同步磁阻型旋转电机制造技术

本发明专利技术实施方式的同步磁阻型旋转电机具有转子铁芯。转子铁芯具有多个磁极，在每个磁极形成有多层朝向径向内侧成为凸出形状的空洞部，并且在空洞部与外周面之间分别形成有连接部。并且，当以相邻的2个磁极之间的边界为磁极边界时，在转子铁芯的外周面上避开磁极边界上的位置、并且夹着磁极边界的两侧中的至少任一侧，形成有沟槽部。

Synchronous reluctance type rotary motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步磁阻型旋转电机
本专利技术实施方式涉及同步磁阻型旋转电机。
技术介绍
同步磁阻型旋转电机具备转子和定子。转子具备能够旋转地轴支、在旋转轴中心沿轴向延伸的转轴，以及嵌套固定在转轴上的转子铁芯。定子具备，具有与转子铁芯隔开间隔配置在转子铁芯的外周、沿周向互相隔开间隔排列的多个齿部的定子铁芯，以及分别卷绕在多个齿部上的多个极的多相电枢线圈。在转子铁芯的每个磁极形成有多层朝向径向内侧成为凸出形状的空洞部。通过这样形成空洞部，在转子铁芯上形成磁通容易流通的方向和磁通难以流通的方向。于是，同步磁阻型旋转电机利用空洞部产生的磁阻转矩使转轴旋转。但是，同步磁阻型旋转电机设想在各种领域使用，要求进一步大功率化和小型化。由此，希望同步磁阻型旋转电机高性能化和高速旋转化。另一方面，如果在转子铁芯上形成空洞部，则转子铁芯容易变形。因此，如果使转子铁芯高速旋转，则存在由此产生的离心力使转子铁芯变形的可能性。其中，通过将形成在空洞部的长度方向两端与转子铁芯的外周面之间的称为连接部的地方的壁厚设定较厚，有可能使转子铁芯难以变形。但是，如果将连接部的壁厚设定较厚，则在连接部的地方(磁路)存在产生磁通泄漏的可能性。因此，存在难以获得所希望的磁阻转矩、同步磁阻型旋转电机的转矩特性下降的可能性。在先技术文献专利文献【专利文献1】日本国特开平9－331661号公报【专利文献2】日本国特开2006－325297号公报【专利文献3】日本国特开2014－176263号公报
技术实现思路
本专利技术想要解决的问题就是，提供使转子铁芯难以变形、并且能够提高转矩特性的同步磁阻型旋转电机。用于解决问题的手段实施方式的同步磁阻型旋转电机具有转子铁芯。转子铁芯具有多个磁极，在每个磁极上形成有多层朝向径向内侧成为凸出形状的空洞部，并且在空洞部与外周面之间分别形成有连接部。并且，当以相邻的2个磁极之间的边界为磁极边界时，在转子铁芯的外周面上避开磁极边界的位置、并且夹着磁极边界的两侧中的至少任一侧，形成有沟槽部。附图说明图1为表示实施方式的同步磁阻型旋转电机的局部剖视立体图。图2为表示实施方式的旋转电机的局部结构的与旋转轴线正交的剖视图。图3为表示实施方式的转子的立体图。图4为图2的A部放大图。图5为图2的B部放大图。图6为实施方式的施加于转子铁芯的应力的分布图。图7为表示实施方式的变形例中旋转电机的局部结构的与旋转轴线正交的剖视图。具体实施方式下面参照附图说明实施方式的同步磁阻型旋转电机。图1为表示同步磁阻型旋转电机(以下简称为“旋转电机”)1的局部剖视立体图。如该图所示，旋转电机1具备壳体2、固定在壳体2内的定子3、围绕旋转轴线O旋转自由地支承在壳体2内的转子4。另外，在以下的说明中，将与旋转轴线O平行的方向简称为轴向，将围着旋转轴线O的方向简称为周向，将与旋转轴线O正交的径向简称为径向。壳体2具备近似圆筒状的框架5和堵塞框架5的轴向两端的开口部5a、5b的轴承座6、7。各轴承座6、7形成为近似圆板状。在各轴承座6、7的径向的大致中央，设置有分别旋转自由地支承转子4的轴承8、9。图2为表示旋转电机1的局部结构的与旋转轴线O正交的剖视图。另外，图2仅表示了旋转电机1的1/4扇区，即1/4周的圆周角区域。如图1、图2所示，定子3具有近似圆筒状的定子铁芯10。该定子铁芯10的外周面内嵌固定在框架5的内周面上。定子铁芯10的径向中心与旋转轴线O一致。并且，定子铁芯10能够层叠多块电磁钢板、或者加压成型软磁粉末形成。在定子铁芯10的内周面上一体成型有向旋转轴线O突出、沿周向等间隔排列的多个齿部11。齿部11形成为截面近似矩形形状。并且，以相邻的齿部11之间配置1个开槽12的方式沿周向等间隔地形成有多个开槽12。电枢线圈13通过这些开槽12卷绕到各齿部11上。图3为表示转子4的立体图。如图2、图3所示，转子4配置在比定子铁芯10靠径向内侧。转子4具备沿轴向延伸的旋转轴14和嵌套固定在旋转轴14上的近似圆柱状的转子铁芯15。转子铁芯15能够通过层叠多块电磁钢板、或者加压成型软磁粉末来形成。转子铁芯15的外径设定为在与径向相对置的各齿部11之间形成规定的空隙G。并且，在转子铁芯15的径向中央形成有贯穿轴向的通孔16。旋转轴14压入该通孔16中等，旋转轴14和转子铁芯15成为一体地旋转。而且，在转子铁芯15的每个1/4周的圆周角区域沿径向排列形成有4层空洞部(磁通屏障)21、22、23、24(第1空洞部21、第2空洞部22、第3空洞部23、第4空洞部24)。即，在径向的最外侧形成第1空洞部21，从该第1空洞部21朝向径向内侧依次排列形成有第2空洞部22、第3空洞部23、第4空洞部24。于是，第4空洞部24配置在径向最内侧。并且，各空洞部21～24沿着给电枢线圈13通电时形成的磁通流通地形成。即，各空洞部21～24以周向中央位于径向最内侧(朝向径向内侧成为凸出形状)的方式弯曲形成。由此，在转子铁芯15上形成磁通容易流通的方向和磁通难以流通的方向。另外，在以下的说明中，有时将从旋转轴线O方向看的各空洞部21、22、23、24的长度方向(图2中为大致左右方向)简称为空洞部21、22、23、24的长度方向进行说明。在本实施方式中，将磁通容易流通的方向称为q轴。并且，将沿与q轴电气、磁气正交的径向的方向称为d轴。即，各空洞部21～24在沿d轴的径向上成多层结构。更详细为，在转子铁芯15中q轴方向将磁通的流通不受各空洞部21～24妨碍的方向称为q轴。即，将正磁极位(例如靠近磁铁的N极)赋予转子铁芯15的外周面15a的任意圆周角度的位置。并且，将负磁极位(例如靠近磁铁的S极)赋予离正磁极位1个磁极的量(本实施方式的情况下为90度机械角)的其他任意圆周角度的位置。并且，在这样的正磁极位与负磁极位的位置向周向错开的情形下，将从磁通流通最多时的旋转轴线O朝向任意位置的方向定义为q轴。于是，各空洞部21～24的长度方向为q轴。另一方面，将磁通的流通被各空洞部21～24妨碍的方向，即与q轴磁气正交的方向称为d轴。在本实施方式中，与被各空洞部21～24分隔成离旋转轴线O近的区域和离旋转轴线O远的区域的2个转子铁芯部分相对的方向平行的方向为d轴。并且，在像本实施方式这样多层形成各空洞部21～24的情形下(本实施方式为4层)，重叠的方向为d轴。本实施方式中，d轴并不局限于与q轴电气、磁气正交，也可以与正交角度具有一定程度的角度宽度(例如机械角10度左右)相交。这样，转子铁芯15构成为4个磁极，在每个磁极(转子铁芯15的1/4周的圆周角区域)上形成4层空洞部21～24。并且，1个磁极指q轴之间的区域。另外，在以下的说明中，将d轴称为磁极中心C1。q轴(1/4周圆的周角区域的周向两端)为相邻的2个磁极之间的边界，称为磁极边界E1。即，各空洞部21～24以磁极中心C1位于径向最内侧的方式朝向径向内侧弯曲形成。并且，各空洞部21～24以从轴向看长度方向的两端位于转子铁芯15的外周部的方式弯曲形成。并且，各空洞部21～24以越靠近长度方向两端的地方越沿磁极边界E1、并且越靠近长度方向中央的地方越与磁极中心C1正交的方式形成。在q轴方向上，在各空洞部21～24的长度方向两端与转子铁芯15的外周面15a之间分别形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步磁阻型旋转电机，具备转子铁芯，该转子铁芯具有多个磁极，在每个磁极形成有多层朝向径向内侧成为凸出形状的空洞部，并且在所述空洞部与外周面之间分别形成有连接部，当将相邻的2个磁极之间的边界作为磁极边界时，在所述转子铁芯的外周面上避开所述磁极边界上的位置、并且夹着所述磁极边界的两侧中的至少任一侧，形成有沟槽部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 JP 2016-1992281.一种同步磁阻型旋转电机，具备转子铁芯，该转子铁芯具有多个磁极，在每个磁极形成有多层朝向径向内侧成为凸出形状的空洞部，并且在所述空洞部与外周面之间分别形成有连接部，当将相邻的2个磁极之间的边界作为磁极边界时，在所述转子铁芯的外周面上避开所述磁极边界上的位置、并且夹着所述磁极边界的两侧中的至少任一侧，形成有沟槽部。2.如权利要求1所述的同步磁阻型旋转电机，所述沟槽部遍及所述转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本昌明，荒木贵志，山本雄司，竹内活德，松下真琴，长谷部寿郎，
申请(专利权)人：东芝产业机器系统株式会社，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP