永磁型电动机制造技术

本发明专利技术提供一种能降低空间阶数较低的电磁激振力并能减小转子的磁动势谐波的影响的、低转矩波动的永磁型电动机。在该永磁型电动机(10)中，从第一逆变器朝一方的电枢绕组(30-1)供给电流，从第二逆变器朝另一方的电枢绕组(30-2)供给电流，当将转子(11)的极数设为M，并将定子铁心(22)的槽(25)数设为Q时，M和Q满足M＜Q的关系，且M和Q的最大公约数为3以上，此外，转子(11)在比永磁体(13)的最大外径与最小内径的中间直径更靠近定子(21)的一侧设有所述转子铁心(12)，并且从第一逆变器和所述第二逆变器供给来的电流的相位差被控制成处于20°～40°之间的电角度值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】永磁型电动机
本专利技术涉及一种永磁型电动机，特别涉及在车用电动动力转向装置中使用的电动机。
技术介绍
作为这种电动机，在专利文献1中，公开了一种集中绕组的表面磁体型的、十极十二槽的多相多重化的永磁型电动机。另外，在专利文献2中，公开了一种配置有数量比集中绕组突极数(槽数)多的永磁体的、磁体埋入型的电动动力转向装置用永磁型电动机的例子。另外，在专利文献3中，公开了一种由第一驱动电路和第二驱动电路驱动的十四极十二槽的交替极型的永磁型电动机。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平7-264822号公报专利文献2：日本专利特开2006-50709号公报专利文献3：日本专利特开2011-114941号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在专利文献1的结构中是表面磁体型电动机，因此，存在不能获得磁阻转矩、高速旋转下的转矩较小这样的技术问题。在专利文献2和专利文献3的结构中，会产生较低的空间阶数的电磁激振力，因此，在电动动力转向装置中，存在振动、噪声变大这样的技术问题。本专利技术为解决上述问题而作，其目的在于获得一种能降低空间阶数较低的电磁激振力并能减小转子的磁动势谐波的影响的、低转矩波动的永磁型电动机。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的永磁型电动机包括：转子，该转子具有转子铁心和设于该转子铁心的多个永磁体；以及定子，该定子具有定子铁心和收纳于多个槽的两组三相电枢绕组，这多个槽形成于定子铁心，从第一逆变器朝一方的电枢绕组供给电流，从第二逆变器朝另一方的电枢绕组供给电流，其特征是，当将上述转子的极数设为M，并将上述定子铁心的槽数设为Q时，M和Q满足M＜Q的关系，且M和Q的最大公约数为3以上，此外，上述转子在比上述永磁体的最大外径与最小内径的中间直径更靠近上述定子的一侧设有上述转子铁心，并且从上述第一逆变器和上述第二逆变器供给来的三相电流的相位差被控制成处于20°～40°之间的电角度值。专利技术效果根据本专利技术，能大幅降低空间阶数为二以下的电磁激振力，也能大幅减小振动噪声，并且即便在转子侧磁动势中根据电角度存在五阶、七阶的谐波，也能获得低转矩波动、低振动、低噪声的永磁型电动机。附图说明图1是表示本专利技术实施方式一的永磁型电动机的剖视图。图2是表示实施方式一的永磁型电动机的驱动电路的电路结构图。图3是表示实施方式一的永磁型电动机的另一例的剖视图。图4是表示实施方式二的永磁型电动机的剖视图。图5是将实施方式一的永磁型电动机中的电枢绕组的配置示意化的说明图。图6是表示本专利技术实施方式三的永磁型电动机的剖视图。图7是表示实施方式三的永磁型电动机的另一例的剖视图。图8是表示通常的电动机的转子的磁动势波形及其频率分析的结果的图。图9是表示交替极型电动机的转子的磁动势波形及其频率分析的图。图10是表示本专利技术实施方式四的永磁型电动机的剖视图。图11是表示本专利技术实施方式五的永磁型电动机的剖视图。图12是表示实施方式五的永磁型电动机的另一例的剖视图。图13是表示电动机的旋转速度和转矩的特性的说明图。图14是表示具备旋转角度传感器的永磁型电动机的说明图。图15是表示具备解析器的永磁型电动机的说明图。图16是表示本专利技术实施方式六的电动动力转向装置的说明图。具体实施方式以下，使用附图，对本专利技术的电动动力转向用永磁型电动机的优选实施方式进行说明。实施方式一图1是表示实施方式一的永磁型电动机10的剖视图，其示出了使用平板状的永磁体13并构成为八极、四十八槽的例子。转子11以能自由旋转的方式设于定子21的内侧，其具有：轴14；转子铁心12，该转子铁心12设于轴14的外侧；以及八个平板状的永磁体13，这八个平板状的永磁体13埋入转子铁心12并等间隔地设置。图1中的N和S表示永磁体13的极性。即，在图1中，不同极性的磁体被配置成交替排列。从永磁体13观察时，外周侧的转子铁心12的与定子铁心22相对的表面呈描绘出曲面的形状。另一方面，定子21具有：设有铁心背部23、极齿24及槽25的定子铁心22；以及收纳于槽25的分布卷绕的电枢绕组30。关于电枢绕组30的配置，在图1的编号1～6所示的槽25中分别收纳有U1、U2、W1、W2、V1、V2的电枢绕组30。以下，编号7～48的槽25也同样，形成为U1、U2、W1、W2、V1、V2的图案重复七次的配置。但是，电流的流动方向形成在隔着六个槽的位置的绕组中彼此反转的配置。U1、U2、W1、W2、V1、V2表示存在两组三相电枢绕组30，第一U相绕组为U1，第二U相绕组为U2，第一V相绕组为V1，第二V相绕组为V2，第一W相绕组为W1，第二W相绕组为W2。U1、V1、W1构成第一电枢绕组30-1并与第一逆变器连接，U2、V2、W2构成第二电枢绕组30-2并与第二逆变器连接。在图1中，转子11在比永磁体13的最大外径Rmax与最小内径Rmin的中间直径更靠近定子21的一侧设有转子铁心12。在图1中，Rmax是以旋转中心O为中心、并将该旋转中心与永磁体13的最远离旋转中心的点连接的直线的距离。其中，旋转中心O和最远离该旋转中心的点设为位于与轴14垂直的平面上的两点。将该Rmax定义为永磁体13的最大外径。Rmin是以旋转中心O为中心、并将该旋转中心与永磁体13的最靠近旋转中心的点连接的直线的距离。其中，旋转中心O和最靠近该旋转中心的点设为位于与轴14垂直的平面上的两点。将该Rmin定义为永磁体13的最小外径。永磁体13的最大外径Rmax与最小外径Rmin的中间直径Rc由以下式子定义：Rc＝(Rmax+Rmin)/2。在上述结构中，能利用转子铁心12的磁阻的变化来获得磁阻转矩。在产生磁阻转矩的电动机中，d轴电感较大，因此，较弱的磁通控制能有效地起作用，提高了高速旋转下的转矩。然而，转子铁心12存在于距定子21较近的位置，因此，磁间隙长度比表面磁体型的磁间隙长度小，从而存在电磁激振力、转矩波动变大的倾向。另外，在磁体埋入型中，与表面磁体型相比，存在转子侧产生的磁动势谐波中含有较多五阶、七阶(将电角度360度周期的分量设为一阶)的倾向，也存在电磁激振力、转矩波动变大这样的技术问题。本专利技术为解决该技术问题，提供一种转矩波动和电磁激振力都降低了的结构，永磁型电动机10包括：转子11，该转子11具有转子铁心12和设于该转子铁心12的多个永磁体13；以及定子21，该定子21具有定子铁心22和收纳于多个槽25的两组三相电枢绕组30，这多个槽25形成于定子铁心22，从第一逆变器朝一方的电枢绕组30-1供给电流，从第二逆变器朝另一方的电枢绕组30-2供给电流，当将转子11的极数设为M，将定子铁心22的槽25的数量设为Q时，M和Q满足M＜Q的关系，且M和Q的最大公约数为3以上，此外，转子11在比永磁体13的最大外径与最小内径的中间直径更靠近定子21的一侧设有上述转子铁心12，并且从第一逆变器和上述第二逆变器供给来的三相电流的相位差被控制为处于20°～40°之间的电角度值。图2是表示实施方式一的电动机10的驱动电路的电路结构图。电动机10是图1中所说明的极数为八、槽数为四十八的分布绕组的永磁型电动机。在图2中，为简洁起见，省略了细节，仅示出了电动机10的电枢绕组30。电动机10的电枢绕组30由第一电枢绕组30-1和第二电枢绕组30-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁型电动机，包括：转子，该转子具有转子铁心和设于该转子铁心的多个永磁体；以及定子，该定子具有定子铁心和收纳于多个槽的两组三相电枢绕组，这多个槽形成于定子铁心，从第一逆变器朝一方的电枢绕组供给电流，从第二逆变器朝另一方的电枢绕组供给电流，其特征在于，当将所述转子的极数设为M，并将所述定子铁心的槽数设为Q时，M和Q满足M＜Q的关系，且M和Q的最大公约数为3以上，此外，所述转子在比所述永磁体的最大外径与最小内径的中间直径更靠近所述定子的一侧设有所述转子铁心，并且从所述第一逆变器和所述第二逆变器供给来的三相电流的相位差被控制成处于20°～40°之间的电角度值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种永磁型电动机，包括：转子，该转子具有转子铁心和设于该转子铁心的多个永磁体；以及定子，该定子具有定子铁心和收纳于多个槽的两组三相电枢绕组，这多个槽形成于定子铁心，从第一逆变器朝一方的电枢绕组供给电流，从第二逆变器朝另一方的电枢绕组供给电流，其特征在于，当将所述转子的极数设为M，并将所述定子铁心的槽数设为Q时，M和Q满足M＜Q的关系，且M和Q的最大公约数为3以上，此外，所述转子在比所述永磁体的最大外径与最小内径的中间直径更靠近所述定子的一侧设有所述转子铁心，并且从所述第一逆变器和所述第二逆变器供给来的三相电流的相位差被控制成处于20°～40°之间的电角度值，所述永磁体相对于所述转子的极数M在所述转子的周向上排列M/2个，且具有径向长度比周向长度长的长方形的截面形状，并埋入所述转子铁心，所述转子铁心的形状呈相对于非磁性部的中心线对称的形状，其中，所述非磁性部位于根据所述永磁体的磁化方向形成的所述转子铁心的与N极相当的部分和与S极相当的部分之间，此外，所述转子铁心的表面设为描绘出相对于所述永磁体的中心线呈对称形状的曲面的形状，所述永磁体的磁化方向是使相邻的永磁体的相对面彼此为相同极这样的朝向，在所述相邻的永磁体之间存在所述转子铁心，以与所述永磁体的内径侧的端面接触的方式设置有与所述非磁性部不同的非磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野正嗣，浅尾淑人，阿久津悟，瀧口隆一，滝泽勇二，廣谷迪，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP