JPH11299150A - Permanent-magnet motor - Google Patents

Permanent-magnet motor

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Publication number
JPH11299150A
JPH11299150A JP10143600A JP14360098A JPH11299150A JP H11299150 A JPH11299150 A JP H11299150A JP 10143600 A JP10143600 A JP 10143600A JP 14360098 A JP14360098 A JP 14360098A JP H11299150 A JPH11299150 A JP H11299150A
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JP
Japan
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rotor
magnet
permanent magnet
outer peripheral
permanent
Prior art date
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Pending
Application number
JP10143600A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Okuma
繁 大熊
Shinji Michiki
慎二 道木
Mutsuo Tomita
睦雄 冨田
Takashi Bito
高士 尾藤
Mitsuhiko Sato
光彦 佐藤
Seiichi Kaneko
清一 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Elec Co
Original Assignee
Aichi Elec Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of JPH11299150A publication Critical patent/JPH11299150A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To largely increase the torque of a permanent-magnet motor, by constituting the motor to have both a large main magnetic flux torque component and a reluctance torque component. SOLUTION: A permanent-magnet motor is constituted in such a way that its rotor 11a is rotationally driven when a winding is energized through an inverter by facing the rotor 11a mounted with a plurality of permanent magnets 2a oppositely to a rotor core 19 on the inside of a stator provided with a plurality of phases of windings wound around a stator core. The outer peripheral section of the rotor core 1a is formed of a plurality of sides forming a polygon and, at the same time, a radial projection 18 is provided to each apex of the polygon. Each permanent magnet 2a, in addition, is formed in a semicylindrical shape having a straight line section which comes into contact with the sides of the rotor core 1a and a circular-arcuate section forming the outer periphery of the rotor 11a, and a cylindrical nonmagnetic sleeve 3 is put on the outer peripheries of the permanent magnets 2a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍機や空調機の圧縮
機駆動用電動機等に代表される永久磁石(以下、磁石と
称す)を装着した内転型回転子を有する同期電動機に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor having an adduction type rotor equipped with a permanent magnet (hereinafter, referred to as a magnet) typified by a motor for driving a compressor of a refrigerator or an air conditioner. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記電動機として、図5及び図6に示す
構成のものが知られている。図中11bは、一般に表面
磁石構造(以下SPMと称す)と称される回転子であ
り、例えば特開平5−15092号公報等に開示される
構成のものである。この回転子は、厚肉円筒状の回転子
鉄心1bの外周部に瓦状の磁石2bを複数配置し、この
磁石2bの外周部に薄肉の金属スリーブ3を嵌着し、一
方磁石2bの軸方向両端には端板4,5を装着して構成
されている。
2. Description of the Related Art As the above-mentioned electric motor, those having the structure shown in FIGS. 5 and 6 are known. In the figure, reference numeral 11b denotes a rotor generally called a surface magnet structure (hereinafter, referred to as SPM), which has a configuration disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-15092. In this rotor, a plurality of tile-shaped magnets 2b are arranged on the outer periphery of a thick-walled cylindrical rotor core 1b, and a thin metal sleeve 3 is fitted on the outer periphery of the magnet 2b. End plates 4 and 5 are attached to both ends in the direction.

【0003】回転子鉄心1bは、珪素鋼板を打ち抜いた
薄鉄板を多数積層することによって形成されており、外
周部に磁石2bの相互間の隙間へ突出して磁石2bの周
方向の位置決めを行う突起8を備えている。磁石2bは
主にフェライト系磁石が用いられ、鉄心1bの外周部に
等配状に装着され、1個の磁石が1極を形成するように
周方向に隣接するものが互いに異極に着磁されている。
[0003] The rotor core 1b is formed by laminating a number of thin iron plates punched out of a silicon steel plate, and protrudes into the gap between the magnets 2b on the outer peripheral portion to position the magnets 2b in the circumferential direction. 8 is provided. As the magnet 2b, a ferrite magnet is mainly used, and the magnet 2b is equidistantly mounted on the outer peripheral portion of the iron core 1b. Have been.

【0004】金属スリーブ3は、磁石2bの外周を覆っ
て密閉するとともに、回転時の遠心力によって磁石2b
が飛散や移動を生じないための保護部材であり、引張強
度及び耐食性に優れることが要求され、同時に磁石の磁
束の漏洩が生じないように非磁性体であることも要求さ
れる。従って一般にはSUS304等の非磁性ステンレ
ス材が使用され、焼きばめ等のしまりばめ手段によって
嵌着されている。端板4,5は、磁石2bの軸方向両端
部を覆って密閉するものであり、黄銅等の非磁性の円形
板が使用され、鉄心1bを軸方向に貫通する複数のカシ
メピン7によって取り付けられている。
[0004] The metal sleeve 3 covers and seals the outer periphery of the magnet 2b, and the magnet 2b is rotated by centrifugal force.
Is a protective member for preventing scattering and movement, and is required to be excellent in tensile strength and corrosion resistance, and is also required to be a non-magnetic material so as not to cause leakage of magnetic flux of the magnet. Therefore, a non-magnetic stainless steel material such as SUS304 is generally used, and is fitted by tight fitting means such as shrink fitting. The end plates 4 and 5 cover both ends in the axial direction of the magnet 2b and are hermetically sealed. A non-magnetic circular plate such as brass is used, and the end plates 4 and 5 are attached by a plurality of caulking pins 7 penetrating through the iron core 1b in the axial direction. ing.

【0005】上記回転子11bは、中心部に嵌入された
軸6によって支持されて、固定子12の鉄心13の内周
部との間に所定のエアギャップ10を介して対向するよ
うに配置されて永久磁石形電動機を構成するものであ
る。固定子鉄心13は、回転子鉄心1bと同様に薄鉄板
を多数積層することによって形成されており、内周部に
複数のティース14とこのティース間にスロット15を
備え、このスロット15には絶縁材を介して三相巻線1
6が装着されている。この巻線16にはインバータを介
して三相台形波120゜通電がなされ、回転子11bを
回転駆動するようになっている。
[0005] The rotor 11b is supported by a shaft 6 fitted in the center thereof, and is disposed so as to face the inner periphery of the iron core 13 of the stator 12 with a predetermined air gap 10 therebetween. To constitute a permanent magnet type electric motor. The stator core 13 is formed by laminating a number of thin iron plates in the same manner as the rotor core 1b. The stator core 13 includes a plurality of teeth 14 on the inner periphery thereof and slots 15 between the teeth. Three-phase winding 1 through the material
6 is mounted. The winding 16 is energized by a three-phase trapezoidal wave of 120 ° through an inverter to rotate the rotor 11b.

【0006】また、図5及び図6に示した電動機におい
ては、回転子11bに代えて、図7に示すような回転子
11cを用いることができる。図7に示す回転子は、埋
込磁石構造(以下IPMと称す)の例を示しており、例
えば特開平9−247880号公報等に開示される構成
のものを示している。この構成の場合は、鉄心1cに設
けた磁石を収容するための複数の収容孔9に、この収容
孔9と略相似形の磁石2cを挿入して構成するものであ
り、磁石が回転子鉄心の内部に収容されることを特徴と
している。従って、通電巻線の電流とこれに鎖交する磁
石の磁束とによって得られる主磁束トルク以外に、回転
子位置による磁気抵抗の相違によって得られるリラクタ
ンストルクが利用できる特長を備えている。
In the electric motor shown in FIGS. 5 and 6, a rotor 11c as shown in FIG. 7 can be used instead of the rotor 11b. The rotor shown in FIG. 7 shows an example of an embedded magnet structure (hereinafter referred to as IPM), and has a configuration disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-247880. In the case of this configuration, the magnet 2c having a shape substantially similar to the accommodation hole 9 is inserted into a plurality of accommodation holes 9 for accommodating magnets provided in the iron core 1c. It is characterized by being housed inside. Therefore, in addition to the main magnetic flux torque obtained by the current of the current-carrying winding and the magnetic flux of the magnet interlinking with the current, the reluctance torque obtained by the difference of the magnetic resistance depending on the rotor position can be used.

【0007】即ち、一般にこのような電動機のトルクT
は、主磁束トルクをT1、リラクタンストルクをT2と
すると、 T=T1+T2 …(1) となる。図5及び図7において、磁石の磁極中心と回転
軸心を結んだ方向をd軸とし、このd軸に対する電気角
90゜位相をq軸とし、磁石による磁束量をΦ、d軸電
流をId、q軸電流をIq、d軸インダクタンスをL
d,q軸インダクタンスをLqとすれば、 T1=Φ・Iq …(2) T2=(Ld−Lq)Id−Iq …(3) で表される。
That is, generally, the torque T of such an electric motor
Is T = T1 + T2 (1) where T1 is the main magnetic flux torque and T2 is the reluctance torque. 5 and 7, the direction connecting the center of the magnetic pole of the magnet and the rotation axis is the d-axis, the electric angle 90 ° phase with respect to the d-axis is the q-axis, the amount of magnetic flux by the magnet is Φ, and the d-axis current is Id , Q-axis current is Iq, d-axis inductance is L
Assuming that the d and q axis inductances are Lq, T1 = Φ · Iq (2) T2 = (Ld−Lq) Id−Iq (3)

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図5に示したSPMの
回転子の場合、ほぼLd=Lqとなって非突極性である
ため、リラクタンストルクT2の成分がほとんど存在し
ない。代わりに、磁石による磁束量Φの漏洩が比較的少
ないために、主磁束トルクT1が大きいことが特長であ
る。ところが、一般に空調機等の電動機制御において
は、インバータのリンク電源として交流商用電源を倍電
圧整流したものが使用されている。この結果、デュティ
幅の狭い電圧によって電動機が駆動されることになり、
固定子巻線に印加される電圧に含まれる時間高調波成分
によって金属スリーブ3に多大な渦電流が発生し、この
渦電流による損失によって電動機効率が低下してしま
う。
In the case of the SPM rotor shown in FIG. 5, since Ld = Lq and non-salient polarity, there is almost no component of the reluctance torque T2. Instead, the feature is that the main flux torque T1 is large because the leakage of the magnetic flux amount Φ by the magnet is relatively small. However, in general, in the control of an electric motor such as an air conditioner, a double-rectified AC commercial power supply is used as a link power supply for an inverter. As a result, the motor is driven by a voltage with a small duty width,
A large eddy current is generated in the metal sleeve 3 by the time harmonic component included in the voltage applied to the stator winding, and the loss due to the eddy current causes the motor efficiency to decrease.

【0009】一方、図7に示したIPMの回転子11c
の場合は、Ld<Lqとなって電動機は逆突極機とな
る。これは磁石2cの円周方向相互間に介在する鉄心部
分17によってq軸インダクタンスLqが大きくなるた
めである。従ってリラクタンストルクT2の成分が存在
するため、このリラクタンストルクを活用することがで
きる。ところが、上記鉄心部分17及び磁石外周部の鉄
心部分21の存在によって磁石2cのN極とS極が短絡
するために、磁石による磁束量Φの漏洩が大きくなって
主磁束トルクT1が大きく減少する。この結果、電動機
トルクTは画期的には向上せず、電動機効率の向上にも
限界がある。
On the other hand, the rotor 11c of the IPM shown in FIG.
In this case, Ld <Lq, and the motor becomes a reverse salient pole machine. This is because the q-axis inductance Lq is increased by the iron core portion 17 interposed between the magnets 2c in the circumferential direction. Therefore, since there is a component of the reluctance torque T2, this reluctance torque can be used. However, since the N-pole and the S-pole of the magnet 2c are short-circuited due to the presence of the iron core portion 17 and the iron core portion 21 on the outer periphery of the magnet, the leakage of the magnetic flux amount Φ by the magnet increases, and the main magnetic flux torque T1 greatly decreases. . As a result, the motor torque T does not significantly improve, and there is a limit to the improvement of the motor efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石形電動
機は、回転軸に垂直な断面において、回転子鉄心は外周
部が多角形をなす複数の辺によって形成されるととも
に、前記多角形の各頂点に放射状の突起を備え、また磁
石は前記回転子鉄心の辺に当接する直線部と、外周部を
形成する円弧部とを備えた略蒲鉾形に形成され、前記磁
石の外周部には円筒状の非磁性スリーブが嵌着されてい
ることを特徴とするものである。
In a permanent magnet type electric motor according to the present invention, in a cross section perpendicular to a rotation axis, a rotor core is formed by a plurality of sides having a polygonal outer peripheral portion. Each of the vertices has a radial projection, and the magnet is formed in a substantially semi-cylindrical shape having a linear portion abutting on the side of the rotor core and an arc portion forming an outer peripheral portion. It is characterized in that a cylindrical non-magnetic sleeve is fitted.

【0011】また本発明においては、前記磁石の外周部
の曲率を前記スリーブの内径の曲率より大きく形成する
ものである。
In the present invention, the curvature of the outer periphery of the magnet is formed larger than the curvature of the inner diameter of the sleeve.

【0012】さらに本発明においては、インバータを介
して固定子の巻線に印加される電圧が、PAM波、もし
くは交流商用電源を全波整流したリンク電源を用いたP
WM波、もしくは交流商用電源を全波整流した後に昇圧
チョッパ回路を用いた能動形の力率改善回路を介したリ
ンク電源を用いたPWM波、もしくは前記各波の複合さ
れたものであることを特徴とする。
Further, in the present invention, the voltage applied to the stator winding via the inverter is PAM wave or P-wave using a link power obtained by full-wave rectification of AC commercial power.
A WM wave, a PWM wave using a link power supply via an active power factor correction circuit using a boost chopper circuit after full-wave rectification of an AC commercial power supply, or a composite of the above waves Features.

【0013】[0013]

【作用】回転子鉄心を形成する多角形の各コーナー部分
が回転子の外周部に向けて突出するとともに、この部分
に放射状の突起を備えているため、q軸インダクタンス
が大きくなって突極比Lq/Ldが大きくなる。
The polygonal corners forming the rotor core protrude toward the outer periphery of the rotor and are provided with radial projections, so that the q-axis inductance increases and the salient pole ratio increases. Lq / Ld increases.

【0014】また、回転子鉄心の外周部の辺上に磁石を
装着したとき、磁石の研削精度のばらつきにかかわらず
磁石の外周部が所定の円内に収まるため、スリーブとの
はめあいの設定が容易となる。
Further, when a magnet is mounted on the side of the outer peripheral portion of the rotor core, the outer peripheral portion of the magnet fits within a predetermined circle regardless of variations in the grinding accuracy of the magnet. It will be easier.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示す回転子11aにおいて、1aは回転子鉄心で
あり、珪素鋼板を所定形状に打ち抜いた薄鉄板を軸方向
に多数積層し、薄鉄板相互を切り起こし突起によってか
しめる周知のクランプ手段等によって固定して形成され
ている。回転子鉄心1aの外周部は正方形をなす4つの
辺によって形成され、この正方形の各頂点部分には放射
状の突起18が一体に形成されている。また中央には軸
6が嵌入され、鉄心内を軸方向に貫通する4個のカシメ
ピン7によって、回転子の軸方向両端部に端板を固定し
ている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the rotor 11a shown in FIG. 1, reference numeral 1a denotes a rotor core, which is a well-known clamp means for laminating a number of thin iron plates formed by punching a silicon steel plate into a predetermined shape in the axial direction, cutting and raising the thin iron plates, and caulking them with projections. Fixedly formed. The outer peripheral portion of the rotor core 1a is formed by four sides forming a square, and a radial projection 18 is integrally formed at each apex of the square. A shaft 6 is fitted in the center, and end plates are fixed to both ends of the rotor in the axial direction by four caulking pins 7 penetrating in the core in the axial direction.

【0016】磁石2aは、回転子鉄心1aの外周部の辺
に当接する内側の直線部と、スリーブ3が嵌着される外
側の円弧部とを備えた略蒲鉾形断面に形成されており、
突起18によって位置決めされて回転子鉄心1aの外周
部に等配状に配置される。この磁石2aはフェライト系
磁石等が使用され、1個の磁石が1極を形成するように
周方向に隣接するものが互いに異極となるように着磁さ
れて界磁が形成される。蒲鉾形状は、ラジアル方向の厚
みが大きいために、磁束量が大きくできるとともに、減
磁耐力に優れるといった特長を有している。
The magnet 2a is formed in a substantially semi-cylindrical cross-section having an inner straight portion abutting on the side of the outer peripheral portion of the rotor core 1a and an outer arc portion on which the sleeve 3 is fitted.
It is positioned by the projection 18 and is arranged on the outer peripheral portion of the rotor core 1a in an evenly distributed manner. As the magnet 2a, a ferrite magnet or the like is used, and magnets adjacent in the circumferential direction are magnetized such that one magnet forms one pole so that they have different polarities, thereby forming a field. The Kamaboko shape has a feature that the thickness in the radial direction is large, so that the amount of magnetic flux can be increased and the demagnetization resistance is excellent.

【0017】スリーブ3は、磁石2aの外周を覆って回
転時の遠心力から磁石2aを保護しており、引張強度及
び耐食性に優れ且つ非磁性体であることから、SUS3
04等のステンレス管が使用されている。このスリーブ
3は、磁石2aの外周円弧面に焼きばめ等のしまりばめ
手段によって嵌着されている。
The sleeve 3 covers the outer periphery of the magnet 2a and protects the magnet 2a from centrifugal force during rotation. The sleeve 3 has excellent tensile strength and corrosion resistance and is a non-magnetic material.
A stainless steel tube such as 04 is used. The sleeve 3 is fitted to the outer peripheral arc surface of the magnet 2a by interference fitting means such as shrink fitting.

【0018】このように構成された回転子11aは、軸
6によって支持されて、図5及び図6の例と同様、エア
ギャップを介して固定子内周部と対向するように配置さ
れて永久磁石形電動機を構成する。この様子を図2に拡
大して示す。スリーブ3が非磁性体であることから、個
々の磁石2aにおけるN極とS極の磁束短絡は微量であ
り、磁石による磁束量Φが大きくなって(2)式に示し
た主磁束トルクT1が大きく構成される。
The rotor 11a constructed as described above is supported by the shaft 6, and is disposed so as to be opposed to the inner peripheral portion of the stator via an air gap as in the examples of FIGS. Construct a magnet type electric motor. This situation is shown in FIG. Since the sleeve 3 is a non-magnetic material, the magnetic flux short-circuit between the N pole and the S pole in each magnet 2a is very small, and the amount of magnetic flux Φ by the magnet becomes large, so that the main magnetic flux torque T1 shown in the equation (2) is Largely composed.

【0019】一方、固定子の巻線16に通電することに
より、エアギャップ10を介して固定子磁束20が回転
子へ流出入するが、回転子鉄心1aを形成する4角形の
各コーナー部分19が各極の中央部と比べて回転子外周
部に向けて突出した形状となっているため、図5に示し
た円弧状の鉄心外周を有する回転子と異なり、Ld<L
qとなって逆突極機となっている。さらに上記コーナー
部分19には放射状の突起18を備えているため、固定
子磁束20が効率よく誘導されてq軸インダクタンスが
大きくなって突極比Lq/Ldが大きくなる。この結
果、リラクタンストルクを活用することができ、(3)
式に示したT2が大きく構成される。
On the other hand, when the stator winding 16 is energized, the stator magnetic flux 20 flows into and out of the rotor through the air gap 10, but each of the quadrangular corner portions 19 forming the rotor core 1a. Has a shape protruding toward the outer periphery of the rotor as compared with the central portion of each pole. Therefore, unlike the rotor having the arc-shaped core outer periphery shown in FIG. 5, Ld <L
q is a reverse salient pole machine. Further, since the corner portion 19 is provided with the radial projection 18, the stator magnetic flux 20 is efficiently induced, the q-axis inductance is increased, and the salient pole ratio Lq / Ld is increased. As a result, the reluctance torque can be utilized, and (3)
T2 shown in the equation is configured to be large.

【0020】このように図2に示す電動機は主磁束トル
クT1が大きく、且つリラクタンストルクT2も兼ね備
えているため、これらが加算されたトルクTを大きくで
きる特長を有している。従って従来と同一トルクにて比
較すれば、電動機の銅損が減少して電動機効率を大きく
向上させることができる。
As described above, the electric motor shown in FIG. 2 has a large main magnetic flux torque T1 and also has a reluctance torque T2. Therefore, when compared with a conventional motor at the same torque, the copper loss of the motor is reduced, and the motor efficiency can be greatly improved.

【0021】但し上記電動機においては、図5の例で説
明したように、スリーブ3に発生する渦電流損失が電動
機効率を低下させるために、飛躍的な効率改善にまで至
らないという課題が存在する。そこで、さらに本発明に
おいては、インバータを介して固定子巻線16に印加さ
れる電圧を、PAM波、もしくは交流商用電源を全波整
流したリンク電源を用いたPWM波、もしくは交流商用
電源を全波整流した後に昇圧チョッパ回路を用いた能動
形の力率改善回路を介したリンク電源を用いたPWM
波、もしくは前記各波の複合されたもので構成する。こ
の結果、従来の倍電圧整流したリンク電圧と比較して、
デュティ幅の広い電圧によって電動機が駆動されること
になり、固定子巻線16に印加される電圧に含まれる時
間高調波成分が格段に減少し、これによる渦電流損が減
少して上記電動機の構成上の特徴を生かしたさらなる高
効率の電動機とすることができる。
However, in the above-described motor, as described in the example of FIG. 5, there is a problem that the eddy current loss generated in the sleeve 3 lowers the motor efficiency, so that the efficiency is not drastically improved. . Therefore, in the present invention, the voltage applied to the stator winding 16 via the inverter is changed to a PAM wave, a PWM wave using a link power obtained by full-wave rectification of an AC commercial power supply, or an AC commercial power supply. PWM using link power supply through active power factor correction circuit using boost chopper circuit after wave rectification
It consists of waves or a composite of each of the above waves. As a result, compared to the conventional double voltage rectified link voltage,
The motor is driven by the voltage having a large duty width, and the time harmonic component contained in the voltage applied to the stator winding 16 is significantly reduced, thereby reducing the eddy current loss. It is possible to provide an even more efficient motor utilizing the features of the configuration.

【0022】また図1に示した回転子11aにおいて
は、蒲鉾形状の磁石2aの製造上の問題から、磁石2a
の外周部にスリーブ3を嵌着する際に以下に述べるよう
な障害が発生する。
In the rotor 11a shown in FIG. 1, the magnet 2a
When the sleeve 3 is fitted to the outer peripheral portion of the device, the following failure occurs.

【0023】周知のように、フェライトやネオジウム系
希土類等の磁石は、電動機に使用するに際して、最終工
程で研削による寸法調整を施して形成されている。即
ち、蒲鉾形状の磁石の場合、回転子鉄心に当接する内周
側の直線部と、スリーブに嵌着される外周側の円弧部と
は、先ず一方が研削されて、しかる後その研削面を基準
にして他方が研削されるようになっている。図4におい
て、実線で示す磁石M1の研削済みの外周側の円弧部を
基準として内周側の直線部を研削する場合、この研削型
内で磁石M1が角度A傾いて破線で示すM2のような状
態となると、研削ラインLによって磁石が研削されて、
格子状のハッチングにて示されるような磁石形状に仕上
がることになる。この仕上がった磁石は、ラインLを回
転子鉄心の外周部の辺に当接させて配置されるため、軸
心に中心を有する設計上の理想半径R1によって外周部
が形成されるべきところ、この外周部から突出する部分
Bが生じることになる。
As is well known, magnets such as ferrite and neodymium rare earths are formed by performing dimensional adjustment by grinding in a final step when used in an electric motor. In other words, in the case of a kamaboko-shaped magnet, one of the inner peripheral straight portion abutting on the rotor core and the outer peripheral arc portion fitted to the sleeve is first ground, and then the ground surface is removed. The other is ground based on the standard. In FIG. 4, when grinding the straight portion on the inner circumference side with reference to the grounded arc portion on the outer circumference side of the magnet M1 shown by the solid line, the magnet M1 is inclined at the angle A in this grinding die and is shown by M2 shown by the broken line. The magnet is ground by the grinding line L,
It will be finished in the magnet shape as shown by the grid-like hatching. Since the finished magnet is arranged with the line L in contact with the side of the outer peripheral portion of the rotor core, the outer peripheral portion should be formed by the design ideal radius R1 having the center at the axis. A portion B protruding from the outer peripheral portion is generated.

【0024】上記のような傾きを有した磁石の外周部に
スリーブをしまりばめによって嵌着しようとする場合、
突出部分Bによって嵌着不能となるケースが多発する。
このことを見込んで予めスリーブの内径を大きく設計す
ると、傾きを有しない正常な研削状態で磁石が仕上がる
場合もあるので、そのような場合にはスリーブの嵌合が
緩くなってしまい、スリーブ及び磁石がしっかりと固定
できなくなってしまう問題が発生する。
When the sleeve is to be fitted to the outer peripheral portion of the magnet having the above inclination by interference fit,
In many cases, the protrusion B makes the fitting impossible.
If the inner diameter of the sleeve is designed to be large in consideration of this fact, the magnet may be finished in a normal grinding state without inclination, so in such a case, the fitting of the sleeve becomes loose, and the sleeve and the magnet However, there is a problem that it cannot be fixed firmly.

【0025】上記問題点に鑑み、本発明においては、図
3に示すような磁石2dを採用する。図3において、R
1は軸心に中心を有する磁石外周部の設計上の理想円弧
の半径であり、スリーブ内径が嵌着される円弧面であ
る。磁石2dの外周部の円弧面の半径R2は、上記半径
R1よりも曲率が大きく形成されている。この結果、磁
石2dの理想円弧面とスリーブ内周部とは磁石2dの中
央部分で当接し、両端部において離間することになる。
従って、図4に示したように研削ラインLが傾いて研削
された場合であっても、ラインLを回転子鉄心の外周部
の辺に当接させて配置したとき、理想外周R1から磁石
2dが突出することがない。尚、この磁石2dの外周部
の円弧面は、全外周を同一曲率で形成する必要はなく、
適宜部分的に曲率を変更して形成しても構わない。
In view of the above problems, the present invention employs a magnet 2d as shown in FIG. In FIG. 3, R
Reference numeral 1 denotes a design ideal arc radius of a magnet outer peripheral portion having a center at an axis, and is an arc surface on which the sleeve inner diameter is fitted. The radius R2 of the arc surface of the outer peripheral portion of the magnet 2d is formed to have a larger curvature than the radius R1. As a result, the ideal arc surface of the magnet 2d and the inner peripheral portion of the sleeve come into contact at the central portion of the magnet 2d and are separated at both ends.
Therefore, even if the grinding line L is inclined and ground as shown in FIG. Does not protrude. In addition, it is not necessary to form the entire outer circumference with the same curvature in the arc surface of the outer circumference of the magnet 2d.
The curvature may be partially changed as appropriate.

【0026】また上記図3に示す構成の特徴として、前
述のように磁石2dの円弧面とスリーブ内径の円弧面と
の当接部分が減少するため、この当接部分のしめしろが
多少大きくなっても焼きばめや圧入に支障が生じること
がない。このため磁石やスリーブの仕上げ寸法の公差が
緩和されるといった特長も有している。
As a feature of the configuration shown in FIG. 3, as described above, the contact portion between the arc surface of the magnet 2d and the arc surface of the inner diameter of the sleeve is reduced, so that the interference of this contact portion is slightly increased. Even so, there is no problem in shrink fitting and press fitting. For this reason, there is also a feature that the tolerance of the finished dimensions of the magnet and the sleeve is reduced.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、磁石の外周部が非磁性
体となっているため、磁石による磁束量が大きくなって
主磁束トルク成分が大きく構成され、同時に回転子鉄心
を形成する多角形の各コーナー部分が回転子の外周部に
向けて突出するとともに、この部分に放射状の突起を備
えているため、q軸インダクタンスが大きくなってリラ
クタンストルク成分も兼ね備えたものとなる。従って、
電動機のトルクを大きくすることができ、同一トルク基
準で比較すれば、電動機の銅損が減少して電動機効率を
大きく向上させることができる。
According to the present invention, since the outer peripheral portion of the magnet is made of a non-magnetic material, the amount of magnetic flux by the magnet is increased, so that the main magnetic flux torque component is increased. Since each corner of the rectangular shape projects toward the outer peripheral portion of the rotor and has radial projections at this portion, the q-axis inductance is increased and the reluctance torque component is also provided. Therefore,
It is possible to increase the torque of the motor, and when compared on the basis of the same torque, the copper loss of the motor can be reduced, and the motor efficiency can be greatly improved.

【0028】また、磁石の外周部の曲率をスリーブの内
径の曲率よりも大きくしたことにより、回転子鉄心の外
周部の辺上に磁石を装着したとき、磁石の研削精度のば
らつきにかかわらず磁石の外周部が所定の円内に収まっ
てスリーブとのはめあいの不良がなく、また仕上げ寸法
の公差が緩和されてはめあいの設定が容易となる。
Further, the curvature of the outer peripheral portion of the magnet is made larger than the curvature of the inner diameter of the sleeve, so that when the magnet is mounted on the outer peripheral side of the rotor core, regardless of the variation in the grinding accuracy of the magnet, The outer peripheral portion is within a predetermined circle, so that there is no inferior fit with the sleeve, and the tolerance of the finished dimension is relaxed, so that the setting of the fit becomes easy.

【0029】さらに本発明においては、インバータを介
して固定子巻線に印加される電圧を、PAM波、もしく
は交流商用電源を全波整流したリンク電源を用いたPW
M波、もしくは交流商用電源を全波整流した後に昇圧チ
ョッパ回路を用いた能動形の力率改善回路を介したリン
ク電源を用いたPWM波、もしくは前記各波の複合され
たもので構成することにより、デュティ幅の広い時間高
調波成分の少ない電圧によって電動機が駆動されること
になり、渦電流損が減少してさらなる高効率の電動機と
することができる。
Further, in the present invention, the voltage applied to the stator winding via the inverter is converted to a PAM wave or a PW using a link power source obtained by full-wave rectification of an AC commercial power source.
M wave, full-wave rectified AC commercial power, then PWM wave using a link power supply via an active power factor correction circuit using a boost chopper circuit, or a composite of the above waves As a result, the motor is driven by a voltage having a wide duty width and a small time harmonic component, and eddy current loss is reduced, so that a more efficient motor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す電動機の回転子の平面断
面図。
FIG. 1 is a plan sectional view of a rotor of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回転子を備えた電動機の要部を拡大して
示す平面断面図。
FIG. 2 is an enlarged plan sectional view showing a main part of the electric motor including the rotor shown in FIG. 1;

【図3】本発明における永久磁石の平面説明図。FIG. 3 is an explanatory plan view of a permanent magnet according to the present invention.

【図4】永久磁石の研削加工の例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an example of grinding processing of a permanent magnet.

【図5】従来例を示す電動機の平面断面図。FIG. 5 is a plan sectional view of a motor showing a conventional example.

【図6】図5の電動機の正面断面図。FIG. 6 is a front sectional view of the electric motor shown in FIG. 5;

【図7】別の従来例を示す電動機の回転子の平面断面
図。
FIG. 7 is a plan sectional view of a rotor of an electric motor showing another conventional example.

【符号の説明】 1a,1b,1c…回転子鉄心、2a,2b,2c,2
d…永久磁石、3…スリーブ、6…軸、10…エアギャ
ップ、11a,11b,11c…回転子、12…固定
子、13…固定子鉄心、16…巻線、18…突起。
[Description of Signs] 1a, 1b, 1c: rotor cores, 2a, 2b, 2c, 2
d: permanent magnet, 3: sleeve, 6: shaft, 10: air gap, 11a, 11b, 11c: rotor, 12: stator, 13: stator core, 16: winding, 18: protrusion.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光彦 名古屋市瑞穂区新開町11−9 シティコー ポ新開405 (72)発明者 金子 清一 三重県桑名郡木曽岬町栄68−4 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiko Sato 11-9 Shinkaicho, Mizuho-ku, Nagoya-shi 405 Shinkai Kapo (72) Inventor Seiichi Kaneko 68-4 Sakae, Kisosaki-cho, Kuwana-gun, Mie Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子鉄心に複数相の巻線を備えた固定
子の内側に、回転子鉄心に複数個の永久磁石を装着した
回転子を対向配置し、インバータを介して前記巻線に通
電することにより前記回転子を回転駆動するように構成
した永久磁石形電動機において、回転軸に垂直な断面に
おいて、前記回転子鉄心は外周部が多角形をなす複数の
辺によって形成されるとともに、前記多角形の各頂点に
放射状の突起を備え、また前記永久磁石は前記回転子鉄
心の辺に当接する直線部と、外周部を形成する円弧部と
を備えた略蒲鉾形に形成され、前記永久磁石の外周部に
は円筒状の非磁性スリーブが嵌着されていることを特徴
とする永久磁石形電動機。
1. A rotor having a plurality of permanent magnets mounted on a rotor core facing each other inside a stator having a plurality of windings on a stator core, and the rotor is connected to the winding via an inverter. In a permanent magnet motor configured to rotate the rotor by energizing, in a cross section perpendicular to a rotation axis, the rotor core is formed by a plurality of sides having an outer peripheral portion forming a polygon, Each of the polygons is provided with a radial projection at each vertex, and the permanent magnet is formed in a substantially semi-cylindrical shape having a linear portion abutting on a side of the rotor core and an arc portion forming an outer peripheral portion, A permanent magnet type electric motor characterized in that a cylindrical non-magnetic sleeve is fitted around the outer periphery of the permanent magnet.
【請求項2】 前記永久磁石の外周部の曲率を前記スリ
ーブの内径の曲率より大きくしたことを特徴とする請求
項1記載の永久磁石形電動機。
2. The permanent magnet type electric motor according to claim 1, wherein a curvature of an outer peripheral portion of the permanent magnet is larger than a curvature of an inner diameter of the sleeve.
【請求項3】 前記インバータを介して前記巻線に印加
される電圧が、PAM波、もしくは交流商用電源を全波
整流したリンク電源を用いたPWM波、もしくは交流商
用電源を全波整流した後に昇圧チョッパ回路を用いた能
動形の力率改善回路を介したリンク電源を用いたPWM
波、もしくは前記各波の複合されたものであることを特
徴とする請求項1または2記載の永久磁石形電動機。
3. A voltage applied to the winding via the inverter is a PAM wave, a PWM wave using a link power source obtained by full-wave rectifying an AC commercial power source, or after a full-wave rectification of an AC commercial power source. PWM using link power supply via active power factor correction circuit using boost chopper circuit
The permanent magnet type electric motor according to claim 1, wherein the permanent magnet type electric motor is a wave or a composite of the waves.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106602747A (en) * 2015-10-15 2017-04-26 赵洪虎 Electric generator without magnetic resistance

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