旋转电机制造技术

旋转电机(10)包括励磁元件(40)和电枢(50)。磁体部(42)具有：磁体磁路沿着径向的第一磁体(1131)；以及磁体磁路沿着周向的第二磁体(1132)。多个第一磁体(1131)在周向上以规定间隔配置，并且多个第二磁体(1132)配置于第一磁体(1131)之间的位置。在径向上，励磁元件铁芯构件(43)和磁体部(42)层叠，使用当将磁体部(42)的残留磁通密度设为Br，将励磁元件铁芯构件(43)的饱和磁通密度设为Bsc，将第一磁体(1131)的电枢相反侧周面的距离设为Ma，将励磁元件铁芯构件(43)的厚度尺寸设为Wsc时，满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体部(1131)和励磁元件铁芯构件(43)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机相关申请的援引本申请以2017年12月28日申请的日本专利申请2017-255080号专利、2018年7月26日申请的日本专利申请2018-140738号专利以及2018年9月5日申请的日本专利申请2018-166446号专利为基础，在此援引其记载内容。
本说明书的专利技术涉及一种旋转电机。
技术介绍
以往，作为旋转电机，在将电磁钢板层叠而成的转子铁芯上形成磁体收容孔，并且在该磁体收容孔中插入磁体的IPM(InteriorPermanentMagnet)型的转子不断普及。例如，在专利文献1中，公开了对磁铁收容孔的形状进行改进，对与从转子朝向定子的磁通相反方向的磁场进行抑制，并且增加与定子交链的磁通的技术。在这样的旋转电机中，进行了将永磁体、转子、定子等的形状最优化的设计，并且同时实现了旋转电机的能力提高和对永磁体的反磁场的耐力提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2014-093859号公报
技术实现思路
另外，作为旋转电机的转子，除了上述IPM型的转子之外，还提出了SPM(SurfacePermanentMagnet：表面式永磁体)型的转子。同样地，这样的SPM型的转子为了对与从转子朝向定子的磁通相反方向的磁场进行抑制，并且增加与定子交链的磁通，进行了将永磁体、转子、定子等的形状最优化的设计。以往，已知一种旋转电机，通过将永磁体的磁体阵列设为海尔贝克阵列来增加磁通密度。对海尔贝克阵列进行详细说明，永磁体具有将磁体磁路设为径向的第一磁体和将磁体磁路设为周向的第二磁体，在周向上配置有第一磁体并且在周向上相邻的第一磁体之间配置有第二磁体。由此，能增加向定子侧的磁通密度并能实现旋转电机的小型高输出化。因此，在采用海尔贝克阵列的情况下，从永磁体的定子相反侧会泄漏磁通。在从定子相反侧泄漏磁通时，存在来自定子侧的磁通密度降低这样的问题。本公开鉴于上述情况而作，其主要目的在于提供一种能使磁通密度提高的旋转电机。本说明书公开的多个方式采用互相不同的技术手段来实现各个目的。参照后续详细的说明和附图，可以更明确本说明书公开的目的、特征和效果。方式1A是一种旋转电机，包括励磁元件和电枢，上述励磁元件具有磁体部，所述磁体部具有极性在周向上交替的多个磁极，上述电枢具有多相的电枢绕组，将上述励磁元件和上述电枢中的任意一个设为转子，上述磁体部具有：多个第一磁体，上述多个第一磁体的磁体磁路沿着径向设置；以及多个第二磁体，上述多个第二磁体的磁体磁路沿着周向设置，多个上述第一磁体在上述周向上以规定间隔配置，并且多个上述第二磁体配置于在上述周向上相邻的上述第一磁体之间的位置，上述励磁元件在比上述磁体部更靠电枢相反侧处具有软磁性体即圆环状的励磁元件铁芯构件，在径向上，上述励磁元件铁芯构件和上述磁体部层叠，使用当将上述磁体部的残留磁通密度设为Br，将上述励磁元件铁芯构件的饱和磁通密度设为Bsc，将上述第一磁体的周面中的电枢相反侧周面的周向上的距离设为Ma，将上述励磁元件铁芯构件的径向上的厚度尺寸设为Wsc时，满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体部和励磁元件铁芯构件。通过采用上述这样的磁体阵列，能够设为具有与正弦波相近的磁通密度分布的磁体部。通过具有与正弦波相近的磁通密度分布的磁体部，能够实现转矩增强，并且由于缓慢的磁通变化，能够抑制涡电流损耗。另外，还能够降低转矩纹波。然而，通过采用上述这样的磁体阵列，容易从磁体部的电枢相反侧泄漏磁通。因此，优选的是，在比磁体部更靠电枢相反侧，设置软磁性体即圆环状的励磁元件铁芯构件，并且使该励磁元件铁芯构件层叠于磁体部。在将励磁元件铁芯构件层叠于磁体部的情况下，为了使旋转电机小型化，或者使转子的径向内侧的体积扩大，优选的是，径向的厚度较薄，但是在过薄时，会发生磁通泄露。因此，使用满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体和励磁元件铁芯构件。由此，能够适当地抑制磁通泄漏，并且使径向的厚度变薄。方式2A在方式1A中，使用当将上述磁体的径向上的剪切应力设为Tr，将上述励磁元件铁芯构件的径向上的剪切应力设为Ts时，满足Tr×Ma＜Ts×Wsc的关系的磁体和励磁元件铁芯构件。由于将多个磁体沿周向排列配置，因此在旋转时，每个磁体分别产生离心力，并且从各磁体对励磁元件铁芯构件施加力。另外，在将旋转电机用于车辆的情况下，在具有台阶的地面上行驶时，由于振动，每个磁体都对励磁元件铁芯构件施加力。在这些情况下，在励磁元件铁芯构件中，产生对于从各磁体施加的力的应力。并且，如果励磁元件铁芯构件的应力(剪切应力)比从各磁体施加的力(外力)小，则会开裂。因此，使用满足Tr×Ma＜Ts×Wsc的关系的磁体和励磁元件铁芯构件。因此，能够使磁体部和磁体保持部在具有适当的强度的同时使厚度变薄。即，能够适当地保持磁体。方式3A在方式1A或2A中，上述磁体的内禀矫顽力为400[kA/m]以上，并且残留磁通密度为1.0[T]以上。由此，磁体的磁通密度变高。然而，由于使用满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体和励磁元件铁芯构件，因此，能够适当地抑制磁通泄露。方式4A在方式1A至3A的任一项中，上述电枢绕组具有在与上述励磁元件相对的位置处沿周向以规定间隔配置的导线部，在上述电枢中，构成为在周向的上述各导线部之间设置导线间构件，并且使用当将一个磁极中的上述导线间构件的周向的宽度尺寸设为Wt，将上述导线间构件的饱和磁通密度设为Bs，将一个磁极中的上述磁体部的周向的宽度尺寸设为Wm，将上述磁体部的残留磁通密度设为Br时，满足Wt×Bs≤Wm×Br的关系的磁性材料或者非磁性材料，作为上述导线间构件，或者构成为在周向的上述各导线部之间不设置导线间构件。由此，即使提高磁通密度，也不会在电枢中磁饱和，从而能够消除磁饱和引起的转矩限制。方式5A在方式1A至4A的任一项中，上述电枢绕组具有在与上述励磁元件相对的位置处沿周向以规定间隔配置的导线部，并且构成上述导线部的各导线为以下那样的线材集合体：捆扎多股线材并且捆扎的线材之间的电阻值大于上述线材本身的电阻值。通过设为具有与正弦波相近的磁通密度分布的磁体部，将各导线设为线材集合体，能够进一步抑制导线部的涡电流损耗。方式6A在方式1A至5A的任一项中，上述电枢绕组具有在与上述励磁元件相对的位置处沿周向以规定间隔配置的导线部，并且上述导线部的径向的厚度尺寸比一个磁极内的一相的周向的宽度尺寸小。由此，能够在提高转矩的同时，抑制导线部的涡电流损耗。另外，以往，作为旋转电机，在将电磁钢板层叠而成的转子铁芯上形成磁体收容孔，并且在该磁体收容孔中插入磁体的IPM(InteriorPermanentMagnet)型的转子不断普及。作为这样的转子所采用的磁体，例如存在专利文献2(日本专利特开2017-99071号公报)所示的磁体。根据专利文献2，能够设为具有与正弦波相近的表面磁通密度分布的磁体，并且磁通变化比径向磁体缓和，因而能够抑制涡电流损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机(10、200、300)，具有励磁元件(40、204、234)和电枢(50、203、237)，所述励磁元件具有磁体部(42、239)，所述磁体部包括极性在周向上交替的多个磁极，所述电枢具有多相的电枢绕组(51、202)，所述励磁元件和所述电枢中的任意一个为转子，/n所述磁体部具有多个第一磁体(1131)和多个第二磁体(1132)，多个所述第一磁体设置成磁体磁路沿着径向，多个所述第二磁体设置成磁体磁路沿着周向，/n多个所述第一磁体在所述周向上以规定间隔配置，并且多个所述第二磁体配置于在所述周向上相邻的所述第一磁体之间的位置，/n在比所述磁体部更靠电枢相反侧，所述励磁元件包括软磁性体即圆环状的励磁元件铁芯构件(43)，/n在径向上，所述励磁元件铁芯构件和所述磁体部层叠，/n使用当将所述磁体部的残留磁通密度设为Br，将所述励磁元件铁芯构件的饱和磁通密度设为Bsc，将所述第一磁体的周面中的、电枢相反侧周面的周向上的距离设为Ma，将所述励磁元件铁芯构件的径向上的厚度尺寸设为Wsc时，满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体部和励磁元件铁芯构件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 JP 2017-255080;20180726 JP 2018-140738;201.一种旋转电机(10、200、300)，具有励磁元件(40、204、234)和电枢(50、203、237)，所述励磁元件具有磁体部(42、239)，所述磁体部包括极性在周向上交替的多个磁极，所述电枢具有多相的电枢绕组(51、202)，所述励磁元件和所述电枢中的任意一个为转子，
所述磁体部具有多个第一磁体(1131)和多个第二磁体(1132)，多个所述第一磁体设置成磁体磁路沿着径向，多个所述第二磁体设置成磁体磁路沿着周向，
多个所述第一磁体在所述周向上以规定间隔配置，并且多个所述第二磁体配置于在所述周向上相邻的所述第一磁体之间的位置，
在比所述磁体部更靠电枢相反侧，所述励磁元件包括软磁性体即圆环状的励磁元件铁芯构件(43)，
在径向上，所述励磁元件铁芯构件和所述磁体部层叠，
使用当将所述磁体部的残留磁通密度设为Br，将所述励磁元件铁芯构件的饱和磁通密度设为Bsc，将所述第一磁体的周面中的、电枢相反侧周面的周向上的距离设为Ma，将所述励磁元件铁芯构件的径向上的厚度尺寸设为Wsc时，满足Br×Ma≤Bsc×Wsc的关系的磁体部和励磁元件铁芯构件。


2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
使用当将所述第一磁体或所述第二磁体的径向上的剪切应力设为Tr，将所述励磁元件铁芯构件的径向上的剪切应力设为Ts时，满足Tr×Ma＜Ts×Wsc的关系的磁体部和励磁元件铁芯构件。


3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述磁体部的内禀矫顽力为400kA/m以上，并且残留磁通密度为1.0T以上。


4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述电枢绕组具有导线部(81、82)，所述导线部在与所述励磁元件相对的位置处以规定间隔沿周向配置，
在所述电枢中，
构成为在周向的各所述导线部之间设置导线间构件(57、142、143)，并且使用当将一磁极的所述导线间构件的周向的宽度尺寸设为Wt，将所述导线间构件的饱和磁通密度设为Bs，将一磁极的所述磁体部的周向的宽度尺寸设为Wm，将所述磁体部的残留磁通密度设为Br时，满足Wt×Bs≤Wm×Br的关系的磁性材料或者非磁性材料，作为所述导线间构件，
或者构成为，在周向的各所述导线部之间不设置导线间构件。


5.如权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述电枢绕组具有导线部(81、82)，所述导线部在与所述励磁元件相对的位置处以规定间隔沿周向配置，
构成所述导线部的各导线为以下那样的线材集合体：捆扎多股线材(86)并且捆扎的线材之间的电阻值大于所述线材本身的电阻值。


6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述电枢绕组具有导线部(81、82)，所述导线部在与所述励磁元件相对的位置处以规定间隔沿周向配置，
所述导线部的径向的厚度尺寸小于一磁极内的与一相对应的周向的宽度尺寸。


7.一种旋转电机(10)，包括励磁元件(40)和电枢(50)，所述励磁元件具有磁体部(1042、3042)，所述磁体部包括极性在周向上交替的多个磁极，所述电枢具有多相的电枢绕组(51)，所述励磁元件和所述电枢中的任意一个为转子，
所述磁体部包括：具有直线状的磁化矢量的多个第一磁体(1010、3010)；以及具有直线状的磁化矢量的多个第二磁体(1020)，
多个所述第一磁体在所述周向上以规定间隔配置，并且多个所述第二磁体配置于在所述周向上相邻的所述第一磁体之间的位置，
所述第一磁体中的磁化矢量沿着所述转子的径向、或相较于所述径向更朝成为磁极中心的d轴侧倾斜的方向，
与所述第一磁体的磁化矢量相比，所述第二磁体中的磁化矢量更接近周向。


8.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，
所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥裕树，岩濑和也，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP