JP5948127B2 - 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両 - Google Patents
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Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下に説明の実施例では、上述の発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄に記載した内容に止まらず、製品の実施に向けての様々な課題を解決している。具体的には以下の実施の形態の中で説明する。
本発明の実施例1について、図1〜図4に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態による永久磁石を使用した回転電機1の部分断面図である。永久磁石を使用した回転電機1の固定子2は、固定子鉄心4と、この固定子鉄心4に形成されたスロットに巻回された3相あるいは多相の固定子巻線5と、を備えており、前記固定子2はハウジング11に収納され保持されている。回転子3は、永久磁石を挿入するための磁石挿入孔6が設けられた回転子鉄心7と、前記回転子鉄心7に形成された前記磁石挿入孔6に挿入された回転子の磁極を形成するための永久磁石400と、シャフト8とを備えている。前記シャフト8は、ハウジング11の両端に固定されたエンドブラケット9にベアリング10によって回転可能に保持されている。
図5、図6に第四の磁石404を挿入した実施例を示す。これは高速回転にも機械的に耐えられるよう、バスタブ構造とし、更に第四の磁石404を挿入することで、更なる磁束の増加を図ったものである。
図7にフラックスバリアとなる磁石を何層にも重ねて構成された実施例の回転子を示す。Ld増大の原因となるブリッジを薄くした構造である。低速回転の場合は、遠心力の問題が小さくなるため、本形状を圧粉磁心と磁石で構成する二色成形を行うことで製作可能である。
図8に層数を減らし、磁石を厚くして磁石の減磁耐力の向上を図った実施例の回転子の一部を示す。
図9に層数を更に減らし、コアに対する磁石の比率を増やすことで、力率増加を図った実施例の回転子の一部を示す。
図10に磁石403をV字配置とし、磁石両端に磁束漏れを最小限にしつつ、応力分散を図った磁気空隙35を設け、磁石402の内径側のコア内径を削ることで、Ldを小さくし、磁石402、磁石403の寸法を等しくすることで、磁石種類を減らすことを図った実施例の回転子の一部を示す。
図11に磁石402、磁石403、磁石404をバスタブ状に構成することで、磁石磁束を増やし、遠心力に対する強度向上を図った実施例の回転子の一部を示す。
2 固定子
3 回転子
4 固定子鉄心
5 固定子巻線
6 磁石挿入孔
7 回転子鉄心
8 シャフト
9 エンドブラケット
10 ベアリング
11 ハウジング
21 固定子のヨーク部
22 ティース部
23 スロット
33 補助磁極部
34 磁極片部
35 磁気空隙
36 ギャップ
51 直流電源
52 電流検出器
53 インバータ回路
54 位相シフト回路
55a、55b、55c 各相の電流制御系
100 電気自動車の車両
110、112、114、116 車輪
130 電気自動車の制御装置
154 車軸
400 永久磁石
401 第一の永久磁石A
402 第二の永久磁石B
403 第三の永久磁石C
404 第四の永久磁石D
501 ブリッジ
601、602 磁束Φdの磁路
E 回転位置検出器
PS 回転速度検出器
Claims (11)
- 固定子鉄心に形成された複数のスロット内に電機子巻線を有する固定子と、
回転子鉄心と、該回転子鉄心中に設けた複数の永久磁石挿入孔に埋設した永久磁石とを
有する回転子とを備え、
前記回転子が、前記固定子の内周側でギャップを介して回転軸により回転自在に支承さ
れた永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の磁束軸をd軸、該d軸と電気角で90°隔てられた位置をq軸としたと
き、
該q軸上には永久磁石挿入孔があり、該永久磁石挿入孔には該q軸と直交するように着
磁された第一の永久磁石を埋設し、
前記d軸上にも永久磁石挿入孔を配置し、該永久磁石挿入孔には該d軸と平行する方向
に着磁された第二の永久磁石を埋設するとともに、
前記第一の永久磁石と前記第二の永久磁石との磁気回路の間に、永久磁石挿入孔に埋設された第三の永久磁石を、少なくとも一つ以上具備したことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項1に記載の永久磁石回転電機において、
前記第一の永久磁石、前記第二の永久磁石のうち、いずれか一方の径方向面積が大とな
るように構成したことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項1又は請求項2に記載の永久磁石回転電機において、
前記第二の永久磁石は、前記回転子鉄心の外周側に設けたことを特徴とする永久磁石回
転電機。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の永久磁石回転電機において、
前記第一の永久磁石は、径方向に長、周方向に短、前記第二の永久磁石は、径方向に短
、周方向に長となるように構成されていることを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の永久磁石回転電機において、
前記第三の永久磁石は、2つの永久磁石からなり、前記第二の永久磁石を挟み込むよう
にV字状に設けたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項1に記載の永久磁石回転電機において、
前記d軸上の前記回転子鉄心外径側および内径側に永久磁石挿入孔を配置し、該永久磁
石挿入孔には該d軸と平行する方向に着磁された第二、第四の永久磁石を埋設するととも
に、
前記第四の永久磁石は前記第二の永久磁石と略平行に配置され、
前記第一の永久磁石と前記第二の永久磁石、および前記第四の永久磁石との磁気回路の間に、永久磁石挿入孔に埋設された第三の永久磁石を、少なくとも一つ以上具備したことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項6に記載の永久磁石回転電機において、
前記第三の永久磁石は、前記第四の永久磁石の外径側且つ前記第二の永久磁石の内径側
にあって、前記d軸と直交するとともに、前記第二、第四の永久磁石と同一方向に着磁さ
れた永久磁石Aと、
該永久磁石Aのq軸側周方向端部から、空隙を介して外径側に伸延する永久磁石Bとで
形成されたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 請求項7に記載の永久磁石回転電機において、
前記第四の永久磁石および前記永久磁石Aが、d軸を境に周方向に2分割されている永
久磁石回転電機。 - 請求項6記載の回転電機において、
前記第三の永久磁石は、前記第四の永久磁石の外径側且つ前記第二の永久磁石の内径側
に複数均等に且つ外径側にいくに従い周方向の幅寸法が縮小されるように配置された永久
磁石Aと、
該永久磁石Aのq軸側周方向端部から、外径側に伸びる複数均等に且つq軸最寄からd
軸に行くに従い径方向の長さ寸法が縮小されるように配置された永久磁石Bとからなる、
複数の凹字型になるように構成したことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 電力を供給するバッテリと、
前記供給された電力により駆動トルクを出力する回転電機と、
前記駆動トルクを制御する制御装置とを備えた電動駆動システムにおいて、
前記回転電機は、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の永久磁石回転電機であること
を特徴とする電動駆動システム。 - 電力を供給するバッテリと、
前記供給された電力により車両を駆動する駆動トルクを出力する回転電機と、
前記駆動トルクを制御する制御装置からなる駆動システムを備えた電動車両において、
前記駆動システムは、請求項10に記載の駆動システムである電動車両。
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