JP5630397B2 - Rotating electric machine stator core - Google Patents
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Description
本発明は、圧紛磁心を用いたステータコアであって、圧紛磁心に発生する渦電流損を低減可能な回転電機のステータコアに関する。 The present invention relates to a stator core using a powder magnetic core, and relates to a stator core for a rotating electrical machine capable of reducing eddy current loss generated in a powder magnetic core.
従来、回転電機のステータコアは薄板状の鋼板を積層した珪素鋼板、又は、潤滑成分や樹脂バインダー等と共に軟磁性粉末を含む圧粉体製造材料を金型内で所定形状に圧縮成形して作成される圧紛磁心によって形成される。しかし、珪素鋼板に対して圧粉磁心では、当該圧紛磁心に発生する渦電流損が大きく、圧紛磁心によるステータコアでは、特に高速回転領域での使用が困難である。 Conventionally, a stator core of a rotating electrical machine has been produced by compressing a silicon steel plate in which thin steel plates are laminated, or a green compact manufacturing material containing soft magnetic powder together with a lubricating component and a resin binder into a predetermined shape in a mold. Formed by a magnetic core. However, in a dust core with respect to a silicon steel plate, the eddy current loss generated in the dust core is large, and it is difficult to use a stator core with a dust core particularly in a high-speed rotation region.
そこで特許文献1に記載の圧紛磁心では、図18のステータコアの一部切断斜視図に示すように、ステータコアである圧粉磁心100を加圧成型で作成する際に、双方向矢印H1で示す起磁力が発生する方向の途中部分である中間部100aの鉄粉密度を、表面100bに比べて小さくなるように成形する。この成形により、中間部100aの比抵抗が表面100bに比べ高くなり、渦電流が流れる経路(渦電流経路)の抵抗値が上がる。この結果、渦電流損が低減される。
Therefore, in the powder magnetic core described in
また、圧粉磁心100を絶縁層101を挟んで積層した場合は、絶縁層101により、渦電流経路の抵抗に対して起磁力H1を小さくすることができるので、渦電流損が低減される。
Further, when the
ところで、上記の特許文献1の圧紛磁心では、中間部100aの鉄粉密度が表面100bに比べて小さくなるように成形することで、中間部100aの比抵抗を表面100bに比べ高くして渦電流損を低減している。しかし、この渦電流損が低減されるように中間部100aの比抵抗を高くすると、鉄粉密度が下がり磁化特性が悪化することが多く、この場合、電動機や発電機の回転電機における回転トルクが低下するという問題が生じる。
By the way, in the above-described powder magnetic core of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流に起因する渦電流損を低減することができる回転電機のステータコアを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and can reduce the eddy current loss resulting from an eddy current, without producing the fault that the density of iron powder falls and a rotational torque falls. It aims at providing the stator core of a rotary electric machine.
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、圧紛磁心により形成され、回転軸に固定されて回転する回転子の周囲に間隙を介して配設され、周方向に所定間隔で配置された複数のスロット及び当該スロット間のティース並びに当該ティースの外周側のコアバックから成る回転電機のステータコアにおいて、前記コアバックの外周面に、周方向に溝部又は凸部の少なくとも一方を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
この構成によれば、コアバックに周方向に発生する磁束φ1を中心に時計回り又は反時計周りに流れる渦電流i1が、凹凸形状に沿って流れる。このため、渦電流i1が通過する経路(渦電流経路)が長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなり、渦電流i1が流れ難くなるので渦電流損が減少する。また、上記構成によれば本発明では、圧紛磁心の比抵抗を高くする処理を行う従来技術のように鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流i1に起因する渦電流損を低減することができる。 According to this configuration, the eddy current i1 that flows clockwise or counterclockwise around the magnetic flux φ1 generated in the circumferential direction in the core back flows along the uneven shape. For this reason, the path (eddy current path) through which the eddy current i1 passes becomes longer, the resistance value of the eddy current path becomes higher, and the eddy current i1 becomes difficult to flow, so the eddy current loss is reduced. Further, according to the above configuration, in the present invention, the eddy current i1 does not occur without the disadvantage that the density of the iron powder is reduced and the rotational torque is reduced as in the prior art in which the specific resistance of the powder magnetic core is increased. The eddy current loss caused by can be reduced.
請求項2に記載の発明は、前記溝部又は凸部は、前記コアバックの外周面に前記回転軸方向に所定間隔で複数形成されることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、コアバックの外周面に複数の凹凸形状が形成されるので、渦電流i1が、複数の凹凸形状を直交状態に横切って流れる。このため、渦電流経路がより長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなり、より渦電流i1が流れ難くなるので、渦電流損が更に減少する。 According to this configuration, since a plurality of uneven shapes are formed on the outer peripheral surface of the core back, the eddy current i1 flows across the plurality of uneven shapes in an orthogonal state. For this reason, the eddy current path becomes longer, the resistance value of the eddy current path becomes higher, and the eddy current i1 becomes more difficult to flow, so that the eddy current loss is further reduced.
請求項3に記載の発明は、前記溝部に、冷媒が通過する冷却管が配設されていることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that a cooling pipe through which the refrigerant passes is disposed in the groove portion.
この構成によれば、冷却管を冷媒が通過することによりステータコアを冷却することができるので、ステータコアの発熱を抑制することが出来る。 According to this configuration, since the stator core can be cooled by the refrigerant passing through the cooling pipe, heat generation of the stator core can be suppressed.
以下、本発明の実施形態及び参考例を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
(実施形態)
図1は本実施形態に係る圧紛磁心によるステータコアが適用された回転電機の構成を示す回転軸方向の断面図、図2(a)は図1に示すステータコアを回転軸方向から見た平面図、図2(b)は図2(a)に示すX1−Y1断面図である。つまり、図2(b)は図1と同様なステータコアの回転軸方向の断面図となる。
Embodiments and reference examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping parts will be omitted as appropriate.
( Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view in the direction of a rotating shaft showing a configuration of a rotating electrical machine to which a stator core by a magnetic powder core according to the present embodiment is applied, and FIG. 2A is a plan view of the stator core shown in FIG. FIG. 2B is an X1-Y1 cross-sectional view shown in FIG. That is, FIG. 2B is a cross-sectional view in the direction of the rotation axis of the stator core similar to FIG.
図1に示す回転電機10は、例えばハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載されて使用されるものであって、圧紛磁心によるステータコア17及びステータコイル16を有するステータ18と、珪素鋼板によるロータコア12及びエンドプレート14を有し界磁として働くロータ15と、ステータ18及びロータ15を収容し、締結ボルト(図示せず)によって連結、固定されたフロントハウジング10a及びリアハウジング10b等を含んで構成されている。
A rotating
ステータ18は、図2(a)に示すように円環状を成し、この周方向に配列された複数のスロット17a及び、スロット17a間のティース17b並びにスロット17aの外周側のコアバック17cを有するステータコア17と、ステータコア17のスロット17aに巻装され電力変換用のインバータ(図示せず)に接続された三相のコイル16とを有する。コイル16は例えば銅線である。このステータ18は、フロントハウジング10a及びリアハウジング10b間で挟持されることにより固定されており、ロータ15の外周側に径方向に所定の隙間を介して配置されている。
The
ロータ15は、フロントハウジング10a及びリアハウジング10bに軸受け10cを介して回転自在に支承された回転軸11と一体になって回転するもので、回転軸11の外周面に嵌合固定されている。ロータ15は、ステータ18の内周側に径方向に所定の隙間を介して対向するよう配置されたロータコア12と、ロータコア12の内部にそれぞれ円周方向に所定間隔を空けて配置された複数の永久磁石13と、回転軸11の外周面に嵌合固定されてロータコア12の回転軸方向両端面に当接した状態に配設された円環状の一対のエンドプレート14,14とを有する。一対のエンドプレート14,14は、例えばアルミやSUSなどの非磁性体により形成されている。
The rotor 15 rotates integrally with the
本実施形態の特徴は、ステータコア17のコアバック17cの外周面に溝部(凹部)21を設けて、凹部21及び凸部22を形成した点にある。詳細には、図2(b)に示す断面長方形状のコアバック17cの外周面に、当該外周方向に沿った円環状に凹溝(又は凹部)21を形成し、更に凹溝21を起磁力方向H1に所定間隔で複数(本例では2つ)形成することにより凸部22を形成した点にある。但し、上記コアバック17cの外周面に、外周方向に沿って円環状に凸部22としての凸条22を形成し、この凸条22を起磁力方向H1に所定間隔で複数(本例では3つ)形成することにより凹部21を形成してもよい。なお、凹部21及び凸部22を、凹凸形状21,22ともいう。また、凹部21又は凸部22は1つでも良い。
A feature of the present embodiment is that a groove (concave portion) 21 is provided on the outer peripheral surface of the core back 17c of the
このような凹凸形状21,22とした場合、図3(a)に示すように、ステータコア17に図面の表から裏側に向かう周回方向に磁束φ1が流れており、磁束φ1の磁束量が減少している場合を想定すると、渦電流i1は、その磁束φ1の変化を妨げるようにφ1の周りを時計回り方向にステータコア17の断面長方形の周辺を周回し、この周回途中に凹部21及び凸部22に沿って流れる。
In the case of such concavo-
ここで、図4(a)に示す形状のステータコア100に図3(a)と同方向に磁束φ1が発生し、磁束量が減少している場合には、その磁束φ1の周りを時計回り方向に渦電流i1aは流れる。この渦電流i1aが流れる外周面の経路(渦電流経路)の抵抗値は、例えば図4(b)にR1,R2,R3,R4,R5で示す値となる。
Here, when the magnetic flux φ1 is generated in the
これに対して、本実施形態のステータコア17では、その外周面が凹凸形状21,22となっているため、渦電流i1が流れる外周面の渦電流経路の抵抗値は、図3(b)にR1,R1a,R2,R2a,R3,R3a,R4,R4a,R5で示すように、図4(a)のステータコア100よりもR1a,R2a,R3a,R4a分増加する。
On the other hand, in the
つまり、本実施形態のステータコア17によれば、外周面が凹凸形状21,22なので、図4(a)の外周面が平坦なステータコア100よりも、渦電流i1が流れる経路が長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなる。このように渦電流経路の抵抗値が高くなると、渦電流i1が流れ難くなるので渦電流損が減少する。この渦電流損の低減効果は、回転電機10の高速回転時には表皮効果で表面により電流が集中するので、より効果がある。
That is, according to the
ここで、図5(a)に示す回転軸方向の厚み寸法L1が20mmのステータコアに発生する渦電流損と、図5(b)に示すステータコア17の外周面に凹部21の回転軸方向の寸法L2が6mm、凸部22の回転軸方向の寸法L3が4mmとなる凹凸形状21,22が形成されているステータコアに発生する渦電流損とを比較したシミュレーション結果を図6に示す。尚、図5(a)、図5(b)のステータコアの材料特性は同じにしてシミュレーションしている。
Here, the eddy current loss generated in the stator core having a thickness dimension L1 of 20 mm in the rotation axis direction shown in FIG. 5A and the dimension in the rotation axis direction of the
ステータコイル16に周波数200Hzの電流を流した場合、図6に示すように、ステータコア全体の渦電流損比は、図5(a)のステータコア100の渦電流損を1とした場合、図5(b)のステータコア17の渦電流損は0.8〜0.9の間と減少する。
When a current of 200 Hz is passed through the
ところで、圧紛磁心の中間部の比抵抗を高くして渦電流損を低減していたステータコアでは、鉄粉の密度が下がり磁化特性が悪化して回転電機における回転トルクが低下していた。しかし、本実施形態のステータコア17では、当該ステータコア17の外周面に凹凸形状21,22を形成することにより渦電流経路を長くしてその抵抗値を上げ、これにより渦電流損を低減するので、圧紛磁心の中間部の比抵抗を高くしたステータコアのように磁化特性が悪化することは無く、回転電機10の回転トルクが低下するといったことは生じない。従って、鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流i1に起因する渦電流損を低減することができる。
By the way, in the stator core in which the specific resistance of the intermediate portion of the powder magnetic core is increased to reduce the eddy current loss, the density of the iron powder is lowered, the magnetization characteristics are deteriorated, and the rotational torque in the rotating electrical machine is reduced. However, in the
また、ステータコア17の外周面の凹凸形状21,22は、上記のように連続した円環状でなく、図7(a)に線分C1で示すように、ステータコア17の外周面に沿って断続的に形成されるものであってもよく、図7(b)に線分C2で示すように半円形状に形成されるものであっても良い。この半円形状は半円に近い円弧状であっても良い。これらの場合も、ステータコア17の外周面の一部分が凹凸形状21,22となっているので、渦電流損を低減することが出来る。
Further, the concave and
更に、図8に示すように、ステータコア17の凹部21に冷却管30を嵌合し、この嵌合された冷却管30に、冷媒貯留部31に貯留された冷媒をポンプ32によって循環させる冷却機構33を設けても良い。ポンプ32は回転電機10によって駆動され、その吐出口32aが冷却管30の入口30aに配管34aによって接続され、吸入口32bが冷却管30の出口30bに配管34bによって接続されている。
Further, as shown in FIG. 8, a cooling
このような冷却機構33によって、ポンプ32で冷却管30に冷媒を循環させれば、ステータコア17を冷却することができ、これによりステータコア17の発熱を抑制することが出来る。
(第1参考例)
図9(a)は第1参考例に係る圧紛磁心によるステータコアを回転軸方向から見た平面図、図9(b)は図9(a)に示すX2−Y2断面図である。
With such a
(First Reference Example )
FIG. 9A is a plan view of a stator core formed of a powder magnetic core according to the first reference example as viewed from the direction of the rotation axis, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line X2-Y2 shown in FIG.
図9に示す第1参考例のステータコア17−1の特徴は、コアバック17cの回転軸方向から見た両側(又は片側)の円環状端面に溝部(凹部)31を設けて、円環状に凹部31及び凸部32を形成した点にある。詳細には、図9(b)に示す断面長方形状のコアバック17cの円環状端面に、回転軸11を中心とする同心円状に少なくとも1つ以上(本例では2つ)の溝部(又は凹部)31を形成した点にある。さらには、溝部を2つ以上形成し、これにより凸部を形成した点にある。なお、上記コアバック17cの円環状端面に、回転軸11を中心とする同心円状に少なくとも1つ以上の突部(凸部)32を形成するようにしてもよい。さらには、突部(凸部)32を2つ以上形成し、これにより凹部32を形成するようにしても良い。また、ここでは、凹部31及び凸部32をあわせて凹凸形状31,32ともいう。
The stator core 17-1 of the first reference example shown in FIG. 9 is characterized in that grooves (recesses) 31 are provided on the annular end surfaces on both sides (or one side) viewed from the rotational axis direction of the core back 17c, and the recesses are formed in an annular shape. 31 and the
このような凹凸形状31,32とした場合、図10(a)に示すように、ステータコア17−1に図面の表から裏側に向かう周回方向に磁束φ1が流れており、磁束φ1の磁束量が減少している場合を想定すると、渦電流i1が、その磁束φ1の変化を妨げるようにφ1の周りを時計回り方向にステータコア17の断面長方形の周辺を周回し、この周回途中に凹部31及び凸部32に沿って流れる。
In the case of such concavo-
ここで、図11(a)に示すようなステータコア100に図10(a)と同方向に磁束φ1が発生し、磁束量が減少している場合には、その磁束φ1の周りを時計回り方向に渦電流i1aが流れる。この渦電流i1aが流れるコアバック17cの円環状端面の経路の抵抗値は、例えば図11(b)にR11,R12,R13,R14,R15で示す値となる。
Here, when the magnetic flux φ1 is generated in the
これに対して、本参考例のステータコア17−1では、その回転軸方向端面が凹凸形状31,32となっているため、渦電流i1が流れるコアバック17cの回転軸方向端面の経路の抵抗値は、図10(b)にR11,R11a,R12,R12a,R13,R13a,R14,R14a,R15で示すように、一般形状のステータコア100よりもR11a,R12a,R13a,R14a分増加する。
On the other hand, in the stator core 17-1 of the present reference example, the end surface in the rotation axis direction has the
つまり、本参考例のステータコア17−1によれば、回転軸方向端面が凹凸形状31,32となっているので、図11(a)に示すような軸方向端面が平坦なステータコア100よりも、渦電流i1が流れる経路が長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなる。従って、渦電流経路の抵抗値が高くなって渦電流i1が流れ難くなるので渦電流損が減少する。
That is, according to the stator core 17-1 of the present reference example, the end surfaces in the rotation axis direction are concave and
このように第1参考例の圧紛磁心によるステータコア17−1では、本実施形態と同様に、圧紛磁心の中間部の比抵抗を高くしたステータコアのように鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流i1に起因する渦電流損を低減することができる。 In the stator core 17-1 Thus by compressed powder magnetic core of the first reference example, as in the present embodiment, the rotational torque down the density of iron powder as higher the stator core resistivity of the intermediate portion of the compressed powder magnetic core The eddy current loss caused by the eddy current i1 can be reduced without causing the disadvantage of lowering.
また、ステータコア17−1の円環状の軸方向端面の凹凸形状31,32は、本実施形態で説明したと同様に、連続した円環状でなく、図7(a)に線分C1で示したように、ステータコア17−1の円環状端面の内周に断続的に形成されるものであってもよく、また、図7(b)に線分C2で示したように、ステータコア17−1の円環状端面の内周に円弧状に形成されるものであっても、渦電流損を低減することが出来る。
Further, the concave and
更に、ステータコア17−1の凹部31に、本実施形態と同様に、図8に示したように冷却管30を嵌合した冷却機構33を設けても良く、この場合もステータコア17−1の発熱を抑制することが出来る。
Further, as in the present embodiment, a
更には、ステータコア17−1の外周面に本実施形態の凹凸形状21,22を追加してもよい、この場合、ステータコア17−1の外周面及びコアバック17cの軸方向端面に凹凸形状21,22及び凹凸形状31,32の双方が設けられるので、より渦電流損を低減できる効果がある。
(第2参考例)
図12(a)は第2参考例に係る圧紛磁心によるステータコアを回転軸方向から見た平面図、図12(b)は図12(a)に示すX3−Y3断面図、図12(c)は図12(a)に矢印Y1で示す方向から視たティース内周面の図である。
Furthermore, the
( Second reference example )
12A is a plan view of a stator core formed of a magnetic powder core according to a second reference example as viewed from the direction of the rotation axis, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line X3-Y3 shown in FIG. 12A, and FIG. ) Is a view of the inner peripheral surface of the tooth viewed from the direction indicated by the arrow Y1 in FIG.
図12に示す第2参考例のステータコア17−2の特徴は、ステータコア17−2のティース17b−1のスロット17a側の面に、凹部41及び凸部42を形成した点にある。詳細には、図12(b)及び図12(c)に示すように、ティース17b−1のスロット17a側の面に、径方向に沿って延びる溝部(又は凹部)41を形成し、更に溝部41を回転軸方向に所定間隔で複数(本例では2つ)形成することにより凸部42を形成した点にある。但し、上記ティース17b−1のスロット17a側の面に、径方向に沿って延びる凸部42としての凸条を形成し、この凸条42を回転軸方向に所定間隔で複数(本例では2つ)形成することにより凹部41を形成してもよい。なお、凹部41及び凸部42を、凹凸形状41,42ともいう。また、凹部41又は凸部42は1つでも良い。
The feature of the stator core 17-2 of the second reference example shown in FIG. 12 is that a
このような凹凸形状41,42を備えた場合、図13(a)に示すように、磁束φ2がティース17b−1の内周面へ入って径方向に流れており、磁束φ2の磁束量が減少している場合(図面の表から裏方向へ流れる場合)を想定すると、その磁束φ2の変化を妨げるようにφ2の周りを渦電流i2は時計回り方向に流れる。この流れは、磁束φ2の発生方向と直交するティース17b−1の軸方向断面の内周を周回する経路となり、渦電流は、この周回途中に設けられた凹部41及び凸部42に沿って流れることになる。
When such
ここで、図14(a)に示すステータコア100のティース117bに図13(a)と同方向に磁束φ2、磁束量が減少している場合は、その磁束φ2の周りを時計回り方向に渦電流i2aが流れる。即ち、ティース117bの軸方向断面の内周を周回する方向に渦電流i2aが流れる。この渦電流i2aが流れる渦電流経路の抵抗のうち、ティース117bの左右対称の内周面の右側経路の抵抗値は、例えば図14(b)に示されるようにR21,R22,R23,R24,R25となる。
Here, when the magnetic flux φ2 and the magnetic flux amount are reduced in the
これに対して、本参考例のティース17b−1では、その軸方向断面が凹凸形状41,42となっているため、右側経路の抵抗値は、図13(b)に示されるようにR21,R21a,R22,R22a,R23,R23a,R24,R24a,R25となり,図14(a)のステータコア100よりもR21a,R22a,R23a,R24a分抵抗が増加する。
On the other hand, in the
つまり、本参考例のステータコア17−2によれば、ティース17b−1のスロット17a側の面が凹凸形状41,42なので、ティース117bの同面が平坦なステータコア100よりも、渦電流i2が流れる経路が長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなる。これによって、磁束φ2に起因する渦電流i2が流れ難くなるので渦電流損が減少する。このように第2参考例の圧紛磁心によるステータコア17−2では、鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流i2に起因する渦電流損を低減することができる。
(第3参考例)
図15(a)は第3参考例に係る圧紛磁心によるステータコアを回転軸方向から見た平面図、図15(b)は図15(a)に示す破線枠で囲んだ1つのティース部分の拡大図、図15(c)は図15(a)に矢印Y1で示す方向から視たティース内周面の図である。
In other words, according to the stator core 17-2 of the present reference example , the surface on the
( Third reference example )
FIG. 15A is a plan view of a stator core formed of a powder magnetic core according to the third reference example as seen from the direction of the rotation axis, and FIG. 15B is a view of one tooth portion surrounded by a broken line frame shown in FIG. FIG. 15C is an enlarged view and FIG. 15C is a view of the inner peripheral surface of the tooth viewed from the direction indicated by the arrow Y1 in FIG.
図15に示す第3参考例のステータコア17−3の特徴は、ティース17b−2の回転軸方向から見た両側(又は片側)の端面(ティース端面)に溝部(凹部)51を設けて、凹部51及び凸部52を形成した点にある。詳細には、図15(b)及び図15(c)に示すように、ティース17b−2の端面に、径方向に沿って延びる溝部(又は凹部)51を形成し、この溝部51を少なくとも1つ以上(本例では1つ)円周方向に所定間隔で形成することにより凸部52を形成した点にある。但し、上記ティース17b−2の端面に、径方向に沿って延びる凸部52としての凸条を形成し、この凸条52を少なくとも1つ円周方向に設けるようにしても良い。さらに、凸部を2つ以上所定間隔で形成することにより凹部51を形成してもよい。なお、凹部51及び凸部52を、凹凸形状51,52ともいう。
The feature of the stator core 17-3 of the third reference example shown in FIG. 15 is that grooves (recesses) 51 are provided on the end surfaces (tooth end surfaces) on both sides (or one side) viewed from the rotation axis direction of the
このような凹凸形状51,52とした場合、図16(a)に示すように、磁束φ2がティース17b−2の内周面へ入って径方向に流れ(図面の表から裏方向へ流れる場合)、磁束φ2の磁束量が減少している場合を想定すると、その磁束φ2の変化を妨げるようにφ2の周りを渦電流i2は時計回り方向に流れる。この流れは、磁束φ2の発生方向と直交するティース17b−1の軸方向断面の内周を周回する経路となり、渦電流は、周回途中に凹部51及び凸部52に沿って流れることになる。
In the case of such
ここで、図17(a)に示すステータコア100のティース117bに図16(a)と同方向に磁束φ2が発生し、磁束量が減少している場合は、その磁束φ2の周りを時計回り方向に渦電流i2aが流れる。即ち、ティース117bの軸方向断面の内周を周回する方向に渦電流i2aが流れる。この渦電流i2aが流れる渦電流経路の抵抗のうち、ティース117bの上下対称の軸方向断面内周面の上側端部における経路の抵抗値は、例えば図17(b)に示すようにR31,R32,R33となる。
Here, when the magnetic flux φ2 is generated in the
これに対して、本参考例のティース17b−2では、その上下対称の軸方向断面において軸方向両端面の形状が凹凸形状51,52となっているため、例えば、上側経路の抵抗値は、図16(b)に示すようにR31,R31a,R32,R32a,R33となり図17(a)に示すステータコア100よりもR31a,R32a分抵抗が増加する。
On the other hand, in the
つまり、本参考例のステータコア17−3によれば、ティース17b−2の端面が凹凸形状51,52なので、ティース117bの同面が平坦なステータコア100よりも、渦電流i2が流れる経路が長くなって渦電流経路の抵抗値が高くなる。これによって、磁束φ2に起因する渦電流i2が流れ難くなるので渦電流損が減少する。このように第3参考例の圧紛磁心によるステータコア17−3では、鉄粉の密度が下がって回転トルクが低下するという欠点が生じることなく、渦電流i2に起因する渦電流損を低減することができる。
That is, according to the stator core 17-3 of the present reference example , the end surfaces of the
更に、ティース17b−2のスロット17a側の面に第2参考例の凹凸形状41,42を追加してもよい、この場合、ティース17b−2のスロット17a側の面及び端面に凹凸形状41,42及び凹凸形状51,52の双方が設けられるので、より渦電流損を低減できる効果がある。
Furthermore, the
なお、上述した凹凸形状21,22,31,32,41,42,51,52の角は面取りされていてもよく、R状の凸曲面となっていてもよい。
Note that the corners of the above-described
10 回転電機
11 回転軸
12 ロータコア
13 永久磁石
14 エンドプレート
15 ロータ
16 コイル
17,17−1,17−2,17−3 ステータコア
17a スロット
17b,17b−1,17b−2 ティース
17c コアバック
18 ステータ
21,31,41,51 凹部(凹溝)
22,32,42,52 凸部
30 冷却管
31 冷媒貯留部
32 ポンプ
33 冷却機構
34a,34b 配管
φ1,φ2 磁束
i1,i1a,i2,i2a 渦電流
DESCRIPTION OF
22, 32, 42, 52
Claims (3)
前記コアバックの外周面に、周方向に溝部又は凸部の少なくとも一方を備えることを特徴とする回転電機のステータコア。 A plurality of slots, which are formed by a powder magnetic core, are arranged around a rotor that is fixed to a rotating shaft and rotates with a gap therebetween, and are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, and teeth of the teeth. In the stator core of a rotating electrical machine consisting of a core back on the outer peripheral side,
A stator core for a rotating electrical machine, comprising at least one of a groove portion or a convex portion in a circumferential direction on an outer peripheral surface of the core back.
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