旋转电机制造技术

旋转电机(10)包括励磁元件(40)和电枢(50)，上述励磁元件具有磁体部(42)，该磁体部包含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(51)，将上述励磁元件和上述电枢中的任一个设为转子。在径向上，在上述磁体部与上述电枢绕组之间设置有磁性体的保护条带(1000、1020、2000、3000)。

【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2018年12月27日申请的日本专利申请第2018-245780号专利为基础，在此援引其记载内容。
本说明书的公开涉及一种旋转电机。
技术介绍
以往，作为旋转电机，逐渐普及一种IPM(InteriorPermanentMagnet：内部永磁体)式的转子，在层叠电磁钢板而成的转子铁芯形成磁体收容孔，并将磁体插入该磁体收容孔。另外，作为旋转电机的转子，还提出了与上述IPM式的转子不同的SPM(SurfacePermanentMagnet：表面式永磁体)式的转子(例如，专利文献1、专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2011-250508号公报专利文献2：日本专利特开平6-70522号公报
技术实现思路
但是，在采用SPM式的转子的旋转电机中，在转子旋转时，若磁体脱落而与定子绕组接触，则会发生绝缘不良。本公开是鉴于上述情况作出的，其主要目的在于提供一种防止磁体部和电枢绕组接触的旋转电机。为了解决上述技术问题的第一方式是一种旋转电机，上述旋转电机包括励磁元件和电枢，上述励磁元件具有磁体部，该磁体部包含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一个设为转子，其中，在径向上，在上述磁体部与上述电枢绕组之间设置有磁性体的保护条带。在上述结构中，在径向上，在磁体部与电枢绕组之间设置有保护条带。通过保护条带，能够防止磁体部与电枢绕组接触。但是，在磁体部与电枢绕组之间设置有非磁性体的保护条带的情况下，同磁体部与电枢绕组之间的气隙变大的情况具有相同的意思。即，磁阻变大，转矩减少。因此，将保护条带设为磁性体。由于磁通经过磁阻较少的保护条带，因此，与配置有磁阻较大的非磁性体的情况相比，能够抑制磁通下降。第二方式在第一方式中，上述保护条带形成为对上述磁体部的电枢侧周面进行覆盖的筒状，并且以对上述电枢侧周面在径向上的移动进行限制的方式对上述磁体部的上述电枢侧周面进行固定。由此，能够防止磁体部与电枢绕组接触，并且防止磁体从磁体部脱落。第三方式在第一方式中，上述保护条带收容于上述磁体部的电枢侧周面上沿周向设置的收容槽中，并且以对上述电枢侧周面在径向上的移动进行限制的方式固定上述电枢侧周面。由此，能够防止磁体从磁体部脱落，并且防止磁体部与电枢绕组接触。另外，由于收容于收容槽内，因此，能够在径向上使磁体部与电枢绕组之间的气隙变小。第四方式在第一方式或第二方式中，上述保护条带形成为对上述电枢绕组的励磁元件侧周面进行覆盖的筒状，并且以对上述励磁元件侧周面在径向上的移动进行限制的方式对上述电枢绕组的上述励磁元件侧周面进行固定。由此，能够抑制电枢绕组的配置发生偏移。由于形成为对电枢绕组的励磁元件侧周面进行覆盖的筒状，因此，能够抑制电枢绕组的配置发生移动。特别是在采用电枢绕组的配置容易偏移的无极齿的电枢的情况下，能够理想地抑制位置发生偏移。第五方式在第一方式至第四方式的任一方式中，上述保护条带形成为在径向上在与上述磁体部分离且与上述电枢绕组分离的位置处立设的筒状。由于未覆盖磁体部和电枢绕组的表面，因此，空气等流体能够在磁体部与保护壁之间以及电枢绕组与保护壁之间经过。因此，能够防止磁体部与电枢绕组接触，并且提高冷却性能。第六方式在第一方式至第五方式的任一方式中，上述保护带的径向上的厚度尺寸在轴向和周向的任一方向上均是均匀的。使作为磁性体的保护条带的径向上的厚度尺寸在轴向和周向的任一方向上均是均匀的。由此，能够使磁体部与电枢绕组之间的磁阻均匀。因此，能够抑制转矩脉动等。第七方式在第一方式至第六方式的任一方式中，上述保护条带的径向的厚度尺寸比上述磁体部的一磁极内的与一相对应的周向的宽度尺寸小。通过在磁体部与电枢绕组之间配置磁性体的保护条带，来自磁体部的磁通的一部分有可能不与电枢绕组交链，而在保护条带内发生短路(短接)。或者，来自电枢绕组的磁通的一部分有可能不与磁体部交链，而是在保护条带内发生短路(短接)，从而成为磁通泄漏。而且，保护条带的厚度尺寸越大，短路的磁通量越大。因此，使保护条带的径向的厚度尺寸比磁体部的一磁极内的与一相对应的周向的宽度尺寸小。由此，能够抑制磁通泄露。第八方式在第一方式至第七方式的任一方式中，当将上述磁体部的残留磁通密度设为B10，将上述保护条带的饱和磁通密度设为B20，将一磁极中的上述磁体部的周向的宽度尺寸设为W10，将上述保护条带的径向上的厚度尺寸设为L20时，使用满足B10×W10＞B20×L20的关系的上述磁体部和上述保护条带。如果保护条带磁饱和，则磁通在保护条带内不会再短路。并且，磁体部的残留磁通密度越大，另外，一磁极中的磁体部的周向的宽度尺寸越大，则来自磁体部的磁通量越大，越容易磁饱和。另一方面，保护条带的饱和磁通密度越大，此外，保护条带的径向上的厚度尺寸越大，越难以磁饱和。因此，使用满足B10×W10＞B20×L20的关系的磁体部和保护条带。由此，保护条带容易磁饱和，能够抑制磁通泄漏。第九方式在第一方式至第八方式的任一方式中，包括控制部，上述控制部基于指令电压和载波来生成PWM信号，并且利用该PWM信号对上述电枢绕组的通电电流进行PWM控制。例如，在无铁芯的电动机等低电感的旋转电机中，时间常数容易变小。而且，若时间常数变得过小，则在进行PWM控制的情况下，低电流时的控制性变差。即，由于时间常数较小的缘故，电流容易变化，从而PWM控制中的电流波形容易紊乱。因此，配置了磁性体的保护条带。由此，电感变大，从而能够使时间常数变大。因此，在进行PWM控制的情况下，能够提高低电流时的控制性。第十方式在第一方式至第九方式的任一方式中，上述电枢绕组具有在与上述励磁元件相对的位置处沿着周向以规定间隔配置的导线部，在上述电枢中，构成为在周向的各上述导线部之间设置导线间构件，并且作为该导线间构件，使用当将一磁极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，将一磁极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非磁性材料，或者构成为在周向的各上述导线部之间没有设置导线间构件。由于没有发生磁饱和的极齿等，因此，能够实现低电感。由此，能够提高转矩。第十一方式在第一方式至第十方式的任一方式中，上述电枢绕组具有在与上述励磁元件相对的位置处沿着周向以规定间隔配置的导线部，上述导线部的径向的厚度尺寸比一磁极内与一相对应的周向的宽度尺寸小。由此，能够减少涡电流损耗。第十二方式在第一方式至第十一方式的任一方式中，上述磁体部构成为取向成与作为磁极边界的q轴侧相比，易磁化轴的方向在作为磁极中心的d轴侧更平行于d轴。由此，能够使磁体部的表面磁通密度分布接近正弦形状，并且提高d轴处的磁通密度。因此，能够抑制转矩脉动、涡电流损耗，并且提高转矩。...

【技术保护点】
1.一种旋转电机，/n所述旋转电机(10)包括励磁元件(40)和电枢(50)，所述励磁元件具有磁体部(42)，所述磁体部包含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)，将所述励磁元件和所述电枢中的任一个设为转子，/n所述旋转电机在径向上，在所述磁体部与所述电枢绕组之间设置有磁性体的保护条带(1000、1020、2000、3000)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181227 JP 2018-2457801.一种旋转电机，
所述旋转电机(10)包括励磁元件(40)和电枢(50)，所述励磁元件具有磁体部(42)，所述磁体部包含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)，将所述励磁元件和所述电枢中的任一个设为转子，
所述旋转电机在径向上，在所述磁体部与所述电枢绕组之间设置有磁性体的保护条带(1000、1020、2000、3000)。


2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述保护条带形成为对所述磁体部的电枢侧周面进行覆盖的筒状，并且以对所述电枢侧周面在径向上的移动进行限制的方式对所述磁体部的所述电枢侧周面进行固定。


3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述保护条带收容于在所述磁体部的电枢侧周面上沿周向设置的收容槽(1010)中，并且以对所述电枢侧周面在径向上的移动进行限制的方式固定所述电枢侧周面。


4.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，
所述保护条带形成为对所述电枢绕组的励磁元件侧周面进行覆盖的筒状，并且以对所述励磁元件侧周面在径向上的移动进行限制的方式对所述电枢绕组的所述励磁元件侧周面进行固定。


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，
所述保护条带形成为在径向上在与所述磁体部分离且与所述电枢绕组分离的位置处立设的筒状。


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，
所述保护条带的径向上的厚度尺寸在轴向和周向的任一方向上均是均匀的。


7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述保护条带的径向的厚度尺寸比所述磁体部的一磁极内的与一相对应的周向的宽度尺寸小。


8.如权利要求1至7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
当将所述磁体部的残留磁通密度设为B10，将所述保护条带的饱和磁通密度设为B20，将一磁极中的所述磁体部的周向的宽度尺寸设为W10，将所...

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