永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)和具備永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的車(chē)輛的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子鐵芯按每個(gè)磁極設(shè)置了具有大致矩形的截面的多個(gè)磁鐵插入孔，在該磁鐵插入孔的周向的兩端部分別形成非磁性部，在相鄰的磁鐵插入孔之間設(shè)置有將磁鐵插入孔的外側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部與內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部機(jī)械連接的橋部，在磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面與轉(zhuǎn)子外側(cè)的面之間的拐角部、和磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面與轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面之間的拐角部，各自向轉(zhuǎn)子的周向和徑向分別凸出地設(shè)置有插入到磁鐵插入孔中的永磁鐵的角部的退避部，磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面的退避部的大小在永磁鐵的角部減小，磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子外側(cè)的面和轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面的退避部的大小在永磁鐵的角部減小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)和具備永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的車(chē)輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)和具備該永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0002]作為混合動(dòng)力車(chē)(HV)和電動(dòng)車(chē)(EV)等電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)而使用的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，要求高速旋轉(zhuǎn)化。特別優(yōu)選在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域也能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出功率的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。因此，以往，永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)較多地使用高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠削弱磁場(chǎng)，并且能夠應(yīng)用磁阻轉(zhuǎn)矩的帶有輔助凸極的嵌入型永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載了能夠同時(shí)提高輸出功率和提高機(jī)械轉(zhuǎn)速的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0003]在這樣的耐高速旋轉(zhuǎn)的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中，插入了矩形截面的較長(zhǎng)的永磁鐵。對(duì)于每個(gè)磁極設(shè)置了具有大致矩形截面的磁鐵插入孔。在該磁鐵插入孔中插入永磁鐵，旋轉(zhuǎn)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，因離心力，特別在與永磁鐵的角部相接的磁鐵插入孔拐角部，較大的應(yīng)力發(fā)生作用。該應(yīng)力較大的情況下，可能發(fā)生磁鐵的破損或轉(zhuǎn)子的破損。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，記載了一種轉(zhuǎn)子，其在磁鐵用溝的角部向外側(cè)形成有圓弧狀的凸起，使永磁鐵的角部不與插入該永磁鐵的磁鐵用溝的角部接觸。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，記載了一種磁鐵型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其按每個(gè)磁極設(shè)置多個(gè)插入永磁鐵的磁鐵槽，在同一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極中相鄰的磁鐵槽之間的轉(zhuǎn)子鐵芯部分設(shè)置窄鐵芯部和寬鐵芯部，以該窄鐵芯部的寬度連續(xù)地變化的方式設(shè)置有圓弧部。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-187189號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平09-294344號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2002-281700號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)I和3記載的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中，在每個(gè)磁極的多個(gè)磁鐵插入孔的相鄰兩個(gè)磁鐵插入孔之間設(shè)置有橋部(磁鐵槽內(nèi)鐵芯部)。該橋部一側(cè)的磁鐵插入孔的拐角部不是考慮了轉(zhuǎn)子的徑向和周向的雙方向的應(yīng)力和橋部的磁飽和的設(shè)計(jì)。從而，不是充分支持高速旋轉(zhuǎn)的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0013]用于解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)是具有定子和與定子隔著空隙對(duì)應(yīng)配置的轉(zhuǎn)子的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子具備:按每個(gè)磁極設(shè)置了具有大致矩形的截面的多個(gè)磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子鐵芯；和分別被插入到磁鐵插入孔中的永磁鐵，在按轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極設(shè)置的多個(gè)磁鐵插入孔的周向上的兩端部，分別形成非磁性部，在多個(gè)磁鐵插入孔的相鄰的磁鐵插入孔之間，設(shè)置有將磁鐵插入孔的外側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部與磁鐵插入孔的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部機(jī)械連接的橋部，在作為磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面與磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子外側(cè)的面之間的拐角部的第一拐角部、和作為磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面與磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面之間的拐角部的第二拐角部，各自設(shè)有分別向轉(zhuǎn)子的周向和徑向凸出的退避部，使得插入到磁鐵插入孔中的具有矩形截面的長(zhǎng)條的永磁鐵的角部不與磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面、以及轉(zhuǎn)子外側(cè)的面和轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面接觸，磁鐵插入孔的橋部一側(cè)的面的退避部的大小(尺寸)在永磁鐵的角部處減小，磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子外側(cè)的面和磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面的退避部的大小(尺寸)在永磁鐵的角部處減小。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，在第一方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選在非磁性部的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的最小寬度為W1、橋部的最小寬度為W2、磁鐵插入孔的第一拐角部處的轉(zhuǎn)子外周側(cè)的鐵芯的最小寬度為W3時(shí)，W2〈W1〈W3成立。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，在第二方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選在橋部的最大寬度為W4時(shí)，W2<W4<W1<W3成立。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，永磁鐵的角部被施予R形(圓弧狀)或平面狀的倒角，磁鐵插入孔的第一拐角部和磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備:與永磁鐵的角部接近的曲面部；與曲面部連接的形成周向的退避部的平面部；和與曲面部連接的形成徑向的退避部的平面部。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，優(yōu)選永磁鐵的角部被施予R形(圓弧狀)或平面狀的倒角，磁鐵插入孔的第一拐角部和磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備:與永磁鐵的角部接近的平面部；與平面部連接的形成周向的退避部的曲面部；和與平面部連接的形成徑向的退避部的曲面部。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，在第四或第五方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，曲面部的曲率小于永磁鐵的倒圓角的曲率。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，車(chē)輛的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具備:第一至六中任一方式的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)；和供給用于驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力的電力轉(zhuǎn)換部。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，車(chē)輛具備第七方式的車(chē)輛的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，能夠制造耐高轉(zhuǎn)速的大輸出功率的永磁鐵型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是表示搭載了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力型電動(dòng)車(chē)的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖2是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)所使用的電力轉(zhuǎn)換裝置600的電路的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第一實(shí)施方式的截面圖。
[0027]圖4是表示圖3所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子230和轉(zhuǎn)子250的截面的圖。
[0028]圖5是說(shuō)明磁阻轉(zhuǎn)矩的圖。
[0029]圖6是將圖4所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表示的圖。
[0030]圖7是將圖6所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁鐵間橋部260附近放大表示的圖。
[0031]圖8是對(duì)于圖6所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分布，在一個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子的一半、即1/2磁極中用等應(yīng)力線(xiàn)表示的圖。[0032]圖9是表不在圖6所不的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)磁極中，不對(duì)定子繞組238通過(guò)三相交流電力時(shí)的磁通線(xiàn)的分布的圖。
[0033]圖10是在圖6或圖7所示的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)磁極中，將一個(gè)永磁鐵254的角部及其周邊的磁鐵插入孔253的拐角部進(jìn)一步放大的圖。(a)是該磁鐵插入孔253的拐角部的與永磁鐵254的角部最接近地相對(duì)的內(nèi)面由大致圓弧狀的曲面形成，與其連接的徑向和周向的內(nèi)面是平面的例子。(b)是該磁鐵插入孔253的拐角部的與永磁鐵254的角部最接近地相對(duì)的內(nèi)面由平面曲面形成，與其連接的徑向和周向的內(nèi)面是大致圓弧狀的曲面的例子。
[0034]圖11是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式的變形實(shí)施例，是在按每個(gè)磁極設(shè)置3個(gè)永磁鐵，在各磁鐵之間設(shè)置了磁鐵間橋部260的結(jié)構(gòu)中，將定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表示的截面圖。
[0035]圖12是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式的另一個(gè)變形實(shí)施例，是在每個(gè)磁極具備兩個(gè)磁鐵插入孔，在各個(gè)磁鐵插入孔中插入兩個(gè)永磁鐵，在兩個(gè)磁鐵插入孔之間設(shè)置了磁鐵間橋部260的結(jié)構(gòu)中，將定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表示的截面圖。
[0036]圖13是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式的另一個(gè)變形實(shí)施例，是在使一個(gè)磁極的兩個(gè)永磁鐵254配置為V字形的結(jié)構(gòu)中，將定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表示的截面圖。
[0037]圖14是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第二實(shí)施方式，是在由圖4所示的第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子和集中卷繞的12極的定子構(gòu)成的8極12槽的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，將定子231和轉(zhuǎn)子250的截面整體的1/4放大表示的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，參考圖1?14說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。
[0039]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，如以下所說(shuō)明，能夠提高輸出功率。因此，例如，適合作為電動(dòng)車(chē)的行駛用電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠應(yīng)用于僅通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)行駛的純電動(dòng)車(chē)、通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)雙方驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力型的電動(dòng)車(chē)，以下以混合動(dòng)力型的電動(dòng)車(chē)為例說(shuō)明。
[0040]圖1是表示搭載了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的混合動(dòng)力型電動(dòng)車(chē)的概要結(jié)構(gòu)的圖。車(chē)輛100中搭載了發(fā)動(dòng)機(jī)120、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)202和電池180。電池180在需要旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的驅(qū)動(dòng)力的情況下經(jīng)由電力轉(zhuǎn)換裝置600對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202供給直流電力，在再生行駛時(shí)將來(lái)自旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力對(duì)電池180充電。電池180與旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202之間的直流電力的傳遞經(jīng)由電力轉(zhuǎn)換裝置600進(jìn)行。此外，雖然未圖示，但車(chē)輛中搭載有供給低電壓電力(例如14伏特電力)的電池，對(duì)以下說(shuō)明的控制電路供給直流電力。
[0041]發(fā)動(dòng)機(jī)120和旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩經(jīng)由變速機(jī)130和差動(dòng)齒輪160向前輪110傳遞。變速機(jī)130由變速機(jī)控制裝置134控制，發(fā)動(dòng)機(jī)120由發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124控制。電池180由電池控制裝置184控制。變速機(jī)控制裝置134、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124、電池控制裝置184、電力轉(zhuǎn)換裝置600和綜合控制裝置170通過(guò)通信線(xiàn)路174連接。
[0042]綜合控制裝置170是比變速機(jī)控制裝置134、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124、電力轉(zhuǎn)換裝置600和電池控制裝置184更上級(jí)的控制裝置，對(duì)表示變速機(jī)控制裝置134、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124、電力轉(zhuǎn)換裝置600和電池控制裝置184的各狀態(tài)的信息通過(guò)通信線(xiàn)路174從這些裝置分別接收。綜合控制裝置170基于取得的這些信息生成各控制裝置的控制指令。生成的控制指令通過(guò)通信線(xiàn)路174向各個(gè)控制裝置發(fā)送。
[0043]高電壓的電池180由鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池構(gòu)成，輸出250伏特至600伏特、或其以上的高電壓的直流電力。電池控制裝置184將電池180的充放電狀況和構(gòu)成電池180的各單電池的狀態(tài)通過(guò)通信線(xiàn)路174向綜合控制裝置170輸出。
[0044]綜合控制裝置170基于來(lái)自電池控制裝置184的信息判斷電池180需要充電時(shí)，對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置600發(fā)出發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)的指示。此外，綜合控制裝置170主要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)120和旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的輸出轉(zhuǎn)矩的管理、發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的輸出轉(zhuǎn)矩的總轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩分配比的運(yùn)算處理，將基于該運(yùn)算處理結(jié)果的控制指令發(fā)送到變速機(jī)控制裝置134、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124和電力轉(zhuǎn)換裝置600。電力轉(zhuǎn)換裝置600基于來(lái)自綜合控制裝置170的轉(zhuǎn)矩指令，以產(chǎn)生按照指令的轉(zhuǎn)矩輸出或發(fā)電電力的方式控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)
200,202ο
[0045]電力轉(zhuǎn)換裝置600中設(shè)置有構(gòu)成用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202運(yùn)轉(zhuǎn)的逆變器的功率半導(dǎo)體。電力轉(zhuǎn)換裝置600基于來(lái)自綜合控制裝置170的指令對(duì)功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制。通過(guò)該功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0046]使旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，來(lái)自高電壓的電池180的直流電力對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置600的逆變器的直流端子供給。電力轉(zhuǎn)換裝置600將控制功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202供給。另一方面，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的轉(zhuǎn)子通過(guò)從外部施加的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的定子繞組中產(chǎn)生三相交流電力。產(chǎn)生的三相交流電力在電力轉(zhuǎn)換裝置600中被轉(zhuǎn)換為直流電力，通過(guò)對(duì)高電壓的電池180供給該直流電力，對(duì)電池180充電。
[0047]圖2表示圖1的電力轉(zhuǎn)換裝置600的電路圖。電力轉(zhuǎn)換裝置600中，設(shè)置了用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)200的第一逆變器裝置、和用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)202的第二逆變器裝置。第一逆變器裝置具備功率模塊610、控制功率模塊610的各功率半導(dǎo)體21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第一驅(qū)動(dòng)電路652、檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)200的電流的電流傳感器660。驅(qū)動(dòng)電路652設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路基板650上。
[0048]另一方面，第二逆變器裝置具備功率模塊620、控制功率模塊620的各功率半導(dǎo)體21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的第二驅(qū)動(dòng)電路656、檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)202的電流的電流傳感器662。驅(qū)動(dòng)電路656設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路基板654上?？刂齐娐坊?46上設(shè)置的控制電路648、電容器模塊630和連接器基板642上安裝的發(fā)送接收電路644在第一逆變器裝置和第二逆變器裝置共用。
[0049]功率模塊610、620按照從各自對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路652、656輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)工作。功率模塊610、620將分別從電池180供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，向?qū)?yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的電樞繞組即定子繞組供給該電力。此外，功率模塊610、620將旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的定子繞組中感應(yīng)生成的交流電力轉(zhuǎn)換為直流，對(duì)高電壓電池180供給。
[0050]功率模塊610、620如圖2所述具備三相電橋電路，與三相對(duì)應(yīng)的串聯(lián)電路分別在電池180的正極側(cè)與負(fù)極側(cè)之間電并聯(lián)連接。各串聯(lián)電路具備構(gòu)成上臂的功率半導(dǎo)體21和構(gòu)成下臂的功率半導(dǎo)體21，這些功率半導(dǎo)體21串聯(lián)連接。功率模塊610與功率模塊620如圖2所示，電路結(jié)構(gòu)基本相同，此處以功率模塊610為代表說(shuō)明。
[0051]本實(shí)施方式中，使用IGBT (絕緣柵型雙極晶體管)21作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。IGBT21具備集電極電極、發(fā)射極電極和柵極電極三個(gè)電極。IGBT21的集電極電極和發(fā)射極電極之間電連接有二極管38。二極管38具備陰極電極和陽(yáng)極電極兩個(gè)電極，以從IGBT21的發(fā)射極電極朝向集電極電極的方向?yàn)檎虻姆绞?，將陰極電極與IGBT21的集電極電極、陽(yáng)極電極與IGBT21的發(fā)射極電極分別電連接。
[0052]此外，也可以使用MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。MOSFET具備漏極電極、源極電極和柵極電極三個(gè)電極。MOSFET的情況下，在源極電極與漏極電極之間具備從漏極電極朝向源極電極的方向?yàn)檎虻募纳O管，因此不需要設(shè)置圖2的二極管38。
[0053]各相的臂由IGBT21的發(fā)射極電極與IGBT21的集電極電極電串聯(lián)連接構(gòu)成。此夕卜，本實(shí)施方式中，對(duì)各相的各上下臂的IGBT僅圖示一個(gè)，但因?yàn)榭刂频碾娏魅萘枯^大，所以實(shí)際上由多個(gè)IGBT電并聯(lián)連接構(gòu)成。以下，為了使說(shuō)明簡(jiǎn)單，按一個(gè)功率半導(dǎo)體說(shuō)明。
[0054]圖2所示的例子中，各相的各上下臂分別由三個(gè)IGBT構(gòu)成。各相的各上臂的IGBT21的集電極電極與電池180的正極側(cè)、各相的各下臂的IGBT21的源極電極與電池180的負(fù)極側(cè)分別電連接。各相的各臂的中點(diǎn)(上臂側(cè)IGBT的發(fā)射極電極與下臂側(cè)的IGBT的集電極電極的連接部分)，與對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202的對(duì)應(yīng)的相的電樞繞組(定子繞組)電連接。
[0055]驅(qū)動(dòng)電路652、656構(gòu)成用于控制對(duì)應(yīng)的逆變器裝置610、620的驅(qū)動(dòng)部，基于從控制電路648輸出的控制信號(hào)，產(chǎn)生用于使IGBT21驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路652、656中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)向?qū)?yīng)的功率模塊610、620的各功率半導(dǎo)體兀件的柵極分別輸出。在驅(qū)動(dòng)電路652、656中，分別設(shè)置6個(gè)產(chǎn)生對(duì)各相的各上下臂的柵極供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的集成電路，使6個(gè)集成電路構(gòu)成一個(gè)模塊。
[0056]控制電路648構(gòu)成各逆變器裝置610、620的控制部，由生成用于使多個(gè)開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件工作(接通/斷開(kāi))的控制信號(hào)(控制值)的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。對(duì)控制電路648輸入來(lái)自上級(jí)控制裝置的轉(zhuǎn)矩指令信號(hào)(轉(zhuǎn)矩指令值)、電流傳感器660、662的傳感器輸出、旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202中搭載的旋轉(zhuǎn)傳感器的傳感器輸出?？刂齐娐?48基于這些輸入信號(hào)計(jì)算控制值，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路652、656輸出用于控制開(kāi)關(guān)時(shí)刻的控制信號(hào)。
[0057]連接器基板642上安裝的發(fā)送接收電路644用于將電力轉(zhuǎn)換裝置600與外部的控制裝置之間電連接，通過(guò)圖1的通信線(xiàn)路174與其他裝置進(jìn)行信息的發(fā)送接收。電容器模塊630構(gòu)成用于抑制因IGBT21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的直流電壓的變動(dòng)的平滑電路，與第一功率模塊610和第二功率模塊620的直流側(cè)的端子電并聯(lián)連接。
[0058]<本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式>
[0059]圖3表示圖1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)200所使用的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。其中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)200和旋轉(zhuǎn)電機(jī)202具有大致相同的結(jié)構(gòu)，以下以旋轉(zhuǎn)電機(jī)200的結(jié)構(gòu)為代表例說(shuō)明。但是，以下所示的結(jié)構(gòu)不需要在旋轉(zhuǎn)電機(jī)200、202雙方采用，也可以?xún)H在一
方采用。
[0060]定子230在殼體212的內(nèi)部被支撐，定子230具備定子鐵芯232和定子繞組238。在定子鐵芯232的內(nèi)周側(cè)，轉(zhuǎn)子250隔著空隙222可旋轉(zhuǎn)地被支撐。轉(zhuǎn)子250具備固定在軸218上的轉(zhuǎn)子鐵芯252、永磁鐵254、非磁性體的擋板226。殼體212具有設(shè)置了軸承216的一對(duì)端部支架214，軸218可旋轉(zhuǎn)地被這些軸承216支撐。
[0061]在軸218上，設(shè)置有檢測(cè)轉(zhuǎn)子250的極的位置和轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)變壓器224。來(lái)自該旋轉(zhuǎn)變壓器224的輸出被導(dǎo)入圖2所示的控制電路648?？刂齐娐?48基于導(dǎo)入的輸出向驅(qū)動(dòng)電路652輸出控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路652向功率模塊610輸出基于該控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。功率模塊610基于控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將從電池180供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力。該三相交流電力對(duì)圖3所示的定子繞組238供給，在定子230中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相交流電流的頻率基于旋轉(zhuǎn)變壓器224的輸出值進(jìn)行控制，三相交流電流的與轉(zhuǎn)子250的旋轉(zhuǎn)位置相對(duì)的相位也同樣基于旋轉(zhuǎn)變壓器224的輸出值進(jìn)行控制。
[0062]圖4是表示圖3所示的定子230和轉(zhuǎn)子250的截面的圖，表示了圖3的A-A截面圖。其中，圖4中省略了殼體212、軸218和定子繞組238的記載。此外，圖5之后也省略了槽237的定子繞組。
[0063]在定子鐵芯232的內(nèi)周側(cè)，大量的槽237和齒236遍及整周均等地配置。圖4中，沒(méi)有對(duì)所有槽和齒附加符號(hào)，作為代表僅對(duì)一部分齒和槽附加符號(hào)。在槽237內(nèi)設(shè)置了槽絕緣材料(省略圖示)，安裝有構(gòu)成圖3的定子繞組238的U相、V相、W相的多個(gè)相繞組。本實(shí)施方式中，槽237等間隔地形成48個(gè)。
[0064]此外，在轉(zhuǎn)子鐵芯252的外周附近，沿著周向配設(shè)了 16個(gè)用于插入矩形的磁鐵的磁鐵插入孔253。各磁鐵插入孔253沿著軸方向形成，在該磁鐵插入孔253中分別嵌入永磁鐵254 (254a、254b)，用粘合劑等固定。磁鐵插入孔253和永磁鐵254分別由一對(duì)形成一個(gè)磁極，將一對(duì)磁鐵插入孔253的各自的圓周方向的寬度設(shè)定得比一對(duì)永磁鐵254的各自的圓周方向的寬度更大，永磁鐵254的磁極外側(cè)的孔空間257起到磁隙的作用。該孔空間257可以填入粘合劑，也可以用成型用樹(shù)脂與永磁鐵254加固成一體。永磁鐵254起到轉(zhuǎn)子250的場(chǎng)磁極的作用，本實(shí)施方式中是8極結(jié)構(gòu)。
[0065]永磁鐵254的磁化方向朝向徑向,磁化方向的朝向按每個(gè)場(chǎng)磁極反轉(zhuǎn)。即，如果設(shè)永磁鐵254a的定子側(cè)面為N極、軸側(cè)的面為S極,則永磁鐵254b的定子側(cè)面為S極,軸側(cè)的面為N極。這些永磁鐵254a、254b分別由一對(duì)形成一個(gè)磁極,在圓周方向上交替地配置。
[0066]永磁鐵254可以在磁化后插入磁鐵插入孔253,也可以在插入轉(zhuǎn)子鐵芯252的磁鐵插入孔253后施加強(qiáng)磁場(chǎng)而磁化。但是，因?yàn)榇呕蟮挠来盆F254是強(qiáng)磁鐵，所以如果在將永磁鐵254固定到轉(zhuǎn)子250前使磁鐵磁化，則永磁鐵254固定時(shí)與轉(zhuǎn)子鐵芯252之間產(chǎn)生強(qiáng)吸引力，會(huì)妨礙安裝作業(yè)。此外，因永磁鐵254的強(qiáng)吸引力，可能在永磁鐵254上附著鐵粉等廢物。因此，考慮到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的生產(chǎn)效率的情況下，優(yōu)選將永磁鐵254插入轉(zhuǎn)子鐵芯252后磁化。
[0067]此外，永磁鐵254能夠使用釹類(lèi)、釤類(lèi)的燒結(jié)磁鐵或鐵氧體磁鐵、釹類(lèi)的粘結(jié)磁鐵等。永磁鐵254的剩余磁通密度大致為0.4?1.3T程度。
[0068]通過(guò)在定子繞組238中流過(guò)三相交流電流而在定子230中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子250的永磁鐵254a、254b產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩由從永磁鐵254發(fā)出的磁通中與各相繞組交鏈的成分和各相繞組中流過(guò)的交流電流的與交鏈磁通正交的成分的積表示。此處，如果考慮交流電流波形為正弦波形狀，則交鏈磁通的基本波成分與交流電流的基本波成分的積是轉(zhuǎn)矩的時(shí)間平均成分，交鏈磁通的高次諧波成分與交流電流的基本波成分的積是轉(zhuǎn)矩的高次諧波成分即轉(zhuǎn)矩紋波。即，為了減少轉(zhuǎn)矩紋波，減少交鏈磁通的高次諧波成分即可。換言之，因?yàn)榻绘湸磐ㄅc轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角加速度的積是感應(yīng)電壓，所以減少交鏈磁通的高次諧波成分大致等同于減少感應(yīng)電壓的高次諧波成分。
[0069]圖5是說(shuō)明磁阻轉(zhuǎn)矩的圖。一般而言，將磁通通過(guò)磁鐵中心的軸稱(chēng)為d軸，將磁通從磁鐵的極間流向極間的軸稱(chēng)為q軸。此時(shí)，將位于磁鐵的極間中心的鐵芯部分稱(chēng)為輔助凸極部259。因?yàn)檗D(zhuǎn)子250中設(shè)置的永磁鐵254的磁導(dǎo)率與空氣大致相同，所以從定子一側(cè)觀察的情況下，d軸部磁凹陷，q軸部磁凸出。因此，將q軸部的鐵芯部分稱(chēng)為凸極。磁阻轉(zhuǎn)矩因該d軸與q軸的磁通的易通過(guò)性(磁感)的差即凸極比而產(chǎn)生。
[0070]圖6是將圖4所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子230和轉(zhuǎn)子250的截面圖的一個(gè)磁極放大表示的圖。在轉(zhuǎn)子鐵芯252中，在永磁鐵254的磁極外側(cè)形成磁隙257，這是為了減少齒槽轉(zhuǎn)矩和通電時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)而設(shè)置的。并且，磁隙257的徑向的厚度小于永磁鐵254的徑向的厚度，磁隙257的內(nèi)周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的部分即磁極端壓緊部264限制永磁鐵254的向周向的運(yùn)動(dòng)。此外，在插入永磁鐵254的磁鐵插入孔253的徑向外側(cè)即磁極外側(cè)部256中，在徑向尺寸中將磁極端橋部258的寬度Wl設(shè)定為最薄。
[0071]減小磁極端橋部258的寬度Wl時(shí),轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁路中流過(guò)的來(lái)自永磁鐵的磁通減少，更多的磁通到達(dá)定子一側(cè)，能夠增大磁轉(zhuǎn)矩。從而，優(yōu)選磁極端橋部258的寬度Wl在可以承受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力的程度內(nèi)盡量減小。
[0072]圖7是將圖6所示的轉(zhuǎn)子的磁鐵間橋部260 (用B表示的區(qū)域)放大表示的圖。在一對(duì)永磁鐵254之間，以將位于永磁鐵254的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極外側(cè)部256與內(nèi)周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極內(nèi)側(cè)部263機(jī)械連接的方式設(shè)置有磁鐵間橋部260。并且，在磁鐵插入孔253的位于磁鐵間橋部260兩端的4個(gè)拐角部，以永磁鐵254在尺寸公差上最接近橋部的情況下磁鐵的角部也不與轉(zhuǎn)子鐵芯接觸的方式設(shè)定周向退避部261和徑向退避部262。此夕卜，該情況下，將周向退避部261的厚度Tl設(shè)定為在永磁鐵254的中央側(cè)和永磁鐵254的角部減小，在其之間最大，將徑向退避部262的厚度T2設(shè)定為在永磁鐵254的中央側(cè)和永磁鐵254的角部減小，在它們之間最大。并且，在磁鐵間橋部260的中央部，在上述磁隙257的內(nèi)周側(cè)與磁極端壓緊部264同樣地限制永磁鐵254的向周向的運(yùn)動(dòng)，能夠不使用新部件地使組裝效率變得良好。
[0073]其中，圖7所示的上述4個(gè)拐角部的形狀基于后述的圖10 (a)記載。
[0074]通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，不僅防止了磁鐵角部與轉(zhuǎn)子鐵芯接觸所引起的轉(zhuǎn)子鐵芯252的破壞或變形，還能夠減少磁鐵間橋部260的兩端發(fā)生的應(yīng)力集中，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子250的高速旋轉(zhuǎn)。
[0075]本實(shí)施方式中，連接周向退避部261和徑向退避部262的線(xiàn)，用比磁鐵的角的R(圓弧)尺寸大的R (圓弧)尺寸連接，但如后所述，用直線(xiàn)與圓弧的組合也能夠獲得同樣的效果。
[0076]—般而言,如果設(shè)置磁鐵間橋部260,則永磁鐵254的磁通經(jīng)由磁鐵間橋部260在轉(zhuǎn)子內(nèi)磁通通路閉合，所以在轉(zhuǎn)子磁極中央部與相對(duì)的定子磁極耦合的有效磁通減少，性能降低。從而，優(yōu)選磁鐵間橋部260的最窄的部分的寬度W2盡量小。
[0077]此外，磁鐵間橋部260的中央部的寬度W4如以上所說(shuō)明設(shè)定得比W2稍大，但優(yōu)選該寬度W4也盡量小。磁鐵間橋部260的中央部的寬度W4較小時(shí)，插入兩個(gè)相鄰的磁鐵插入孔253的永磁鐵更接近，磁極中央部的磁通密度的減少變少。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，能夠以滿(mǎn)足這樣的W2與W4的關(guān)系的方式設(shè)計(jì)。
[0078]此外，永磁鐵也可以不是精確的矩形，也可以是大致矩形。該情況下，也可以與永磁鐵的截面形狀相應(yīng)地使磁鐵插入孔的截面形狀為大致矩形。通過(guò)將永磁鐵的形狀從矩形變形，還能夠改變磁通密度分布。
[0079]本實(shí)施方式中，在磁極端橋部258的最小寬度Wl、磁鐵間橋部260的最小寬度W2、徑向退避部262的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的寬度W3中，以W2〈W1〈W3成立的方式構(gòu)成。該W1、W2.W3的關(guān)系通過(guò)成為以上說(shuō)明的特性的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)而達(dá)成，對(duì)其在以下說(shuō)明。
[0080]轉(zhuǎn)子的離心力產(chǎn)生的應(yīng)力，在磁鐵間橋部260的轉(zhuǎn)子外周側(cè)根部、即夾著磁鐵間橋部260相鄰的兩個(gè)磁鐵插入孔253的轉(zhuǎn)子外周側(cè)的拐角部和磁極端橋部258 —側(cè)增大。但是，圖6的例子中，在兩個(gè)永磁鐵254和插入它的兩個(gè)磁鐵插入孔253之間，設(shè)置了使轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極外側(cè)部256和磁極內(nèi)側(cè)部263結(jié)合的磁鐵間橋部260,所以根據(jù)該原理,磁極端橋部258處的應(yīng)力最大。
[0081]從而,對(duì)于磁極端橋部258的最小寬度Wl,為了防止磁通的泄漏,僅從性能方面考慮，要求較薄而產(chǎn)生磁飽和，但如上所述高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力集中較大，首先需要可以承受該應(yīng)力的程度的厚度。
[0082]磁鐵間橋部260的最小寬度W2也與磁極端橋部258的最小寬度Wl大致相同，但如上所述，應(yīng)力集中的程度比磁極端橋部258小，所以能夠?yàn)閃2〈W1。另一方面，徑向退避部262的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的寬度W3是永磁鐵254的磁通與各相繞組交鏈時(shí)經(jīng)由的磁路，優(yōu)選不飽和，所以為W3>W1。
[0083]此外，如以上所說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒋盆F間橋部260的中央部分的寬度W4設(shè)定為比W2稍小的程度。S卩，W4〈W1〈W3。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠減小兩個(gè)相鄰的永磁鐵之間的距離，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子磁極中央部的磁通密度維持得較高。
[0084]圖8是對(duì)于圖6所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分布在一個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子的一半、即1/2磁極中用等應(yīng)力線(xiàn)表示的1/2磁極模型。在等應(yīng)力線(xiàn)較密的磁極端橋部258、磁鐵間橋部260兩端，與其他部分相比應(yīng)力集中，而因?yàn)闃?gòu)成為上述W2〈W1〈W3成立，所以應(yīng)力在磁極端橋部258和磁鐵間橋部260兩端不會(huì)特別偏向局部，應(yīng)力被分散。
[0085]以上說(shuō)明的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)施方式中，使一個(gè)磁極的兩個(gè)永磁鐵254呈直線(xiàn)狀地排列。由此，能夠使磁鐵間橋部260的兩端產(chǎn)生的應(yīng)力大致均等，避免應(yīng)力集中，所以在強(qiáng)度方面優(yōu)選，但不使永磁鐵254在直線(xiàn)上排列的情況下，也能夠獲得本發(fā)明的效果。
[0086]圖9是表不在圖6所不的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)磁極中，不對(duì)定子繞組238通過(guò)三相交流電力時(shí)的磁通線(xiàn)的分布的圖。如以上所說(shuō)明地設(shè)定Wl、W2、W3的大小，構(gòu)成為使它們成為W2〈W1〈W3的關(guān)系。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),可知磁極端橋部258和磁鐵間橋部260因永磁鐵254發(fā)出的磁通中最低限度的磁通而飽和，大部分磁通從轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極外側(cè)部263與定子鐵芯232耦合，與定子繞組238交鏈。
[0087]圖10是將圖7或圖8所示的永磁鐵254的一個(gè)角部及其周邊的磁鐵插入孔253的部分放大的圖。夾著磁鐵間橋部260的兩個(gè)磁鐵插入孔253的4處拐角部均為同樣的形狀，其中特別作為代表將圖8的永磁鐵254的右下的部分放大表示。
[0088]永磁鐵的角部被施予對(duì)磁特性沒(méi)有影響的程度的大小的R形(圓弧狀)或平面狀的倒角。圖10中表示了使永磁鐵的角部為R形(圓弧狀)的例子。根據(jù)這樣的角部的形狀，能夠使與該角部相對(duì)的磁鐵插入孔的拐角部?jī)?nèi)面的彎曲變緩，能夠分散轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0089]此外，通過(guò)使該磁鐵插入孔的拐角部?jī)?nèi)面的彎曲如圖10所示，部分地由直線(xiàn)和曲線(xiàn)構(gòu)成，能夠減小磁鐵間橋部的最大寬度W4與周向退避部261處的磁鐵間橋部的最小寬度W2的差，并且將W2和W4抑制為較小的值。
[0090]在圖10 (a)所示的例子中，最接近永磁鐵254的角部的磁鐵插入孔253的拐角部?jī)?nèi)面是比永磁鐵254的角部的R形(圓弧)更緩和的彎曲的曲面狀(圖中曲線(xiàn)狀地表示)，與其分別連接的周向退避部261和徑向退避部262的內(nèi)面為平面(圖中用直線(xiàn)表示)。此外，上述圖7中，基于圖10 (a)表示該磁鐵插入孔253的拐角部?jī)?nèi)面的形狀。
[0091]圖10 (b)中，最接近永磁鐵254的角部的磁鐵插入孔253的拐角部?jī)?nèi)面是平面狀(圖中直線(xiàn)狀地表示)，與其連接的周向退避部261和徑向退避部262的內(nèi)面由大致圓弧狀的曲面(圖中用曲線(xiàn)表示)構(gòu)成。
[0092]此外，用平面進(jìn)行永磁鐵254的角部的倒角的情況下，與該永磁鐵254的角部相對(duì)的磁鐵插入孔253的拐角部為平面的情況下的該平面的寬度，大于永磁鐵254的角部的平面的寬度。
[0093]同樣，用曲面進(jìn)行永磁鐵254的角部的倒角的情況下，與該永磁鐵254的角部相對(duì)的磁鐵插入孔253的拐角部為曲面的情況下的該曲面的寬度，大于永磁鐵254的角部的曲面的寬度，且磁鐵插入孔253的拐角部的曲面的曲率小于永磁鐵254的角部的曲面的曲率。
[0094]圖11是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的變形例，在按每個(gè)磁極設(shè)置3個(gè)永磁鐵，在插入各個(gè)磁鐵的兩個(gè)相鄰的磁鐵插入孔之間設(shè)置磁鐵間橋部260的結(jié)構(gòu)中，將定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表不的截面圖。這樣，即使是使每個(gè)磁極的永磁鐵為多個(gè)，設(shè)置在各個(gè)永磁鐵之間的結(jié)構(gòu)，即對(duì)于一個(gè)磁極設(shè)置多個(gè)磁鐵間橋部260的結(jié)構(gòu)，通過(guò)成為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)也能夠減少高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力。通過(guò)對(duì)于一個(gè)磁極設(shè)置多個(gè)磁鐵間橋部260，永磁鐵的外側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的部分與永磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的部分被堅(jiān)固地連接，還能夠期待進(jìn)一步的高速旋轉(zhuǎn)化。
[0095]圖12是在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的另一個(gè)變形例中，表示定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極的放大圖。該變形實(shí)施例中，按每一個(gè)磁極設(shè)置2個(gè)磁鐵插入孔253，對(duì)每個(gè)磁鐵插入孔253插入2個(gè)永磁鐵254。即使在一個(gè)磁極使用多個(gè)永磁鐵254的情況下，只要高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力不超過(guò)容許應(yīng)力，就不一定需要在所有的磁鐵間設(shè)置磁鐵間橋部260。此外，通過(guò)將永磁鐵254分割為多個(gè)，能夠減少永磁鐵254的表面流過(guò)的渦電流，能夠減少發(fā)熱和提高效率。從而，圖12中在一個(gè)磁鐵插入孔中插入分割為2個(gè)的永磁鐵，但也可以插入分割為3個(gè)以上的永磁鐵。
[0096]圖13表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的另一個(gè)變形實(shí)施例。此處也將定子230和轉(zhuǎn)子250的一個(gè)磁極放大表示。如上所述，即使不直線(xiàn)地排列，將多個(gè)永磁鐵254按V字形配置的情況下，通過(guò)采用上述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，也能夠與上述實(shí)施方式同樣地實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速且高輸出的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0097]圖14是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第二實(shí)施方式，表示由圖4所示的第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子、和集中繞組的12極的定子231構(gòu)成的8極12槽的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。此處將定子231和轉(zhuǎn)子250的截面的1/4放大表示。使定子230為集中繞組的情況下，也能夠采用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，集中繞組的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)也可以獲得同樣的效果。即，本發(fā)明不依賴(lài)于定子的方式。
[0098]以上說(shuō)明是本發(fā)明的例子，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式和變形例。如果是本行業(yè)從業(yè)者，則能夠不損害本發(fā)明的特征地進(jìn)行各種變形實(shí)施。特別是以上說(shuō)明的兩個(gè)以上的磁鐵插入孔數(shù)和插入各個(gè)磁鐵插入孔的永磁鐵的數(shù)量能夠進(jìn)行各種組合，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的設(shè)計(jì)相應(yīng)地適當(dāng)決定。
[0099]以下優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容作為引用文導(dǎo)入于此。
[0100]日本專(zhuān)利申請(qǐng)2011年第220056號(hào)(2011年10月4日申請(qǐng))
【權(quán)利要求】
1.一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有定子和與所述定子隔著空隙對(duì)應(yīng)配置的轉(zhuǎn)子，該永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特征在于: 所述轉(zhuǎn)子具備:按每個(gè)磁極設(shè)置了具有大致矩形的截面的多個(gè)磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子鐵芯；和分別被插入到所述磁鐵插入孔中的永磁鐵， 在按所述轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極設(shè)置的所述多個(gè)磁鐵插入孔的周向上的兩端部，分別形成非磁性部， 在所述多個(gè)磁鐵插入孔的相鄰的磁鐵插入孔之間，設(shè)置有將所述磁鐵插入孔的外側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部與所述磁鐵插入孔的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯部機(jī)械連接的橋部， 在作為所述磁鐵插入孔的所述橋部一側(cè)的面與所述磁鐵插入孔的所述轉(zhuǎn)子外側(cè)的面之間的拐角部的第一拐角部、和作為所述磁鐵插入孔的所述橋部一側(cè)的面與所述磁鐵插入孔的所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面之間的拐角部的第二拐角部，各自設(shè)有分別向所述轉(zhuǎn)子的周向和徑向凸出的退避部，使得插入到所述磁鐵插入孔中的具有矩形截面的長(zhǎng)條的永磁鐵的角部不與所述磁鐵插入孔的所述橋部一側(cè)的面、以及所述轉(zhuǎn)子外側(cè)的面和所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面接觸， 所述磁鐵插入孔的所述橋部一側(cè)的面的退避部的大小在所述永磁鐵的角部處減小，所述磁鐵插入孔的所述轉(zhuǎn)子外側(cè)的面和所述磁鐵插入孔的所述轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的面的退避部的大小在所述永磁鐵的角部處減小。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 在所述非磁性部的外周側(cè)的轉(zhuǎn)子鐵芯的最小寬度為W1、所述橋部的最小寬度為W2、所述磁鐵插入孔的第一拐角部處的所述轉(zhuǎn)子外周側(cè)的鐵芯的最小寬度為W3時(shí)，
W2<ffl<W3 成立。
3.如權(quán)利要求2所述的永 磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于: 在所述橋部的最大寬度為W4時(shí)， W2<W4<W1<W3 成立。
4.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述永磁鐵的角部被施予R形或平面狀的倒角， 所述磁鐵插入孔的第一拐角部和所述磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備:與所述永磁鐵的角部接近的曲面部；與所述曲面部連接的形成所述周向的退避部的平面部；和與所述曲面部連接的形成所述徑向的退避部的平面部。
5.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述永磁鐵的角部被施予R形或平面狀的倒角， 所述磁鐵插入孔的第一拐角部和所述磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備:與所述永磁鐵的角部接近的平面部；與所述平面部連接的形成所述周向的退避部的曲面部；和與所述平面部連接的形成所述徑向的退避部的曲面部。
6.如權(quán)利要求4或5所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī),其特征在于: 所述曲面部的曲率小于所述永磁鐵的R形倒角的曲率。
7.—種車(chē)輛的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)；和 供給用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力的電力轉(zhuǎn)換部。
8.—種車(chē)輛，其特征在于:具備權(quán)利要求7所述的車(chē)輛的·電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
【文檔編號(hào)】B60L11/14GK103858318SQ201280049293
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】齋藤泰行, 貝森友彰, 池田太祐, 押田學(xué) 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)株式會(huì)社