永磁铁电动机制造技术

在转子中埋设永磁铁构成的永磁铁电动机中，对于转子铁芯的一侧极性的磁极中使用的永磁铁和另一侧极性的磁极中使用的永磁铁，分别用形状和材料不同的永磁铁，展宽了永磁铁电动机磁通密度以及磁阻转矩的选择。（*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马达等的转子上具有永磁铁的电动机；具体来说，是有关适合于可任意设定磁通密度以及磁阻转矩等的例如空调机压缩机的电动机。在这种电动机中，在其齿轮泵内齿轮芯部埋设永磁铁，在图26中表示其一个例子。另外，同图是从与其旋转轴线垂直的面看该电动机内部的平面图。据此，转子铁芯(ロ-タコア)2被配置在磁场旋转的如24个槽的定子铁芯(ステ-タコア)1内。在该例的电动机的极数为4，因此，在转子铁芯2根据其极数程度设置4个永磁铁。各永磁铁3的截面形成矩形系板状，在转子铁芯2外周缘侧上均匀地配设在其圆周方向上，沿相对图26纸面的垂直方向埋设在转子铁芯2内。在各永磁铁3之间，为了防止相邻永磁铁间磁通短路、泄漏，形成孔4作为磁通屏障。在该例中所展示的孔4作成3角形，被配置在永磁铁3的两端。并且，在转子铁芯2的中心设置未图示的穿插转轴的中心孔5。其中，规定各永磁铁3形成的空隙部(在定子铁芯1的齿和永磁铁3之间)的磁通分布成正弦状，该电动机的转矩T用T=Pn{Φa·Ia·cosβ-0.5(Ld-Lq)·I2·sin2β}表示。此外，T是输出转矩，Φa是d,q座标轴上永磁铁3产生的电动机子交链磁通，Ld、Lq是d、q轴电感，Ia是d、q座标轴上电动机子电流振幅，β是从d、q座标轴上电动机子电流的q轴超前角，Pn是极对数。在上述式子中，第1项是永磁铁3产生的磁矩，第2项是根据d轴电感和q轴电感之差产生的磁阻转矩。具体内容参照T.IEE Japan,VoI.117-D,No8,1997的论文。但是，这种电动机中所使用的永磁铁3的典型物是铁氧体磁铁和希土类磁铁。铁氧体虽然价格低，成形容易，可作成各种形状，但由于磁通密度小，所以难于使转子铁芯小型化。相反，希土类磁铁虽然因磁通密度高，易于使转子小型化，但由于成形困难，所以对永磁铁的形状有所限制。而且，其价格要比铁氧体磁铁的高。由于两者各有优缺点，所以在过去，考虑马达的用途和成本等，对于所有的磁极永磁铁在铁氧体磁铁或希土类磁铁中选择其一。并且，抛开成本问题，在过去，如图26所示，由于构成磁极的永磁铁全都作成同样的形状，所以磁通密度以及磁阻转矩等的设定范围变窄，这使得电动机的设计变得困难。另外，有关永磁铁的形状，例如在前述的论文中虽然还介绍了作成倒圆弧状的永磁铁，但即便作成这样，也在所有的极上使用同一形状的永磁铁。例如在用同样的希土类磁铁构成所有磁极的情况下，磁通密度过强，成本也高。相反，在所有磁极用同样的铁氧体磁铁构成的情况下，虽然成本低，但感到磁通密度不够，不能得到充分的马达转矩。并且，由于全部磁极永磁铁的形状相同，因此磁阻转矩一义决定。因此，在以前，实际情况是难以折中，就是说选择所要求的磁通密度、磁阻转矩以及成本不易。本专利技术为了解决上述问题，其目的是提供一种永磁铁电动机，可任意设定磁通密度以及磁阻转矩，并且成本合理。根据本专利技术，达到该目的的永磁铁电动机是，在产生旋转磁场的定子铁芯内配置在各磁极部分埋设永磁铁构成的转子铁芯，其特征是，具有第1永磁铁，使用在所述转子铁芯一个极性磁极中；第2永磁铁，用于另一种极性磁极上，与第1永磁铁的形状和材料不同。在本专利技术，所述第1永磁铁之间以及所述第2永磁铁之间虽然最好分别是同一形状和同一材料，但在本专利技术也包括这样的构成，把多个第1永磁铁作成不同形状同样材料或不同材料同样形状，并且对于多个第2永磁铁也作成不同形状同样材料或不同材料同样形状。象这样，例如把其一的永磁铁定为希土类磁铁，其二的永磁铁定为铁氧体，这样，其磁通密度以及磁阻转矩易于得到把所有的永磁铁作成同样形状以及同样材料的已有转子铁芯的中间值。而且，在成本方面可做到比把所有永磁铁作成希土类磁铁情况下便宜。为了达到本专利技术的目的，包括如下各种技术方案。作为第1方案，所述第1永磁铁由截面为矩形的系板组成，在所述转子铁芯外周缘侧沿与同转子铁芯直径垂直线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，所述第2永磁铁由截面为圆弧状系板组成，在所述第1永磁铁之间配置其一对或多对。在该第1方案中，所述第2永磁铁既可以其截面圆弧状凸面朝着所述转子铁芯中心方向地配置，反之，也可以其截面圆弧状凸面朝着所述转子铁芯外周侧缘地配置。而且，所述各第2永磁铁的圆弧长不同，也可以是包括由同心配置的多个截面圆弧状系板组成的磁铁片的结构。作为第2方案，所述第1永磁铁由矩形截面的系板组成，在所述转子铁芯外周缘侧沿与同转子铁芯的直径线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，所述第2永磁铁包括由矩形截面的系板组成的2块磁铁片，在所述第1永磁铁之间，以如朝着所述转子铁芯中心方向收敛的角度配置该2块磁铁片。作为第3方案，所述各第1永磁铁包括由矩形截面系板组成的2块磁铁片，以如朝着所述转子铁芯中心方向收敛的角度配置该2块磁铁片，所述第2永磁铁由圆弧状截面系板组成，配置在所述第1永磁铁之间。作为第4方案，所述第1永磁铁由矩形截面的系板组成，在所述转子铁芯外周缘侧沿与同转子铁芯的直径线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，所述第2永磁铁由扇状截面系板组成，其一对或多对被配置在所述第1永磁铁之间。作为第5方案，所述各第1永磁铁包括由矩形截面状系板组成的2块磁铁片，以如朝着所述转子铁芯中心方向收敛的角度配置该2块磁铁片，所述第2永磁铁由圆弧状截面系板组成，配置在所述第1永磁铁之间。作为第6方案，所述各第1永磁铁由矩形截面的系板组成，在所述转子铁芯内周缘侧沿与同转子铁芯的直径线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，同时，从所述各第1永磁铁两端部到所述转子铁芯的外周缘侧形成用于磁通屏障的长孔，所述第2永磁铁由圆弧状系板组成，其一对或多对被配置在所述第1永磁铁之间。作为第7方案，所述各第1永磁铁由矩形截面的系板组成，在所述转子铁芯内周缘侧沿与同转子铁芯的直径线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，同时，从所述各第1永磁铁两端部到所述转子铁芯的外周缘侧形成用于磁通屏障的长孔，所述第2永磁铁由圆弧状系板组成，其一对或多对被配置在所述第1永磁铁之间。作为第8方案，所述各第1永磁铁由矩形截面的系板组成，在所述转子铁芯内周缘侧沿与同转子铁芯的直径线正交的方向相互平行地配置其一对或多对，同时，从所述各第1永磁铁两端部到所述转子铁芯的外周缘侧形成用于磁通屏障的长孔，所述各第2永磁铁包括由矩形截面状系板组成的2块磁铁片，在所述第1永磁铁之间，以如朝着所述转子铁芯中心方向收敛的角度配置该2块磁铁片。作为第9方案，所述第1以及所述第2永磁铁两者分别包括由矩形截面系板组成的2块磁铁片，该2块磁铁片在各磁极部分以如朝着所述转子铁芯中心方向收敛的角度配置。在所述各方案中，所述第1永磁铁以及所述第2永磁铁中的任一个最好是希土类磁铁，另一方面任一个最好是铁氧体磁铁。这些磁铁是普通的，易于获得。并且，在本专利技术，所述转子铁芯最好由用冲床冲了孔的电磁钢板迭层体作成，但理想的制造方法是在那种情况下，当在冲压电磁钢板时同时穿设永磁铁通孔，在同永磁铁通孔上埋设所述第1以及第2永磁铁并充磁。据此，可用已有的制造工艺，不会使成本提高。本专利技术适用于作为空调机压缩机驱动用的无刷直流马达，可谋求空调机性能的提高。通过实施例并参照附图对本专利技术进行说明。附图如下附图说明图1是从与其旋转轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁铁电动机，在产生旋转磁场的定子铁芯内配置在各磁极部分埋设永磁铁构成的转子铁芯，其特征是，具有第１永磁铁，使用在所述转子铁芯一个极性磁极中；第２永磁铁，用于另一种极性磁极上，与所述第１永磁铁的形状和材料不同。

【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，相马裕洽，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]