JPH11299199A - 永久磁石式回転電機及びそれを用いた電動車両 - Google Patents

永久磁石式回転電機及びそれを用いた電動車両

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JPH11299199A JP10106448A JP10644898A JPH11299199A JP H11299199 A JPH11299199 A JP H11299199A JP 10106448 A JP10106448 A JP 10106448A JP 10644898 A JP10644898 A JP 10644898A JP H11299199 A JPH11299199 A JP H11299199A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成形磁石をスキューすることなくコギングトル
クが低減できる永久磁石式回転電機及びそれを用いた電
動車両を提供する。 【解決手段】固定子鉄心２を有する固定子１と、該固定
子鉄心２にギャップ５を有して対向し、複数の永久磁石
８が内蔵された回転子鉄心７を有する回転子６とを有す
る永久磁石式回転電機の各永久磁石の固定子１側の外周
面の周方向幅と回転子６の軸芯とのなす角度θ（機械角
度）を、固定子１のスロットピッチをτs（機械角
度）、極数をＰとしたとき、θ≒ｎ×τs＋16／Ｐ（ｎ
は自然数）に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の永久磁石
を回転子の周方向に埋め込んで構成される永久磁石式回
転電機及びそれを用いた電動車両に関するものである
【０００２】
【従来の技術】永久磁石式回転電機において、コギング
トルクの低減を図るものとして、特開平7-336808号公報
に記載のように、コギングトルクを打ち消すトルクを出
力して制御するものが開示されている。また、特開平8-
223832号公報に記載のように、回転電機の積層回転子鉄
心内の永久磁石を軸方向にスキューすることにより、コ
ギングトルクを低減する方法も開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平8-223832号公報
に記載の技術は、積層回転子鉄心内の永久磁石を軸方向
にスキューすることにより成り立っているが、成形した
磁石をスキューするのは困難なため、永久磁石として磁
性材料粉末を含む樹脂を射出成形して作られる樹脂磁石
を使用し、スキューを行って、コギングトルクを低減し
ている。
【０００４】しかし、樹脂磁石は、性能が均一になりに
くく、またコストも高いため、できれば、樹脂磁石では
なく、成形磁石を用いたい。しかし、成形磁石はスキュ
ーするのが困難なため、成形磁石は用いるが、成形磁石
をスキューしないでコギングトルクを低減する手法が望
まれている。
【０００５】本発明の目的は、以上の点に鑑みなされた
ものであり、成形磁石をスキューすることなくコギング
トルクが低減できる永久磁石式回転電機及びそれを用い
た電動車両を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における永久磁石式回転電機の特徴とすると
ころは、回転子鉄心に内蔵された複数の永久磁石の固定
子側の外周面の周方向幅と回転子の軸芯とのなす角度θ
（機械角度）を、固定子のスロットピッチをτs（機械
角度）、極数をＰとしたとき、θ≒ｎ×τs＋16／Ｐに
設定することにある。
【０００７】具体的には本発明は次に掲げる永久磁石式
回転電機を提供する。
【０００８】本発明は、固定子巻線を巻回した固定子鉄
心を有する固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有
して対向し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された
回転子鉄心を有する回転子とを有する永久磁石式回転電
機において、前記固定子のスロットピッチをτs（機械
角度）、極数をＰとしたとき、前記各永久磁石の固定子
側の外周面の周方向幅と前記回転子の軸芯とのなす角度
θ（機械角度）が、θ≒ｎ×τs＋16／Ｐ（ｎは自然
数）であることを特徴とする永久磁石式回転電機を提供
する。
【０００９】また、本発明は、固定子巻線を巻回した固
定子鉄心を有する固定子と、該固定子鉄心に回転ギャッ
プを有して対向し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵
された回転子鉄心を有する回転子とを有する永久磁石式
回転電機において、前記固定子のスロット数を48、前記
固定子のスロットピッチを7.5度（機械角度）、前記永
久磁石の極数を８としたとき、前記各永久磁石の固定子
側の外周面の周方向幅と前記回転子の軸芯とのなす角度
θ（機械角度）が32度であることを特徴とする永久磁石
式回転電機を提供する。
【００１０】また、本発明は、直流電圧を供給するバッ
テリーと、前記供給された直流電圧を交流電圧に変換す
るインバータと、前記変換された交流電圧により車両を
駆動する駆動トルクを出力する永久磁石式回転電機とを
有する電動車両において、前記永久磁石式回転電機は、
固定子鉄心を有する固定子と、該固定子鉄心に回転ギャ
ップを有して対向し、複数の永久磁石が内蔵された回転
子鉄心を有する回転子とを有し、前記固定子のスロット
ピッチをτs（機械角度）、極数をＰとしたとき、前記
各永久磁石の固定子側の外周面の周方向幅と前記回転子
の軸芯とのなす角度θ（機械角度）を、θ≒ｎ×τs＋1
6／Ｐ（ｎは自然数）にすることにより、所定の駆動ト
ルクを出力し、前記駆動トルクで前記車両の車輪または
車輪駆動軸を直接的に駆動することを特徴とする電動車
両を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例に係
る永久磁石式回転電機及びそれを用いた電動車両を、図
を用いて説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施の形態例に係
る三相８極／48スロットの永久磁石式回転電機の１ポー
ルペアを示す。図１において固定子１は従来構成と同一
であり、ほぼ環状をなす固定子鉄心２に形成された48個
のスロット３にＵ相の固定子巻線Ｕ１、及びＶ相の固定
子巻線Ｖ１、並びにＷ相の固定子巻線Ｗ１を挿入配置し
て構成されている。固定子鉄心２の内周部には、各スロ
ットに対応して開口部４が形成されている。
【００１３】これに対して、回転子６は、回転軸９に回
転子鉄心７を嵌合固着し、この回転子鉄心７の外周部周
方向に形成された打抜の収納部に、Ｎ極とＳ極とが交互
になるように着磁されてるネオジウム製の永久磁石８を
各収納部に軸方向から挿入して組込むことによって構成
されている。
【００１４】また、回転子６は、回転子鉄心７の外周部
と固定子鉄心２の内周部との間に所定のギャップ５を有
する状態で回転可能に配置されている。なお、回転子鉄
心７は、収納部形成用の孔が形成された硅素鋼板を多数
枚積層して構成されている。
【００１５】永久磁石８として、その周方向の断面にお
いて、固定子１側の辺、すなわち外周面幅が軸に対して
なす角度をθとしたとき、θを変化させるとコギングト
ルクが変化する。
【００１６】図２は、出力50kWの回転電機において、角
度θを32度とした場合の磁場解析結果を示し、図３〜図
５に、角度θを30、32、34度にした場合のコギングトル
クを示す。
【００１７】図３〜５を比較すると、θ＝32度の場合が
コギングトルクが小さくなることがわかる。図を詳細に
見ると、図３のθ＝30度の場合は高調波成分が大きく、
図５のθ＝34度の場合も波形が歪んでいるため、高調波
成分が支配的である。
【００１８】よって、電気角30度周期の基本成分のみの
波形であるθ＝32度の場合が最もコギングトルクを低減
できる。これは、本発明対象の埋込永久磁石式回転電機
の場合、回転ギャップとして0.3〜0.5mm、磁石を埋め込
むための鉄部の厚さが１〜２mm存在するため、本来コギ
ングトルクが最小となる角度θ＝ｎ×τsにずれが生じ
るからである。
【００１９】図６に、角度θを変化させた場合のコギン
グトルクのピークからピークまでの解析値とθ＝32度の
場合の実測値を示す。θ＝32度の場合のコギングトルク
の実測値と解析値が良く一致していることから、本解析
の妥当性が検証できている。図６に示すようにθ＝24、
32、39度の場合がコギングトルクが小さく、これはスロ
ットピッチτs＝7.5度のｎ倍に16／Ｐ（Ｐは極数で本例
の場合８）を加えた数値である24.5、32、39.5度と少な
くとも誤差±１度の範囲内で一致している。
【００２０】即ち、θ（度）が、 θ≒ｎ×τs＋16／Ｐ（ｎは自然数） で表される値のとき、コギングトルクを低減できる。
【００２１】さらに、上記のθの角度によるコギングト
ルク低減手法の汎用性を確認するため、出力62kWで、半
径や積厚が異なる回転電機について検討した磁場解析結
果を図７に、図８に角度θを変化させた場合のコギング
トルクのピークからピークまでの解析値とθ＝32度の場
合の実測値を示す。図８においてもθ＝32度の場合のコ
ギングトルクの実測値と解析値は良く一致している。
【００２２】図８に示すように、θ＝25、32度の場合が
コギングトルクが小さく、この回転電機においても、ス
ロットピッチτs＝7.5度のｎ倍に16／Ｐ（Ｐは極数で本
例の場合８）を加えた数値である24.5、32度と少なくと
も誤差±１度の範囲内で一致している。
【００２３】また、極数が異なる例として、16極機の回
転電機について検討した磁場解析結果を図９に示し、図
１０に、角度θを変化させた場合のコギングトルクのピ
ークからピークまでの解析値を示す。
【００２４】図１０に示すように、θ＝16.5度の場合が
コギングトルクが小さく、この回転電機においても、ス
ロットピッチτs＝7.5度のｎ倍に16／Ｐ（Ｐは極数でこ
の例の場合16）を加えた数値である16度と少なくとも誤
差±１度の範囲内で一致している。
【００２５】ここで、回転電機の駆動トルクＴは、永久
磁石による磁束をψ、ｑ軸インダクタンスをＬq、ｄ軸
インダクタンスをＬd、ｑ軸巻線電流をＩq、ｄ軸巻線電
流をＩdとすると、 Ｔ＝ψＩq＋（Ｌq−Ｌd）Ｉq×Ｉd で表される。
【００２６】この式において右辺の第１項は永久磁石の
主磁束によるトルクであり、第２項は隣り合った永久磁
石間回転子部材、すなわち補助突極によるリラクタンス
トルクである。これら二つの値は、それぞれ永久磁石、
補助突極がなす回転子の周方向の角度に依存することか
ら、所定の駆動トルク、すなわち最大駆動トルクが得ら
れる永久磁石の周方向の角度は個々の回転子において一
義的に定まる。
【００２７】図１１に、出力50kWの８極機の回転電機に
おける角度θとモータの使用頻度を考慮した加重平均効
率（インバータ損失含む）との解析値の関係及びθ＝32
度の場合の実測値を示す。
【００２８】θ＝32度の場合の効率の実測値と解析値は
ほぼ一致し、本解析の妥当性を示している。図１１から
θ＝32度の場合が最も効率が高く、この角度は前述のよ
うにコギングトルクが低減でき、かつ高効率となること
が分かる。
【００２９】さらに、本実施の形態例に係わる永久磁石
式回転電機は、電動車両の駆動モータとして用いた場合
に有効である。
【００３０】永久磁石式回転電機を駆動モータとして用
いた電動車両の例として、電気自動車の構成を図１２に
示す。図１２に示すように、バッテリー２０から供給さ
れる直流電圧をインバータ３０で交流に変換し、コント
ロールユニット４０により、所定のトルク、回転数で電
動機１０が駆動する。
【００３１】電動機１０と車軸は直接的に連結されてい
るため、コギングトルクの大きい電動機を用いた場合、
始動時と停止時に振動が発生する。
【００３２】本発明の永久磁石回転電機を用いることに
より、スキューによる電動機の高コスト、もしくはコギ
ングトルクを打ち消すトルクを出力するコギングトルク
制御により高コストとすることなく、電動機のコギング
トルクを低減でき、この電動機を用いることにより、車
両の始動時と停止時の振動が小さい快適な電動車両を得
ることができる。
【００３３】なお、本発明は、永久磁石の形状が、第１
の実施の形態例で示した矩形に限らず、色々な形状で成
り立つ。図１３は、本発明の第２の実施の形態例に係わ
る永久磁石式回転電機の構成を示し、永久磁石８の形状
がアーク形の場合を示す。この場合も第１の実施の形態
例と同じように、角度θを最適な値とすることにより、
コギングトルクを低減できる。
【００３４】また、永久磁石８は、ネオジウム磁石以外
でも良く、永久磁石の個数（極数）は８極や16極以外で
も良く、固定子のスロット数も48個以外でも良い。な
お、コギングトルクの低減が必要なものは、内転型、外
転型などの回転電機に限らず、リニアモータなどにも応
用できる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、成形磁石をスキューす
ることなくコギングトルクが低減できるので、永久磁石
式回転電機の性能向上が図れ、かつコスト低減を図るこ
とができる。
【００３６】また、本発明の永久磁石式回転電機を電動
車両に用いることにより、車両の始動時もしくは停止時
の振動が低減でき、乗り心地を快適にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る永久磁石式
回転電機の構成図である。
【図２】図１の角度θを32度とした場合の磁場解析を示
す図である。
【図３】図１の角度θを30度とした場合のコギングトル
クを示す図である。
【図４】図１の角度θを32度とした場合のコギングトル
クを示す図である。
【図５】図１の角度θを34度とした場合のコギングトル
クを示す図である。
【図６】図１の角度θを変化させた場合のコギングトル
クのピークからピークまでの解析値とθ＝32度の場合の
実測値を示す図である。
【図７】図１の角度θを、半径や積厚、出力が異なる回
転電機に適用した場合の磁場解析を示す図である。
【図８】図７の角度θを変化させた場合のとギングトル
クのピークからピークまでの解析値とθ＝32度の場合の
実測値を示す図である。
【図９】図１の角度θを16極機の実施形態に適用した場
合の磁場解析を示す図である。
【図１０】図９のθを変化させた場合のコギングトルク
のピークからピークまでの解析値を示す図である。
【図１１】図１の角度θとモータの使用頻度を考慮した
加重平均効率（インバータ損失含む）との解析値の関係
及びθ＝32度の場合の実測値を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態例に係る永久磁石
式回転電機を用いた電気自動車の構成図である
【図１３】本発明の第２の実施の形態例に係る永久磁石
式回転電機の構成図である。
【符号の説明】
１…固定子、２…固定子鉄心、３…固定子スロット、４
…固定子開口部、５…ギャップ、６…回転子、７…回転
子鉄心、８…永久磁石、９…回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 孝司 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小泉 修 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固定子巻線を巻回した固定子鉄心を有する
    固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有して対向
    し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された回転子鉄
    心を有する回転子とを有する永久磁石式回転電機におい
    て、 前記固定子のスロットピッチをτs（機械角度）、極数
    をＰとしたとき、前記各永久磁石の固定子側の外周面の
    周方向幅と前記回転子の軸芯とのなす角度θ（機械角
    度）が、 θ≒ｎ×τs＋16／Ｐ（ｎは自然数） であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
  2. 【請求項２】固定子巻線を巻回した固定子鉄心を有する
    固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有して対向
    し、複数の永久磁石が周方向に配置内蔵された回転子鉄
    心を有する回転子とを有する永久磁石式回転電機におい
    て、前記固定子のスロット数を48、前記固定子のスロッ
    トピッチを7.5度（機械角度）、前記永久磁石の極数を
    ８としたとき、前記各永久磁石の固定子側の外周面の周
    方向幅と前記回転子の軸芯とのなす角度θ（機械角度）
    が32度であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
  3. 【請求項３】直流電圧を供給するバッテリーと、前記供
    給された直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
    前記変換された交流電圧により車両を駆動する駆動トル
    クを出力する永久磁石式回転電機とを有する電動車両に
    おいて、前記永久磁石式回転電機は、固定子鉄心を有す
    る固定子と、該固定子鉄心に回転ギャップを有して対向
    し、複数の永久磁石が内蔵された回転子鉄心を有する回
    転子とを有し、前記固定子のスロットピッチをτs（機
    械角度）、極数をＰとしたとき、前記各永久磁石の固定
    子側の外周面の周方向幅と前記回転子の軸芯とのなす角
    度θ（機械角度）を、θ≒ｎ×τs＋16／Ｐ（ｎは自然
    数）にすることにより、所定の駆動トルクを出力し、前
    記駆動トルクで前記車両の車輪または車輪駆動軸を直接
    的に駆動することを特徴とする電動車両。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6429565B1 (en) 2000-03-03 2002-08-06 Hitachi, Ltd. Permanent magnet type electric rotating machine and hybrid electric vehicle using it
JP2005261024A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Hitachi Ltd 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両
WO2008108520A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-12 Lg Electronics Inc. Motor
US7977843B2 (en) 2007-10-04 2011-07-12 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap type motor
US8035266B2 (en) 2007-04-17 2011-10-11 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8040008B2 (en) 2007-10-04 2011-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8053942B2 (en) 2007-08-29 2011-11-08 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8283829B2 (en) 2007-06-26 2012-10-09 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8664820B2 (en) 2010-09-20 2014-03-04 Halla Climate Control Corporation Electric motor-driven compressor for vehicle
US8836184B2 (en) 2010-09-20 2014-09-16 Halla Climate Control Corporation Compressor for vehicle
DE102014106188A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Suzuki Motor Corporation Rotierende elektrische Synchronmaschine mit internem Permanentmagnet

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133662A (en) * 1996-09-13 2000-10-17 Hitachi, Ltd. Permanent magnet dynamoelectric rotating machine and electric vehicle equipped with the same
FR2797535B1 (fr) * 1999-08-09 2001-10-12 Leroy Somer Dispositif de production d'electricite
EP1139548B1 (en) * 2000-03-31 2010-02-17 Sanyo Denki Co., Ltd. Interior permanent magnet synchronous motor
EP1207616B1 (en) * 2000-06-02 2014-11-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Brushless motor
US7245054B1 (en) 2000-11-01 2007-07-17 Emerson Electric Co. Permanent magnet electric machine having reduced cogging torque
US6597078B2 (en) 2000-12-04 2003-07-22 Emerson Electric Co. Electric power steering system including a permanent magnet motor
US6707209B2 (en) 2000-12-04 2004-03-16 Emerson Electric Co. Reduced cogging torque permanent magnet electric machine with rotor having offset sections
US6774521B2 (en) * 2001-05-16 2004-08-10 Koyo Seiko Co., Ltd. Brushless DC motor
US6867526B2 (en) * 2001-09-05 2005-03-15 Koyo Seiko Co., Ltd. Brushless DC motor
US6858960B1 (en) 2002-09-17 2005-02-22 Dana Corporation Low cogging permanent magnet motor
US6819068B2 (en) * 2002-09-20 2004-11-16 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Brushless DC motor having dual hall sensor
US20050057106A1 (en) * 2002-12-10 2005-03-17 Ballard Power Systems Corporation Methods and systems for electric machines having windings
US20040217666A1 (en) * 2002-12-11 2004-11-04 Ballard Power Systems Corporation Rotor assembly of synchronous machine
US6788013B2 (en) * 2003-02-10 2004-09-07 Delphi Technologies, Inc. Permanent magnet electric motor and method of making same
JP3993564B2 (ja) 2004-01-13 2007-10-17 三菱重工業株式会社 シリーズハイブリッド電気自動車
JP3638944B1 (ja) * 2004-02-04 2005-04-13 山洋電気株式会社 永久磁石内蔵型回転モータの極弧率の決定方法及び永久磁石内蔵型回転モータ
JP2005224006A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｉｐｍ回転電機
US7679252B2 (en) * 2005-04-13 2010-03-16 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Magnet embedded motor, rotor unit, and method for manufacturing rotor unit
US7385328B2 (en) * 2006-05-23 2008-06-10 Reliance Electric Technologies, Llc Cogging reduction in permanent magnet machines
US8030816B2 (en) * 2006-06-06 2011-10-04 Honda Motor Co., Ltd. Motor and motor control device
US20080024028A1 (en) * 2006-07-27 2008-01-31 Islam Mohammad S Permanent magnet electric motor
US7549504B2 (en) * 2006-07-28 2009-06-23 Delphi Technologies, Inc. Quadrant dependent active damping for electric power steering
US7543679B2 (en) * 2006-07-28 2009-06-09 Delphi Technologies, Inc. Compensation of periodic sensor errors in electric power steering systems
WO2008068977A1 (ja) * 2006-12-06 2008-06-12 Honda Motor Co., Ltd. アキシャルギャップ型モータ
US7725227B2 (en) 2006-12-15 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Method, system, and apparatus for providing enhanced steering pull compensation
JP5123009B2 (ja) * 2008-03-05 2013-01-16 株式会社ミツバ ブラシレスモータ
JP5123008B2 (ja) * 2008-03-05 2013-01-16 株式会社ミツバ ブラシレスモータ
DE102009026287A1 (de) 2009-07-29 2011-02-10 Sabinski, Joachim, Dr.-Ing. Permanentmagnetläufer mit geschützt und versenkt angeordneten, tangential ausgerichteten Permanentmagneten bei radialer Ausrichtung der Magnetpole als Innenläuferausführung oder Außenläuferausführung rotierender elektrischer Maschinen und Verfahren zur Montage dieser Permanentmagnetläufer
JP2014121255A (ja) * 2012-12-12 2014-06-30 Hyundai Motor Company Co Ltd 環境に優しい自動車の駆動モータ、及びこの駆動モータの回転子構造
JP6379462B2 (ja) * 2013-09-03 2018-08-29 富士電機株式会社 永久磁石埋め込み式回転電機
KR101633014B1 (ko) * 2016-01-14 2016-06-23 노순창 코깅 토르크를 최소화하는 영구자석 회전장치와 이를 이용한 영구자석발전기 및 영구자석전동기
US10505415B2 (en) * 2016-05-19 2019-12-10 GM Global Technology Operations LLC Permanent magnet electric machine
US10605217B2 (en) 2017-03-07 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Vehicle engine starter control systems and methods
US10916982B2 (en) * 2018-01-05 2021-02-09 Nidec Motor Corporation Rotor having longitudinal recesses in outer surface between V-slot poles
US10480476B2 (en) 2018-04-24 2019-11-19 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
US10436167B1 (en) 2018-04-24 2019-10-08 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
US11575285B2 (en) * 2020-12-09 2023-02-07 Ford Global Technologies, Llc Electric machine
TWI801840B (zh) * 2021-04-14 2023-05-11 東元電機股份有限公司 具有邊緣缺口之轉子結構
US11646617B2 (en) * 2021-08-30 2023-05-09 Hiwin Mikrosystem Corp. High-frequency rotating structure with permanent magnet rotor having grooves and magnetic barrier spaces

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920000717B1 (ko) * 1984-07-25 1992-01-20 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 영구자석전기
JPS63310357A (ja) * 1987-06-10 1988-12-19 Fanuc Ltd 三相交流同期電動機
IT1245432B (it) * 1991-03-04 1994-09-20 Magneti Marelli Spa Perfezionamenti nei motori brushless trifasi con controllo ad una semionda
JPH0823664A (ja) * 1994-05-02 1996-01-23 Aisin Aw Co Ltd モータ
JP3114494B2 (ja) * 1994-06-06 2000-12-04 トヨタ自動車株式会社 電気自動車の駆動制御装置
JP3619885B2 (ja) * 1995-02-15 2005-02-16 株式会社日立製作所 永久磁石回転子
US5910691A (en) * 1995-03-20 1999-06-08 Wavre; Nicolas Permanent-magnet linear synchronous motor
JP3500822B2 (ja) * 1995-12-26 2004-02-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 永久磁石式同期電動機
US5811904A (en) * 1996-03-21 1998-09-22 Hitachi, Ltd. Permanent magnet dynamo electric machine

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1130747A3 (en) * 2000-03-03 2004-01-14 Hitachi, Ltd. Permanent magnet type electric machine for an hybrid electric vehicle
US6963154B2 (en) 2000-03-03 2005-11-08 Hitachi, Ltd. Permanent magnet type electric rotating machine and hybrid electric vehicle using it
US6429565B1 (en) 2000-03-03 2002-08-06 Hitachi, Ltd. Permanent magnet type electric rotating machine and hybrid electric vehicle using it
JP2005261024A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Hitachi Ltd 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両
WO2008108520A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-12 Lg Electronics Inc. Motor
US7825560B2 (en) 2007-03-08 2010-11-02 Lg Electronics Inc. Motor
US8035266B2 (en) 2007-04-17 2011-10-11 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8283829B2 (en) 2007-06-26 2012-10-09 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8053942B2 (en) 2007-08-29 2011-11-08 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US8040008B2 (en) 2007-10-04 2011-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US7977843B2 (en) 2007-10-04 2011-07-12 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap type motor
US8664820B2 (en) 2010-09-20 2014-03-04 Halla Climate Control Corporation Electric motor-driven compressor for vehicle
US8836184B2 (en) 2010-09-20 2014-09-16 Halla Climate Control Corporation Compressor for vehicle
JP2015109802A (ja) * 2010-09-20 2015-06-11 ハラ、ビステオン、クライメイト、コントロール コーポレーション 車両用電動圧縮機
EP2619456A4 (en) * 2010-09-20 2016-08-10 Hanon Systems ELECTRIC MOTOR DRIVEN VEHICLE COMPRESSOR
DE102014106188A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Suzuki Motor Corporation Rotierende elektrische Synchronmaschine mit internem Permanentmagnet

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