永久磁铁转子型电动机制造技术

一种永久磁铁转子型电动机，在其定子铁芯内部设置有每个磁极由永久磁铁形成的转子铁芯，通过将第１铁芯部件和第２铁芯部件以同轴方式成整体连接形成转子铁芯，在第１铁芯部件内部，针对每个磁极埋设有具有规定截面形状的第１永久磁铁，另外在第２铁芯部件内部，每个磁极埋设有第２永久磁铁，第２永久磁铁的磁体材料与截面形状与第１永久磁铁不同，从而可获得其性能与尺寸与用途相适合的永久磁铁转子型电动机。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在无刷直流电动机等中的转子内具有永久磁铁的电动机，具体来说，本专利技术涉及下述的电动机，其适合用于比如，空调器中的压缩机等的驱动源，以便可使性能、尺寸和制造成本与用途相适合，并且合理。在无刷直流电动机等电动机中，在其内侧的转子铁芯中埋设有永久磁铁，图23和图24表示其一个实例。另外，这些图是从与其旋转轴线保持垂直的面，观看电动机的内部的平面图。首先，在图23的实例中，转子铁芯2设置于使磁场产生旋转的、比如具有24条槽口的定子铁芯1内部。该实例中的电动机的极数为4个，因此，根据上述极数，在转子铁芯2中设置有4个永久磁铁3。每个永久磁铁3呈其截面为矩形的板条状，在转子铁芯2的外缘侧，沿与该转子铁芯2的直径线保持垂直的方向，以相对的方式设置有N极和S极各一对。另外，每个永久磁铁3沿与图23的纸面保持垂直的方向，埋设于转子铁芯2的内部。在每个永久磁铁3之间开设有下述磁通阻挡孔4，该孔用于防止在相邻的永久磁铁之间的磁通的短路或泄漏。在本实例中，所给出的孔4为三角形状，该孔设置于每个永久磁铁3的两端。另外，在转子铁芯2的中心处开设有可使图中未示出的旋转轴穿过的中心孔5。因此，当永久磁铁3的空隙部(定子铁芯1的齿部与永久磁铁3之间)的磁通分布呈正弦波状时，该电动机的转矩T表示为T=Pn。另外，Φa表示d、q轴坐标轴上的永久磁铁3的电枢交链磁通量，Ld、Lq表示d、q轴电感，Ia表示d、q坐标轴上的电枢电流的振幅，β表示d、q坐标轴上的电枢电流相对q轴的超前角，Pn表示极对数。在上述公式中，第1项表示永久磁铁3的磁转矩，第2项表示d轴电感与q轴电感之间的差别而产生的磁阻转矩。具体内容请参照T·IEE Japan,Vol.117-D,No8,1997的论文。在作为另一个已有实例的图24的转子铁芯2中，采用截面呈圆弧状的永久磁铁6，但是其转矩T可通过上述运算公式来计算。但是，具有其磁极数量的永久磁铁埋设于转子铁芯中，在过去，多数永久磁铁采用1种永久磁铁，比如铁氧体磁体或稀土类磁体中的任何一种。为此，其设计的自由度较窄，转矩、效率等的性能和尺寸往往是标准的，另外从一个方面来说，制造成本也基本由所采用的永久磁铁材料来确定。比如，作为图22所示的转子铁芯2的磁极的永久磁铁3为稀土类磁体的场合，尺寸减小，另外性能也较好，但是其成本较高。在构成图23所示的转子铁芯2的磁极的永久磁铁6为铁氧体磁体的场合，其成本较高，但是当可获得与稀土类磁体相对应的性能时，必须增加转子铁芯2的直径。即，铁氧体磁体的成本较低，由于成形容易，从而可获得各种形状的永久磁铁，但是因磁通密度较小，从而难于使转子铁芯的体积减小。与此相对，由于稀土类磁体的磁通密度较高，从而很容易使转子铁芯的体积减小，但是成形方面的困难使永久磁铁的形状受到限制。另外，稀土类磁体与铁氧体磁体相比较，其成本较高。按照上述方式，在过去，由于转子铁芯的磁极采用1种永久磁铁，这样性能、尺寸和成本的选择幅度较窄，从而难于获得与用途相适应的合理的电动机。本专利技术是为解决上述的问题而提出，本专利技术的目的在于提供一种永久磁铁转子型电动机，其具有与用途相适合的性能和尺寸，另外成本较为合理。按照本专利技术，上述目的是通过下述的永久磁铁转子型电动机来实现的，其中在产生旋转磁场的定子铁芯内部设置有每个磁极由永久磁铁形成的转子铁芯，上述转子铁芯包括相对其旋转中心轴，以同轴方式成整体连接的第1铁芯部件和第2铁芯部件，在上述第1铁芯部件内部，针对上述每个磁极，埋设有具有规定截面形状的第1永久磁铁，另外在上述第2铁芯部件内部，针对上述每个磁极，埋设有第2永久磁铁，该第2永久磁铁的磁体材料与截面形状与上述第1永久磁铁不同。比如，通过第1永久磁铁采用铁氧体磁体，第2永久磁铁采用稀土类磁体的方式，可使上述电动机的性能形成下述的性能，该性能为仅仅由铁氧体磁体构成每个磁极的场合，与仅仅由稀土类磁体构成每个磁极的场合之间的中间性能。在此场合，通过改变第1铁芯部件和第2铁芯部件相对转子铁芯的构成比例，便获得其性能、尺寸以及成本与用途相适应的永久磁铁转子型电动机。另外，在本专利技术中，第1铁芯部件与第2铁芯部件以其相应的一端的端面紧密接触，并按同轴的方式成整体连接，但是最好第2铁芯部件中的第2永久磁铁设置于从第1铁芯部件一侧观看，埋设于该第1铁芯部件内的第1永久磁铁的截面形状的投影面积内，上述方面也构成本专利技术的一个特征。按照上述方式，在第1铁芯部件与第2铁芯部件之间的接触面上，第1和第2永久磁铁相互起到阻挡对方磁通的作用。本专利技术包括下述的几种形式。首先，作为第1种形式，在第1铁芯部件一侧，上述第1永久磁铁的截面呈扇形状。在第2铁芯部件一侧，上述第2永久磁铁的截面呈矩形状，该第2永久磁铁沿与上述转子铁芯的直径线保持垂直的方向，设置于该转子铁芯的外缘侧，另外在上述第2永久磁铁的两端开设有一对磁通阻挡孔，上述第2永久磁铁和上述磁通阻挡孔均设置于上述第1永久磁铁的截面扇形状的投影面积内。按照上述方式，相对第2铁芯部件，定子铁芯产生的磁通容易进入，可增加磁阻转矩。另外，可通过磁通阻挡孔，防止磁通的短路或泄漏。也可对上述第1种形式进行变形，将第2永久磁铁设置于转子铁芯的内缘侧，并且在该第2永久磁铁的两端，沿转子铁芯的直径线开设一对磁通阻挡孔，该孔朝向该转子铁芯的外缘侧，呈狭缝状延伸(第2种形式)。作为第3种形式，在第1铁芯部件一侧，上述第1永久磁铁的截面呈扇形状。在第2铁芯部件一侧，上述第2永久磁铁采用截面呈矩形状的2个第2磁片，其按照具有下述角度的方式设置，该角度指这2个第2磁片中的相应一端朝向转子铁芯的中心方向相互靠近的角度，在上述第2磁片中的相应另一端分别开设有磁通阻挡孔，这2个第2磁片和上述磁通阻挡孔均设置于上述第1永久磁铁的截面扇形的投影面积内。按照上述方式，由于作为第2永久磁铁的2个第2磁片沿定子铁芯产生的磁通的磁路曲线设置，这样可减小该磁路的磁阻，由此使磁阻转矩增加。作为第4种形式，在第1铁芯部件一侧，上述第1永久磁铁采用截面呈矩形状的2个第1磁片，这2个第1磁片沿上述磁极的边界线设置，在这2个第1磁片的铁芯内径侧端部之间开设有第1磁通阻挡孔。另外，同样在第2铁芯部件中，第2永久磁铁也采用截面呈矩形状的2个第2磁片，这2个磁片沿上述磁极的边界线设置，在该2个第2磁片的铁芯内径侧端部之间开设有第2磁通阻挡孔，这2个第2磁片和第2磁通阻挡孔设置于上述第1永久磁铁中的2个第1磁片和第1磁通阻挡孔的每个投影面积内。按照上述方式，相对第1和第2铁芯部件两者，定子铁芯产生的磁通很容易进入，与第3种形式相同，可减小相对从定子铁芯处进入的磁通的磁阻，由此使磁阻转矩增加。作为第5种形式，在第1铁芯部件一侧，上述第1永久磁铁的截面呈圆弧形，该第1永久磁铁按照其凸面侧朝向上述转子铁芯的中心侧的方式设置。在第2铁芯部件一侧，上述第2永久磁铁采用截面呈矩形状的2个第2磁片，其按照具有下述角度的方式设置，该角度为这2个第2磁片中的相应一端朝向上述转子铁芯的中心方向相互靠近的角度，在上述第2磁片中的相应另一端分别开设有有磁通阻挡孔，这2个第2磁片和上述磁通阻挡孔均设置于上述第1永久磁铁的截面圆弧形状的投影面积内。因此，与上述每种形式相同，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁转子型电动机，在产生旋转磁场的定子铁芯内部设置有每个磁极由永久磁铁形成的转子铁芯，其特征在于上述转子铁芯包括相对其旋转中心轴以同轴方式成整体连接的第１铁芯部件和第２铁芯部件，在上述第１铁芯部件内部，针对上述每个磁极，埋设有具有规定截面形状的第１永久磁铁，另外在上述第２铁芯部件内部，针对上述每个磁极，埋设有第２永久磁铁，该第２永久磁铁的磁体材料和截面形状与上述第１永久磁铁不同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：成田宪治，河合裕司，铃木孝史，相马裕治，奥寺浩之，河西宏治，福田好史，
申请(专利权)人：富士通将军股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]