JP5491762B2 - Permanent magnet rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、電子巻線を有する固定子に対し回転可能に支持された回転子にハルバッハ配列された永久磁石を有する永久磁石回転電機に関する。 The present invention relates to a permanent magnet rotating electric machine having permanent magnets arranged in a Halbach array on a rotor rotatably supported by a stator having an electronic winding.
永久磁石をハルバッハ配列した永久磁石回転電機は、径方向にN極とS極を交互に配置した主磁極磁石と、この主磁極磁石の周方向両面に径方向以外(例えば周方向)に着磁された補助磁石を備えたものである(例えば、特許文献1、2参照)。永久磁石をハルバッハ配列した永久磁石回転電機の主磁極磁石と補助磁石とは、全体で略円筒状をなしており、永久磁石をハルバッハ配列にすると、特定の方向の磁力を強めることができる。このハルバッハ配列された永久磁石を有する回転電機は、大きくすることなく高出力化を図ることが可能になる。
A permanent magnet rotating electrical machine in which permanent magnets are arranged in Halbach is a main magnetic pole magnet in which N poles and S poles are alternately arranged in the radial direction, and magnetized in a direction other than the radial direction (for example, in the circumferential direction) on both circumferential sides of the main magnetic pole magnet. The auxiliary magnet is provided (see, for example,
図12は、従来のハルバッハ配列した永久磁石列を有する回転電機の磁束密度分布を示した磁束密度分布図である。ヨーク鉄心15に電機子巻線4が巻かれており、永久磁石16、電機子巻線4、ヨーク鉄心15の間に磁束が形成される。
FIG. 12 is a magnetic flux density distribution diagram showing a magnetic flux density distribution of a rotating electrical machine having permanent magnet arrays arranged in a conventional Halbach array. The armature winding 4 is wound around the
しかし、特許文献1のものでは、固定子や回転子に鉄心を用いているため回転電機の質量が重くなり、高出力を図るには、回転電機の軸方向若しくは径方向に長くする必要がある。また、特許文献2のものにおいても、固定子に鉄心を用いているため回転電機の質量が重くなり、高出力を図るには、回転電機の軸方向若しくは径方向に長くする必要がある。また、このようなハルバッハ配列した永久磁石列を有する回転電機では、回転時に永久磁石列に遠心力が発生するので、遠心力による永久磁石列のずれを防ぐ必要がある。
However, in the thing of
この発明の目的は、回転電機に設けられている永久磁石列が遠心力でずれることを防止する永久磁石回転電機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a permanent magnet rotating electrical machine that prevents a permanent magnet array provided in the rotating electrical machine from being displaced by centrifugal force.
電機子巻線を有する固定子と、前記固定子に対し回転可能に支持され、回転子に設けられたハルバッハ配列された永久磁石を有する回転子からなる回転電機において、前記回転子が回転軸の中心から周方向にハルバッハ配列された2列の永久磁石列を設け、前記永久磁石列の間に前記固定子の電機子巻線を設け、前記永久磁石列は、永久磁石列の外側永久磁石の磁極の向きと永久磁石列の内側永久磁石の磁極の向きとが、径方向の磁極の向きについては同一方向で、周方向の磁極向きについては逆方向を向き、前記回転子に配置された前記永久磁石列は、非磁性部材で構成された前記回転子に対して固定されている。 In a rotating electrical machine including a stator having armature windings and a rotor having a Halbach arrayed permanent magnet that is rotatably supported with respect to the stator and provided on the rotor, the rotor has a rotating shaft. Two permanent magnet arrays arranged in Halbach from the center in the circumferential direction are provided, and an armature winding of the stator is provided between the permanent magnet arrays, and the permanent magnet array is an outer permanent magnet of the permanent magnet array. The direction of the magnetic poles and the direction of the magnetic poles of the inner permanent magnets in the permanent magnet row are the same for the direction of the magnetic poles in the radial direction, and the opposite direction for the direction of the magnetic poles in the circumferential direction. The permanent magnet row is fixed with respect to the rotor made of a nonmagnetic member.
本発明によれば、回転電機に設けられている永久磁石列が遠心力でずれることを防止する永久磁石回転電機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the permanent magnet rotary electric machine which prevents the permanent magnet row | line | column provided in the rotary electric machine from shifting | deviating with a centrifugal force can be provided.
図1は本発明の第1の実施形態に係る永久磁石回転電機1の軸方向断面図である。永久磁石回転電機1は、固定子6に電機子巻線4及びとシャフト7が形成され、回転子5に永久磁石列2、3及び軸受14が形成されて構成される。
FIG. 1 is an axial sectional view of a permanent magnet rotating
ここで、図2は、電機子巻線4及びとシャフト7が設けられた固定子6の斜視図である。固定子6には、中心にシャフト7が形成されている。電機子巻線4は、例えば三相交流を用いる場合、U相−V相−W相の順に巻かれている。電機子巻線4は、集中巻きの巻線で形成されている。電機子巻線4は、ボビン41に巻線を巻いたコイル42により形成されている。そして、電機子巻線4は、回転軸であるシャフト7を中心として周方向に複数のボビン41で構成されている。
Here, FIG. 2 is a perspective view of the
固定子6と回転子5との間には、軸受14が構成されており、回転子5は固定子6の上で回転する構造になっている。回転子5にはハルバッハの配列で構成された略円筒形状の2列の永久磁石列2、3が周方向に設けられている。回転子5は、固定子6に対向する側に凸部を2列有し、回転子5の外側の凸部には永久磁石列(外側)2の永久磁石16を、内側の凸部には永久磁石列(内側)3の永久磁石16が例えば接着等により取付けられている。そして、回転子5に取り付けられた永久磁石列2、3の間に電機子巻線4を配置するように構成されている。
A
図3は、本発明の第1の実施形態に係る永久磁石回転電機の径方向断面図である。回転子5に取り付けられた永久磁石列2,3は、図3に示すような磁極の配列とする。つまり、径方向に着磁された磁極については、外側の永久磁石列2の磁極と内側の永久磁石列3の永久磁石の磁極とが同一方向になるように構成する。径方向に着磁された磁極の間にある周方向に着磁された永久磁石については、外側の永久磁石列2の磁極と内側の永久磁石列3の磁極とが反対方向になるように構成する。
FIG. 3 is a radial sectional view of the permanent magnet rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention. The
次に、図4は本発明の第1の実施形態に係る永久磁石回転電機1の磁束密度分布の一例を示す磁束密度分布図、図5は本発明の第1の実施形態に係る永久磁石回転電機1の磁力線分布の一例を示す磁力線分布図である。
Next, FIG. 4 is a magnetic flux density distribution diagram showing an example of the magnetic flux density distribution of the permanent magnet rotating
図4に示すように、永久磁石列2、3の磁束が電機子巻線4を鎖交する様子が分かる。電機子巻線4に例えば三相交流を流すことで回転子5が回転する。図4及び図5から分かるように、径方向に着磁された永久磁石に多くの磁束が発生していることが分かる。つまり、電機子巻線4に鎖交することにより大きなトルクを得ることが可能になる。周方向に着磁された永久磁石の磁束は、外側の永久磁石列2と内側の永久磁石列3とでは反対の向きになり、互いの磁束をキャンセルする働きをする。径方向の磁束密度分布について、従来例の図12と対比すると、図4の磁束密度分布は、図12の磁束密度分布に比べ約2倍の磁束が得られることが分かる。また、図12ではヨーク鉄心15に電機子巻線4を巻いた結果であり、質量増大の要因になっている。
As shown in FIG. 4, it can be seen that the magnetic fluxes of the
このように、回転子5にハルバッハ配列した略円筒形状の2列の永久磁石列2、3を設け、略円筒形状の永久磁石列2、3の間に固定子6の電機子巻線4を設けることで、永久磁石回転電機1の軸方向の幅を薄くすることができる。また、ハルバッハ配列した略円筒形状の永久磁石列を2列構成することで、従来例に比べ磁束密度が大きいことから、永久磁石回転電機1の形状を大きくすることなく高出力化が可能になる。
In this way, the
ここで、第1の実施形態について説明する。図6は、第1の実施形態に係る永久磁石回転電機1の軸方向断面図である。回転子5には、図1に示す構成から、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16を回転軸から径方向に2ヶ所で挟みこむように凹状部51が設けている。回転子5の凹状部51は、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16と回転軸方向に沿った面で接するように設けられている。永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、それぞれ凹状部51に嵌め込まれている。
Here, the first embodiment will be described. FIG. 6 is an axial cross-sectional view of the permanent magnet rotating
永久磁石回転電機1の回転子5が回転すると、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、遠心力を受ける。永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16には、遠心力によって生じた回転モーメントにより回転子5の径方向にずれようとする力が生じる。
When the
回転子5の凹状部51には、径方向に永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16の一部分が嵌め込まれている。そのため、凹状部51には、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16に対する固定力を有する。したがって、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、回転子5の回転力による遠心力が作用しても、最初に固定子5に取り付けられた位置からずれることはない。
Part of the
ここで、凹状部51の形状について説明する。回転子5から軸方向に突出した凹状部51の深さをdとする。また、回転子5に取り付けた永久磁石16の軸方向の寸法をhとする。凹状部51の深さは、d=0.3h〜0.05hの範囲となるように設けられている。凹状部51の深さをdが上記関係式で求められる値以上である場合、永久磁石16は、回転子5に対して嵌め込みにくくなり、組み立てられない。凹状部51の深さdは、回転モーメントにより永久磁石16に生じる力を防ぐとともに、回転子5に対する永久磁石16の組み立てやすさを考慮した範囲内である。したがって、上記関係式が成り立つように凹状部51を固定子5に設けると効果的である。
Here, the shape of the
次に、第1の実施形態の変形例について説明する。図7は、永久磁石回転電機1の軸方向断面図である。回転子5には、図6に示す構成から、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16を回転軸方向に2ヶ所で挟みこむように回転子5の側壁から凹状部52が設けている。回転子5の凹状部52は、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16と径方向に沿った面で接するように設けられている。永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、それぞれ凹状部52に嵌め込まれている。
Next, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 7 is an axial sectional view of the permanent magnet rotating
回転子5が回転すると、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、遠心力を受ける。永久磁石16には、遠心力によって生じた回転モーメントにより回転子5の径方向にずれようとする力が生じる。
When the
回転子5の凹状部52には、径方向に永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16の一部分が嵌め込まれている。そのため、凹状部52には、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16に対する固定力を有する。したがって、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16は、回転子5の回転力による遠心力が作用しても、最初に回転子5に取り付けられた位置からずれることはない。
Part of the
回転子5に凹状部51および凹状部52を単独で設けても効果はあるが、回転子5に凹状部51および凹状部52の両方設けた方が効果的である。
Providing the
次に、第2の実施形態について説明する。図8は、永久磁石回転電機1の径方向断面図である。永久磁石列(外側)2および永久磁石列(内側)3とそれぞれ接する非磁性部材の回転子5の側壁には、周方向に沿って所定間隔で径方向に突出した突起53が設けられている。したがって、永久磁石列(外側)2を構成する永久磁石16は、周方向の隣り合う2つの突起53によって位置決めされている。永久磁石列(内側)3を構成する永久磁石16についても同様である。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 8 is a radial sectional view of the permanent magnet rotating
回転子5の回転時または停止時に、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16それぞれは、回転子5の回転方向である周方向に力を受ける。そのため、永久磁石16それぞれには、周方向にずれようとする力が生じる。回転子5に設けられた突起53は、永久磁石16の周方向に対する摩擦力として働く。したがって、永久磁石16は、回転子5の回転力が生じても、最初に回転子5に取り付けられた位置からずれることはない。
When the
次に、第2の実施形態に用いられる永久磁石16の形状について説明する。図9は、回転子5に配列される永久磁石16を示す永久磁石回転電機1の径方向断面図である。永久磁石16は、四つ角に面取りした形状である。また、回転子5に永久磁石16を配列した際に隣り合う永久磁石16の面取りされた部分同士で形成される回転子5の側壁に対するスペースと突起53の形状はほぼ同じとなる。したがって、面取りされた永久磁石16を回転子5の周方向に配列する際に、突起53が障害となることなく、幾何学的に挿入することができる。回転子5の側壁に設けられた突起53と接する側のみに永久磁石16の二つの角の面取りをしてもよい。また、永久磁石16は、図3に示すように、周方向に沿って1つ置きに磁極が反転するように回転子5に配列されている。そのため、配列の効率を考慮して、永久磁石16の四つ角の面取りをすると好ましい。さらに、図9に示すように、径方向に永久磁石16を前後で挟む固定子5に突起53が設けられている場合、永久磁石16の四つ角の面取りをすると効果的である。
Next, the shape of the
次に、永久磁石16の面取りした面の寸法について説明する。図9に示すように、回転子5に取り付けられた永久磁石列(外側)2の永久磁石16について、径方向の寸法をA、周方向の寸法をCとする。固定子5の径方向の断面で見て、永久磁石16の面取りした部分の斜辺Xは、永久磁石16の断面積を決定する寸法AとCのうち小さい方の0.05〜0.015倍の範囲の寸法とすると効果的である。つまり、永久磁石16の角の面取り部分を大きくすると、それに応じた回転子5に設けた突起53の寸法を大きくできるため、周方向に対するずれ防止には効果的である。しかしながら、永久磁石16の寸法が小さくなるため、磁石特性が損なわれる。そのため、上記関係を満たすように永久磁石16の角を面取りすると効果的である。
Next, the dimension of the chamfered surface of the
また、回転子5に取り付けられた永久磁石列(内側)3の永久磁石16についても、径方向の寸法をA´、周方向の寸法をC´としたとき、上記同様の関係とすると効果的である。
The
次に、第3の実施形態について説明する。図10は、永久磁石回転電機1の径方向断面図である。非磁性部材で構成された回転子5には、周方向に所定の間隔を持って部材54が設けられている。仕切り部材54は、例えば、回転子5の側壁から径方向に永久磁石16の寸法と同等の寸法である。仕切り部材54は、永久磁石列(外側)2の永久磁石16に対して、および永久磁石列(内側)3の永久磁石16に対して回転子5に設けられている。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 10 is a radial cross-sectional view of the permanent magnet rotating
回転子5の回転時または停止時に、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16それぞれは、回転子5の回転方向である周方向に力を受ける。そのため、永久磁石16それぞれには、周方向にずれようとする力が生じる。回転子5に設けられた仕切り部材54は、永久磁石16の周方向に対する機械剛性が大きい。したがって、永久磁石16は、回転子5の回転力が生じても、最初に回転子5に取り付けられた位置からずれることはない。
When the
次に、第3の実施形態に用いられる仕切り部材54の回転子5の周方向おける間隔について説明する。仕切り部材54の間隔は、永久磁石列(外側)2および永久磁石列(内側)3の永久磁石16の数をNとした場合、N/3が整数となる数だけ周方向に等間隔で設けられていると効果的である。固定子6に形成されている電機子巻線4は三相交流を用いているため、仕切り部材54によって区切られる永久磁石16の数が3の整数倍となるようにすると電気的特性が効果的である。
Next, the interval in the circumferential direction of the
次に、第3の実施形態に用いられる仕切り部材54の形状について説明する。仕切り部材54は、ケイ素鋼板を用いると強度が高い。また、仕切り部材54は、平板以外にも板バネであってもよい。板バネは、両側に取り付けられた永久磁石16に対して周方向に弾性を有する。仕切り部材54として板バネを用いた場合、仕切り部材54によって永久磁石16は、周方向に圧力作用が働く。したがって、回転子5の回転時または停止時に、周方向にずれようとする力が永久磁石16で生じたとしても、板バネである仕切り部材54には、周方向に働く弾性によって永久磁石16に生じる力を打ち消す方向に力が働く。永久磁石16は仕切り部材54のよって周方向に応力集中しないので、最初に回転子5に取り付けられた位置からずれることはないため、仕切り部材54を板バネとすると効果的である。
Next, the shape of the
次に、第4の実施形態について説明する。図11は、第4の実施形態に係る永久磁石回転電機1の径方向断面図およびホルダ55、56の斜視図である。ホルダ55は、固定子5に装着時の軸方向断面が軸方向および径方向に形成された反L字状であり、周方向に渡って延在した筒状である。ホルダ56は、固定子5に装着時の軸方向断面が軸方向および径方向に形成されたL字状であり、周方向に渡って円環状に形成されている。
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 11 is a radial sectional view of the permanent magnet rotating
ホルダ55における断面L字状となる軸方向および径方向の寸法は、永久磁石列(外側)2に配列する永久磁石16の軸方向および径方向の寸法と等しい寸法である。したがって、ホルダ55の永久磁石列(外側)2の永久磁石16を配列すると、軸方向断面が矩形となる。永久磁石列(外側)2の永久磁石16は、ホルダ55に挿入して配列した後に、ホルダ55と共に回転子5に固定する。永久磁石列(内側)3の永久磁石16も同様に、ホルダ56に挿入して配列した後に、ホルダ56と共に回転子5に固定する。
The axial and radial dimensions of the
永久磁石16は、回転子5とホルダ55またはホルダ56との間では、周方向、径方向、軸方向に隙間がない状態で固定される。したがって、第1の実施形態で用いた凹状部51に比べて強度が向上する。また、永久磁石16は、ホルダ55またはホルダ56に配列した後に回転子5に固定するので、組み立て性も向上する。第4の実施形態は、回転子5の回転数が10000RPM程度になる場合に用いると効果的である。
The
次に、第4の実施形態に用いられるホルダ55の固定について説明する。ホルダ56についても同様である。永久磁石列(外側)2の永久磁石16が配列されたホルダ55は、回転子5に対して溶接することで結合されている。ここで、ホルダ55が回転子5と同じ非磁性部材の材料である場合、溶接可能である。溶接は、レーザーもしくはスポット溶接にてホルダ55と回転子5の接触部分aを結合する。レーザーを用いで溶接することによって、レーザー溶接時の永久磁石16への温度が上昇を防ぐことができる。
Next, fixing of the
次に、第4の実施形態の変形例について説明する。図13は、永久磁石回転電機1の軸方向断面図である。図14は、永久磁石回転電機1に設けるリング(外側)57およびリング(内側)58を示す斜視図である。図13に示す永久磁石回転電機1には、図6に示す第1の実施形態の構成から、永久磁石列(外側)2の永久磁石16および永久磁石列(内側)3の永久磁石16を軸方向に回転子5と挟みこむようにリング(外側)57およびリング(内側)58がそれぞれ設けている。
Next, a modification of the fourth embodiment will be described. FIG. 13 is an axial sectional view of the permanent magnet rotating
リング(外側)57およびリング(内側)58は、図14に示すように、周方向に円環状の薄い非磁性体である。リング(外側)57の外径は、回転子5の径方向の外側の側壁と接する寸法である。また、リング(外側)57の外径と内径の差は、永久磁石列(外側)2の永久磁石16の径方向の寸法以下であると好ましい。つまり、リング(外側)57は、永久磁石列(外側)2の永久磁石16の径方向の一部と接する構成である。リング(内側)58の内径は、回転子5の径方向の内側の側壁と接する寸法である。また、リング(外側)57の外径と内径の差は、永久磁石列(内側)3の永久磁石16の径方向の寸法以下であると好ましい。つまり、リング(外側)57は、永久磁石列(内側)3の永久磁石16の径方向の一部と接する構成である。
As shown in FIG. 14, the ring (outer side) 57 and the ring (inner side) 58 are thin nonmagnetic materials that are annular in the circumferential direction. The outer diameter of the ring (outer side) 57 is a dimension in contact with the radially outer side wall of the
リング(外側)57は、図6に示すように凹状部51に永久磁石16を嵌め込んだ後に、永久磁石列(外側)2の永久磁石16と接するように回転子5に対して固定される。したがって、永久磁石16の配列時にリング(外側)57が障害となることはない。例えば、リング(外側)57は、回転子5に対して永久磁石列(外側)2の永久磁石16と接していない位置aを溶接することで結合されている。溶接については、上記図11で説明した場合と同様である。リング(内側)58についても同様である。
The ring (outer side) 57 is fixed to the
図13および図14に示す第4の実施形態の変形例は、図7に示す第1の実施形態の変形例と同様に永久磁石16を径方向及び軸方向に対して固定する構成であるが、図7に示す構成に比べて上記したように永久磁石16の配列が容易である。ここでは、図7に示す構成のうち凹状部52に対応する位置にリング(外側)57およびリング(内側)58を設けているが、凹状部51に対応する位置にリングを設けて溶接するようにしてもよい。
The modified example of the fourth embodiment shown in FIGS. 13 and 14 is configured to fix the
図15は、第4の実施形態の他の変形例として永久磁石回転電機1に設けるC型止め輪(軸用)59とC型止め輪(穴用)60を示す図である。図15に示すように永久磁石回転電機1には、図13に示すに示す構成のうちリング(外側)57の代わりに型止め輪(穴用)60を設け、リング(内側)58の代わりにC型止め輪(軸用)59を設けた構成である。
FIG. 15 is a view showing a C-type retaining ring (for shaft) 59 and a C-type retaining ring (for hole) 60 provided in the permanent magnet rotating
C型止め輪(軸用)59およびC型止め輪(穴用)60は、周方向にC型円環状の薄い非磁性体である。C型止め輪(軸用)59の寸法は、上記説明したリング(内側)58と同様である。C型止め輪(穴用)60の寸法は、上記説明したリング(外側)57と同様である。C型止め輪(軸用)59およびC型止め輪(穴用)60は、円環リングの一箇所に切れ目が設けられたC型の形状であるため径方向に弾性を有する。したがって、C型止め輪(軸用)59は、回転子5の径方向の内側の側壁とちょうど接するように変形することができる。同様にC型止め輪(穴用)60も、回転子5の径方向の外側の側壁とちょうど接するように変形することができる。
The C-type retaining ring (for shaft) 59 and the C-type retaining ring (for hole) 60 are thin non-magnetic materials having a C-shaped annular shape in the circumferential direction. The dimension of the C-type retaining ring (for shaft) 59 is the same as that of the ring (inner side) 58 described above. The dimension of the C-type retaining ring (for hole) 60 is the same as that of the ring (outside) 57 described above. The C-type retaining ring (for shaft) 59 and the C-type retaining ring (for hole) 60 are elastic in the radial direction because they are C-shaped with a cut in one part of the annular ring. Therefore, the C-type retaining ring (for shaft) 59 can be deformed so as to be just in contact with the radially inner side wall of the
したがって、C型止め輪(軸用)59は、永久磁石列(内側)3の永久磁石16を固定子5に対してより効果的に固定することができる。C型止め輪(穴用)60についても同様である。C型止め輪(軸用)59およびC型止め輪(穴用)60と固定子5との溶接については、上記同様である。
Therefore, the C-type retaining ring (for shaft) 59 can more effectively fix the
上記第1の実施形態から第4の実施形態に係る構成をそれぞれ組み合わせてもよい、組み合わせることにより、回転子5の周方向、径方向、軸方向に対する永久磁石16のずれをより効果的に防止することができる。
The configurations according to the first to fourth embodiments may be combined, and by combining them, the displacement of the
1…永久磁石回転電機、2…永久磁石列(外側)、3…永久磁石列(内側)、4…電機子巻線、5…回転子、6…固定子、7…シャフト、15…ヨーク鉄心、16…永久磁石、42…ボビン、43…コイル、51…凹状部、52…凹状部、53…突起、54…仕切り部材、55…ホルダ、56…ホルダ、57…リング(外側)、58…リング(内側)、59…C型止め輪(軸用)、60…C型止め輪(穴用)。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記回転子が回転軸の中心から周方向にハルバッハ配列された2列の永久磁石列を設け、前記永久磁石列の間に前記固定子の電機子巻線を設け、前記永久磁石列は、永久磁石列の外側永久磁石の磁極の向きと永久磁石列の内側永久磁石の磁極の向きとが、径方向の磁極の向きについては同一方向で、周方向の磁極向きについては逆方向を向き、
前記回転子に配置された前記永久磁石列は、非磁性部材で構成された前記回転子に対して固定され、
前記永久磁石列を軸方向に回転子と挟み込むリングを備えていることを特徴とする永久磁石回転電機。 In a rotating electric machine comprising a stator having armature windings and a rotor having permanent magnets that are rotatably supported with respect to the stator and arranged in Halbach,
The rotor is provided with two rows of permanent magnet arrays in which the rotor is arranged in the Halbach direction from the center of the rotation shaft, the stator armature winding is provided between the permanent magnet rows, and the permanent magnet row is permanently The direction of the magnetic pole of the outer permanent magnet of the magnet row and the direction of the magnetic pole of the inner permanent magnet of the permanent magnet row are the same for the direction of the magnetic pole in the radial direction, and the opposite direction for the direction of the magnetic pole in the circumferential direction,
The permanent magnet array arranged on the rotor is fixed to the rotor composed of a non-magnetic member,
A permanent magnet rotating electrical machine comprising a ring that sandwiches the permanent magnet row with a rotor in an axial direction.
前記回転子が回転軸の中心から周方向にハルバッハ配列された2列の永久磁石列を設け、前記永久磁石列の間に前記固定子の電機子巻線を設け、前記永久磁石列は、永久磁石列の外側永久磁石の磁極の向きと永久磁石列の内側永久磁石の磁極の向きとが、径方向の磁極の向きについては同一方向で、周方向の磁極向きについては逆方向を向き、
前記回転子に配置された前記永久磁石列は、非磁性部材で構成された前記回転子に対して固定され、
前記永久磁石列を軸方向に回転子と固定する非磁性部材で構成されたホルダを備えていることを特徴とする永久磁石回転電機。 In a rotating electric machine comprising a stator having armature windings and a rotor having permanent magnets that are rotatably supported with respect to the stator and arranged in Halbach,
The rotor is provided with two rows of permanent magnet arrays in which the rotor is arranged in the Halbach direction from the center of the rotation shaft, the stator armature winding is provided between the permanent magnet rows, and the permanent magnet row is permanently The direction of the magnetic pole of the outer permanent magnet of the magnet row and the direction of the magnetic pole of the inner permanent magnet of the permanent magnet row are the same for the direction of the magnetic pole in the radial direction, and the opposite direction for the direction of the magnetic pole in the circumferential direction,
The permanent magnet array arranged on the rotor is fixed to the rotor composed of a non-magnetic member,
A permanent magnet rotating electrical machine comprising a holder made of a nonmagnetic member for fixing the permanent magnet row in the axial direction to a rotor .
前記回転子が回転軸の中心から周方向にハルバッハ配列された2列の永久磁石列を設け、前記永久磁石列の間に前記固定子の電機子巻線を設け、前記永久磁石列は、永久磁石列の外側永久磁石の磁極の向きと永久磁石列の内側永久磁石の磁極の向きとが、径方向の磁極の向きについては同一方向で、周方向の磁極向きについては逆方向を向き、
前記回転子に配置された前記永久磁石列は、非磁性部材で構成された前記回転子に対して固定され、
前記永久磁石列を軸方向に回転子と挟み込むC型止め輪を備えていることを特徴とする永久磁石回転電機。 In a rotating electric machine comprising a stator having armature windings and a rotor having permanent magnets that are rotatably supported with respect to the stator and arranged in Halbach,
The rotor is provided with two rows of permanent magnet arrays in which the rotor is arranged in the Halbach direction from the center of the rotation shaft, the stator armature winding is provided between the permanent magnet rows, and the permanent magnet row is permanently The direction of the magnetic pole of the outer permanent magnet of the magnet row and the direction of the magnetic pole of the inner permanent magnet of the permanent magnet row are the same for the direction of the magnetic pole in the radial direction, and the opposite direction for the direction of the magnetic pole in the circumferential direction,
The permanent magnet array arranged on the rotor is fixed to the rotor composed of a non-magnetic member,
A permanent magnet rotating electrical machine comprising a C- type retaining ring that sandwiches the permanent magnet row with a rotor in an axial direction.
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