JP2005094845A - Rotor of permanent magnet type rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石式回転電機の回転子に係り、特に永久磁石の改良に関する。 The present invention relates to a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine, and more particularly to improvement of a permanent magnet.
永久磁石式回転電機、例えば永久磁石式リラクタンス型回転電機は、外周部に、磁束が通りやすい磁気的凸部と磁束が通り難い磁気的凹部とが交互に形成され、且つ、永久磁石を有する回転子を備えており、その回転子は、固定子巻線が施された固定子内に配置されている。そして、回転子においては、磁気的凸部では空隙磁束密度が高く、磁気的凹部では空隙磁束密度が低くなって、この磁束密度の変化によってリラクタンストルクが発生し、また、外周部の永久磁石と固定子磁極との間の磁気吸引力および磁気反発力によっても磁気的トルクが発生し、以って回転子が回転する。 A permanent magnet type rotating electrical machine, for example, a permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine, has a magnetic convex part on which the magnetic flux easily passes and a magnetic concave part on which the magnetic flux hardly passes on the outer periphery, and has a permanent magnet. The rotor is provided, and the rotor is disposed in a stator provided with a stator winding. In the rotor, the magnetic flux density is high in the magnetic convex portion, and the magnetic flux density is low in the magnetic concave portion, and reluctance torque is generated by the change in the magnetic flux density. Magnetic torque is also generated by the magnetic attractive force and the magnetic repulsive force between the stator magnetic poles, and the rotor rotates.
図11および図12は従来の永久磁石式リラクタンス型回転電機の回転子を示すもので、8極の場合である。ここで、図11は軸方向縦断面図、図12は図11のA−A線に沿う径方向断面図である。即ち、回転子100は、円環状の多数の珪素鋼板を積層してなる回転子鉄心101を有する。回転子鉄心101の外周部には、図12に示すように、略長方形の一対の磁石挿入孔部102,102が形成されており、この一対の磁石挿入孔部102,102に永久磁石103,103が挿入固定されている。さらに、回転子鉄心101の外周部には、図12に示すように、一対の永久磁石103,103間に位置して空洞部104が形成されており、この空洞部104は、略三角形状をなしている。そして、回転子100において、一対の磁石挿入孔部102,102および永久磁石103,103ならびに空洞部104が設けられた部分が磁束の通り難い磁気的凹部105であり、磁気的凹部105,105間の部分が磁束の通りやすい磁気的凸部106であり、これらの磁気的凹部105、磁気的凸部106は所定の角度を存して交互に形成されている(例えば特許文献1参照)。
永久磁石103,103は、一般的には腐食防止のために金属によりコーティングが施されているが、この永久磁石の表面側たるコーティングによる金属層が固定子鉄心からの磁束と鎖交する事により渦電流を発生して発熱する。これにより、永久磁石103,103は、熱により特性が劣化し、結果として、回転電機の性能が低下する不具合がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、永久磁石の表面側での渦電流の発生を抑制し、永久磁石の温度上昇を防ぐことにより、永久磁石の特性の劣化を防止し、以って、回転電機の特性劣化を防ぐ永久磁石式回転電機の回転子を提供することにある。
The
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to suppress the generation of eddy currents on the surface side of the permanent magnet and prevent the temperature of the permanent magnet from deteriorating, thereby deteriorating the characteristics of the permanent magnet. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine that prevents the deterioration of characteristics of the rotating electrical machine.
本発明の永久磁石式回転電機の回転子は、円環状の多数の鉄心板材を積層して形成され、外周部に軸方向に伸びる磁石挿入孔部を有する回転子鉄心と、この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂でコーティングされて棒状に構成されていることを特徴とする。 The rotor of the permanent magnet type rotating electrical machine according to the present invention is formed by laminating a large number of annular core plates, and has a rotor core having a magnet insertion hole extending in the axial direction on the outer periphery, and the rotor core. A permanent magnet inserted and fixed in the magnet insertion hole, wherein the permanent magnet is formed in a rod shape in which a plurality of unit magnets are arranged in an axial direction and coated with a resin. To do.
本発明によれば、永久磁石の表面側の樹脂層が渦電流の発生を抑制して永久磁石の温度上昇を防ぐことにより、永久磁石の特性劣化を防止し、以って、回転電機の性能低下を防ぐことができる。 According to the present invention, the resin layer on the surface side of the permanent magnet suppresses the generation of eddy currents and prevents the temperature of the permanent magnet from rising, thereby preventing the deterioration of the characteristics of the permanent magnet. Decline can be prevented.
以下、本発明を永久磁石式リラクタンス方回転電機に適用した第1の実施例につき図1ないし図4を参照しながら説明する。
回転子1は、円環状の多数の鉄心材たる珪素鋼板を積層してなる回転子鉄心2を有する。
回転子鉄心2の外周部には、外周に向かうに従って対向距離が順次大となる略長方形の一対の磁石挿入孔部3,3が形成されており(従って一対の磁石挿入孔部3,3は、外周からみてハ字形になっている。)、この一対の磁石挿入孔部に永久磁石4,4が挿入固定されている。尚、磁石挿入孔部3,3には磁石位置決めの凸部3a,3aが形成されている。さらに、回転子鉄心2の外周部には、一対の永久磁石4,4間に位置して空洞部5が形成されており、この空洞部5は、一対の永久磁石4,4に平行な二辺部と外周に沿う辺部とを有する略三角形状をなしている。この場合、空洞部5の二辺部は、必ずしも永久磁石4,4に平行でなくてもよい。
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a permanent magnet type reluctance rotating electric machine will be described with reference to FIGS.
The rotor 1 has a
A pair of substantially rectangular
そして、回転子鉄心2において、一対の磁石挿入孔部3,3および永久磁石4,4ならびに空洞部5が設けられた部分が磁束の通り難い磁気的凹部(q軸)6であり、磁気的凹部6,6間の部分が磁束の通りやすい磁気的凸部(d軸)7であり、これらの磁気的凹部6、磁気的凸部7は所定の角度を存して交互に形成されている。
ここで、磁石挿入孔部3に挿入された永久磁石4は、軸方向に複数個たる2個の単位磁石4a,4aを並べこれらを樹脂コーティングして樹脂層4bによって覆うことにより棒状に形成したものである。
In the
Here, the
そして、前記永久磁石4は、磁石挿入孔部3に圧入することで位置決めされる。この場合、2個の単位磁石4a,4aは、樹脂層4bにより棒状の一つの永久磁石4として扱われる。
なお、回転子鉄心2の両端部には円環状を成す端板8および9(図1参照)が配置されている。そして、回転軸10と回転子鉄心2、端板8および9とは、焼きばめにより一体化されて組み立てられる。この場合、図1に示すように、回転子鉄心2のキー11,12(端板8,9も含む)は回転軸のキー溝13(一方のみ図示)に合致するようになっている。なお、回転軸10には、回転子鉄心2、端板8および9の位置決め用の鍔部14が形成されている。
The
In addition,
しかして、回転子1は、固定子巻線が施された図示しない固定子内に配置されるようになっている。回転子1には、磁束が通り難い磁気的凹部(q軸)6と磁束が通り易い磁気凸部(d軸)7とが形成されているので、これらの磁気的凹部6及び磁気的凸部7上の空隙部分で、固定子巻線に電流を流すことにより蓄えられる磁気的エネルギーが異なり、この磁気エネルギーの変化によりリラクタンストルクが発生する。また、回転子1は、永久磁石4,4が設けられているので、永久磁石4,4と固定子磁極との間の磁気吸引及び磁気反発力によってもトルクが発生する。これにより回転子1が回転するようになる。
Thus, the rotor 1 is arranged in a stator (not shown) provided with a stator winding. The rotor 1 is formed with a magnetic recess (q-axis) 6 in which the magnetic flux is difficult to pass and a magnetic convex portion (d-axis) 7 in which the magnetic flux easily passes. 7, the magnetic energy stored by passing a current through the stator winding is different, and reluctance torque is generated by the change in the magnetic energy. Further, since the rotor 1 is provided with the
このような構成によれば、永久磁石4の樹脂層4bにより永久磁石4表面側の渦電流の発生を抑制し、しかも、永久磁石4旗に磁石4a,4a、に分割されていることから、単位磁石4a自体の渦電流の発生をも抑制し、永久磁石4の温度上昇を抑えることで、永久磁石4の特性の劣化を防止し、以って回転電機の特性劣化を防ぐことができる。
また、永久磁石4は、樹脂層4aによりコーティングされている為、回転子鉄心2に単位磁石4aが直接触れることなく磁石挿入孔部3に圧入することができ、接着材料および接着行程の省略が可能となる。
According to such a configuration, the generation of eddy currents on the surface side of the
Further, since the
図5は、本発明の第2の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石15は、永久磁石4に代わるもので、3個の単位磁石15aを樹脂コーティングして樹脂層15bにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第1の実施例と同様の効果が得られ、さらに単位磁石15a自体の渦電流の発生を第1実施例よりも抑えることができる。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The
According to such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and furthermore, the generation of eddy currents in the
図6は、本発明の第3の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石16は、永久磁石4に代わるもので、4個の単位磁石16aを樹脂コーティングして樹脂層16bにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第2の実施例より、単位磁石16a自体の渦電流の発生を抑えることができる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The
According to such a structure, generation | occurrence | production of the eddy current of
図7は、本発明の第4の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石17は、永久磁石4に代わるもので、5個の単位磁石17aを樹脂コーティングして樹脂層17bにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第3の実施例より、単位磁石17a自体の渦電流の発生を抑えることができる。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The
According to such a structure, generation | occurrence | production of the eddy current of
図8は、本発明の第5の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石18は、永久磁石4に代わるもので、6個の単位磁石18aを樹脂コーティングして樹脂層18bにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第4の実施例より、単位磁石18a自体の渦電流の発生を抑えることができる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The permanent magnet 18 is an alternative to the
According to such a structure, generation | occurrence | production of the eddy current of unit magnet 18a itself can be suppressed from the 4th Example.
図9は、本発明の第6の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石19は、永久磁石4に代わるもので、8個の単位磁石19aを樹脂によりコーティングして樹脂層19bにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第5の実施例より、単位磁石19a自体の渦電流の発生を抑えることができる。
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The
According to such a structure, generation | occurrence | production of the eddy current of
そして、図10は、本発明の第7の実施例を示すもので、第1の実施例と異なるところを説明する。永久磁石20は、永久磁石4に代わるもので、複数個(例えば、2,3,4,5,6或いは8個)の単位磁石20aを樹脂コーティングして樹脂層20bにより覆い、一つの棒状に形成されている。そして、樹脂層20bは、磁石挿入孔部3と同一形状に形成されて、その磁石挿入孔部3に圧入固定されている。
FIG. 10 shows a seventh embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. The
このような構成によれば、第1のおよび第6実施例の効果に加えて、さらに永久磁石13の安定性が増し、永久磁石13の支持部の信頼性を向上させることができる。
なお、本発明は、上記かつ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、
次のような拡張が可能である。
上記実施例においては、永久磁石式リラクタンス型回転電機の回転子に適用した例としているが、回転子に永久磁石を利用した回転電機全般に適用可能である。
According to such a configuration, in addition to the effects of the first and sixth embodiments, the stability of the
In addition, this invention is not limited only to the Example shown above and shown in drawing,
The following expansion is possible.
In the said Example, although it was set as the example applied to the rotor of the permanent magnet type | mold reluctance type rotary electric machine, it is applicable to the rotary electric machine whole using the permanent magnet for the rotor.
単位磁石数は、各実施例の個数に限定されない。 The number of unit magnets is not limited to the number of each embodiment.
図面中、1は回転子、2は回転子鉄心、3は磁石挿入孔部、3aは凸部、4,15,16,17,18,19及び20は永久磁石、4a,15a,16a,17a,18a,19a及び20aは単位磁石、4b,15b,16b,17b,18b,19b及び20bは樹脂層、5は空洞部、6は磁気的凹部、7は磁気的凸部、8及び9は端板、10は回転軸、11,12はキー、13はキー溝、14は鍔部を示す。
In the drawings, 1 is a rotor, 2 is a rotor core, 3 is a magnet insertion hole, 3a is a convex portion, 4, 15, 16, 17, 18, 19 and 20 are permanent magnets, 4a, 15a, 16a and 17a. , 18a, 19a and 20a are unit magnets, 4b, 15b, 16b, 17b, 18b, 19b and 20b are resin layers, 5 is a cavity, 6 is a magnetic recess, 7 is a magnetic projection, and 8 and 9 are ends.
Claims (2)
この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、
前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂でコーティングされて棒状に構成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。 A rotor core that is formed by laminating a large number of annular core plates and has a magnet insertion hole extending in the axial direction on the outer periphery,
A permanent magnet inserted and fixed in the magnet insertion hole of the rotor core;
The permanent magnet is a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine, wherein a plurality of unit magnets are arranged in a row in the axial direction and coated with a resin to form a rod shape.
この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、
前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂コーティングされて棒状に構成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。
A rotor core having a magnet insertion hole extending in the axial direction on the outer peripheral portion, formed by laminating a large number of annular core plates in which magnetic irregularities are alternately formed on the outer peripheral portion;
A permanent magnet inserted and fixed in the magnet insertion hole of the rotor core;
The permanent magnet is a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine, wherein a plurality of unit magnets are arranged in a row in the axial direction and are coated with a resin to form a rod shape.
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