JP5989878B2 - 回転子及びスポーク型ipm永久磁石式回転機 - Google Patents
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Description
直交する少なくとも2面が交わる部分とその近傍である磁石角部では、各面からそれぞれDy又はTbが拡散されることで、拡散処理された面の中央よりもDy又はTbが濃化されるために保磁力上昇効果が大きくなる。そのため図4に示すように、磁石角部Aから拡散処理の影響を受けていない磁石内部中心A’に向かう距離をX軸、保磁力をY軸ととると、磁石角部に近いほど保磁力上昇効果が高くなることがわかる。
処理される角部の幅は、回転軸に垂直な矩形断面の大きさや、回転方向の後方又は前方に設置するかなどに依存するが、好ましくは側辺から左右(周方向と径方向)に向けて、それぞれの磁石寸法の10〜100%である。
直方体のNd系希土類焼結磁石のNd2Fe14Bであって、残留磁束密度が1.32T、保磁力が1000kA/m、寸法が長さ12mm×幅3mm×高さ50mmであり、幅3mm方向が磁化方向である磁石を用いた。この磁石を複数用意し、拡散処理を行った。拡散処理として、平均粒子径が5μmの粒状のフッ化ディスプロシウムを質量分率50%でエタノールと混合し、これに上記磁石を浸漬して、その後Ar雰囲気中900℃で1時間熱処理を行った。この磁石のひとつから一辺が1mmの立方体を磁石の頂点を含む磁石角部から切り出して、BHトレーサーを用いて保磁力の測定を行った。その結果、角部の磁石の保磁力は1600kA/mであった。したがって、保磁力が600kA/m上昇した。
一方、実施例1と磁気特性が同じで、実施例1と同じ寸法形状、同じ磁化方向をもつ磁石を複数用意し、この磁石に対して拡散処理を施さず実施例1と同じ試験を行った。まず回転数1000rpmで無負荷起電力を測定したところ実施例1と同じ線間電圧114Vであった。次に回転数1000rpmコイル電流4.5Aで運転を行ったところ磁石温度90℃、出力760Wであった。磁石が減磁したために実施例1よりも出力が下がったと推測される。その後、磁石の減磁状況を調べるために回転数1000rpmでの無負荷起電力を再測定したところ磁石温度20℃で線間電圧108Vであった。したがって、定格運転後の線間電圧は、定格運転前よりも約5%低下した。この結果から磁石が減磁したことが確認できた。
10 回転子
11 ロータコア
11a 磁束還流部のヨーク
12 永久磁石
20 固定子
21 ステータコア
21a ティース
22 スロット
23 コイル
Claims (6)
- ロータコアと該ロータコア内部にその周方向に設けられた複数の挿入孔の各々に埋め込まれた複数の永久磁石とを備える回転子と、前記回転子の外周に空隙を介して配置され、複数のスロットを有するステータコアと該ステータコアに巻かれた巻線とを備える固定子と、を備えるスポーク型IPM永久磁石式回転機に用いる回転子であって、
前記永久磁石が、前記回転子の回転軸に垂直な面において前記回転子の半径方向に平行な2辺及び周方向に平行な2辺を有する矩形で、前記回転子の軸方向に平行な4側辺を有する直方体であり、前記矩形の前記半径方向に平行な2辺の長さが、前記周方向に平行な2辺の長さの2〜20倍であり、
前記永久磁石の磁化方向が前記回転子の周方向に平行で、前記周方向に隣り合う前記永久磁石の磁化方向が互いに逆向きであり、
前記永久磁石が、Nd系希土類焼結磁石であり、前記4側辺の各側辺を含む4つの角部のうち固定子側の2つの角部のみが、前記直方体の内部中心よりも高い保磁力を有するスポーク型IPM永久磁石式回転機用回転子。 - 前記高い保磁力が、Dy又はTbの拡散処理により前記永久磁石の表面から最大6mmの深さまで保磁力を上昇させて得られたものである請求項1に記載のスポーク型IPM永久磁石式回転機用回転子。
- 前記高い保磁力が、前記拡散処理をされていない前記永久磁石より475kA/m以上高い保磁力である請求項2に記載のスポーク型IPM永久磁石式回転機用回転子。
- 前記高い保磁力が、前記拡散処理をされていない前記永久磁石より600kA/m以上高い保磁力である請求項3に記載のスポーク型IPM永久磁石式回転機用回転子。
- 前記ロータコアの外周の形状が、外向きに凸なアーチ形を永久磁石と同数有し、該アーチ形の起点と前記ロータコアの中心を結ぶ直線が前記永久磁石を通る形状である請求項1〜4のいずれかに記載のスポーク型IPM永久磁石式回転機用回転子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の回転子と、
該回転子の外周に空隙を介して配置され、複数のスロットを有するステータコアと該ステータコアに巻かれた巻線とを備える固定子と、
を備えるスポーク型IPM永久磁石式回転機。
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JP2015181934A JP5989878B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 回転子及びスポーク型ipm永久磁石式回転機 |
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JP2015181934A JP5989878B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 回転子及びスポーク型ipm永久磁石式回転機 |
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JP2015181934A Active JP5989878B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 回転子及びスポーク型ipm永久磁石式回転機 |
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