旋转电机制造技术

旋转电机包括：励磁元件(710)，上述励磁元件具有包括多个磁极的磁体部(722)；以及电枢(730)，上述电枢具有多相的电枢绕组(731)。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，内禀矫顽力在400[kA/m]以上，并且残留磁通密度在1.0[T]以上。电枢绕组构成为在周向的各导线部之间不设置导线间构件。电枢绕组针对每相具有由多个部分绕组(741)构成的相绕组。部分绕组构成为使导线(743)在沿周向分开设置的同相的导线部中多层地卷绕。相绕组由同相的部分绕组彼此并联连接而构成。同相的部分绕组彼此并联连接而构成。同相的部分绕组彼此并联连接而构成。

【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
[0001]本申请以2019年2月25日申请的日本专利申请第2019
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032185号为基础，在此援引其记载内容。


[0002]本说明书的公开涉及一种旋转电机。

技术介绍

[0003]作为装设于车辆等的旋转电机，已知如下结构：一般包括具有多个永磁体的转子和具有多相的定子绕组的定子。例如，专利文献1公开了一种技术，改进各永磁体的取向方向和各永磁体的配置来提高转子的表面磁通密度，从而实现高转矩化。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2017
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22914号公报

技术实现思路

[0005]当提高了转子的表面磁通密度时，在定子侧容易发生磁饱和。尤其当将残留磁通密度Br较高的永磁体用于转子时，上述倾向更显著。此外，旋转时从定子绕组观察时，转子的永磁体所产生的磁场是交变磁场，因此，当提高了转子的表面磁通密度时，容易增大定子绕组中的涡电流损耗。
[0006]当发生了上述磁通泄漏、涡电流损耗时，存在以下问题：未有效利用来自转子的磁通并且限制了转矩。即，存在即使提高转子的表面磁通密度，也不能如预期那样提高转矩的问题。
[0007]本公开是鉴于上述情况而作出的，其主要目的在于提供一种抑制涡电流损耗并提高转矩的旋转电机。
[0008]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。
[0009]方式一是一种旋转电机，包括励磁元件和电枢，上述励磁元件具有磁体部，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，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，上述磁体部中，内禀矫顽力在400[kA/m]以上，并且残留磁通密度在1.0[T]以上，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，
构成为在周向的各上述导线部之间设置导线间构件，并且作为上述导线间构件，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
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Bs≤Wm
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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不设置导线间构件，上述电枢绕组针对每相具有由多个部分绕组构成的相绕组，上述部分绕组使导线在沿周向分开设置的同相的上述导线部中多层地卷绕而构成，上述相绕组由同相的上述部分绕组彼此并联连接而构成。
[0010]在上述结构的旋转电机中，在电枢中，在沿周向以规定间隔配置的导线部之间未设置导线间构件(所谓的极齿)，或者即使设置导线间构件也是磁力较弱的结构。因此，在励磁元件中产生的磁体磁通与定子绕组的导线部直接交链，随着铜涡流损耗的增加，有可能发生电动机效率的降低或额定热性能的降低。特别地，在如上述那样通过取向来实现磁通密度的强化的结构中，铜涡流损耗的影响有可能会更显著地发生。
[0011]针对这点，在上述结构中，在电枢绕组中，将部分绕组构成为使导线在沿周向分开设置的同相的导线部之间多层地卷绕。另外，各相的相绕组通过将多个部分绕组彼此并联连接而构成。由此，在定子绕组中，能够细分每一根导线的截面积，能够抑制铜涡流损耗的发生，进而能够实现电动机效率的提高和热额定性能的提高。
[0012]方式二在方式一的基础上，上述部分绕组作为上述导线部具有一对中间导线部，上述一对中间导线部沿周向分开规定间隔而设置，并且具有搭接部，上述搭接部设置于轴向一端侧和另一端侧，并且将上述一对中间导线部环状地连接，在上述一对中间导线部和各上述搭接部中，上述导线被多层地卷绕，在上述部分绕组中的上述一对中间导线部之间配置有其他相的上述部分绕组中的上述一对中间导线部中的一个中间导线部，由此各相的上述中间导线部沿周向以规定顺序排列，上述相绕组由同相的上述部分绕组彼此并联连接而构成。
[0013]在上述结构中，部分绕组由沿周向分开规定间隔(规定的线圈间距)而设置的一对中间导线部与轴向一端侧及另一端侧的搭接部形成为环状，在该一对中间导线部之间配置有其他相的部分绕组中的中间导线部，由此各相的中间导线部沿周向以规定顺序排列。在这种情况下，通过将各部分绕组沿周向彼此交叉地配置，能够将各相的中间导线部以规定的排列顺序理想地配置。
[0014]方式三在方式二的基础上，上述部分绕组具有：第一部分绕组，上述第一部分绕组在轴向两侧的线圈边端部中的一侧的第一线圈边端部处，在上述搭接部设置有向径向外侧弯曲的外弯曲部；以及第二部分绕组，上述第二部分绕组在另一侧的第二线圈边端部处在上述搭接部设置有向径向内侧弯曲的内弯曲部，在上述第一线圈边端部侧，上述第二部分绕组的上述搭接部位于上述第一部分绕组中的上述搭接部的轴向外侧，在上述第二线圈边端部侧，上述第一部分绕组的上述搭接部位于上述第二部分绕组中的上述搭接部的轴向外侧，并且上述第一部分绕组和上述第二部分绕组沿周向排列配置。
[0015]在上述结构中，在电枢绕组中，作为部分绕组设置有两种部分绕组(第一部分绕组、第二部分绕组)。而且，在第一线圈边端部侧，第二部分绕组的搭接部位于第一部分绕组
中的搭接部的轴向外侧，在第二线圈边端部侧，第一部分绕组的搭接部位于第二部分绕组中的搭接部的轴向外侧，并且第一部分绕组和第二部分绕组沿周向排列配置。由此，第一部分绕组和第二部分绕组在避免相互干涉的同时沿周向适当地配置。
[0016]方式四在方式三的基础上，在将磁极的极数设为P且将每一相的上述第一部分绕组的数量和上述第二部分绕组的数量分别设为N个的情况下，极数P为4
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N，在上述相绕组中，针对每相，N个上述第一部分绕组和N个上述第二部分绕组全部并联连接。
[0017]在上述结构中，各相的相绕组是将N个第一部分绕组和N个第二部分绕组并联连接而成的2N并联绕组。在这种情况下，由于针对每相将部分绕组全部并联连接，能够使电枢绕组中的各导线的截面积最小化，并且能够进一步实现铜涡流损耗的减小。
[0018]方式五在方式二的基础上，上述电枢绕组通过沿径向排列两层的上述导线部构成，作为上述一对中间导线部，上述部分绕组具有位于径向两层中的内侧的内侧导线部和位于径向两层中的外侧的外侧导线部，上述内侧导线部和上述外侧导线部在轴向一端侧和另一端侧处分别通过上述搭接部连接，各相的上述相绕组具有相同形状的上述部分绕组，在上述轴向一端侧和另一端侧处，在上述搭接部沿周向以相同的朝向排列的状态下，各上述部分绕组沿周向排列配置。
[0019]在上述结构中，在电枢绕组中，使用形状相同的一种部分绕组，在轴向一端侧和另一端侧处，在搭接部沿周向以相同的朝向排列的状态下，各部分绕组沿周向排列配置。由此，沿周向相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机(700)，所述旋转电机包括励磁元件(710)和电枢(730、900)，所述励磁元件具有磁体部(722)，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(731、901)，将所述励磁元件和所述电枢中的任一个设为转子，所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，所述磁体部中，内禀矫顽力在400kA/m以上，并且残留磁通密度在1.0T以上，所述电枢绕组具有在与所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(746、915)，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，并且作为所述导线间构件，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
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Bs≤Wm
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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所述导线部之间不设置导线间构件，所述电枢绕组针对每相具有由多个部分绕组(741、911)构成的相绕组，所述部分绕组构成为使导线(743、913)在沿周向分开设置的同相的所述导线部中多层地绕组，所述相绕组由同相的所述部分绕组彼此并联连接而构成。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述部分绕组作为所述导线部具有一对中间导线部(746、915)，所述一对中间导线部沿周向分开规定间隔而设置，并且具有搭接部(747、748、916、917)，所述搭接部设置于轴向一端侧和另一端侧，并且将所述一对中间导线部环状地连接，在所述一对中间导线部和各所述搭接部中，所述导线被多层地卷绕，在所述部分绕组中的所述一对中间导线部之间配置有其他相的所述部分绕组的所述一对中间导线部中的一个中间导线部，由此各相的所述中间导线部沿周向以规定顺序排列，所述相绕组由同相的所述部分绕组彼此并联连接而构成。3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述部分绕组具有：第一部分绕组(741A)，所述第一部分绕组在轴向两侧的线圈边...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村晓斗，高桥裕树，梅田敦司，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：