JP5750995B2 - Synchronous motor - Google Patents

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Description

本発明は、ステータ巻線を有するステータと、当該ステータの内側に回転可能に配置される、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータと、を備えた同期電動機に関するものである。   The present invention relates to a synchronous motor including a stator having stator windings and a rotor that is rotatably arranged inside the stator and has a permanent magnet embedded in a rotor core.

電動機（モータ）は家電製品、電気自動車、ハイブリッド自動車等に用いられるところ、ロータコアの外周部付近にステータのティースと対向するように永久磁石が周方向に複数埋め込まれた構造を有する電動機（ＩＰＭモータ）においては、高効率化を図るとともに高いトルク特性を得るべく、様々な技術課題を解決又は改善するための研究開発が活発になされている。   When an electric motor (motor) is used in home appliances, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., an electric motor (IPM motor) having a structure in which a plurality of permanent magnets are embedded in the circumferential direction so as to face the teeth of the stator near the outer periphery of the rotor core. In order to achieve high efficiency and high torque characteristics, research and development for solving or improving various technical problems are actively being conducted.

例えば、ロータの永久磁石に関しては、（Ａ）減磁しやすい領域（端部等）の保磁力のみを向上させることや、（Ｂ）磁石渦電流の低減等が主要な技術課題となっている。また、永久磁石に関する課題以外にも、トルクリップル低減、コギングトルク低減、鉄損低減、高トルク化、耐遠心力強度の確保等がＩＰＭモータにおける主要な技術課題となっている。   For example, with regard to the permanent magnet of the rotor, (A) improving only the coercive force of the region (end portion or the like) that is likely to be demagnetized, and (B) reducing the magnet eddy current are major technical issues. . In addition to the problems related to permanent magnets, torque ripple reduction, cogging torque reduction, iron loss reduction, higher torque, securing of anti-centrifugal strength, and the like are major technical problems in IPM motors.

ここで、上記（Ｂ）磁石渦電流の低減について説明する。ＩＰＭモータでは、ロータ回転により、ステータ巻線に鎖交する永久磁石磁束が、時間変化することによって、モータ電源の電圧とは逆極性の起電力がステータ巻線に発生する。この起電力は、モータ回転数（励磁周波数）に比例するため、高回転域では、ステータ巻線に電流を流せなくなり、モータを回転させることが困難になる。そこで、ＩＰＭモータにおいては、通常、負のｄ軸電流を流して、ｄ軸電機子反作用による減磁効果を利用して、鎖交磁束を減少させることにより、電位差を確保してモータを回転させる弱め磁束制御が行われている。   Here, the reduction of the (B) magnet eddy current will be described. In the IPM motor, an electromotive force having a polarity opposite to the voltage of the motor power is generated in the stator winding due to the time change of the permanent magnet magnetic flux linked to the stator winding due to the rotation of the rotor. Since this electromotive force is proportional to the motor rotation speed (excitation frequency), it becomes difficult to rotate the motor in the high rotation range because current cannot flow through the stator winding. Therefore, in an IPM motor, a negative d-axis current is normally flowed, and a linkage magnetic flux is reduced by utilizing a demagnetizing effect due to a d-axis armature reaction, thereby securing a potential difference and rotating the motor. Weak magnetic flux control is performed.

しかしながら、弱め磁束制御によってステータ巻線で作られる磁束（ｄ軸電機子反作用）は、永久磁石の端部に集中し易いことから、永久磁石の端部ではモータの回転数の上昇に伴って磁束変化が大きくなる。このような大きな磁束変化により起電圧が誘起され、かかる起電圧によって永久磁石の端部に渦電流が流れる。そうして、永久磁石の端部に渦電流が流れると、渦電流損失による局所的な自己発熱が発生することから、ＩＰＭモータにおいては、磁石渦電流の低減が大きな課題になっている。   However, since the magnetic flux (d-axis armature reaction) created by the stator winding by the flux weakening control tends to concentrate on the end of the permanent magnet, the magnetic flux is increased at the end of the permanent magnet as the motor speed increases. Change will be greater. An electromotive voltage is induced by such a large magnetic flux change, and an eddy current flows through the end of the permanent magnet due to the electromotive voltage. When an eddy current flows through the end of the permanent magnet, local self-heating due to eddy current loss occurs, and therefore, in the IPM motor, reduction of the magnet eddy current is a major issue.

そこで、磁石渦電流の低減を図るべく、例えば、特許文献１には、永久磁石の中で発生する渦電流が多く集中する、永久磁石におけるロータ外周に最も近い部位に、スリットを設けることが開示されている。また、特許文献２には、集中巻モータにおいて、永久磁石をステータに向かう面で分割し、この分割した永久磁石片間に電気絶縁性部（エポキシ樹脂又は空隙）を介在させた構造が開示されている。   Therefore, in order to reduce the magnet eddy current, for example, Patent Document 1 discloses that a slit is provided in a portion of the permanent magnet closest to the outer periphery of the rotor where a large amount of eddy current generated in the permanent magnet is concentrated. Has been. Patent Document 2 discloses a concentrated winding motor in which a permanent magnet is divided on a surface facing a stator, and an electrically insulating portion (epoxy resin or air gap) is interposed between the divided permanent magnet pieces. ing.

特開２００２−３４５１８９号公報JP 2002-345189 A 特開２０００−２４５０８５号公報JP 2000-245085 A

しかしながら、上記特許文献１のものでは、焼結材である永久磁石にスリットを設けることから、かかるスリットにロータの高速回転時の遠心力に伴う応力が生じ、これに伴ってクラックが発生し、構造的な信頼性が損なわれるおそれがある。   However, in the thing of the said patent document 1, since the slit is provided in the permanent magnet which is a sintered material, the stress accompanying the centrifugal force at the time of high-speed rotation of a rotor arises in this slit, A crack generate | occur | produces in connection with this, Structural reliability may be impaired.

また、上記特許文献２のものでは、ロータの回転軸方向に電磁鋼板が積層され、当該電磁鋼板の開口部に永久磁石が圧入等で介挿されているところ、ロータ全体が次第に昇温した場合に、電気絶縁性部を介在させた永久磁石と電磁鋼板との熱膨張差によって、開口部と永久磁石との間に緩みが生じ、構造的な信頼性が損なわれるおそれがある。   Moreover, in the thing of the said patent document 2, when an electromagnetic steel plate is laminated | stacked on the rotating shaft direction of a rotor, and the permanent magnet is inserted by the press fit etc. in the opening part of the said electromagnetic steel plate, when the whole rotor is heated up gradually In addition, due to the difference in thermal expansion between the permanent magnet with the electrically insulating portion interposed between the magnetic steel plate and the permanent magnet, loosening may occur between the opening and the permanent magnet, which may impair structural reliability.

そこで、構造的な信頼性が損なわれるのを回避すべく、強磁性の磁石（例えばネオジ鉄ボロン）を基材とし、磁束が集中する箇所に高抵抗の磁石（例えばフェライト）を配置した複合磁石を製造し、かかる複合磁石を用いて永久磁石の端部に渦電流が発生するのを抑えることが考えられるが、異なる特性の磁石を組み合わせると、トルクの安定度が低下するという新たな問題が生じる。   Therefore, in order to avoid damaging the structural reliability, a composite magnet in which a ferromagnetic magnet (for example, neodiiron boron) is used as a base material and a high resistance magnet (for example, ferrite) is disposed at a location where magnetic flux is concentrated. It is possible to suppress the generation of eddy currents at the end of the permanent magnet using such a composite magnet, but when combining magnets with different characteristics, there is a new problem that the stability of torque decreases. Arise.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステータと、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータとを備えた同期電動機において、構造的な信頼性及びトルクの安定度を維持しつつ、ステータ巻線で作られる磁束に起因して、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑える技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide structural reliability and reliability in a synchronous motor including a stator and a rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core. An object of the present invention is to provide a technique for suppressing the generation of eddy currents at the end of a permanent magnet due to a magnetic flux generated by a stator winding while maintaining the stability of torque.

上記目的を達成するために、本発明に係る同期電動機では、ステータ巻線を流れる電流によって作られた磁束が永久磁石の端部に流入するのを抑えるべく、永久磁石の周方向の端部に高透磁率部材を隣接して設けることにより、かかる磁束を積極的に通すバイパス磁路を形成するようにしている。   In order to achieve the above object, in the synchronous motor according to the present invention, in order to prevent the magnetic flux generated by the current flowing through the stator winding from flowing into the end of the permanent magnet, the peripheral end of the permanent magnet is provided. By providing a high magnetic permeability member adjacent to each other, a bypass magnetic path through which such magnetic flux is positively passed is formed.

具体的には、第１の発明は、ステータ巻線を有するステータと、当該ステータの内側に回転可能に配置される、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータと、を備えた同期電動機を対象とする。   Specifically, the first invention includes a synchronous motor including a stator having a stator winding, and a rotor that is rotatably arranged inside the stator and in which a permanent magnet is embedded in a rotor core. set to target.

そして、上記永久磁石は、上記ロータコアの外周縁部に周方向に離間して複数個設けられており、上記各永久磁石の周方向の両端部には、上記ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有する高透磁率部材が、当該各端部に隣接して設けられ、上記各永久磁石は、上記ロータコアの軸方向から見て断面略矩形状に形成されており、上記各高透磁率部材は、上記ロータコアの軸方向から見て断面略コ字状に形成されていて、当該各永久磁石の周方向の端面並びに周方向の端部における外周側の面及び中心側の面を覆っていることを特徴とするものである。 A plurality of the permanent magnets are provided in the outer peripheral edge of the rotor core so as to be circumferentially separated from each other, and at both ends in the circumferential direction of the permanent magnets, the permanent magnet is higher than the electromagnetic steel plate constituting the rotor core. high magnetic permeability member having a magnetic permeability disposed adjacent to the respective end portions, each of the permanent magnets is formed in a substantially rectangular cross section when viewed from the axial direction of the rotor core, each of high magnetic permeability The member is formed in a substantially U-shaped cross section when viewed from the axial direction of the rotor core, and covers the circumferential end surface and the outer circumferential surface and the central surface of the circumferential end of each permanent magnet. It is characterized by being.

第１の発明によれば、永久磁石の内部の透磁率は真空の透磁率μ０と同等であり、且つ、かかる永久磁石の周方向の両端部に隣接して設けられている高透磁率部材は、ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有することから、ステータ巻線を流れる電流によって作られ且つ永久磁石の端部に集中する磁束は、永久磁石の端部ではなくこれに隣接する高透磁率部材に優先的に流入する。このように、永久磁石の周方向の端部に高透磁率部材を隣接して設けることにより、換言すると、永久磁石の周方向の端部に、磁束を積極的に通すバイパス磁路を形成することにより、永久磁石の端部に流入する磁束を減少させて、かかる永久磁石の端部でステータ巻線で作られる磁束に起因して渦電流が発生するのを抑えることができる。よって、渦電流損失の発生を抑えて、モータの高効率化を図ることができる。 According to the first invention, the magnetic permeability inside the permanent magnet is equal to the vacuum magnetic permeability μ 0 , and the high magnetic permeability member provided adjacent to both ends in the circumferential direction of the permanent magnet Has a magnetic permeability higher than that of the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core, and the magnetic flux generated by the current flowing through the stator winding and concentrated on the end of the permanent magnet is adjacent to the end of the permanent magnet, not to the end. It preferentially flows into the high permeability member. In this way, by providing the high permeability member adjacent to the circumferential end of the permanent magnet, in other words, a bypass magnetic path for actively passing the magnetic flux is formed at the circumferential end of the permanent magnet. Thus, the magnetic flux flowing into the end portion of the permanent magnet can be reduced, and the generation of eddy current due to the magnetic flux generated by the stator winding at the end portion of the permanent magnet can be suppressed. Therefore, the generation of eddy current loss can be suppressed and the efficiency of the motor can be increased.

また、第１の発明によれば、永久磁石の端部にスリットを形成したり、永久磁石に電気絶縁性部を介在させたりしていないので、構造的な信頼性を維持することができるとともに、異なる特性の磁石を組み合わせていないので、トルクの安定度を維持することができる。   In addition, according to the first invention, since the slit is not formed in the end portion of the permanent magnet or the electrically insulating portion is not interposed in the permanent magnet, the structural reliability can be maintained. Since magnets having different characteristics are not combined, torque stability can be maintained.

さらに、第１の発明によれば、高透磁率部材が、ステータ巻線で作られる磁束が集中し易い各永久磁石の周方向の端面のみならず、各永久磁石の周方向の両端部における外周側の面及び中心側の面をも、覆っていることから、永久磁石に流入する磁束をより一層確実に減少させて、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを確実に抑えることができる。 Furthermore, according to the first invention, the high permeability member is not only the circumferential end face of each permanent magnet where the magnetic flux produced by the stator winding is likely to concentrate, but also the outer circumferences at both circumferential ends of each permanent magnet. Since the side surface and the center side surface are also covered, the magnetic flux flowing into the permanent magnet can be more reliably reduced, and the generation of eddy current at the end of the permanent magnet can be reliably suppressed. it can.

第２の発明は、ステータ巻線を有するステータと、当該ステータの内側に回転可能に配置される、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータと、を備えた同期電動機を対象として、上記永久磁石は、上記ロータコアの外周縁部に周方向に離間して複数個設けられており、上記各永久磁石の周方向の両端部には、上記ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有する高透磁率部材が、当該各端部に隣接して設けられ、上記各永久磁石は、上記ロータコアの軸方向から見て、当該ロータコアの中心側に向いた長辺が下底に相当し且つ外周側に向いた短辺が上底に相当する断面略台形状に形成されており、上記高透磁率部材は、台形の脚に相当する上記各永久磁石の傾斜面を覆うように設けられていることを特徴とするものである。 The second aspect of the present invention is directed to a synchronous motor including a stator having a stator winding and a rotor having a permanent magnet embedded in a rotor core that is rotatably arranged inside the stator. A plurality of magnets are provided on the outer peripheral edge of the rotor core so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction, and both end portions in the circumferential direction of the permanent magnets have a higher magnetic permeability than that of the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core. A high permeability member is provided adjacent to each end, and each permanent magnet has a long side facing the center side of the rotor core as viewed from the axial direction of the rotor core, and the outer circumference A short side facing the side is formed in a substantially trapezoidal cross section corresponding to the upper base, and the high permeability member is provided so as to cover the inclined surface of each permanent magnet corresponding to a trapezoidal leg. It is characterized by

第２の発明によれば、第１の発明と同様に、渦電流損失の発生を抑えて、モータの高効率化を図ることができ、また、構造的な信頼性を維持することができるとともに、トルクの安定度を維持することができる。According to the second invention, as in the first invention, the generation of eddy current loss can be suppressed, the motor efficiency can be increased, and the structural reliability can be maintained. Torque stability can be maintained.

また、第２の発明によれば、台形の脚に相当する、断面略台形状に形成された永久磁石の傾斜面を、覆うように高透磁率部材が設けられていることから、簡単な構造で、永久磁石の外周側の面を径方向から見た傾斜面の投影面積の分だけ、高透磁率部材によって覆うことができる。これにより、永久磁石に流入する磁束をより一層確実に減少させて、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑えることができる。 In addition, according to the second invention, since the high permeability member is provided so as to cover the inclined surface of the permanent magnet formed in a substantially trapezoidal cross section corresponding to the trapezoidal leg, the structure is simple. Thus, the surface on the outer peripheral side of the permanent magnet can be covered with the high permeability member by the projected area of the inclined surface as viewed from the radial direction. Thereby, the magnetic flux which flows into a permanent magnet can be reduced further more reliably, and it can suppress that an eddy current generate | occur | produces in the edge part of a permanent magnet.

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記高透磁率部材の周方向の端部と、上記ロータコアを構成する電磁鋼板との間には、両者の間に充填された非磁性樹脂からなるフラックスバリアが形成されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, between the circumferential end of the high magnetic permeability member and the electrical steel sheet that constitutes the rotor core, a non-filled space between the two A flux barrier made of a magnetic resin is formed.

第３の発明によれば、高透磁率部材とロータコアを構成する電磁鋼板との間にフラックスバリアが形成されているので、ロータコアに埋め込まれている永久磁石に対して高透磁率部材がズレるのを抑えることができる。また、永久磁石の周方向の端部に隣接して設けられている高透磁率部材の周方向の端部と電磁鋼板との間に非磁性樹脂を充填すれば、永久磁石の周方向の端部の少なくとも一部がフラックスバリアで囲まれることから、永久磁石からの磁束漏れを低減することができる。 According to the third invention, since the flux barrier is formed between the high magnetic permeability member and the electromagnetic steel plate constituting the rotor core, the high magnetic permeability member is displaced with respect to the permanent magnet embedded in the rotor core. Can be suppressed. Moreover, if nonmagnetic resin is filled between the circumferential end of the high permeability member provided adjacent to the circumferential end of the permanent magnet and the electromagnetic steel sheet, the circumferential end of the permanent magnet Since at least a part of the part is surrounded by the flux barrier, magnetic flux leakage from the permanent magnet can be reduced.

第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記高透磁率部材は、比初透磁率が３００以上の高透磁率材料からなることを特徴とするものである。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the high magnetic permeability member is made of a high magnetic permeability material having a relative initial magnetic permeability of 300 or more.

第４の発明によれば、比初透磁率が３００以上の高透磁率材料からなる高透磁率部材を用いることで、永久磁石の周方向の端部にバイパス磁路を形成して、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを確実に抑えることができる。 According to the fourth invention, by using a high permeability member made of a high permeability material having a relative initial permeability of 300 or more, a bypass magnetic path is formed at the circumferential end of the permanent magnet, and the permanent magnet The generation of eddy current at the end of the can be reliably suppressed.

第５の発明は、上記第４の発明において、上記高透磁率部材は、純鉄、方向性電磁鋼板、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金からなる群から選ばれる少なくとも一種からなることを特徴とするものである。 According to a fifth invention, in the fourth invention, the high magnetic permeability member is made of at least one selected from the group consisting of pure iron, grain-oriented electrical steel sheet, Fe-Ni alloy, and Fe-Co alloy. It is what.

第５の発明によれば、これらの一種または数種を高透磁率部材として用いることで、永久磁石の周方向の端部にバイパス磁路を形成して、永久磁石の端部で渦電流が発生するのをより確実に抑えることができる。 According to the fifth invention, by using one or several of these as a high permeability member, a bypass magnetic path is formed at the end of the permanent magnet in the circumferential direction, and eddy current is generated at the end of the permanent magnet. Occurrence can be suppressed more reliably.

本発明に係る同期電動機によれば、ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有する高透磁率部材を永久磁石の周方向の両端部に隣接して設けることから、永久磁石の端部に集中する磁束が高透磁率部材に優先的に流入するので、ステータ巻線で作られる磁束に起因して永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑えることができる。   According to the synchronous motor according to the present invention, the high permeability member having a higher permeability than that of the electromagnetic steel plate constituting the rotor core is provided adjacent to both ends in the circumferential direction of the permanent magnet. Since the concentrated magnetic flux preferentially flows into the high permeability member, it is possible to suppress the generation of eddy current at the end of the permanent magnet due to the magnetic flux generated by the stator winding.

また、永久磁石の端部にスリットを形成したり、永久磁石に電気絶縁性部を介在させたりしていないので、構造的な信頼性を維持することができるとともに、異なる特性の磁石を組み合わせていないので、トルクの安定度を維持することができる。   In addition, since slits are not formed at the end of the permanent magnet or an electrically insulating part is not interposed in the permanent magnet, structural reliability can be maintained, and magnets with different characteristics are combined. Therefore, torque stability can be maintained.

これらにより、構造的な信頼性及びトルクの安定度を維持しつつ、ステータ巻線で作られる磁束に起因して永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑えることができる。   As a result, it is possible to suppress the generation of eddy currents at the end of the permanent magnet due to the magnetic flux generated by the stator winding while maintaining structural reliability and torque stability.

さらに、高透磁率部材が、ステータ巻線で作られる磁束が集中し易い各永久磁石の周方向の端面のみならず、各永久磁石の周方向の両端部における外周側の面及び中心側の面をも、覆っているか、又は、台形の脚に相当する、断面略台形状に形成された永久磁石の傾斜面を、覆うように高透磁率部材が設けられていることから、永久磁石に流入する磁束をより一層確実に減少させて、永久磁石の端部で渦電流が発生するのを抑えることができる。Furthermore, the high magnetic permeability member is not only the circumferential end surface of each permanent magnet in which the magnetic flux produced by the stator winding is likely to concentrate, but also the outer peripheral surface and the central surface at both circumferential ends of each permanent magnet. Since the high permeability member is provided so as to cover the inclined surface of the permanent magnet that has a substantially trapezoidal cross section corresponding to a trapezoidal leg, it flows into the permanent magnet. It is possible to more reliably reduce the magnetic flux to be generated, and to suppress the generation of eddy current at the end of the permanent magnet.

本発明の実施形態１に係る同期電動機を模式的に示す横断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a synchronous motor according to Embodiment 1 of the present invention. ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石のうち１つを拡大して示す横断面図である。It is a cross-sectional view which expands and shows one of several permanent magnets embedded in the rotor core. 永久磁石の周方向の端部における当該永久磁石の磁束の流れを模式的に説明する図であり、同図（ａ）はフラックスバリアを設けていない場合を示し、同図（ｂ）はフラックスバリアを設けている場合を示す。It is a figure which illustrates typically the flow of the magnetic flux of the said permanent magnet in the circumferential direction edge part of a permanent magnet, The figure (a) shows the case where the flux barrier is not provided, The figure (b) is a flux barrier. The case where is provided is shown. 本発明の実施形態２に係る同期電動機を模式的に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows typically the synchronous motor which concerns on Embodiment 2 of this invention. ロータコアに埋め込まれた複数の永久磁石のうち１つを拡大して示す横断面図である。It is a cross-sectional view which expands and shows one of several permanent magnets embedded in the rotor core. その他の実施形態に係る複数の永久磁石のうち１つを拡大して示す横断面図である。It is a cross-sectional view which expands and shows one of the several permanent magnets which concern on other embodiment. その他の実施形態に係る同期電動機を模式的に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows typically the synchronous motor which concerns on other embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１〜図７では、図を見易くするために、断面表示用のハッチングを省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1 to FIG. 7, hatching for displaying a cross section is omitted for easy understanding of the drawings.

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る同期電動機を模式的に示す横断面図である。なお、図１では、図を見易くするために、後述するフラックスバリア４７を図示省略している。この同期電動機１は、ステータ巻線９を有するステータ３と、ロータコア１５の内部に永久磁石７が埋め込まれたロータ５と、を備えたＩＰＭモータである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a synchronous motor according to the present embodiment. In FIG. 1, a flux barrier 47 to be described later is omitted for easy understanding of the drawing. The synchronous motor 1 is an IPM motor including a stator 3 having a stator winding 9 and a rotor 5 in which a permanent magnet 7 is embedded in a rotor core 15.

ステータ３は、略円筒状のヨーク１３と、当該ヨーク１３の内周面から径方向内側に突出する８つのティース２３とを有しており、これらのティース２３の先端面で囲まれる略円柱状の空間に、ロータ５が当該ステータ３に対して回転可能に配置されている。また、ステータ巻線９は、ティース２３に巻回された断面円形の導線や平角導線で構成されている。なお、ステータ巻線９は集中巻でも分布巻でもよい。   The stator 3 has a substantially cylindrical yoke 13 and eight teeth 23 protruding radially inward from the inner peripheral surface of the yoke 13. The stator 3 is substantially cylindrical and surrounded by the tip surfaces of these teeth 23. In this space, the rotor 5 is disposed so as to be rotatable with respect to the stator 3. The stator winding 9 is composed of a conducting wire having a circular cross section or a flat conducting wire wound around the tooth 23. The stator winding 9 may be concentrated winding or distributed winding.

ロータ５のロータコア１５は、プレスで打ち抜いた薄い（例えば０．２５〜０．３５ｍｍ）電磁鋼板１５ａを軸方向に積層することにより形成されており、その中央に不図示の回転シャフトを嵌挿するための貫通孔２５が形成された略円筒状をなしている。なお、図中の符号３５は、ロータコア１５の軽量化を図るために形成された肉抜き凹部を示す。   The rotor core 15 of the rotor 5 is formed by laminating thin (for example, 0.25 to 0.35 mm) electromagnetic steel plates 15a punched by a press in the axial direction, and a rotation shaft (not shown) is inserted into the center thereof. Therefore, it has a substantially cylindrical shape in which a through hole 25 is formed. In addition, the code | symbol 35 in a figure shows the thinning recessed part formed in order to attain weight reduction of the rotor core 15. As shown in FIG.

このロータコア１５の外周縁部には、当該ロータコア１５の軸方向から見て断面矩形状の永久磁石７が、矩形の長辺が径方向外側を向くように、周方向に離間して１６個埋め込まれている。より具体的には、この永久磁石７は強磁性材であるネオジ鉄ボロンからなり、矩形板状に形成されていて、ロータコア１５の外周縁部に形成された軸方向に延びる孔に挿入されている。これらの永久磁石７は、ロータコア１５の軸方向から見て、２つ一組で径方向外側に行く程広がる略Ｖ字状に配置されており、これにより、ロータコア１５の外周縁部には、一対の永久磁石７からなる略Ｖ字状の磁極が８つ形成されている。   Sixteen permanent magnets 7 having a rectangular cross section when viewed from the axial direction of the rotor core 15 are embedded in the outer peripheral edge of the rotor core 15 so as to be spaced apart in the circumferential direction so that the long side of the rectangle faces radially outward. It is. More specifically, the permanent magnet 7 is made of neodymium iron boron, which is a ferromagnetic material, is formed in a rectangular plate shape, and is inserted into an axially extending hole formed in the outer peripheral edge of the rotor core 15. Yes. These permanent magnets 7 are arranged in a substantially V shape that spreads outward in the radial direction in pairs as viewed from the axial direction of the rotor core 15. Eight substantially V-shaped magnetic poles composed of a pair of permanent magnets 7 are formed.

このように、本実施形態に係る同期電動機１では、一対の永久磁石７を略Ｖ字状に配置することで、ステータ巻線９を流れる電流と永久磁石７が発する磁束との相互作用によって生じるマグネットトルクに加えて、磁気的な突極性により発生するリラクタンストルクが作用することになり、大きなトルクが得られるようになっている。なお、この同期電動機１では、永久磁石７の磁極の数と、ステータ３の極数とが同数となっているが、これに限らず、永久磁石７の磁極の数とステータ３の極数とが異なってもよい。   As described above, in the synchronous motor 1 according to the present embodiment, the pair of permanent magnets 7 are arranged in a substantially V shape, and thus are generated by the interaction between the current flowing through the stator winding 9 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 7. In addition to the magnet torque, reluctance torque generated by magnetic saliency acts, and a large torque can be obtained. In the synchronous motor 1, the number of magnetic poles of the permanent magnet 7 and the number of poles of the stator 3 are the same. However, the number of magnetic poles of the permanent magnet 7 and the number of poles of the stator 3 are not limited thereto. May be different.

ここで、ＩＰＭモータにおいては、ステータ巻線９に負のｄ軸電流を流して永久磁石７の磁化方向と逆向きの磁束を発生させることで、永久磁石７の磁束を弱めて電位差を確保する弱め磁束制御が行われているところ、かかる弱め磁束制御によってステータ巻線９で作られる磁束は、永久磁石７の端部７ａに集中し易い。このため、永久磁石７の端部７ａでは、不可逆減磁が発生し易くなるとともに、磁束変化が大きくなって起電圧が誘起されることから、渦電流損失による局所的な自己発熱の原因となる渦電流が発生し易くなる。   Here, in the IPM motor, a negative d-axis current is passed through the stator winding 9 to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetization direction of the permanent magnet 7, thereby weakening the magnetic flux of the permanent magnet 7 and securing a potential difference. When the flux weakening control is performed, the magnetic flux generated by the stator winding 9 by the flux weakening control is easily concentrated on the end portion 7 a of the permanent magnet 7. For this reason, at the end 7a of the permanent magnet 7, irreversible demagnetization is likely to occur, and a change in magnetic flux is increased to induce an electromotive voltage. This causes local self-heating due to eddy current loss. Eddy currents are easily generated.

そこで、本実施形態に係る同期電動機１では、不可逆減磁や渦電流の発生を抑えるべく、図２に示すように、各永久磁石７の周方向の両端部７ａに、ロータコア１５を構成する電磁鋼板１５ａよりも高い透磁率を有する高透磁率部材１７を、当該各端部７ａに隣接して設けている。より詳しくは、高透磁率部材１７は、矩形板状の本体部１７ａと、軸方向に延びる当該本体部１７ａの長辺側の両側縁部からそれぞれ当該本体部１７ａと垂直に延び且つ略径方向に対向する外周側壁部１７ｂ及び中心側壁部１７ｃを有していて、ロータコア１５の軸方向から見て断面コ字状に形成されており、当該各永久磁石７の周方向の端部７ａ（周方向の端面７ｂ並びに周方向の端部における外周側の面７ｃ及び中心側の面７ｄ）を覆っている。   Therefore, in the synchronous motor 1 according to the present embodiment, in order to suppress irreversible demagnetization and generation of eddy currents, as shown in FIG. 2, the electromagnetic waves constituting the rotor core 15 at both circumferential ends 7 a of each permanent magnet 7. A high permeability member 17 having a permeability higher than that of the steel plate 15a is provided adjacent to each end 7a. More specifically, the high magnetic permeability member 17 extends perpendicularly to the main body portion 17a from the rectangular plate-shaped main body portion 17a and both side edges on the long side of the main body portion 17a extending in the axial direction and substantially in the radial direction. The outer peripheral side wall portion 17b and the central side wall portion 17c are formed in a U-shaped cross section when viewed from the axial direction of the rotor core 15, and the circumferential end portions 7a (peripheral sides) of the respective permanent magnets 7 are formed. The outer peripheral surface 7b and the outer peripheral surface 7c and the central surface 7d) at the circumferential end.

そうして、永久磁石７の内部の透磁率は真空の透磁率μ０と同等であり、且つ、高透磁率部材１７はロータコア１５を構成する電磁鋼板１５ａよりも高い透磁率を有することから、図２の破線１９で示すように、永久磁石７の端部７ａに集中する磁束は、高透磁率部材１７に優先的に流入する。換言すると、永久磁石７の周方向の両端部７ａに隣接して設けられた高透磁率部材１７は、ステータ巻線９で作られた磁束を優先的に通すバイパス磁路として機能し、これにより、永久磁石７の端部７ａに流入する磁束が減少して、永久磁石７の端部７ａにおける渦電流の発生が抑えられる。なお、高透磁率部材１７は、永久磁石７の周方向の両端部７ａを覆うように設けられている（より厳密には、後述するフラックスバリア４７を介して電磁鋼板１５ａに接着されている）だけであり、異なる特性の磁石を複合化している訳ではないので、永久磁石７の全磁束量の低下等が生じることはない。 Thus, the magnetic permeability inside the permanent magnet 7 is equivalent to the vacuum magnetic permeability μ 0 , and the high magnetic permeability member 17 has a magnetic permeability higher than that of the electromagnetic steel sheet 15 a constituting the rotor core 15. As indicated by a broken line 19 in FIG. 2, the magnetic flux concentrated on the end portion 7 a of the permanent magnet 7 preferentially flows into the high permeability member 17. In other words, the high magnetic permeability member 17 provided adjacent to both ends 7a in the circumferential direction of the permanent magnet 7 functions as a bypass magnetic path through which the magnetic flux generated by the stator winding 9 is preferentially passed. The magnetic flux flowing into the end portion 7a of the permanent magnet 7 is reduced, and the generation of eddy current at the end portion 7a of the permanent magnet 7 is suppressed. The high magnetic permeability member 17 is provided so as to cover both ends 7a in the circumferential direction of the permanent magnet 7 (more strictly, it is bonded to the electromagnetic steel plate 15a via a flux barrier 47 described later). However, since the magnets having different characteristics are not combined, the total magnetic flux amount of the permanent magnet 7 is not reduced.

ここで、高透磁率部材１７としては、透磁率が高く且つ飽和磁束密度が高いものが望ましいが、透磁率及び飽和磁束密度の両方が高い材料は存在しない。よって、高透磁率部材１７として用いる軟磁性材料は、同期電動機１のサイズや用途、要求される出力等に応じて適宜選択されることになるが、一応の目安としては比初透磁率μｉが３００以上であることが好ましい。そして、ある程度高い飽和磁束密度を確保するという観点から、高透磁率部材１７は、純鉄、方向性電磁鋼板、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金からなる群から選ばれる少なくとも一種からなることが特に好ましい。 Here, as the high magnetic permeability member 17, a material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density is desirable, but there is no material having both a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density. Therefore, the soft magnetic material used as the high-permeability member 17, the synchronous motor 1 of the size and purpose, but will be appropriately selected depending on the required output, etc., as a tentative standard ratio initial permeability mu i Is preferably 300 or more. And from the viewpoint of ensuring a somewhat high saturation magnetic flux density, the high permeability member 17 may be made of at least one selected from the group consisting of pure iron, grain-oriented electrical steel sheet, Fe-Ni alloy, and Fe-Co alloy. Particularly preferred.

また、高透磁率部材１７の厚さは、用いられる材料や同期電動機１の大きさ等によって大きく異なるため、一概には規定できないが、数十μｍ程度の被膜では足りず、少なくともミリ（ｍｍ）オーダーの厚さとすることが好ましい。   Further, the thickness of the high magnetic permeability member 17 varies greatly depending on the material used, the size of the synchronous motor 1 and the like, and thus cannot be defined unconditionally. It is preferable to set the thickness to the order.

さらに、図２に示すように、高透磁率部材１７の周方向の端面（端部）１７ｄと、ロータコア１５を構成する各電磁鋼板１５ａとの間には、両者の間に充填された非磁性樹脂（例えば、エポキシ樹脂接着剤）からなるフラックスバリア４７が形成されている。このように、非磁性樹脂からなるフラックスバリア４７を形成することで、高透磁率部材１７が当該フラックスバリア４７を介して電磁鋼板１５ａにしっかりと接着されることから、高透磁率部材１７が永久磁石７に対してズレるのを抑えることができる。また、隣接する永久磁石７間では、図３（ａ）の破線５７で示すように、一方（図の例では右側）の永久磁石７の周方向の端部７ａから他方（図の例では左側）の永久磁石７の周方向の端部７ａに磁束が流入する磁束漏れが生じ易いところ、高透磁率部材１７の周方向の端面１７ｄと各電磁鋼板１５ａとの間にフラックスバリア４７を形成することで、永久磁石７の周方向の端面７ｂがフラックスバリア４７で囲まれることから、図３（ｂ）の破線６７で示すように、永久磁石７からの磁束漏れを低減することができる。なお、本実施形態では、フラックスバリア４７は断面略半円形に形成されているが、フラックスバリアの断面形状は、非磁性樹脂が充填される孔の形で決まるものであり、略半円形に限定されない。   Further, as shown in FIG. 2, between the end face (end part) 17 d in the circumferential direction of the high permeability member 17 and each electromagnetic steel plate 15 a constituting the rotor core 15, the nonmagnetic material filled between the two is provided. A flux barrier 47 made of resin (for example, epoxy resin adhesive) is formed. Thus, by forming the flux barrier 47 made of nonmagnetic resin, the high magnetic permeability member 17 is firmly bonded to the electromagnetic steel plate 15a via the flux barrier 47, so that the high magnetic permeability member 17 is permanent. Misalignment with respect to the magnet 7 can be suppressed. Further, between the adjacent permanent magnets 7, as indicated by a broken line 57 in FIG. 3A, one end (the right side in the example in the drawing) of the permanent magnet 7 from the circumferential end 7 a to the other side (the left side in the example in the drawing). The flux barrier 47 is formed between the end face 17d in the circumferential direction of the high permeability member 17 and each electromagnetic steel sheet 15a where the magnetic flux leaks easily into the end 7a in the circumferential direction of the permanent magnet 7). Thus, since the end surface 7b in the circumferential direction of the permanent magnet 7 is surrounded by the flux barrier 47, magnetic flux leakage from the permanent magnet 7 can be reduced as indicated by a broken line 67 in FIG. In this embodiment, the flux barrier 47 has a substantially semicircular cross section. However, the cross sectional shape of the flux barrier is determined by the shape of the hole filled with the nonmagnetic resin, and is limited to a substantially semicircular shape. Not.

−効果−
本実施形態によれば、永久磁石７の周方向の端部７ａに高透磁率部材１７を隣接して設けることにより、換言すると、磁束を積極的に通すバイパス磁路を形成することにより、永久磁石７に流入する磁束を減少させて、ステータ巻線９で作られる磁束によって永久磁石７の端部７ａで渦電流が発生するのを抑えることができる。よって、渦電流損失の発生を抑えて、モータの高効率化を図ることができる。 -Effect-
According to the present embodiment, by providing the high permeability member 17 adjacent to the circumferential end 7a of the permanent magnet 7, in other words, by forming a bypass magnetic path through which the magnetic flux is positively passed, By reducing the magnetic flux flowing into the magnet 7, it is possible to suppress the generation of eddy current at the end 7 a of the permanent magnet 7 due to the magnetic flux generated by the stator winding 9. Therefore, the generation of eddy current loss can be suppressed and the efficiency of the motor can be increased.

また、永久磁石７にスリットを形成したり、電気絶縁性部を介在させたりしていないので、構造的な信頼性を維持することができるとともに、異なる特性の磁石を組み合わせた複合磁石とは異なり、トルクの安定度を維持することができる。   Further, since no slit is formed in the permanent magnet 7 or an electrically insulating part is interposed, structural reliability can be maintained and, unlike a composite magnet in which magnets having different characteristics are combined. Torque stability can be maintained.

さらに、高透磁率部材１７が、ステータ巻線９で作られる磁束が集中し易い各永久磁石７の周方向の端面７ｂのみならず、各永久磁石７の周方向の両端部７ａにおける外周側の面７ｃ及び中心側の面７ｄをも、覆っていることから、永久磁石７に流入する磁束をより一層確実に減少させて、永久磁石７の端部７ａで渦電流が発生するのをより一層抑えることができる。   Further, the high permeability member 17 is provided not only on the circumferential end face 7b of each permanent magnet 7 on which the magnetic flux produced by the stator winding 9 is likely to concentrate, but also on the outer circumferential side at both circumferential end portions 7a of each permanent magnet 7. Since the surface 7c and the center-side surface 7d are also covered, the magnetic flux flowing into the permanent magnet 7 can be more reliably reduced, and eddy current can be further generated at the end 7a of the permanent magnet 7. Can be suppressed.

また、高透磁率部材１７の周方向の端面１７ｄとロータコア１５を構成する各電磁鋼板１５ａとの間にフラックスバリア４７が形成されているので、ロータコア１５に埋め込まれている永久磁石７に対して高透磁率部材１７がズレるのを抑えることができるとともに、永久磁石７からの磁束漏れを低減することができる。   Further, since the flux barrier 47 is formed between the circumferential end surface 17 d of the high magnetic permeability member 17 and each electromagnetic steel plate 15 a constituting the rotor core 15, the permanent magnet 7 embedded in the rotor core 15 is against the permanent magnet 7. The deviation of the high magnetic permeability member 17 can be suppressed, and the magnetic flux leakage from the permanent magnet 7 can be reduced.

（実施形態２）
本実施形態は、永久磁石７の形状、及び、高透磁率部材２７の形状が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。なお、図４では、図を見易くするために、フラックスバリア４７を図示省略している。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, the shape of the permanent magnet 7 and the shape of the high magnetic permeability member 27 are different from those in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described. In FIG. 4, the flux barrier 47 is not shown for easy understanding of the drawing.

図４及び図５に示すように、本実施形態に係る同期電動機１では、各永久磁石７は、ロータコア１５の軸方向から見て、当該ロータコア１５の径方向中心側に向いた長辺７ｆが下底に相当し且つ径方向外周側に向いた短辺７ｅが上底に相当する断面台形状に形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the synchronous motor 1 according to the present embodiment, each permanent magnet 7 has a long side 7 f facing the radial center of the rotor core 15 when viewed from the axial direction of the rotor core 15. A short side 7e corresponding to the lower base and facing the outer peripheral side in the radial direction is formed in a trapezoidal cross section corresponding to the upper base.

これに対し、各高透磁率部材２７は、ロータコア１５の軸方向から見て、当該ロータコア１５の径方向中心側に向いた短辺２７ａが上底に相当し且つ径方向外周側に向いた長辺２７ｂが下底に相当する断面直角台形状に形成されている。この高透磁率部材２７は、永久磁石７と同じ高さ（厚さ）を有していて、台形の脚に相当する傾斜面２７ｃが、台形の脚に相当する永久磁石７の傾斜面７ｇを覆うように設けられている。そうして、高透磁率部材２７の周方向の端面（端部）２７ｄと、ロータコア１５を構成する各電磁鋼板１５ａとの間には、両者の間に充填された非磁性樹脂からなるフラックスバリア４７が、当該周方向の端面２７ｄを覆うように形成されている。   On the other hand, each high magnetic permeability member 27 has a short side 27a that faces the radial center of the rotor core 15 as viewed from the axial direction of the rotor core 15 and corresponds to the upper base and is a length that faces the radially outer side. The side 27b is formed in a trapezoidal cross-sectional shape corresponding to the lower base. The high permeability member 27 has the same height (thickness) as the permanent magnet 7, and the inclined surface 27 c corresponding to the trapezoidal leg replaces the inclined surface 7 g of the permanent magnet 7 corresponding to the trapezoidal leg. It is provided to cover. Thus, between the end face (end part) 27d in the circumferential direction of the high magnetic permeability member 27 and each electromagnetic steel sheet 15a constituting the rotor core 15, a flux barrier made of a nonmagnetic resin filled therebetween. 47 is formed so as to cover the end face 27d in the circumferential direction.

このように、永久磁石７をロータコア１５の軸方向から見て断面台形状に形成して、永久磁石７の傾斜面７ｇを高透磁率部材２７で覆うようにすれば、径方向から見た傾斜面７ｇの投影面積の分だけ、永久磁石７の外周側の面を高透磁率部材２７によって覆うことができる。これにより、図５の破線２９で示すように、永久磁石７の端部７ａに集中する磁束を、高透磁率部材２７に優先的に流入させて、永久磁石７の端部７ａに流入する磁束を減少させることができる。   In this way, when the permanent magnet 7 is formed in a trapezoidal shape when viewed from the axial direction of the rotor core 15 and the inclined surface 7g of the permanent magnet 7 is covered with the high magnetic permeability member 27, the inclination seen from the radial direction is obtained. The surface on the outer peripheral side of the permanent magnet 7 can be covered with the high permeability member 27 by the projected area of the surface 7g. As a result, as indicated by a broken line 29 in FIG. 5, the magnetic flux concentrated on the end 7 a of the permanent magnet 7 is preferentially flowed into the high permeability member 27 and flows into the end 7 a of the permanent magnet 7. Can be reduced.

−効果−
本実施形態によれば、高透磁率部材２７によって永久磁石７の外周側の面を広く覆うことができるので、簡単な構造で、永久磁石７に流入する磁束をより一層確実に減少させて、永久磁石７の端部７ａで渦電流が発生するのを抑えることができる。 -Effect-
According to this embodiment, since the surface of the outer peripheral side of the permanent magnet 7 can be widely covered by the high magnetic permeability member 27, the magnetic flux flowing into the permanent magnet 7 can be more reliably reduced with a simple structure, Generation of eddy current at the end 7a of the permanent magnet 7 can be suppressed.

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.

上記実施形態２では、高透磁率部材２７をロータコア１５の軸方向から見て断面直角台形状に形成して、その傾斜面２７ｃで永久磁石７の傾斜面７ｇを覆うようにしたが、これに限らず、例えば、図６に示すように、高透磁率部材３７をロータコア１５の軸方向から見て断面直三角形状に形成して永久磁石７の傾斜面７ｇを覆うようにしてもよい。このようにしても、図６の破線３９で示すように、永久磁石７の端部７ａに集中する磁束を、高透磁率部材３７に優先的に流入させて、永久磁石７の端部７ａに流入する磁束を減少させることができる。 In the above SL embodiment 2, by forming the cross section perpendicular trapezoid watches high permeability member 27 from the axial direction of the rotor core 15, has been to cover the inclined surface 7g of the permanent magnet 7 in the inclined surface 27c, which For example, as shown in FIG. 6, the high magnetic permeability member 37 may be formed in a right triangle shape when viewed from the axial direction of the rotor core 15 to cover the inclined surface 7 g of the permanent magnet 7. Even in this case, as indicated by a broken line 39 in FIG. 6, the magnetic flux concentrated on the end portion 7 a of the permanent magnet 7 is preferentially caused to flow into the high permeability member 37, so that the end portion 7 a of the permanent magnet 7 is flowed. Inflow magnetic flux can be reduced.

さらに、上記各実施形態では、フラックスバリア４７として、高透磁率部材１７，２７の周方向の端面１７ｄ，２７ｄと、ロータコア１５を構成する各電磁鋼板１５ａとの間に非磁性樹脂を充填したが、これに限らず、フラックスバリア４７として、例えば、高透磁率部材１７，２７の周方向の端面１７ｄ，２７ｄと、ロータコア１５を構成する各電磁鋼板１５ａとの間に貫通孔（空隙）を形成してもよい。   Further, in each of the above embodiments, the flux barrier 47 is filled with a nonmagnetic resin between the circumferential end faces 17d and 27d of the high magnetic permeability members 17 and 27 and the electromagnetic steel plates 15a constituting the rotor core 15. Not limited to this, as the flux barrier 47, for example, through holes (air gaps) are formed between the circumferential end surfaces 17d, 27d of the high magnetic permeability members 17, 27 and the electromagnetic steel plates 15a constituting the rotor core 15. May be.

また、上記各実施形態では、永久磁石７を、ロータコア１５の軸方向から見て、２つ一組で径方向外側に行く程広がる略Ｖ字状に配置したが、これに限らず、例えば、図７に示すように、ロータコア１５の軸方向から見て、その長手方向がロータコア１５の周方向に沿うように永久磁石７を配置してもよい。なお、図７では、図を見易くするために、後述するフラックスバリア４７を図示省略している。 Further, in each of the above embodiments, the permanent magnets 7 are arranged in a substantially V shape that expands toward the outside in the radial direction in pairs as viewed from the axial direction of the rotor core 15. As shown in FIG. 7, the permanent magnet 7 may be arranged so that the longitudinal direction thereof is along the circumferential direction of the rotor core 15 when viewed from the axial direction of the rotor core 15. In FIG. 7, a flux barrier 47 described later is omitted for easy understanding of the drawing .

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明は、ステータと、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータとを備えた同期電動機等について有用である。   As described above, the present invention is useful for a synchronous motor including a stator and a rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core.

１ 同期電動機
３ ステータ
５ ロータ
７ 永久磁石
７ａ 周方向の端部
７ｂ 周方向の端面
７ｇ 傾斜面（脚）
９ ステータ巻線
１５ ロータコア
１５ａ 電磁鋼板
１７ 高透磁率部材
１７ｄ 周方向の端面（周方向の端部）
２７ 高透磁率部材
２７ｄ 周方向の端面（周方向の端部）
３７ 高透磁率部材
４７ フラックスバリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous motor 3 Stator 5 Rotor 7 Permanent magnet 7a End part 7b of the circumferential direction End face 7g of the circumferential direction Inclined surface (leg)
9 Stator winding 15 Rotor core 15a Magnetic steel sheet 17 High permeability member 17d End face in the circumferential direction (end in the circumferential direction)
27 High permeability member 27d End face in the circumferential direction (end in the circumferential direction)
37 High permeability member 47 Flux barrier

Claims (5)

ステータ巻線を有するステータと、当該ステータの内側に回転可能に配置される、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータと、を備えた同期電動機であって、
上記永久磁石は、上記ロータコアの外周縁部に周方向に離間して複数個設けられており、
上記各永久磁石の周方向の両端部には、上記ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有する高透磁率部材が、当該各端部に隣接して設けられ、
上記各永久磁石は、上記ロータコアの軸方向から見て断面略矩形状に形成されており、
上記各高透磁率部材は、上記ロータコアの軸方向から見て断面略コ字状に形成されていて、当該各永久磁石の周方向の端面並びに周方向の端部における外周側の面及び中心側の面を覆っていることを特徴とする同期電動機。 A synchronous motor comprising a stator having a stator winding, and a rotor having a permanent magnet embedded inside a rotor core, which is rotatably arranged inside the stator,
A plurality of the permanent magnets are provided on the outer peripheral edge of the rotor core so as to be spaced apart in the circumferential direction,
At both ends in the circumferential direction of each of the permanent magnets, a high permeability member having a higher permeability than that of the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core is provided adjacent to each end,
Each of the permanent magnets is formed in a substantially rectangular cross section when viewed from the axial direction of the rotor core,
Each of the high magnetic permeability members is formed in a substantially U-shaped cross section when viewed from the axial direction of the rotor core, and has a circumferential end surface and a circumferential end surface and a center side of each permanent magnet. A synchronous motor characterized by covering the surface of the motor. ステータ巻線を有するステータと、当該ステータの内側に回転可能に配置される、ロータコアの内部に永久磁石が埋め込まれたロータと、を備えた同期電動機であって、
上記永久磁石は、上記ロータコアの外周縁部に周方向に離間して複数個設けられており、
上記各永久磁石の周方向の両端部には、上記ロータコアを構成する電磁鋼板よりも高い透磁率を有する高透磁率部材が、当該各端部に隣接して設けられ、
上記各永久磁石は、上記ロータコアの軸方向から見て、当該ロータコアの中心側に向いた長辺が下底に相当し且つ外周側に向いた短辺が上底に相当する断面略台形状に形成されており、
上記高透磁率部材は、台形の脚に相当する上記各永久磁石の傾斜面を覆うように設けられていることを特徴とする同期電動機。 A synchronous motor comprising a stator having a stator winding, and a rotor having a permanent magnet embedded inside a rotor core, which is rotatably arranged inside the stator,
A plurality of the permanent magnets are provided on the outer peripheral edge of the rotor core so as to be spaced apart in the circumferential direction,
At both ends in the circumferential direction of each of the permanent magnets, a high permeability member having a higher permeability than that of the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core is provided adjacent to each end,
Each of the permanent magnets has a substantially trapezoidal cross section in which the long side facing the center side of the rotor core corresponds to the lower bottom and the short side facing the outer peripheral side corresponds to the upper bottom when viewed from the axial direction of the rotor core. Formed,
The synchronous motor according to claim 1, wherein the high magnetic permeability member is provided so as to cover an inclined surface of each permanent magnet corresponding to a trapezoidal leg. 請求項１又は２記載の同期電動機において、
上記高透磁率部材の周方向の端部と、上記ロータコアを構成する電磁鋼板との間には、両者の間に充填された非磁性樹脂からなるフラックスバリアが形成されていることを特徴とする同期電動機。 In the synchronous motor according to claim 1 or 2 ,
A flux barrier made of a nonmagnetic resin filled between both ends of the high magnetic permeability member in the circumferential direction and the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core is formed. Synchronous motor. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の同期電動機において、
上記高透磁率部材は、比初透磁率が３００以上の高透磁率材料からなることを特徴とする同期電動機。 In the synchronous motor according to any one of claims 1 to 3 ,
The synchronous motor is characterized in that the high permeability member is made of a high permeability material having a relative initial permeability of 300 or more. 請求項４記載の同期電動機において、
上記高透磁率部材は、純鉄、方向性電磁鋼板、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金からなる群から選ばれる少なくとも一種からなることを特徴とする同期電動機。 The synchronous motor according to claim 4 , wherein
The synchronous motor is characterized in that the high magnetic permeability member is made of at least one selected from the group consisting of pure iron, grain-oriented electrical steel sheet, Fe-Ni alloy, and Fe-Co alloy.
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