JP5740250B2 - Permanent magnet rotating electric machine - Google Patents

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本発明の実施形態は、永久磁石式回転電機に関する。   Embodiments described herein relate generally to a permanent magnet type rotating electrical machine.
現在、保磁力と磁化方向厚さの積が小となる永久磁石(以降、可変磁力磁石という)と、保磁力と磁化方向厚さの積が可変磁力磁石よりも大となる永久磁石(以降、固定磁力磁石という)を使用した永久磁石式回転電機がある。このような永久磁石式回転電機では、可変磁力磁石による鎖交磁束は、磁化電流による磁界によって、不可逆的に変化する。そのため、可変磁力磁石による鎖交磁束量と固定磁力磁石による鎖交磁束量の和である総鎖交磁束量は、可変磁力磁石による鎖交磁束の量、方向を調整することで、可変である。可変磁力磁石による鎖交磁束が固定磁力磁石による鎖交磁束と同方向となるように磁化することを増磁という。逆に、可変磁力磁石による鎖交磁束が固定磁力磁石による鎖交磁束と逆方向となるように磁化することを減磁という。したがって、このような永久磁石式回転電機は、低速から高速までの広範囲での可変速運転を高出力で可能にする。   Currently, a permanent magnet (hereinafter referred to as a variable magnetic magnet) in which the product of the coercive force and the magnetization direction thickness is small, and a permanent magnet (hereinafter referred to as a variable magnetic magnet) in which the product of the coercive force and the magnetization direction thickness is larger than that of the variable magnetic magnet. There is a permanent magnet type rotating electric machine using a fixed magnetic force magnet). In such a permanent magnet type rotating electrical machine, the interlinkage magnetic flux generated by the variable magnetic force magnet is irreversibly changed by the magnetic field generated by the magnetizing current. Therefore, the total flux linkage, which is the sum of the flux linkage by the variable magnetic magnet and the flux linkage by the fixed magnet, is variable by adjusting the amount and direction of the flux linkage by the variable magnet. . Magnetization is such that the interlinkage magnetic flux by the variable magnetic magnet is magnetized in the same direction as the interlinkage magnetic flux by the fixed magnetic magnet. Conversely, magnetizing the interlinkage magnetic flux by the variable magnetic magnet so that it is in the opposite direction to the interlinkage magnetic flux by the fixed magnetic magnet is called demagnetization. Therefore, such a permanent magnet type rotating electric machine enables variable speed operation in a wide range from low speed to high speed with high output.
特開2006−280195号公報JP 2006-280195 A 特開2008−48514号公報JP 2008-48514 A 特開2010−124608号公報JP 2010-124608 A
しかしながら、このような永久磁石式回転電機では、可変磁力磁石の磁化時における磁化電流による磁界は、可変磁力磁石内では、可変磁力磁石の磁化方向と直交する方向(以降、磁化直角方向という)で一定ではなく、不均一となる。これは、磁化電流による磁束は、可変磁力磁石内では、磁化直角方向に反れて流れるためである。そのため、可変磁力磁石には、磁化電流による磁界によって磁化されにくい部分が生じるため、可変磁力磁石は、十分に磁化されない。   However, in such a permanent magnet type rotating electrical machine, the magnetic field due to the magnetizing current at the time of magnetization of the variable magnetic force magnet is in a direction orthogonal to the magnetization direction of the variable magnetic force magnet (hereinafter referred to as a perpendicular direction of magnetization) in the variable magnetic force magnet. It is not constant and becomes non-uniform. This is because the magnetic flux caused by the magnetizing current flows in the variable magnetic force magnet in a direction perpendicular to the magnetization. For this reason, the variable magnetic magnet has a portion that is difficult to be magnetized by the magnetic field due to the magnetization current, and therefore the variable magnetic magnet is not sufficiently magnetized.
したがって、可変磁力磁石を十分に磁化するためには、磁化されやすい部分に必要な量以上の磁化電流が必要である。磁化電流量を増加するためには、インバータ容量を増大、つまり、装置を大型化する必要がある。   Therefore, in order to sufficiently magnetize the variable magnetic force magnet, a magnetizing current greater than the amount necessary for the portion that is easily magnetized is required. In order to increase the amount of magnetizing current, it is necessary to increase the inverter capacity, that is, to increase the size of the device.
本発明の課題は、可変磁力磁石の増減磁時に要する磁化電流の増加を防止する永久磁石式回転電機を提供することである。   The subject of this invention is providing the permanent-magnet-type rotary electric machine which prevents the increase in the magnetizing current required at the time of increase / decrease of a variable magnetic force magnet.
実施形態によれば、永久磁石式回転電機は、固定子と回転子を有する。前記固定子は、電機子巻線を有する。前記回転子は、回転子鉄心、第1の永久磁石、第2の永久磁石、磁気抵抗の小さい部材を有する。前記第1の永久磁石は、前記電機子巻線を通電して形成される磁界で磁化状態が変化することで磁束量が不可逆的に変化する前記回転子鉄心に埋め込まれている。前記第2の永久磁石は、前記回転子鉄心に埋め込まれている。前記磁気抵抗の小さい部材は、前記第1の永久磁石と前記第2の永久磁石の間に配置され、前記第1の永久磁石よりも磁気抵抗が小さい。   According to the embodiment, the permanent magnet type rotating electrical machine has a stator and a rotor. The stator has armature windings. The rotor includes a rotor core, a first permanent magnet, a second permanent magnet, and a member having a small magnetic resistance. The first permanent magnet is embedded in the rotor core in which the amount of magnetic flux changes irreversibly when the magnetization state changes due to a magnetic field formed by energizing the armature winding. The second permanent magnet is embedded in the rotor core. The member having a small magnetic resistance is disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet, and has a magnetic resistance smaller than that of the first permanent magnet.
第1の実施形態に係る永久磁石式回転電機における磁極1極分の展開断面図。FIG. 3 is a developed cross-sectional view of one magnetic pole in the permanent magnet type rotating electrical machine according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る可変磁力磁石内における電機子巻線による磁束の流れを示す図。The figure which shows the flow of the magnetic flux by the armature winding in the variable magnetic force magnet which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る可変磁力磁石内における短絡コイルによる磁束の流れを示す図。The figure which shows the flow of the magnetic flux by the short circuit coil in the variable magnetic force magnet which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る磁性部材の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the magnetic member which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る磁性部材の他の例を示す斜視図。The perspective view which shows the other example of the magnetic member which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る永久磁石式回転電機における磁極1極分の展開断面図。The expanded sectional view for 1 pole of the magnetic pole in the permanent magnet type rotary electric machine which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る永久磁石式回転電機における磁極1極分の展開断面図。The expanded sectional view for 1 pole of the magnetic pole in the permanent magnet type rotary electric machine which concerns on 3rd Embodiment.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る永久磁石式回転電機1における磁極1極分の展開断面図である。磁極2の中心軸方向がq軸、磁極間の中心軸方向がd軸である。永久磁石式回転電機1は、固定子10及び回転子20を有する。固定子10は、円筒状であり、エアギャップを介して回転子20の外周に配置されている。回転子20は、円柱状であり、固定子10と同軸上に配置されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a developed cross-sectional view of one magnetic pole in the permanent magnet type rotating electrical machine 1 according to the first embodiment. The central axis direction of the magnetic pole 2 is the q axis, and the central axis direction between the magnetic poles is the d axis. The permanent magnet type rotating electrical machine 1 includes a stator 10 and a rotor 20. The stator 10 has a cylindrical shape and is arranged on the outer periphery of the rotor 20 through an air gap. The rotor 20 has a cylindrical shape and is arranged coaxially with the stator 10.
固定子10は、固定子鉄心101及び電機子巻線102を有する。固定子鉄心101は、電機子巻線102が周方向に複数埋め込まれている。電機子巻線102は、三相交流を用いる場合、周方向にU相−V相−W相の順に巻かれている。回転子20は、回転子鉄心201、可変磁力磁石202、固定磁力磁石203、204、短絡コイル205a〜205dを有する。回転子鉄心201は、珪素鋼板を積層して構成されている。回転子鉄心201は、挿入孔2011、2012、2013を軸方向に有する。挿入孔2011は、磁極2の中央に設けられている。挿入孔2012、2013は、挿入孔2011の両側に設けられている。   The stator 10 has a stator core 101 and an armature winding 102. In the stator core 101, a plurality of armature windings 102 are embedded in the circumferential direction. When the three-phase alternating current is used, the armature winding 102 is wound in the order of U phase-V phase-W phase in the circumferential direction. The rotor 20 includes a rotor core 201, a variable magnetic magnet 202, fixed magnetic magnets 203 and 204, and short-circuit coils 205a to 205d. The rotor core 201 is configured by laminating silicon steel plates. The rotor core 201 has insertion holes 2011, 2012, and 2013 in the axial direction. The insertion hole 2011 is provided at the center of the magnetic pole 2. The insertion holes 2012 and 2013 are provided on both sides of the insertion hole 2011.
可変磁力磁石202は、磁化方向がq軸方向となるように挿入孔2011に埋め込まれている。可変磁力磁石202は、磁化方向に可変磁力磁石202aと可変磁力磁石202bに2分割されている。可変磁力磁石202aと可変磁力磁石202bの間には、磁性部材2021が挟み込まれている。磁性部材2021は、可変磁力磁石202の磁化方向及び磁化直角方向の少なくとも一方向における磁気抵抗が可変磁力磁石202の磁気抵抗に比べて小さい強磁性体を含む材料で構成されている。磁性部材2021は、例えば、可変磁力磁石202の磁化方向の厚さ0.3mm、0.35mmなどの電磁鋼板または鉄である。磁性部材2021の作用については、後述する。可変磁力磁石202は、電機子巻線102に通電する極短時間となるパルス的な磁化電流によって形成される磁界が作用し、磁化方向が不可逆的に変化する。   The variable magnetic force magnet 202 is embedded in the insertion hole 2011 so that the magnetization direction is the q-axis direction. The variable magnetic magnet 202 is divided into two in the direction of magnetization: a variable magnetic magnet 202a and a variable magnetic magnet 202b. A magnetic member 2021 is sandwiched between the variable magnetic magnet 202a and the variable magnetic magnet 202b. The magnetic member 2021 is made of a material including a ferromagnetic material in which the magnetic resistance in at least one of the magnetization direction and the perpendicular direction of magnetization of the variable magnetic force magnet 202 is smaller than the magnetic resistance of the variable magnetic force magnet 202. The magnetic member 2021 is, for example, an electromagnetic steel plate or iron having a thickness of 0.3 mm or 0.35 mm in the magnetization direction of the variable magnetic force magnet 202. The operation of the magnetic member 2021 will be described later. In the variable magnetic force magnet 202, a magnetic field formed by a pulsed magnetizing current that is an extremely short time for energizing the armature winding 102 acts, and the magnetization direction changes irreversibly.
固定磁力磁石203は、磁化方向がd軸方向となるように挿入孔2012に埋め込まれている。固定磁力磁石204は、磁化方向がd軸方向となるように挿入孔2013に埋め込まれている。上記のように回転子鉄心201に埋め込まれた可変磁力磁石202、固定磁力磁石203、204は、磁気回路上で並列回路を構成し、磁極2を形成する。なお、図1は、磁極2のみについて示しているが、回転子鉄心201には、複数の磁極が周方向に形成されている。他の磁極は、磁極2と同様に形成されているため、説明を省略する。   The fixed magnetic magnet 203 is embedded in the insertion hole 2012 so that the magnetization direction is the d-axis direction. The fixed magnetic magnet 204 is embedded in the insertion hole 2013 so that the magnetization direction is the d-axis direction. The variable magnetic magnet 202 and the fixed magnetic magnets 203 and 204 embedded in the rotor core 201 as described above constitute a parallel circuit on the magnetic circuit and form the magnetic pole 2. Although FIG. 1 shows only the magnetic pole 2, the rotor core 201 has a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction. Since the other magnetic poles are formed in the same manner as the magnetic pole 2, the description thereof is omitted.
さらに、回転子鉄心201は、軸方向に空洞2014、2015を有する。空洞2014は、固定磁力磁石203の磁化方向における回転子鉄心201の外周側に設けられている。同様に、空洞2015は、固定磁力磁石204の磁化方向における回転子鉄心201の外周側に設けられている。空洞2014、2015の作用について説明する。固定磁力磁石203,204は、空洞2014、2015により、電機子巻線102で発生する磁界の影響が小さい。一方、可変磁力磁石202の周りには磁気障壁が設けられていない。そのため、可変磁力磁石202は、電機子巻線102で発生する磁界の影響が大きい。空洞2014、2015は、電機子巻線102で発生する磁界を効果的に可変磁力磁石202に作用させることができる。なお、第1の実施形態では、回転子20には、磁気障壁としての空洞2014、2015が設けられている例について説明するが、回転子20には、空洞2014、2015が設けられていなくてもよい。   Furthermore, the rotor core 201 has cavities 2014 and 2015 in the axial direction. The cavity 2014 is provided on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction of the fixed magnetic force magnet 203. Similarly, the cavity 2015 is provided on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction of the fixed magnetic force magnet 204. The operation of the cavities 2014 and 2015 will be described. The fixed magnetic magnets 203 and 204 are less affected by the magnetic field generated in the armature winding 102 due to the cavities 2014 and 2015. On the other hand, no magnetic barrier is provided around the variable magnetic force magnet 202. Therefore, the variable magnetic force magnet 202 is greatly affected by the magnetic field generated in the armature winding 102. The cavities 2014 and 2015 can effectively cause the magnetic field generated in the armature winding 102 to act on the variable magnetic force magnet 202. In the first embodiment, an example in which the rotor 20 is provided with cavities 2014 and 2015 as magnetic barriers will be described, but the rotor 2014 is not provided with the cavities 2014 and 2015. Also good.
短絡コイル205a〜205dは、d軸外周側と可変磁力磁石202近傍に配置されている。つまり、短絡コイル205a、205dは、互いに接続され、挿入孔2011の空隙を利用して、固定磁力磁石203を取り囲むように回転子鉄心201に巻かれている。同様に、短絡コイル205c、205dは、互いに接続され、挿入孔2011の空隙を利用して、固定磁力磁石204を取り囲むように回転子鉄心201に巻かれている。短絡コイル205a〜205dは、導電性の線材である。なお、短絡コイル205の代わりに、渦電流が流れる導電板を用いてもよい。   The short-circuit coils 205a to 205d are disposed near the outer periphery of the d-axis and the variable magnetic force magnet 202. That is, the short-circuit coils 205 a and 205 d are connected to each other and are wound around the rotor core 201 so as to surround the fixed magnetic force magnet 203 using the gap of the insertion hole 2011. Similarly, the short-circuit coils 205c and 205d are connected to each other, and are wound around the rotor core 201 so as to surround the fixed magnetic magnet 204 using the gap of the insertion hole 2011. The short-circuit coils 205a to 205d are conductive wires. Instead of the short-circuit coil 205, a conductive plate through which eddy current flows may be used.
短絡コイル205a〜205dの作用について説明する。短絡コイル205a〜205dには、電機子巻線102に通電する磁化電流で発生する磁界によって短絡電流が発生する。短絡コイル205a〜205dは、短絡電流により磁界を発生する。固定磁力磁石203、204内では、短絡コイル205a〜205dで発生する磁束の方向は、電機子巻線102で発生する磁束の方向と逆方向である。そのため、固定磁力磁石203、固定磁力磁石203内では、電機子巻線102で発生する磁束は、短絡コイル205で発生する磁束によって打ち消される。したがって、固定磁力磁石203、固定磁力磁石204の磁束の増減はほとんど生じない。可変磁力磁石202内では、短絡コイル205a〜205dで発生する磁束の方向は、電機子巻線102で発生する磁束の方向と同方向である。そのため、可変磁力磁石202内では、電機子巻線102で発生する磁束は、短絡コイル205a〜205dで発生する磁束によって強められる。したがって、可変磁力磁石202は、少ない磁化電流で磁化する。   The operation of the short-circuit coils 205a to 205d will be described. In the short-circuit coils 205a to 205d, a short-circuit current is generated by a magnetic field generated by the magnetizing current flowing through the armature winding 102. The short-circuit coils 205a to 205d generate a magnetic field by a short-circuit current. In the fixed magnetic magnets 203 and 204, the direction of the magnetic flux generated by the short-circuit coils 205a to 205d is opposite to the direction of the magnetic flux generated by the armature winding 102. Therefore, in the fixed magnetic magnet 203 and the fixed magnetic magnet 203, the magnetic flux generated in the armature winding 102 is canceled out by the magnetic flux generated in the short-circuit coil 205. Therefore, the magnetic flux of the fixed magnetic magnet 203 and the fixed magnetic magnet 204 hardly increases or decreases. In the variable magnetic force magnet 202, the direction of the magnetic flux generated by the short-circuit coils 205 a to 205 d is the same as the direction of the magnetic flux generated by the armature winding 102. Therefore, in the variable magnetic force magnet 202, the magnetic flux generated in the armature winding 102 is strengthened by the magnetic flux generated in the short-circuit coils 205a to 205d. Therefore, the variable magnetic force magnet 202 is magnetized with a small magnetization current.
つまり、短絡コイル205a〜205dは、電機子巻線102で発生する磁界を可変磁力磁石202に集中することができる。なお、短絡コイル205a〜205dで発生する磁界は、可変磁力磁石202内において、短絡コイル205a〜205dの近傍ではその影響が強く、短絡コイル205a〜205dから離れた部分(磁化直角方向の中央部分)ではその影響が弱い。なお、第1の実施形態では、回転子20には、短絡コイル205a〜205dが設けられている例について説明するが、回転子20には、短絡コイル205a〜205dを設けられていなくてもよい。   That is, the short-circuit coils 205 a to 205 d can concentrate the magnetic field generated in the armature winding 102 on the variable magnetic force magnet 202. The magnetic field generated by the short-circuit coils 205a to 205d has a strong influence in the vicinity of the short-circuit coils 205a to 205d in the variable magnetic force magnet 202, and is a portion away from the short-circuit coils 205a to 205d (a central portion in the direction perpendicular to the magnetization). The effect is weak. In the first embodiment, an example in which the rotor 20 is provided with the short-circuit coils 205a to 205d will be described. However, the rotor 20 may not be provided with the short-circuit coils 205a to 205d. .
上記構成によれば、永久磁石式回転電機1は、可変磁力磁石202が電機子巻線102に通電する磁化電流による磁界で着磁することで、可変磁力磁石202の鎖交磁束量と固定磁力磁石203、204の鎖交磁束量の和である総鎖交磁束量を広範囲に調整できる。   According to the above configuration, the permanent magnet type rotating electrical machine 1 is magnetized by the magnetic field generated by the magnetizing current that is supplied to the armature winding 102 by the variable magnetic force magnet 202, so that the interlinkage magnetic flux amount and the fixed magnetic force of the variable magnetic force magnet 202 are fixed. The total amount of flux linkage, which is the sum of the flux linkages of the magnets 203 and 204, can be adjusted over a wide range.
低速域では、可変磁力磁石202は、鎖交磁束が固定磁力磁石203、204の鎖交磁束と同方向になるように増磁する。特に低速域の初期動作時は、可変磁力磁石202は、鎖交磁束が最大量となるように増磁するため、総鎖交磁束量は最大になる。そのため、永久磁石式回転電機1のトルク及び出力は、最大になる。   In the low speed region, the variable magnetic force magnet 202 is magnetized so that the interlinkage magnetic flux is in the same direction as the interlinkage magnetic flux of the fixed magnetic force magnets 203 and 204. In particular, during the initial operation in the low speed region, the variable magnetic force magnet 202 is magnetized so that the linkage flux becomes the maximum amount, so that the total linkage flux amount becomes the maximum. Therefore, the torque and output of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 are maximized.
中・高速域では、可変磁力磁石202は、鎖交磁束が低速域における量よりも小さい量となるように増磁、または、鎖交磁束が固定磁力磁石203、204の鎖交磁束と逆方向になるように減磁するため、総鎖交磁束量は、低速域における量よりも減少する。そのため、永久磁石式回転電機1の回転電機の回転速度は、速くなる。   In the middle and high speed range, the variable magnetic force magnet 202 is magnetized so that the flux linkage is smaller than that in the low speed range, or the flux linkage is opposite to the flux linkage of the fixed magnets 203 and 204. Therefore, the total flux linkage is reduced more than the amount in the low speed region. Therefore, the rotation speed of the rotating electric machine of the permanent magnet type rotating electric machine 1 is increased.
次に、磁性部材2021の作用について説明する。図2は、可変磁力磁石202内における電機子巻線102で発生する磁束の流れを示す可変磁力磁石202の断面図である。電機子巻線102で発生する磁束は、可変磁力磁石204内において、磁性部材2021によって、磁化直角方向に反れて流れることなく磁化方向全体に十分に流れる。つまり、可変磁力磁石204における磁化直角方向の中央部を流れる磁束は、磁性体2021を通して流れ易くなる。そのため、可変磁力磁石202内の磁界分布は平滑化されて均一になる。   Next, the operation of the magnetic member 2021 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the variable magnetic force magnet 202 showing the flow of magnetic flux generated in the armature winding 102 in the variable magnetic force magnet 202. The magnetic flux generated in the armature winding 102 flows sufficiently in the entire magnetization direction without flowing in the direction perpendicular to the magnetization by the magnetic member 2021 in the variable magnetic force magnet 204. That is, the magnetic flux flowing through the central portion of the variable magnetic force magnet 204 in the direction perpendicular to the magnetization can easily flow through the magnetic body 2021. Therefore, the magnetic field distribution in the variable magnetic force magnet 202 is smoothed and made uniform.
図3は、可変磁力磁石202内における短絡コイル205で発生する磁束の流れを示す可変磁力磁石202の断面図である。短絡コイル205で発生する磁束は、可変磁力磁石204内において、磁性部材2021によって、磁化直角方向に反れて流れることなく磁化方向全体に十分に流れる。つまり、可変磁力磁石204における磁化直角方向の中央部を流れる磁束は、磁性体2021を通して流れ易くなる。そのため、可変磁力磁石202内の磁界分布は平滑化されて均一になる。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the variable magnetic force magnet 202 showing the flow of magnetic flux generated by the short-circuit coil 205 in the variable magnetic force magnet 202. The magnetic flux generated by the short-circuit coil 205 flows sufficiently in the entire magnetization direction without flowing in the direction perpendicular to the magnetization by the magnetic member 2021 in the variable magnetic force magnet 204. That is, the magnetic flux flowing through the central portion of the variable magnetic force magnet 204 in the direction perpendicular to the magnetization can easily flow through the magnetic body 2021. Therefore, the magnetic field distribution in the variable magnetic force magnet 202 is smoothed and made uniform.
ここで、比較例として、可変磁力磁石202aと可変磁力磁石202bの間に磁性体2021が挟み込まれていない場合について説明する。電機子巻線102で発生する磁束及び短絡コイル205で発生する磁束は、磁化方向に沿って可変磁力磁石202内に入るが、可変磁力磁石202内で磁化直角方向に反れて流れる。可変磁力磁石202の磁化直角方向における中央部の磁界分布は疎となり、可変磁力磁石202は、不均一な磁界分布になる。特に回転子20に短絡コイル205が設けられている場合にこの傾向が強い。   Here, as a comparative example, a case where the magnetic body 2021 is not sandwiched between the variable magnetic force magnet 202a and the variable magnetic force magnet 202b will be described. The magnetic flux generated in the armature winding 102 and the magnetic flux generated in the short-circuit coil 205 enter the variable magnetic magnet 202 along the magnetization direction, but flow in a direction perpendicular to the magnetization in the variable magnetic magnet 202. The magnetic field distribution at the center of the variable magnetic force magnet 202 in the direction perpendicular to the magnetization becomes sparse, and the variable magnetic force magnet 202 has a non-uniform magnetic field distribution. This tendency is particularly strong when the short-circuit coil 205 is provided on the rotor 20.
第1の実施形態によれば、磁性体2021が可変磁力磁石202内に設けられているため、可変磁力磁石202を磁化するための磁化電流は、大幅に低減することができる。そのため、インバータの電流容量も低減することができる。その結果、永久磁石式回転電機は、小型化、高信頼性かつ低コストを実現できる。   According to the first embodiment, since the magnetic body 2021 is provided in the variable magnetic force magnet 202, the magnetization current for magnetizing the variable magnetic force magnet 202 can be significantly reduced. Therefore, the current capacity of the inverter can be reduced. As a result, the permanent magnet type rotating electrical machine can realize downsizing, high reliability, and low cost.
なお、図1に示す例では、可変磁力磁石202は、磁化方向に2分割されているが、可変磁力磁石202は、磁化直角方向に2分割されていてもよい。また、図1に示す例では、可変磁力磁石202の分割数は2であるが、これに限られない。なお、磁性部材2021の数は、可変磁力磁石202の分割数に応じて増加する。また、可変磁力磁石202aと可変磁力磁石202bの分割方向における大きさは、同じであっても異なっていてもよい。   In the example shown in FIG. 1, the variable magnetic force magnet 202 is divided into two in the magnetization direction. However, the variable magnetic force magnet 202 may be divided into two in the direction perpendicular to the magnetization. In the example shown in FIG. 1, the number of divisions of the variable magnetic force magnet 202 is 2, but is not limited thereto. Note that the number of magnetic members 2021 increases in accordance with the number of divisions of the variable magnetic force magnet 202. Further, the sizes of the variable magnetic magnet 202a and the variable magnetic magnet 202b in the dividing direction may be the same or different.
次に、磁性部材2021の軸方向の断面形状について説明する。図1に示す例では、磁性部材2021は、可変磁力磁石202a及び可変磁力磁石202bと対向する面において、可変磁力磁石202の磁化直角方向における可変磁力磁石202a及び可変磁力磁石202bと同じ幅であるが、これに限られない。磁性部材2021は、可変磁力磁石202の少なくとも一方からはみ出す幅であってもよい。また、磁性部材2021は、可変磁力磁石202の磁化直角方向における可変磁力磁石202a及び可変磁力磁石202bの幅よりも小さい幅であって、磁化直角方向における中央部分に配置されていてもよい。なお、磁性部材2021が可変磁力磁石202の磁化直角方向における中央部分にのみ配置されている場合、可変磁力磁石202a及び可変磁力磁石202bは、磁性部材2021と磁化方向に対向しない部分において磁性部材2021の大きさだけ離間するように構成されていてもよく、磁性部材2021を取り囲むように構成されていてもよい。つまり、磁性部材2021は、可変磁力磁石202内に磁性部材2021が設けられていない状態で、電機子巻線102で発生する磁界及び短絡コイル205で発生する磁界の影響が弱い領域である磁化直角方向の中央部分に少なくとも配置されていればよい。なお、磁性部材2021は、断面が直線状でなくても、波状であってもよい。   Next, the sectional shape of the magnetic member 2021 in the axial direction will be described. In the example shown in FIG. 1, the magnetic member 2021 has the same width as the variable magnetic magnet 202a and the variable magnetic magnet 202b in the direction perpendicular to the magnetization of the variable magnetic magnet 202 on the surface facing the variable magnetic magnet 202a and the variable magnetic magnet 202b. However, it is not limited to this. The magnetic member 2021 may have a width that protrudes from at least one of the variable magnetic force magnets 202. Further, the magnetic member 2021 may have a width smaller than the width of the variable magnetic force magnet 202a and the variable magnetic force magnet 202b in the direction perpendicular to the magnetization of the variable magnetic force magnet 202, and may be disposed at the central portion in the direction perpendicular to the magnetization. When the magnetic member 2021 is disposed only in the central portion in the direction perpendicular to the magnetization of the variable magnetic force magnet 202, the variable magnetic force magnet 202a and the variable magnetic force magnet 202b are magnetic members 2021 at a portion that does not oppose the magnetic member 2021 in the magnetization direction. May be configured so as to be separated from each other by the size of the magnetic member 2021. That is, the magnetic member 2021 is a magnetization perpendicular region that is a region where the influence of the magnetic field generated by the armature winding 102 and the magnetic field generated by the short-circuit coil 205 is weak when the magnetic member 2021 is not provided in the variable magnetic force magnet 202. What is necessary is just to be arrange | positioned at least to the center part of the direction. The magnetic member 2021 may not be linear in cross section but may be wavy.
また、磁性部材2021は、可変磁力磁石202の磁化直角方向における中央部分が回転子鉄心201の外周側に突出するような形状であってもよい。磁性部材2021が回転子鉄心201の外周側に突出するような形状であれば、可変磁力磁石202の磁化直角方向における中央部分は、電機子巻線102及び短絡コイル205に近づくため、電機子巻線102で発生する磁界及び短絡コイル205で発生する磁界のサポートを受け易い。そのため、可変磁力磁石202内で磁束が流れ易くなる。例として、磁性部材2021の形状は、可変磁力磁石202の磁化直角方向の中心部分を頂点とした曲面で形成される逆U字状の断面形状であっても、可変磁力磁石202の磁化直角方向の中心部分を頂点とした2つの平面で形成される逆V字状の断面形状であってもよい。   Further, the magnetic member 2021 may have a shape such that the central portion in the direction perpendicular to the magnetization of the variable magnetic force magnet 202 protrudes to the outer peripheral side of the rotor core 201. If the magnetic member 2021 has a shape that protrudes to the outer peripheral side of the rotor core 201, the central portion in the direction perpendicular to the magnetization of the variable magnetic force magnet 202 approaches the armature winding 102 and the short-circuit coil 205. The magnetic field generated by the wire 102 and the magnetic field generated by the short-circuit coil 205 are easily supported. Therefore, the magnetic flux easily flows in the variable magnetic force magnet 202. For example, even if the shape of the magnetic member 2021 is an inverted U-shaped cross section formed by a curved surface with the central portion of the variable magnetic force magnet 202 in the perpendicular direction of magnetization as a vertex, the perpendicular direction of magnetization of the variable magnetic force magnet 202 It may be an inverted V-shaped cross-sectional shape formed by two planes having the central portion of the top as a vertex.
次に、回転子鉄心201の軸方向における磁性部材2021の構成について説明する。図4は、磁性部材2021の一例を示す斜視図である。磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に磁性体2021aと非磁性体2021bを短冊状に積層して構成されている。したがって、磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きい。なお、磁性体2021aと非磁性体2021bの積層数は、限定されない。なお、磁性部材2021は、非磁性体2021bの代わりに接着剤で磁性体2021aを互い固定すると共に絶縁してもよい。図4に示す磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に連続となる磁性体で構成された場合に比べて、回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きくなる。   Next, the configuration of the magnetic member 2021 in the axial direction of the rotor core 201 will be described. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the magnetic member 2021. The magnetic member 2021 is configured by laminating a magnetic body 2021a and a nonmagnetic body 2021b in a strip shape in the axial direction of the rotor core 201. Therefore, the magnetic member 2021 has a large magnetic resistance in the axial direction of the rotor core 201. Note that the number of stacked layers of the magnetic body 2021a and the nonmagnetic body 2021b is not limited. The magnetic member 2021 may be insulated while fixing the magnetic bodies 2021a to each other with an adhesive instead of the nonmagnetic body 2021b. The magnetic member 2021 shown in FIG. 4 has a larger magnetic resistance in the axial direction of the rotor core 201 than in the case where the magnetic member 2021 is made of a magnetic body that is continuous in the axial direction of the rotor core 201.
図5は、磁性部材2021の他の例を示す斜視図である。磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に複数の磁性線2021cを互いに離間させて並べて構成されている。なお、複数の磁性線2021cが被覆されていれば、磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に複数の磁性線2021cを互いに接触させて並べて構成されていてもよい。図5に示す磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に連続となる磁性体で構成された場合に比べて、回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きくなる。図5に示す磁性部材2021は、磁性線2021cの配置が容易であるため、磁性部材2021の製造コストは、低減できる。なお、磁性部材2021は、回転子鉄心201の軸方向に連続となる磁性体で構成されているとしても、可変磁力磁石202の磁化方向、磁化直角方向の少なくとも一方向の磁気抵抗が小さく、回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きくなるような異方性を有する材料で構成されていればよい。   FIG. 5 is a perspective view showing another example of the magnetic member 2021. The magnetic member 2021 is configured by arranging a plurality of magnetic wires 2021 c apart from each other in the axial direction of the rotor core 201. As long as a plurality of magnetic wires 2021c are covered, the magnetic member 2021 may be configured by arranging a plurality of magnetic wires 2021c in contact with each other in the axial direction of the rotor core 201. The magnetic member 2021 shown in FIG. 5 has a larger magnetic resistance in the axial direction of the rotor core 201 than in the case where the magnetic member 2021 is made of a magnetic body that is continuous in the axial direction of the rotor core 201. In the magnetic member 2021 shown in FIG. 5, the magnetic wire 2021c can be easily arranged, so that the manufacturing cost of the magnetic member 2021 can be reduced. Even if the magnetic member 2021 is formed of a magnetic body that is continuous in the axial direction of the rotor core 201, the magnetic resistance of the variable magnetic force magnet 202 is small in at least one direction of the magnetization direction and the direction perpendicular to the magnetization, and the magnetic member 2021 rotates. What is necessary is just to be comprised with the material which has anisotropy that the magnetic resistance of the axial direction of the child core 201 becomes large.
なお、磁性体2021a及び磁性線2021cは、例えば、アモルファス材料、フェライトまたは圧粉磁性体で構成されてもよい。また、磁性部材2021は、蒸着または圧着による磁性メッキで構成し、可変磁力磁石202に一体で構成されてもよい。なお、第1の実施形態では、図1に示すように、可変磁力磁石202は磁性体2021を含んでいるが、それ自体の磁化方向、磁化直角方向の少なくとも一方向の磁気抵抗が小さく、回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きければ、可変磁力磁石202は磁性体2021を含んでいなくてもよい。   The magnetic body 2021a and the magnetic wire 2021c may be made of, for example, an amorphous material, ferrite, or a dust magnetic body. Further, the magnetic member 2021 may be configured by magnetic plating by vapor deposition or pressure bonding, and may be configured integrally with the variable magnetic force magnet 202. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the variable magnetic force magnet 202 includes the magnetic body 2021. However, the magnetic resistance in at least one direction of the magnetization direction and the direction perpendicular to the magnetization is small, and the variable magnetic magnet 202 rotates. If the magnetic resistance in the axial direction of the core core 201 is large, the variable magnetic force magnet 202 may not include the magnetic body 2021.
第1の実施形態によれば、磁性部材2021は回転子鉄心201の軸方向の磁気抵抗が大きいため、電機子巻線102で発生する磁界及び短絡コイル205で発生する磁界による可変磁力磁石204内の磁界分布は均一になる。そのため、回転子鉄心201における渦電流損は低減する。したがって、永久磁石式回転電機1は、磁化電流を低減しつつ、運転時のスロット高調波やインバータによる高調波磁束による渦電流を低減することができる。   According to the first embodiment, since the magnetic member 2021 has a large magnetic resistance in the axial direction of the rotor core 201, the inside of the variable magnetic force magnet 204 due to the magnetic field generated by the armature winding 102 and the magnetic field generated by the short-circuit coil 205. The magnetic field distribution becomes uniform. Therefore, the eddy current loss in the rotor core 201 is reduced. Therefore, the permanent magnet type rotating electrical machine 1 can reduce the eddy current due to the slot harmonics during operation and the harmonic magnetic flux generated by the inverter while reducing the magnetizing current.
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る永久磁石式回転電機1の磁極1極分の展開断面図である。なお、第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。挿入孔2011には、可変磁力磁石206と固定磁力磁石207が、磁化方向が同じになるように積層(直列)配置されている。磁性部材208は、可変磁力磁石206と固定磁力磁石207の間に挟み込まれている。磁性部材208は、磁性部材2021と同様の構成であるため、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a developed cross-sectional view of one pole of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 according to the second embodiment. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the insertion hole 2011, a variable magnetic magnet 206 and a fixed magnetic magnet 207 are laminated (in series) so that the magnetization directions are the same. The magnetic member 208 is sandwiched between the variable magnetic magnet 206 and the fixed magnetic magnet 207. Since the magnetic member 208 has the same configuration as that of the magnetic member 2021, description thereof will be omitted.
なお、積層配置された可変磁力磁石206と固定磁力磁石207は、挿入孔2012及び挿入孔2013の少なくとも一方に配置してもよい。可変磁力磁石206は、固定磁力磁石207よりも磁化方向における回転子鉄心201の外周側に配置されているが、固定磁力磁石207と逆に配置されていてもよい。また、可変磁力磁石206と固定磁力磁石207は、磁化直角方向に並べて配置してもよい。なお、図6は、磁極2のみについて示しているが、回転子鉄心201には、複数の磁極が周方向に形成されている。他の磁極は、磁極2と同様に形成されているため、説明を省略する。第2の実施形態に係る永久磁石式回転電機1は、第1の実施形態と同様の効果を奏する。   Note that the variable magnetic magnet 206 and the fixed magnetic magnet 207 that are stacked may be disposed in at least one of the insertion hole 2012 and the insertion hole 2013. The variable magnetic force magnet 206 is disposed on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction with respect to the fixed magnetic force magnet 207, but may be disposed opposite to the fixed magnetic force magnet 207. The variable magnetic magnet 206 and the fixed magnetic magnet 207 may be arranged side by side in the direction perpendicular to the magnetization. Although FIG. 6 shows only the magnetic pole 2, the rotor core 201 has a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction. Since the other magnetic poles are formed in the same manner as the magnetic pole 2, the description thereof is omitted. The permanent magnet type rotating electrical machine 1 according to the second embodiment has the same effects as those of the first embodiment.
(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る永久磁石式回転電機1の磁極1極分の展開断面図である。なお、第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。回転子鉄心201は、軸方向に挿入孔2016、2017を有する。挿入孔2016、2017は、磁極2を中心とした両側に、回転子鉄心201の磁極2の中央から外周側に向かってV字状に回転子鉄心201に配置されている。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a developed cross-sectional view of one pole of the permanent magnet type rotating electrical machine 1 according to the third embodiment. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The rotor core 201 has insertion holes 2016 and 2017 in the axial direction. The insertion holes 2016 and 2017 are arranged on the rotor core 201 in a V shape from the center of the magnetic pole 2 of the rotor core 201 toward the outer peripheral side on both sides centered on the magnetic pole 2.
挿入孔2016では、固定磁力磁石209が磁極2の中央側に配置されている。さらに、挿入孔2016では、可変磁力磁石210と固定磁力磁石211が、磁化方向が同じになるように、回転子鉄心201の外周側に積層配置されている。可変磁力磁石210と固定磁力磁石211の間には、磁性部材212が挟み込まれている。磁性部材212は、磁性部材2021と同様の構成であるため、説明を省略する。なお、固定磁力磁石209は、可変磁力磁石210と固定磁力磁石211が積層されている位置と入れ替えてもよい。可変磁力磁石210は、固定磁力磁石211よりも磁化方向における回転子鉄心201の外周側に配置されているが、固定磁力磁石211と逆に配置されていてもよい。また、可変磁力磁石210と固定磁力磁石211は、磁化直角方向に並べて配置してもよい。また、固定磁力磁石211の代わりに可変磁力磁石が配置されていてもよい。   In the insertion hole 2016, the fixed magnetic magnet 209 is disposed on the center side of the magnetic pole 2. Furthermore, in the insertion hole 2016, the variable magnetic magnet 210 and the fixed magnetic magnet 211 are stacked on the outer peripheral side of the rotor core 201 so that the magnetization directions are the same. A magnetic member 212 is sandwiched between the variable magnetic magnet 210 and the fixed magnetic magnet 211. Since the magnetic member 212 has the same configuration as that of the magnetic member 2021, description thereof will be omitted. The fixed magnetic magnet 209 may be replaced with the position where the variable magnetic magnet 210 and the fixed magnetic magnet 211 are stacked. The variable magnetic force magnet 210 is disposed on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction with respect to the fixed magnetic force magnet 211, but may be disposed opposite to the fixed magnetic force magnet 211. The variable magnetic magnet 210 and the fixed magnetic magnet 211 may be arranged side by side in the direction perpendicular to the magnetization. Further, a variable magnetic force magnet may be arranged instead of the fixed magnetic force magnet 211.
同様に、挿入孔2017では、固定磁力磁石213が磁極2の中央側に配置されている。さらに、挿入孔2017では、可変磁力磁石214と固定磁力磁石215が、磁化方向が同じになるように、回転子鉄心201の外周側に積層配置されている。可変磁力磁石214と固定磁力磁石215の間には、磁性部材216が挟み込まれている。磁性部材216は、磁性部材2021と同様の構成であるため、説明を省略する。なお、固定磁力磁石213、可変磁力磁石214と固定磁力磁石215が積層されている位置と入れ替えてもよい。可変磁力磁石214は、固定磁力磁石215よりも磁化方向における回転子鉄心201の外周側に配置されているが、固定磁力磁石215と逆に配置されていてもよい。また、可変磁力磁石214と固定磁力磁石215は、磁化直角方向に並べて配置してもよい。また、固定磁力磁石215の代わりに可変磁力磁石が配置されていてもよい。   Similarly, in the insertion hole 2017, the fixed magnetic force magnet 213 is disposed on the center side of the magnetic pole 2. Furthermore, in the insertion hole 2017, the variable magnetic magnet 214 and the fixed magnetic magnet 215 are laminated on the outer peripheral side of the rotor core 201 so that the magnetization directions are the same. A magnetic member 216 is sandwiched between the variable magnetic magnet 214 and the fixed magnetic magnet 215. Since the magnetic member 216 has the same configuration as that of the magnetic member 2021, description thereof will be omitted. In addition, you may replace with the position where the fixed magnetic magnet 213, the variable magnetic magnet 214, and the fixed magnetic magnet 215 are laminated | stacked. The variable magnetic force magnet 214 is disposed on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction with respect to the fixed magnetic force magnet 215, but may be disposed opposite to the fixed magnetic force magnet 215. The variable magnetic magnet 214 and the fixed magnetic magnet 215 may be arranged side by side in the direction perpendicular to the magnetization. In addition, a variable magnetic force magnet may be arranged instead of the fixed magnetic force magnet 215.
挿入孔2015では、短絡コイル217aが、固定磁力磁石209と可変磁力磁石210の間であって回転子鉄心201の軸方向に配置されている。挿入孔2017では、短絡コイル217bが、固定磁力磁石213と可変磁力磁石214の間であって回転子鉄心201の軸方向に配置されている。短絡コイル217aと短絡コイル216bは、互いに接続されている。短絡コイル217aと短絡コイル217bは、短絡コイル205a、205bと同様に作用するため、説明を省略する。   In the insertion hole 2015, the short-circuit coil 217 a is arranged between the fixed magnetic magnet 209 and the variable magnetic magnet 210 and in the axial direction of the rotor core 201. In the insertion hole 2017, the short-circuit coil 217 b is disposed between the fixed magnetic magnet 213 and the variable magnetic magnet 214 in the axial direction of the rotor core 201. The short-circuit coil 217a and the short-circuit coil 216b are connected to each other. The short-circuit coil 217a and the short-circuit coil 217b operate in the same manner as the short-circuit coils 205a and 205b, and thus description thereof is omitted.
回転子鉄心201は、磁気障壁となる軸方向の空洞2018、2019を有する。空洞2018は、固定磁力磁石209の磁化方向における回転子鉄心201の外周側に設けられている。空洞2019は、固定磁力磁石213の磁化方向における回転子鉄心201の外周側に設けられている。なお、図7は、磁極2のみについて示しているが、回転子鉄心201には、複数の磁極が周方向に形成されている。他の磁極は、磁極2と同様に形成されているため、説明を省略する。第3の実施形態に係る永久磁石式回転電機1は、第1の実施形態と同様の効果を奏する。   The rotor core 201 has axial cavities 2018 and 2019 that serve as magnetic barriers. The cavity 2018 is provided on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction of the fixed magnetic force magnet 209. The cavity 2019 is provided on the outer peripheral side of the rotor core 201 in the magnetization direction of the fixed magnetic force magnet 213. Although FIG. 7 shows only the magnetic pole 2, the rotor core 201 has a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction. Since the other magnetic poles are formed in the same manner as the magnetic pole 2, the description thereof is omitted. The permanent magnet type rotating electrical machine 1 according to the third embodiment has the same effects as those of the first embodiment.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…永久磁石式回転電機、2…磁極、10…固定子、20…回転子、101…固定子鉄心、102…電機子巻線、201…回転子鉄心、202…可変磁力磁石、202a…可変磁力磁石、202b…可変磁力磁石、203…固定磁力磁石、204…固定磁力磁石、205a〜205d…短絡コイル、206…可変磁力磁石、207…固定磁力磁石、208…磁性部材、209…固定磁力磁石、210…可変磁力磁石、211…固定磁力磁石、212…磁性部材、213…固定磁力磁石、214…可変磁力磁石、215…固定磁力磁石、216…磁性部材、217a、217b…短絡コイル、2011…挿入孔、2012…挿入孔、2013…挿入孔、2014…空洞、2015…空洞、2016…挿入孔、2017…挿入孔、2018…空洞、2019…空洞、2021…磁性部材、2021a…磁性体、2021b…非磁性体、2021c…磁性線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Permanent magnet type rotary electric machine, 2 ... Magnetic pole, 10 ... Stator, 20 ... Rotor, 101 ... Stator iron core, 102 ... Armature winding, 201 ... Rotor iron core, 202 ... Variable magnetic force magnet, 202a ... Variable Magnetic magnet, 202b ... Variable magnetic magnet, 203 ... Fixed magnetic magnet, 204 ... Fixed magnetic magnet, 205a to 205d ... Short circuit coil, 206 ... Variable magnetic magnet, 207 ... Fixed magnetic magnet, 208 ... Magnetic member, 209 ... Fixed magnetic magnet , 210 ... variable magnetic magnet, 211 ... fixed magnetic magnet, 212 ... magnetic member, 213 ... fixed magnetic magnet, 214 ... variable magnetic magnet, 215 ... fixed magnetic magnet, 216 ... magnetic member, 217a, 217b ... short circuit coil, 2011 ... Insertion hole 2012 ... Insertion hole 2013 ... Insertion hole 2014 ... Cavity 2015 ... Cavity 2016 ... Insertion hole 2017 ... Insertion hole 2018 ... Cavity 2 19 ... cavity, 2021 ... magnetic member, 2021a ... magnetic, 2021b ... nonmagnetic, 2021c ... magnetic lines.

Claims (4)

  1. 電機子巻線を有する固定子と、
    回転子鉄心と、前記電機子巻線を通電して形成される磁界で磁化状態が変化することで磁束量が不可逆的に変化する前記回転子鉄心に埋め込まれた第1、第2、第3及び第4の可変磁力磁石と、前記第1、第2、第3及び第4の可変磁力磁石よりも保磁力と磁化方向厚さの積が大きい前記回転子鉄心に埋め込まれた第1及び第2の固定磁力磁石と、前記第1、第2、第3及び第4可変磁力磁石よりも磁気抵抗の小さい第1及び第2の磁性部材と、第1及び第2の短絡コイルを有する回転子と、
    を有する永久磁石式回転電機であって、
    前記回転子鉄心は、磁極の中心軸を挟む両側において、前記回転子鉄心の中心側から外周側に向かって設けられた第1の挿入孔及び第2の挿入孔を有し、
    前記第1の挿入孔において、前記第1の固定磁力磁石は前記回転子鉄心の中心側に配置され、前記第1の可変磁力磁石と前記第2の可変磁力磁石は磁化方向が同じになるように前記回転子鉄心の外周側に積層配置され、前記第1の磁性部材は第1の可変磁力磁石と第2の可変磁力磁石との間に配置され、第1の短絡コイルは前記第1の固定磁力磁石と前記第1の可変磁力磁石の間に配置され、
    前記第2の挿入孔において、前記第2の固定磁力磁石は前記回転子鉄心の中心側に配置され、前記第3の可変磁力磁石と前記第4の可変磁力磁石は磁化方向が同じになるように前記回転子鉄心の外周側に積層配置され、前記第2の磁性部材は前記第3の可変磁力磁石と前記第4の可変磁力磁石との間に配置され、前記第2の短絡コイルは前記第2の固定磁力磁石と前記第3の可変磁力磁石の間に配置され、
    前記回転子鉄心は、前記第1の固定磁力磁石の磁化方向において前記第1の固定磁力磁石よりも前記回転子鉄心の外周側に設けられた第1の空洞と、前記第2の固定磁力磁石の磁化方向において前記第2の固定磁力磁石よりも前記回転子鉄心の外周側に設けられた第2の空洞を有する、
    久磁石式回転電機。
    A stator having armature windings;
    The first, second, and third embedded in the rotor core and the amount of magnetic flux that changes irreversibly by changing the magnetization state by a magnetic field formed by energizing the armature winding and the armature winding . And the fourth variable magnetic force magnet, and the first and second embedded in the rotor core having a larger product of coercive force and magnetization direction thickness than the first, second, third and fourth variable magnetic force magnets . has a second fixed magnetic force magnet, before Symbol first, second, and first and second magnetic members having a small magnetic resistance than the third and fourth variable magnetic force magnet, the first and second short-circuit coil A rotor,
    A permanent magnet type rotating electric machine having
    The rotor core has a first insertion hole and a second insertion hole provided from the center side to the outer peripheral side of the rotor core on both sides sandwiching the central axis of the magnetic pole,
    In the first insertion hole, the first fixed magnetic magnet is disposed on the center side of the rotor core, and the first variable magnetic magnet and the second variable magnetic magnet have the same magnetization direction. The first magnetic member is disposed between the first variable magnetic force magnet and the second variable magnetic force magnet, and the first short circuit coil is the first short coil. Arranged between a fixed magnetic magnet and the first variable magnetic magnet;
    In the second insertion hole, the second fixed magnetic magnet is arranged on the center side of the rotor core, and the third variable magnetic magnet and the fourth variable magnetic magnet have the same magnetization direction. And the second magnetic member is disposed between the third variable magnetic magnet and the fourth variable magnetic magnet, and the second short-circuiting coil is disposed on the outer peripheral side of the rotor core. Disposed between a second fixed magnetic magnet and the third variable magnetic magnet;
    The rotor core includes a first cavity provided on an outer peripheral side of the rotor core in the magnetization direction of the first fixed magnet, and the second fixed magnet. Having a second cavity provided on the outer peripheral side of the rotor core than the second fixed magnetic magnet in the magnetization direction of
    Permanent magnet type rotating electrical machine.
  2. 前記第1の磁性部材は前記第1の可変磁力磁石の磁化直角方向における磁気抵抗が前記第1の可変磁力磁石及び前記第2の可変磁力磁石よりも小さ前記第2の磁性部材は前記第3の可変磁力磁石の磁化直角方向における磁気抵抗が前記第3の可変磁力磁石及び前記第4の可変磁力磁石よりも小さい、請求項1記載の永久磁石式回転電機。 Said first magnetic member is minor than the first variable magnetic reluctance in the magnetization perpendicular direction of the magnet is the first variable magnetic force magnet and the second variable magnetic force magnet, the second magnetic member is the The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1 , wherein a magnetic resistance in a direction perpendicular to the magnetization of the third variable magnetic force magnet is smaller than that of the third variable magnetic force magnet and the fourth variable magnetic force magnet .
  3. 前記第1の磁性部材は前記第1の可変磁力磁石の磁化方向における磁気抵抗が前記第1の可変磁力磁石及び前記第2の可変磁力磁石よりも小さ前記第2の磁性部材は前記第3の可変磁力磁石及び前記第4の可変磁力磁石の磁化方向における磁気抵抗が前記第3の可変磁力磁石よりも小さい、請求項2記載の永久磁石式回転電機。 Said first magnetic member is minor than the first variable force said magnetoresistive first in the magnetization direction of the magnet of the variable magnetic force magnet and the second variable magnetic force magnet, the second magnetic member is the first 3. The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 2 , wherein a magnetic resistance in a magnetization direction of the third variable magnetic force magnet and the fourth variable magnetic force magnet is smaller than that of the third variable magnetic force magnet .
  4. 前記第1の磁性部材及び前記第2の磁性部材は強磁性体を含む、請求項3記載の永久磁石式回転電機。   The permanent magnet rotating electrical machine according to claim 3, wherein the first magnetic member and the second magnetic member include a ferromagnetic material.
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