永磁体嵌入式旋转电机制造技术

本发明专利技术提供能尽量抑制制造误差的影响、稳定地降低齿槽转矩的永磁体嵌入式旋转电机。对转子(100)形成磁通短路防止用切口(104a、104b)，该切口从在转子的外周面形成磁极的2个永磁体(103a、103b)的两端朝磁极中心Pc延伸，在转子(100)的外周面形成一对沟槽(105a、105b)，该一对沟槽是相对于磁极中心Pc对称地分开的一对沟槽，各沟槽与转子外周面的相邻磁极的沟槽分开。换算成以旋转中心O为中心的角度的定子绕组用切槽(201)的间距设为τs、2个磁通短路防止用切口间的角度设为θf、一对沟槽之间的角度设为θs、n设为规定整数，该情况下，成立如下关系：θf＝n×τs、θs＝n×τs。

【技术实现步骤摘要】
永磁体嵌入式旋转电机
本专利技术涉及电动机、发电机等具有转子的旋转电机，尤其涉及在转子中嵌入有至少一个永磁体的永磁体嵌入式旋转电机。
技术介绍
在永磁体嵌入式旋转电机中，非励磁状态下使转子动作时也会发生齿槽转矩。该齿槽转矩在对旋转电机进行控制时成为扰动，应使其尽可能小。作为用于降低该齿槽转矩的对策，有如下对策:即，对定子实施斜向歪斜(oblique skew)或者对转子实施台阶歪斜(stepwise skew)。然而,采用该对策的情况下，会出现制造工序增加的问题。作为对定子、转子不实施歪斜就能降低齿槽转矩的技术，有例如专利文献1所公开的技术。该专利文献1的技术利用在转子的磁极端部设置的切口来限制磁通通过的范围，基于定子绕组用切槽的间距来规定该磁通通过的范围宽度，从而降低齿槽转矩。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本专利特开2004-343861号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 上述现有的永磁体嵌入式旋转电机中存在如下问题:由于制造误差的影响，用于限制磁通通过的宽度的切口的尺寸与设计尺寸不同的情况下，齿槽转矩不稳定地变动。 本专利技术鉴于以上情形而完成，其目的在于提供尽量抑制制造误差的影响、能稳定地降低齿槽转矩的永磁体嵌入式旋转电机。解决技术问题所采用的技术方案 本专利技术提供永磁体嵌入式旋转电机，其具有:定子，该定子的内周面形成有多个定子绕组用切槽；以及转子，该转子在外周面与所述定子的内周面之间隔开间隙且该转子的外周面与所述定子的内周面相对的状态下以能旋转的方式被轴支承，在所述转子的外周面形成沿旋转方向排列的多个磁极的一个或多个永磁体被嵌入于所述转子，所述永磁体嵌入式旋转电机的特征在于，在所述转子上形成磁通短路防止用切口，该磁通短路防止用切口从在所述转子的外周面形成磁极的一个或多个永磁体的两端朝所述磁极中心延伸，在所述转子的外周面形成一对沟槽，该一对沟槽是相对于通过所述磁极中心的对称轴而对称地分开的一对沟槽，各沟槽与所述转子的外周面的相邻磁极的沟槽分开。 根据本专利技术，在转子内设置磁通短路防止用切口，并且将一对沟槽设置在转子的外周面，因此在产生制造误差的情况下，也能适当限制在转子和定子之间磁通所通过的范围，能稳定地降低齿槽转矩。 【附图说明】 图1是表不作为本专利技术的永磁体嵌入式旋转电机的一个实施方式的IPM电动机的结构的横截面图。图2是表不同一 IPM电动机的变形例的结构的横截面图。图3是表示同一实施方式中的IPM电动机的齿槽转矩特性的图。图4是表示同一实施方式中的IPM电动机的齿槽转矩特性的图。图5是表不作为本专利技术的永磁体嵌入式旋转电机的其它实施方式的IPM电动机的结构的横截面图。图6是表不同一实施方式中的IPM电动机的齿槽转矩特性的图。 【具体实施方式】 以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。 图1是表不将作为本专利技术的永磁体嵌入式旋转电机的一个实施方式的IPM电动机以与转轴垂直的平面来切断而得到的结构的横截面图。本实施方式的IPM电动机具有:对每个磁极使用2个永磁体103a、103b的6极转子100 ;以及收纳该转子100的定子200。下面，为了便于说明，将转子100分割成分别包含2个永磁体103a、103b的6个区域，将这些各区域称作转子100的每一极的磁极区域。 为了防止附图变复杂，在图1中示出了转子100的一个极的磁极区域以及与其相对的定子200的1/6区域的结构。如图1所示，转子100的一个极的磁极区域以转子100的旋转中心0为中心，处于磁极间边界110a到110b为止的60度开度角的范围内。在逆时针方向(顺时针方向)上与图示转子100及定子200的区域相邻的区域的结构为如下结构:以磁极间边界110a(110b)为界将图示与1个极相当的转子100和定子200折返的结构。 定子200呈中空圆筒形状，在其内周壁沿转子100的旋转方向形成有按间距ts的间隔来排列的多个定子绕组用切槽201。在本例中，在定子200的内周面上形成有54个定子绕组用切槽201。因此，定子绕组用切槽201的间距τ s为360度/54 = 6.67度。而且，在图1中示出了与1个极相当的角度范围(60度)内的9个定子绕组用切槽201。 在转子100的1个极的磁极区域中，形成有向转子100的外周面扩展那样呈V字状的2个永磁体嵌入用切口 102a、102b。而且，在永磁体嵌入用切口 102a、102b中嵌入着具有矩形剖面的永磁体103a、103b。这些永磁体103a、103b彼此将相同磁极朝向转子100的外周面，在转子100的外周面形成1个磁极。此外，在本例中，在转子100的外周面，在转子100的旋转中心0起贯穿永磁体103a、103b之间的中心的直线上的位置，置有磁极中心Pc。 转子100形成有磁通短路防止用切口 104a、104b。其中，磁通短路防止用切口104a(104b)与磁体嵌入用切口 102a(102b)的两端中的靠近磁极间边界110a(110b)那一侧的端部相连通，朝着磁极中心Pc延伸。这些磁通短路防止用切口 104a、104b将在转子100及定子200之间磁通所通过的范围限制在各自之间，使得不产生不经由定子200而仅通过转子100内的磁通。 此外，在转子100的外周面形成有一对沟槽105a、105b，该一对沟槽105a、105b相对于通过磁极中心Pc的对称轴而对称地分开。这些沟槽105a、105b与相邻磁极区域的沟槽105a或105b (省略图示)分开。 接着，更具体地说明磁通短路防止用切口 104a、104b与沟槽105a、105b的位置关系。 在本实施方式中，2个磁通短路防止用切口 104a、104b之间的以转子100的旋转中心0为中心的夹角设为Θ f，一对沟槽105a、105b之间的以转子100的旋转中心0为中心的夹角设为9S，η设为规定整数，在该情况下，决定角度0f和0S，使它们满足下式(1)、⑵。 Θ f = ηΧ τ s......(1) Θ s = ηΧ τ s......(2) 图1所示示例中，η = 6。此外，ts = 6.67度，因此，0f = 0s = 6X6.67度= 40度。 若将磁通短路防止用切口 104a、104b设置成使其满足上式(1)，则在转子100的外周面，来自转子100的磁通仅经由Θ f = ηΧ τ s的范围的区域而导入到定子200。其结果是，在转子100的外周面的旋转方向的磁通密度波形中，降低与定子绕组用切槽201的间距τ s相对应的高次分量，能降低齿槽转矩。 此外，若将沟槽105a、105b设置成使其满足上式(2)，则与仅设置磁通短路防止用切口 104a、104b的情况相比，能对使磁通从转子100朝定子200通过的转子100的外周面上的区域进行更彻底的限制。因而，能期待更稳定地降低齿槽转矩。 考虑到上述角度Θ f、Θ s由于种种制造方面的原因与实际电机设计尺寸偏离。而且，若上述角度θ?.、θ8与根据上式(1)、(2)决定的设计尺寸发生微小偏离，则齿槽转矩有可能因此而不稳定地变化。 于是，本实施方式的变形例中，为了在实际电机的角度0f、0S与设计尺寸偏离的情况下也能稳定地降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体嵌入式旋转电机，具有：定子，该定子的内周面形成有多个定子绕组用切槽；以及转子，该转子在外周面与所述定子的内周面之间隔开间隙且该转子的外周面与所述定子的内周面相对的状态下以能旋转的方式被轴支承，在所述转子的外周面形成沿旋转方向排列的多个磁极的一个或多个永磁体被嵌入于所述转子，所述永磁体嵌入式旋转电机的特征在于，在所述转子上形成磁通短路防止用切口，该磁通短路防止用切口从在所述转子的外周面形成磁极的一个或多个永磁体的两端朝所述磁极中心延伸，在所述转子的外周面形成一对沟槽，该一对沟槽是相对于通过所述磁极中心的对称轴而对称地分开的一对沟槽，各沟槽与所述转子的外周面的相邻磁极的沟槽分开。

【技术特征摘要】
2013.09.03 JP 2013-1822661.一种永磁体嵌入式旋转电机，具有:定子，该定子的内周面形成有多个定子绕组用切槽；以及转子，该转子在外周面与所述定子的内周面之间隔开间隙且该转子的外周面与所述定子的内周面相对的状态下以能旋转的方式被轴支承，在所述转子的外周面形成沿旋转方向排列的多个磁极的一个或多个永磁体被嵌入于所述转子，所述永磁体嵌入式旋转电机的特征在于， 在所述转子上形成磁通短路防止用切口，该磁通短路防止用切口从在所述转子的外周面形成磁极的一个或多个永磁体的两端朝所述磁极中心延伸， 在所述转子的外周面形成一对沟槽，该一对沟槽是相对于通过所述磁极中心的对称轴而对称地分开的一对沟槽，各沟槽与所述转子的外周面的相邻磁极的沟槽分开。2.如权利要求1所述的永磁体嵌入式旋转电机，其特征在于， 换算成以所述转子的旋转中心为中心的角度的所述定子绕组用切槽的间距设为τ s、2个磁通短路防止用切口之间的以所述转子的旋转中心为中心的夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：前健一，大口英树，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP