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能够在抑制电源容量的增加的基础上实现高转矩密度的永磁式旋转电机及电梯驱动提升机。本实用新型专利技术的永磁式旋转电机，包括：定子，由定子铁芯和配置在定子铁芯的槽内的定子绕组构成；转子，与定子隔着径向的气隙相对，并且在该转子中，层叠有转子铁芯和与径向成直角地被磁化的永磁铁交替地呈辐射状地配置，在槽的开口部的最小宽度为a，转子铁芯的磁极前端宽度为b时，满足a≥b。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供能够在抑制电源容量的增加的基础上实现高转矩密度的永磁式旋转电机及电梯驱动提升机。本技术的永磁式旋转电机，包括：定子，由定子铁芯和配置在定子铁芯的槽内的定子绕组构成；转子，与定子隔着径向的气隙相对，并且在该转子中，层叠有转子铁芯和与径向成直角地被磁化的永磁铁交替地呈辐射状地配置，在槽的开口部的最小宽度为a，转子铁芯的磁极前端宽度为b时，满足a≥b。【专利说明】
本技术涉及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。 永磁式旋转电机及电梯驱动提升机
技术介绍
要求小型、轻量、低振动的电梯驱动提升机使用高转矩密度且低转矩脉动的永磁 式同步电动机。该电动机中采用具有高能量密度的钕磁铁。但由于近年来追求永磁式旋转 电机的少稀土族化/无稀土族化，与钕磁铁相比稀土族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来弥补磁力的下降导致的转矩不足，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一大问题。因此，追求能够以铁氧体磁铁那样的低磁 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（SPM，Surface Permanent Magnet :表面式永磁）。但该构造无法将磁铁表面积增 大至超过气隙的面积（转子与定子的相对面积），难以使气隙中的磁通密度成为磁铁的剩 余磁通密度以上。因此，在这样的构造中，难以使用铁氧体磁铁那样的低磁力永磁铁实现高 转矩密度。 另一方面，作为实现了高转矩密度的永磁式旋转电机，有专利文献1中公开的无 刷式DC电动机。该电动机的转子中磁铁部和磁性材料部交替地成辐射状地配置。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2000-217286号公报
技术实现思路
通过如专利文献1所述那样配置磁铁，由于能够沿径向扩大磁铁的表面积，能够 增大转子与定子间的气隙中的磁通密度。因此，通过优化转子铁芯的纵横比，使气隙中的磁 通密度超过磁铁的剩余磁通密度变得可能。因此，在使用铁氧体磁铁那样的低磁力的磁铁 的情况下，也能够实现与钕磁铁相同程度的转矩密度。 然而，在过载时需要输出比较大的转矩（数百?数千Nm)的电梯驱动提升机的情 况下，经过本【专利技术者】等的研究，在专利文献1中记载的永磁式旋转电机中因泄露磁通导致 电源容量的大幅增加。即，在专利文献1中记载的永磁式旋转电机中，如果转子的磁极与定 子的槽相对，则由定子绕组产生的磁通经过转子的磁极表面回到定子侧，成为对转矩没有 贡献的泄露磁通。进一步地，该泄露磁通成为在过载时定子齿的磁饱和的原因，永磁铁的磁 通因齿的磁饱和的影响而不进入定子侧，成为转矩相对于电流增加而饱和的原因。这在过 载时需要输出比较大的转矩（数百?数千Nm)的电梯驱动提升机的情况下导致电源容量的 大幅度增加。 toon] 如上，专利文献1的永磁式旋转电机用作类似电梯驱动提升机那样的要求高转矩 密度的机器的旋转电机的情况下，在兼顾高转矩密度与低电源容量两方面有改善的余地。 本技术的目的为提供能够在抑制电源容量的增加的基础上实现高转矩密度 的永磁式旋转电机和使用其的电梯驱动提升机。 用于解决课题的手段 本技术的第一方面的永磁式旋转电机，其特征在于，包括：定子，由定子铁芯 和配置在定子铁芯的槽内的定子绕组构成；和转子，与定子隔着径向的气隙相对，交替地辐 射状配置转子铁芯和与径向成直角地被磁化的永磁铁，其中，令槽的开口部的最小宽度为 a，转子铁芯的磁极前端宽度为b时，满足a > b。 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， 所述永磁铁的形状为矩形，在磁化方向的厚度为c时，满足b > c。 本技术的第三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， 在所述定子铁芯的定子凸极的与径向成直角的方向上的最小宽度为d时，满足b < d。 本技术的第四方面的永磁式旋转电机，其在第二方面的永磁式旋转电机中， 在所述定子铁芯的定子凸极的与径向成直角的方向上的最小宽度为d时，满足b < d。 本技术的第五方面的永磁式旋转电机，其在第四方面的永磁式旋转电机中， 在所述定子铁芯的定子凸极的前端的两侧具有向周向突出的突起。 本技术的第六方面的永磁式旋转电机，其在第五方面的永磁式旋转电机中， 在所述转子铁芯的磁极前端的两侧具有向周向突出的突起。 本技术的第七方面的永磁式旋转电机，其在第六方面的永磁式旋转电机中， 所述定子铁芯的定子凸极的前端被施以倒角。 本技术的第八方面的永磁式旋转电机，其在第七方面的永磁式旋转电机中， 所述转子铁芯的磁极前端被施以倒角。 本技术的第九方面的永磁式旋转电机，其在第八方面的永磁式旋转电机中， 所述转子铁芯的磁极前端的两侧分别与跨所述永磁铁相邻的转子铁芯的磁极前端的侧端 相连结。 本技术的第十方面的永磁式旋转电机，其在第九方面的永磁式旋转电机中， 具备被固定在所述永磁式旋转电机的旋转轴上的环状的非磁性体，在所述非磁性体的外周 侧形成有燕尾槽，在所述转子铁芯的内周侧形成有从轴向嵌入到所述燕尾槽的燕尾榫。 本技术的第十一方面的永磁式旋转电机，其在第一至第十方面的永磁式旋转 电机中，所述永磁铁使用铁氧体磁铁。 本技术的第十二方面的电梯驱动提升机，该电梯驱动提升机使用本技术 的第十一方面的永磁式旋转电机，所述定子被固定在所述电梯驱动提升机的机架上，所述 转子被固定在所述电梯驱动提升机的具备绳轮的旋转体上。 技术效果 通过本技术，能够抑制电源容量的增加，实现高转矩密度。 上述之外的研究问题、结构和效果通过以下实施方式的说明可明了。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的第一实施方式的永磁式旋转电机的1/6模型的半径方向的剖 面概览图。 图2是将本技术的第一实施方式的永磁式旋转电机的半径方向剖面展开后 的示意图。 图3是图1所示的永磁式旋转电机的转子与定子相对的部分的放大图。 图4是图1所示的永磁式旋转电机的定子铁芯的部分放大图。 图5是图1所示的永磁式旋转电机的转子铁芯的部分放大图。 图6是图1所示的永磁式旋转电机和比较例的永磁式旋转电机的电流一转矩特性 的模拟结果。 图7是本技术的第二实施方式的永磁式旋转电机的转子与定子相对的部分 的放大图。 图8是本技术的第三实施方式的永磁式旋转电机的1/6模型的半径方向的剖 面概览图。 图9是使用图8所示的永磁式旋转电机的电梯驱动提升机的轴向剖面概览图。 【具体实施方式】 以下利用【专利附图】【附图说明】本技术的实施例。 【实施例1】 利用图1?6说明本技术的第一实施方式的永磁式旋转电机。 图1是本技术的第一实施方式的永磁式旋转电机的1/6模型（在周向上分割 成6部分后的一个部分）的半径方向的剖面概览图。 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，其包括层叠有多个电磁钢板的定子铁芯和配置在所述定子铁芯的槽中的定子绕组；和转子，其与所述定子隔着径向的气隙相对，并且在该转子中，层叠有多个电磁钢板的转子铁芯和与径向成直角地被磁化的永磁铁交替地呈辐射状地配置，在所述槽的开口部的最小宽度为a，所述转子铁芯的磁极前端宽度为b时，满足a≥b。

【技术特征摘要】
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【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