KR20110083556A - 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기 - Google Patents

영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기 Download PDF

Info

Publication number
KR20110083556A
KR20110083556A KR1020110003692A KR20110003692A KR20110083556A KR 20110083556 A KR20110083556 A KR 20110083556A KR 1020110003692 A KR1020110003692 A KR 1020110003692A KR 20110003692 A KR20110003692 A KR 20110003692A KR 20110083556 A KR20110083556 A KR 20110083556A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
permanent magnet
electric machine
shape
rotor
rotor core
Prior art date
Application number
KR1020110003692A
Other languages
English (en)
Inventor
아키히코 마에무라
겐지 도모하라
다케오 스즈키
Original Assignee
가부시키가이샤 야스카와덴키
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
Application filed by 가부시키가이샤 야스카와덴키 filed Critical 가부시키가이샤 야스카와덴키
Publication of KR20110083556A publication Critical patent/KR20110083556A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner 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
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 출력 토크를 크게 할 수 있는 영구자석형 회전 전기기계의 회전자를 제공한다.
본 발명에 따른 회전자는 회전축(Ｏ)를 갖는 회전자 코어(2)와, 회전축에 대해 수직인 회전자 코어의 단면에 있어서 회전축측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련되고, 또한 서로 하나의 자극을 형성하는 제 1 및 제 2 영구자석(31, 32)을 구비하고, 회전자 코어의 단면에 있어서, 제 1 및 제 2 영구자석은 회전축의 점과 V자의 정점을 연결하는 직선을 서로 사이에 두도록 마련되어 있고, 직선과 제 1 영구자석이 이루는 각도 θ1은 직선과 제 2 영구자석이 이루는 각도 θ2보다 작고, 제 1 영구자석이 그리는 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 제 1 영구자석의 폭(31w)은 제 2 영구자석이 그리는 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 제 2 영구자석의 폭(32w)보다도 짧다.

Description

영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기{ROTOR FOR USE IN IPM ROTATING ELECTRIC MACHINE}
본 발명은 영구자석형 동기 회전 전기기계(IPM(interior permanent magnet) rotating electric machine)의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기에 관한 것이다．
회전자 코어 내에 영구자석을 매립하고, 자석 토크와 릴럭턴스 토크를 이용해서 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 영구자석형 동기 회전 전기기계에 관해서는 예를 들면 특허문헌 1과 같은 것이 개시되어 있다.
이 영구자석형 동기회전 전기기계의 회전자 코어내부에는, 회전자의 회전축측을 정점으로 하는 V자를 서로 그리도록 배치된 2개의 영구자석이 마련되어 있다. 이 2개의 영구자석으로 하나의 자극이 구성된다. 2개의 영구자석은, 회전축으로부터 V자의 정점을 연경하는 직경방향으로 연장하는 직선을 사이에 두고 대칭으로 배치되어 있다. 즉, 2개의 영구자석 각각의 단면에 있어서의 V자의 변과 평행한 방향의 길이(폭), V자의 변과 수직한 방향의 길이(두께) 및 상기 직선과 이루는 각각의 각도가 같게 되어 있다.
일본국 특허공개공보 제2006-254629호
그런데, 상기와 같은 종래의 영구자석형 동기 회전 전기기계의 자석 배치에서는 출력 토크를 크게 하기 위해 영구자석의 투입량을 늘려 자석 토크를 늘리려고 하면, 회전자 코어의 양이 줄기 때문에, 릴럭턴스 토크가 감소하는 경향에 있다. 또한, 반대로 릴럭턴스 토크를 늘리기 위해서는 회전자 코어의 양을 늘릴 필요가 있다. 회전자 코어의 양을 늘리면, 영구자석의 투입량이 감소하므로, 자석 토크가 감소한다.
이와 같이, 영구자석의 투입량을 늘려 자석 토크를 늘리는 것과, 회전자 코어의 양을 늘려 릴럭턴스 토크를 늘리는 것은 트레이드오프의 관계에 있다. 이 때문에, 종래의 영구자석형 동기 회전 전기기계에서는 출력 토크를 크게 하는 것은 곤란하다고 하는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 출력 토크를 크게 할 수 있는 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 일 태양에 따른 회전자는 회전축을 갖는 회전자 코어와, 회전축에 대해 수직인 회전자 코어의 단면에 있어서 회전축측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련되고 또한 서로 하나의 자극을 형성하는 제 1 및 제 2 영구자석을 구비하고, 회전자 코어의 단면에 있어서, 제 1 및 제 2 영구자석은 회전축의 점과 V자의 정점을 연결하는 직선을 서로 사이에 두도록 마련되어 있고, 직선과 제 1 영구자석이 이루는 각도는 직선과 제 2 영구자석이 이루는 각도보다 작고, 제 1 영구자석이 그리는 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 제 1 영구자석의 폭은 제 2 영구자석이 그리는 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 제 2 영구자석의 폭보다도 짧다.
바람직하게는 회전자 코어의 단면에 있어서, V자의 일변과 수직인 방향에 있어서의 제 1 영구자석의 두께는 V자의 타변과 수직인 방향에 있어서의 제 2 영구자석의 두께보다 두꺼워도 좋다. 또는, 제 1 영구자석의 에너지 곱은 제 2 영구자석의 에너지 곱보다 커도 좋다.
또, 본 발명은 영구자석형 동기 회전 전기기계에도 적합하며, 본 발명의 제 2 태양에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계는 고정자 코어와, 고정자 코어에 마련된 고정자 권선과, 회전축을 갖고 고정자 코어에 외주를 둘러싸인 회전자 코어와, 회전축에 대해 수직인 회전자 코어의 단면에 있어서 회전축측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련되고, 또한 서로 하나의 자극을 형성하는 제 1 및 제 2 영구자석을 구비하고, 회전자 코어의 단면에 있어서, 제 1 및 제 2 영구자석은 회전축의 점과 V자의 정점을 연결하는 직선을 서로 사이에 두도록 마련되어 있고, 직선과 제 1 영구자석이 이루는 각도는 직선과 제 2 영구자석이 이루는 각도보다 작고, 제 1 영구자석이 그리는 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 제 1 영구자석의 폭은 제 2 영구자석이 그리는 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 제 2 영구자석의 폭보다 짧다.
또, 본 발명은 차량, 승강기, 유체기계, 가공기에도 적합하다.
본 발명의 제 3 태양에 따른 차량은 상기 영구자석형 동기 회전 전기기계를 차륜을 구동하기 위한 구동용 모터로서 이용한다.
본 발명의 제 4 태양에 따른 차량은 상기 영구자석형 동기 회전 전기기계를 발전기로서 이용한다.
본 발명의 제 5 태양에 따른 승강기는 상기 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용한다.
본 발명의 제 6 태양에 따른 차량은 유체기계는 상기 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용한다.
본 발명의 제 7 태양에 따른 가공기는 상기 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용한다.
본 발명에 따르면, 출력 토크를 크게 할 수 있는 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 토크 커브를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도,
도 6은 본 발명의 각 실시예의 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용하는 산업용 에너지 절약 기계를 모식적으로 도시한 도면,
도 7은 비교예의 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도,
도 8은 비교예의 영구자석형 동기 회전 전기기계의 토크 커브를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조해서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 단면도를 나타내고 있다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도를 나타내고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 단면은 회전자의 회전축에 대해 수직인 단면이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 영구자석형 동기 회전 전기기계의 토크 커브를 나타내고 있다.
본 실시예에 따른 영구자석형 회전 전기기계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 차량(하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차, 전기 자동차 등), 승강기(크레인, 권양기기, 엘리베이터, 입체 주차장 등), 유체기계(풍수력용의 컴프레서, 블로어<blower>, 펌프 등), 가공기(반도체 제조 장치, 공작기계 등) 등의 산업용 에너지절약 기계(9)의 구동용 모터(91)나 발전기(92)로서 이용된다.
또한, 본 실시예에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계는 차량의 차륜을 구동하기 위한 구동용 모터나 발전기로서 이용된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 영구자석형 회전 전기기계는 고정자(100) 및 회전자(200)를 구비한다. 고정자(100)는 고정자 코어(101) 및 고정자 권선(102)을 구비하고, 회전자(200)의 외주를 둘러싼다. 고정자 권선(102)은 고정자 코어(101)에 형성된 슬롯 내에 마련되어 있다.
회전자(200)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 샤프트(1), 회전자 코어(2), 제 1 영구자석(31), 제 2 영구자석(32)을 구비한다. 회전자 코어(2)는 샤프트(1)의 외주에 고정된다. 회전자 코어(2)내에는 샤프트(1)의 회전축(Ｏ)측을 정점으로 하는 V자의 자석 구멍(41)이 마련된다. 자석 구멍(41)의 V자의 제 1 변부(41a)에는 제 1 영구자석(31)이 배치되고, 제 2 변부(41b)에는 제 2 영구자석(32)이 배치된다. 이와 같이, 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)은 회전축 O에 대해 수직인 회전자 코어(2)의 단면에 있어서, 각각 대략 장뱌ㅇ형상을 가지고, 회전축(Ｏ)측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련된다. 회전축(Ｏ)의 점으로부터 자석 구멍(41)의 V자의 정점을 연결하고 직경방향으로 신장하는 직선을 A축으로 한 경우, 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)은 A축을 서로 사이에 두고 대치하도록 마련된다. 또한, A축을 사이에 두고 마련된 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)은 서로 1개의 자극(51)을 형성한다. 회전자 코어(2)내에는 자극(51)이 원하는 극수로 되도록 둘레방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 도 2의 예에서는 자극(51)이 8개 있다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 영구자석(31)의 에너지 곱과 제 2 영구자석(32)의 에너지 곱은 동등하게 되어 있다. 또한, 회전자 코어(2)의 단면에 있어서, 제 1 영구자석(31)이 그리는 V자의 일변과 수직인 방향에 있어서의 제 1 영구자석(31)의 길이(두께)(31t)는 제 2 영구자석(32)이 그리는 V자의 타변과 수직인 방향에 있어서의 제 2 영구자석(32)의 길이(두께)(32t)와 동등하게 되어 있다.
한편, 본 실시예에서는 회전자 코어(2)의 단면에 있어서, 제 1 영구자석(31)이 그리는 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 제 1 영구자석(31)의 길이(폭)(31w)는 제 2 영구자석(32)이 그리는 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 제 2 영구자석(32)의 길이(폭)(32w)보다도 짧게 되어 있다. 또한, 제 1 영구자의 (31)의 긴변과 A축이 이루는 각도를 θ1, 제 2 영구자석(32)의 긴변과 A축이 이루는 각도를 θ2로 하면, θ2 > θ1의 관계가 성립된다.
여기서, 이상에서 설명함 본 실시예에 따른 영구자석형 동기 회전 전기기계의 비교예를 도 7에 도시한다. 도 7은 비교예를 나타내는 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도를 나타낸다. 도 7에 나타내는 단면은 회전자의 회전축에 대해 수직인 단면이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 회전자 코어(2)내에는 샤프트(1)의 회전축(Ｏ)측을 정점으로 하는 V자의 자석 구멍(4)이 마련된다. 자석 구멍(4)의 V자의 변을 구성하는 부분(변부) 각각에는 영구자석(3)이 배치된다. 회전축(Ｏ)의 점(회전 중심)으로부터 자석 구멍(4)의 V자의 정점을 연결하고 직경방향으로 신장하는 직선을 A축으로 한 경우, A축을 사이에 두고 대치하는 V자의 변을 구성하는 2개의 영구자석(3)은 각각의 단면에 있어서의 V자의 변에 평행한 방향의 길이(폭) 및 V자의 변과 수직인 방향의 길이(두께) 및, A축과 이루는 각각의 각도가 동등하게 되도록, A축에 대해 대칭으로 배치되어 있다. A축에 대해 대칭으로 V자로 배치된 1쌍의 영구자석을 자극(5)으로 하는 것으로 하면, 회전자 코어(2)내에는 자극(5)이 원하는 극수로 되도록 둘레방향으로 등간격으로 배치되어 있다.
이 구성의 경우, 자극(5)이 만드는 갭 중의 기본파 자속의 분포는 A축이 정점으로 되는 정현파로 분포하고, dq축 제어를 실행하는 경우의 d축에 A축이 일치한다. 또한, A축으로부터 전기적으로 90도 위상이 다른 회전자 상의 위치를 B축으로 하면, 해당 B축은 dq축 제어를 실행하는 경우의 q축과 일치하는 동시에, 둘레방향으로 인접하는 자극(5)간의 중심과 회전축(Ｏ)의 점을 연결하는 직선에 일치한다.
도 8에 비교예에서의 토크 커브를 나타낸다. 영구자석형 동기 회전 전기기계에는 d축상에 위치하는 고정자 권선에 iq 전류를 흘리는 것에 의해 해당 고정자권선과 자극(5)이 만드는 자속과의 사이에서 생기는 자석 토크와, q축상에 위치하는 고정자 권선에 -id 전류를 흘리는 것에 의해 생기는 릴럭턴스 토크가 발생한다. 그리고, 자석 토크와 릴럭턴스 토크의 합성 토크가 최대로 되는 위치에 있는 고정자 권선에 전류를 흘리는 것에 의해, 최대의 출력 토크를 얻을 수 있다.
한편, 위에서 설명한 본 실시예와 같이, 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)을 배치하면, 고정자(100) 및 회전자(200)의 사이의 갭 중에 있어서, 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)이 만드는 자속의 분포에 편차가 생긴다. 이 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 자속이 최대로 되는 Ａ축을, q축 위치로부터 전기각으로 90도의 장소에 위치하는 d축에 대해 위상차를 발생시킬 수 있고, 릴럭턴스 토크의 최대값측으로 시프트시킬 수 있다. 이것에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 출력 토크를 도 8에 도시한 출력토크보다도 크게 할 수 있다.
또, 도 1 및 도 2의 예에서는 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)의 회전축(Ｏ)에 대하여 수직한 단면에 있어서의 형상을 장방형상으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 제 1 영구자석(31) 및 제 2 영구자석(32)의 단면형상은 예를 들면, 직사각형형상이어도 좋고, 타원형상 도는 원호형상이어도 좋다. 이 경우, θ1은 제 1 영구자석(31)의 폭방향과 평행한 축과 A축이 이루는 각도이다. θ2는 제 2 영구자석(32)의 폭방향과 평행한 축과 A축이 이루는 각도이다.
(실시예 2)
도 4는 본 발명의 실시예2에 관한 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도를 나타내고 있다. 실시예　2가 실시예　1과 다른 점은 제 1 영구자석(31)의 두께(제 1 영구자석(31)이 그리는 V자의 일변과 수직인 방향에 있어서의 제 1 영구자석(31)의 길이)를 제 2 영구자석(32)보다 두껍게 한 것이다. 도 4에서는 도 2에 나타낸 실시예　1의 구성부품과 동일한 것에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 이하, 두께를 제 2 영구자석(32)보다 크게 한 제 1 영구자석(31)을 제 1 영구자석(31a)으로 해서, 다른 점을 중심으로 설명한다.
제 1 영구자석(31a)의 폭(31w)은 도 2에 나타낸 바와 같이 제 2 영구자석(32)의 폭(32w)에 비해 짧기 때문에, 자석 동작점이 낮다. 이 때문에, 제 1 영구자석(31a)이 만드는 자속 밀도는 제 2 영구자석(32)에 비해 낮아지는 경향에 있다. 그러나, 제 1 영구자석(31a)의 두께(31t)를 제 2 영구자석(32)의 두께(32t)보다 두껍게 함으로써, 자석 동작점을 높일 수 있고, 제 1 영구자석(31a)이 만드는 자속 밀도를 늘릴 수 있다. 이것에 의해, 실시예 1과 비교하여, 고정자(100) 및 회전자(200)의 사이의 갭 중에 있어서, 제 1 영구자석(31a) 및 제 2 영구자석(32)이 만드는 자속의 분포에 더 큰 편차를 갖게 할 수 있다. 그 결과, 실시예 1과 비교하여, A축과 d축의 사이의 위상차를 더욱 크게 할 수 있고, 출력 토크를 더욱 크게 할 수 있다.
(실시예 3)
도 5는 본 발명의 실시예　3에 관한 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자의 단면도를 나타내고 있다. 실시예　3이 실시예　1과 다른 점은 제 1 영구자석(31)의 에너지 곱을 제 2 영구자석(32)의 에너지 곱보다 크게 한 것이다. 도 5에서는 도 2에 나타낸 실시예　1의 구성부품과 동일한 것에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 이하, 에너지 곱을 제 2 영구자석(32)보다 크게 한 제 1 영구자석(31)을 제 1 영구자석(31b)으로 해서 다른 점을 중심으로 설명한다.
제 1 영구자석(31b)의 폭(31w)은 도 2에 나타낸 바와 같이 제 2 영구자석(32)의 폭(32w)에 비해 짧기 때문에, 자석 동작점이 낮다. 이 때문에, 제 1 영구자석(31b)이 만드는 자속밀도는 제 2 영구자석(32)에 비해 낮아지는 경향에 있다. 그러나, 제 1 영구자석(31b)의 에너지 곱을 제 2 영구자석(32)보다도 크게 함으로써, 제 1 영구자석(31b)이 만드는 자속밀도를 늘릴 수 있다. 이것에 의해, 실시예 1과 비교하여, 고정자(100) 및 회전자(200)의 사이의 갭 중에 있어서, 제 1 영구자석(31b) 및 제 2 영구자석(32)이 만드는 자속의 분포에 더 큰 편차를 갖게 할 수 있다. 그 결과, 실시예 1과 비교하여, A축과 d축의 사이의 위상차를 더욱 크게 할 수 있고, 출력 토크를 더욱 크게 할 수 있다.
상기에 있어서, 실시예 2 및 3을 별개로 적용하고 있지만, 실시예 2 및 3을 조합하여 적용하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 소위 당업자라면 당해 실시형태로부터 적절히 변경이 가능한 것은 물론이며, 이러한 변경이 실시된 경우에도, 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것도 부언해 둔다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 영구자석형 동기 회전 전기기계는 고출력화의 효과를 가지며, 예를 들면, 차량, 승강기, 유체기계, 가공기 등의 산업용 에너지절약 기계의 구동용 모터, 발전기 등으로서 적용될 수 있다.
1 샤프트 2 회전자 코어
3 영구자석 31, 31a, 31b 제 1 영구자석
32 제 2 영구자석 4, 41 자석 구멍
41a 제 1 변부 41b 제 2 변부
5, 51 자극 100 고정자
101 고정자 코어 102 고정자 권선
200 회전자

Claims (11)

  1. 회전축을 갖는 회전자 코어와,
    상기 회전축에 대해 수직인 상기 회전자 코어의 단면에 있어서 상기 회전축측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련되고, 또한 서로 하나의 자극을 형성하는 제 1 및 제 2 영구자석을 구비하고,
    상기 회전자 코어의 단면에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영구자석은 상기 회전축과 상기 V자의 정점을 연결하는 직선을 서로 사이에 두도록 마련되어 있고, 상기 직선과 상기 제 1 영구자석이 이루는 각도는 상기 직선과 상기 제 2 영구자석이 이루는 각도보다 작고, 상기 제 1 영구자석이 그리는 상기 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 상기 제 1 영구자석의 폭은 상기 제 2 영구자석이 그리는 상기 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 상기 제 2 영구자석의 폭보다도 짧은 회전자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자 코어의 단면에 있어서, 상기 V자의 일변과 수직인 방향에 있어서의 상기 제 1 영구자석의 두께는 상기 V자의 타변과 수직인 방향에 있어서의 상기 제 2 영구자석의 두께보다 두꺼운 회전자.

  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영구자석의 에너지 곱은 상기 제 2 영구자석의 에너지 곱보다 큰 회전자.
  4. 고정자 코어와,
    상기 고정자 코어에 마련된 고정자 권선과,
    회전축을 갖고 상기 고정자 코어에 외주를 둘러싸인 회전자 코어와,
    상기 회전축에 대해 수직인 상기 회전자 코어의 단면상에 있어서 상기 회전축측을 정점으로 하는 V자의 각 변을 서로 그리도록 마련되고, 또한 서로 하나의 자극을 형성하는 제 1 및 제 2 영구자석을 구비하고,
    상기 회전자 코어의 단면에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영구자석은 상기 회전축과 상기 V자의 정점을 연결하는 직선을 서로 사이에 두도록 마련되어 있고, 상기 직선과 상기 제 1 영구자석이 이루는 각도는 상기 직선과 상기 제 2 영구자석이 이루는 각도보다 작고, 상기 제 1 영구자석이 그리는 상기 V자의 일변과 평행한 방향에 있어서의 상기 제 1 영구자석의 폭은 상기 제 2 영구자석이 그리는 상기 V자의 타변과 평행한 방향에 있어서의 상기 제 2 영구자석의 폭보다 짧은 영구자석형 동기 회전 전기기계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전자 코어의 단면에 있어서, 상기 V자의 일변과 수직인 방향에 있어서의 상기 제 1 영구자석의 두께는 상기 V자의 타변과 수직인 방향에 있어서의 상기 제 2 영구자석의 두께보다 두꺼운 영구자석형 동기 회전 전기기계.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 영구자석의 에너지 곱은 상기 제 2 영구자석의 에너지 곱보다 큰 영구자석형 동기 회전 전기기계.
  7. 청구항 4 내지 6 중의 어느 한 항에 기재된 영구자석형 동기 회전 전기기계를 차륜을 구동하기 위한 구동용 모터로서 이용하는 차량.
  8. 청구항 4 내지 6 중의 어느 한 항에 기재된 영구자석형 동기 회전 전기기계를 발전기로서 이용하는 차량.

  9. 청구항 4 내지 6 중의 어느 한 항에 기재된 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용하는 승강기.
  10. 청구항 4 내지 6 중의 어느 한 항에 기재된 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용하는 유체기계.
  11. 청구항 4 내지 6 중의 어느 한 항에 기재된 영구자석형 동기 회전 전기기계를 구동용 모터로서 이용하는 가공기.
KR1020110003692A 2010-01-14 2011-01-13 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기 KR20110083556A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010006278 2010-01-14
JPJP-P-2010-006278 2010-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110083556A true KR20110083556A (ko) 2011-07-20

Family

ID=43569295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110003692A KR20110083556A (ko) 2010-01-14 2011-01-13 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8319387B2 (ko)
EP (1) EP2346145A2 (ko)
JP (1) JP2011167055A (ko)
KR (1) KR20110083556A (ko)
CN (1) CN102130523A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130084175A (ko) * 2012-01-16 2013-07-24 삼성전자주식회사 회전자 및 이를 포함하는 전동기
KR101321279B1 (ko) * 2012-04-19 2013-10-28 삼성전기주식회사 로터 어셈블리
KR20140028737A (ko) * 2012-08-30 2014-03-10 현대모비스 주식회사 고출력 모터용 회전자
KR20220158167A (ko) * 2021-05-21 2022-11-30 한국전자기술연구원 코깅토크 저감을 위한 회전자 스큐 구조 및 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167055A (ja) * 2010-01-14 2011-08-25 Yaskawa Electric Corp 永久磁石形同期回転電機の回転子、当該永久磁石形同期回転電機、当該永久磁石形同期回転電機を用いた車両、昇降機、流体機械、または加工機
CN103166344A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 安徽明腾永磁机电设备有限公司 一种用于永磁电机的转子冲片和转子
JP5897110B2 (ja) * 2012-03-23 2016-03-30 三菱重工業株式会社 モータおよびそれを用いた電動圧縮機
JP5944267B2 (ja) * 2012-08-10 2016-07-05 アイチエレック株式会社 回転子および電動機
ES2705549T3 (es) * 2013-06-20 2019-03-25 Otis Elevator Co Máquina eléctrica que tiene un rotor con imanes permanentes inclinados
WO2015074023A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Steering Solutions Ip Holding Corporation Low cost permanent magnet motor for an electric power steering system
JP2015133825A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 株式会社ジェイテクト 回転電機用ロータ
US9979243B2 (en) * 2014-11-18 2018-05-22 Steering Solutions Ip Holding Corporation Low cost injection molded buried permanent magnet motor for an electric power steering system
CN104767338B (zh) * 2015-03-01 2017-06-27 江苏大学 一种矩角逼近型永磁电机
CN107359716A (zh) * 2017-07-12 2017-11-17 中国北方车辆研究所 一种混合励磁电机转子
TWM576750U (zh) 2017-07-25 2019-04-11 美商米沃奇電子工具公司 電氣組合物、電動化裝置系統、電池組、電馬達、馬達總成及電馬達總成
WO2019049392A1 (ja) * 2017-09-11 2019-03-14 株式会社 東芝 回転電機
JP6671553B1 (ja) * 2018-07-19 2020-03-25 三菱電機株式会社 回転電機
KR102654530B1 (ko) * 2018-12-27 2024-04-03 현대자동차주식회사 매입형 영구자석 전동기 및 이에 포함되는 회전자
US11780061B2 (en) 2019-02-18 2023-10-10 Milwaukee Electric Tool Corporation Impact tool

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3607137B2 (ja) * 1999-10-21 2005-01-05 アイチエレック株式会社 永久磁石埋め込み回転子
JP3787756B2 (ja) * 2000-08-29 2006-06-21 株式会社日立製作所 永久磁石式回転電機
US6917133B2 (en) * 2000-08-29 2005-07-12 Hitachi, Ltd. Air conditioner having permanent magnet rotating electric machine
JP4070673B2 (ja) * 2003-07-31 2008-04-02 株式会社東芝 リラクタンス型回転電機の回転子
JP2005073450A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータジェネレータ
JP4449035B2 (ja) * 2004-03-10 2010-04-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両用の永久磁石回転電機
US20080258573A1 (en) * 2005-03-11 2008-10-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotor of Rotating Electric Machine, Rotating Electric Machine and Vehicle Drive Apparatus
JP2006254629A (ja) 2005-03-11 2006-09-21 Toyota Motor Corp 回転電機のロータ、回転電機、車両駆動装置
JP4815967B2 (ja) * 2005-09-21 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 永久磁石式回転電機
JP4815204B2 (ja) * 2005-12-01 2011-11-16 アイチエレック株式会社 永久磁石回転機及び圧縮機
US7719153B2 (en) * 2005-12-21 2010-05-18 Ut-Battelle, Llc Permanent magnet machine and method with reluctance poles and non-identical PM poles for high density operation
JP2007306735A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Yaskawa Electric Corp 永久磁石モータ
SE530697C2 (sv) * 2006-12-19 2008-08-19 Bae Systems Haegglunds Ab Rotor till en elmotor, rotorplåtar för uppbyggnad av rotorn, samt en elmotor med en sådan rotor
JP4404223B2 (ja) * 2007-03-20 2010-01-27 株式会社安川電機 電磁鋼板形成体、電磁鋼板積層体、これを備えた永久磁石形同期回転電機用回転子、永久磁石形同期回転電機、該回転電機を用いた車両、昇降機、流体機械、加工機
JP5100169B2 (ja) * 2007-03-26 2012-12-19 株式会社東芝 永久磁石式回転電機及び永久磁石電動機ドライブシステム
JP2007300796A (ja) * 2007-07-17 2007-11-15 Aichi Elec Co 永久磁石形電動機の回転子
US7808143B2 (en) * 2007-10-24 2010-10-05 Rechi Precision Co., Ltd. Permanent magnet motor
JP2009268204A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Toyota Motor Corp Ｉｐｍモータ用ロータとｉｐｍモータ
JP5361260B2 (ja) * 2008-06-20 2013-12-04 株式会社東芝 永久磁石回転式電機
US20100117475A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-13 Ford Global Technologies, Llc Permanent Magnet Machine with Offset Pole Spacing
JP2011167055A (ja) * 2010-01-14 2011-08-25 Yaskawa Electric Corp 永久磁石形同期回転電機の回転子、当該永久磁石形同期回転電機、当該永久磁石形同期回転電機を用いた車両、昇降機、流体機械、または加工機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130084175A (ko) * 2012-01-16 2013-07-24 삼성전자주식회사 회전자 및 이를 포함하는 전동기
KR101321279B1 (ko) * 2012-04-19 2013-10-28 삼성전기주식회사 로터 어셈블리
KR20140028737A (ko) * 2012-08-30 2014-03-10 현대모비스 주식회사 고출력 모터용 회전자
KR20220158167A (ko) * 2021-05-21 2022-11-30 한국전자기술연구원 코깅토크 저감을 위한 회전자 스큐 구조 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8319387B2 (en) 2012-11-27
US8427023B2 (en) 2013-04-23
EP2346145A2 (en) 2011-07-20
US20110169364A1 (en) 2011-07-14
JP2011167055A (ja) 2011-08-25
CN102130523A (zh) 2011-07-20
US20130043755A1 (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110083556A (ko) 영구자석형 동기 회전 전기기계의 회전자, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계, 해당 영구자석형 동기 회전 전기기계를 이용한 차량, 승강기, 유체기계 및 가공기
EP3136559B1 (en) Permanent magnet synchronous motor and rotor thereof
JP3716809B2 (ja) 回転電機
US6815858B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine
EP2600498B1 (en) Rotor for electric motor
US8760026B2 (en) Rotor with V-shaped permanent magnet arrangement, rotating electric machine, vehicle, elevator, fluid machine, and processing machine
KR101447264B1 (ko) 브러시리스 직류 모터
US7482724B2 (en) Ipm electric rotating machine
JP5159153B2 (ja) 回転電機の回転子及び回転電機
US10637305B2 (en) Double stator-type rotary machine
TWI511419B (zh) 電機
JP2013165602A (ja) 回転電機
CN210629214U (zh) 一种转子结构及永磁同步电机
JP2017055560A (ja) 永久磁石式回転電機
JP2015220846A (ja) 回転電機の回転子
JP7314789B2 (ja) 埋込磁石形回転子および回転電機
JP2021016205A (ja) シンクロナスリラクタンスモータ
JP2014082836A (ja) ロータと、それを備える回転電機
JP2005348590A (ja) 永久磁石同期モータの駆動制御装置および永久磁石同期モータの駆動制御方法
EP4047788A1 (en) Rotary electric machine
JP2024007285A (ja) 埋込磁石型回転子および回転電機
JP2021136754A (ja) 回転電機のロータの磁石位置設定方法
KR101745963B1 (ko) 동기릴럭턴스 전동기
JP2023016946A (ja) 回転電機、回転電動機駆動システム、並びに電動車両
CN115552768A (zh) 转子及电动机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application