JP6137854B2 - 永久磁石式電動機 - Google Patents
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Description
なお、回転子コアにカシメ部を形成するのではなく、回転子コアに高透磁率部を設けるため、回転子からギャップ部へと流れる磁束の総量を減少させることなく、永久磁石の磁束を正弦波に近づけることができる。よって、永久磁石の磁束を有効に利用することができるので、より高効率の永久磁石式電動機を実現することができる。
図1は第1の実施形態に係る永久磁石式電動機100の断面図である。図2は永久磁石式電動機100の回転子1の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。
すなわち、d軸方向における透磁率が回転子コア2よりも高い高透磁率部6が、回転子1の回転軸に対して直交する断面内において、永久磁石3よりも径方向外側、且つ、第1直線7と第2直線8とに挟まれた領域に配置され、且つ、d軸10と交わっている。これにより、永久磁石3からの磁束を磁極の中央部に集めることができる。その結果、ギャップ部5にて永久磁石3が形成する磁束の周方向における変化をより正弦波に近づけることができる。
また、回転子コア2にカシメ部を形成するのではなく、回転子コア2に高透磁率部6を設けるため、回転子1からギャップ部5へと流れる磁束の総量を減少させることなく、磁石の磁束を正弦波に近づけることができる。よって、永久磁石3の磁束を有効に利用することができるので、より高効率の永久磁石式電動機100を実現することができる。
なお、カシメ部の形状および配置を任意に変更するよりも、高透磁率部6の形状及び配置を任意に変更する方が容易である。このため、永久磁石式電動機100においては、永久磁石3の配置などの様々な特性に応じて、高透磁率部6の形状及び配置を容易に変更し、磁石の磁束を正弦波に近づけることができるという利点もある。
方向性電磁鋼板からなる高透磁率部6をプレス打ち抜き加工などにより形成する場合、高透磁率部6には残留応力が発生するので、方向性電磁鋼板の透磁率が低下し、磁束を集める能力が低下してしまう可能性がある。特に、高透磁率部6が小さな部品である場合ほど、その懸念が高まる。そこで、本実施形態では、方向性電磁鋼板からなる高透磁率部6として、プレス打ち抜き可能などの加工工程後に焼鈍を施したものを用いる。方向性電磁鋼板は、焼鈍することによって、磁気特性(透磁率)が回復する。これにより、方向性電磁鋼板からなる高透磁率部6は、磁束を集める効果を十分に発揮することができる。その結果、磁石の磁束をより正弦波に近づけることが可能となる。ここで、方向性電磁鋼板の焼鈍は、例えば、窒素雰囲気中にて700℃で2時間程度行う。なお、方向性電磁鋼板の焼鈍は、プレス打ち抜き加工などの加工工程後に限らず、当該加工工程の前に施されていても良い。
図6は第3の実施形態に係る永久磁石式電動機(全体図示略)の回転子1の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。
図7は第4の実施形態に係る永久磁石式電動機(全体図示略)の回転子1の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。
2 回転子コア
3 永久磁石
4 シャフト
5 ギャップ部
6 高透磁率部
7 第1直線
8 第2直線
9 磁束
10 d軸
11 q軸
12 固定子
13 巻線
14 方向性電磁鋼板
15 無方向性電磁鋼板
16 磁束発生面
16a 一端
16b 他端
100 永久磁石式電動機
α 永久磁石のカバー角
Claims (7)
- 回転子コアと、回転子コアの内部に埋め込まれた複数の永久磁石と、d軸方向における透磁率が前記回転子コアよりも高い高透磁率部と、を有する回転子を備え、
前記複数の永久磁石は、前記回転子の周方向において複数の磁極を形成しており、
前記高透磁率部は、前記複数の磁極の各々と対応して設けられ、
各高透磁率部は、当該高透磁率部と対応する磁極を形成する前記永久磁石よりも前記回転子の径方向における外側に配置されているとともに、前記回転子の回転軸に対して直交する断面内において、当該永久磁石の磁束発生面の前記周方向における一端と前記回転子の回転中心とを通る第1直線と、当該磁束発生面の前記周方向における他端と前記回転中心とを通る第2直線と、に挟まれた領域に配置され、且つ、d軸と交わっており、
前記断面内において、前記高透磁率部の長さは、前記d軸方向に直交する方向において、前記永久磁石の前記磁束発生面の前記一端と前記永久磁石の前記磁束発生面の前記他端の間の距離よりも短く、
前記高透磁率部は、方向性電磁鋼からなり、
前記方向性電磁鋼は、方向性電磁鋼板であり、当該方向性電磁鋼板の圧延方向が前記d軸に沿っている永久磁石式電動機。 - 前記方向性電磁鋼は、焼鈍されている請求項1に記載の永久磁石式電動機。
- 前記高透磁率部は、前記断面内において、前記d軸を対称軸とする線対称形である請求項1又は2に記載の永久磁石式電動機。
- 前記回転子コアは無方向性電磁鋼からなる請求項1から3までの何れか一項に記載の永久磁石式電動機。
- 前記無方向性電磁鋼は、無方向性電磁鋼板である請求項4に記載の永久磁石式電動機。
- 前記回転子の径方向における前記高透磁率部の寸法は、前記d軸に近づくにつれて大きくなっている請求項1から5までの何れか一項に記載の永久磁石式電動機。
- 回転子コアと、回転子コアの内部に埋め込まれた複数の永久磁石と、d軸方向における透磁率が前記回転子コアよりも高い高透磁率部と、を有する回転子を備え、
前記複数の永久磁石は、前記回転子の周方向において複数の磁極を形成しており、
前記高透磁率部は、前記複数の磁極の各々と対応して設けられ、
各高透磁率部は、当該高透磁率部と対応する磁極を形成する前記永久磁石よりも前記回転子の径方向における外側に配置されているとともに、前記回転子の回転軸に対して直交する断面内において、当該永久磁石の磁束発生面の前記周方向における一端と前記回転子の回転中心とを通る第1直線と、当該磁束発生面の前記周方向における他端と前記回転中心とを通る第2直線と、に挟まれた領域に配置され、且つ、d軸と交わっており、
前記断面内において、前記高透磁率部の長さは、前記d軸方向に直交する方向において、前記永久磁石の前記磁束発生面の前記一端と前記永久磁石の前記磁束発生面の前記他端の間の距離よりも短く、
前記断面内において、前記高透磁率部は、前記d軸方向に直交する方向に伸びている永久磁石式電動機。
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