永磁鐵電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁鐵電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為以往的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，公知如下結(jié)構(gòu)，即:為了提高效率，在永磁鐵插入孔的周向端部設(shè)置用于防止磁通的泄漏的空隙、以及用于進(jìn)行永磁鐵的定位和固定的突起。(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本國(guó)特許第4666500號(hào)公報(bào)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本國(guó)特開(kāi)2012 — 95474號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]在永磁鐵電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)或失步時(shí)、控制軟件故障時(shí)等，存在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)成為退磁磁場(chǎng)的情況。在永磁鐵電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)施加有與永磁鐵的磁化方向相反方向的退磁磁場(chǎng)時(shí)，永磁鐵的磁力下降。在永磁鐵的BH曲線中，在BH曲線以線形表示的范圍內(nèi)，即使施加退磁磁場(chǎng)，通過(guò)去除退磁磁場(chǎng)，永磁鐵的磁力也會(huì)復(fù)原，而當(dāng)退磁磁場(chǎng)超過(guò)BH曲線的變坡點(diǎn)(knick點(diǎn))，施加至非線形的范圍時(shí)，會(huì)陷入即使去除退磁磁場(chǎng)磁力也不會(huì)復(fù)原的、被稱(chēng)為“不可逆退磁”的狀態(tài)。在用于永磁鐵電動(dòng)機(jī)的永磁鐵中，如果發(fā)生這樣的不可逆退磁(以下，也只稱(chēng)作“退磁”)，則存在無(wú)法發(fā)揮作為永磁鐵電動(dòng)機(jī)的本來(lái)的性能、例如高扭矩、高效率等的可能性。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的以往的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)施加有退磁磁場(chǎng)時(shí)，退磁磁場(chǎng)集中地施加于突起，發(fā)生永磁鐵端部的不可逆退磁。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的、縫隙向突起的部分逼近、并且被縫隙和轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面夾著的位置的寬度大的結(jié)構(gòu)中，施加于被縫隙和轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面夾著的位置的退磁磁場(chǎng)大，施加于突起的退磁磁場(chǎng)增大，發(fā)生永磁鐵端部的不可逆退磁。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，永磁鐵電動(dòng)機(jī)具備轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子具有沿周向形成有多個(gè)磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子鐵芯、以及被插入磁鐵插入孔的多個(gè)永磁鐵，所述定子具有沿周向形成有多個(gè)槽的定子鐵芯、以及插入多個(gè)槽的繞組，在磁鐵插入孔中，將永磁鐵的周向兩端定位的多個(gè)突起以在永磁鐵的各個(gè)周向側(cè)方形成有空隙的方式形成于軸向的至少一部分，在轉(zhuǎn)子鐵芯的位于永磁鐵的徑向外側(cè)的區(qū)域且由永磁鐵的周向兩端的突起夾著的區(qū)域中，沿周向并列設(shè)置有多個(gè)縫隙，縫隙與磁鐵插入孔的最短距離被設(shè)定為比縫隙與轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面的最短距離大。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠提高永磁鐵的退磁耐力。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的徑向剖視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一極量的徑向剖視圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一極量的徑向剖面的放大圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一極量的徑向剖面的放大圖。
[0018]圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0019]圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一極量的徑向剖視圖。
[0020]圖8是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0021]圖9是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的徑向剖視圖。
[0022]圖10是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的一極量的徑向剖視圖。
[0023]圖11是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的徑向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，在進(jìn)行本發(fā)明的說(shuō)明時(shí)，以本發(fā)明的永磁鐵電動(dòng)機(jī)是四極六槽集中繞組的情況為例。
[0025]第一實(shí)施方式
[0026]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)100的徑向剖視圖。圖2是轉(zhuǎn)子I的立體圖。轉(zhuǎn)子I由轉(zhuǎn)子鐵芯2和永磁鐵3構(gòu)成，經(jīng)由被插入軸7的輸出軸向外部傳遞動(dòng)力。在轉(zhuǎn)子鐵芯2中，磁鐵插入孔4沿周向形成于四個(gè)位置，在各個(gè)磁鐵插入孔中插入有永磁鐵3。磁鐵插入孔4形成有用于將永磁鐵3定位的突起5。轉(zhuǎn)子鐵芯2可以由沿軸向堆疊的層疊鋼板構(gòu)成，也可以由壓粉磁芯等構(gòu)成，也可以由非晶態(tài)金屬等構(gòu)成。在構(gòu)成轉(zhuǎn)子I的轉(zhuǎn)子鐵芯2中，磁鐵插入孔4(未圖示)設(shè)置于四個(gè)位置，在各個(gè)磁鐵插入孔中插入有永磁鐵3。在轉(zhuǎn)子I的外周方向隔著空隙地配置有定子50。定子50形成有齒51和定子槽53，在定子槽53中插入有繞組52。繞組52與電力變換裝置(未圖示)連接，通過(guò)使三相交流電流向繞組52流動(dòng)，由此，轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0027]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)子I的一極量的徑向剖視圖。為了防止磁通的泄漏，在磁鐵插入孔4設(shè)置有空隙6。由于存在空隙6，因此存在當(dāng)轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)時(shí)永磁鐵3在磁鐵插入孔4中不固留于固定位置的擔(dān)憂。因此，在磁鐵插入孔4中形成有突起5，由突起5將永磁鐵3定位。此外，為了強(qiáng)調(diào)而將突起5涂黑，但突起5是與轉(zhuǎn)子鐵芯2 —體化的部分。以后所述的突起5也是同樣的。
[0028]以下，使用圖3，說(shuō)明利用縫隙8來(lái)提高永磁鐵3的退磁耐力的原理。當(dāng)由于失步等原因而從定子50的齒51 (未圖示)施加有與永磁鐵3的磁化方向9相反方向的退磁磁場(chǎng)20時(shí)，在沒(méi)有縫隙8的情況下，退磁磁場(chǎng)集中于突起5。其結(jié)果是，退磁磁場(chǎng)21增大，永磁鐵3的周向端部(端部)被置于容易退磁的狀況之中。因此，在位于永磁鐵3的徑向外側(cè)的區(qū)域、且由永磁鐵3的周向兩端的突起5夾著的區(qū)域中，沿周向并列設(shè)置兩個(gè)縫隙8，由此，從轉(zhuǎn)子I的退磁磁場(chǎng)施加部40到突起5為止的磁路被分割為磁路11和磁路12并被收窄。由此，磁路11，12的磁阻變大，通過(guò)該路徑的退磁磁場(chǎng)23、24變?nèi)酰Y(jié)果是使施加于突起5的退磁磁場(chǎng)21降低，永磁鐵3的周向端部的退磁被抑制，永磁鐵3的退磁耐力提高。
[0029]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的永磁鐵電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)子I的一極量的徑向剖面的放大圖。為了說(shuō)明的方便，對(duì)形成于兩個(gè)位置的縫隙8中的圖示左側(cè)的縫隙8重新附以符號(hào)為縫隙8a，對(duì)圖示右側(cè)的縫隙8重新附以符號(hào)為縫隙Sb。當(dāng)施加于被縫隙8a、8b和轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面夾著的轉(zhuǎn)子磁路12的退磁磁場(chǎng)23大時(shí)，施加于永磁鐵3的周向端部附近的退磁磁場(chǎng)21增大，永磁鐵3的周向端部退磁。因此，設(shè)置關(guān)于縫隙8a、8b的設(shè)定，來(lái)賦予限制條件。首先，將在縫隙8a和磁鐵插入孔4之間形成的磁路11的最短距離設(shè)為Y1，將在縫隙Sb和磁鐵插入孔4之間形成的磁路11的最短距離設(shè)為Y2。將1和Y 2之中的最小的值設(shè)為Y。以下，稱(chēng)作“縫隙8與磁鐵插入孔4的最短距離Y”。接下來(lái)，將被縫隙8a和轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面夾著的轉(zhuǎn)子磁路12的最短距離設(shè)為τχο同樣地，將被縫隙Sb和轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面夾著的轉(zhuǎn)子磁路12的最短距離設(shè)為Ζ2。將ZjP Z 2之中的最小的值設(shè)為Ζ。以下，稱(chēng)作“縫隙8與轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面的最短距離Ζ”。并且，作為限制條件，使縫隙8與磁鐵插入孔4的最短距離Y比縫隙8與轉(zhuǎn)子鐵芯2的外周面的最短距離Z大(Y > Ζ)。由此，轉(zhuǎn)子磁路12的磁阻比轉(zhuǎn)子磁路11大，因此，退磁磁場(chǎng)23被限制，能夠防止退磁磁場(chǎng)21的增大，防止永磁鐵3的端部的退磁，能夠提高永磁鐵3的退磁耐力。
[0030]以上，根據(jù)第一實(shí)施方式，發(fā)揮以下的作用效果。
[0031](I)在轉(zhuǎn)子鐵芯2的永磁鐵3的徑向外周側(cè)的、被配置在同一極內(nèi)的兩側(cè)方的突起5夾著的范圍中，沿周向并列設(shè)置有縫隙8。由此，通