旋转电机的转子制造技术

本发明专利技术的一个方式所涉及的旋转电机的转子，在周向上配置有多个单磁极，该单磁极由如下部件构成：一对第1永磁体，它们配置为向外周方向敞开的V字型；以及第2永磁体，其配置于V字型的敞开的部分，该旋转电机的转子具有：第1空隙，其在第1永磁体插入的磁体插入孔中，在与单磁极构成的d轴在电气方面正交的q轴侧的端部设置为与该磁体插入孔相连续；第2空隙，其在第2永磁体插入的磁体插入孔的两端部设置为与该磁体插入孔相连续；以及槽，其在转子的外周沿转子的轴向而形成。而且，在将穿过转子的旋转中心和第1空隙的d轴侧端部而引出至外周的直线设为直线A、且将穿过旋转中心和第2空隙的q轴侧端部而引出至外周的直线设为直线B的情况下，槽的q轴侧端部位于直线A上，槽的d轴侧端部位于比直线B靠q轴侧的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机的转子
本专利技术涉及旋转电机的转子。
技术介绍
作为电动汽车、混合动力车辆等之类的电动车辆的驱动用电动机，已知在转子铁芯埋入有永磁体的埋入磁体型永磁体式电动机(InteriorPermanentMagnet电机(下面，适当地称为IPM电机))。IPM电机中存在如下问题，即，因永磁体的磁通而产生铁损，因铁损而导致高速旋转区域的效率降低。另外，为了抑制电动机的振动、噪声，还要求降低扭矩波动。并且，根据确保逆变器部件的耐久性的观点，还需要使感应电压的峰值不超过逆变器系统的耐受电压。在感应电压由有利于扭矩的主分量、和不利于扭矩的高次谐波分量合成时，如果仅降低感应电压而不使其超过逆变器系统的耐受电压，则主分量有可能减小而导致扭矩降低。因此，为了防止扭矩降低，需要仅降低高次谐波分量而使得感应电压的峰值降低。为了满足上述要求，在JP5516739B中提出了如下转子构造，即，由配置为向外周方向敞开的V字型的一对永磁体、以及在V字型的敞开的部分配置的永磁体的共计3个永磁体构成单磁极，并且在外周形成有槽。根据这里提出的转子构造，能够提供如下电机，即，通过形成该槽而使得铁损降低、且使得齿槽扭矩和感应电压降低。
技术实现思路
然而，对于JP5516739B公开的槽而言，本专利技术的专利技术人发现其中存在如下问题，即，不过规定了转子的外周的中心位置，因此因配置于最外周的永磁体的周向宽度而无法充分获得铁损降低效果，无法提高电机效率。因此，本专利技术的目的在于提供如下转子，即，考虑了与配置于最外周的永磁体的位置关系，并规定了在转子的外周形成的槽的周向宽度，由此能够充分获得铁损降低效果。本专利技术的一个方式的旋转电机的转子在周向上配置有多个单磁极，该单磁极由如下部件构成：一对第1永磁体，它们配置为向外周方向敞开的V字型；以及第2永磁体，其配置于V字型的敞开的部分，具有：第1空隙，其在第1永磁体插入的磁体插入孔中，在与单磁极构成的d轴在电气方面正交的q轴侧的端部设置为与该磁体插入孔连续；第2空隙，其在第2永磁体插入的磁体插入孔的两端部设置为与该磁体插入孔连续；以及槽，其在转子的外周沿转子的轴向而形成。而且，在将穿过转子的旋转中心和第1空隙的d轴侧端部而引出至外周的直线设为直线A、且将穿过旋转中心和第2空隙的q轴侧端部而引出至外周的直线设为直线B的情况下，槽的q轴侧端部位于直线A上，槽的d轴侧端部位于比直线B靠q轴侧的位置。关于本专利技术的实施方式，下面与附图一起进行详细说明。附图说明图1是用于对一个实施方式的转子构造进行说明的图。图2是表示对基于槽的开始点的位置的铁损降低率进行解析的解析结果的图。图3是表示对基于槽的开始点的位置的桥接部的应力的变化进行解析的解析结果的图。图4是用于说明对基于转子的外周形状的定子的磁通密度进行解析的解析结果的图。图5是表示对现有例和一个实施方式的电机损失的比例进行解析的解析结果的图。图6是用于对根据提高扭矩性能的观点而规定的槽的开始点进行说明的图。图7是表示对基于槽的开始点的位置的感应电压的1次分量的变化进行解析的解析结果的图。图8是用于对有利于齿槽扭矩的降低的槽的开始点的位置进行说明的图。图9是表示对基于槽的开始点的位置的齿槽扭矩的变化进行解析的解析结果的图。图10是表示对基于槽的开始点的位置的齿槽扭矩以及感应电压的1次分量的变化进行解析的解析结果的图。图11是用于对槽的深度d进行说明的图。图12是表示对基于槽的深度d的铁损降低率进行解析的解析结果的图。图13是用于对变形例1的槽进行说明的图。图14是用于对变形例2的槽进行说明的图。图15是用于对变形例3的槽进行说明的图。图16是用于对变形例4的槽进行说明的图。图17是用于对其他变形例进行说明的图。图18是表示对现有例相对于参考例的损失的比例进行解析的解析结果的图。具体实施方式-实施方式-图1是用于对应用本专利技术的一个实施方式的转子进行说明的图。该图表示的是从与轴向垂直的剖面观察构成电动机或者发电机的旋转电机所具有的转子(rotor)6的结构图，且是整个结构的一部分(一个极)。本实施方式的旋转电机是永磁体埋设于转子6的内部的所谓的IPM(InteriorPermanentMagnet)型的旋转电机，具有转子，该转子具有多个单磁极，该单磁极由永磁体组30构成，该永磁体组30由一对永磁体2和永磁体3的共计3个永磁体构成。此外，这里举出8极构造的转子为例，极数并不限定于此。其中，下面说明的各种解析数据以将本专利技术应用于如下旋转电机进行解析为前提，即，该旋转电机由如下部件构成：8极构造的转子6；以及定子(未图示)，其插槽数为48，并且定子绕组以分布卷绕的方式卷绕于该定子。转子铁芯(rotorcore)1由所谓的层叠电磁钢板构造构成为圆筒形，将厚度为几百μm的电磁钢板冲切加工为圆环状的部件在轴向上层叠而形成该层叠电磁钢板构造。另外，在转子铁芯1形成有：磁体插入孔40(下面，也简称为磁体孔40)，其用于埋设永磁体2；以及磁体插入孔50(下面也简称为磁体孔50)，其用于埋设永磁体3，并且在磁体孔40的周向两端部与各磁体孔连续地形成有空隙4(第1空隙)，在磁体孔50的周向两端部与各磁体孔连续地形成有空隙5(第2空隙)。磁体孔40、50是形成有用于分别埋设两个永磁体2、以及一个永磁体3的空间的电磁钢板的单板在轴向上层叠而形成的孔部。磁体孔40形成为如下所谓的V字型，即，作为周向上的中央部分且位于最靠近旋转中心侧的部分位于d轴上，周向两端部分与d轴分离而与q轴接近，并且接近转子外周。磁体孔50在V字型的磁体孔40敞开的部分沿着转子铁芯1的周向而形成为直线状。永磁体组30埋入于磁体孔40以及磁体孔50，在一个磁体孔40埋入有1对永磁体2，在一个磁体孔50埋入有一个永磁体3。如图所示，磁体孔40为相对于d轴而线对称的形状，因此一对永磁体2也配置为相对于d轴而线对称、且向外周方向敞开的V字型。而且，由如下部件形成近似三角形状：1对永磁体2，它们配置于磁体孔40；以及永磁体3，其沿周向配置于V字型的敞开的部分。在转子6每隔恒定的机械角而形成有由这种配置为近似三角形的永磁体组30构成的单磁极。本实施方式的转子6为8极构造，因此每隔45度的机械角而形成有配置为近似三角形状的永磁体组30。图1所示的是其一极。永磁体组30以插入于转子铁芯1的磁体孔40、50各自的对应的部位的状态而固定。另外，永磁体组30构成的单磁极沿转子6的周向以如下方式配置，即，使得永磁体组30构成的磁极彼此隔开相等的间隔，并且使得相邻的磁极的极性互不相同。该永磁体组30形成的磁通的方向为d轴(磁极中心)，相对于d轴在电磁方面正交的方向为q轴。两个永磁体2形成为小于磁体孔40，在一对永磁体2埋入于磁体孔40的情况下，在磁体孔40的q轴侧且在转子外周侧、换言本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机的转子，其在周向上配置有多个单磁极，该单磁极由如下部件构成：一对第1永磁体，它们配置为向外周方向敞开的V字型；以及第2永磁体，其配置于所述V字型的敞开的部分，其中，/n所述旋转电机的转子具有：/n第1空隙，其在所述第1永磁体插入的磁体插入孔中，在与所述单磁极构成的d轴在电气方面正交的q轴侧的端部设置为与该磁体插入孔相连续；/n第2空隙，其在所述第2永磁体插入的磁体插入孔的两端部设置为与该磁体插入孔相连续；以及/n槽，其在所述转子的外周沿所述转子的轴向而形成，/n在将穿过所述转子的旋转中心和所述第1空隙的d轴侧端部而引出至所述外周的直线设为直线A、且将穿过所述旋转中心和所述第2空隙的q轴侧端部而引出至所述外周的直线设为直线B的情况下，所述槽的q轴侧端部位于所述直线A上，所述槽的d轴侧端部位于比所述直线B靠q轴侧的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机的转子，其在周向上配置有多个单磁极，该单磁极由如下部件构成：一对第1永磁体，它们配置为向外周方向敞开的V字型；以及第2永磁体，其配置于所述V字型的敞开的部分，其中，
所述旋转电机的转子具有：
第1空隙，其在所述第1永磁体插入的磁体插入孔中，在与所述单磁极构成的d轴在电气方面正交的q轴侧的端部设置为与该磁体插入孔相连续；
第2空隙，其在所述第2永磁体插入的磁体插入孔的两端部设置为与该磁体插入孔相连续；以及
槽，其在所述转子的外周沿所述转子的轴向而形成，
在将穿过所述转子的旋转中心和所述第1空隙的d轴侧端部而引出至所述外周的直线设为直线A、且将穿过所述旋转中心和所述第2空隙的q轴侧端部而引出至所述外周的直线设为直线B的情况下，所述槽的q轴侧端部位于所述直线A上，所述槽的d轴侧端部位于比所述直线B靠q轴侧的位置。


2.根据权利要求1所述的旋转电机的转子，其中，
在将从所述槽的d轴侧端部至所述d轴的电气角设为θ1，
在将从所述旋转中心穿过所述第1永磁体的最外周部而引出至所述外周的直线设为直线C时，将从所述直线C至所述d轴的电气角设为θi，
在将从所述旋转中心穿过所述第2永磁体的最外周部而引出至所述外周的直线设为直线D时，将从所述直线D至所述d轴的电气角设为...

【专利技术属性】
技术研发人员：室田浩平，池见健，仲田彻，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP