RU2313880C1 - Двигатель с постоянными магнитами - Google Patents

Двигатель с постоянными магнитами Download PDF

Info

Publication number
RU2313880C1
RU2313880C1 RU2006113118/09A RU2006113118A RU2313880C1 RU 2313880 C1 RU2313880 C1 RU 2313880C1 RU 2006113118/09 A RU2006113118/09 A RU 2006113118/09A RU 2006113118 A RU2006113118 A RU 2006113118A RU 2313880 C1 RU2313880 C1 RU 2313880C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
slots
rotor
permanent magnets
center
Prior art date
Application number
RU2006113118/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Тосихико ФУТАМИ (JP)
Тосихико ФУТАМИ
Original Assignee
Тосиба Кэрриер Корпорейшн
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 Тосиба Кэрриер Корпорейшн filed Critical Тосиба Кэрриер Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2313880C1 publication Critical patent/RU2313880C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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
    • H02K1/24Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/246Variable reluctance rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения двигателей с постоянными магнитами на роторе. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами, состоит в обеспечении уменьшения реактивного потока якоря, улучшении распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, уменьшение шума и вибрации. Сущность изобретения состоит в том, что на роторе двигателя имеются пазы (5) для удерживания постоянных магнитов (4), выполненные в тех частях сердечника (2А) ротора, которые соответствуют сторонам приблизительно правильного многоугольника, имеющего центр на оси сердечника (2А) ротора. Постоянные магниты (4), вставлены в соответствующие пазы (5) для удерживания постоянных магнитов (4). В сердечнике (2А) ротора имеются четыре или более прорезей (6), удлиненных в радиальном направлении и отстоящих друг от друга вдоль каждого из пазов для удерживания постоянных магнитов (4) на сердечнике (2А) снаружи пазов (5) для удерживания постоянных магнитов (4), при этом согласно изобретению на радиально наружном конце упомянутые прорези (6) расположены на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга, в то время как на радиально внутреннем конце расстояние между прорезями (6) уменьшается при увеличении расстояния от центра каждого постоянного магнита, при этом расстояние между прорезями у центра является наибольшим. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к двигателю с постоянными магнитами, оснащенному ротором, состоящим из множества постоянных магнитов, углубленных в сердечнике ротора.
Уровень техники
Был предложен двигатель с постоянными магнитами, сопротивление которого размагничиванию и кпд были повышены посредством заглубления постоянных магнитов в сердечнике ротора (см., например, японскую выложенную заявку № 11-187597). Фиг.1 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала ротора до вставки вращающегося вала. Как показано на фиг.1, ротор 2 состоит из сердечника 2а ротора и вращающегося вала (непоказанного), при этом сердечник 2а ротора представляет собой по существу столбообразную стопу стальных пластин с цилиндрическим контуром. Сердечник 2а ротора имеет пазы 5 для удерживания постоянных магнитов, расположенные вблизи его наружной периферии и соответствующие сторонам приблизительно правильного восьмиугольника, и каждый из пазов 5 для удерживания постоянных магнитов содержит постоянный магнит 4. Постоянные магниты 4 расположены таким образом, что полюс S и полюс N чередуются друг с другом. Множество прорезей 6, удлиненных в радиальном направлении, отстоят друг от друга вдоль каждого из пазов 5 для удерживания постоянных магнитов на наружном сердечнике 3 снаружи пазов 5 для удерживания постоянных магнитов. В центре сердечника 2а ротора выполнено отверстие 8 для вращающегося вала, предназначенное для размещения вращающегося вала.
В обычном двигателе с постоянными магнитами, описанном выше, прорези 6 в сердечнике 2а ротора расположены на одинаковых расстояниях друг от друга для направления внутрь и наружу магнитного потока постоянных магнитов 4 в радиальном направлении, а также для предотвращения отклонения магнитного потока (далее называемого реактивным потоком якоря), создаваемого током обмотки статора, вдоль периферии наружного сердечника 3.
Однако в том случае, когда множество прорезей 6 расположены на одинаковых расстояниях друг от друга, распределение радиального магнитного потока в постоянных магнитах 4 имеет трапециевидный профиль. Следовательно, геометрическое взаимное расположение статора и ротора приводит к образованию большого момента от зубцовых гармонических помех поля (синхронного момента), вызывающего увеличение вибрации.
Кроме того, напряжение, создаваемое обмотками статора, имеет искаженную форму кривой вследствие повышенного содержания гармоник, что приводит не только к повышенному шуму, но также к увеличенным потерям в сердечнике, что в свою очередь приводит к уменьшению кпд.
Кроме того, если статор возбуждается посредством трехфазного синусоидального переменного тока, только основная составляющая волны эффективно способствует созданию крутящего момента, в то время как гармонические составляющие вызывают колебания крутящего момента, что приводит к увеличению вибрации и шума.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения описанных выше проблем была поставлена цель настоящего изобретения, заключающаяся в создании высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами, который может обеспечить уменьшение реактивного потока якоря, улучшение распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, уменьшение шума и вибрации.
Для достижения вышеуказанной цели в соответствии с настоящим изобретением создан двигатель с постоянными магнитами, заявленный в пунктах 1-5 формулы изобретения.
В пункте 1 формулы настоящего изобретения заявлен двигатель с постоянными магнитами, содержащий ротор, имеющий сердечник ротора, являющийся по существу столбообразной стопой стальных пластин, пазы для удерживания постоянных магнитов, выполненные в тех частях сердечника ротора, которые соответствуют сторонам приблизительно правильного многоугольника, имеющего центр на оси сердечника ротора, постоянные магниты, вставленные в соответствующие пазы для удерживания постоянных магнитов, и множество прорезей, удлиненных в радиальном направлении и отстоящих друг от друга вдоль каждого из пазов для удерживания постоянных магнитов на наружном сердечнике снаружи пазов для удерживания постоянных магнитов, характеризующийся тем, что на радиально наружном конце прорези расположены на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга, в то время как на радиально внутреннем конце расстояние между прорезями уменьшается при увеличении расстояния от центра каждого постоянного магнита, при этом расстояние между прорезями у центра является наибольшим.
Согласно пункту 2 формулы изобретения двигатель с постоянными магнитами по пункту 1 формулы изобретения характеризуется тем, что, если стороны постоянных магнитов выполнены так, что они соответствуют основанию синусоиды, то расстояние между прорезями на радиально внутреннем конце пропорционально высоте синусоиды.
Согласно пункту 3 формулы изобретения двигатель с постоянными магнитами по пункту 2 формулы изобретения характеризуется тем, что ротор имеет 2n магнитных полюсов, и статор имеет 3n зубцов, каждый из которых имеет плотно намотанный проводник, при этом n представляет собой положительное целое число, и стороны постоянных магнитов соответствуют основанию синусоиды при их сужении к центру.
Согласно пункту 4 формулы изобретения двигатель с постоянными магнитами по пункту 1 формулы изобретения характеризуется тем, что ширина сердечника между радиально наружным концом прорезей и наружной периферией сердечника ротора является большей в центре постоянных магнитов, чем на обоих концах.
Согласно пункту 5 формулы изобретения двигатель с постоянными магнитами по пункту 1 формулы изобретения характеризуется тем, что ширина сердечника между радиально наружным концом пазов для удерживания постоянных магнитов и радиально внутренним концом прорезей, а также ширина сердечника между радиально внутренним концом прорезей и наружной периферией сердечника ротора превышают толщину стальных пластин в 1-3 раза.
Настоящее изобретение позволяет уменьшить реактивный поток якоря, улучшить распределение магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, получить высокоэффективный двигатель с постоянными магнитами с уменьшенным шумом и вибрацией.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала до вставки вращающегося вала;
фиг.2 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала до вставки вращающегося вала;
фиг.3 представляет собой частично увеличенный вид, подробно иллюстрирующий расстояние между прорезями у радиально внутреннего конца прорезей, выполненных в наружном сердечнике сердечника ротора, показанного на фиг.2;
фиг.4 иллюстрирует форму кривой, используемой для определения расстояния между прорезями у их радиально внутреннего конца, при этом прорези выполнены в наружном сердечнике сердечника ротора, показанного на фиг.2;
фиг.5 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора и статора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.6 иллюстрирует собой форму кривой, используемой для определения расстояния между прорезями у их радиально внутреннего конца, при этом прорези выполнены в наружном сердечнике сердечника ротора, показанного на фиг.5;
фиг.7 представляет собой график распределения магнитного потока, созданного в сердечнике ротора, показанном на фиг.5;
фиг.8 представляет собой частично увеличенный вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала;
фиг.9 представляет собой график, показывающий форму кривой наведенного напряжения и иллюстрирующий работу четвертого варианта осуществления, показанного на фиг.8;
фиг.10 представляет собой схему управления, которая обеспечивает приведение в действие двигателя с постоянными магнитами согласно каждому варианту осуществления;
фиг.11 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала ротора до вставки вращающегося вала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на варианты осуществления, показанные на чертежах.
Фиг.1 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала до вставки вращающегося вала. На чертеже те же элементы, что и элементы обычного двигателя с фиг.11, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание будет опущено. Ротор 2 состоит из сердечника 2А ротора и вращающегося вала (не показан), при этом сердечник 2А ротора является по существу столбообразной стопой стальных пластин, имеющей цилиндрический контур.
Сердечник 2А ротора имеет пазы 5 для удерживания постоянных магнитов, образованные в местах, соответствующих сторонам приблизительно правильного четырехугольника вблизи наружной периферии сердечника 2А ротора. Постоянный магнит углублен в каждом из пазов 5 для удерживания постоянных магнитов. Множество прорезей 6, удлиненных в радиальном направлении, например десять прорезей, отстоят друг от друга вдоль каждого из пазов 5 для удерживания постоянных магнитов на наружном сердечнике 3 снаружи пазов 5 для удерживания постоянных магнитов. В центре сердечника 2А ротора выполнено отверстие 8 для вращающегося вала, предназначенное для размещения вращающегося вала, а сквозные отверстия 9 под болты выполнены вокруг отверстия 8 для вращающегося вала.
В соответствии с данным вариантом осуществления на радиально наружном конце прорези 6 расположены на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга по наружной периферии сердечника 2А ротора, в то время как на радиально внутреннем конце расстояние между прорезями уменьшается при увеличении расстояния от центра каждого постоянного магнита 4, при этом расстояние между прорезями у центра постоянного магнита 4 является наибольшим.
Поскольку прорези 6 расположены так, как описано выше, магнитный поток постоянных магнитов 4, проходящий через сердечники полюсов между прорезями 6, приблизительно пропорционален расстоянию между прорезями у того конца прорезей 6, который расположен ближе к постоянным магнитам 4. Следовательно, распределение магнитного потока постоянных магнитов 4, проходящего через наружный сердечник 3, уменьшается при увеличении расстояния от центра каждого постоянного магнита 4, при этом расстояние между прорезями у центра постоянного магнита 4 является наибольшим, если смотреть в периферийном направлении. Это приводит к увеличению эффективного магнитного потока, что способствует созданию крутящего момента, обеспечивает возникновение меньшего гармонического магнитного потока и меньших потерь в сердечнике, чем в случае трапециевидного распределения магнитного потока, и уменьшению момента от зубцовых гармонических помех поля, который вызывает вибрацию.
Таким образом, первый вариант осуществления обеспечивает уменьшение реактивного потока якоря за счет использования множества прорезей, улучшение распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, обеспечивает получение высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами с уменьшенным шумом и вибрацией.
Фиг.2 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала до вставки вращающегося вала. На чертеже те же компоненты, что и компоненты первого варианта осуществления на фиг.1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание будет опущено. Сердечник 2В ротора имеет двенадцать прорезей 6, отстоящих друг от друга вдоль каждого из пазов 5 для удерживания постоянных магнитов. На радиально наружном конце прорези 6 расположены на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга по наружной периферии сердечника 2В ротора. На радиально внутреннем конце сторона каждого постоянного магнита выполнена такой, чтобы она соответствовала основанию синусоиды, и прорези расположены так, что расстояние между ними на радиально внутреннем конце пропорционально высоте синусоиды.
Фиг.3 представляет собой частично увеличенный вид, подробно иллюстрирующий расстояние между прорезями на радиально внутреннем конце прорезей 6, образованных в наружном сердечнике 3 снаружи постоянного магнита 4 в сердечнике 2В ротора. Расстояние между прорезями у продольного центра постоянного магнита 4 обозначено Р1, и расстояния Р2, Р3, ... Р6 и Р7 определяются таким образом, что они будут уменьшаться при увеличении расстояния от центра. Как показано на фиг.4, основание синусоиды (полуволны), равное 180 градусам фазы, приведено в соответствии с длиной W постоянного магнита 4, при этом синусоида разделена на 15 частей вдоль фазы, высота центральной части обозначена Р1, и высоты наружных частей обозначены последовательно Р2, Р3, ... Р6 и Р7, и расстояния Р1-Р7 на радиально внутреннем конце прорезей 6 заданы таким образом, чтобы они были пропорциональны высотам Р1-Р7. Таким образом, соотношение Р1 > P2 > P3 > P4 > P5 > P6 > P7 остается в силе. Кроме того, магнитный поток пропорционален расстояниям Р1-Р7, что приводит к распределению магнитного потока, близкому к синусоиде.
Таким образом, второй вариант осуществления обеспечивает уменьшение реактивного потока якоря за счет использования множества прорезей, дополнительное улучшение распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, обеспечивает получение высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами с уменьшенным шумом и вибрацией.
Фиг.5 представляет собой вид сбоку, показывающий торец ротора и статора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. В частности, в нем используется, как и в роторе 2, сердечник 2С ротора, аналогичный сердечнику 2В ротора, показанному на фиг.3. Расстояния Р1-Р7 на радиально внутреннем конце прорезей 6 определены здесь при предположении, что ротор 2 имеет 2n (= 4) магнитных полюсов, в то время как статор 1 имеет 3n (= 6) зубцов, каждый из которых имеет плотно намотанный проводник 7, при этом n представляет собой положительное целое число (в данном случае 2), и при предположении, что стороны постоянных магнитов 4, при их сужении к центру, соответствуют основанию синусоиды, показанной на фиг.4.
Если существует соотношение 2n:3n между числом полюсов ротора (2) и числом зубцов статора (1), угловые интервалы между полюсами ротора 2 будут меньше угловых интервалов между зубцами статора 1, и поэтому зубцы в каждой фазе статора 1 не могут принимать весь магнитный поток от одного полюса ротора 2.
Фиг.6 представляет собой график, иллюстрирующий то, каким образом можно решить данную проблему. Сердечник 2С ротора выполнен со следующей конфигурацией: вместо обеспечения соответствия полной длины W постоянного магнита 4 основанию синусоиды непосредственным образом синусоида с такой же площадью, что и у синусоиды, показанной на фиг.4, образована в сегменте, полученном посредством сужения постоянного магнита 4 в направлении внутрь на заранее заданную длину от его противоположных концов, и расстояния Р1-Р7 у радиально внутреннего конца прорезей 6 заданы таким образом, чтобы они были пропорциональны высотам Р1-Р7, полученным путем одинакового деления созданной синусоиды. Следовательно, как показано на фиг.7, по сравнению с распределением магнитного потока в соответствии со вторым вариантом осуществления, представленным пунктирной кривой Р, распределение магнитного потока в соответствии с третьим вариантом осуществления будет более близким к синусоиде, при этом он резко возрастает и усиливается в средней части, как показано сплошной кривой Q. Таким образом, третий вариант осуществления обеспечивает лучшую кривую наведенного напряжения по сравнению со вторым вариантом осуществления и дополнительное повышение кпд двигателя.
Таким образом, третий вариант осуществления обеспечивает уменьшение реактивного потока якоря за счет использования множества прорезей, дополнительное улучшение распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, обеспечивает получение высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами с уменьшенным шумом и вибрацией.
Фиг.8 представляет собой частично увеличенный вид сбоку, показывающий торец ротора двигателя с постоянными магнитами в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения, если смотреть по направлению вставки вращающегося вала. На чертеже те же компоненты, что и на фиг.3, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание будет опущено. В сердечнике 2D ротора ширина сердечника между радиально наружным концом прорезей 6 и наружной периферией сердечника 2D ротора больше (например, d2) в центре постоянного магнита, чем в местах, удаленных от центра (например, d1). Причина будет разъяснена ниже.
Если бы ширина сердечника между радиально наружным концом прорезей 6 и наружной периферией сердечника ротора была одинаковой, колебания, то есть пульсация с малой амплитудой, могли бы происходить в средней части кривой наведенного напряжения, где магнитный поток является сильным, как показано на фиг.9. Возможно, это обусловлено тем, что ширина сердечника между радиально наружным концом прорезей 6 и наружной периферией сердечника ротора является слишком малой для данной интенсивности магнитного потока, что приводит к большому магнитному сопротивлению. За счет того, что сердечник выполнен с большим размером (d2) между радиально наружным концом прорезей 6 и наружной периферией сердечника 2D ротора вблизи центра полюса, где имеют место заметные колебания в распределении магнитного потока, чем в другой части (d1), сердечник 2D ротора в соответствии с данным вариантом осуществления предотвращает колебания наведенного напряжения без ухудшения эффекта управления распределением магнитного потока, осуществляемого посредством прорезей 6.
Таким образом, четвертый вариант осуществления обеспечивает уменьшение реактивного потока якоря за счет использования множества прорезей, дополнительное улучшение распределения магнитного потока в наружном сердечнике и, таким образом, обеспечивает получение высокоэффективного двигателя с постоянными магнитами с уменьшенным шумом и вибрацией.
Фиг.10 иллюстрирует схему управления, которая обеспечивает приведение в действие двигателя с постоянными магнитами. Переменный ток от источника 10 электропитания переменного тока преобразуется в постоянный ток преобразователем 11. Выходящий постоянный ток снова преобразуется в переменный ток заданной частоты посредством инвертора 12, способного выдавать выходной сигнал переменной частоты, и получающийся в результате переменный ток подается к двигателю 13 с постоянными магнитами (в дальнейшем называемым двигателем 13). Датчик 14 положения определяет положение ротора двигателя 13 на основе напряжения на зажимах двигателя 13 и передает его в виде сигнала положения управляющему устройству 15. Используя сигнал положения, управляющее устройство 15 управляет инвертором 12 таким образом, что выходная частота инвертора 12 будет синхронизирована с частотой вращения двигателя 13. Двигатель 13 в сущности представляет собой трехфазный синхронный электродвигатель, и инвертор 12 выполнен так, что он соответственно представляет собой инвертор трехфазного мостового типа. "Положительные" плечи фаз U, V и W обозначены соответственно U+, V+ и W+, в то время как "отрицательные" плечи обозначены соответственно U-, V- и W-. Проиллюстрированная конфигурация схемы образует бесколлекторный двигатель постоянного тока. В связи с этим способ определения положения ротора двигателя на основе напряжения на зажимах двигателя известен как бессенсорный способ или способ определения положения косвенным путем.
Как хорошо известно, в обмотке каждой фазы двигателя 13 в каждый момент пара из положительного плеча одной фазы и отрицательного плеча другой фазы включена, а остальные плечи остаются выключенными. Когда плечо, подлежащее включению, последовательно переключается между тремя фазами, заданный трехфазный выходной сигнал подается двигателю 13 от инвертора 12. Это обеспечивает возможность приведения в действие статора путем подачи трехфазного синусоидального переменного тока.
Желательно минимизировать ширину сердечника между радиально наружным концом пазов 5 для удерживания постоянных магнитов и радиально внутренним концом прорезей 6, а также ширину сердечника между радиально наружным концом прорезей 6 и наружной периферией сердечника ротора с точки зрения предотвращения отклонения магнитного потока по периферии. С другой стороны, желательно обеспечить некоторый допуск при вырубке стальных пластин из листа. Соответственно, для уменьшения колебаний значения ширины сердечника выполнены такими, что они в 1-3 раза превышают толщину магнитной стальной пластины.
Несмотря на то что в вышеуказанных вариантах осуществления постоянные магниты заглублены в те части сердечника ротора, которые соответствуют сторонам правильного четырехугольника, имеющего центр на оси сердечника ротора, настоящее изобретение не ограничено этим. Настоящее изобретение применимо почти для любого двигателя с постоянными магнитами, ротор которого состоит из постоянных магнитов, заглубленных в те части сердечника ротора, которые соответствуют сторонам приблизительно правильного многоугольника, имеющего центр на оси сердечника ротора.
Кроме того, несмотря на то, что в указанных вариантах осуществления в наружном сердечнике 3 образовано от десяти до двенадцати прорезей 6, настоящее изобретение применимо для любого двигателя с постоянными магнитами, который имеет четыре или более прорезей 6, при условии, что прорези расположены в соответствии с синусоидой.

Claims (6)

1. Двигатель с постоянными магнитами, содержащий ротор, имеющий сердечник ротора, являющийся, по существу, столбообразной стопой стальных пластин, пазы для удерживания постоянных магнитов, выполненные в тех частях сердечника ротора, которые соответствуют сторонам приблизительно правильного многоугольника, имеющего центр на оси сердечника ротора, постоянные магниты, вставленные в соответствующие пазы для удерживания постоянных магнитов, и множество прорезей, удлиненных в радиальном направлении и отстоящих друг от друга вдоль каждого из пазов для удерживания постоянных магнитов на наружном сердечнике снаружи пазов для удерживания постоянных магнитов, отличающийся тем, что на радиально наружном конце прорези расположены на приблизительно одинаковом расстоянии друг от друга, в то время как на радиально внутреннем конце расстояние между прорезями уменьшается при увеличении расстояния от центра каждого постоянного магнита, при этом расстояние между прорезями у центра является наибольшим.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, если стороны постоянных магнитов выполнены так, что они соответствуют основанию синусоиды, то расстояние между прорезями на радиально внутреннем конце пропорционально высоте синусоиды.
3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что ротор имеет 2n магнитных полюсов и статор имеет 3n зубцов, каждый из которых имеет плотно намотанный проводник, при этом n представляет собой положительное целое число, и стороны постоянных магнитов соответствуют основанию синусоиды при их сужении к центру.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ширина сердечника между радиально наружным концом прорезей и наружной периферией сердечника ротора является большей в центре постоянных магнитов, чем на обоих концах.
5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ширина сердечника между радиально наружным концом пазов для удерживания постоянных магнитов и радиально внутренним концом прорезей, а также ширина сердечника между радиально внутренним концом прорезей и наружной периферией сердечника ротора превышают толщину стальных пластин в 1-3 раза.
6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, четыре прорези расположены вдоль каждого из пазов для постоянных магнитов.
RU2006113118/09A 2003-09-19 2004-07-28 Двигатель с постоянными магнитами RU2313880C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-327599 2003-09-19
JP2003327599A JP4248984B2 (ja) 2003-09-19 2003-09-19 永久磁石電動機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2313880C1 true RU2313880C1 (ru) 2007-12-27

Family

ID=34372875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006113118/09A RU2313880C1 (ru) 2003-09-19 2004-07-28 Двигатель с постоянными магнитами

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7282827B2 (ru)
EP (1) EP1670117B1 (ru)
JP (1) JP4248984B2 (ru)
KR (1) KR100711363B1 (ru)
CN (1) CN100438272C (ru)
ES (1) ES2380597T3 (ru)
RU (1) RU2313880C1 (ru)
WO (1) WO2005029678A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571951C1 (ru) * 2014-11-06 2015-12-27 Открытое акционерное общество "НПО Центр" Ротор с постоянными магнитами
RU2579011C1 (ru) * 2014-11-06 2016-03-27 Открытое акционерное общество "НПО Центр" Ротор электрической машины с постоянными магнитами

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060064310A (ko) * 2004-12-08 2006-06-13 삼성전자주식회사 영구자석 전동기
JP4626405B2 (ja) * 2005-06-01 2011-02-09 株式会社デンソー ブラシレスモータ
US8350435B2 (en) * 2006-04-14 2013-01-08 Emerson Electric Co. Interior magnet machine with reduced cogging
JP5259934B2 (ja) * 2006-07-20 2013-08-07 株式会社日立産機システム 永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機
CN101536293B (zh) 2007-02-21 2012-07-18 三菱电机株式会社 永久磁铁同步马达及封闭式压缩机
KR101030666B1 (ko) * 2007-02-26 2011-04-20 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 영구자석형 모터 및 밀폐형 압축기 및 팬 모터
US7932658B2 (en) * 2007-03-15 2011-04-26 A.O. Smith Corporation Interior permanent magnet motor including rotor with flux barriers
WO2008137709A2 (en) * 2007-05-04 2008-11-13 A. O. Smith Corporation Interior permanent magnet motor and rotor
JP5101930B2 (ja) * 2007-06-08 2012-12-19 マブチモーター株式会社 多角形状外形の小型モータ
KR100903519B1 (ko) * 2007-09-18 2009-06-19 주식회사 아모텍 영구자석 매입형 모터 및 이를 이용한 공기흡입장치
US20090140593A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods and apparatus for a permanent magnet machine with added rotor slots
JP4712059B2 (ja) * 2008-03-12 2011-06-29 三菱電機株式会社 同期電動機の回転子及び圧縮機
US20110012461A1 (en) * 2008-03-19 2011-01-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Permanent Magnet Synchronization Motor
WO2009142060A1 (ja) * 2008-05-21 2009-11-26 東芝キヤリア株式会社 永久磁石電動機、密閉型圧縮機、および冷凍サイクル装置
MX2011001263A (es) * 2008-07-30 2011-04-21 Smith Corp A O Motor de imán permanente interior que incluye un rotor con polos desiguales.
US7969055B2 (en) * 2008-08-06 2011-06-28 Larry Titus Clean Energy Technologies, Llc Rotary motor
JP5042184B2 (ja) * 2008-09-29 2012-10-03 三菱電機株式会社 同期電動機の回転子及び同期電動機の回転子の製造方法
JP2010161832A (ja) * 2009-01-06 2010-07-22 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機
DE102009049600A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-21 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
JP4964291B2 (ja) * 2009-12-01 2012-06-27 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型モータの回転子及び送風機及び圧縮機
MY168668A (en) * 2010-02-08 2018-11-29 Mitsubishi Electric Corp Rotor of permanent magnet embedded motor, blower, and compressor
JP5708181B2 (ja) * 2010-05-12 2015-04-30 株式会社デンソー 回転電機のロータ
WO2012026032A1 (ja) * 2010-08-27 2012-03-01 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型モータの回転子及び圧縮機及び冷凍空調装置
KR101123676B1 (ko) * 2010-11-30 2012-03-20 전자부품연구원 자속 안내구멍이 형성된 회전자를 갖는 동기형 모터
WO2012102030A1 (ja) 2011-01-28 2012-08-02 パナソニック株式会社 ブラシレスモータおよびそれを搭載した電気機器
JP5242720B2 (ja) * 2011-02-25 2013-07-24 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型モータの回転子
KR101209623B1 (ko) 2011-05-19 2012-12-07 전자부품연구원 회전자 및 그를 갖는 lspm 모터
CN103023255A (zh) * 2011-09-26 2013-04-03 辐射通量实验室私人有限公司 电磁机
EP2773021B1 (en) * 2011-10-24 2019-05-22 Mitsubishi Electric Corporation Rotor of interior permanent magnet motor, compressor, and refrigeration and air-conditioning device
JP5752260B2 (ja) * 2011-11-07 2015-07-22 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機の回転子、及びこの回転子を用いた電動機、及びこの電動機を用いた圧縮機、及びこの圧縮機を用いた空気調和機
CN103138442B (zh) * 2011-11-25 2016-04-13 丹佛斯(天津)有限公司 内置式永磁电机的转子和使用其的内置式永磁电机
JP2013132164A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Sharp Corp 永久磁石モータ
JP2013132172A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Sharp Corp 永久磁石モータ
US10153671B2 (en) 2011-12-29 2018-12-11 Philip Totaro Permanent magnet rotor with intrusion
US20130169094A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 Danotek Motion Technologies, Inc. Rotor Lamination Structure For Permanent Magnet Machine
JP5889340B2 (ja) * 2012-01-30 2016-03-22 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機の回転子、及びこの回転子を備えた電動機、及びこの電動機を備えた圧縮機、及びこの圧縮機を備えた空気調和機
CN104106198B (zh) * 2012-05-28 2017-11-07 株式会社日立产机系统 复合转矩型旋转电机
US20130320798A1 (en) * 2012-05-30 2013-12-05 Steering Solutions Ip Holding Corporation System and method for reducing cogging torque in an interior permanent magnet motor
JP6127450B2 (ja) * 2012-11-01 2017-05-17 株式会社ジェイテクト 回転機用ロータ
EP2741398A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Rotor of an electric generator
JP6110151B2 (ja) * 2013-02-07 2017-04-05 本田技研工業株式会社 回転電機のロータ
WO2014139132A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Emerson Electric Co. Rotors and stators for dynamoelectric machines
JP6210711B2 (ja) * 2013-04-23 2017-10-11 株式会社日立産機システム 永久磁石電動機
US10027192B2 (en) * 2013-06-12 2018-07-17 Mitsubishi Electric Corporation Motor with permanent magnet embedded therein, and compressor
CN105594099B (zh) * 2013-09-25 2018-06-08 三菱电机株式会社 永磁铁埋入型电动机、压缩机以及制冷空调装置
CN104242497B (zh) * 2014-08-01 2017-05-31 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机
CN104269987B (zh) * 2014-10-13 2016-06-29 广东美芝制冷设备有限公司 永磁同步电机及具有其的压缩机
CN104269986B (zh) * 2014-10-13 2016-06-29 广东美芝制冷设备有限公司 永磁同步电机及具有其的压缩机
CN107534334B (zh) * 2015-07-15 2019-06-21 三菱电机株式会社 转子、电动机、压缩机以及制冷空调机
KR101744412B1 (ko) * 2015-10-20 2017-06-08 한양대학교 산학협력단 q축 인덕턴스를 감소시키는 영구자석 전동기 및 이에 포함되는 회전자
WO2017138142A1 (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 三菱電機株式会社 電動機、圧縮機及び冷凍空調装置
CN106100177B (zh) * 2016-06-20 2018-06-15 广东威灵电机制造有限公司 用于电机的转子和具有其的电机
JPWO2018198217A1 (ja) * 2017-04-26 2019-11-07 三菱電機株式会社 永久磁石型モータ
JP7053392B2 (ja) * 2018-07-13 2022-04-12 オークマ株式会社 同期電動機の回転子
WO2020194504A1 (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 三菱電機株式会社 ロータ、モータ、圧縮機、及び空気調和機
CN110176816A (zh) * 2019-06-18 2019-08-27 吉林省绿能环保科技发展有限公司 一种正弦波磁场异步起动永磁同步电动机的转子
CN112436628B (zh) * 2019-08-26 2021-10-22 安徽美芝精密制造有限公司 电机、压缩机和制冷设备
US11183890B2 (en) * 2019-10-02 2021-11-23 Fca Us Llc Permanent magnet vehicle traction motor having improved vibration, torque ripple, and total harmonic distortion
KR102351792B1 (ko) 2020-01-22 2022-01-17 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 압축기

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01247786A (ja) 1988-03-29 1989-10-03 Toshiba Corp 2シリンダ型ロータリ式圧縮機
EP0538472B1 (en) * 1990-07-12 1997-10-29 Seiko Epson Corporation Rotor of brushless motor and manufacture thereof
JP2803456B2 (ja) 1991-10-23 1998-09-24 三菱電機株式会社 多気筒回転式圧縮機
JPH06189481A (ja) * 1992-11-06 1994-07-08 Aichi Emerson Electric Co Ltd 回転子
JP3424774B2 (ja) 1994-12-22 2003-07-07 株式会社安川電機 永久磁石形回転子
DE59604144D1 (de) * 1995-02-21 2000-02-17 Siemens Ag Hybriderregte elektrische Maschine
JP3452434B2 (ja) * 1995-10-31 2003-09-29 三菱電機株式会社 永久磁石回転子
JPH11187597A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石埋め込みロータ
JPH11252840A (ja) 1998-02-26 1999-09-17 Meidensha Corp 回転電機の回転子
DE19851883A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-18 Siemens Ag Permanenterregte Synchronmaschine
JP2001037186A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Toshiba Kyaria Kk 永久磁石電動機
JP2001037127A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Toshiba Corp 永久磁石形モータ
JP2002084690A (ja) * 2000-02-09 2002-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動機
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
JP2003009483A (ja) * 2001-06-21 2003-01-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd 永久磁石埋込み型誘導電動機
US6727623B2 (en) * 2002-08-28 2004-04-27 Emerson Electric Co. Reduced impedance interior permanent magnet machine
US6891298B2 (en) * 2002-08-28 2005-05-10 Emerson Electric Co. Interior permanent magnet machine with reduced magnet chattering
US6717314B2 (en) * 2002-08-28 2004-04-06 Emerson Electric Co. Interior permanent magnet motor for use in washing machines
DE10256523A1 (de) * 2002-12-04 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere bürstenloser Synchronmotor
JP4485225B2 (ja) * 2004-02-27 2010-06-16 三菱電機株式会社 永久磁石型モータ及び密閉型圧縮機及びファンモータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571951C1 (ru) * 2014-11-06 2015-12-27 Открытое акционерное общество "НПО Центр" Ротор с постоянными магнитами
RU2579011C1 (ru) * 2014-11-06 2016-03-27 Открытое акционерное общество "НПО Центр" Ротор электрической машины с постоянными магнитами

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005029678A1 (ja) 2005-03-31
EP1670117B1 (en) 2012-03-21
US20060273678A1 (en) 2006-12-07
US7282827B2 (en) 2007-10-16
EP1670117A1 (en) 2006-06-14
JP4248984B2 (ja) 2009-04-02
KR100711363B1 (ko) 2007-04-27
KR20060039948A (ko) 2006-05-09
EP1670117A4 (en) 2010-06-16
CN100438272C (zh) 2008-11-26
ES2380597T3 (es) 2012-05-16
CN1853330A (zh) 2006-10-25
JP2005094968A (ja) 2005-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2313880C1 (ru) Двигатель с постоянными магнитами
US5642009A (en) Quasi square-wave back-EMF permanent magnet AC machines with five or more phases
Ishak et al. Permanent magnet brushless machines with unequal tooth widths and similar slot and pole numbers
US7414343B2 (en) Hybrid-excited rotating machine, and vehicle with the hybrid-excited rotating machine
KR100808287B1 (ko) 감소된 고정자 극수를 가지는 개량된 다상 브러시리스 모터
US9231513B2 (en) Electric motor system
US6495941B1 (en) Dynamo-electric machine
JP3748387B2 (ja) 永久磁石式回転電機及びそれを用いた発電システムと駆動システム
US7482724B2 (en) Ipm electric rotating machine
US6787958B1 (en) Electrical machines
US7388310B2 (en) Synchronous electrical machine comprising a stator and at least one rotor, and associated control device
CN110089013B (zh) 励磁绕组型旋转电机
KR100604168B1 (ko) 스위치드 릴럭턴스 기기용 라미네이션 세트
JP2001037186A (ja) 永久磁石電動機
KR101826126B1 (ko) 3상 전자 모터
WO2018117144A1 (ja) 界磁巻線型回転電機
WO2018008372A1 (ja) 6線3相モータ、インバータ装置およびモータシステム
EP1436882B1 (en) A single phase synchronous ac motor
KR101905512B1 (ko) 기동 장치가 필요 없는 영구자석 단상 모터
KR950008389B1 (ko) 교류 서보 모터의 전기자 권선 방법
US10181809B2 (en) Rotating electric machine drive system
KR100597678B1 (ko) 영구자석형 전동기의 회전자
Zheng et al. Optimal Multi-tooth Numbers for Vernier PM Synchronous Machines
JPH07298596A (ja) ブラシレスモータ
Zheng Novel stator wound field synchronous machines with permanent magnets on slot openings