JP7113003B2 - Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、モータや発電機等の回転電機の回転子、及びこれを備えた回転電機に関する。
BACKGROUND OF THE
自動車駆動用などに用いられるモータは、高回転かつ高トルクが求められる。特許文献1に示されるように、トルクを向上させるために、モータに搭載されるロータが、2つのフラックスバリア間の磁路の幅をw1とし、フラックスバリアと外周フラックスバリアの端部との間の磁路の幅をw2としたときw1≧w2の関係を満たすようフラックスバリアを配置する技術が記載されている。
Motors used for driving automobiles are required to have high rotation speed and high torque. As shown in
しかしながら、モータの高トルク性能を維持しつつ複数の永久磁石を配置した場合における減磁耐力を考慮するための構成としては不十分であった。 However, it is insufficient as a configuration for considering the demagnetization resistance when a plurality of permanent magnets are arranged while maintaining the high torque performance of the motor.
本発明の課題は、モータの高トルク性能を維持しつつ複数の永久磁石を配置した場合における減磁耐力の向上を図ることである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the demagnetization resistance when a plurality of permanent magnets are arranged while maintaining the high torque performance of the motor.
本発明に係る回転電機の回転子は、第1磁石を収納する第1空間と、第2磁石を収納する第2空間と、を形成する回転電機の回転子であって、前記第1空間と回転子鉄心外周との最細部となるブリッジ太さは、前記第2空間と回転子鉄心外周との最細部となるブリッジ太さよりも大きく、前記第2磁石は、当該第2磁石の最外部が前記第1磁石の最内部よりも内側となるように配置され、前記第2空間は、互いに離れて形成されかつそれぞれ前記第2磁石を収納される第3空間と第4空間とにより構成され、かつ、前記第3空間と前記第4空間によりV字状が構成され、前記第1空間は、前記第3空間と前記第4空間の間に形成され、前記第1磁石および前記第2磁石は、軸方向と垂直な断面における形状がそれぞれ長方形であって、前記第1空間、前記第3空間および前記第4空間にそれぞれ収納されたときに互いに対向する各長方形の長辺が▽の形状に配置され、前記第3空間および前記第4空間は、ブリッジ部によって、前記第2磁石を収納する収納部と、当該収納部と向かい合う空隙部と、によりそれぞれ分けられ、前記ブリッジ部は、前記第3空間および前記第4空間のそれぞれにおいて、長方形である前記第2磁石の2つの短辺のうち前記回転子鉄心外周に近い方の短辺側に、前記第2磁石の短辺と平行に1つずつ設けられている。 A rotary electric machine rotor according to the present invention is a rotary electric machine rotor that forms a first space that houses a first magnet and a second space that houses a second magnet, wherein the first space and The thickness of the bridge that is the smallest part of the outer circumference of the rotor core is larger than the thickness of the bridge that is the smallest part of the circumference of the rotor core and the second space, and the second magnet has the outermost part of the second magnet. The second space is arranged to be inside the innermost part of the first magnet, and the second space is configured by a third space and a fourth space that are formed apart from each other and that respectively accommodate the second magnet, The third space and the fourth space form a V shape, the first space is formed between the third space and the fourth space, and the first magnet and the second magnet are , each of which has a rectangular shape in a cross section perpendicular to the axial direction, and the long sides of each of the rectangles facing each other when housed in the first space, the third space, and the fourth space are in the shape of ▽. The third space and the fourth space are divided by a bridge portion into a storage portion that stores the second magnet and a gap that faces the storage portion, and the bridge portion In each of the three spaces and the fourth space, one short side of the rectangular second magnet that is closer to the outer circumference of the rotor iron core out of the two short sides of the second magnet is arranged parallel to the short side of the second magnet. are provided one by one .
本発明により、モータの高トルク性能を維持しつつ複数の永久磁石を配置した場合における減磁耐力の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the demagnetization resistance when a plurality of permanent magnets are arranged while maintaining the high torque performance of the motor.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態では、例えば電気自動車の走行用モータとして好適である。本発明による回転電機は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車にも適用できるが、以下ではハイブリッド型の電気自動車を例に説明する。 This embodiment is suitable as a driving motor for an electric vehicle, for example. The rotating electrical machine according to the present invention can be applied to a pure electric vehicle that runs only by a rotating electrical machine and a hybrid electric vehicle that is driven by both an engine and a rotating electrical machine. explain.
図1は、本発明の一実施形態の回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。車両100には、エンジン120と第1回転電機200と第2回転電機202とバッテリ180とが搭載されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid electric vehicle equipped with a rotating electric machine according to one embodiment of the present invention.
バッテリ180は、第1回転電機200と第2回転電機202による駆動力が必要な場合には電力変換装置600を介して第1回転電機200と第2回転電機202に直流電力を供給する。さらにバッテリ180は、回生走行時には第1回転電機200と第2回転電機202から直流電力を受ける。
バッテリ180と第1回転電機200及び第2回転電機202との間の直流電力の授受は、電力変換装置600を介して行われる。また、図示していないが、車両には低電圧電力(例えば、14ボルト系電力)を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。
Transfer of DC power between
エンジン120および第1回転電機200と第2回転電機202による回転トルクは、変速機130とデファレンシャルギア160を介して前輪110に伝達される。変速機130は変速機制御装置134により制御され、エンジン120はエンジン制御装置124により制御される。
Rotational torque generated by
バッテリ180は、バッテリ制御装置184により制御される。変速機制御装置134、エンジン制御装置124、バッテリ制御装置184、電力変換装置600および統合制御装置170は、通信回線174によって接続されている。
統合制御装置170は、変速機制御装置134,エンジン制御装置124,電力変換装置600およびバッテリ制御装置184よりも上位の制御装置であり、変速機制御装置134,エンジン制御装置124,電力変換装置600およびバッテリ制御装置184の各状態を表す情報を、通信回線174を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置170は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線174を介してそれぞれの制御装置へ送信される。
The integrated
高電圧のバッテリ180は、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの2次電池で構成され、250ボルトから600ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置184は、バッテリ180の充放電状況やバッテリ180を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線174を介して統合制御装置170に出力する。
The high-
統合制御装置170は、バッテリ制御装置184からの情報に基づいてバッテリ180の充電が必要と判断すると、電力変換装置600に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置170は、主に、エンジン120および第1回転電機200と第2回転電機202の出力トルクの管理、エンジン120の出力トルクと第1回転電機200と第2回転電機202の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置134,エンジン制御装置124および電力変換装置600へ送信する。電力変換装置600は、統合制御装置170からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように第1回転電機200と第2回転電機202を制御する。
When the integrated
電力変換装置600には、第1回転電機200と第2回転電機202を運転するためのインバータを構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置600は、統合制御装置170からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このパワー半導体のスイッチング動作により、第1回転電機200と第2回転電機202は電動機としてあるいは発電機として運転される。
第1回転電機200と第2回転電機202を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ180からの直流電力が電力変換装置600のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置600は、パワー半導体のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を3相交流電力に変換し、第1回転電機200と第2回転電機202に供給する。
When first rotating
一方、第1回転電機200と第2回転電機202を発電機として運転する場合には、第1回転電機200と第2回転電機202の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、第1回転電機200と第2回転電機202の固定子巻線に3相交流電力が発生する。発生した3相交流電力は電力変換装置600で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ180に供給されることにより、バッテリ180が充電される。
On the other hand, when the first rotating
図2は、図1の電力変換装置600の回路図を示す。電力変換装置600には、第1回転電機200のための第1のインバータ装置と、第2回転電機202のための第2のインバータ装置とが設けられている。
FIG. 2 shows a circuit diagram of the
第1のインバータ装置は、パワーモジュール610と、パワーモジュール610の各パワー半導体21のスイッチング動作を制御する第1駆動回路652と、回転電機200の電流を検知する電流センサ660とを備えている。駆動回路652は駆動回路基板650に設けられている。
The first inverter device includes a
一方、第2のインバータ装置は、パワーモジュール620と、パワーモジュール620における各パワー半導体21のスイッチング動作を制御する第2駆動回路656と、回転電機202の電流を検知する電流センサ662とを備えている。駆動回路656は駆動回路基板654に設けられている。
On the other hand, the second inverter device includes a
制御回路基板646に設けられた制御回路648、コンデンサモジュール630およびコネクタ基板642に実装された送受信回路644は、第1のインバータ装置と第2のインバータ装置とで共通に使用される。
A
パワーモジュール610及び620は、それぞれ対応する第1駆動回路652及び第2駆動回路656から出力された駆動信号によって動作する。パワーモジュール610及び620は、それぞれバッテリ180から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する第1回転電機200及び第2回転電機202の電機子巻線である固定子巻線に供給する。また、パワーモジュール610及び620は、第1回転電機200及び第2回転電機202の固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換し、バッテリ180に供給する。
The
パワーモジュール610及び620は、図2に記載のごとく3相ブリッジ回路を備えており、3相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ180の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体21と下アームを構成するパワー半導体21とを備え、それらのパワー半導体21は直列に接続されている。パワーモジュール610とパワーモジュール620とは、図2に示す如く回路構成がほぼ同じであり、ここではパワーモジュール610で代表して説明する。
The
本実施形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)21を用いている。IGBT21は、コレクタ電極,エミッタ電極及びゲート電極の3つの電極を備えている。IGBT21のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード38が電気的に接続されている。ダイオード38は、カソード電極及びアノード電極の2つの電極を備えており、IGBT21のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がIGBT21のコレクタ電極に、アノード電極がIGBT21のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
In this embodiment, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) 21 is used as a switching power semiconductor element. The IGBT 21 has three electrodes, a collector electrode, an emitter electrode and a gate electrode. A
なお、スイッチング用パワー半導体素子として、MOSFET(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ)を用いてもよい。MOSFETは、ドレイン電極,ソース電極及びゲート電極の3つの電極を備えている。MOSFETの場合には、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えているので、図2のダイオード38を設ける必要がない。
A MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) may be used as the switching power semiconductor element. A MOSFET has three electrodes, a drain electrode, a source electrode and a gate electrode. In the case of a MOSFET, since a parasitic diode is provided between the source electrode and the drain electrode and the forward direction is the direction from the drain electrode to the source electrode, there is no need to provide the
各相のアームは、IGBT21のエミッタ電極とIGBT21のコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。なお、本実施形態では、各相の各上下アームのIGBTを1つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のIGBTが電気的に並列に接続されて構成されている。以下では、説明を簡単にするため、1個のパワー半導体として説明する。
Each phase arm is configured by electrically connecting an emitter electrode of the
図2に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ3個のIGBTによって構成されている。各相の各上アームのIGBT21のコレクタ電極はバッテリ180の正極側に、各相の各下アームのIGBT21のソース電極はバッテリ180の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点(上アーム側IGBTのエミッタ電極と下アーム側のIGBTのコレクタ電極との接続部分)は、対応する第1回転電機200や第2回転電機202の対応する相の電機子巻線(固定子巻線)に電気的に接続されている。
In the example shown in FIG. 2, each upper and lower arm of each phase is composed of three IGBTs. The collector electrode of each
第1駆動回路652と第2駆動回路656は、対応するパワーモジュール610及び620を制御するための駆動部を構成しており、制御回路648から出力された制御信号に基づいて、IGBT21を駆動させるための駆動信号を発生する。
The
それぞれの第1駆動回路652と第2駆動回路656で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール610及び620の各パワー半導体21のゲートにそれぞれ出力される。第1駆動回路652と第2駆動回路656には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ6個設けられており、6個の集積回路を1ブロックとして構成されている。
The drive signals generated by each of the
制御回路648は、各パワーモジュール610及び620の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を動作(オン・オフ)させるための制御信号(制御値)を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路648には、上位制御装置からのトルク指令信号(トルク指令値)、電流センサ660,662のセンサ出力、第1回転電機200及び第2回転電機202に搭載された回転センサのセンサ出力が入力される。制御回路648はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、第1駆動回路652及び第2駆動回路656にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。
The
コネクタ基板642に実装された送受信回路644は、電力変換装置600と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図1の通信回線174を介して他の装置と情報の送受信を行う。コンデンサモジュール630は、IGBT21のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するもので、パワーモジュール610やパワーモジュール620における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。
A transmitting/receiving
図3は、図1に示された第1回転電機200のr-Z断面の部分断面図である。なお、第1回転電機200と第2回転電機202とはほぼ同じ構造を有しており、以下では第1回転電機200の構造を代表例として説明する。ただし、以下に示す構造は第1回転電機200と第2回転電機202の双方に採用されている必要はなく、一方だけに採用されていても良い。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the rZ cross section of first rotating
ハウジング212の内部には固定子230が保持される。固定子230は、固定子コア232と固定子巻線238とを備えている。
A
固定子コア232の内周側には、回転子280が空隙222を介して回転可能に保持されている。回転子280は、シャフト218に固定された回転子コア282と、永久磁石284と、非磁性体のあて板226とを備えている。
A
ハウジング212は、軸受216が設けられた一対のエンドブラケット214を有しており、シャフト218はこれらの軸受216により回転自在に保持されている。
The
シャフト218には、回転子280の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ224が設けられている。このレゾルバ224からの出力は、図2に示した制御回路648に取り込まれる。
The
制御回路648は、取り込まれた出力に基づいて制御信号を駆動回路652に出力する。駆動回路652は、その制御信号に基づく駆動信号をパワーモジュール610に出力する。パワーモジュール610は、制御信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ180から供給される直流電力を3相交流電力に変換する。この3相交流電力は図3に示した固定子巻線238に供給され、回転磁界が固定子230に発生する。3相交流電流の周波数はレゾルバ224の出力値に基づいて制御され、3相交流電流の回転子280に対する位相も同じくレゾルバ224の出力値に基づいて制御される。
図4は、固定子230および回転子250のr-θ断面を示す図であり、図3のA-A断面図を示したものである。なお、図4ではハウジング212、シャフト218および固定子巻線238の記載を省略した。
FIG. 4 is a diagram showing the r-θ section of the
固定子コア232の内周側には、多数のスロット237とティース236とが全周に渡って均等に配置されている。図4では、スロットおよびティースの全てに符号を付すことはせず、代表して一部のティースとスロットにのみに符号を付した。
A large number of
スロット237内にはスロット絶縁材(図示省略)が設けられ、図3の固定子巻線238を構成するU相、V相、W相の複数の相巻線が装着されている。本実施形態では、毎極毎相スロット数が2であるため、スロット237は等間隔に48個形成されている。この毎極毎相スロット数とは、各スロット237のU相、V相、W相がθ方向(周方向)にU相、U相、V相、V相、W相、W相、・・・と2つずつ並ぶように相を配置することを意味し、1極のU相、V相、W相で6つのスロット237を使うことになる。本実施形態では、後述する永久磁石254がθ方向に8組並ぶ8極であるため、固定子コア232のスロット237の数は6×8の48個となっている。
A slot insulating material (not shown) is provided in the
回転子コア252の外周近傍には、永久磁石254を挿入するための複数の穴253がθ方向に沿って等間隔に8組配設されている。各穴253はz方向(軸方向)に沿って形成されており、その穴253には永久磁石254がそれぞれ埋め込まれ、接着剤や樹脂等の充填剤で固定されている。
A plurality of
穴253のθ方向の幅は、永久磁石254aと永久磁石254bの間におけるθ方向の幅よりも大きく設定されており、永久磁石254の両側の穴空間257は磁気的空隙として機能する。この穴空間257は接着剤を埋め込んでも良いし,成型用樹脂で永久磁石254と一体に固めても良い。
The width of the
永久磁石254は回転子250の界磁極として作用し、本実施形態では8極構成となっている。
The permanent magnets 254 act as field poles of the
本実施形態における永久磁石254の磁化方向は、永久磁石254の長辺に対して直角方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、永久磁石254aの固定子側面がN極、軸側の面がS極であったとすれば、隣の永久磁石254bの固定子側面はS極、軸側の面はN極となっている。そして、これらの永久磁石254aと永久磁石254bがθ方向に交互に配置されている。
The magnetization direction of the permanent magnet 254 in this embodiment is perpendicular to the long side of the permanent magnet 254, and the magnetization direction is reversed for each field pole. That is, if the stator side surface of the
永久磁石254は、磁化した後に穴253に挿入しても良いし、回転子コア252の穴253に挿入した後に強力な磁界を与えて磁化するようにしても良い。ただし、磁化後の永久磁石254は強力な磁石なので、回転子250に永久磁石254を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石254の固定時に回転子コア252との間に強力な吸引力が生じて組み付け作業の妨げとなる。また、永久磁石254の強力な吸引力により、永久磁石254に鉄粉などのごみが付着するおそれがある。そのため、回転電機の生産性を考慮した場合、永久磁石254を回転子コア252に挿入した後に磁化するのが好ましい。
The permanent magnets 254 may be inserted into the
なお、永久磁石254には、ネオジウム系,サマリウム系の焼結磁石やフェライト磁石,ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。永久磁石254の残留磁束密度は0.4~1.45T程度である。 As the permanent magnet 254, a neodymium-based or samarium-based sintered magnet, a ferrite magnet, a neodymium-based bonded magnet, or the like can be used. The residual magnetic flux density of the permanent magnet 254 is about 0.4-1.45T.
3相交流電流を固定子巻線238に流すことにより回転磁界が固定子230に発生すると、この回転磁界が回転子250の永久磁石254aと永久磁石254bに作用してトルクが生じる。このトルクは、永久磁石254から出される磁束のうち各相巻線に鎖交する成分と、各相巻線に流れる交流電流の鎖交磁束に直交する成分の積で表される。
When a rotating magnetic field is generated in the
ここで、交流電流は正弦波状になるように制御されているので、鎖交磁束の基本波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの時間平均成分となり、鎖交磁束の高調波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの高調波成分であるトルクリプルとなる。つまり、トルクリプルを低減するには、鎖交磁束の高調波成分を低減すればよい。言い換えれば、鎖交磁束と回転子の回転する角速度の積が誘起電圧であるから、鎖交磁束の高調波成分を低減することは、誘起電圧の高調波成分を低減することに等しい。 Here, since the alternating current is controlled to have a sine wave shape, the product of the fundamental wave component of the interlinkage magnetic flux and the fundamental wave component of the alternating current is the time average component of the torque, and the harmonic component of the interlinkage magnetic flux is The product of the fundamental wave components of the alternating current is the torque ripple, which is the harmonic component of the torque. That is, in order to reduce the torque ripple, the harmonic components of the interlinkage magnetic flux should be reduced. In other words, since the induced voltage is the product of the interlinkage magnetic flux and the rotational angular velocity of the rotor, reducing the harmonic component of the interlinkage flux is equivalent to reducing the harmonic component of the induced voltage.
図5は、図4に示した断面図の1磁極分を拡大して示した部分拡大図である。 FIG. 5 is a partially enlarged view showing one magnetic pole in the cross-sectional view shown in FIG.
磁石挿入孔253は、第1永久磁石254a1を収納する第1挿入孔253aと、2つの第2永久磁石254a2をそれぞれを収納する2つの第2挿入孔253bと、を形成する。
The
第1永久磁石254a1の磁極外側であって第1永久磁石254a1の両端部付近に第1磁気的空隙257aが形成される。また第2永久磁石254a2の磁極外側に第2磁気的空隙257bが形成されてる。これらにより、コギングトルクや通電時のトルク脈動を低減される。
A first
また第2挿入孔253bはV字状で形成され、第1挿入孔253aは第2挿入孔253bの間に形成される。2つの第2挿入孔253bは、d軸300を堺に対称形状となっており、それぞれ離れて形成され、それぞれに第2永久磁石254a2が収納されている。
The second insertion holes 253b are V-shaped, and the
本実施形態では2つの第2挿入孔253bが離れて形成されているが、d軸300を跨いで挿入孔同士が接続されていてもよい。このような磁石挿入孔および永久磁石の配置を取る∇配置は、永久磁石をV字配置したものよりも高トルクになる。しかし永久磁石の減磁に対して、複数ある永久磁石をバランス良く配置しないと、一部の磁石だけ極端に減磁しやすい状態となる。
Although the two second insertion holes 253b are formed separately in this embodiment, the insertion holes may be connected to each other across the d-
本実施形態にある∇配置の場合、固定子230より発生する磁束は第1永久磁石254a1が受けやすく、減磁しやすい。
In the case of the ∇ arrangement in this embodiment, the magnetic flux generated by the
そこで本実施形態では、第1挿入孔253aと回転子コア252の外周との最細部となるブリッジ太さW1は、第2挿入孔253bと回転子コア252の外周との最細部となるブリッジ太さW2よりも大きくなるように形成される。
Therefore, in the present embodiment, the bridge thickness W1, which is the smallest portion between the
さらに、第2永久磁石254a2の最外部は第1永久磁石254a1の最内部よりも内側になるように配置する。 Furthermore, the outermost part of the second permanent magnet 254a2 is arranged to be inside the innermost part of the first permanent magnet 254a1.
これにより、固定子230からの磁束が第1永久磁石254a1と第2永久磁石254a2のいずれかに集中することがなくなり、∇配置の高トルク性能を維持しつつ、第1永久磁石254a1と第2永久磁石254a2は同等の減磁耐力とすることが可能となる。
This prevents the magnetic flux from the
また、第2永久磁石254a2から発生する磁束の向きと平行な方向から投影した場合、第2永久磁石254a2の外周側端部258の射影部が、第1挿入孔253aに重なるように、第2永久磁石254a2を形成する。これによりさらに∇配置の高トルク性能を維持しつつ、第1永久磁石254a1と第2永久磁石254a2は同等の減磁耐力とすることが可能となる。
Further, when projected from a direction parallel to the direction of the magnetic flux generated from the second permanent magnet 254a2, the second permanent magnet 254a2 is projected so that the projected portion of the outer peripheral
本実施形態では、第1挿入孔254a1と第2挿入孔254a2にそれぞれ1つずつ第1永久磁石254a、第2永久磁石254bが収納されているが、永久磁石を周方向に分割しても同等の性能を得ることができる。
In this embodiment, the first
図6は、他の実施形態に係る回転子280と固定子230の断面図の1磁極分を拡大して示した部分拡大図である。
FIG. 6 is a partially enlarged view showing one magnetic pole portion of the cross-sectional view of the
図5の示された実施形態と異なる点は、機械的強度を高めるために、第2挿入孔253bの第2永久磁石254a2が収納される箇所と磁気的空隙257bとの間に機械的なブリッジ部259を設けた点である。
A difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that a mechanical bridge is provided between the
これにより、回転子250が回転した際の支えとなり、図5の構成より更に高回転化が可能となる。更に機械的強度を高めるために、機械的なブリッジ部259を複数設けてもよいが、その分、永久磁石の磁束漏れて性能低下につながるため、必要以上に設けない方が望ましい。
This provides support when the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with another configuration.
21…パワー半導体又はIGBT、38…ダイオード、100…車両、110…前輪、120…エンジン、124…エンジン制御装置、130…変速機、134…変速機制御装置、160…デファレンシャルギア、170…総合制御装置、174…通信回線、180…バッテリ、184…バッテリ制御装置、200…第1回転電機、202…第2回転電機、174…通信回線、180…バッテリ、200…第1回転電機、202…第2回転電機、212…ハウジング、214…エンドブラケット、216…軸受、218…シャフト、222…空隙、224…レゾルバ、226…あて板、230…固定子、232…固定子コア、236…ティース、237…スロット、238…固定子巻線、253…穴、253a…第1挿入孔、254…永久磁石、254a…永久磁石、254a1…第1永久磁石、254a2…第2永久磁石、253b…第2挿入孔、254b…永久磁石、257…穴空間、257a…第1磁気的空隙、257b…第2磁気的空隙、258…外周側端部、259…ブリッジ部、280…回転子、282…回転子コア、284…永久磁石、300…d軸、600…電力変換装置、610…パワーモジュール、620…パワーモジュール、630…コンデンサモジュール、642…コネクタ基盤、644…送受信回路、646…制御回路基板、648…制御回路、650…駆動回路基板、652…第1駆動回路、654…駆動回路基板、656…第2駆動回路、660…電流センサ、662…電流センサ
21 power semiconductor or
Claims (5)
前記第1空間と回転子鉄心外周との最細部となるブリッジ太さは、前記第2空間と回転子鉄心外周との最細部となるブリッジ太さよりも大きく、
前記第2磁石は、当該第2磁石の最外部が前記第1磁石の最内部よりも内側となるように配置され、
前記第2空間は、互いに離れて形成されかつそれぞれ前記第2磁石を収納される第3空間と第4空間とにより構成され、かつ、前記第3空間と前記第4空間によりV字状が構成され、
前記第1空間は、前記第3空間と前記第4空間の間に形成され、
前記第1磁石および前記第2磁石は、軸方向と垂直な断面における形状がそれぞれ長方形であって、前記第1空間、前記第3空間および前記第4空間にそれぞれ収納されたときに互いに対向する各長方形の長辺が▽の形状に配置され、
前記第3空間および前記第4空間は、ブリッジ部によって、前記第2磁石を収納する収納部と、当該収納部と向かい合う空隙部と、によりそれぞれ分けられ、
前記ブリッジ部は、前記第3空間および前記第4空間のそれぞれにおいて、長方形である前記第2磁石の2つの短辺のうち前記回転子鉄心外周に近い方の短辺側に、前記第2磁石の短辺と平行に1つずつ設けられている
回転電機の回転子。 A rotor of a rotating electric machine that forms a first space that houses a first magnet and a second space that houses a second magnet,
A bridge thickness, which is the narrowest part between the first space and the outer circumference of the rotor core, is larger than a bridge thickness, which is the narrowest part between the second space and the outer circumference of the rotor core,
The second magnet is arranged such that the outermost part of the second magnet is inside the innermost part of the first magnet,
The second space is configured by a third space and a fourth space which are separated from each other and accommodate the second magnet, respectively, and the third space and the fourth space form a V shape. is,
The first space is formed between the third space and the fourth space,
The first magnet and the second magnet each have a rectangular shape in a cross section perpendicular to the axial direction, and face each other when housed in the first space, the third space, and the fourth space, respectively. The long sides of each rectangle are arranged in the shape of ▽,
The third space and the fourth space are divided by a bridge portion into a storage portion that stores the second magnet and a gap portion that faces the storage portion, and
In each of the third space and the fourth space, the bridge portion is provided on the short side of the rectangular second magnet that is closer to the outer circumference of the rotor core, of the two short sides of the second magnet. A rotor of a rotary electric machine provided one by one in parallel with the short side of the rotor.
前記第2磁石から発生する磁束の向きと平行な方向から投影した場合、
前記第2磁石は、当該第2磁石の外径側の端部の射影部が前記第1磁石収納空間の射影部と重なるように配置される回転電機の回転子。 A rotor of a rotary electric machine according to claim 1,
When projected from a direction parallel to the direction of the magnetic flux generated from the second magnet,
A rotor of a rotary electric machine, wherein the second magnet is arranged such that a projected portion of an outer diameter side end portion of the second magnet overlaps a projected portion of the first magnet storage space.
前記第1磁石は、周方向に分割された複数の磁石で構成される回転電機の回転子。 A rotor of a rotary electric machine according to claim 1 or 2,
A rotor of a rotary electric machine, wherein the first magnet is composed of a plurality of magnets divided in a circumferential direction.
前記第2空間と回転子鉄心外周との最細部となるブリッジ太さは、前記空隙部と前記回転子鉄心外周との距離により定義される回転電機の回転子。 A rotor of a rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3,
A rotor of a rotary electric machine, wherein a bridge thickness, which is the narrowest part between the second space and the outer circumference of the rotor core, is defined by the distance between the air gap and the outer circumference of the rotor core.
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