嵌入磁铁式同步电动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种嵌入磁铁式同步电动机，包括转子铁芯（8），沿着转子铁芯（8）的周向配置有与极数相当的数量并且收纳构成磁极的磁铁的磁铁收容孔，其沿着周向形成有3个以上，设转子铁芯（8）的叠层厚度为X、定子铁芯（4）的叠层厚度为Y、由将各磁铁收容孔的内径侧面的中点彼此连接而成的线围成的铁芯部的截面积为S3、在各磁铁收容孔的外径侧面和转子铁芯（8）的外周面之间设置的外周侧铁芯部的截面积为S2、从转子铁芯（8）的截面积减去截面积S2和截面积S3所得到的截面积为S1、磁铁的磁力为a，使转子铁芯（8）以其两端从定子铁芯（4）的两端悬伸出去并满足X＞Y且X＜Y（1+（S2/S1）／a×2）的关系的方式形成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种嵌入磁铁式同步电动机，包括转子铁芯（8），沿着转子铁芯（8）的周向配置有与极数相当的数量并且收纳构成磁极的磁铁的磁铁收容孔，其沿着周向形成有3个以上，设转子铁芯（8）的叠层厚度为X、定子铁芯（4）的叠层厚度为Y、由将各磁铁收容孔的内径侧面的中点彼此连接而成的线围成的铁芯部的截面积为S3、在各磁铁收容孔的外径侧面和转子铁芯（8）的外周面之间设置的外周侧铁芯部的截面积为S2、从转子铁芯（8）的截面积减去截面积S2和截面积S3所得到的截面积为S1、磁铁的磁力为a，使转子铁芯（8）以其两端从定子铁芯（4）的两端悬伸出去并满足X＞Y且X＜Y（1+（S2/S1）／a×2）的关系的方式形成。【专利说明】嵌入磁铁式同步电动机
本技术涉及在转子铁芯的内部嵌入有永久磁铁的嵌入磁铁式同步电动机(IPMSM)。
技术介绍
在嵌入磁铁式同步电动机中，实现高磁力化的一般方法是使转子铁芯的轴向长度(转子叠层厚度)和定子铁芯的轴向长度(定子叠层厚度)一同增大。然而，在采用这种结构的情况下，作为电动机的基本构成材料的铜、铁、磁铁等的使用量增加而导致成本提高，故不优选。在下述专利文献I所代表的现有的嵌入磁铁式同步电动机中，由于使转子叠层厚度形成得比定子叠层厚度大(悬伸)，所以直接的材料费用仅为构成转子的铁和磁铁即可，能够抑制制造成本。此外，在现有技术中，由于从在沿着转子铁芯的轴向延伸的部分(悬伸部)设置的永久磁铁的外周面产生的磁通穿过该悬伸部的转子磁极部，作为有效磁通作用于定子铁芯，所以效率得到改善。专利文献1:日本特开2000-116044号公报
技术实现思路
这里，转子铁芯的外周侧铁芯部的磁通密度随着悬伸部的长度(定子叠层厚度与转子叠层厚度之差)变大而增加，如果悬伸部的长度达到规定长度，则有效磁通量饱和。即，由于仅使悬伸部的长度变大不能有效地利用磁通，所以转子铁芯的截面积与磁通所穿过的转子铁芯的外周侧铁芯部的面积的关系很重要。另一方面，由于能够悬伸的量根据电动机的大小变动，所以定子叠层厚度与转子叠层厚度的关系也很重要。然而，在上述专利文献I所代表的现有技术中，由于没有考虑上述关系，所以存在不能应对实现电动机的高效率化并且进一步降低制造成本的需求的问题。本技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现电动机的高效率化并且进一步降低制造成本的嵌入磁铁式同步电动机。为了解决上述问题而实现技术目的，本技术的嵌入磁铁式同步电动机，其包括:转子铁芯；以及在上述转子铁芯的外周侧配置的定子铁芯，上述嵌入磁铁式同步电动机的特征在于:设上述转子铁芯的叠层厚度为X、上述定子铁芯的叠层厚度为Y、由将形成在上述转子铁芯的三个以上的磁铁收容孔的内径侧面的中点彼此连接而成的线围成的铁芯部的截面积为S3、在各上述磁铁收容孔的外径侧面和上述转子铁芯的外周面之间设置的外周侧铁芯部的截面积为S2、从上述转子铁芯的截面积减去上述截面积S2和上述截面积S3所得到的截面积为S1、上述磁铁的磁力为a，使上述转子铁芯以其两端从上述定子铁芯的两端悬伸出去并满足X > Y且乂 < Y (1+ (S2/S1) / aX2)的关系的方式形成。根据本技术，由于采用考虑到转子铁芯的截面积与磁通所穿过的转子铁芯的外周侧铁芯部的面积、以及定子叠层厚度与转子叠层厚度的关系的转子，所以起到能够实现电动机的高效率化并且进一步降低制造成本的效果。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的实施方式涉及的嵌入磁铁式同步电动机的侧视图。图2是图1所示的转子的断面图。图3是图1所示的转子铁芯的断面图。图4是外周侧铁芯部的放大图。图5是表示磁通从未设置外周侧铁芯部的转子流向定子铁芯的图。图6是表不磁通从设直有外周侧铁芯部的转子流向定子铁芯的图。图7是示意性表示磁通在各磁铁间直线状地行进的图。图8是在转子铁芯形成有风穴的转子的断面图。图9是用于说明图8所示的转子的截面积SI与截面积S3的关系的图。图10是表示转子的第一变形例的图。图11是用于说明图10所示的转子的截面积的图。图12是用于说明图10所示的转子的外周侧铁芯部的图。图13是表示转子的第二变形例的图。图14是用于说明图13所示的转子的截面积的图。图15是用于说明图13所示的转子的外周侧铁芯部的图。图16是表示转子的第三变形例的图。图17是用于说明图16所示的转子的截面积的图。图18是用于说明图16所示的转子的外周侧铁芯部的图。符号说明I旋转轴2、2-1、2-2、2-3、2_4、20、21 转子3 绕组4定子铁芯4a、8e轴向端部6内周面7、7-1、7-2、7-3、7_4 磁铁8、80、81、82、83、84、85 转子铁芯8a、8a-l、8a-2、8a-3、8a_4 中心侧铁芯8b、8b-l、8b-2、8b-3、8b_4 内周侧铁芯8c、8c-2、8c-3、8c_4 外周侧铁芯8d外周侧薄壁铁芯8-1外周侧铁芯部9、9-1、9_4磁铁收容孔9-2第一磁铁收容孔9-3第二磁铁收容孔9a、9a-l、9a-2、9a_3 内径侧面9b、9b-l、9b-2、9b_3 外径侧面9c、9c-l、9c-2、9c_3 周向端部10外周面11 定子12连通孔【具体实施方式】下面，基于附图，对本技术涉及的嵌入磁铁式同步电动机的实施方式进行详细说明。此外，本技术不限定于该实施方式。(实施方式)图1是本技术的实施方式涉及的嵌入磁铁式同步电动机的侧视图，图2是图1所示的转子2的断面图。图3是图1所示的转子铁芯8的断面图，图4是外周侧铁芯部8-1的放大图。图1所示的嵌入磁铁式同步电动机具有定子11和转子2。定子11包括定子铁芯4和卷绕在定子铁芯4上的绕组3作为主要结构，其中，定子铁芯4通过将被称为铁芯冲片的硅钢板用模具冲孔后沿着旋转轴I的轴向层叠多片而成。在定子11的内周侧以能够旋转的方式配置有转子2。转子2具有用于传递旋转能量的旋转轴I和设置在该旋转轴I的外周部的转子铁芯8作为主要结构。转子铁芯8与定子铁芯4同样通过将硅钢板用模具冲孔后沿着旋转轴I的轴向层叠多片而制成，其形成为圆筒状。在以下的说明中，将转子铁芯8的轴向长度称为转子叠层厚度X，将定子铁芯4的轴向长度称为定子叠层厚度Y。此外，将从定子铁芯4的中心到轴向端部4a的长度LI与从转子铁芯8的中心到轴向端部Se的长度L2之差称为悬伸长度Z。图1所示的转子叠层厚度X为悬伸长度Z的2倍的长度(ZX 2)与定子叠层厚度Y相加所得到的大小。在图3中，在转子铁芯8，沿着周向在同一圆周上形成有磁铁收容孔9。磁铁收容孔9配置在外周面10 —侧，并且形成为曲率中心位于转子2的径向外侧的倒圆弧状。具体而言，磁铁收容孔9的外周面10 —侧的面(外径侧面9b)及其转子2的内周面6 —侧的面(内径侧面9a)都形成为朝向旋转轴I 一侧弯曲的凸状，并且周向端部9c位于外周面10的附近。此外，图2所示的磁铁7的外缘形状与磁铁收容孔9的内缘形状大致相似，能在各磁铁收容孔9中收容有磁铁7。此外，在图3中，转子铁芯8包括:在外周面10与外径侧面9b之间形成的外周侧铁芯8c ;在外周面10与周向端部9c之间形成的外周侧薄壁铁芯8d ;以包围旋转轴I的方式在转子2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入磁铁式同步电动机，其包括：转子铁芯；以及在所述转子铁芯的外周侧配置的定子铁芯，所述嵌入磁铁式同步电动机的特征在于：设所述转子铁芯的叠层厚度为X、所述定子铁芯的叠层厚度为Y、由将形成在所述转子铁芯的三个以上的磁铁收容孔的内径侧面的中点彼此连接而成的线围成的铁芯部的截面积为S3、在各所述磁铁收容孔的外径侧面和所述转子铁芯的外周面之间设置的外周侧铁芯部的截面积为S2、从所述转子铁芯的截面积减去所述截面积S2和所述截面积S3所得到的截面积为S1、所述磁铁的磁力为a，使所述转子铁芯以其两端从所述定子铁芯的两端悬伸出去并满足X＞Y且X＜Y（1+（S2/S1）／a×2）的关系的方式形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：土田和庆，及川智明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：实用新型
国别省市：