magnet type motor having a plurality of magnet insertion holes and a permanent magnet accommodated in the magnet insertion holes and having a slit provided in an outer peripheral side iron core part of the magnet insertion hole, the rotor magnetic pole center of the slit The width of the core located on the rotor rotational direction side core from the line is made wider than the width of the core located on the rotor counter-rotation direction side core from the rotor magnetic pole center line.
[0017]
In the permanent magnet type motor according to the fourth invention, a cylindrical stator core around which a coil is wound, a rotor core disposed inside the stator core, and the rotor core are provided. In a permanent magnet type motor having a plurality of magnet insertion holes and a permanent magnet accommodated in the magnet insertion holes and having a slit provided in an outer peripheral side iron core part of the magnet insertion hole, the rotor magnetic pole center of the slit The length of the core positioned on the rotor rotation direction side iron core from the line is made longer than that of the rotor magnetic pole center line positioned on the rotor counter rotation direction side iron core.
[0018]
In the permanent magnet type motor according to the fifth aspect of the invention, the opening of the slit is provided only on the permanent magnet side.
[0019]
In the permanent magnet type motor according to the sixth aspect of the present invention, the opening of the slit is provided only on the side of the gap existing between the stator and the rotor.
[0020]
In the permanent magnet type motor according to a seventh aspect of the present invention, the slit does not have an opening side on either the permanent magnet side or the gap side.
[0021]
In the permanent magnet type motor according to the eighth aspect of the invention, the slit is filled with a non-magnetic material.
[0022]
In these inventions, the number of slits located in the rotor rotation direction side iron core from the rotor magnetic pole center line is larger than the number of slits in the rotor counter rotation direction side iron core, or the shape is devised, so that the q axis decrease in the rotor rotational direction core inductance, it increases the rotor opposite to the rotary direction core (the q-axis magnetic resistance increases in the rotor rotational direction core, small in the rotor counter-rotation direction side core) since, electric Magnetic saturation of the stator teeth facing the rotor core in the rotor rotation direction due to the child reaction does not occur, while reluctance torque can be used.
Moreover, since no notch is provided in the outer periphery of the rotor core, the motor efficiency does not decrease due to the increase in the average gap length.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
In FIG. 1,
The
[0024]
The generated torque of the motor is roughly expressed by the following equation.
T = Tmagnet + Treluctance
= K · (BdI · n · L) + Treluctance
Where T is the motor torque, Tmagnet is the magnet torque, Treluctance is the reluctance torque, K is a constant, Bd is the d-axis magnetic flux density (permanent magnet magnetic flux density), I is the winding current, n is the winding number, and L is the iron core. Thickness.
[0025]
In this embodiment, since the
Further, since the slits are elongated along the d-axis so as not to interfere with the d-axis magnetic flux, the d-axis magnetic flux density Bd does not decrease and the magnet torque does not decrease.
Further, since the
[0026]
FIG. 11 and FIG. 12 show the results of performing electromagnetic field analysis by CAE for this embodiment.
FIG. 11 shows that the magnetic flux saturation of the stator teeth is alleviated by adopting the structure of this embodiment.
From FIG. 12, it can be seen that the motor generated torque is increased by adopting the structure of this embodiment.
That is, even if the winding current I is small, the same torque can be generated, the loss due to the winding current is reduced, and the motor efficiency is improved.
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention.
The second embodiment is characterized in that the number of
[0028]
In the first embodiment, the
[0029]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, the width of the
[0030]
In the third embodiment, the q-axis magnetic flux does not easily flow through the rotor rotating side iron core having a thick slit, but some q-axis magnetic flux flows through the rotor non-rotating direction
[0031]
Further, since the
[0032]
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the length of the
[0033]
In the fourth embodiment, q-axis magnetic flux does not easily flow in the rotor rotation direction
[0034]
In addition, since the
[0035]
Embodiment 5. FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention.
In the fifth embodiment, since the opening of the
In addition, a jig such as a gap gauge is used to uniformly create a gap existing between the stator and the rotor when the motor is assembled. However, this jig gets caught in the slit of the rotor, which deteriorates productivity. Disappears.
[0036]
Next, a sixth embodiment of the invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention.
In the sixth embodiment, the opening of the
In this configuration, since asked the slit closer to the stator, Electric child reaction by the stator current can be reduced relative to those not slit provided on the gap side, the saturation of the stator teeth flux For this, it becomes more effective.
[0037]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a motor showing an embodiment of the present invention. The seventh embodiment is characterized in that the opening of the
[0038]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a motor showing one embodiment of the present invention.
The eighth embodiment is characterized in that the
On the other hand, since the nonmagnetic material has substantially the same magnetic permeability as air, an electrically equivalent effect can be obtained with respect to those in which nothing is put into the slit.
[0039]
The filling of the non-magnetic material of the present invention can be applied to all the shapes of the first to seventh embodiments, and simultaneously with the improvement of the mechanical strength, the first to seventh embodiments. The effect of can be obtained as it is.
[0040]
【The invention's effect】
According to the invention, the arrangement of the slits located on the rotor rotational direction core than the rotor magnetic pole center line, since as devising the shape, faces the rotor rotational direction core by Electric child reaction Magnetic saturation of the stator teeth does not occur, and it is possible to prevent a reduction in motor efficiency associated with this, and the reluctance torque can be used effectively, so the required torque can be generated with a small amount of current and the required current is reduced Therefore, the motor efficiency can be improved.
[0041]
According to the first invention, the slit provided in the outer core portion of the magnet insertion hole in the rotor core is provided only in the rotor rotation direction side iron core from the rotor magnetic pole center line , and the opening of the slit is fixed. because provided only on the gap side that exists between the child and the rotor, electric child reaction magnetic saturation of the stator teeth facing the rotor rotational direction core by is not generated, the motor efficiency due to this Since the reluctance torque can be used effectively, the required torque can be generated with a small amount of current, and the motor efficiency is improved by the reduction of the required current , and it is close to the stator. By moving the slit toward the side, the armature reaction due to the stator current can be suppressed to a small value, which is more effective for the saturation of the stator tooth magnetic flux.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, the slit provided in the outer core portion of the magnet insertion hole in the rotor core has the rotor rotation direction side iron core and the rotor magnetic pole center line from the rotor magnetic pole center line, and the rotor counter-rotation direction. And the number of those located on the rotor core side of the rotor from the rotor magnetic pole center line of the slit, and the number of cores located on the rotor counter-rotation side iron core from the rotor magnetic pole center line. since many were, the stator magnetic saturation of the teeth facing the rotor rotational direction core by electric child reaction does not occur, it is possible to prevent a decrease in motor efficiency due to this, the reluctance torque can be effectively utilized this makes it possible to generate the required torque with a small current, amount that needs current decreases, the improvement of the motor efficiency is achieved, and the slits in the rotor opposite to the rotary direction core The reluctance torque is somewhat smaller that of the magnetic flux saturation is small, is effective against motor deterioration in performance due to saturation of the magnetic flux is greater than the motor torque.
[0043]
According to the third aspect of the invention, the width of the slit located in the rotor rotation direction side iron core from the rotor magnetic pole center line of the slit provided in the outer peripheral side iron core portion of the magnet insertion hole in the rotor core is set to the rotor magnetic pole center line. since thicker than the width of those located more rotor counter-rotation direction side core, electric child reaction magnetic saturation of stator teeth facing the rotor rotational direction core by is not generated, the motor efficiency due to this Since the reduction can be prevented and the reluctance torque can be used effectively, the required torque can be generated with a small current, and the motor efficiency can be improved by the reduction of the required current.
[0044]
According to the fourth invention, the length of the slit located on the rotor rotation direction side iron core from the rotor magnetic pole center line of the slit provided in the outer peripheral side iron core portion of the magnet insertion hole in the rotor iron core is set to the rotor magnetic pole center. magnetic saturation of the stator teeth facing the rotor rotational direction core by longer the electric child counteract the length of those located on the rotor opposite to the rotary direction core core from the line is not generated, the motor efficiency due to this While the reduction can be prevented and the reluctance torque can be used effectively, the required torque can be generated with a small current, and the motor efficiency can be improved by the reduction of the required current.
[0045]
According to the fifth invention, since the opening of the slit is provided only on the permanent magnet side, the frictional resistance between the rotor and the outer periphery of the rotor is small, and the efficiency reduction due to the frictional resistance with the medium is prevented. In addition, a jig such as a gap gauge is used to uniformly create a gap existing between the stator and the rotor at the time of motor assembly. However, this jig gets caught in the slit of the rotor, resulting in poor productivity. It is possible to eliminate the problem of doing.
[0046]
According to the sixth invention, since the opening of the slit is provided only on the gap side existing between the stator and the rotor, no armature reaction due to the stator current is provided on the gap side. It can be kept small with respect to the object, and is a more effective measure against the saturation of the stator tooth magnetic flux.
[0047]
According to the seventh invention, since the slit does not have an opening side on either the permanent magnet side or the gap side, the mechanical strength against the centrifugal force or the like of the rotor core can be improved. It is.
[0048]
According to the eighth invention, since the slit is filled with a non-magnetic material, the mechanical strength of the rotor core can be improved, and an electrically equivalent effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a transverse sectional view of a permanent magnet type
FIG. 2 is a cross-sectional view of a permanent magnet type
FIG. 3 is a cross-sectional view of a permanent magnet type
FIG. 4 is a transverse sectional view of a permanent magnet type motor showing Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 5 is a cross sectional view of a permanent magnet type motor showing Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a permanent magnet
FIG. 7 is a transverse sectional view of a permanent magnet
FIG. 8 is a cross-sectional view of a permanent magnet type motor showing a first conventional example.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a permanent magnet type motor showing a second conventional example.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a permanent magnet motor showing a third conventional example.
FIG. 11 is a diagram showing a CAE electromagnetic
12 is a diagram showing CAE electromagnetic
[Explanation of symbols]
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