同步磁阻旋转电机制造技术

本发明专利技术提供一种转子强度优异并且能以低成本制造的同步磁阻旋转电机。同步磁阻电动机具有沿着周向形成有多根横轴的转子(3)。转子(3)具有在转子(3)的周向上夹着中央桥部(32)而相邻以形成一根横轴的两个横轴孔(35a、35b)。该横轴孔(35a、35b)在各中央桥部(32)的相反侧与转子(3)的外周连通。中央桥部(32)位于较多个横轴孔(35a、35b)的内切圆更靠转子(3)的半径方向外侧的位置。此外，转子(3)具有相邻的两根横轴间的向直轴方向突出的直轴突起(37)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用磁阻转矩的同步磁阻电动机等同步磁阻旋转电机。
技术介绍
同步磁阻电动机的转矩T能由下式表示。T＝Pn·(Ld-Lq)·id·iq……(1)上式(1)中，Ld为直轴电感，Lq为横轴电感，id为直轴电流，iq为横轴电流，Pn为极对数。这里，直轴电感Ld由电枢绕组的匝数、间隙长度以及铁心材料的磁特性大致决定。在同步磁阻电动机中，该直轴电感Ld成为最大的电感，因此决定转子的结构以使横轴电感Lq尽可能小。为了在绕组的匝数一定的状态下减小横轴电感，需要减小横轴上的相对磁导率，即增大磁阻。为此，在现有的同步磁阻电动机中，通过增加沿着横轴的磁通的每一周磁路中的空气比率来减小横轴电感Lq。图5是表示现有的同步磁阻电动机的转子的构成例的剖视图。在图示例中，为了增大直轴电感Ld，减小横轴电感Lq，使空气层的狭缝为两层。图5中，101为转子铁心，102为第一层狭缝(外周侧)，103为第二层狭缝，104为侧面桥部(第一层)，105为侧面桥部(第二层)。这里，狭缝102、103的侧面桥部104、105的厚度通常相同。此外，该侧面桥部的厚度优选尽可能薄以减小横轴电感，但由于对离心力的机械抗力会变弱，因此根据转速来决定尺寸。同步磁阻电动机的优点在于转子中没有磁体等，能耐受高速旋转。然而，在同步磁阻电动机中，作用于转子的离心力会导致应力集中于图5所示的狭缝102的侧面桥部104以及狭缝103的侧面桥部105。因此，在同步磁阻电动机中，需要决定侧面桥部的尺寸，以将侧面桥部的应力抑制在材料的强度以下。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2002-10594号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题通常，电动机在将转子钢材卡合固定于轴的情况下，会在转子钢材上残留周向上的组装残留应力。该组装残留应力主要残留的范围是在以转子轴为中心的圆周上不存在孔或缺口的半径范围(即，呈环状相连的范围)。对于现有例，由于具有侧面桥部104、105，因此在转子的最外周具有环状区域，该最外周的环状区域中会残留有拉伸残留应力。此外，在转子旋转时会对侧面桥部104、105施加由离心力引起的剪应力。因此，在转子旋转时，侧面桥部104、105上除了组装时的拉伸残留应力以外，还叠加有由离心力引起的剪应力。为了防止侧面桥部的损坏，在现有例中，需要扩大侧面桥部104、105的宽度。因此，在现有例中，横轴电感Lq的极小化存在极限。此外，通常，若在转子的外周面设置凹凸，则能将转子所产生的转矩的高次谐波成分转换为基波成分，能减少转矩脉动，并能增大转矩。然而，在如现有例那样在横轴孔外侧存在没有孔或凹陷的环状的最外周区域的转子的情况下，会在最外周的环状区域残留有组装残留应力。因此，在现有的转子中，难以在这种残留有残留应力的转子的最外周面上设置会导致应
力集中的凹凸。因此，现有的同步磁阻电动机中难以在转子的外周面设置凹凸来提高转矩。本专利技术鉴于以上情况而完成，其第一目的在于提供一种转子强度优异且能以低成本制造的同步磁阻旋转电机。此外，本专利技术的第二目的在于，在不降低转子强度的情况下增加转子所产生的转矩。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的同步磁阻旋转电机具有在沿着周向形成的横轴孔之间形成有中央桥部的转子，利用偶数个所述横轴孔和所述中央桥部来构成一个极，其特征在于，所述横轴孔在所述中央桥部的相反侧与所述转子的外周连通，所述中央桥部位于较所述横轴孔的内切圆更靠所述转子的半径方向外侧的位置。专利技术效果根据本专利技术，由于横轴孔与转子外周连通，因此不会在转子的最外周产生组装残留应力的残余区域。因此，能提高转子旋转时的强度。此外，由于是使横轴孔与转子外周连通的结构，原本就不需要侧面桥部，因此也无需为了降低漏磁通而使不具有侧面桥部的钢板与具有侧面桥部的钢板相组合来构成转子。因此，能仅层叠一种钢板来制造转子。此外，由于中央桥部位于较多个横轴孔的内切圆更靠转子的半径方向外侧的位置，因此能提高转子旋转时中央桥部的强度。更详细而言，在制造旋转电机过程中将轴过盈配合于转子时，会在转子钢材上残留周向上的拉伸应力。该残留应力几乎不会在横轴孔的内切圆的外侧产生。另一方面，在转子旋转时，会在中央桥部上产生由离心力引起的拉伸应力。根据本专利技术，在转子旋转时离心力引起的拉伸应力集中的中央桥部位于与主要产生过盈配合加工引起的残留应力的内切圆内隔开的位置，因此能提高转子旋转时中央桥部的强度。附图说明图1是表示本专利技术的同步磁阻旋转电机的一个实施方式的同步磁阻电动机的结构的纵向剖视图。图2是表示本实施方式的转子的一个极的结构的立体图。图3是表示本实施方式的转子的一个极的结构的主视图。图4是表示本专利技术的其它实施方式的同步磁阻旋转电机的转子的一个极的结构的主视图。图5是表示现有的同步磁阻电动机的转子结构的图。具体实施方式下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的同步磁阻旋转电机的一个实施方式的同步磁阻电动机的整体结构的纵向剖视图。图1中，外框1是将同步磁阻电动机整体覆盖的筐体，由铁、铝、不锈钢等构成。外框1的内侧设置有中空圆筒状的固定侧铁心2。该固定侧铁心2通过层叠硅钢板而构成。该固定侧铁心2上设置有孔，该孔中插入有由铜线等构成的定子绕组(省略图示)。在固定侧铁心2的内侧以与固定侧铁心2之间夹着规定间隙的状态插入有旋转侧铁心、即转子3。该转子3通过层叠硅钢板而构成。另外，有时也通过对单纯的铁块进行切削加工来构成转子3。转子3的中心被由铁等构成的轴4贯穿。理想情况下，轴4的中心轴即为转子3的旋转中心轴4a。并且，轴4经由由轴承钢等构成的滚动轴承5被设置于外框1的前后两端的屏蔽件6所支承。该例中，转子3由定子绕组(未图示)所产生的旋转磁场提供能量，绕旋转中心轴4a旋转。本实施方式的特征在于转子3的结构。图2是表示本实施方式的转子3的一个极的结构的立体图。此外，图3是从旋转中心轴4a方向观察转子3的
一个极的主视图。另外，图3中，为了便于理解转子3的结构，除了一个极的结构以外，还用虚线示出其旋转方向上两个相邻极的结构。本实施方式的转子3大体上能分为：旋转中心轴4a附近的芯部31；设置于横轴附近的两个横轴孔35a、35b；从旋转中心轴4a观察时位于横轴孔35a、35b外侧的由转子钢材构成的横轴外周缘部33；形成于横轴孔35a、35b之间并与芯部31和横轴外周缘部33分别相连的各极的中央桥部32；以及设置在直轴方向上的直轴突起37。这里，横轴与直轴相比，磁阻较大，磁通不容易流过，例如能通过使中央桥部32的周向宽度比直轴突起37的周向宽度小来形成。一个极的横轴外周缘部33具有大致圆弧状的截面形状，在转子旋转方向中央经由中央桥部32与芯部31相连。该横轴外周缘部33的外周面具有比从旋转中心轴4a到转子最外周部的距离要大的曲率半径。另外，也可以不像上述那样使整个横轴外周缘部33，而是使横轴外周缘部33的一部分的曲率半径大于从旋转中心轴4a到转子最外周部的距离。在横轴外周缘部33的内侧设置有横轴孔35a、35b。该横轴孔35a、35b被横轴外周缘部33、中央桥部32、以及芯部31从三个方向包围。横轴外周缘部33具有提高直轴电感Ld的作用。与各极相对应的各横轴外周缘部33与相邻的横轴外周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步磁阻旋转电机，具有在沿着周向形成的横轴孔之间形成有中央桥部的转子，利用偶数个所述横轴孔和所述中央桥部来构成一个极，其特征在于，所述横轴孔在所述中央桥部的相反侧与所述转子的外周连通，所述中央桥部位于较所述横轴孔的内切圆更靠所述转子的半径方向外侧的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种同步磁阻旋转电机，具有在沿着周向形成的横轴孔之间形成有中央桥部的转子，利用偶数个所述横轴孔和所述中央桥部来构成一个极，其特征在于，所述横轴孔在所述中央桥部的相反侧与所述转子的外周连通，所述中央桥部位于较所述横轴孔的内切圆更靠所述转子的半径方向外侧的位置。2.如权利要求1所述的同步磁阻旋转电机，其特征在于，所述转子在相邻的两个中央桥部之间具有向半径方向外侧突出...

【专利技术属性】
技术研发人员：持田敏治，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP