JP6328349B2 - 回転電機の回転子、及び回転電機 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機を示す断面図である。また、図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図において、回転電機1は、回転子2と、径方向について隙間を介して回転子2を囲む筒状の固定子3とを有している。回転子2及び固定子3は、同軸に配置されている。これにより、回転子2及び固定子3は、共通の軸線Aを持っている。また、この例では、図2に示すように、固定子コア4の軸線方向の中心位置で軸線Aに直交する軸線直交線Bに関して、回転子2及び固定子3のそれぞれの構成が対称になっている。
図9は、この発明の実施の形態2による回転電機の回転子の要部を示す拡大断面図である。なお、図9は、実施の形態2による回転子の図3に対応する部分を示す図である。回転子2は、各磁石間領域25にそれぞれ設けられている複数の極間部材31と、各永久磁石22及び各極間部材31のそれぞれと導電性部材23との間に介在している電気絶縁層32とをさらに有している。
図11は、この発明の実施の形態3による回転電機の回転子の要部を示す拡大断面図である。なお、図11は、実施の形態3による回転子の図3に対応する部分を示す図である。回転子2は、対向部間領域26に設けられている充填部材45をさらに有している。
図12は、この発明の実施の形態4による回転電機の回転子の要部を示す拡大断面図である。なお、図12は、実施の形態4による回転子の図3に対応する部分を示す図である。各磁石間領域25のうち、対向部間領域26の周方向位置に対応する磁石間領域25に設けられている極間部材31は、極間部材本体311と、極間部材本体311から径方向外側へ突出し電気絶縁層32を貫通して対向部間領域26内に達する突起部312とを有している。
図13は、この発明の実施の形態5による回転電機の回転子の要部を示す拡大断面図である。なお、図13は、実施の形態5による回転子の図3に対応する部分を示す図である。回転子2は、各永久磁石22及び各極間部材31のそれぞれと電気絶縁層32との間に介在している導電性被膜51をさらに有している。
図14は、この発明の実施の形態6による回転電機を示す断面図である。回転子2は、永久磁石22の軸線方向外側にそれぞれ設けられている一対のリング部材61をさらに有している。永久磁石22は、回転子2の軸線方向について一対のリング部材61間に挟まれている。一方のリング部材61は永久磁石22の一端面に接触し、他方のリング部材61は永久磁石22の他端面に接触している。
また、上記の例では、永久磁石22の軸線方向外側に一対のリング部材61を設けた構成が実施の形態2の回転子2に適用されているが、永久磁石22の軸線方向外側に一対のリング部材61を設けた構成を実施の形態3〜5の回転子2に適用してもよい。
図15は、この発明の実施の形態7による導電性部材23の径方向の厚みと、インバータ駆動時の回転子2の損失との関係を表したグラフである。本実施の形態による回転子2の構成は、導電性部材23の径方向の厚みtの設定範囲を特定したことを除き、実施の形態1による回転子2の構成と同様である。導電性部材23の抵抗率をρ、導電性部材23の透磁率をμ、回転電機を駆動させるインバータのキャリア角周波数をωcとすると、キャリア高調波磁束に反応した渦電流が導電性部材23に流れるときの導電性部材23の表皮深さdは、以下の式(1)で定義される。
Claims (10)
- 回転子コア、
前記回転子コアの外周部に設けられ、周方向へ互いに離して配置されている複数の永久磁石、
前記回転子コア及び前記複数の永久磁石をまとめて囲んでいる導電性部材、及び
前記回転子コア、前記複数の永久磁石及び前記導電性部材をまとめて囲んでいる保持部材
を備え、
前記導電性部材の導電率は、前記永久磁石の導電率よりも高くなっており、
前記導電性部材は、周方向について互いに離れて対向する第1及び第2の対向部を有し、
前記第1及び第2の対向部間に存在する対向部間領域は、周方向について互いに隣り合う前記永久磁石間に存在する磁石間領域の周方向の範囲内に位置しており、
前記導電性部材の径方向の厚みをt、前記導電性部材の抵抗率をρ、前記導電性部材の透磁率をμ、前記回転電機を駆動させるインバータのキャリア角周波数をω c 、前記導電性部材の表皮厚さをdとすると、
dは、
tとdとの間には、
- 回転子コア、
前記回転子コアの外周部に設けられ、周方向へ互いに離して配置されている複数の永久磁石、
前記回転子コア及び前記複数の永久磁石をまとめて囲んでいる導電性部材、及び
前記回転子コア、前記複数の永久磁石及び前記導電性部材をまとめて囲んでいる保持部材
を備え、
前記導電性部材の導電率は、前記永久磁石の導電率よりも高くなっており、
前記導電性部材は、周方向について互いに離れて対向する第1及び第2の対向部を有し、
前記第1及び第2の対向部間に存在する対向部間領域は、周方向について互いに隣り合う前記永久磁石間に存在する磁石間領域の周方向の範囲内に位置しており、
前記磁石間領域に設けられている極間部材、及び
前記複数の永久磁石及び前記極間部材のそれぞれと前記導電性部材との間に介在している電気絶縁層
を備えている回転電機の回転子。 - 前記極間部材は、前記磁石間領域に設けられている極間部材本体と、前記極間部材本体から前記電気絶縁層を貫通して前記対向部間領域内に達し、前記保持部材に接触している突起部とを有している請求項3に記載の回転電機の回転子。
- 前記突起部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の対向部のそれぞれから離れている請求項4に記載の回転電機の回転子。
- 回転子コア、
前記回転子コアの外周部に設けられ、周方向へ互いに離して配置されている複数の永久磁石、
前記回転子コア及び前記複数の永久磁石をまとめて囲んでいる導電性部材、及び
前記回転子コア、前記複数の永久磁石及び前記導電性部材をまとめて囲んでいる保持部材
を備え、
前記導電性部材の導電率は、前記永久磁石の導電率よりも高くなっており、
前記導電性部材は、周方向について互いに離れて対向する第1及び第2の対向部を有し、
前記第1及び第2の対向部間に存在する対向部間領域は、周方向について互いに隣り合う前記永久磁石間に存在する磁石間領域の周方向の範囲内に位置しており、
前記磁石間領域に設けられている極間部材、
前記複数の永久磁石及び前記極間部材のそれぞれと前記導電性部材との間に介在している電気絶縁層、及び
前記複数の永久磁石及び前記極間部材のそれぞれと前記電気絶縁層との間に介在している導電性被膜
を備え、
前記導電性被膜の導電率は、前記永久磁石の導電率よりも高くなっている回転電機の回転子。 - 前記対向部間領域に設けられている充填部材
を備え、
前記充填部材は、電気絶縁体である請求項3又は請求項6に記載の回転電機の回転子。 - 前記磁石間領域に設けられている極間部材
を備え、
前記極間部材は、前記磁石間領域に設けられている極間部材本体と、前記極間部材本体から前記対向部間領域へ突出し、前記保持部材に接触している突起部とを有している請求項1又は請求項2に記載の回転電機の回転子。 - 請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の回転子、及び
径方向について隙間を介して前記回転子を囲む固定子
を備え、
前記回転子は、前記永久磁石の軸線方向外側に設けられているリング部材を有し、
前記リング部材は、前記回転子コアと前記電気絶縁層との間に介在しており、
前記固定子は、固定子コアと、前記固定子コアに設けられている固定子コイルとを有し、
前記固定子コイルは、軸線方向について前記固定子コアから突出するコイルエンドを有し、
前記固定子コアの軸線方向の寸法をLs、前記永久磁石の軸線方向の寸法をLm、前記導電性部材の軸線方向の寸法をLa、前記電気絶縁層の軸線方向の寸法をLi、前記保持部材の軸線方向の寸法をLkとすると、
Lk≧La=Li>Lmで、かつLa>Lsの関係が成立している回転電機。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の回転子、及び
径方向について隙間を介して前記回転子を囲む固定子
を備えている回転電機。
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