JP7251090B2 - 永久磁石及びモータ - Google Patents
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Description
永久磁石4をモータ1の回転子3に組み込んだ際のモータ1の出力トルクを有限要素法を用いて求めた。モータ1は、スロット(不図示)を24個有した固定子2を備えており、24個のスロットそれぞれを通して巻線6が集中巻で30ターン巻回されている。巻線6は、所定の順に電気的に接続され、3相交流電源(不図示)に接続され、回転子3を回転させるための回転磁界を発生させるように構成されている。モータ1は、図3に示すような一対の永久磁石4で一つのN極又はS極を示す磁極を16対、回転子3に備えている。このように、モータ1は、16極24スロットのインナーロータ型のIPMモータである。
実施例2は、実施例1における永久磁石4を、図8及び図5(A)に示す永久磁石53に置き換えた以外は、実施例1と同様の構成である。なお、図5(A)は2つの磁石の配置関係及び磁化方向を示すための模式図であり、磁石の寸法については図5(A)よりも図8が正確である。永久磁石53では、実施例1の永久磁石4のように2つの磁石4A,4Bを厚さ方向に重ねることに代えて、厚さが互いに異なる2つの磁石4C,4Dが長辺方向(X軸方向)に沿って並べて配置され、厚さが大きな領域が形成されている。磁石4Dは、磁石4Cよりも厚さが大きい。永久磁石53では、厚さが大きい領域を形成する突出部が、磁石挿入孔に収容した際に回転軸に対して外方に配置される面に配置されている。磁石4C,4Dは、配向が互いに異なっている。図8に示されるように、磁石4Cの磁化方向M3は、Y軸正方向である。また、磁石4Dの磁化方向M4は、磁石4C側に30°傾斜(Y軸正方向から30°傾斜)している。このように構成した実施例2においても、実施例1と同様に、20℃、ピーク電流100[A]、電流位相角β=30°の3相交流電流を巻線6に通電しながら1000[rpm]で回転子3を回転させた時の、モータ1としての出力トルクを有限要素法で求めた。
比較例1は、実施例1における永久磁石4を、図9に示す永久磁石401に置き換えた以外は、実施例1と同様の構成である。永久磁石401は、磁石4A(永久磁石4の磁石4Aと同様)と磁石401Bとを厚さ方向に重ねることで形成されている。すなわち、永久磁石401では、実施例1の永久磁石4の磁石4Bに代えて、磁石401Bが採用されている。永久磁石4の磁石4Bの磁化方向M2がY軸正方向から30°傾斜しているのに対して、永久磁石401の磁石401Bの磁化方向M5はY軸正方向である。このように構成した比較例1においても、実施例1と同様に、20℃、ピーク電流100[A]、電流位相角β=30°の3相交流電流を巻線6に通電しながら1000[rpm]で回転子3を回転させた時の、モータ1としての出力トルクを有限要素法で求めた。
比較結果を示した表1に示されるように、比較例1の出力トルクの値を100%としたときの実施例1のトルク比率は101.2%、実施例2のトルク比率は102.3%であった。
実施例3は、実施例1における永久磁石4を、図10及び図5(C)に示す永久磁石55に置き換えた以外は、実施例1と同様の構成である。なお、図5(C)は2つの磁石の配置関係及び磁化方向を示すための模式図であり、磁石の寸法については図5(C)よりも図10が正確である。より詳細には、実施例3の永久磁石55は、実施例2の永久磁石53と同様に、2つの磁石4C,4Dが長辺方向(X軸方向)に沿って並べて配置されており、また、磁石4Cの磁化方向M3がY軸正方向であり、磁石4Dの磁化方向M4が磁石4C側に30°傾斜(Y軸正方向から30°傾斜)している。実施例2の永久磁石53では、厚さが大きい領域を形成する突出部が回転軸に対して外方にのみ配置されているのに対し、実施例3の永久磁石55では、上記突出部が対向する主面の両方に形成されている。このように構成した実施例3においても、実施例1と同様に、20℃、ピーク電流100[A]、電流位相角β=30°の3相交流電流を巻線6に通電しながら1000[rpm]で回転子3を回転させた時の、モータ1としての出力トルクを有限要素法で求めた。
比較例2は、実施例3における永久磁石55を、図11に示す永久磁石402に置き換えた以外は、実施例3と同様の構成である。永久磁石402は、磁石4C(永久磁石55の磁石4Cと同様)と磁石402Dとを長辺方向に沿って並べて配置して形成されている。すなわち、永久磁石402では、実施例3の永久磁石55の磁石4Dに代えて、磁石402Dが採用されている。永久磁石55の磁石4Dの磁化方向M4がY軸正方向から30°傾斜しているのに対して、永久磁石402の磁石402Dの磁化方向M6はY軸正方向である。このように構成した比較例2においても、実施例1と同様に、20℃、ピーク電流100[A]、電流位相角β=30°の3相交流電流を巻線6に通電しながら1000[rpm]で回転子3を回転させた時の、モータ1としての出力トルクを有限要素法で求めた。
比較結果を示した表1に示されるように、比較例2の出力トルクの値を100%としたときの実施例3のトルク比率は100.6%であった。
Claims (11)
- モータの回転子に取り付けられる希土類系磁石からなる永久磁石であって、
磁化の方向が互いに異なる複数の長方形平板状の磁石のみを組み合わせることにより構成され、
長手方向に沿って磁化の方向が他の領域と異なる配向制御領域を有し、
前記配向制御領域は、突出部を有する、永久磁石。 - モータの回転子に取り付けられる希土類系磁石からなる永久磁石であって、
磁化の方向が互いに異なり、互いの磁化の方向がなす角度が1°~45°である複数の磁石を組み合わせることにより構成され、
長手方向に沿って磁化の方向が他の領域と異なる配向制御領域を有し、
前記配向制御領域は、突出部を有する、永久磁石。 - 前記配向制御領域では、厚さ方向に沿って磁化の方向が互いに異なる複数の磁石が重ねられている、請求項1又は2に記載の永久磁石。
- 前記複数の磁石は、前記厚さ方向に沿ってのみ互いに重ねられている、請求項3に記載の永久磁石。
- 前記複数の磁石は2つの板状の磁石であって、
前記配向制御領域では、前記2つの板状の磁石が前記厚さ方向に重ねられている、請求項3又は4に記載の永久磁石。 - 外形が直方体形状である、請求項1~4のいずれか一項に記載の永久磁石。
- 前記突出部は、前記回転子の外方側に突出している、請求項1~5のいずれか一項に記載の永久磁石。
- 複数の磁石挿入孔を有する回転子と、
前記複数の磁石挿入孔にそれぞれ収容される希土類系磁石からなる複数の永久磁石と、
を有するモータであって、
前記永久磁石のうちの一部は、磁化の方向が互いに異なる複数の長方形平板状の磁石のみを組み合わせることにより構成され、長手方向に沿って、磁化の方向が他の領域と異なる配向制御領域を有し、
前記配向制御領域は、突出部を有する、モータ。 - 複数の磁石挿入孔を有する回転子と、
前記複数の磁石挿入孔にそれぞれ収容される希土類系磁石からなる複数の永久磁石と、
を有するモータであって、
前記永久磁石のうちの一部は、磁化の方向が互いに異なり、互いの磁化の方向がなす角度が1°~45°である複数の磁石を組み合わせることにより構成され、長手方向に沿って、磁化の方向が他の領域と異なる配向制御領域を有し、
前記配向制御領域は、突出部を有する、モータ。 - 前記複数の磁石挿入孔は、前記回転子の回転軸の周りに周期的に配置されて、
前記複数の磁石挿入孔のうちの2つの連続する磁石挿入孔に収容される2つの永久磁石により、前記回転子の磁極が構成され、
前記磁極を構成する前記2つの永久磁石は、仮想線に対して対称に配置され、
前記2つの永久磁石のそれぞれは、前記仮想線から遠い方の端部側に、前記配向制御領域を有する、請求項8又は9に記載のモータ。 - 前記突出部は、前記回転子の外方側に突出している、請求項8~10のいずれか一項に記載のモータ。
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