永磁体埋入型电动机制造技术

本发明专利技术涉及永磁体埋入型电动机。本发明专利技术的课题是，根据外径与永磁体一个磁极份额的角度等相对关系，决定为了埋入永磁体而设置的转子内的缝隙端部形状，再使外径的一部分为直线形状，通过这样得到能够减少制造工序中的材料废弃量，而且减小转矩脉动、振动及噪声等的永磁体埋入型电动机。本发明专利技术的解决手段是，具备在有多个缝隙（２０）的转子（１１）内部埋入永磁体（１２）的转子（１１）的永磁体埋入型电动机中，上述缝隙（２０）具有在与转子（１１）的半径方向垂直的方向上埋入永磁体（１２）的部分及两端部的Ｌ字形空隙部分（２２），转子一个磁极份额的角度（θ１）与Ｌ字形空隙部分的角度（θ２）满足以下的条件，即０．１≤θ２／θ１≤０．３。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将在具有多个缝隙的转子的上述缝隙内埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机。
技术介绍
永磁体埋入型电动机是能在使转子高速旋转的多种用途中使用的电动机。在具有这样将永磁体埋入转子的结构的电动机中，最少对称配置一对永磁体。作为通常广泛采用的结构，是将2对永磁体以磁极交替反转的位置关系埋入的。这样，在埋入2对永磁体的结构中，若埋入后的相邻永磁体的间隔较小，则由于相邻磁极相互之间产生的磁通短路，而使转子内部的磁通流向产生散乱，与定子的相互作用中产生的电磁力衰减，不能得到使电动机旋转所必需的转矩。这样出现的问题是，将产生齿槽转矩，进而引起电动机旋转效率降低。为了解决上述的问题，已经有了若干个专利技术。例如已知有下述技术，即为了使埋入转子的永磁体的外侧轮廓的外径小于通过相邻永磁体的顶点的外径，而使各永磁体的外径中心产生偏心，通过这样减薄永磁体相邻部分的厚度，转子形状形成花瓣状的结构，从而能够减少磁通的短路，实现无转矩波动的平稳的旋转(例如参照专利文献1，即日本专利特开2000-350393号公报)。作为其他例子还有一种是采用下述方法，即在埋入永磁体的转子的缝隙两侧设置气隙，通过这样对相邻的磁极相互之间实施磁绝缘，防止磁通短路，从而防止作为产生转矩的来源的磁力出现衰减(参照例如专利文献2、3，即日本专利特开平05-236684号公报和特开2000-069717号公报)。另外，上述那样具有将永磁体埋入转子的结构的电动机，在转子铁心的磁通变化少的位置上形成通孔，在该通孔中插入使叠片结构的转子铁心牢固地形成一体的销子或螺栓而构成。通过这样，能够减少转子铁心磁通的散乱，提高电动机的旋转效率(参照专利文献4，即日本专利特开平5-236686号公报)。但是，已有的专利技术虽都是在永磁体埋入型电动机中，具有减少齿槽转矩及减少反电动势失真率的效果，但是如果转子磁通分布在极性反转的附近的形状不进一步改善，则不能够充分减小转矩脉动，也不能够充分减小噪声及振动。特别是，为了防止相邻永磁体相互之间的短路，在转子内的规定部位设置气隙，这对于防止旋转所必需的转矩的衰减及减少转矩波动是有效的。但是，转子内设置的气隙的形状和大小是影响整个电动机大小的重要因素，重要的是要想办法形成最佳的形状及大小。对此若不努力想办法，加大气隙则成为电动机内出现无用部分的原因。另外，若仅单纯减小气隙，则不能希望有防止磁通短路、减少转矩波动的效果。因而，重要的是要想办法使得在转子的形状及转子中设置的规定的气隙的形状有最佳结构。另外，转子在其制造工序中，是将多片转子片层叠形成的。转子片是例如将硅钢板利用冲床等冲制而成，为了使转子形状成为花瓣状，则转子片也必须是花瓣状。但是，由于转子片是从一张硅钢板连续冲制成多片转子片的，因此在转子片的外形是花瓣状的情况下，相邻的转子片相互之间若不设置间隙，则不能进行冲制。也就是说，即使以将相邻的转子片以相互之间在硅钢板上没有间隙的形式进行布置的情况下对其进行冲制，转子片相互之间也只以一点接触，其他均为间隙，该间隙相应部分的硅钢板材料不能用作转子片，材料不可能得到有效利用。另外，在已有的永磁体埋入型电动机中，即使在磁通变化少的位置形成孔，但在销子或螺栓等使铁心一体化的固定构件采用磁性体的情况下，并不是完全不产生铁损(磁滞损耗+涡流损耗)，由于损耗而引起旋转效率降低。另外，若不想办法改善转子磁通分布在极性反转附近的形状及转子外周形状，则齿槽转矩及反电动势失真率增大，不能够充分减小噪声及振动。本专利技术正是为了解决以上那样的已有技术的存在问题而作出的，其目的在于提供能够减小转矩脉动，减小振动及噪声的永磁体埋入型电动机。本专利技术的目的还在于，提供在转子的制造过程中还能够减少材料废弃量的永磁体埋入型电动机。本专利技术的目的还在于，提供能够防止铁损产生，提高电动机的旋转效率的永磁体埋入型电动机。
技术实现思路
本专利技术是将在具有多个缝隙的转子内部埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机，其结构的特征在于，上述缝隙具有在与转子半径方向垂直的方向上将永磁体埋入的部分、以及与该永磁体埋入部分相连的两端部的L字形空隙部分，转子一个磁极份额的角度(θ1)与L字形空隙部分的角度(θ2)的关系为0.1≤θ2/θ1≤0.3。最好是θ2/θ1设定为0.15≤θ2/θ1≤0.25，还有，最好是将θ2/θ1设定为近似0.2。通过这样，能够将L字形空隙部分在转子圆周方向的长度配置成适当的长度，防止相邻的永磁体相互之间的磁通短路，防止磁极反转部分的转矩发生衰减。本专利技术是将在具有多个空隙的转子内部埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机，其特征在于，上述缝隙具有在与转子半径方向垂直的方向将永磁体埋入的部分、以及与该永磁体埋入部分相连的两端部的L字形空隙部分，转子一个磁极份额的角度(θ1)与L字形空隙部分的角度(θ2)的关系为0.1≤θ2/θ1≤0.3，而且转子的外接圆半径(R)与L字形空隙部分附近的转子外径的曲率(R1)的关系为0.1≤(R-R1)/R≤0.3。具体地说，对于转子一个磁极份额的角度(θ1)，最好将转子外径的曲率设定为R1。该(R-R1)/R最好是设定为0.15≤(R-R1)/R≤0.25，另外(R-R1)/R最好是设定为大约0.2。通过这样，将L字形空隙部分在转子圆周方向的长度及L字形空隙部分外侧在转子半径方向的长度配置成适当的长度，能够防止相邻的永磁体相互之间的磁通短路，防止磁极反转部分的转矩发生衰减。另外，本专利技术是将在具有多个缝隙的转子内部埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机，其特征在于，转子外周的一部分是直线形状。通过这样，能够在作为转子材料的钢板上没有间隙地布置转子片，能够减少钢板材料的废弃量。另外，本专利技术是将在具有多个缝隙的转子内部埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机，其特征在于，上述缝隙具有在与转子半径方向垂直的方向将永磁体埋入的中间部分、以及与该永磁体埋入部分相连的两端部的L字形空隙部分，在L字形空隙部分附近的转子外周是直线形状。通过这样，能够从没有间隙地布置转子片的钢板材料通过冲制形成转子片，能够减少钢板材料的剩余量，而且将L字形空隙部分在转子圆周方向的长度配置成适当的长度，能够减少齿槽转矩及反电动势失真率，能够使电动机的旋转平稳。另外，本专利技术是将在具有多个缝隙的转子内部埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置的永磁体埋入型电动机，其特征在于，上述转子一个磁极份额的部分的形状，是设置埋入上述永磁体用的缝隙区域，同时利用上述缝隙区域的外接圆半径和上述缝隙区域端部附近的外接圆半径不同的圆弧形成，在上述缝隙相邻的位置处，位于上述缝隙长度方向的延长线上附近，形成沿转子的转轴方向开通的孔，具有贯穿上述孔的由非磁性体构成的转子片固定构件。通过这样，能够防止铁损(磁滞损耗及涡流损耗)的产生，而且能够减少齿槽转矩及反电动势失真率。又能够提高电动机的旋转效率，而且能够减少因电动机的旋转而产生的振动及噪声。在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体埋入型电动机，将多个缝隙中埋入永磁体的转子与在具有多个槽的铁心上卷绕绕组的定子隔着气隙配置，其特征在于，所述缝隙具有在与转子半径方向垂直的方向上埋入永磁体的部分、以及与该永磁体埋入部分相连的两端部的Ｌ字形空隙部分，转子一个 磁极份额的角度θ１与Ｌ字形空隙部分的角度θ２之比满足以下条件，即０．１≤θ２／θ１≤０．３。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹤田稔史，金箱秀树，大槻登，张东宁，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]