JP7304411B2 - モータのロータ構造及び永久磁石モータ - Google Patents

モータのロータ構造及び永久磁石モータ Download PDF

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Description

本願は、2018年11月8日に出願された、出願番号が201811324647.4で、発明の名称が「モータのロータ構造及び永久磁石モータ」の中国特許出願の優先権を主張し、ここで、そのすべてを参照として援用する。
本願は、モータ技術分野に関し、特に、モータのロータ構造及び永久磁石モータに関する。
磁束が調整可能な永久磁石同期モータは、モータの負荷状況に応じて、モータの内部磁界の強さを調整する。従来の永久磁石モータは、永久磁石により磁束を生じるが、永久磁石による磁界が固定されており、モータの内部の磁界が調整し難く、永久磁石モータが高周波数時と低周波時との効率を両立することが難しい。しかも、給電電源の電圧が固定されている場合には、モータの作動する最高周波数が制限されてしまう。現在、多くの永久磁石モータは、弱磁性制御によってのみ作動の範囲を広げるが、弱磁性制御には、モータの銅損が大きく、モータの効率が低下し、速度調整範囲が制限されてしまうなどの問題が存在している。
これに鑑み、従来の永久磁石モータが弱磁性制御によって作動の範囲を広げる際に存在している、モータの銅損が大きく、モータの効率が低下し、速度調整範囲が制限されてしまうなどの問題に対応するモータのロータ構造及び永久磁石モータを提供する必要がある。
周方向において少なくとも二つの第一永久磁石溝が設けられ、隣接する二つの第一永久磁石溝間には、少なくとも一つの第二永久磁石溝が設けられ、第一永久磁石溝と、隣接す 第二永久磁石溝との間に所定の距離を置いたロータコアと、
保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石であって、一方の永久磁石が第一永久磁石溝に取り付けられ、他方の永久磁石が第二永久磁石溝に取り付けられ、隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、同じ極性が対向する場合、ロータコアが多磁極状態にあり、隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、異なる極性が対向する場合、ロータコアが少磁極状態にある、保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石、とを含む、モータのロータ構造である。
一実施例では、第一永久磁石溝は、ロータコアの径方向において配置される径方向溝であり、第一永久磁石溝に取り付けられる前記一方の永久磁石は、ロータコアの接線方向に沿って磁化される。
一実施例では、第二永久磁石溝は、ロータコアの接線方向において配置される接線方向溝であり、第二永久磁石溝はロータの外円と近く、第二永久磁石溝に取り付けられる前記他方の永久磁石は、ロータコアの径方向に磁化される。
一実施例では、保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、それぞれ、保磁力が比較的小さい永久磁石及び保磁力が比較的大きい永久磁石であり、保磁力が比較的小さい永久磁石は、第一永久磁石溝に取り付けられ、保磁力が比較的大きい永久磁石は、第二永久磁石溝に取り付けられる。
一実施例では、隣接する二つの第一永久磁石溝間に設けられる第二永久磁石溝は、二つであり、当該二つの第二永久磁石溝に取り付けられる二つの永久磁石は、異なる極性が対向し、当該二つの第二永久磁石溝間には、磁気シールド溝が設けられる。
一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石の保磁力をH1、厚さをdl、保磁力が比較的大きい永久磁石の保磁力をH2、厚さをd2とすると、d2*H2/Hl*0.9<dl<d2*H2/Hl*l.1となる。
一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石の磁気残量をBrl、幅をL1、保磁力が比較的大きい永久磁石の磁気残量をBr2、幅をL2とすると、L2*Br2/Brl*0.1<L1<L2*Br2/Brl*0.5となる。
一実施例では、磁気シールド溝の厚さ範囲は、2g~10gであり、ただし、gはモータエアギャップである。
一実施例では、隣接する二つの第一永久磁石溝間に設けられる第二永久磁石溝は、一つである。
一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石の保磁力をH3、厚さをd3、保磁力が比較的大きい永久磁石の保磁力をH4、厚さをd4とすると、d4*H4/H3*0.9<d3<d4*H4/H3*l.1となる。
一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石の磁気残量をBr3、幅をL3、保磁力が比較的大きい永久磁石の磁気残量をBr4、幅をL4とすると、L4*Br4/Br3*0.3<L3<L4*Br4/Br3*0.7となる。
永久磁石モータであって、ステータコア及びモータのロータ構造を含み、モータのロータ構造が上記のいずれか一つに記載のモータのロータ構造である。
本願による有益な効果は、以下の内容を含む。
保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石を設置することにより、モータのロータの内部磁界を必要に応じて調整することができる。モータは、低速でトルクが大きい作動状況下で作動すると、電機子の電流により、ロータコアにおける保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を変え、ロータコアを多磁極状態にさせ、この時にモータの磁極数が多くなり、生じるトルクが比較的大きい。モータは、高速でトルクが小さい作動状況下で作動すると、電機子の電流により、ロータコアにおける保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を変え、ロータコアを少磁極状態に調整させ、モータの磁極数が少なくなり、生じるトルクが比較的小さいが、同じ周波数に回転速度が速くなる。それにより、当該モータのロータ構造は、モータの作動状況に応じて、内部磁界を調整し、ロータコアを、多磁極状態と少磁極状態にさせることができ、モータによる高効率領域が増加し、モータによる作動範囲が広がる。
本願の実施例又は従来技術における技術的手段をより明確に説明するために、以下に、実施例又は従来技術を説明することに必要な図面を簡単に説明するが、明らかなことは、以下で説明する図面が本願の実施例に過ぎず、当業者は、創造的な労力を要することなく、開示する図面により他の図面を取得することが可能である。
本願の一実施例におけるモータのロータ構造の構造模式図である。 図1に示す構造のロータコアが多磁極状態にある時の磁路図である。 図1に示す構造のロータコアが少磁極状態にある時の磁路図である 本願の他の一実施例によるモータのロータ構造の構造模式図である 図4に示す構造のロータコアが多磁極状態にある時の磁路図である 図4に示す構造のロータコアが少磁極状態にある時の磁路図である 本願の一実施例における永久磁石モータの磁化された磁路の模式図である。
本発明を理解しやすくするために、以下に、関連する図面を参照しながら本発明を明らかに、十分に説明する。説明される実施例は、本出願の一部の実施例だけであり、全部の実施例ではないことは明らかである。本出願の実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要することなく得られたすべての実施例は、本出願の保護範囲に属する。
説明すべき点としては、ある手段が他の手段に「固定される」と記載される場合、直接他の手段上に位置してもよいし、その間に別の手段が存在してもよい。ある手段が他の手段に「接続される」と認定される場合、他の手段に直接接続されてもよいし、その間に別の手段が同時に存在してもよい。本明細書に用いられる「垂直である」、「水平である」、「左」、「右」という用語、並びに、類似の表現は、説明のみに用いられる。
図1に示されるように、本願の一実施例によるモータのロータ構造10は、ロータコア100及び保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石を含む。ロータコア100は、周方向において、少なくとも二つの第一永久磁石溝110が設けられ、隣接する二つの第一永久磁石溝110間には、少なくとも一つの第二永久磁石溝120が設けられ、第一永久磁石溝110と、隣接する第二永久磁石溝120との間は所定の距離を置く。保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、一方の永久磁石が第一永久磁石溝110に取り付けられ、他方の永久磁石が第二永久磁石溝120に取り付けられる。隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、同じ極性が対向する場合、ロータコア100が多磁極状態にあり、隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、異なる極性が対向する場合、ロータコア100が少磁極状態にある。
保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石とは、一方が保磁力の比較的低い永久磁石(図1に示すように、保磁力が比較的小さい永久磁石200)であり、他方が保磁力の比較的高い永久磁石(図1に示すように、保磁力が比較的大きい永久磁石300)であることを意味している。それにより、保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向が変わっても、保磁力が比較的大きい永久磁石がほぼ変わらない。このため、最終的に、ロータコア100の磁極数を変えることができ、モータの作動状態に適応し、モータの効率が向上する。ロータコア100が多磁極状態にあるとは、ロータコア100の磁極数が少磁極状態におけるロータコア100の磁極数よりも比較的大きい状態を意味する。ロータコア100の多磁極状態はモータの磁極数が比較的多い状態に対応する。ロータコア100が少磁極状態にあるとは、ロータコア100の磁極数が多磁極状態におけるロータコア100の磁極数よりも比較的少ない状態を意味する。ロータコア100の少磁極状態はモータ磁極数が比較的少ない状態に対応する。
モータは、低速でトルクが大きい作動状況下で作動すると、電機子の電流により、ロータコア100における保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を変えて、隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石における同じ極性が対向するようにし、このとき、ロータコア100が多磁極状態となり、それにより、モータ磁極数が多くなり、生じるトルクが比較的大きい。モータは、高速でトルクが小さい作動状況下で作動すると、電機子の電流により、ロータコア100における保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を変えて、隣接する保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石における異なる極性が対向するようにし、このとき、ロータコア100が少磁極状態となり、モータ磁極数が少なくなり、生じるトルクが比較的小さいが、同じ周波数で回転速度が速くなる。それにより、該モータのロータ構造10は、モータの作動状況に応じて内部磁界を調整し、ロータコア100を多磁極状態と少磁極状態にさせることができ、モータによる高い効率領域が増加し、モータによる作動範囲が広がる。
一実施例では、第一永久磁石溝110と、隣接する第二永久磁石溝120との間は所定の距離が置かれており、第一永久磁石溝110と第二永久磁石溝120に、それぞれ、前記保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石が取り付けられていると、保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石間にも、所定の距離が置かれる。当該間隔位置と対応するロータコア100におけるロータの外円と近い部分(以下で、いずれも、調整磁極と呼ばれ)には、磁体が存在していないことから、外部電機子の電流により、保磁力が比較的に小さい永久磁石の磁化方向を変えると、磁化の難しさが大幅に低下し、磁化電流を減少することに役立つ。
ロータコア100が多磁極状態又は少磁極状態にあると、調整磁極は、それに応じて異なる変化も必要となる。図2及び図3を参照すると、ロータコア100は二つの状態を有する。ロータコア100の内部では、保磁力が比較的小さい永久磁石と保磁力が比較的大きい永久磁石における同じ極性が対向する場合、ロータコア100が多磁極状態となる。調整磁極の磁界は、保磁力が比較的小さい永久磁石と、保磁力が比較的大きい永久磁石との両方により提供されていることから、調整磁極は、ステータコアに入った磁界が存在する。モータの作動状態が高速でトルクが小さい状態に移行されると、ステータ電機子の電流により、保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を調整して、保磁力が比較的小さい永久磁石と保磁力が比較的大きい永久磁石とにおける異なる極性が対向するようにする。この時、ロータコア100内部磁界は、保磁力が比較的小さい永久磁石から、保磁力が比較的大きい他の永久磁石まで到達するが、調整磁極は、ステータに入る磁界が無く、ロータコア100の磁極数が減少する。それにより、当該モータのロータ構造10は、モータの作動状況に応じて内部磁界を調整し、ロータコア100を、多磁極状態と少磁極状態にさせることができ、モータによる高効率領域が増加し、モータによる作動範囲が広がる。
一実施例では、第一永久磁石溝110は、ロータコア100の径方向に配置される径方向溝であってもよい。第一永久磁石溝110は、ロータコア100の接線方向に配置される接線方向溝であってもよい。第二永久磁石溝120は、ロータコア100の径方向に配置される径方向溝であってもよい。第二永久磁石溝120は、ロータコア100の接線方向に配置される接線方向溝であってもよい。一実施可能な形態としては、第一永久磁石溝110は、ロータコア100の径方向に配置される径方向溝であり、第一永久磁石溝110に取り付けられる永久磁石はロータコア100の接線方向に磁化される。第一永久磁石溝110が径方向溝である場合、第二永久磁石溝120は、ロータコア100の径方向に配置される径方向溝であってもよいし、ロータコア100の接線方向に配置される接線方向溝であってもよい。一つの実施例では、第二永久磁石溝120がロータコア100の接線方向に配置される接線方向溝であり、第二永久磁石溝120はロータの外円と近く、第二永久磁石溝120に取り付けられる永久磁石は、ロータコア100の径方向に磁化される。
一実施例では、第一永久磁石溝110が径方向溝である場合、保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石については、保磁力が比較的小さい永久磁石が第一永久磁石溝110に取り付けられる一方、保磁力が比較的大きい永久磁石が第二永久磁石溝120に取り付けられてもよい。また、保磁力が比較的小さい永久磁石が第二永久磁石溝120に取り付けられる一方、保磁力が比較的大きい永久磁石が第一永久磁石溝110に取り付けられてもよい。図1を参照すると、一実施可能な形態としては、保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、それぞれ、保磁力が比較的小さい永久磁石200及び保磁力が比較的大きい永久磁石300であり、保磁力が比較的小さい永久磁石200が第一永久磁石溝110に取り付けられ、保磁力が比較的大きい永久磁石300が第二永久磁石溝120に取り付けられる。保磁力が比較的小さい永久磁石200を第一永久磁石溝110に取り付ける場合には、第一永久磁石溝110がロータコア100の径方向に配置されることになり、保磁力が比較的小さい永久磁石200における両側のロータコアの外円の一部分を空けることができる。保磁力が比較的小さい永久磁石200の磁化方向を変えることが必要である場合には、外部磁界が、保磁力が比較的小さい永久磁石200における両側のロータコア100の部分により、保磁力が比較的小さい永久磁石200に、直接に作用する。それにより、保磁力が比較的小さい永久磁石200を磁化する際における磁気抵抗が低下しており、効果的に磁化の難しさが低下し、保磁力が比較的小さい永久磁石200を均一に磁化することができる。
選択的に、隣接する二つの第一永久磁石溝110間に設置される第二永久磁石溝120の数は一つであってもよいし、二つ又は二つ以上でもよい。それにより、ロータコア100の構造をより柔軟し、実際の設計のニーズに応じてロータコア100に保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石を配布することに役立ち、ロータコア100の空間利用率が向上する。図1乃至図3を参照すると、一実施可能な形態としては、隣接する二つの第一永久磁石溝110間に設けられる第二永久磁石溝120は二つであり、当該二つの第二永久磁石溝120に取り付けられる二つの永久磁石における異なる極性が対向しており、当該二つの第二永久磁石溝120間には、磁気シールド溝130が設けられる。図1に示すように、隣接する二つの第一永久磁石溝110間には、二つの第二永久磁石溝120が設けられる、つまり、隣接する二つの保磁力が比較的小さい永久磁石200間には、二つの保磁力が比較的大きい永久磁石300が配置される。当該二つの保磁力が比較的大きい永久磁石300は異なる極性が対向しており、しかも、磁気シールド溝130により磁気をシールドする。一実施例では、磁気シールド溝130の厚さ範囲が2g~10gであり、ただし、gがモータエアギャップである。図1に示すように、磁気シールド溝130の厚さをd3で示すと、2g<d3<10gとなる。磁気シールド溝130の厚さを合理的に設計することにより、磁気シールド溝130の有効な磁気シールドが保証される。
図2及び図3を参照すると、図2は、ロータコア100が多磁極状態にある磁路の模式図であり、図2における各永久磁石の両側のN、Sが各永久磁石の磁極の分布図を示し、図2に示す矢印で示されるN、Sは、多磁極状態にあるロータコア100の磁極分布を示す。図3は、ロータコア100が少磁極状態にある磁路の模式図である。図3における各永久磁石の両側のN、Sは、各永久磁石の磁極の分布図を示し、図3に示す矢印で示されるN、Sは、少磁極状態にあるロータコア100の磁極分布を示す。図2に示すように、ロータコア100が多磁極状態にある場合、ロータコア100の磁極数は個である。図3に示すように、ロータコア100が少磁極状態にある場合、ロータコア100の磁極数は個である。
図1を参照すると、一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石200の保磁力をH1、厚さをdl、保磁力が比較的大きい永久磁石300の保磁力をH2、厚さをd2とすると、d2*H2/H1*0.9<d1<d2*H2/H1*1.1となる。保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さが小さ過ぎると、保磁力が比較的小さい永久磁石200における消磁防止能力が不足となり、モータが作動する時に予想せずに消磁されてしまうという問題が発生する恐れがある。一方、保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さが大き過ぎると、磁気調整時における磁化の難しさが増大し、磁化電流が増え、モータに磁気を調整させることが難しくなる。このように保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さのサイズを設計することにより、保磁力が異なる二つの永久磁石の消磁防止能力がほぼ同じとなるように保証し、モータが作動する時に予想せずに消磁されてしまうという問題を避け、又は、モータに磁気を調整させることが難しいという問題を避けることができる。
図1を参照すると、一実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石200の磁気残量をBrl、幅をL1、保磁力が比較的大きい永久磁石300の磁気残量をBr2、幅をL2とすると、L2*Br2/Brl*0.1<L1<L2*Br2/Brl*0.5となる。このように設計すると、保磁力が異なる二つの永久磁石の磁束量がほぼ同じとなるように保証すると共に、モータのトルクの波動が大き過ぎないように保証することができる。
図4に示すように、他の実施可能な形態としては、隣接する二つの第一永久磁石溝110間に設けられる第二永久磁石溝120は一つである。図4に示すように、隣接する二つの第一永久磁石溝110間には、一つの第二永久磁石溝120が設けられる、つまり、隣接する二つの保磁力が比較的小さい永久磁石200間には、一つの保磁力が比較的大きい永久磁石300が配置される。
図5及び図6を参照すると、図5は、ロータコア100が多磁極状態にある磁路の模式図であり、図5における各永久磁石の両側のN、Sは、各永久磁石における磁極の分布図を示し、図5に示す矢印で示されるN、Sが、多磁極状態におけるロータコア100の磁極分布を示す。図6は、ロータコア100が少磁極状態にある磁路の模式図を示す。図6における各永久磁石の両側のN、Sは、各永久磁石における磁極の分布図を示し、図6に示す矢印で示されるN、Sが、少磁極状態におけるロータコア100の磁極分布を示す。図5に示すように、ロータコア100が多磁極状態にある場合、ロータコア100の磁極数は12個である。図6に示すように、ロータコア100が少磁極状態にある場合、ロータコア100の磁極数は4個である。
図4を参照すると、一つの実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石200の保磁力をH3、厚さをd3、保磁力が比較的大きい永久磁石300の保磁力をH4、厚さをd4とすると、d4*H4/H3*0.9<d3<d4*H4/H3*1.1となる。保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さが小さ過ぎると、保磁力が比較的小さい永久磁石200の消磁防止能力が不足となり、モータが作動する時に予想せずに消磁されてしまうという問題が発生する恐れがある。保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さが大き過ぎると、磁気調整時における磁化の難しさが増大し、磁化電流が増え、モータに磁気を調整させることが難しくなる。このように保磁力が比較的小さい永久磁石200の厚さのサイズを設計することにより、保磁力が異なる二つの永久磁石の消磁防止能力がほぼ同じとなるように保証し、モータが作動する時に予想せずに消磁されてしまうという問題を避けたり、モータに磁気を調整させることが難しいという問題を避けたりすることができる。
図4を参照すると、一つの実施例では、保磁力が比較的小さい永久磁石200の磁気残量をBr3、幅をL3、保磁力が比較的大きい永久磁石300の磁気残量をBr4、幅をWとすると、L4*Br4/Br3*0.3<L3<L4*Br4/Br3*0.7となる。このように設計すると、保磁力が異なる二つの永久磁石の磁束量がほぼ同じとなるように保証すると共に、モータトルクの波動が大き過ぎないように保証することができる。
図7を参照すると、本願の一実施例は、ステータコア20及びモータのロータ構造10を含み、モータのロータ構造10が上記のいずれかの手段に記載のモータのロータ構造10である永久磁石モータをさらに提供する。図7における矢印線路は、ロータコア100における保磁力が比較的小さい永久磁石200に印加する外部磁界の磁路を表す。ロータコア100における保磁力が比較的小さい永久磁石に外部磁界を印加することにより、保磁力が比較的小さい永久磁石の磁化方向を変え、永久磁石モータの作動状態が変わる場合に、モータのロータの磁極数を調整して、速度調整範囲を拡大する目的を達成することができる。
上記した実施例に係る様々な技術的特徴は、任意に組み合わせてもよいが、説明を簡潔にするために、上記した実施例における各技術的特徴に係るあらゆる組み合わせは説明しないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾がない限り、いずれも、本明細書に記載されている範囲に含まれる。
上記した実施例は、本願における複数の実施の形態に過ぎず、その説明がより具体的かつ詳細であるが、これによって出願の特許請求の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。説明するべきところは、当業者にとって、本願の趣旨を逸脱しない限り、様々な変形や改良がされてもよく、これらが本願の保護範囲に含まれる。従って、本願に係る特許の保護範囲は、添付の請求の範囲に基づく。

Claims (9)

  1. 周方向において、少なくとも二つの第一永久磁石溝(110)が設けられ、隣接する二つの前記第一永久磁石溝(110)間には、二つの第二永久磁石溝(120)が設けられ、前記第一永久磁石溝(110)と、隣接する前記第二永久磁石溝(120)との間に所定の距離を置いたロータコア(100)と、
    保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石であって、一方の永久磁石が前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられ、他方の永久磁石が前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられ、保磁力が比較的小さい永久磁石(200)の励磁方向は可変である、永久磁石と、
    を含み、
    隣接する二つの前記第一永久磁石溝(110)間に設けられる前記第二永久磁石溝(120)は二つであり、二つの前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられる二つの前記他方の永久磁石は、異なる極性が対向しており、二つの前記第二永久磁石溝(120)間には、磁気シールド溝(130)が設けられる、
    ことを特徴とするモータのロータ構造。
  2. 前記第一永久磁石溝(110)は、前記ロータコア(100)の径方向において配置される径方向溝であり、前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられる前記一方の永久磁石は、前記ロータコア(100)の接線方向に沿って磁化される、ことを特徴とする請求項1に記載のモータのロータ構造。
  3. 前記第二永久磁石溝(120)は、前記ロータコア(100)の接線方向に沿って配置される接線方向溝であり、前記第二永久磁石溝(120)はロータの外円と近く、前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられる前記他方の永久磁石は、前記ロータコア(100)の径方向に磁化される、ことを特徴とする請求項2に記載のモータのロータ構造。
  4. 前記保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、それぞれ、保磁力が比較的小さい永久磁石(200)及び保磁力が比較的大きい永久磁石(300)であり、前記保磁力が比較的小さい永久磁石(200)は、前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられ、前記保磁力が比較的大きい永久磁石(300)は、前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられる、ことを特徴とする請求項2に記載のモータのロータ構造。
  5. 前記保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、それぞれ、保磁力が比較的小さい永久磁石(200)及び保磁力が比較的大きい永久磁石(300)であり、前記保磁力が比較的小さい永久磁石(200)は、前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられ、前記保磁力が比較的大きい永久磁石(300)は、前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられる、ことを特徴とする請求項3に記載のモータのロータ構造。
  6. 前記保磁力が比較的小さい永久磁石(200)の保磁力をH1、厚さをd1、前記保磁力が比較的大きい永久磁石(300)の保磁力をH2、厚さをd2とすると、
    d2*H2/Hl*0.9<dl<d2*H2/Hl*1.1となる、ことを特徴とする請求項4に記載のモータのロータ構造。
  7. 前記保磁力が比較的小さい永久磁石(200)の磁気残量をBr1、幅をL1、前記保磁力が比較的大きい永久磁石(300)の磁気残量をBr2、幅をL2とすると、
    L2*Br2/Br1*0.l<L1<L2*Br2/Br1*0.5となる、ことを特徴とする請求項4に記載のモータのロータ構造。
  8. ステータコア(20)及びモータのロータ構造(10)を含み、前記モータのロータ構造(10)は、請求項1~のいずれか一項に記載のモータのロータ構造(10)である、ことを特徴とする永久磁石モータ。
  9. 前記第一永久磁石溝(110)は、前記ロータコア(100)の径方向において配置される径方向溝であり、前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられる前記一方の永久磁石は、前記ロータコア(100)の接線方向に沿って磁化され、
    前記第二永久磁石溝(120)は、前記ロータコア(100)の接線方向に沿って配置される接線方向溝であり、前記第二永久磁石溝(120)はロータの外円と近く、前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられる前記他方の永久磁石は、前記ロータコア(100)の径方向に磁化され、
    前記保磁力の大きさが異なる二つの永久磁石は、それぞれ、保磁力が比較的小さい永久磁石(200)及び保磁力が比較的大きい永久磁石(300)であり、前記保磁力が比較的小さい永久磁石(200)は、前記第一永久磁石溝(110)に取り付けられ、前記保磁力が比較的大きい永久磁石(300)は、前記第二永久磁石溝(120)に取り付けられ、
    前記磁気シールド溝(130)の厚さ範囲は、2g~10gであり、ただし、gはモータエアギャップである、ことを特徴とする請求項に記載のモータのロータ構造。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109301958A (zh) 2018-11-08 2019-02-01 珠海格力电器股份有限公司 电机转子结构及永磁电机
CN111555480B (zh) * 2020-05-26 2021-04-30 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034317A (ja) 2011-08-02 2013-02-14 Toyo Univ 永久磁石回転電機及びその運転方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5398103B2 (ja) * 2005-03-01 2014-01-29 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
JP5085071B2 (ja) * 2006-08-11 2012-11-28 株式会社東芝 永久磁石式回転電機の回転子
EP2061132B1 (en) * 2006-08-23 2023-07-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnetic type electric motor
JP2009201259A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機、永久磁石式回転電機の組立方法、永久磁石式回転電機の分解方法及び永久磁石電動機ドライブシステム
CN103441592A (zh) * 2013-08-12 2013-12-11 浙江大学 新型磁通可调永磁同步电机
JP6325857B2 (ja) * 2014-03-20 2018-05-16 東芝産業機器システム株式会社 永久磁石式回転電機
CN108023421B (zh) 2017-12-21 2024-05-28 珠海格力电器股份有限公司 电机转子和永磁电机
CN108110980B (zh) * 2018-01-31 2020-05-26 哈尔滨工业大学 半串联型具有被动调磁磁障的混合永磁可调磁通电机
CN108599418B (zh) * 2018-05-16 2020-05-19 华中科技大学 一种磁路串联型混合永磁可控磁通电机的转子铁芯及电机
CN109301958A (zh) * 2018-11-08 2019-02-01 珠海格力电器股份有限公司 电机转子结构及永磁电机
CN208849566U (zh) * 2018-11-08 2019-05-10 珠海格力电器股份有限公司 电机转子结构及永磁电机
CN109347229B (zh) * 2018-11-14 2024-05-14 珠海格力电器股份有限公司 电机转子结构及永磁电机

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034317A (ja) 2011-08-02 2013-02-14 Toyo Univ 永久磁石回転電機及びその運転方法

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