永磁式旋转电机及电梯驱动提升机制造技术

本实用新型专利技术提供抑制制造成本上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机，并提供抑制成本上升且能进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。在形成转子的多个单位转子铁芯的两侧配置永磁铁，在单位转子铁芯设置单位转子铁芯比该永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，该伸出部分的一方的面形成作为与接触一方的永磁铁的面相同的面并在外周侧延伸的平面部，该伸出部分的另一方的面形成有突出部，其相对于与另一方的永磁铁接触的面以覆盖另一方的永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸并突出。转子在旋转轴的轴向上被分成两层，构成一个转子的转子铁芯的突出部与构成另一个转子的转子铁芯的突出部的突出方向在转子的圆周方向上反向突出。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供抑制制造成本上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机，并提供抑制成本上升且能进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。在形成转子的多个单位转子铁芯的两侧配置永磁铁，在单位转子铁芯设置单位转子铁芯比该永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，该伸出部分的一方的面形成作为与接触一方的永磁铁的面相同的面并在外周侧延伸的平面部，该伸出部分的另一方的面形成有突出部，其相对于与另一方的永磁铁接触的面以覆盖另一方的永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸并突出。转子在旋转轴的轴向上被分成两层，构成一个转子的转子铁芯的突出部与构成另一个转子的转子铁芯的突出部的突出方向在转子的圆周方向上反向突出。【专利说明】永磁式旋转电机及电梯驱动提升机
本技术涉及永磁式旋转电机，具体地涉及转子的磁铁部与磁性材料部(转子铁芯)交替地成放射状配置的永磁式旋转电机以及使用该永磁式旋转电机的电梯驱动提升机。
技术介绍
作为在各种工业领域中使用的电动机,一般较多地使用永磁式旋转电机。该永磁式旋转电机为在转子的磁场(磁极)中使用永磁铁的同步电动机。而为了提高永磁式旋转电机的性能，已知只需增强所使用的永磁铁的磁力，因此较多地使用以钕磁铁为代表的稀土类磁铁作为磁力强的磁铁。由此能够获得小型、高输出的永磁式旋转电机。 而作为使用这样的旋转电机的代表性的工业领域有设置在建筑物内的电梯系统。该电梯系统以在电梯驱动提升机中使用永磁式旋转电机、由其提升运送乘客的轿厢的方式构成。 要求小型、轻量、低振动的电梯驱动提升机使用高转矩密度和低转矩脉动兼顾的永磁式同步电机。如上所述该永磁式同步电机中采用具有高能量密度的钕磁铁。作为钕磁铁的主要原料的钕和为了提高钕磁铁的矫顽力而使用的镝为稀土元素。 然而，由于现在稀土类元素价格高涨，使用钕磁铁的永磁式旋转电机的总成本中磁铁成本所占比例增加，近年来永磁式旋转电机追求少使用稀土元素的永磁铁或者不使用稀土元素的永磁铁。因此，与钕磁铁相比稀土元素含量更少的铁氧体磁铁再次受到关注。 铁氧体磁铁的磁力为钕磁铁的1/3左右。如果从钕磁铁换到铁氧体磁铁，由于需要通过增加磁铁表面积的增加来弥补磁力的下降，电动机的体积增大。这对于设置空间限制严格的电梯驱动提升机是严重问题。因此，追求能够以类似铁氧体磁铁的低磁力磁铁实现高转矩密度的永磁式旋转电机。 电梯驱动提升机中使用的永磁式旋转电机主要为将永磁铁贴附在转子表面的表面磁铁型旋转电机(SPM, Surface Permanent Magnet Motor)。但该构造无法将磁铁表面积增大超过气隙(air-gap)面积(转子与定子的相向面积)，气隙中磁通密度难以超过磁铁的剩余磁通密度。因此，在这样的构造中，难以使用类似铁氧体磁铁的低磁力永磁铁实现高转矩密度。 对此，作为实现了高转矩密度的永磁式旋转电机，代表性的例如有日本特开2000-217286号公报(专利文献I)以及日本特开昭63-140645号公报(专利文献2)中公开的无刷式直流电动机。该电动机的转子中磁铁部和磁性材料部(转子铁芯)交替地成放射状地配置。即，这些专利文献的永磁式旋转电机为放射状地配置磁铁使得转子磁铁的磁化与径向垂直的构造。通过这样配置磁铁，由于能够沿径向增大磁铁表面积，能够增大转子与定子间的气隙中的磁通密度。 如上所述，在表面磁铁型的转子的情况下，气隙中的磁通密度无法超过磁铁的剩余磁通密度。而通过优化转子铁芯的纵横比(aspect rat1),专利文献中公开的永磁式旋转电机的气隙中的磁通密度超过磁铁的剩余磁通密度变得可能。因此，在使用像铁氧体这样的磁铁的低磁力的磁铁的情况下，也能够实现与钕磁铁相同程度的转矩密度。 已有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2000-217286号公报 专利文献2:日本特开昭63-140645号公报
技术实现思路
在实现了高转矩密度的上述专利文献的永磁式旋转电机中，为了降低转矩脉动而使转子偏斜。一般地已知可通过在转子轴向两端，在旋转方向附加电角度(机械角度与极对数的乘积)30度或对应齿槽转矩(cogging torque)的半周期的电角度(electricalangle)的相位差来消除脉动成分。因此，在制造转子时需要将电磁钢板在旋转方向上错开地层叠。 专利文献I中公开了将电磁钢板在旋转方向上错开地层叠使得在轴向上磁极形状平滑的所谓连续偏斜型转子。此外，专利文献2中公开了将转子在轴向上分成六段在并旋转方向上错开地层叠的所谓分段偏斜型转子。 作为这些转子的问题可列举因构造复杂使得转子制造困难的问题。具体地，专利文献I的连续偏斜型对电磁钢板的层叠作业(易操作性和组装等)负担较大，进一步地，永磁铁的形状变得复杂，磁铁加工困难。此外，专利文献2的分段偏斜型由于需要将永磁铁在轴向上分割，部件数目增加，对组装作业的负担增大。这些都导致制造成本的上升。 如上，从兼顾转矩脉动的降低和制造成本的降低方面，专利文献中记载的永磁式旋转电机仍有改善的需要。此外，如果将这样的永磁式旋转电机用于电梯驱动提升机则制造成本变高。 本技术的目的为提供抑制制造成本的上升且具备降低转矩脉动的构造的永磁式旋转电机。进一步地，由此提供抑制成本上升且能够进行平滑的升降动作的电梯驱动提升机。 本技术的特征为:在形成转子的多个单位转子铁芯的两侧配置永磁铁，在单位转子铁芯设置单位转子铁芯比该永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，在该伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与一侧的永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，此夕卜，该伸出部分的另一侧的面形成了突出部，该突出部相对于与另一侧的永磁铁接触的面以覆盖另一侧永磁铁的外周部的一部分的方式向圆周方向延伸地突出。 并且为:转子在旋转轴的轴向上至少被分成两层，构成一方的转子的转子铁芯的突出部与构成另一方的转子的转子铁芯的突出部的突出方向在转子的圆周方向上为相反方向。 本技术的第一方面的永磁式旋转电机，包括:定子，其由具有向径向内周突出的多个凸极的电磁钢板层叠构成的定子铁芯与卷挂在所述凸极的定子绕组形成；转子，隔着气隙配置在所述定子的内周侧，由电磁钢板层叠的多个单位转子铁芯和以夹着所述单位转子铁芯的方式配置的多个永磁铁形成；和固定于所述转子的旋转轴，其中，在所述单位转子铁芯设置所述单位转子铁芯比所述永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，所述伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与所述永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，所述伸出部分的另一侧的面形成突出部，该突出部相对于与所述永磁铁接触的面以覆盖所述永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸地突出。 本技术的第二方面的永磁式旋转电机，其在第一方面的永磁式旋转电机中，所述永磁铁为铁氧体磁铁。 本技术的第三方面的永磁式旋转电机，其在第一或第二方面的永磁式旋转电机中，所述转子在所述旋转轴的轴向上至少被分成两层，构成其中一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向与构成另一方的转子的所述单位转子铁芯的所述突出部的突出方向，在所述转子的圆周方向上为相反方向。 本技术的第四方面的永磁式旋转电机，其在第三方面的永磁式旋转电机中，组装于构成所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁式旋转电机，其特征在于，包括：定子，其由具有向径向内周突出的多个凸极的电磁钢板层叠构成的定子铁芯与卷挂在所述凸极的定子绕组形成；转子，隔着气隙配置在所述定子的内周侧，由电磁钢板层叠的多个单位转子铁芯和以夹着所述单位转子铁芯的方式配置的多个永磁铁形成；和固定于所述转子的旋转轴，其中，在所述单位转子铁芯设置所述单位转子铁芯比所述永磁铁的外周端部更突出的伸出部分，所述伸出部分的一侧的面形成平面部，该平面部作为与所述永磁铁接触的面相同的面在外周侧延伸，所述伸出部分的另一侧的面形成突出部，该突出部相对于与所述永磁铁接触的面以覆盖所述永磁铁的外周部的一部分的方式在圆周方向延伸地突出。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村英树，北村正司，小松辽，二瓶秀树，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：新型
国别省市：日本;JP