JP5469955B2 - 車両用回転電機 - Google Patents
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Description
(1)以下に説明の実施の形態の内に、回転子の磁極を構成する永久磁石をn種類の磁石片で構成し、各磁石片の形状をそれぞれ略四角い形状とする実施形態がある。この形態は、各磁石片の形状が略四角形であるため、生産性に優れている。上記磁石片の周方向の長さを変えることで、磁極間に形成される補助磁極の周方向の長さも変えることが可能となる。補助磁極の周方向の長さを変えることにより、磁石トルクのトルク脈動の低減に加えて、補助磁極によるリラクタンストルクのトルク脈動をも低減することができる。
(2)永久磁石を構成する各磁石片を略四角形とし、その周方向の長さの違いの種類をn個としたとき、各周方向の長さの違いを約120度/nとする。nが2であれば少なくとも6次のトルク脈動を低減できる。またnが3であれば少なくとも6次と12次のトルク脈動を低減できる。また、周方向の長さの違いを60度/nとした場合に、nが2であれば12次の脈動を低減でき、nが3であれば12次と24次のトルク脈動を低減できる。
(1)以下の実施の形態の中に略台形形状の永久磁石を使用した実施の形態がある。この形態では色々な次数のトルク脈動を低減できる。また、以下に説明する実施の形態では、リラクタンストルクを発生する補助磁極を回転軸方向に於いて複数段に分割し、各段毎にその位置を、周方向にずらすことで、リラクタンストルクの脈動を低減できる。このような構成とすることで、永久磁石を構成する磁石片の形状を変えたことによる磁石トルクの脈動低減と共に、さらにリラクタンストルクの脈動を低減することができ、トルク脈動の低減効果が向上できる。
(1)以下の実施の形態の内で、周方向の長さが短い磁石片の配置を、周方向の長さが長い磁石片の配置より、回転子の軸方向における両端側に配置する実施の形態がある。この実施の形態では、周方向の長さが短い磁石片を回転子の軸方向における両端側に配置することで、永久磁石の漏れ磁束などを低減でき、効率向上を図ることができる。
(1)以下の実施の形態では、磁極の回転軸方向の中心線に沿って永久磁石の周方向における中心線(以下磁石中心線と記す)が配置されるように、永久磁石を配置している。このような配置とすることで、回転軸方向の推力成分を低減できる。
上述した本実施の形態の回転電機は、次のような作用効果を奏する。
100 車両
180 バッテリ
200,202 回転電機
212 ハウジング
230 固定子
232 固定子鉄心
236 ティース
238 固定子巻線
234 ボビン
250 回転子
252 回転子鉄心
254,255 永久磁石
257,258 磁気的空隙
259 補助突極
272 磁石挿入孔
292 ブリッジ部
403 油
500 着磁コイル
600 電力変換装置
Claims (20)
- 固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された電磁鋼板を積層して形成された回転子鉄心と、前記磁石挿入孔の内部に保持された磁極を形成するための複数の永久磁石と、を備え、
前記各永久磁石は、回転軸方向に並べて配置されたn種類の磁石片で構成され、
前記各磁石片は、周方向の長さが電気角で約120/n度異なる形状をなし、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ、周方向における中心線が回転軸に沿って略一直線に揃うように、配置されていて、
前記nは2以上の整数であり、
前記磁極と磁極との間にリラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ略四角形状を成し、
前記略四角形状のn種類の磁石片は、周方向の長さが電気角で約120/n度異なっている、形状を成していることを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1あるいは請求項2に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ、前記各磁石片の中心線に対して対称の形状を成していることを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1ないし請求項3の内の一に記載の車両用の回転電機において、
前記永久磁石を保持するための前記磁石挿入孔は、その内面の周方向の長さの違いからm種類に分かれており、前記種類の内の1つの種類の周方向の長さは前記種類の内の他1つの種類に対して電気角で約120/m度異なっており、
前記mは2以上の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1ないし請求項3の内の一に記載の車両用の回転電機において、
約120/nの値は、120/nの値に電気角5度を加えた値から、120/nの値に電気角−5度を加えた値までの範囲を有しており、
前記nは2以上4以下の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項4に記載の車両用の回転電機において、
約120/mの値は、120/mの値に電気角の5度を加えた値から、120/mの値に電気角の−5度を加えた値までの範囲を有しており、
前記mは2以上4以下の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対して回転自在に設けられ回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された電磁鋼板を積層して形成された回転子鉄心と、前記磁石挿入孔の内部に保持された磁極を形成するための複数の永久磁石と、を備え、
前記各永久磁石は、回転軸方向に並べて配置されたn種類の磁石片で構成され、
前記各磁石片は、周方向の長さが電気角で約60/n度異なる形状をなし、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ、周方向における中心線が回転軸に沿って略一直線に揃うように、配置されていて、
前記nは1以上の整数であり、
前記磁極と磁極との間にリラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項7に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ略四角形状を成し、
前記略四角形状のn種類の磁石片は、周方向の長さが電気角で約60/n度異なっている、形状を成していることを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項7あるいは請求項8に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片はそれぞれ、前記各磁石片の中心線に対して対称の形状を成していることを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項7ないし請求項9の内の一に記載の車両用の回転電機において、
前記永久磁石を保持するための前記磁石挿入孔は、その内面の周方向の長さの違いからm種類に分かれており、前記種類の内の1つの種類の周方向の長さは前記種類の内の他1つの種類に対して電気角で約60/m度異なっており、
前記mは1以上の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項7ないし請求項9の内の一に記載の車両用の回転電機において、
約60/nの値は、60/nの値に電気角5度を加えた値から、60/nの値に電気角−5度を加えた値までの範囲を有しており、
前記nは1以上4以下の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項10に記載の車両用の回転電機において、
約60/mの値は、60/mの値に電気角の5度を加えた値から、60/mの値に電気角の−5度を加えた値までの範囲を有しており、
前記mは1以上4以下の整数である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1ないし請求項12の内の一に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成するn種類の磁石片のうち、前記回転子鉄心の回転軸方向両端側に配置された磁石片の周方向の長さが、前記回転子鉄心の回転軸方向中央側に配置された磁石片の周方向の長さより短い、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、前記磁石挿入孔の内部に保持された磁極を形成するための永久磁石と、を備え、
前記各永久磁石は固定子側から見た形状が台形形状を成し、前記台形形状の永久磁石は、回転軸を横切る周方向において長さが異なる長辺と短辺とを有しており、さらに前記長辺の両端部と前記短辺の両端部とをそれぞれ繋ぐ第1と第2の辺を有しており、
前記永久磁石の周方向における中心線が前記回転軸を沿うように前記永久磁石が配置されており、
前記第1と第2の辺は前記中心線に対して対称に設けられており、
前記磁極と磁極との間にリラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項14に記載の車両用の回転電機において、
前記各磁石挿入孔にはそれぞれ1個の磁石が挿入されており、
前記各永久磁石の前記長辺と前記短辺との周方向における長さの差が電気角の120度あるいは60度であり、
前記補助磁極は前記回転軸に対して傾斜した配置になっており、前記傾斜の方向が磁極を挟んで両側の補助磁極では逆になっている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項15に記載の車両用の回転電機において、
前記補助磁極を形成する回転子鉄心が回転軸方向に於いて複数の段に分かれており、前記段を単位として周方向に回転子鉄心がずれることにより、前記補助磁極の前記回転軸に対する傾斜が作られる、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 固定子鉄心と固定子鉄心に巻回された固定子巻線とを有する固定子と、
前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、前記磁石挿入孔の内部に保持された磁極を形成するための永久磁石と、を備え、
前記各永久磁石は複数の磁石片で形成されており、
前記各磁石片は、固定子側から見た形状が台形形状を成し、前記台形形状の磁石片は、回転軸を横切る周方向において長さが異なる長辺と短辺とを有しており、さらに前記長辺の両端部と前記短辺の両端部とをそれぞれ繋ぐ第1と第2の辺を有しており、
前記各永久磁石を形成する複数の磁石片はそれぞれ、各磁極辺の周方向における中心線が前記回転軸を沿って一列に揃うように配置されており、
前記各磁極辺の前記第1と第2の辺は前記中心線に対して対称に設けられており、
前記磁極と磁極との間にリラクタンストルクを発生するための補助磁極が形成されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項17に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成する複数個の磁石片のそれぞれにおいて、前記長辺と前記短辺との周方向における長さの差が電気角の120度あるいは60度である、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項17あるいは請求項18に記載の車両用の回転電機において、
前記各永久磁石を構成する複数個の磁石片が、前記長辺が前記回転子鉄心の回転軸方向中央側に、前記短辺が前記回転子鉄心の回転軸方向両端側に位置するように配置されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。 - 請求項1ないし請求項19の内の一に記載の車両用の回転電機において、
前記固定子巻線が短節巻で巻回されている、ことを特徴とする車両用の回転電機。
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