JPH09233744A - 同期電動機 - Google Patents

同期電動機

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JPH09233744A
JPH09233744A JP8035987A JP3598796A JPH09233744A JP H09233744 A JPH09233744 A JP H09233744A JP 8035987 A JP8035987 A JP 8035987A JP 3598796 A JP3598796 A JP 3598796A JP H09233744 A JPH09233744 A JP H09233744A
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直 橋本
Hiroshi Murakami
浩 村上
Shizuka Yokote
静 横手
Yukio Honda
幸夫 本田
Shinichirou Kawano
慎一朗 川野
Masayuki Shindo
正行 神藤
Hiroshi Ito
浩 伊藤
Yoshinari Asano
能成 浅野
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    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高透磁率材料から成るロータコアにロータコ
ア中心側が凸の円弧状の永久磁石をほぼ並行させてロー
タコアの半径方向外側と内側の2層に埋め込んだロータ
を備えた同期電動機において、高トルクを維持しつつ高
速回転時における強度を十分に確保する。 【解決手段】 外層側の永久磁石7の端7aとロータコ
ア6の外周との間の間隔をda、内層側の永久磁石8の
端8aとロータコア6の外周との間の間隔をdb、ロー
タコアの半径をrとして、da>r/100、db<4
r/100、1.1da<db<2daとすることによ
り、洩れ磁束を殆ど大きくすることなく、高速回転時の
遠心力によってより大きな応力が作用する部分の強度を
大きくし、高トルクを維持しつつ高速回転時における強
度を十分に確保した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の永久磁石を
埋め込んだロータを備え、マグネットトルク及びリラク
タンストルクを利用する同期電動機に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】鉄などの高透磁率材料からなるロータコ
アに、半径方向に間隔を置いた2層の永久磁石を回転方
向に複数組埋め込むことによりリラクタンストルクの有
効利用を図り、マグネットトルクのみならずリラクタン
ストルクをも併せ利用するようにした同期電動機は、特
願平7−134023号において先に提案されている。
【0003】このように、ロータ外周側に位置する永久
磁石とロータ内周側に位置する永久磁石が間隔を置いて
2層に埋設されたロータにおいては、ステータ側の巻線
群によって生じる回転磁界と永久磁石の磁界との間で発
生するマグネットトルク及び回転磁界による磁路が内外
の永久磁石の間隔部分等に形成されることより発生する
リラクタンストルクとの合成トルクで回転する。
【0004】上記従来の同期電動機では、図5に示すよ
うに外層側及び内層側の永久磁石17、18の端とロー
タ13外周との間の間隔、即ち永久磁石の端部における
ロータコア16の厚さは両方の永久磁石について同じに
設定されている。その厚さは薄い程洩れ磁束が少なくな
るため高トルクが得られて好ましいが、あまり薄くする
とロータ回転時の遠心力によってロータコアが破壊する
恐れがあるため、高速回転時に十分な強度を確保できる
範囲でできるだけ薄く設定されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では洩れ磁束Pを一層少なくして高トルクを得
ながらさらに高速回転を実現することができないという
問題があった。
【0006】そこで、ロータの高速回転時に作用する応
力状態を詳細に分析したところ、外層側の永久磁石の端
よりも内層側の永久磁石の端の方が大きな応力が作用
し、特にその曲率中心から遠い方の角部近傍に大きな応
力が集中することが判明した。
【0007】本発明は、永久磁石の端部におけるロータ
コアの厚さを高速回転時に作用する応力に応じて必要最
小限に設定することにより、高トルクを維持しつつ高速
回転時における強度を十分に確保できる同期電動機を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の同期電動機は、
高透磁率材料から成るロータコアにロータコア中心側が
凸の円弧状の永久磁石をほぼ並行させてロータコアの半
径方向外側と内側の2層に埋め込んだロータと、ロータ
の周囲にあって回転磁界を発生するステータとを備え
て、マグネットトルク及びリラクタンストルクを利用す
る同期電動機において、内層側の永久磁石の端とロータ
コア外周との間の厚さを、外層側の永久磁石の端とロー
タコア外周との間の厚さより大きくすることにより、洩
れ磁束を殆ど大きくすることなく、高速回転時の遠心力
によってより大きな応力が作用する部分の強度を大きく
し、高トルクを維持しつつ高速回転時における強度を十
分に確保できるようにしている。
【0009】ここで、外層側の永久磁石の端とロータコ
ア外周との間の間隔をda、内層側の永久磁石の端とロ
ータコア外周との間の間隔をdb、ロータコアの半径を
rとして、dbをdaの1.1倍より大きくすることに
よって効果を発揮するが2倍以上ではdaの部分の強度
が相対的に弱くなるため効果が無く、またdaはrの1
/100以上ないと全体として高速回転時の強度が得ら
れず、またdbがrの4/100以上になると洩れ磁束
が大きくなるので好ましくない。
【0010】また、外層側及び内層側の永久磁石の端部
の両角を円弧に形成して角部での応力集中を緩和すると
ともに、そのうち特に大きな応力が作用する内層側の永
久磁石の曲率中心から遠い方の角の円弧の曲率半径を他
の円弧よりも大きくすることにより、応力が極大となる
部分の応力集中を緩和してさらに高速回転時の強度を高
くできる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1〜図4を参照して説明する。
【0012】図1において、1は同期電動機で、ステー
タ2とロータ3にて構成されている。ステータ2には複
数のティース4が設けられるとともに、各ティース4、
4間のスロット5には巻線(図示せず)が配されてい
て、それらの巻線群に電流が与えられることで回転磁界
を発生するように構成されている。
【0013】ロータ3は、ステータ2の巻線群によって
生じる回転磁界の磁束が通り易い高透磁率材料の鉄材か
ら成るロータコア6と、ロータコア6にロータ3の極に
対応して周方向に等間隔に配設された4組の永久磁石
7、8とを備えている。これら永久磁石7、8はロータ
コア6中心側が凸の円弧状のもので、ロータコア6の半
径方向に間隔をおいてほぼ並行させて外層側と内層側の
2層に埋設されており、各々の端7a、8aはロータコ
ア6の外周の近くまで延びている。各組の永久磁石7、
8はS極とN極が周方向に交互となるように配設され、
かつ層関係にある永久磁石7と8はその外周側の極性が
同一となるように配設されている。
【0014】そして、外層側の永久磁石7の端7aとロ
ータコア6の外周との間の間隔をda、内層側の永久磁
石8の端8aとロータコア6の外周との間の間隔をd
b、ロータコア6の半径をrとして、da>r/10
0、db<4r/100、1.1da<db<2daに
設定されている。また、図3に示すように、外層側及び
内層側の永久磁石7、8の端7a、8bの両角はR1
4 の円弧に形成されており、さらに内層側の永久磁石
8の曲率中心から遠い方の角の円弧R4 は、他の角の円
弧R1 〜R3 よりも曲率半径の大きい円弧に形成されて
いる。
【0015】以上の構成において、内層側の永久磁石8
の端8aとロータコア6の外周との間の厚さdbを、外
層側の永久磁石7の端7aとロータコア6の外周との間
の厚さdaより大きくしているので、高速回転時の遠心
力によって特に大きな応力が作用する図2のA点での強
度が大きくなり、高速回転時におけるロータコア6の強
度を十分に確保できる。また、このようにdbをdaよ
りも大きくしても、図4に示すように、強度は大きくな
っても洩れ磁束は殆ど大きくならず、高トルクを維持す
ることができる。かくして、高トルクを維持しながら、
高速回転時の強度を確保することができる。
【0016】なお、上記効果を得るにはdbはdaの
1.1倍より大きくする必要があるが、逆に2倍以上に
すると外層側の永久磁石7の端7aにおける強度が相対
的に弱くなるため効果が無くなる。又、daは高速回転
時の所要の強度を得るにはrの1/100より大きくす
る必要があり、またdbが4/100以上になると洩れ
磁束が大きくなるので好ましくない。
【0017】また、外層側及び内層側の永久磁石7、8
の端部7a、8aの両角を円弧R1〜R4 に形成してい
るので、永久磁石7、8の角部での応力集中が緩和され
て必要な強度を安定的に確保でき、特にそのうち大きな
応力が作用する内層側の永久磁石8の曲率中心から遠い
方の角の円弧R4 は、その曲率半径を他の円弧R1 〜R
3 よりも大きくしているので、応力が極大となる部分の
応力集中を特に緩和でき、さらに高速回転時の強度を高
くできる。
【0018】
【発明の効果】本発明の同期電動機によれば、以上の説
明から明らかなように、内層側の永久磁石の端とロータ
コア外周との間の厚さを、外層側の永久磁石の端とロー
タコア外周との間の厚さより大きくすることにより、洩
れ磁束を殆ど大きくすることなく、高速回転時の遠心力
によってより大きな応力が作用する部分の強度を大きく
することができ、高トルクを維持しつつ高速回転時にお
ける強度を十分に確保することができる。
【0019】また、外層側の永久磁石の端とロータコア
外周との間の厚さをda、内層側の永久磁石の端とロー
タコア外周との間の厚さをdb、ロータコアの半径をr
として、da>r/100、db<4r/100、1.
1da<db<2daとすることにより、外層側及び内
層側の永久磁石の端とロータコア外周との間の厚さを可
及的に小さくして洩れ磁束を小さくしながら高速回転時
における強度を十分に確保することができる。
【0020】また、外層側及び内層側の永久磁石の端部
の両角を円弧に形成して角部での応力集中を緩和すると
ともに、そのうち特に大きな応力が作用する内層側の永
久磁石の曲率中心から遠い方の角の円弧の曲率半径を他
の円弧よりも大きくすることにより、応力が極大となる
部分の応力集中を緩和してさらに高速回転時の強度を高
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同期電動機の一実施形態の概略構成を
示す断面図である。
【図2】同実施形態のロータの部分拡大断面図である。
【図3】図2の部分拡大断面図である。
【図4】外層側の永久磁石の端とロータ本体外周との間
の厚さと、内層側の永久磁石の端とロータ本体外周との
間の厚さの比を変化させた時のロータ本体の強度と洩れ
磁束の変化を示すグラフである。
【図5】従来例のロータの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
1 同期電動機 2 ステータ 3 ロータ 6 ロータコア 7 外層側の永久磁石 7a 永久磁石7の端 8 内層側の永久磁石 8a 永久磁石8の端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 幸夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川野 慎一朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 神藤 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 浅野 能成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高透磁率材料から成るロータコアにロー
    タ中心側が凸の円弧状の永久磁石をほぼ並行させてロー
    タコアの半径方向外側と内側の2層に埋め込んだロータ
    と、ロータの周囲にあって回転磁界を発生するステータ
    とを備えて、マグネットトルク及びリラクタンストルク
    を利用する同期電動機において、内層側の永久磁石の端
    とロータコア外周との間の厚さを、外層側の永久磁石の
    端とロータコア外周との間の厚さより大きくしたことを
    特徴とする同期電動機。
  2. 【請求項2】 外層側の永久磁石の端とロータコア外周
    との間の間隔をda、内層側の永久磁石の端とロータコ
    ア外周との間の間隔をdb、ロータコアの半径をrとし
    て、da>r/100、db<4r/100、1.1d
    a<db<2daとしたことを特徴とする請求項1記載
    の同期電動機。
  3. 【請求項3】 外層側及び内層側の永久磁石の端部の両
    角を円弧に形成するとともに、そのうち内層側の永久磁
    石の曲率中心から遠い方の角の円弧の曲率半径を他の円
    弧よりも大きくしたことを特徴とする請求項1又は2記
    載の同期電動機。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106420B1 (ko) * 2005-07-11 2012-01-17 엘지전자 주식회사 로터 및 동기 릴럭턴스 모터
CN102790502A (zh) * 2011-08-05 2012-11-21 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机
US20140191607A1 (en) * 2011-08-05 2014-07-10 Gree Green Refrigeration Technology Center Co., Ltd. Of Zhuhai Motor rotor and motor having same
WO2016002002A1 (ja) * 2014-07-01 2016-01-07 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
US9502934B2 (en) 2011-08-05 2016-11-22 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Motor rotor and motor having same
US9515526B2 (en) 2011-08-05 2016-12-06 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Motor and rotor thereof
CN109818441A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 东南大学 一种磁障式永磁磁阻同步电机转子结构
CN109818440A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 东南大学 一种低转矩脉动永磁磁阻同步电机转子结构
US11121598B2 (en) 2018-11-08 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Rotor of rotating electrical machine
US11962190B2 (en) 2018-09-28 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Rotor of rotary electric machine

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106420B1 (ko) * 2005-07-11 2012-01-17 엘지전자 주식회사 로터 및 동기 릴럭턴스 모터
US9502933B2 (en) 2011-08-05 2016-11-22 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Permanent magnet synchronous electric machine
US9515526B2 (en) 2011-08-05 2016-12-06 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Motor and rotor thereof
US20140191607A1 (en) * 2011-08-05 2014-07-10 Gree Green Refrigeration Technology Center Co., Ltd. Of Zhuhai Motor rotor and motor having same
WO2013020314A1 (zh) * 2011-08-05 2013-02-14 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机
US9502934B2 (en) 2011-08-05 2016-11-22 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Motor rotor and motor having same
CN102790502A (zh) * 2011-08-05 2012-11-21 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机
US9502930B2 (en) * 2011-08-05 2016-11-22 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Motor rotor and motor having same
WO2016002002A1 (ja) * 2014-07-01 2016-01-07 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
JPWO2016002002A1 (ja) * 2014-07-01 2017-04-27 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
US10608486B2 (en) 2014-07-01 2020-03-31 Mitsubishi Electric Corporation Interior permanent magnet electric motor, compressor, and refrigerating and air-conditioning device
US11962190B2 (en) 2018-09-28 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Rotor of rotary electric machine
US11121598B2 (en) 2018-11-08 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Rotor of rotating electrical machine
CN109818441A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 东南大学 一种磁障式永磁磁阻同步电机转子结构
CN109818440A (zh) * 2019-03-18 2019-05-28 东南大学 一种低转矩脉动永磁磁阻同步电机转子结构

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