用于磁阻电动机的转子铁心制造技术

一种转子铁心（６），其中多个铁心薄片（１）相迭在转子轴（４）上，并且多个狭缝（３、７）和多个细长片（２）交替地安排在每个铁心薄片（１）的径向上，以凸向每个铁心薄片（１）的中心，以致在每个铁心薄片（１）的外周边缘与每个狭缝（３、７）的对应端部之间形成外周边（１０），其包括：一应力集中部分（１１），其设置在外周边（１０）的一部分（１０ａ）处，并且具有大于外周边（１０）其余部分宽度的宽度（Ｌ１）。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用磁阻转矩的磁阻电动机转子铁心的结构。与异步电动机比较，磁阻电动机具有不产生转子的二次铜损的优点，故被引起相当大的注意，用作为电动车、机床等的驱动电动机。然而，一般地说，这种磁阻电动机功率因数不佳。为此，要求改进其转子铁心结构及驱动方法等，以便应用于工业。近年来，为改进功率因数而发展了在电动机转子铁心的铁心薄片上配置多排提供磁通量障碍的技术，如在1996年3月10日在日本全国电机协会年度会议上发表的Yukio Honda的题为《多磁通量障碍型同步电动机》一文(汇编号1029)所描述的。图31至33示出了这种已知的被改进的磁阻电动机转子铁心结构的一个例子。在图31中，在由电磁钢片形成的相对于铁心薄片161轴线163呈凸形的环形铁心薄片161上，配置着多个的弓形磁通量障碍162。每个磁通量障碍162包括被压成的宽度约为1毫米的狭缝条。为了给铁心薄片161强度以对抗铁心薄片161旋转时产生的离心力，在铁心薄片161外周边缘上提供了具有预定宽度的外周边164。如图32所示，转子铁心166是数十个铁心薄片161在转子轴165上相迭而成。如图33所示，当转子铁心166装进定子167中时，定子167的多个场部分168的旋转磁场给予转子铁心166，从而产生磁阻转矩T，其表达式为T＝Pn(Ld-Lq)id×iq(1)上述公式(1)中，“Pn”表示成对的磁极数，“Ld”表示直轴电感，“Lq”表示正交轴电感，“id”表示直轴电流，“iq”表示正交轴电流。从公式(1)可见，磁阻电动机具有依赖于(Ld-Lq)大小的特性。为了增大(Ld-Lq)，通常是将由狭缝形成的磁通量障碍162配置在铁心薄片161上，以便在狭缝间获得直轴磁路时而通过狭缝对正交轴磁路传递以阻抗。在上述已知的转子铁心166结构中，宽度约为1毫米的每个狭缝被压制在铁心薄片161上，而在相邻两个狭缝间配置一细长片，从而细长片被外周边164以预定宽度相互连接着。然而，在这个转子铁心166的结构中，由于正交轴磁通量渗透过每个狭缝，故正交轴电感Lg增加，从而磁阻转矩T减少。与此相反，如果为了减少正交轴磁通量而增大每个狭缝的宽度，则每个细长片的宽度将减少，以致直轴电感Ld被减少，这也将使磁阻转矩T减少。同时，在这个已知转子铁心166结构中，如果电动机转速增大，将在铁心薄片161径向内狭缝附近产生应力集中，特别是在铁心薄片161最内狭缝的外周边164的径向上的离心力，将使转子铁心166产生形变。大应力被径向地作用在铁心薄片161的内狭缝外周边164的原因是被外周边164支持的铁心薄片161在径向上的外细长片，长度短，故重量轻；而被外周边164支持的铁心薄片161在径向上的内细长片，长度逐渐增大，故重量逐渐加重。所以当转子铁心166旋转时，使得离心力在径向上朝着铁心薄片161的最内狭缝沿外周边164逐渐地增大。此外，驱动转子铁心166旋转，将使凸向转子铁心166中心的细长片产生向外离开转子铁心166的倾向，故使凸向转子铁心166中心的细长片向外压挤外周边164，以便从转子铁心166凸出。此时，因为铁心薄片161径向最内狭缝沿外周边164的细长片尺寸变大，所以产生较大的力向外压挤外周边164。因此，当铁心薄片161的位置接近铁心薄片161径向最内狭缝的外周边164上的应力集中部分时，使转子铁心166形变的力变得特别大。为了防止转子铁心166在高速旋转时形变，若增大外周边164宽度，则相互连接细长片的外周边164不会遭受磁饱和。因此，由于正交轴磁通量通过外周边164泄漏，从而使正交轴电感Lq变大。这样，转子铁心166不能有效地被驱动旋转。因此，本专利技术的目的在于消除传统转子铁心的弊端而提供由足够的磁阻转矩驱动旋转的转子铁心装置，以改进电动机的性能。为了达到上述目的，本专利技术提供一种转子铁心，其中多个铁心薄片在转子轴上相互层叠，而多个狭缝和多个细长片径向地交替配置在每个铁心薄片上，以便凸向每个铁心薄片中心，使得在每个铁心薄片的外周边缘与每个狭缝相对应的端部之间构成一个外周边，它包括一个设置在外周边部分且比外周边其它部分宽度更大的应力集中部分。通过本专利技术的转子铁心的安排，由于其外周边部分中受到大离心力的应力集中部分宽度较大，因而在高速旋转的状态下转子也不发生形变。此外，由于外周边其余部分较窄，流过的磁通量被饱和，这样，由于不减少直轴电感Ld与正交轴电感Lq的比值(即Ld/Lq)而使转子耐用性获得保证。在下面结合附图对优选实施例的描述中，本专利技术的目的和特征将更加清楚，整个附图中，相同的部件由相同的标号表示。附图说明图1是本专利技术第一实施例的转子铁心的透视图。图2是图1中所示的转子铁心的第一变型的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图3是图1中所示的转子铁心的第二变型的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图4是图1中所示的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图5是图4中所示的画圈部分V的放大图。图6是类似于图5的视图，特别示出了其变型。图7是示出了图4中的在实验中的铁心薄片的尺寸的视图。图8是示出了图7中的实验结果的曲线图。图9是本专利技术第二实施例的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图10是图9中所示的画圈部分X的放大图。图11是图9中所示的铁心薄片的局部俯视图。图12是图9中所示的铁心薄片的进一步的局部俯视图。图13是本专利技术第三实施例的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图14是图13中所示的铁心薄片中的直轴磁路的示意图。图15是图13中所示的铁心薄片中的正交轴磁路的示意图。图16是图13中所示的铁心薄片第一变型的局部俯视图。图17是图13中所示的铁心薄片第二变型的局部俯视图。图18A至图18F是示出了图13中所示铁心薄片具体例子的局部俯视图。图19是本专利技术第四实施例的转子铁心的铁心薄片的局部俯视图。图20是本专利技术第五实施例在转子铁心中使用的铁心薄片的俯视图。图21是图20中所示的转子铁心中使用的另一铁心薄片的俯视图。图22是图20的转子铁心的剖面图，示出了图20和图21的铁心薄片安排。图23是图20的转子铁心的剖面图，示出了图20和图21的铁心薄片的另一种安排。图24是本专利技术第六实施例的转子铁心的剖面图。图25是图24中所示的转子铁心第一变型的剖面图。图26是图24中所示的转子铁心第二变型的剖面图。图27是本专利技术第七实施例的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图28是图27中所示的转子铁心的磁场分析图。图29是示出了定子与图27中所示的转子铁心之间的间隙磁通量密度的图。图30是图27中所示的铁心薄片的局部俯视图。图31是现有技术的转子铁心的铁心薄片的俯视图。图32是图31所示的现有技术的转子铁心的正视图。图33是装在定子内的图31所示的现有技术的转子铁心的侧视图。图34是另一现有技术的转子铁心的铁心薄片的俯视图。下面将参照附图详细地描述本专利技术的优选实施例。图1示出的环形铁心薄片1是由具有高磁导率的电磁钢板制成。多个弓形狭缝3径向地被配置在铁心薄片1四个环形位置完全相同的分隔区之一，且以凸状对着铁心薄片1的中心，这样，在相邻的狭缝3之间，插入细长片2。应注意，狭缝3也可如图2所示相互以平行方式被配置，另外，狭缝3也可如图3所示在铁心薄片1上分成完全相同的六个或八个分隔区的方式被配置。铁心薄片1由压制或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子铁心（６），其中多个铁心薄片（１）相迭在转子轴（４）上，并且多个狭缝（３、７）和多个细长片（２）交替地安排在每个铁心薄片（１）的径向上，以凸向每个铁心薄片（１）的中心，以致在每个铁心薄片（１）的外周边缘与每个狭缝（３、７）的对应端部之间形成外周边（１０），其特征在于，它包括一应力集中部分（１１），该应力集中部分（１１）设置在外周边（１０）的一部分（１０ａ）处，并且具有大于外周边（１０）其余部分宽度的宽度（Ｌ１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川野慎一朗，桐山博之，本田幸夫，泽田裕之，西山典祯，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]