旋转电机制造技术

本发明专利技术可得到一种能够减少转矩脉动、并能抑制转矩下降的旋转电机。该旋转电机具备转子，所述转子具有：转子铁心，该转子铁心配置为沿轴向分割成多个块，在各个块之间的周向上具有相位角，并且在外周部形成有沿周向排列的多个磁体用贯通孔；以及多个永磁体，该多个永磁体以在转子铁心的外周面上沿周向交替形成N极磁极和S极磁极的方式插入磁体用贯通孔，磁体用贯通孔具有插入有永磁体的磁体插入部、以及设置在磁体插入部的周向外侧的非磁性部，在转子铁心的外周面与非磁性部的外周侧内部之间形成桥接部，以转子铁心的旋转中心为中心的桥接部的周向两端部之间的桥接角度β大于等于斜槽角度α。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机
本专利技术涉及具备以下转子的旋转电极，该转子在轴向上被分割成多个块，各个块沿周向错开进行配置。
技术介绍
在具备转子铁心的外周部埋设有永磁体的永磁体嵌入型转子的同步电动机中，由于定子与转子之间所产生的磁场在定子与转子之间的间隙中不会呈理想的正弦波分布、并且在转子铁心中会因磁场而产生磁饱和等，因此，在转子进行旋转时，定子与转子之间的间隙中的磁通分布密度不会是平滑的，从而转子中会产生齿槽转矩及转矩波动等转矩脉动。该转矩脉动会成为同步电动机中运行时产生振动和噪声的原因，因此需要尽可能抑制该转矩脉动的产生。以往，作为抑制转矩脉动的旋转电机，已知有以下旋转电机，即：通过在轴向上将转子铁心分割成多个块，并沿周向将各个块错开进行配置，从而在转子中形成多阶梯式斜槽(steppedskew)(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-248422号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，由于各个块沿周向错开进行配置，因此在相邻的块之间，从一个块的永磁体的径向外侧侧面(例如，N极)穿出的磁通的一部分沿轴向流动，并通过相邻的块的定子铁心，进入相邻的块的永磁体的径向内侧侧面(例如，S极)。由此，存在以下问题：即，难以在理论上推导得到的斜槽角度下获得降低转矩脉动的效果，并且，通过定子铁心的磁通减少，从而旋转电机的转矩下降变大。本专利技术提供一种能够减少转矩脉动、并抑制转矩下降的旋转电机。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的旋转电机具备转子，所述转子具有：转子铁心，该转子铁心配置为沿轴向分割成多个块，在各个块之间的周向上具有相位角，由此形成阶梯式斜槽，并在外周部形成沿周向排列的多个磁体用贯通孔；以及多个永磁体，该多个永磁体以在转子铁心的外周面沿周向交替形成N极的磁极和S极的磁极的方式插入磁体用贯通孔，磁体用贯通孔具有：插入有永磁体的磁体插入部；以及非磁性部，该非磁性部设置在磁体插入部的周向上的外侧，抑制磁通从永磁体的径向外侧侧面绕至永磁体的径向内侧侧面，通过沿转子铁心的外周面形成非磁性部的外周侧内壁，使得在转子铁心的外周面与非磁性部的外周侧内壁之间形成桥接部，以转子铁心的旋转中心为中心的桥接部中周向两端部之间的角度即桥接角度大于等于相邻的块之间的相位角即斜槽角度。专利技术效果根据本专利技术所涉及的旋转电机，在相邻的块之间非磁性部分别在轴向上相互重叠，并且在永磁体的周向外侧形成有非磁性部，因此在相邻的块之间，能够抑制从一个块的永磁体的径向外侧侧面穿出的磁通从永磁体的周向外侧沿轴向流动，并进入相邻的块的永磁体的径向内侧侧面。由此，能够抑制磁通的泄漏，从而能够减少转矩脉动，并抑制转矩的下降。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的转子的立体图。图2是从轴向观察图1的转子时的主要部分放大图。图3是表示本专利技术的实施方式2所涉及的旋转电机的立体图。图4是从轴向观察图3的旋转电机时的主要部分放大图。图5是表示从轴向观察本专利技术的实施方式3所涉及的旋转电机时的主要部分的俯视图。图6是表示从轴向观察本专利技术的实施方式4所涉及的旋转电机时的主要部分的俯视图。图7是表示在转子铁心中形成有阶梯式斜槽的情况下动力运行时的转子的永磁体的退磁部位的示意图。图8是表示在转子铁心中形成有阶梯式斜槽的情况下再生运行时的转子的永磁体的退磁部位的示意图。图9是表示在动力运行的最大转矩的绝对值大于再生运行的最大转矩的绝对值的情况下转速与转矩之间关系的图表。图10是表示在再生运行的最大转矩的绝对值大于动力运行的最大转矩的绝对值的情况下转速与转矩之间关系的图表。具体实施方式实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的转子的立体图，图2是从轴向观察图1的转子时的主要部分放大图。图中，转子具有：转轴(未图示)；形成为环状、以转轴为中心进行旋转的转子铁心1；以及埋设于转子铁心1中的多个永磁体2。在转子铁心1的径向内侧形成有供转轴插入的转轴用贯通孔11。转子铁心1在轴向上被分割成多个块。在本示例中，转子铁心1在轴向上被分割成4阶梯的块。此外，转子铁心1通过配置为在各个块之间沿周向具有规定的相位角，从而形成阶梯式斜槽。各个块通过层叠薄板的电磁钢板而构成。在转子铁心1的外周部沿轴向延伸并形成有沿周向排列的多个磁体用贯通孔12。永磁体2插入磁体用贯通孔12，以使得在转子铁心1的外周面13上沿周向交替形成N极(第1极)的磁极和S极(第2极)的磁极。换言之，形成相邻两个磁极的永磁体2以相互之间N极与S极相反的方式插入磁体用贯通孔12。磁体用贯通孔12具有供永磁体2插入的磁体插入部121、以及设置于磁体插入部121的周向外侧的一对非磁性部122。非磁性部122抑制磁通从永磁体2的径向外侧侧面21绕至永磁体2的径向内侧侧面22。这里，周向是指旋转铁心1的周向，即图2的箭头C的方向。此外，径向是指旋转铁心1的径向，即图2的箭头D的方向。在形成非磁性部122的内壁中位于径向最外侧的外周侧内壁123沿着转子铁心1的外周面13而形成。换言之，非磁性部122的外周侧内壁123与相对的转子铁心1的外周面13的一部分大致平行或形成为同心圆状。转子铁心1中，在转子铁心1的外周面13与非磁性部122的外周侧内壁123之间形成有桥接部14。桥接部14是从转子的强度方面来看所必需的部分，用于确保强度以使得转子铁心1和永磁体2不会因转子的旋转而飞散。此外，桥接部14形成为使得径向宽度尽可能小。在各个块中，转子铁心1的外径、磁体插入部121以及永磁体2的形状均相同。此外，在各个块中，非磁性部122和桥接部14的形状也相同。图2中，在相邻的块中，用实线示出对应于一个块的永磁体2和磁体用贯通孔12，用虚线示出对应于另一个块的永磁体2和磁体用贯通孔12。以转子铁心1的旋转中心O为中心的桥接部14中周向两端部之间的角度即桥接角度β大于等于相邻的块之间的相位角即斜槽角度α(斜槽角度α≤桥接角度β)。这里，桥接角度β是指在将桥接部14中的永磁体2一侧的端部设为A、将桥接部14中远离永磁体2的一侧的端部设为B的情况下，满足β＝∠AOB。以下，将桥接部14中永磁体2一侧的端部设为桥接部14的磁极中心侧端部，将桥接部14中远离永磁体2一侧的端部设为桥接部14的磁极外侧端部。另外，桥接部14中的磁极中心侧端部A和磁极外侧端部B是形成为与非磁性部122中转子铁心1的外周面13平行的外周侧内壁123的直线的端部，或者是形成为与非磁性部122中转子铁心1的外周面13呈同心圆状的外周侧内壁123的圆弧的端部，但在该直线的端部或圆弧的端部形成角R的情况下，将角R的中心部分设为桥接部14的磁极中心侧端部A或磁极外侧端部B。如上述所说明的那样，根据本专利技术的实施方式1所涉及的转子，在相邻的块之间各非磁性部122在轴向上相互重叠，并且，在永磁体2的周向外侧形成有非磁性部122，因此，能够抑制在相邻的块之间，从位于一个块的永磁体2的径向外侧部分的N极穿出的磁通从永磁体2的周向端部沿轴向流动，并进入位于相邻的块的永磁体2的径向内侧部分的S极。由此，能够抑制磁通的泄漏，从而能够减少转矩脉动，并抑制转矩的下降。另外，在上述实施方式1中，对采用将转子分割成4阶梯的块的结构进行了说明，但也可以采用将转子分割成2阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机，其特征在于，具备转子，所述转子具有：转子铁心，该转子铁心配置为沿轴向分割成多个块，在各所述块之间的周向上具有相位角，由此形成阶梯式斜槽，并在外周部形成沿周向排列的多个磁体用贯通孔；以及多个永磁体，该多个永磁体以在所述转子铁心的外周面沿所述周向交替形成第1极磁极和第2极磁极的方式插入所述磁体用贯通孔，所述磁体用贯通孔具有：插入有所述永磁体的磁体插入部；以及非磁性部，该非磁性部设置在所述磁体插入部的所述周向上的外侧，抑制磁通从所述永磁体的径向外侧侧面绕至所述永磁体的径向内侧侧面，通过沿所述转子铁心的外周面形成所述非磁性部的外周侧内壁，使得在所述转子铁心的外周面与所述非磁性部的外周侧内壁之间形成桥接部，以所述转子铁心的旋转中心为中心的所述桥接部中周向两端部之间的角度即桥接角度大于等于相邻的所述块之间的所述相位角即斜槽角度。

【技术特征摘要】
2013.12.09 JP 2013-2542351.一种旋转电机，其特征在于，包括：转子，所述转子具有：转子铁心，该转子铁心配置为沿轴向分割成多个块，在各所述块之间的周向上具有相位角，由此形成阶梯式斜槽，并在外周部形成沿周向排列的多个磁体用贯通孔；以及多个永磁体，该多个永磁体以在所述转子铁心的外周面沿所述周向交替形成第1极磁极和第2极磁极的方式插入所述磁体用贯通孔；以及定子，所述定子具有：定子铁心，该定子铁心呈环状，具有在所述周向上隔开间隔地进行配置的多个齿部；以及导线，该导线卷绕于各所述齿部，所述磁体用贯通孔具有：插入有所述永磁体的磁体插入部；以及非磁性部，该非磁性部设置在所述磁体插入部的所述周向上的外侧，抑制磁通从所述永磁体的径向外侧侧面绕至所述永磁体的径向内侧侧面，通过沿所述转子铁心的外周面形成所述非磁性部的外周侧内壁，使得在所述转子铁心的外周面与所述非磁性部的外周侧内壁之间形成桥接部，以所述转子铁心的旋转中心为中心的所述桥接部中周向两端部之间的角度即桥接角度大于等于相邻的所述块之间的所述相位角即斜槽角度,分割为多个的所述块中，在旋转方向上所述相位角最大的所述块之间，配置在最前进侧的所述块中的所述第1极磁极所形成的前进侧的所述桥接部的磁极中心侧端部、与配置在最落后侧的所述块中的所述第2极磁极所形成的落后侧的所述桥接部的磁极中心侧端部之间的距离大于等于所述齿部的前端部的周向宽度。2.一种旋转电机，其特征在于，包括：转子，所述转子具有：转子铁心，该转子铁心配置为沿轴向分割成多个块，在各所述块之间的周向上具有相位角，由此形成阶梯式斜槽，并在外周部形成沿周向排列的多个磁体用贯通孔；以及多个永磁体...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶田仁志，井上正哉，西村慎二，枦山盛幸，立花知也，
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