JP2011062059A - 永久磁石埋設型回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転子15の外周は、回転軸線Cを中心とする半径Rの円周部19A,19Bと、一対の凹状部20A,20Bと、凸状部21とによって形成されている。一対の凹状部20A,20B間の凸状部は21、一対の凹状部20A,20Bの最深部23A,23Bよりも半径方向の外側にある。凹状部23Aは、回転子15の周方向において、ブリッジ25よりも、永久磁石17Bの磁極中心部173側にあり、凹状部23Bは、回転子15の周方向において、ブリッジ25よりも、永久磁石17Aの磁極中心部173側にある。
【選択図】図2
Description
好適な例では、前記回転子の回転軸線を中心とする前記ブリッジの角度位置範囲は、前記回転子の回転軸線を中心とする前記凸状部の角度位置範囲内にある。
好適な例では、前記凹状部は、前記凸状部に連なる直線部と、前記最深部と前記円周部とに連なる凸曲線と、前記直線部と前記最深部とに連なる凹曲線とから形成されている。
好適な例では、前記凸状部は、直線によって形成されている。
好適な例では、前記回転子の回転軸線と中心とする前記凸状部の端の電気角度θ1は、前記永久磁石の磁極中心部を通り、且つ前記端に最も近い半径直線を基点として70°〜80°の範囲にあり、前記回転子の回転軸線と中心とする前記凹状部の前記最深部の電気角度θ2は、前記半径直線を基点として(θ1−10°)〜θ1の範囲にある。
好適な例では、前記一対の凹状部は、前記凸状部を2等分割する2等分割線に関して鏡映対称に設けられている。
図1に示すように、永久磁石埋設型回転電機Mを構成する固定子11は、環状のステータコア12と、ステータコア12の内周に複数配列されたティース121間のスロット122に施されたコイル13(巻線)とからなる。本実施形態では、ティース121及びスロット122の個数は、18個である。スロット122は、環状の固定子11の周方向に等ピッチで配列されている。
例えば、3相、q=1の場合には、スロット数Kと極数pとの関係は、4極12スロット、6極18スロット、8極24スロット等となる。又、例えば、3相、q=1.5の場合には、スロット数Kと極数pとの関係は、4極18スロット、6極27スロット、8極36スロット等となる。本実施形態では、3相、スロット数K=18、極数p=6、q=1である。
図2に示すように、直線154(回転軸線Cと垂直な仮想平面上の直線)は、凸状部21の中央210と、回転軸線Cとを結ぶ線である。直線154は、凸状部21を周方向に2等分割する線である。ここにおける2等分割とは、凸状部21の角度幅を2等分割することを意味する。以下においては、直線154を2等分割線154と記すこともある。
図2に示すΘbは、回転軸線Cと起点165とを結ぶ直線155と、回転軸線Cと起点166とを結ぶ直線156との間の角度幅を表す。つまり、Θbは、起点165と起点166とが回転子15の回転軸線Cを中心としてなす角度幅を表す。以下、Θbをブリッジ間角度Θbと記す。ブリッジ間角度Θbで表される隣り合う永久磁石17A,17B間、且つ磁極切り替わり部164を挟んで隣り合う空隙163A,163Bよりも回転子15の半径方向の外側の部位をブリッジ25と記す。ブリッジ25は、磁極切り替わり部164を挟んで隣り合う一対の磁極端部171,172間に対応する一対の空隙163A,163Bを基準として形成されている。
回転子15の回転軸線Cを中心とする凸状部21の端211の電気角度θb1は、端211に最も近い半径直線151〔図示の例では円周部19Bを2等分割する半径直線151〕を基点として回転方向Yとは反対方向へ70°〜80°の範囲にある。回転子15の回転軸線Cを中心とする凸状部21の端212の電気角度θa1は、端212に最も近い半径直線151〔図示の例では円周部19Aを2等分割する半径直線151〕を基点として回転方向Yへ70°〜80°の範囲にある。
200909141654150630__________PY20091681__________________APH_0
(b)における従来の回転子15Bは、3つの直線H1,H2,H3を繋いで凸形状部26を形成している。
回転子15Bを用いた場合の全体トルクの変動(トルクリップル)は、回転子15Aを用いた場合の出力トルク(以下においては全体トルクという)のトルクリップルよりも大幅に低減しているが、回転子15を用いた場合の全体トルクのトルクリップルは、回転子15Bを用いた場合の全体トルクのトルクリップルよりもさらに低減している。又、回転子15を用いた場合のトルクの次数成分のトルクリップルは、回転子15Bを用いた場合のトルクの次数成分のトルクリップルよりも低減あるいは同等である。
第1の実施形態では以下の効果が得られる。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○凹状部20A,20Bを形成する直線部22A,22Bを無くして、凹曲線28A,28Bのみとしてもよい。又、凹曲線あるいは凸曲線を採用してもよい。
○凸状部21の端211,212に凹状部20A,20Bの最深部があってもよい。
○凸曲線24Aと円周部19Aとを直接接続する代わりに、凸曲線24Aと円周部19Aとの間に、他の凸曲線、凹曲線あるいは直線を介在してもよい。
○6極18スロット以外(例えば4極12スロット、8極24スロット等)の永久磁石埋設型回転電機に本発明を適用してもよい。
Claims (8)
- 環状の固定子の内周に複数配列されたティース間のスロットに巻線が施されており、前記固定子の内側で回転する回転子の内部に複数の平板形状の永久磁石が回転対称に埋設されており、隣り合う一対の前記永久磁石の隣り合う磁極端部間に対応してブリッジが設けられている永久磁石埋設型回転電機において、
前記隣り合う一対の磁極端部にそれぞれ対応する前記回転子の外周が凹状部に形成されており、
隣り合う一対の前記凹状部は、前記回転子の周方向に離されており、
磁極間に位置する前記一対の凹状部間の凸状部は、前記一対の凹状部のそれぞれの最深部よりも半径方向の外側にあり、
隣り合う前記一対の磁極端部の一方に対応する前記凹状部は、前記回転子の周方向において、前記ブリッジよりも前記一方の磁極端部を有する永久磁石の磁極中心部側にある永久磁石埋設型回転電機。 - 前記回転子の回転軸線を中心とする前記ブリッジの角度位置範囲は、前記回転子の回転軸線を中心とする前記凸状部の角度位置範囲内にある請求項1に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記永久磁石の磁極中心部に対応する前記回転子の外周は、前記回転子の回転軸線と同心の円周形状の円周部であり、前記永久磁石に対応する前記各円周部は、互いに離れており、隣り合う一対の前記円周部は、前記一対の凹状部と前記凸状部とによって結ばれている請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記凸状部は、前記円周部を含む仮想の円周よりも内側にある請求項3に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記凹状部は、前記凸状部に連なる直線部と、前記最深部と前記円周部とに連なる凸曲線と、前記直線部と前記最深部とに連なる凹曲線とから形成されている請求項3及び請求項4のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記凸状部は、直線によって形成されている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記回転子の回転軸線と中心とする前記凸状部の端の電気角度θ1は、前記永久磁石の磁極中心部を通り、且つ前記端に最も近い半径直線を基点として70°〜80°の範囲にあり、前記回転子の回転軸線と中心とする前記凹状部の前記最深部の電気角度θ2は、前記半径直線を基点として(θ1−10°)〜θ1の範囲にある請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転電機。
- 前記一対の凹状部は、前記凸状部を2等分割する2等分割線に関して鏡映対称に設けられている請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石埋設型回転電機。
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