JP2014023265A - Rotor of permanent magnet type rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、埋込磁石型の永久磁石式回転電機(IPM(Interior Permanent Magnet Motor))における回転子の組立構造に関する。 The present invention relates to an assembly structure of a rotor in an interior magnet type permanent magnet rotating electric machine (IPM (Interior Permanent Magnet Motor)).
周知のように、埋込磁石型の永久磁石式回転電機は、電磁鋼板の積層体になる回転子鉄心に対して、その周方向に割付けて鉄心を軸方向に貫通する磁石挿入スロットを穿設し、この磁石挿入スロットに永久磁石を嵌挿して接着固定するようにしている。 As is well known, an embedded magnet type permanent magnet type rotating electrical machine has a magnet insertion slot that penetrates the iron core in the axial direction by allocating it in the circumferential direction of the rotor iron core that is a laminate of electromagnetic steel sheets. In addition, a permanent magnet is inserted into the magnet insertion slot and fixed.
この永久磁石については、固定子側から印加される交流磁界によって生じる渦電流損を低減するために複数個の永久磁石片に分割し、その相互間を電気的に絶縁した分割構造の永久磁石が公知である(例えば、特許文献1参照)。 This permanent magnet is divided into a plurality of permanent magnet pieces in order to reduce eddy current loss caused by an alternating magnetic field applied from the stator side, and a permanent magnet having a divided structure in which these are electrically insulated from each other. It is publicly known (see, for example, Patent Document 1).
また、前記した永久磁石式回転電機の組立工程で、回転子鉄心に穿設した磁石挿入スロットに分割構造の永久磁石(特許文献1参照)を装填する際の組立作業を容易にするために、各磁極ごとに分割磁石片を非磁性材からなるケースに収容して一体に組立てた磁石ユニットを構成し、この磁石ユニットを回転子鉄心の磁石挿入スロットに嵌挿するようにした永久磁石式回転電機の回転子が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in order to facilitate the assembling work when the permanent magnet having a split structure (see Patent Document 1) is loaded in the magnet insertion slot formed in the rotor core in the assembly process of the permanent magnet type rotating electrical machine described above, Permanent magnet type rotation that consists of a magnet unit in which divided magnet pieces are housed in a case made of non-magnetic material and assembled together for each magnetic pole, and this magnet unit is inserted into the magnet insertion slot of the rotor core. An electric rotor is known (for example, see Patent Document 2).
一方、回転電機の風冷構造として、固定子,回転子鉄心をその軸方向で複数の鉄心ブロックに分割した上で、各鉄心ブロックの相互間に隙間を空けて冷却風を流す通風間隙を画成し、回転子鉄心の内周側から導風する冷却風を前記通風間隙に流して固定子,回転子を冷却するようにした構造が従来から採用されている(例えば、特許文献3参照)。 On the other hand, as the air cooling structure of a rotating electrical machine, the stator and rotor core are divided into a plurality of core blocks in the axial direction, and a ventilation gap is formed to allow cooling air to flow between the core blocks. Conventionally, a structure in which a cooling air guided from the inner peripheral side of the rotor core is allowed to flow through the ventilation gap to cool the stator and the rotor has been conventionally employed (see, for example, Patent Document 3). .
ところで、特許文献2に開示されている磁石ユニットを特許文献3の風冷構造を備えた回転電機の回転子に採用すると、回転子の鉄心ブロック相互間に画成した通風空隙の通風路が磁石ユニットのケースで塞がれてしまい、このために鉄心ブロック間に画成した前記通風間隙を経路とする冷却風の流れが阻害されて回転電機の風冷性能が低下する課題がある。なお、特許文献2における図2の実施例では、鉄心ブロック間の通風間隙に対応して磁石ユニットのケースに収容した分割磁石片の相互間に非磁性スペーサを介装しているが、この非磁性スペーサは分割磁石片と同じ長さで、かつその上下がケースで覆われているので、この磁石ユニットを回転子の磁石挿入スロットに装填した状態では鉄心ブロック間の通風路を塞いでしまうことに変わりはない。
By the way, when the magnet unit disclosed in Patent Document 2 is adopted in the rotor of a rotating electrical machine having the air cooling structure of
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決して回転子鉄心に形成した磁石挿入スロットへの永久磁石の装填作業を容易にしつつ、回転子の鉄心ブロック間に冷却通風路を確保できるように磁石ユニットの組立構造を改良した埋込磁石型の永久磁石式回転電機の回転子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to solve the above problems and facilitate the operation of loading permanent magnets into the magnet insertion slots formed in the rotor core, and between the core blocks of the rotor. Another object of the present invention is to provide a rotor of an embedded magnet type permanent magnet type rotating electrical machine having an improved assembly structure of a magnet unit so that a cooling ventilation path can be secured.
上記目的を達成するために、本発明によれば、電磁鋼板の積層体からなる回転子鉄心をその軸方向で複数の鉄心ブロックに分割した上で、各鉄心ブロックを軸方向に貫通する磁石挿入スロットを形成するとともに、各鉄心ブロックの相互間に通風間隙を画成し、前記磁石挿入スロットに、複数個に分割した永久磁石片の集合体になる磁石ユニットを嵌挿した埋込磁石型の永久磁石式回転電機において、
複数の分割磁石片を連結板にて一括挟持して接着した組立体になる磁石ユニットを前記磁石挿入スロットに嵌挿し、かつ前記連結板には前記通風間隙の配列ピッチに合わせて通風孔を穿設するものとし(請求項1)、この磁石ユニットは具体的に次記のような態様で構成することができる。
(1)間隙を隔てて軸方向に並ぶ前記分割磁石片の相互間に短片の非磁性スペーサを介装し、連結板と一体に組み合わせて磁石ユニットを構成する(請求項2)。
(3)前記磁石ユニットの連結板に穿設した通風孔の開口側縁に、分割磁石片を位置決め保持するリブ状突起を形成する(請求項3)。
(4)前記磁石ユニットの連結板を磁性体で構成する(請求項4)。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotor core composed of a laminate of electromagnetic steel sheets is divided into a plurality of core blocks in the axial direction, and magnets are inserted through the core blocks in the axial direction. An embedded magnet type in which a slot is formed, a ventilation gap is defined between each iron core block, and a magnet unit that is an assembly of a plurality of divided permanent magnet pieces is inserted into the magnet insertion slot. In the permanent magnet type rotating electrical machine,
A magnet unit, which is an assembly in which a plurality of segmented magnet pieces are collectively held by a connecting plate and bonded, is inserted into the magnet insertion slot, and vent holes are formed in the connecting plate in accordance with the arrangement pitch of the ventilation gaps. The magnet unit can be specifically configured in the following manner.
(1) A magnet unit is configured by interposing a short non-magnetic spacer between the segmented magnet pieces arranged in the axial direction with a gap therebetween, and integrally combining with a connecting plate.
(3) A rib-like protrusion for positioning and holding the segmented magnet piece is formed on the opening side edge of the ventilation hole formed in the connecting plate of the magnet unit.
(4) The coupling plate of the magnet unit is made of a magnetic material.
上記構成になる磁石ユニットを電磁鋼板の積層体になる回転子鉄心の磁石挿入スロットに嵌挿して所定位置に固定保持した回転子の組立状態では、磁石ユニットの連結板に穿設した通風孔,および該連結板で挟持した分割磁石片の相互間隙を通じて回転子の鉄心ブロック間に冷却通風路を確保することができ、これにより回転電機の風冷性能を十分に発揮できる。 In the assembled state of the rotor in which the magnet unit configured as described above is inserted into the magnet insertion slot of the rotor core that is a laminate of electromagnetic steel plates and fixedly held at a predetermined position, a ventilation hole formed in the connecting plate of the magnet unit, In addition, a cooling air passage can be secured between the iron core blocks of the rotor through the mutual gap between the divided magnet pieces sandwiched between the connecting plates, and thereby the air cooling performance of the rotating electrical machine can be sufficiently exhibited.
また、通風路となる間隙を隔てて軸方向に並ぶ分割磁石片の相互間に短片の非磁性スペーサを介装して連結板と一体化した請求項2の構成、ないしは前記スペーサの代わりに連結板の板面に穿設した通風孔の開口側縁に分割磁石片を位置決め保持するリブ状突起を形成した請求項3の構成によれば、連結板で挟持する分割磁石片を簡単に位置決めして鉄心ブロック間の通風間隙に通じる冷却通風路を設定できる。
3. The structure according to claim 2, wherein a short non-magnetic spacer is interposed between the divided magnet pieces arranged in the axial direction with a gap serving as a ventilation path, or connected in place of the spacer. According to the configuration of
また、前記連結片を磁性体とすることで、この連結板を複数個に分けて配列した各分割磁石片の共通磁極板として機能させることができる。 Moreover, by making the said connection piece into a magnetic body, it can be functioned as a common magnetic pole plate of each division | segmentation magnet piece which divided this connection plate and arranged in plurality.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図4に示す実施例に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the examples shown in FIGS.
まず、図1(a),(b)、および図2に本発明による基本的な回転子組立構造を示す。各図において、1は回転子、2は回転軸、3は回転軸2から放射状に張り出すアーム2aに嵌合して回転軸2に固定した回転子鉄心、3aは回転子鉄心3の鉄心ブロック、5は回転子鉄心3に穿設した磁石挿入スロット、6は鉄心ブロック3aの相互間に画成した通風間隙、7は前記磁石挿入スロット5に嵌挿する永久磁石の磁石ユニット、8は永久磁石の分割磁石片、9は複数個の分割磁石片8を上下から一括挟持して接着した連結板、9aは連結板9の板面に穿設した通風孔である。
First, FIGS. 1A, 1B, and 2 show a basic rotor assembly structure according to the present invention. In each figure, 1 is a rotor, 2 is a rotary shaft, 3 is a rotor core fixed to the rotary shaft 2 by being fitted to an arm 2a projecting radially from the rotary shaft 2, and 3a is an iron core block of the
ここで、回転子鉄心3は電磁鋼板の積層体になる鉄心ブロック3aを軸方向に並べ、かつ鉄心ブロック3aの相互間にはスペーサ10(図2参照)を介して冷却風の通路となる通風間隙7を画成し、さらに鉄心の外周近くには各鉄心ブロック3aを軸方向に貫通して周方向に割付けた磁石挿入スロット5が穿設形成されている。そして、この磁石挿入スロット5には、複数個に分割した永久磁石片の集合体になる磁石ユニット7を嵌挿配置しており、次にこの磁石ユニット7の詳細な構造を図1(b)で説明する。
Here, the
すなわち、この磁石ユニット7は、図示のように複数個に分けた分割磁石片8を前記鉄心ブロック3aの配列に合わせ、かつその相互間に前記通風間隙6の幅tに対応する間隔を空けて並置し、この分割磁石片8を上下から磁性体になる薄板の連結板9により一括挟持して接着した組立体で構成し、かつ連結板9の板面には前記通風間隙6の配列ピッチ,および間隙の幅tに合わせてスリット状の通風孔9aが穿設されている。
In other words, the
そして、回転子の組立工程では回転子鉄心3に穿設した磁石挿入スロット5に前記構成になる磁石ユニット7を嵌挿して定位置に固定する。この場合に磁石ユニット7の連結板9を挿入ガイドとして分割磁石片8の集合体を容易に磁石挿入スロット5に嵌挿することができる。
In the assembly process of the rotor, the
また、図2に示す回転子1の組立状態で、図示矢印のように回転子鉄心3の内周側から冷却風を送風すると、ブロック鉄心3aの相互間に画成した通風間隙6に押し込み導風された冷却風は、磁石ユニット7の連結板9に開口した前記通風孔9a,および分割磁石片8の相互間隙を通じて自由に通流する。したがって、磁石挿入スロット5に嵌挿した磁石ユニット7に阻害されることなしに、冷却風を回転子鉄心3の鉄心ブロック6の相互間に画成した通風間隙6に通風して回転電機を効果的に冷却することができる。また、磁性体になる連結板9は、複数の分割磁石片8に対する共通磁極板として機能する。
When the cooling air is blown from the inner peripheral side of the
次に、前記の磁石ユニット7について、その組立構造を改良した応用実施例を図3,図で説明する。
Next, an application example in which the assembly structure of the
図3は本発明の請求項2に対応する磁石ユニット7の構成図であり、図示のように分割磁石片8の相互間に角柱ブロックになる短片の非磁性スペーサ11を介装した上で、先記実施例1と同様な連結板9を上下に重ね合わせて一体に接着する。これにより、各分割磁石片8を簡単に位置決めセットでき、また磁石ユニット7の組立状態では各分割磁石片8の間に連結板9の通風孔9aに連なる通風間隙が確保される。しかも、スペーサ11を非磁性材としたことで、隣接する分割磁石片8の間の漏れ磁束を低く抑えることができる。
FIG. 3 is a configuration diagram of a
図4は本発明の請求項3に対応する磁石ユニット7の構成図であり、この実施例では連結板9に穿設した通風孔9aの側縁に沿って分割磁石片8側に突き出すリブ状突起9bを切り起こし形成している。そして、磁石ユニット7の組立時には、このリブ状突起9bを位置決めガイドとして、上下連結板9の間に挟持する分割磁石片8をリブ状突起9bの間に嵌め込んで所定位置に保持する。これにより、先記実施例2のスペーサ11と同様に分割磁石片8を簡単に位置決めして磁石ユニット7を組立てることができる。
FIG. 4 is a block diagram of a
1 回転子
2 回転軸
2a 回転軸のアーム
3 回転子鉄心
3a 鉄心ブロック
5 磁石挿入スロット
6 通風間隙
7 磁石ユニット
8 分割磁石片
9 連結板
9a 通風孔
9b リブ状突起
11 非磁性スペーサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の分割磁石片を連結板にて一括挟持して接着した組立体になる磁石ユニットを前記磁石挿入スロットに嵌挿し、かつ前記連結板の板面には前記通風間隙の配列ピッチに合わせて通風孔を穿設したことを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。 A rotor core made of a laminate of electromagnetic steel sheets is divided into a plurality of core blocks in the axial direction, and a magnet insertion slot is formed through each core block in the axial direction, and ventilation is provided between the core blocks. In an embedded magnet type permanent magnet type rotating electrical machine in which a gap is defined and a permanent magnet piece is inserted into the magnet insertion slot,
A magnet unit, which is an assembly in which a plurality of divided magnet pieces are collectively sandwiched and bonded by a connecting plate, is fitted into the magnet insertion slot, and the plate surface of the connecting plate is ventilated according to the arrangement pitch of the ventilation gaps. A rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine, wherein a hole is formed.
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