JP3817416B2 - Permanent magnet rotating electric machine and electric vehicle using the same - Google Patents

Permanent magnet rotating electric machine and electric vehicle using the same Download PDF

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文男 田島
孝司 小林
昭一 川又
末太郎 渋川
修 小泉
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石回転電機および電動車両に係り、特に複数個の永久磁石を回転子の周方向に配置固定することによって構成される永久磁石回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から回転電機の一種として、回転子の磁界発生手段として永久磁石を用いた永久磁石回転電機が使用されている。
【0003】
従来の永久磁石回転電機としては、高トルク化及び高効率化を図ったものとして、永久磁石埋め込み型の回転子を用いた永久磁石回転電機が特開平5−76146号公報に記載されている。
【0004】
この公報には、固定子として、環状の固定子鉄心に形成された複数個のスロットに三相の固定子巻線を配置したものが開示されている。また回転子としては、回転軸に嵌合固着された略円形の回転子鉄心の内周部に軸方向に伸びる収納部を複数個形成し、この収納部に断面が長方形をなす永久磁石を、隣り合った任意の永久磁石同士が回転子表面に向かって互いに逆極性の磁束を発生するように挿入する構成が開示されている。またこの回転子は、環状の固定子の中に固定子鉄心の内周部と所定の回転空隙を有する状態で回転可能に配置されている。
【0005】
上記のような長方形の永久磁石を用いた回転電機は、高速回転時に弱め界磁が効き易く、効率が良い。よって、性質上高速回転を要求されるもの、例えば電動車両用の駆動モータ等に有効である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の永久磁石回転電機においては、誘起電圧波形に関し次のような問題点がある。
【0007】
外力によって回転子が回転されると、回転電機内に誘起電圧が発生し、通電回路または制御回路に電流が流れる。よって、制御回路をより安全に保護するために、所定の回転速度における誘起電圧の実効値をあらかじめ測定し、その値に耐え得るよう、またはその値を抑制するよう制御回路が設計される。
【0008】
しかし、実際の誘起電圧は、正弦波にいくつかの波形が重畳された形で現れる。実効値はその波形の平均値であることから、必ず実効値の√2倍を上回るピーク値が存在する。よって、実効値の√2倍に対応するよう設計されている制御回路をより確実に保護するためには、ピーク値を実効値の√2倍に近づける必要がある。
【0009】
ピーク値を下げるためには、永久磁石によって発生する磁束量自体を低減することが考えられるが、磁束量が低減すれば当然に回転電機を電動機として動作させたときの駆動トルクも低下する。
【0010】
そこで本発明は、上記の事情に鑑み、永久磁石回転電機において駆動トルクを下げることなく、実効値に対する誘起電圧のピーク値を抑えることを目的とする。
【0011】
また本発明の他の目的は、車両のブレーキング時または降坂時に永久磁石回転電機が発生する誘起電圧のピーク値を抑え、より安全な電動車両を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明は、永久磁石回転電機及び電動車両において、回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石のそれぞれが、回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、固定子の側の面の周方向の長さが設定されていることを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、永久磁石回転電機及び電動車両において、回転子の複数の磁極のそれぞれにおける永久磁石が、回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、固定子側でかつ補助突極側の周方向端部間の長が設定されていることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である永久磁石回転電機を図を用いて説明する。
【0016】
図1は、三相8極,48スロットのインナロータ形永久磁石回転電機に本発明を適用した実施形態の周方向断面図であり、図はそのうち一のポールペアを示している。図2は図1の磁束密度分布図である。
【0017】
永久磁石回転電機は固定子1および回転子6から構成され、回転子6は固定子1に回転空隙5(ギャップ)をもって図のように回転可能に配置されている。
【0018】
固定子1は、ほぼ環状をなす固定子鉄心2に形成された48個のスロット3にU相の固定子巻線U1,V相の固定子巻線V1、およびW相の固定子巻線W1が挿入配置される。固定子鉄心の内周部には、各スロットに対応して開口部4が形成されている。
【0019】
一方回転子6は、回転軸9に回転子鉄心7を嵌合固着し、この回転子鉄心7にネオジウム製の8個の永久磁石8(図では8a,8b)を軸方向に挿入,固着する収納部を形成している。永久磁石8は、図のように隣り合ったものが互いに逆極性になるように配置され、また回転子鉄心7は硅素鋼板を多数枚積層して構成されている。
【0020】
このとき、永久磁石8としては、その周方向の断面において、固定子側の辺すなわち外周面幅が軸に対してなす角度をθ,反固定子側の辺すなわち内周面幅が軸に対してなす角度をφとしたとき、θがφよりも小さくなるような形状のものを用いる。
【0021】
なお、永久磁石8が図のような台形形状ではなく、他の形状のときも同様にθとφを定義できる。例えばアーチ形のときは、θ,φはそれぞれ固定子側のアーチの端点と他端点が軸に対してなす角度、反固定子側のアーチの端点と他端点が軸に対してなす角度を示す。
【0022】
この場合、θの大きさを変化させると、回転子が外力によって回転したときに発生する誘起電圧の波形が変化する。またφの大きさを変化させると、φが永久磁石8の周方向最大幅を規定することから、回転電機の駆動トルクの大きさが変化する。
【0023】
ここでθ(度)は、永久磁石の極数が8であることから、0<θ<45の範囲の値を取り得るが、θが45度に近いときは、補助突極の周方向幅が極端に小さいことからリラクタンストルクを得ることが困難になる。また逆に0に近いときは、誘起電圧の波形がθでなくφに依存することになるが、後述する理想波形の実現と駆動トルクの最大化の双方を同時に達成するφの値は存在しない。
【0024】
そこでθをサンプリングすると、θを24,26,28度とした場合、また 32,34,36度とした場合の最高回転数における誘起電圧波形は、それぞれ図3,図4のようになる。
【0025】
図を見ると、誘起電圧波形は正弦波に5つの山が重畳された凸波形と、凹凸が比較的少なく正弦波に近似する波形と、5つの谷が重畳された凹波形が以下に述べる規則性をもって現れることがわかる。
【0026】
すなわち、θが18.75<θ<26.25および33.75<θ<41.25の範囲内にあるとき凹波形が現れ、θが26.25<θ<33.75の範囲内にあるときは凸波形が現れる。またθがおよそ26.25度および33.75度のとき、凹凸が比較的少なく正弦波に近似する波形が現れる。
【0027】
さらに詳しく分析すると、τsを固定子のスロットピッチ、nを自然数としたとき、θが
{(2n−1)+0.5}×τs<θ<(2n+0.5)×τs
の範囲内にあるとき凸波形が現れ、θが
(n+0.5)×τs
のときに凹凸が少なくなり、θが
(2n+0.5)×τs<θ<{(2n+1)+0.5}×τs
の範囲内にあるとき凹波形が現れることがわかる。
【0028】
これらの波形のピーク値は、凸波形のときは電気角が90度の凸部頂点の値、凹波形のときは電気角が90度の凹部を挟む2つの凸部頂点の値となる。従って、ピーク値が最小となるのは、凹凸のない波形、すなわち正弦波に近似した波形が現れたときである。
【0029】
この実施形態では、誘起電圧波形が正弦波にそれぞれ最も近くなるのは、θが約26度または約34度のときであることが図より分かる。
【0030】
次に、実際の誘起電圧波形が正弦波にどの程度近似しているかを定量的に評価するため、波形狂い率を定義し、θによる波形狂い率を図5にグラフとして表す。
【0031】
ここで波形狂い率は、
【0032】
【数1】

Figure 0003817416
【0033】
と定義する。この式は、誘起電圧波形が正弦波であれば、電機角90度における電圧は実効値の√2倍であることに基づいたものである。すなわちこの値が1より大きい場合は凸波形、1より小さい場合は凹波形であり、1に近いほど正弦波に近いということになる。
【0034】
このグラフからも、θが26度および34度付近において、誘起電圧波形が正弦波に近似することがわかる。
【0035】
ところで、この角度をスロットピッチτs=7.5度のn+0.5倍(nは自然数)である26.25度,33.75度と比較すると、図3,図4、および図5において少なくとも誤差±1度の範囲内にて一致している。
【0036】
すなわち、θ(度)が
θ≒(n+0.5)×τs (nは自然数)
で表される値のとき、誘起電圧の波形が正弦波に近似する。
【0037】
さらに図6にθを変化させた場合の誘起電圧のピーク値と実効値を示す。
【0038】
図6において実効値はθが大きくなるに従って増加している。これはθが大きくなれば永久磁石が大きくなり、当然に主磁束も大きくなることが原因である。
【0039】
一方ピーク値は、θが大きくなるに従って階段状の変化を示していることがわかる。すなわちθが26度よりも小さいときはθが増加するに従って僅かながら下降し、26度を越えると急激に上昇している。さらに約32度を頂点としてまた緩やかに下降していることがわかる。
【0040】
一般的に実効値が大きいほど主磁束は大きくなり、駆動トルクをより多く得ることができる。一方ピーク値は、制御回路等はその永久磁石回転電機特有の実効値に合わせて設計されることから、できるだけ実効値の√2倍に近い方がよい。
【0041】
従ってθは、図6においてピーク値が実効値の√2倍に近く、しかも実効値が大きいという観点から、26度付近が最も優れていると考えられる。
【0042】
次に、θを26度に固定しながらφを変化させ、磁束量の補正を行うことで主磁束によるトルクとリラクタンストルクの和が最大となる角度φを求める。
【0043】
回転電機の駆動トルクTは、永久磁石による磁束をψ,q軸インダクタンスをLq,d軸インダクタンスをLd,q軸巻線電流をIq,d軸巻線電流をIdとすると、
T=ψIq+(Lq−Ld)Iq×Id
で表される。
【0044】
この式において右辺の第1項は永久磁石の主磁束によるトルクであり、第2項は隣り合った永久磁石間の回転子部材、すなわち補助突極によるリラクタンストルクである。これら二つの値は、それぞれ永久磁石,補助突極がなす回転子の周方向の角度に依存することから、駆動トルクを最大とする永久磁石の周方向の角度は個々の回転子において一義的に定まる。
【0045】
図7にφと(モータの使用頻度を考慮した)加重平均効率(インバータ損失含む)の関係を示す。図からφは36度が最も大きいことがわかる。
【0046】
従って、本実施形態の場合、θが26度でφが36度の永久磁石を用いれば、誘起電圧の波形が正弦波に近似し、誘起電圧のピーク値を抑えながら、かつ最大の駆動トルクを得ることができる永久磁石回転電機の設計が可能である。
【0047】
さらに、上記のθとφの角度による永久磁石の形状の汎用性を確認するため、半径や積厚,出力などが異なる回転電機について検討した磁束密度分布を図8に、誘起電圧波形を図9に、φと加重平均効率(インバータ損失含む)の関係を図10に示す。この実施形態においても、図9よりθが26度のとき誘起電圧波形が正弦波に近く、図10よりφが36度のとき駆動トルクが最大になることがわかる。
【0048】
さらに上記θは、通常よく用いられる固定子ティース部がなす角αと固定子スロット部がなす角βがほぼ等しい場合にはスロットピッチτsのn+0.5 倍 (nは自然数)の場合が優れているが、αとβが大きく異なる場合には、nを自然数として、
θ≒n×τs+α
または
θ≒n×τs+β
とした方が誘起電圧波形は正弦波に近くなる。特に後者がより正弦波に近い。
【0049】
さらに、固定子スロット部をなす角βと固定子開口部をなす角γが大きく異なる場合、すなわちティースの突起が大きい場合には、
θ≒n×τs+γ
とした方が誘起電圧波形は正弦波に近くなる。
【0050】
ここで突起部の径方向長さが小さい場合、突起部の磁束が飽和し、γがほとんどθに影響しなくなる。そこでγがθに対して影響する度合いを係数A(0<A≦1)
とすると、
θ≒n×τs+γ×A
と表わすことができる。
【0051】
また、永久磁石8はネオジウム磁石以外でもよく、たとえば図5の波形狂い率の検討をフェライト磁石で行った場合を図11に示す。
【0052】
ネオジウム磁石を用いて検討した図5と比較するとθが機械角で2度ほど小さくなっているが、この理由はフェライト磁石がネオジウム磁石と比べて磁石の強さが約1/3のため、固定子スロットの突起部を十分に飽和できないからである。よって、フェライト磁石を用いた場合、誘起電圧波形を正弦波に近似させるθは
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
となる。
【0053】
なお、本発明において、誘起電圧波形を正弦波に近似させる角度θは磁石形状によらない。図12に他の実施形態として磁石形状が長方形の場合の磁束密度分布を、図13に図12の実施形態における誘起電圧波形を、図14に他の実施形態として磁石形状がアーク形の場合の磁束密度分布を、図15に図14における誘起電圧波形を、図16に他の実施形態として磁石形状が円弧状の台形の場合の磁束密度分布を、図17に図16における誘起電圧波形を、図18に他の実施形態として磁石形状がV字形の場合の磁束密度分布を、図19に図18における誘起電圧波形を、図20に他の実施形態として磁石形状がU字形の場合の磁束密度分布を、図21に図20における誘起電圧波形を示す。いずれの場合も図のようなθ=26度で誘起電圧波形が正弦波に近似していることがわかる。
【0054】
一方、永久磁石が回転子内に一部埋め込まれている場合は、永久磁石部と鉄部の磁束の疎密が大きくなるため、
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
の場合が誘起電圧波形を正弦波に近似できる。この場合θは、永久磁石8が回転子鉄心7の表面に露出している部分が回転子周方向になす角度となる。
【0055】
図22に本発明の他の実施形態として磁石形状がアーク形で一部埋め込まれている場合の磁束密度分布を、図23に図22における誘起電圧波形を、図24に他の実施形態として磁石形状が円弧状の台形で一部埋め込まれている場合の磁束密度分布を、図25に図24における誘起電圧波形を、図26に他の実施形態として磁石形状が概略台形で一部埋め込まれている場合の磁束密度分布を、図27に図26における誘起電圧波形を示す。いずれの場合も図のようなθ=24度で誘起電圧波形を正弦波に近似できることがわかる。
【0056】
また、誘起電圧のピーク値を抑えながら、コギングトルクや騒音を低減するためには、磁石の両端に図28のような磁気的な空隙を設けることが有効である。ここで磁気的な空隙とは、物体が存在しない空間としてもよいし、非磁性体の物質を挿入または充填し、ワニスや接着剤などで固定したものでもよい。
【0057】
さらに、本発明による永久磁石回転電機は、電動車両の駆動モータとして用いた場合に有効である。
【0058】
永久磁石回転電機を駆動モータとして用いた電動車両のブレーキ動作時、または降坂時には、回転電機が発電機として動作し、制御回路に誘起電圧が発生する。通常、制御回路は回転電機の誘起電圧の実効値に合わせて設計されているので、波形のピーク値によって誘起電圧が実効値の√2倍を大きく超過しないよう、本発明のように誘起電圧の波形を正弦波に近似させ、ピーク値を抑えることによって、より安全性の高い電動車両を得ることができる。
【0059】
なお本発明は、永久磁石の個数(極数)は8極以外でもよく、固定子のスロット数も48個以外でもよい。さらに永久磁石8はネオジウム磁石以外でもよく、永久磁石を構成する角度は製作誤差の範囲内である幅を持つことは言うまでもない。また、波形改善が有効となるものは、内転型,外転型などの回転電機に限らず、リニアモータなどにも応用できる。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、誘起電圧の波形が正弦波に近似していることにより、誘起電圧のピーク値を実効値に対して抑えることができる。
【0061】
また本発明によれば、誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、前記永久磁石の固定子側の面の周方向長さを設定したことにより、誘起電圧のピーク値を抑えながら、大きな駆動トルクを得ることができる。
【0062】
また本発明によれば、誘起電圧の波形を正弦波に近似させることにより、車両のブレーキング時または降坂時に永久磁石回転電機が発生する誘起電圧のピーク値を抑え、より安全な電動車両を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態をなす永久磁石回転電機の周方向断面図の一部を示す。
【図2】図1の磁束密度分布図を示す。
【図3】図1のθを24,26,28度とした場合の最高回転数における誘起電圧波形を示す。
【図4】図1のθを32,34,36度とした場合の最高回転数における誘起電圧波形を示す。
【図5】図1のθと波形狂い率の関係図を示す。
【図6】図1のθと誘起電圧ピーク値および実効値の関係図を示す。
【図7】図1のφと(モータの使用頻度を考慮した)加重平均効率(インバータ損失含む)の関係図を示す。
【図8】図1のθとφを、半径や積厚,出力などが異なる他の実施形態に適用した場合の磁束密度分布図を示す。
【図9】図8における誘起電圧波形を示す。
【図10】図8におけるφと加重平均効率(インバータ損失を含む)の関係図を示す。
【図11】フェライト磁石を用いた本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機のθと波形狂い率の関係図を示す。
【図12】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図13】図12の誘起電圧波形を示す。
【図14】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図15】図14の誘起電圧波形を示す。
【図16】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図17】図16の誘起電圧波形を示す。
【図18】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図19】図18の誘起電圧波形を示す。
【図20】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図21】図20の誘起電圧波形を示す。
【図22】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図23】図22の誘起電圧波形を示す。
【図24】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図25】図24の誘起電圧波形を示す。
【図26】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の磁束密度分布図を示す。
【図27】図26の誘起電圧波形を示す。
【図28】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の周方向断面図を示す。
【符号の説明】
1…固定子、2…固定子鉄心、3…スロット、4…開口部、5…回転空隙、6…回転子、7…回転子鉄心、8a,8b…永久磁石、9…回転軸、10…空隙。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a permanent magnet rotating electric machine and an electric vehicle, and more particularly to a permanent magnet rotating electric machine configured by arranging and fixing a plurality of permanent magnets in a circumferential direction of a rotor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one type of rotating electrical machine, a permanent magnet rotating electrical machine using a permanent magnet as a magnetic field generating means of a rotor has been used.
[0003]
As a conventional permanent magnet rotating electric machine, a permanent magnet rotating electric machine using a permanent magnet embedded rotor is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-76146 as an attempt to increase torque and efficiency.
[0004]
This publication discloses a stator in which three-phase stator windings are arranged in a plurality of slots formed in an annular stator core. Further, as the rotor, a plurality of storage portions extending in the axial direction are formed on the inner peripheral portion of the substantially circular rotor core fitted and fixed to the rotation shaft, and a permanent magnet having a rectangular cross section is formed in the storage portion. A configuration is disclosed in which arbitrary adjacent permanent magnets are inserted so as to generate magnetic fluxes having opposite polarities toward the rotor surface. In addition, the rotor is rotatably disposed in an annular stator in a state having an inner peripheral portion of the stator core and a predetermined rotation gap.
[0005]
A rotating electric machine using a rectangular permanent magnet as described above is more efficient because the field weakening is more effective during high-speed rotation. Therefore, it is effective for a device that requires high-speed rotation in nature, such as a drive motor for an electric vehicle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional permanent magnet rotating electric machine as described above has the following problems with respect to the induced voltage waveform.
[0007]
When the rotor is rotated by an external force, an induced voltage is generated in the rotating electrical machine, and a current flows through the energization circuit or the control circuit. Therefore, in order to protect the control circuit more safely, the control circuit is designed so that the effective value of the induced voltage at a predetermined rotational speed is measured in advance and can withstand or suppress the value.
[0008]
However, the actual induced voltage appears in the form of several waveforms superimposed on a sine wave. Since the effective value is an average value of the waveform, there is always a peak value exceeding √2 times the effective value. Therefore, in order to more reliably protect the control circuit designed to support √2 times the effective value, it is necessary to bring the peak value closer to √2 times the effective value.
[0009]
In order to lower the peak value, it is conceivable to reduce the amount of magnetic flux generated by the permanent magnet itself. However, if the amount of magnetic flux is reduced, naturally the driving torque when the rotating electric machine is operated as an electric motor is also lowered.
[0010]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to suppress the peak value of the induced voltage with respect to the effective value without reducing the driving torque in the permanent magnet rotating electrical machine.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a safer electric vehicle by suppressing the peak value of the induced voltage generated by the permanent magnet rotating electric machine when the vehicle is braked or downhill.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Here, the present invention provides a permanent magnet rotating electrical machine and an electric vehicle that are embedded in the rotor core and that are adjacent to each other in the circumferential direction so that their polarities are opposite to each other. The plurality of permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are arranged in the circumferential direction of the stator side surface so that the waveform of the induced voltage generated by the rotation of the rotor approximates a sine wave. it characterized in that a length is set.
[0013]
Further, according to the present invention, in the permanent magnet rotating electric machine and the electric vehicle, the permanent magnet in each of the plurality of magnetic poles of the rotor is arranged so that the waveform of the induced voltage generated by the rotation of the rotor approximates a sine wave. it characterized in that the length between the circumferential ends of the side a and the auxiliary salient pole side is set.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a permanent magnet rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a circumferential sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a three-phase 8-pole, 48-slot inner rotor type permanent magnet rotating electric machine, and the figure shows one of the pole pairs. FIG. 2 is a magnetic flux density distribution diagram of FIG.
[0017]
The permanent magnet rotating electric machine includes a stator 1 and a rotor 6, and the rotor 6 is rotatably disposed in the stator 1 with a rotation gap 5 (gap) as shown in the figure.
[0018]
The stator 1 includes a U-phase stator winding U1, a V-phase stator winding V1, and a W-phase stator winding W1 in 48 slots 3 formed in a substantially annular stator core 2. Is inserted and arranged. Openings 4 are formed in the inner peripheral portion of the stator core corresponding to the slots.
[0019]
On the other hand, the rotor 6 has a rotor core 7 fitted and fixed to the rotary shaft 9, and eight permanent magnets 8 (8a and 8b in the figure) made of neodymium are inserted and fixed to the rotor core 7 in the axial direction. A storage part is formed. As shown in the figure, the permanent magnets 8 are arranged so that adjacent ones have opposite polarities, and the rotor core 7 is configured by laminating a plurality of silicon steel plates.
[0020]
At this time, as the permanent magnet 8, in the circumferential cross section, an angle formed by the side on the stator side, that is, the outer peripheral surface width, is θ, and the side on the anti-stator side, that is, the inner peripheral surface width, is the axis. A shape having a shape such that θ is smaller than φ where φ is φ is used.
[0021]
It should be noted that θ and φ can be defined similarly when the permanent magnet 8 is not in the trapezoidal shape as shown in FIG. For example, in the case of an arch shape, θ and φ indicate the angle formed by the end point and the other end point of the stator side arch with respect to the axis, and the angle formed by the end point and the other end point of the anti-stator side arch with respect to the axis. .
[0022]
In this case, when the magnitude of θ is changed, the waveform of the induced voltage generated when the rotor is rotated by an external force changes. Further, when the magnitude of φ is changed, φ defines the circumferential maximum width of the permanent magnet 8, and thus the magnitude of the driving torque of the rotating electrical machine changes.
[0023]
Here, θ (degrees) can take a value in the range of 0 <θ <45 because the number of poles of the permanent magnet is 8, but when θ is close to 45 degrees, the circumferential width of the auxiliary salient pole Is extremely small, it becomes difficult to obtain reluctance torque. On the other hand, when it is close to 0, the waveform of the induced voltage depends on φ instead of θ, but there is no value of φ that achieves both the realization of the ideal waveform described later and the maximization of the driving torque at the same time. .
[0024]
Therefore, when θ is sampled, the induced voltage waveforms at the maximum rotational speed when θ is set to 24, 26, and 28 degrees, and when set to 32, 34, and 36 degrees are as shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
[0025]
As can be seen from the diagram, the induced voltage waveform includes a convex waveform in which five peaks are superimposed on a sine wave, a waveform that has relatively little unevenness and approximates a sine wave, and a concave waveform in which five valleys are superimposed. It turns out that it appears with sex.
[0026]
That is, a concave waveform appears when θ is in the range of 18.75 <θ <26.25 and 33.75 <θ <41.25, and θ is in the range of 26.25 <θ <33.75. Sometimes a convex waveform appears. When θ is approximately 26.25 degrees and 33.75 degrees, a waveform that has relatively little unevenness and approximates a sine wave appears.
[0027]
More detailed analysis shows that θ is {(2n−1) +0.5} × τs <θ <(2n + 0.5) × τs, where τs is the slot pitch of the stator and n is a natural number.
A convex waveform appears, and θ is (n + 0.5) × τs.
, The unevenness is reduced, and θ is (2n + 0.5) × τs <θ <{(2n + 1) +0.5} × τs.
It can be seen that a concave waveform appears when within the range of.
[0028]
The peak value of these waveforms is the value of the peak of the convex part with an electrical angle of 90 degrees when it is a convex waveform, and the value of the peak of two convex parts sandwiching the concave part with an electrical angle of 90 degrees when it is a concave waveform. Therefore, the peak value is minimized when a waveform having no irregularities, that is, a waveform approximated to a sine wave appears.
[0029]
In this embodiment, it can be seen from the figure that the induced voltage waveform is closest to the sine wave when θ is about 26 degrees or about 34 degrees.
[0030]
Next, in order to quantitatively evaluate how close the actual induced voltage waveform is to a sine wave, a waveform error rate is defined, and the waveform error rate due to θ is shown as a graph in FIG.
[0031]
Here, the waveform error rate is
[0032]
[Expression 1]
Figure 0003817416
[0033]
It is defined as This equation is based on the fact that if the induced voltage waveform is a sine wave, the voltage at the electrical angle of 90 degrees is √2 times the effective value. That is, when this value is greater than 1, it is a convex waveform, and when it is less than 1, it is a concave waveform.
[0034]
This graph also shows that the induced voltage waveform approximates a sine wave when θ is around 26 and 34 degrees.
[0035]
By the way, when this angle is compared with 26.25 degrees and 33.75 degrees which are n + 0.5 times (n is a natural number) of slot pitch τs = 7.5 degrees, at least an error is found in FIGS. It agrees within the range of ± 1 degree.
[0036]
That is, θ (degree) is θ≈ (n + 0.5) × τs (n is a natural number)
When the value is represented by the following formula, the waveform of the induced voltage approximates a sine wave.
[0037]
Further, FIG. 6 shows the peak value and effective value of the induced voltage when θ is changed.
[0038]
In FIG. 6, the effective value increases as θ increases. This is because the permanent magnet increases as θ increases, and the main magnetic flux naturally increases.
[0039]
On the other hand, it can be seen that the peak value shows a step-like change as θ increases. That is, when θ is smaller than 26 degrees, it decreases slightly as θ increases, and when it exceeds 26 degrees, it increases rapidly. Furthermore, it turns out that it descends gently again at about 32 degrees.
[0040]
In general, the larger the effective value, the larger the main magnetic flux, and the more driving torque can be obtained. On the other hand, the peak value is preferably as close to √2 times the effective value as possible because the control circuit and the like are designed according to the effective value unique to the permanent magnet rotating electrical machine.
[0041]
Therefore, it is considered that θ is most excellent around 26 degrees from the viewpoint that the peak value is close to √2 times the effective value and the effective value is large in FIG.
[0042]
Next, φ is changed while θ is fixed at 26 degrees, and the amount φ of the magnetic flux is corrected to obtain an angle φ that maximizes the sum of the torque due to the main magnetic flux and the reluctance torque.
[0043]
The driving torque T of the rotating electrical machine is expressed as follows: magnetic flux by a permanent magnet is ψ, q-axis inductance is Lq, d-axis inductance is Ld, q-axis winding current is Iq, and d-axis winding current is Id.
T = ψIq + (Lq−Ld) Iq × Id
It is represented by
[0044]
In this equation, the first term on the right side is the torque due to the main magnetic flux of the permanent magnet, and the second term is the reluctance torque due to the rotor member between adjacent permanent magnets, that is, the auxiliary salient poles. Since these two values depend on the circumferential angle of the rotor formed by the permanent magnet and the auxiliary salient pole, respectively, the circumferential angle of the permanent magnet that maximizes the driving torque is uniquely determined for each rotor. Determined.
[0045]
FIG. 7 shows the relationship between φ and the weighted average efficiency (including inverter loss) (considering the motor usage frequency). It can be seen from the figure that φ is the largest at 36 degrees.
[0046]
Therefore, in the case of the present embodiment, if a permanent magnet having θ of 26 degrees and φ of 36 degrees is used, the waveform of the induced voltage approximates a sine wave, and the maximum driving torque is reduced while suppressing the peak value of the induced voltage. Design of a permanent magnet rotating electrical machine that can be obtained is possible.
[0047]
Furthermore, in order to confirm the versatility of the shape of the permanent magnet according to the angles of θ and φ described above, FIG. 8 shows a magnetic flux density distribution and FIG. 9 shows an induced voltage waveform obtained by examining rotating electric machines having different radii, stack thicknesses, and outputs. FIG. 10 shows the relationship between φ and the weighted average efficiency (including inverter loss). Also in this embodiment, it can be seen from FIG. 9 that the induced voltage waveform is close to a sine wave when θ is 26 degrees, and from FIG. 10 that the driving torque is maximized when φ is 36 degrees.
[0048]
Furthermore, when the angle α formed by the commonly used stator tooth portion and the angle β formed by the stator slot portion are substantially equal, the above θ is excellent when the slot pitch τs is n + 0.5 times (n is a natural number). However, when α and β are greatly different, n is a natural number,
θ ≒ n × τs + α
Or θ≈n × τs + β
The induced voltage waveform becomes closer to a sine wave. In particular, the latter is closer to a sine wave.
[0049]
Furthermore, when the angle β forming the stator slot and the angle γ forming the stator opening are greatly different, that is, when the teeth protrusion is large,
θ ≒ n × τs + γ
The induced voltage waveform becomes closer to a sine wave.
[0050]
Here, when the radial length of the protrusion is small, the magnetic flux of the protrusion is saturated, and γ hardly affects θ. Therefore, the degree of influence of γ on θ is expressed by coefficient A (0 <A ≦ 1)
Then,
θ≈n × τs + γ × A
Can be expressed as
[0051]
Further, the permanent magnet 8 may be other than a neodymium magnet. For example, FIG. 11 shows a case where the waveform deviation rate in FIG.
[0052]
Compared with Fig. 5 studied using a neodymium magnet, θ is about 2 degrees smaller in mechanical angle. This is because the strength of the ferrite magnet is about 1/3 that of the neodymium magnet. This is because the protrusion of the child slot cannot be sufficiently saturated. Therefore, when a ferrite magnet is used, θ that approximates the induced voltage waveform to a sine wave is θ≈n × τs + γ (n is a natural number)
It becomes.
[0053]
In the present invention, the angle θ that approximates the induced voltage waveform to a sine wave does not depend on the magnet shape. FIG. 12 shows the magnetic flux density distribution when the magnet shape is a rectangle as another embodiment, FIG. 13 shows the induced voltage waveform in the embodiment of FIG. 12, and FIG. 14 shows the case where the magnet shape is an arc shape as another embodiment. FIG. 15 shows the induced voltage waveform in FIG. 14, FIG. 16 shows the magnetic flux density distribution in the case of a trapezoid having a circular arc as another embodiment, FIG. 17 shows the induced voltage waveform in FIG. 18 shows the magnetic flux density distribution when the magnet shape is V-shaped as another embodiment, FIG. 19 shows the induced voltage waveform in FIG. 18, and FIG. 20 shows the magnetic flux density when the magnet shape is U-shaped as another embodiment. The distribution is shown in FIG. 21 and the induced voltage waveform in FIG. In either case, it can be seen that the induced voltage waveform approximates a sine wave at θ = 26 degrees as shown in the figure.
[0054]
On the other hand, when the permanent magnet is partially embedded in the rotor, the density of the magnetic flux between the permanent magnet part and the iron part increases.
θ ≒ n × τs + γ (n is a natural number)
In this case, the induced voltage waveform can be approximated to a sine wave. In this case, θ is an angle formed by a portion where the permanent magnet 8 is exposed on the surface of the rotor core 7 in the circumferential direction of the rotor.
[0055]
FIG. 22 shows the magnetic flux density distribution when the magnet is partially arc-embedded as another embodiment of the present invention, FIG. 23 shows the induced voltage waveform in FIG. 22, and FIG. 24 shows the magnet as another embodiment. The magnetic flux density distribution when the shape is partially embedded in an arcuate trapezoid, FIG. 25 shows the induced voltage waveform in FIG. 24, and FIG. 26 shows another embodiment in which the magnet shape is partially trapped in a trapezoidal shape. FIG. 27 shows the induced voltage waveform in FIG. In either case, it can be seen that the induced voltage waveform can be approximated to a sine wave at θ = 24 degrees as shown.
[0056]
In order to reduce the cogging torque and noise while suppressing the peak value of the induced voltage, it is effective to provide magnetic gaps as shown in FIG. 28 at both ends of the magnet. Here, the magnetic gap may be a space where no object is present, or may be a non-magnetic substance inserted or filled and fixed with a varnish or an adhesive.
[0057]
Furthermore, the permanent magnet rotating electrical machine according to the present invention is effective when used as a drive motor for an electric vehicle.
[0058]
During braking operation or downhill of an electric vehicle using a permanent magnet rotating electric machine as a drive motor, the rotating electric machine operates as a generator, and an induced voltage is generated in the control circuit. Normally, the control circuit is designed in accordance with the effective value of the induced voltage of the rotating electrical machine, so that the induced voltage does not greatly exceed √2 times the effective value due to the peak value of the waveform as in the present invention. An electric vehicle with higher safety can be obtained by approximating the waveform to a sine wave and suppressing the peak value.
[0059]
In the present invention, the number of permanent magnets (number of poles) may be other than eight, and the number of stator slots may be other than 48. Furthermore, the permanent magnet 8 may be other than a neodymium magnet, and it goes without saying that the angle constituting the permanent magnet has a width within the range of manufacturing errors. In addition, those in which the waveform improvement is effective can be applied to linear motors and the like as well as rotary electric machines such as an inner rotation type and an outer rotation type.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the waveform of the induced voltage approximates a sine wave, the peak value of the induced voltage can be suppressed from the effective value.
[0061]
According to the present invention, the circumferential length of the surface of the permanent magnet on the stator side is set so that the waveform of the induced voltage approximates a sine wave. A driving torque can be obtained.
[0062]
In addition, according to the present invention, by approximating the waveform of the induced voltage to a sine wave, the peak value of the induced voltage generated by the permanent magnet rotating electric machine during braking or downhill of the vehicle is suppressed, and a safer electric vehicle can be obtained. Obtainable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a part of a circumferential sectional view of a permanent magnet rotating electrical machine that constitutes an embodiment of the present invention.
2 shows a magnetic flux density distribution diagram of FIG.
FIG. 3 shows an induced voltage waveform at the maximum number of revolutions when θ in FIG. 1 is 24, 26, and 28 degrees.
4 shows an induced voltage waveform at the maximum number of rotations when θ in FIG. 1 is 32, 34, and 36 degrees.
5 shows a relationship diagram between θ in FIG. 1 and a waveform error rate. FIG.
6 shows a relationship diagram between θ of FIG. 1, an induced voltage peak value, and an effective value. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between φ in FIG. 1 and weighted average efficiency (including inverter loss) (considering the frequency of use of the motor).
FIG. 8 shows a magnetic flux density distribution diagram when θ and φ in FIG. 1 are applied to other embodiments having different radii, stack thicknesses, outputs, and the like.
9 shows an induced voltage waveform in FIG.
10 shows a relationship diagram between φ in FIG. 8 and weighted average efficiency (including inverter loss).
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between θ and the waveform error rate of a permanent magnet rotating electrical machine that uses another ferrite magnet according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
13 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 14 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
15 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 16 shows a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
17 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 18 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
FIG. 19 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 20 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
21 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 22 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
FIG. 23 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 24 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
25 shows the induced voltage waveform of FIG.
FIG. 26 is a magnetic flux density distribution diagram of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
FIG. 27 shows an induced voltage waveform of FIG.
FIG. 28 is a circumferential cross-sectional view of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator, 2 ... Stator iron core, 3 ... Slot, 4 ... Opening part, 5 ... Rotation space | gap, 6 ... Rotor, 7 ... Rotor iron core, 8a, 8b ... Permanent magnet, 9 ... Rotating shaft, 10 ... Voids.

Claims (24)

固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、それぞれ、前記回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、前記固定子側の面の周方向の長さが設定されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of magnetic poles that are embedded in the rotor core and that are adjacent to each other in the circumferential direction are arranged circumferentially with respect to the rotor core so as to form a plurality of magnetic poles. Ri you and a permanent magnet,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Between the permanent magnets of the rotor core, Ri Contact is formed auxiliary salient pole for generating a reluctance torque,
Wherein the plurality of permanent magnets, are respectively the waveform of the induced voltage generated by rotation of the rotor so as to approximate to a sine wave, the length in the circumferential direction of the side surface of the stator is set A permanent magnet rotating electrical machine.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記永久磁石の前記固定子側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)としたとき、
θ≒(n+0.5)×τs (nは自然数)
であることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of magnetic poles that are embedded in the rotor core and that are adjacent to each other in the circumferential direction are arranged circumferentially with respect to the rotor core so as to form a plurality of magnetic poles. Ri you and a permanent magnet,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Between the permanent magnets of the rotor core, Ri Contact is formed auxiliary salient pole for generating a reluctance torque,
When the pitch of the slot and .tau.s (degrees), and the angular width in the circumferential direction of the side surface of the stator of the permanent magnet with respect to the axis of the rotor and theta (degrees),
θ≈ (n + 0.5) × τs (n is a natural number)
A permanent magnet rotating electric machine characterized by the above.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になる ように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記永久磁石の前記固定子の側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)とし、前記固定子におけるティース部が前記回転子の軸に対してなす角度をα(度)とし、前記スロットが前記回転子の軸に対してなす角度をβ(度)とし、前記スロットの開口部が前記回転子の軸に対してなす角度をγ(度)としたとき、
θ≒n×τs+α (nは自然数)
または
θ≒n×τs+β (nは自然数)
もしくは
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
のいずれかであることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of magnetic poles that are embedded in the rotor core and that are adjacent to each other in the circumferential direction are arranged circumferentially with respect to the rotor core so as to form a plurality of magnetic poles. Ri you and a permanent magnet,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Between the permanent magnets of the rotor core, Ri Contact is formed auxiliary salient pole for generating a reluctance torque,
The pitch of the slot and .tau.s (degrees), the angle at which the circumferential width of the side surface of the stator of the permanent magnet with respect to the axis of the rotor and theta (degrees), the teeth in the stator The angle that the section forms with respect to the rotor axis is α (degrees), the angle that the slot forms with respect to the rotor axis is β (degrees), and the opening of the slot is the axis of the rotor When the angle formed with respect to is γ (degrees),
θ ≒ n × τs + α (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + β (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + γ (n is a natural number)
A permanent magnet rotating electric machine characterized by being one of the following.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットの数は48であり、
前記永久磁石の数は8であり、
前記永久磁石の前記固定子側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度は26±1度の範囲内にあることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of magnetic poles that are embedded in the rotor core and that are adjacent to each other in the circumferential direction are arranged circumferentially with respect to the rotor core so as to form a plurality of magnetic poles. Ri you and a permanent magnet,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Between the permanent magnets of the rotor core, Ri Contact is formed auxiliary salient pole for generating a reluctance torque,
The number of slots is 48;
The number of the permanent magnets is 8,
The permanent magnet rotating electric machine, wherein the width of the circumferential direction of the side surface of the stator of the permanent magnet the angle formed with respect to the axis of the rotor is within the range of 26 ± 1 °.
請求項1乃至4のいずれかに記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の両端には磁気的な空隙が形成されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
In the permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4,
A permanent magnet rotating electrical machine, wherein magnetic gaps are formed at both ends of the permanent magnet.
請求項1乃至4のいずれかに記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の断面形状は、長方形形状、台形形状、アーチ形状、アーク形状、V字形状、U字形状のいずれかであることを特徴とする永久磁石回転電機。
In the permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that a cross-sectional shape of the permanent magnet is any one of a rectangular shape, a trapezoidal shape, an arch shape, an arc shape, a V shape, and a U shape.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを出力するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、前記リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、それぞれ、前記回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、前記固定子側の面の周方向の長さが設定されており、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine ,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
Have a rotor that is rotatably disposed with a gap to the stator,
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
For outputting torque by the magnet , the rotor core is circumferentially arranged so that the ones embedded in the rotor core and adjacent in the circumferential direction have opposite polarities. disposed Jo, Ri Contact and a plurality of permanent magnets that constitute a plurality of magnetic poles,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Wherein Between the permanent magnets of the rotor core, Ri auxiliary salient poles are formed contact for generating the reluctance torque,
Wherein the plurality of permanent magnets, respectively are, as the waveform of the induced voltage generated by rotation of the rotor is approximated to a sine wave, the length in the circumferential direction of the surface on the side of the stator is set ,
Wherein the control circuit, at the time of or during downhill vehicles brakes, electric vehicle, characterized in that the current due to the induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine by the rotation of the rotor flow.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを出力するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、前記リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記永久磁石の前記固定子側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)としたとき、
θ≒(n+0.5)×τs (nは自然数)
であり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine ,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
Have a rotor that is rotatably disposed with a gap to the stator,
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
For outputting torque by the magnet , the rotor core is circumferentially arranged so that the ones embedded in the rotor core and adjacent in the circumferential direction have opposite polarities. disposed Jo, Ri Contact and a plurality of permanent magnets that constitute a plurality of magnetic poles,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Wherein Between the permanent magnets of the rotor core, Ri auxiliary salient poles are formed contact for generating the reluctance torque,
When the pitch of the slot and .tau.s (degrees), and the angular width in the circumferential direction of the side surface of the stator of the permanent magnet with respect to the axis of the rotor and theta (degrees),
θ≈ (n + 0.5) × τs (n is a natural number)
And
Wherein the control circuit, at the time of or during downhill vehicles brakes, electric vehicle, characterized in that the current due to the induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine by the rotation of the rotor flow.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを出力するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、前記リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記永久磁石の前記固定子側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)とし、前記固定子におけるティース部が前記回転子の軸に対してなす角度をα(度)とし、前記スロットが前記回転子の軸に対してなす角度をβ(度)とし、前記スロットの開口部が前記回転子の軸に対してなす角度をγ(度)としたとき、
θ≒n×τs+α (nは自然数)
または
θ≒n×τs+β (nは自然数)
もしくは
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
のいずれかであり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine ,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
Have a rotor that is rotatably disposed with a gap to the stator,
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
For outputting torque by the magnet , the rotor core is circumferentially arranged so that the ones embedded in the rotor core and adjacent in the circumferential direction have opposite polarities. disposed Jo, Ri Contact and a plurality of permanent magnets that constitute a plurality of magnetic poles,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Wherein Between the permanent magnets of the rotor core, Ri auxiliary salient poles are formed contact for generating the reluctance torque,
And τs pitch of said slot (degrees), the angle at which the circumferential width of the side surface of the stator of the permanent magnet with respect to the axis of the rotor and theta (degrees), the teeth in the stator The angle that the section forms with respect to the rotor axis is α (degrees), the angle that the slot forms with respect to the rotor axis is β (degrees), and the opening of the slot is the axis of the rotor When the angle formed with respect to is γ (degrees),
θ ≒ n × τs + α (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + β (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + γ (n is a natural number)
Either
Wherein the control circuit, at the time of or during downhill vehicles brakes, electric vehicle, characterized in that the current due to the induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine by the rotation of the rotor flow.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを出力するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、かつ周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して円周状に配置されて、複数の磁極を構成する複数の永久磁石とを備えており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記回転子鉄心の前記永久磁石間には、前記リラクタンストルクを発生させるための補助突極が形成されており、
前記スロットの数は48であり、
前記永久磁石の数は8であり、
前記永久磁石の前記固定子側の面の周方向幅が前記回転子の軸に対してなす角度は26±1度の範囲内にあり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine ,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
Have a rotor that is rotatably disposed with a gap to the stator,
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots ;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase ;
The rotor is
The rotor core,
For outputting torque by the magnet , the rotor core is circumferentially arranged so that the ones embedded in the rotor core and adjacent in the circumferential direction have opposite polarities. disposed Jo, Ri Contact and a plurality of permanent magnets that constitute a plurality of magnetic poles,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
Wherein Between the permanent magnets of the rotor core, Ri auxiliary salient poles are formed contact for generating the reluctance torque,
The number of slots is 48;
The number of the permanent magnets is 8,
The angle at which the circumferential width with respect to the axis of the rotor on the side surface of the stator of the permanent magnet is in the range of 26 ± 1 °,
Wherein the control circuit, at the time of or during downhill vehicles brakes, electric vehicle, characterized in that the current due to the induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine by the rotation of the rotor flow.
請求項7乃至10のいずれかに記載の電動車両において、
前記永久磁石の両端には磁気的な空隙が形成されていることを特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to any one of claims 7 to 10,
An electric vehicle characterized in that magnetic gaps are formed at both ends of the permanent magnet.
請求項7乃至10のいずれかに記載の電動車両において、
前記永久磁石の断面形状は、長方形形状、台形形状、アーチ形状、アーク形状、V字形状、U字形状のいずれかであることを特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to any one of claims 7 to 10,
A cross-sectional shape of the permanent magnet is any one of a rectangular shape, a trapezoidal shape, an arch shape, an arc shape, a V shape, and a U shape.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石は、前記回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の長さが設定されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The permanent magnet in each of the plurality of magnetic poles has a circumferential end on the stator side and the auxiliary salient pole side so that a waveform of an induced voltage generated by rotation of the rotor approximates a sine wave. A permanent magnet rotating electrical machine characterized in that the length between the parts is set.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)としたとき、
θ≒(n+0.5)×τs (nは自然数)
であることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The slot pitch is τs (degrees), and the width between circumferential ends of the plurality of magnetic poles on the stator side of the permanent magnet and on the auxiliary salient pole side is the axis of the rotor. When the angle made with respect to θ is (degrees),
θ≈ (n + 0.5) × τs (n is a natural number)
A permanent magnet rotating electric machine characterized by the above.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)とし、前記固定子におけるティース部が前記回転子の軸に対してなす角度をα(度)とし、前記スロットが前記回転子の軸に対してなす角度をβ(度)とし、前記スロットの開口部が前記回転子の軸に対してなす角度をγ(度)としたとき、
θ≒n×τs+α (nは自然数)
または
θ≒n×τs+β (nは自然数)
もしくは
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
のいずれかであることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The slot pitch is τs (degrees), and the width between circumferential ends of the plurality of magnetic poles on the stator side of the permanent magnet and on the auxiliary salient pole side is the axis of the rotor. The angle formed with respect to the rotor is θ (degrees), the angle formed by the teeth of the stator with respect to the rotor axis is α (degrees), and the angle between the slot and the rotor axis is β. (Degrees), and when the angle formed by the opening of the slot with respect to the axis of the rotor is γ (degrees),
θ ≒ n × τs + α (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + β (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + γ (n is a natural number)
A permanent magnet rotating electric machine characterized by being one of the following.
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
該回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットの数は48であり、
前記磁極の数は8であり、
前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度は26±1度の範囲内にあることを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
A plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The number of slots is 48;
The number of the magnetic poles is 8,
An angle formed by a width between circumferential ends of the permanent magnets on the stator side and the auxiliary salient pole side of each of the plurality of magnetic poles with respect to the axis of the rotor is in a range of 26 ± 1 degree. A permanent magnet rotating electrical machine characterized by being in the interior.
請求項13乃至16のいずれかに記載の永久磁石回転電機において、
前記磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記補助突極の側の周方向端部には磁気的な空隙が形成されていることを特徴とする永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 13 to 16,
A permanent magnet rotating electrical machine, wherein a magnetic gap is formed at a circumferential end of each of the magnetic poles on the auxiliary salient pole side of the permanent magnet.
請求項13乃至16のいずれかに記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の断面形状は、長方形形状、台形形状、アーチ形状、アーク形状、V字形状、U字形状のいずれかであることを特徴とする永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to any one of claims 13 to 16,
The permanent magnet rotating electric machine is characterized in that a cross-sectional shape of the permanent magnet is any one of a rectangular shape, a trapezoidal shape, an arch shape, an arc shape, a V shape, and a U shape.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを発生するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、前記リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石は、前記回転子の回転によって発生する誘起電圧の波形が正弦波に近似するように、前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の長さが設定されており、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
For generating torque by the magnet, comprising a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating the reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The permanent magnet in each of the plurality of magnetic poles has a circumferential end on the stator side and the auxiliary salient pole side so that a waveform of an induced voltage generated by rotation of the rotor approximates a sine wave. The length between the parts is set,
An electric vehicle characterized in that the control circuit causes a current due to an induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine to flow due to rotation of the rotor when the vehicle is braked or downhill.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを発生するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、前記リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)としたとき、
θ≒(n+0.5)×τs (nは自然数)
であり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
For generating torque by the magnet, comprising a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating the reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The slot pitch is τs (degrees), and the width between circumferential ends of the plurality of magnetic poles on the stator side of the permanent magnet and on the auxiliary salient pole side is the axis of the rotor. When the angle made with respect to θ is (degrees),
θ≈ (n + 0.5) × τs (n is a natural number)
And
An electric vehicle characterized in that the control circuit causes a current due to an induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine to flow due to rotation of the rotor when the vehicle is braked or downhill.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを発生するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、前記リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットのピッチをτs(度)とし、前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度をθ(度)とし、前記固定子におけるティース部が前記回転子の軸に対してなす角度をα(度)とし、前記スロットが前記回転子の軸に対してなす角度をβ(度)とし、前記スロットの開口部が前記回転子の軸に対してなす角度をγ(度)としたとき、
θ≒n×τs+α (nは自然数)
または
θ≒n×τs+β (nは自然数)
もしくは
θ≒n×τs+γ (nは自然数)
のいずれかであり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
For generating torque by the magnet, comprising a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating the reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The slot pitch is τs (degrees), and the width between circumferential ends of the plurality of magnetic poles on the stator side of the permanent magnet and on the auxiliary salient pole side is the axis of the rotor. The angle formed with respect to the rotor is θ (degrees), the angle formed by the teeth of the stator with respect to the rotor axis is α (degrees), and the angle between the slot and the rotor axis is β. (Degrees), and when the angle formed by the opening of the slot with respect to the axis of the rotor is γ (degrees),
θ ≒ n × τs + α (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + β (n is a natural number)
Or θ ≒ n × τs + γ (n is a natural number)
Either
An electric vehicle characterized in that the control circuit causes a current due to an induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine to flow due to rotation of the rotor when the vehicle is braked or downhill.
永久磁石回転電機と、
該永久磁石回転電機を制御するための制御回路とを搭載する車両であって、
前記永久磁石回転電機は、
磁石によるトルクとリラクタンストルクとの和のトルクを出力するものであって、
固定子と、
該固定子に空隙を介して回転可能に配置された回転子とを有し、
前記固定子は、
複数のスロットが形成された固定子鉄心と、
前記複数のスロットに収納され、U相,V相,W相の3相から構成された固定子巻線とを備えており、
前記回転子は、
回転子鉄心と、
前記磁石によるトルクを発生するためのものであって、前記回転子鉄心の内部に埋め込まれ、前記回転子鉄心に対して円周状に配置された複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心の内部には、前記リラクタンストルクを発生させるための複数の補助突極が形成されており、
前記複数の永久磁石は、
前記回転子の複数の磁極を構成するものであって、
前記補助突極を挟んで周方向に隣り合ったものが互いに逆極性になるように、前記回転子鉄心に対して設けられており、
前記固定子巻線のU相,V相,W相の各相に対応する前記スロットはそれぞれ前記磁極の各々に対して対向するように配置されており、
前記スロットの数は48であり、
前記磁極の数は8であり、
前記複数の磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記固定子の側でかつ前記補助突極の側の周方向端部間の幅が前記回転子の軸に対してなす角度は26±1度の範囲内にあり、
前記制御回路は、車両のブレーキ時或いは降坂時には、前記回転子の回転によって前記永久磁石回転電機に発生した誘起電圧による電流が流れることを特徴とする電動車両。
A permanent magnet rotating electrical machine,
A vehicle equipped with a control circuit for controlling the permanent magnet rotating electric machine,
The permanent magnet rotating electric machine is
It outputs the sum of the torque from the magnet and the reluctance torque,
A stator,
A rotor arranged rotatably on the stator via a gap;
The stator is
A stator core formed with a plurality of slots;
A stator winding housed in the plurality of slots and configured of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase;
The rotor is
The rotor core,
For generating torque by the magnet, comprising a plurality of permanent magnets embedded in the rotor core and arranged circumferentially with respect to the rotor core;
A plurality of auxiliary salient poles for generating the reluctance torque are formed inside the rotor core,
The plurality of permanent magnets are:
Constituting a plurality of magnetic poles of the rotor,
Provided with respect to the rotor core so that those adjacent to each other in the circumferential direction across the auxiliary salient pole have opposite polarities,
The slots corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator winding are arranged so as to face the magnetic poles, respectively.
The number of slots is 48;
The number of the magnetic poles is 8,
An angle formed by a width between circumferential ends of the permanent magnets on the stator side and the auxiliary salient pole side of each of the plurality of magnetic poles with respect to the axis of the rotor is in a range of 26 ± 1 degree. In
An electric vehicle characterized in that the control circuit causes a current due to an induced voltage generated in the permanent magnet rotating electric machine to flow due to rotation of the rotor when the vehicle is braked or downhill.
請求項19乃至22のいずれかに記載の電動車両において、
前記磁極のそれぞれにおける前記永久磁石の前記補助突極の側の周方向端部には磁気的な空隙が形成されていることを特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to any one of claims 19 to 22,
An electric vehicle characterized in that a magnetic gap is formed at a circumferential end of each of the magnetic poles on the auxiliary salient pole side of the permanent magnet.
請求項19乃至22のいずれかに記載の電動車両において、
前記永久磁石の断面形状は、長方形形状,台形形状,アーチ形状,アーク形状,V字形状,U字形状のいずれかであることを特徴とする電動車両。
The electric vehicle according to any one of claims 19 to 22,
A cross-sectional shape of the permanent magnet is any one of a rectangular shape, a trapezoidal shape, an arch shape, an arc shape, a V shape, and a U shape.
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