CN1799176B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机，抑制由电动机的半径方向的电磁激振力引起的电磁振荡、噪声的发生。在电动机(100)中，转子(1)相对于转子芯的一组的轴长(2L)分割成4个转子块(3，4，5，6)，例如，4个转子块(3，4，5，6)的理想的轴方向的长度为0.29L，0.71L，0.71L，0.29L，而且各转子块(3，4，5，6)的永久磁铁(2)配置成在转子(1)的圆周方向上的电角度的相位差为0，π，0，π。而且，变更理想的轴长也具有效果，此时所述的轴长的公差为±0.1L。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，尤其是涉及抑制由变频调速电动机的半径方向的电磁激振力引起的电磁振荡、噪声的发生的结构。

背景技术

电动机多数使用于家电产品和各种OA机器中，而且，近年来装载于电动汽车中。

这些电动机被要求为其输出要大，因此产生由电磁激振力引起的振荡和噪声。

半径方向的电磁激振力的产生是转子和定子相对移动时转子的磁极产生的励磁磁通量的磁路在每当转子的磁极横穿设置在定子上的槽的开口部时周期地变化，从而引起间隙的磁通量分布的变化而产生的。半径方向的电磁激振力的旋转次数，空间次数，及振幅依赖于转子的有效磁极开度角(opening angle)的极数和设置在定子上的槽(slot)数。

另外，随着住宅或车内的舒适环境的追求，减少振荡和噪声的要求也越来越高，而且已经开发了减少振荡和噪声的技术。

作为减少振荡和噪声的技术之一，在电动机的转子上设置槽扭斜(skew)。作为设置槽扭斜的手段列举以下的例子。

专利文献1中，在外周面上的等分布的位置上紧固块状永久磁铁而制造转子的过程中把轴的外周面在轴线方向上均等地分割为多个，各个被分割的列中通过冲压加工在轴的外周面上形成突起，把这些突起用于各永久磁铁的定位来紧固各永久磁铁，在突起的上表面上根据需要附着平衡块而设置槽扭斜，实现永久磁铁的定位、槽角的确保、工艺的简明化，及部件数的消减。

专利文献2中，在电动机轴上把定位槽作为导槽在轴方向上使多极磁化的多个环状永久磁铁的同极之间以间隙t相对，构成旋转磁铁使磁感应线朝向径方向，从而显著提高表面磁感应强度的特性，实现电动机的小型化和高性能化。

专利文献3中，回转机械的磁铁内藏型转子由内藏多个永久磁铁而形成在旋转方向上极***替地不同的磁极的多个分割筒状体和以层叠状态支撑这些分割筒状体的轴构成。以各磁极在旋转方向上错开的状态在轴线方向上层叠所述分割筒状体，使其嵌装于轴上，通过在旋转方向上使其结合一体地进行连结。这样，减少转矩脉动，确保转子的顺利的旋转，得到低成本的回转机械。

专利文献4中，在由安装永久磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的无刷DC电动机中，把转子的有效磁极开度角设定为在定子的槽间距的整数倍上相加相当于1个槽开度的角度的值，在轴方向上把转子分割为多个，分割的转子是对各变动力矩在轴周围上错开相当于1/2周期的机械角度而构成的。

专利文献1：日本专利特开平6-245417号公报；

专利文献2：日本专利特开2000-245117号公报；

专利文献3：日本专利特开2000-308286号公报；

专利文献4：日本专利特开2001-359266号公报。

但是，专利文献1虽然有利于减少变动力矩(cogging torque)、减少不平衡力、减少部件数，但是减少由半径方向电磁激振力引起的振荡和噪声的效果不好。

专利文献2虽然有利于减少变动力矩，但是，不能设置缝隙时不能适用，而且，没有减少由半径方向电磁激振力引起的振荡和噪声的效果。

专利文献3虽然有利于减少转矩脉动，但是不一定有减少由半径方向电磁激振力引起的振荡和噪声的效果。

专利文献4虽然有利于由变动力矩产生的旋转轴的挠曲振动的抑制。但是，对于由内转型电动机的半径方向的电磁激振力引起的定子的轴方向弯曲变形模式式不一定有抑制效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以减少由电动机的半径方向的电磁激振力引起的振动，比其结果噪声低的电动机。

在本发明的电动机中，转子或定子对于各自的一组的轴长2L分割成4个以上的偶数个的转子块或定子块(在这里虽然记载为“分割”，但也包含设定成视为被分割的规定的个数的情况)。以使各转子块或定子块对于定子的轴方向的变形模式(mode)发生正交的力的方式，决定包含在各转子块或定子块中的有效磁极开度角的轴长和圆周方向的相对位置。

将所述转子或定子在轴方向上分割为4或4n(n为整数，但是，以4为一组)个以上的块，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置。

当转子或定子分割为4个(包含4n)转子块或定子块时，通过上述3个式理想地求出的4个电动机块或定子块的轴长为基本上是0.29L，0.71L，0.71L，0.29L，根据该基准值设定相当长度，而且，各转子块或定子块的一极分的有效磁极开度角配置成使在转子或定子的在圆周方向上各转子块或定子块之间电角度的相位差为0，π，0，π，例如，各块之间以错开1/2槽(slot)的角度配置。这时，电角度使用槽脉动(slot ripple)成分，一周期(2π)为槽间距。

转子或定子分割为6个(包含6n)转子块或定子块时，通过上述3个式理想地求出的6个电动机块或定子块的轴长为0.25L，0.5L，0.25L，0.25L，0.5L，0.25L，而且，以设定的顺序配置。各转子块或定子块的一极分的有效磁极开度角配置成使在转子或定子的在圆周方向上各转子块或定子块之间电角度的相位差为0，π，0，π，0，π，例如，各块之间以错开1/2槽的角度配置。

附图说明：

图1表示本发明的电动机的转子的一个实施例的图。

图2表示本发明的电动机的电磁激振力模型和电磁激振力满足的必要的正交条件的图。

图3表示定子芯和定子芯的轴方向剖面的位置关系的图。

图4表示把转子芯分解为4块时的转子块的电磁激振力模型的图。

图5表示用于说明电动机的图。

图6表示输入不分割转子时的圆环0次的半径方向电磁激振力时的振动速度的频率反馈图。

图7表示改变电磁激振力计算电动机的振动速度的结果的图。

图8表示计算在电动机中安装减速机时的表面速度平均的结果的图。

图9表示在定子芯轴方向剖面的网格图中表示切换相位差的位置的图。

图10表示变更切换CaseD的电磁激振力的相位差的位置，计算振动速度的结果的图。

图11表示使CaseD的电磁激振力的相位差错开切换位置P1计算振动速度的结果的图。

图12表示使CaseD的电磁激振力的相位差错开切换位置P2计算振动速度的结果的图。

图13表示图1的发明的另一个实施例的构成图。

图14表示图1的发明的另一个别的实施例的构成图。

图15表示把转子芯分解为4块时的转子块的电磁激振力模型的另一个实施例的构成图。

图16表示图1的发明中向表面磁铁电动机的适用例的图。

图17表示图1的发明中向开关磁阻电动机的适用例的图。

图18表示图1的发明中向同步回旋加速电动机的适用例的图。

图19表示图1的发明中向无刷电动机的适用例的图。

图20表示图1的发明中向直线电动机的适用例的图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施方式。

图1是表示以本发明的电动机100的永久磁铁电动机为例时的转子1及定子7的一个实施例的图。图3表示定子芯(定子)7的概念图，图3(a)表示圆筒状图，图3(b)表示其剖面。在这些图中，转子1的磁芯是叠置层叠钢板构成的，而且，在轴长方向上把层叠钢板的叠置分割为多个块，即，分割为转子块。图1中转子1由4个转子块3，4，5，6和轴10和具有与转子块3，4，5，6的轴方向相同的长度的永久磁铁2(2a，2b，2c，2d)构成。各个永久磁铁2具有有效磁极开度角(effective poleopening angle)θ。

图1中，构成有效磁极开度角的永久磁铁2嵌入转子1的芯中，但是，也可以如图16所示一样粘着于转子1的磁芯表面。而且，也可以具有有效磁极开度角由被环状的磁铁磁化的N极和S极实现的构成。

按以下的想法决定转子块3，4，5，6的轴方向的长度以及由有效磁极开度角的圆周方向的位置而决定的电角度(electrical angle)的位置。

本发明中采取使由电气特性产生的半径方向的电磁激振力与定子芯7的轴方向模式(mode)正交的轴长、和电角度相位差的组合模型。

把产生振荡和噪声的电动机100的定子芯7的固有模式假定为梁的0，1，2次曲线模式时，考虑抑制该模式的发生的电磁激振力的模型。

为了简单地进行研究，结构系只采取定子芯7，定子芯7的轴长采取与转子1的磁芯轴长相同的2L，定子芯7的边界条件是两端为自由或两端为完全被拘束，而且把定子芯7作为梁要素，转子块3，4，5，6的轴长和包含在转子块3，4，5，6中的永久磁铁2的轴长是相同的。当转子1中存在端环时，轴长2L不包含端环的长度。

这时，对各次数的曲梁模式考虑如图2所示的正交条件。其中，以满足下述的数学式，在制造上实际的个数的情况下所求出的例如图2的CaseD为例，决定各转子块3，4，5，6的轴方向的长度。

为了简单地展开式子，如图4所示，将把定子芯7设为X轴方向的一维梁，把施加在定子芯7上的力设为y轴方向的一维电磁激振力。定子芯7的轴长设为2L。

将一维梁以定子的X轴中心点O为中心对称地分割为4个部分。以点O为中心点对称地设定施加在各部分的力，例如，f，-f(f是定数)。这是施加在各块中的实质上同一振幅的半径方向的电磁激振力的构成。

力的函数设为F(x)时，通过这样进行分割满足以下的条件式。

【数1】

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$ …数1

【数2】

F(-x)＝-F(x)…数2

考虑满足数1，数2，而且还要满足以下的数3。其中，数1的积分值为0，对应于0次的轴方向模式抑制0次振动模式，数2把点对称振动设为0，对应于2次的轴方向模式抑制2次振动模式。数3把力矩值设为0，对应1次的轴方向的模式抑制1次振动模式。分割的分割块为多个，尤其是从所得到的解中取4个以上的偶数个。

【数3】

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$ …数3

将施加在一维梁要素上的力矩M用以下的数学式表示。

【数4】

$M=-\underset{-L}{\overset{-x1}{\∫}}\mathrm{xfdx}+\underset{-x1}{\overset{0}{\∫}}\mathrm{xfdx}-\underset{0}{\overset{x1}{\∫}}\mathrm{xfdx}+\underset{X1}{\overset{L}{\∫}}\mathrm{xfdx}$ …数4

整理上式就可以得到以下式。

【数5】

$M=2(-\underset{0}{\overset{x1}{\∫}}\mathrm{xfdx}+\underset{x1}{\overset{L}{\∫}}\mathrm{xfdx})$ …数5

其中，如果导入力矩M＝0的条件就可以得到以下式。

【数6】

$-\underset{0}{\overset{x1}{\∫}}\mathrm{xfdx}+\underset{x1}{\overset{L}{\∫}}\mathrm{xfdx}=0$ …数6

当求解上式得到4个分割块时，X1，L之间成立以下的关系。

【数7】

$x_1=\frac{1}{\sqrt{2}}L\≈0.71L$ …数7

上述关系在定子芯7为圆筒面，电磁激振力为以X轴为中心的圆环n次的三维电磁激振力时也成立。

因此，把转子1分割为

【数8】

$(1-\frac{1}{\sqrt{2}})L,\frac{1}{\sqrt{2}}L,\frac{1}{\sqrt{2}}L,(1-\frac{1}{\sqrt{2}})L$ …数8

轴长的转子块3，4，5，6，在相邻的转子块之间错开圆周方向的位置，使各个电角度的相位差为0，π，0，π，通过进行永久磁铁2的圆周方向的定位，理想地使施加在定子芯7的力矩为0，可以抑制曲梁0，1，2元模式。

但是，事实上，由于电动机的定子等的结构或拘束条件，不能使力矩M完全处于M＝0，这必需注意。

如上所述，基本上，按照转子的有效磁极开度角的每一极分在轴方向上分割为多个块，当设转子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，设半径方向的电磁激振力为F(x)时，成立以下3个关系式来决定各个块的长度及电角度构成电动机。

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

在上述电动机中，把转子的有效磁极开度角的每一极分分别对转子芯的轴长2L分割成4块，该4块的理想的轴长为0.29L，0.71L，0.71L，0.29L，而且，各块配置成转子在圆周方向上的电角度的相位差为0，π，0，π。

上述有效磁极开度角的4块的轴长误差相对于转子芯的4为一组的块的全轴长可以设定为±5％的范围。

在上述电动机中，把转子的有效磁极开度角的每一极分分别对转子芯的一组轴长2L等分割成6块，而且，可以把各块配置成转子在圆周方向的电角度的相位差为0，π，π，0，0，π。

在上述电动机中，把转子的有效磁极开度角的每一极分分别对转子芯的一组轴长2L分割成6块，从X＝0的位置开始把6块的各接合面设定为-b，-a，0，a，b时满足以下关系，

L²＝2(b²-a²)L²

而且各块配置成转子在圆周方向的电角度的相位差为0，π，0，π，0，π。

把上述内容作为基本，在后述的如图7所示的例中，作为不满足所述的3个数学式的无分割的可以得到比CaseA，CaseC，及CaseG更好的效果的例子，例如，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，把上述转子或定子在轴方向上分割为4或4n个以上的块，其中n为整数而以4个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当的长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置，4个为一组的各块的相当长度可以设定为0.19L，0.81L，0.81L，0.19L到0.50L，0.50L，0.50L，0.50L的范围中的任一长度。

而且，例如，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或定子在轴方向上分割为4或4n个以上的块，其中n为整数而以4个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置，4个为一组的各块的相当长度可以设定为0.19L，0.81L，0.81L，0.19L到0.39L，0.61L，0.61L，0.39L的范围的任一长度。

可以从图2判断，相当电角度使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向。而且，该位置方向是相对的方向，因此π，0，π，0也是等价的。

作为把电角度的相位差为π的手段，可以想到把永久磁铁2的圆周方向的位置错开1/2槽。该错开方式可以为如图1所示的错开方式和如图13所示的错开方式两种。关于采用哪一个方式可以从电动机效率，容易制作的观点考虑进行选择。

而且，把转子1分割为6个转子块时也同样地决定轴长。这相当于满足上述的3个数学式的情况的图2的CaseH，这时，图2中的a，b之间成立以下的关系式。

【数9】

L²＝2(b²-a²)L²…数9

作为满足上式的解，例如，存在a＝0.25，b＝0.75。关于分割的块，以所配置的顺序观看的轴长为0.25L，0.50L，0.25L，0.25L，0.50L，0.25L。

例如，作为有效的范围，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，将所述转子或定子在轴方向上分割为6或6n个以上的块，其中n为整数而以6个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置，6个为一组的各块的相当长度可以设定为0.25L，0.50L，0.25L，0.25L，0.50L，0.25L的长度，相当电角度是使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来构成电动机。

而且，例如，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，将所述转子或定子在轴方向上分割为6或6n个以上的块，其中n为整数而以6个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置，6个为一组的各块的相当长度可以以0.25L，0.50L，0.25L，0.25L，0.50L，0.25L的长度为基准，设定为6个为一组的块的全轴长的±5％的范围的任一长度，相当电角度使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来构成电动机。

而且，轴长设定为2nL时，作为分割4块为一组，分割6块为一组的所述4块分割，6块分割的n倍也可以达到同样的效果。通过4块分割，6块分割如前所述可以得到CaseD，CaseH，在制作中希望分割为这样的个数。

使用如图5所示的电动机100的计算模型，在不分割转子1时的圆环0次的轴方向上输入振幅一定的半径方向电磁激振力时的振动频率反应用图6来表示。电动机100的计算模型的外表面由前托架，后托架，框架组成。框架内周上热装定子芯7。转子1通过嵌入托架的轴承设置在电动机100的内部。该频率反应中存在5645Hz的峰值。

变更电磁激振力的模型在定子芯7中输入圆环0次的轴方向上振幅一定的半径方向电磁激振力时，对于多个节点求出这时的电动机100的振动速度峰值振幅使其平均化的结果用图7来表示。这样，在图2的CaseD中助振时的振动速度对于无分割减少约25dB，对于把转子等分割为4块，电角度的相位差设为0，π，0，π的CaseC减少15dB。以所述的4块的集合体形成，以由理论式求出的理想的轴长，电排列为基准，决定轴长和电排列可以得到比CaseC或CaseG更好的结果。那些可以减少11.5dB以下，例如可以减少15或20dB。这些减少可以通过设定为本实施例的各例中所示的相当长度的一组的各块长度来实现。

图8表示计算电动机100中安装减速机时的表面速度平均的结果。图8中，对于CaseD的电磁激振力的表面速度平均成为比其他的电磁激振力模型小的值，而且，知道减速机具有减少振动的效果。

其次，研究相位的切换位置变更数％时的振动反应。

定子芯轴方向剖面网格图81的网格分割数为20(图9)。计算把相位差0，π的切换位置以CaseD为基准在轴方向上变更为±0.1L时的振动速度的峰值的结果用图10，图11，图12表示，用图9表示切换的模型。图9表示在定子芯轴方向剖面的网格图81中表示切换相位差的位置的图。图10表示变更切换CaseD的电磁激振力的相位差的位置计算振动速度的结果的图。图11表示使CaseD的电磁激振力的相位差错开切换位置P1(参照图1)计算振动速度的结果的图。图12表示使CaseD的电磁激振力的相位差错开切换位置P2计算振动速度的结果的图。图10，图11，图12中可知CaseD的电角度相位差0，π的切换位置为最佳点。而且，使电角度相位差0，π的切换位置对轴长变更±5％也具有减少振动的效果，振动速度无论用哪一个切换模式都比无分割减少11dB以上。相位差0，π的切换位置至少包含±5％变更。

因此，即使在转子块3，4，5，6的轴长中理想值发生了变化而形成为多少有些偏差的状态，只要基于CaseD，CaseD的电磁激振力就具有减少振动的效果。

如上所述，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或定子在轴方向上分割为4或4n个以上的块，其中n为整数而以4个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置，4个为一组的各块的相当长度可以以0.29L，0.71L，0.71L，0.29L为基准，设定为4个为一组的块的全轴长的±5％的范围的任一长度，相当电角度使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来提供电动机。

如上所述，已探讨了对圆环0次的电磁力高次谐波成分的CaseD的电磁激振力模型的减少振动的效果，但对于其他的圆环次数的电磁力高次谐波成分也可以得到同样的效果。

用图14表示别的实施例。这以满足上述的3个数学式为前提，把转子1分割为轴长相同(1/3L)的转子块3，4a，4b，5a，5b，6的6块，具有转子块3的有效磁极开度角θ的永久磁铁2a，具有转子块4a，4b的有效磁极开度角θ的永久磁铁2b，具有转子块5a，5b的有效磁极开度角θ的永久磁铁2c，具有转子块6的有效磁极开度角θ的永久磁铁2d之间的电角度相位差设定为0，π，0，π。通过该构成，可以把转子块3，4a，4b，5a，5b，6作成具有相同轴长，可以减少制造成本。而且是具有减少振动效果的处于轴方向分割范围内的构成。

以上叙述了在半径方向上施加振幅一定的电磁激振力的情况。该想法也可以对使分割振幅为一定，使电磁激振力的振幅发生变化时也适用。例如，图15所示，轴长为2L的转子1等分割为4个转子块，各块的电角度相位差为0，π，0，π，设轴长为X轴方向，-L≤X≤L的范围时，离X轴中心点O近的-L/2≤X≤0，0≤X≤L/2的两个转子块的电磁激振力振幅比其他侧的定子块的电磁激振力振幅的3倍(对于设定的基准电磁激振力的倍数)的构成满足数1，数2，以及数3。

总之，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或定子在轴方向上分割为4以上的偶数块，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L，轴方向为X轴，轴的中心为X＝0，半径方向的电磁激振力为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开相当位置的关系进行设定各块的长度及电角度，而且以设定的顺序配置来构成电动机。

在上述例的任意一个例中，各块的有效磁极开度角配置成在各块之间错开每1/2槽来构成电动机。

实际上，作为实施例，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或定子在轴方向上分割为4或4n个以上的块，其中n为整数而以4个为一组，设转子芯或定子芯的一组的轴长为2L时，各块中施加半径方向的实质上相同的电磁激振力，4个为一组的各块的相当长度设定为0.19L，0.81L，0.81L，0.19L到0.39L，0.61L，0.61L，0.39L的范围中的任一长度，相当电角度使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来构成电动机。

而且，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或/及定子在轴方向上分割为4或4n个以上的块，其中n为整数而以4个为一组，各块中施加实质上相同的半径方向的电磁激振力，并且，4个为一组的各块的相当长度以1∶2∶2∶1为基准设定为4个为一组的块的全轴长的±5％范围的任一长度，相当电角度使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来构成电动机。

而且，在由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成的电动机中，所述转子或/及定子在轴方向上分割为6或6n(n为整数，但是以6为一组)个以上的块，当把转子或定子的一组的轴长设为2L时，各块中施加实质上相同的半径方向的电磁激振力，并且，6个为一组的各块的相当长度以0.25L，0.50L，0.25L，0.25L，0.50L，0.25L为基准设定为6个为一组的块的全轴长的±5％范围的任一长度，相当电角度是使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向来构成电动机。

而且，该电磁激振力模型除了永久磁铁以外，还可以同样适用如图18所示的同步回旋加速电动机，如图17所示的开关磁阻电动机，如图19所示的无刷DC电动机。因此，作为磁铁可以使用除永久磁铁以外的磁铁，例如，可以是电磁铁。

另外，图19的无刷DC电动机中，配置磁铁2的为定子芯7。定子芯7分割为定子块71，72，73，74的4个块。这样分割定子块7也可以达到同样的效果。

而且，本发明也可以适用如图20所示的直线电动机。这时，在一处切断转子1，将圆筒面展开成平面。这时，半径方向的电磁激振力在一处切断圆环模式的一部分，把圆筒面展开成平面。

本发明的电动机具有在由驱动动作引起的振荡和噪声中可以减少由半径方向的电磁激振力引起的电动机的振荡和噪声的效果。

Claims (9)

1.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为4个块，即第1块、第2块、第3块及第4块，并按以下方式求出各个块的长度以及电角度，即，当将转子芯或定子芯的4个块的轴长设为2L、轴方向设为X轴、轴中心设为X＝0、半径方向的激振力设为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开的相当位置的关系设定各个块的长度及电角度，而且以设定的顺序进行配置，

所述第1块的轴长为0.19L-0.39L，所述第2块的轴长为0.81L-0.61L，所述第3块的轴长为0.81L-0.61L，所述第4块的轴长为0.19L-0.39L，相当电角度是以使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

2.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为4个块，即第1块、第2块、第3块及第4块，并按以下方式求出各个块的长度以及电角度，即，当将转子芯或定子芯的轴长设为2L、轴方向设为X轴、轴中心设为X＝0、半径方向的激振力设为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开的相当位置的关系设定各个块的长度及电角度，而且以设定的顺序进行配置，

所述第1块、第2块、第3块及第4块在所述轴方向的各自的长度作为相当长度设定为，以1∶2∶2∶1的比例为基准时的4个块的全轴长的±5％范围内的任何的长度，相当电角度是以使邻接的块彼此之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

3.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为6个块，即第1块、第2块、第3块、第4块、第5块及第6块，并按以下方式求出各个块的长度以及电角度，即，当将转子芯或定子芯的轴长设为2L、轴方向设为X轴、轴中心设为X＝0、半径方向的激振力设为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开的相当位置的关系设定各个块的长度及电角度，而且以设定的顺序进行配置，

6个块的各自的轴长作为相当长度被设定为，以0.25L，0.50L，0.25L，0.25L，0.50L，0.25L的长度为基准，6个块的全轴长的±5％的范围内，或者，所述第1块的轴长设定为0.25L-1/3L的范围内，所述第2块的轴长设定为0.50L-1/3L的范围内，所述第3块的轴长设定为0.25L-1/3L的范围内，所述第4块的轴长设定为0.25L-1/3L的范围内，所述第5块的轴长设定为0.50L-1/3L的范围内，所述第6块的轴长设定为0.25L-1/3L的范围内，相当电角度是以使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

4.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为6个块，即第1块、第2块、第3块、第4块、第5块及第6块，并按以下方式求出各个块的长度以及电角度，即，当将转子芯或定子芯的轴长设为2L、轴方向设为X轴、轴中心设为X＝0、半径方向的激振力设为F(x)时，根据以下的3个关系式，

${\∫}_{-L}^{L}F\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

${\∫}_{-L}^L\mathrm{xF}\left(x\right)\mathrm{dx}=0$

F(-x)＝-F(x)

以相当长度及在所述块之间在圆周方向上错开的相当位置的关系设定各个块的长度及电角度，而且以设定的顺序进行配置，

6个块的各自的轴长作为相当长度以所述第1块设定为0.25L，所述第2块设定为0.50L，所述第3块设定为0.25L，所述第4块设定为0.25L，所述第5块设定为0.50L，所述第6块设定为0.25L的长度，被设定为从6个为一组的块的全轴长的±5％的范围内，相当电角度是以使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

5.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为4个块，即第1块、第2块、第3块及第4块，在各块中施加半径方向的实质上同一振幅的激振力，

当将转子或定子的一组的轴长设为2L时，4个块作为相当长度被设定为，所述第1块为0.19L-0.39L的范围内，所述第2块为0.81L-0.61L的范围内，所述第3块为0.81L-0.61L的范围内，所述第4块为0.19L-0.39L的范围内，相当电角度是以使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

6.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为4个块，即第1块、第2块、第3块及第4块，在各块中施加半径方向的实质上同一振幅的激振力，

4个块的各自的轴长作为相当长度是以1∶2∶2∶1的比例为基准时的在以4个为一组的块的全轴长的±5％范围内的任何的长度，相当电角度是以使邻接的块彼此之间存在相当于0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

7.一种电动机，由安装磁铁的转子和具有多个槽的定子构成，其特征在于：

将所述转子或定子在轴方向上分割为6个块，即第1块、第2块、第3块、第4块、第5块及第6块，在各块中施加半径方向的实质上同一振幅的电磁激振力，

当将转子芯或定子芯的一组的轴长设为2L时，6个块的各自的轴长作为相当长度是以所述第1块的相当长度设定为0.25L，所述第2块的相当长度设定为0.50L，所述第3块的相当长度设定为0.25L，所述第4块的相当长度设定为0.25L，所述第5块的相当长度设定为0.50L，所述第6块的相当长度设定为0.25L的长度，被设定为从6个为一组的块的全轴长的±5％范围中的任一长度，相当电角度是以使邻接的块之间存在相当于0，π，0，π，0，π的有效磁极开度角的位置方向的方式进行设定。

8.根据权利要求1～7的任意一项所述的电动机中，其特征在于，各块的有效磁极开度角以各块之间错开1/2槽的角度配置。

9.根据权利要求1～7的任意一项所述的电动机中，其特征在于，当电动机为直线电动机时，转子及定子为平面上展开的形状。

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