旋转电机制造技术

本发明专利技术得到制造容易且兼顾输出提高和噪声抑制的旋转电机。其包括：转子(3)，其具有转子芯体(31)和排列在转子芯体(31)的外周侧的永磁体(32)；及定子(2)，其具有在周向上排列有向径向的中心突出的齿(21t)的定子芯体(21)，以辅极(32s)的周向上的宽度相对于主极(32m)的周向上的宽度之比为0.625以下为条件，基于以转子斜槽角(X)是否在13.6以上来区分使用的公式所得到的计算值(Vc)，来设定由电气角定义的齿(21t)的前端宽度。的齿(21t)的前端宽度。的齿(21t)的前端宽度。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机


[0001]本申请涉及旋转电机。

技术介绍

[0002]混合动力车等电动化车辆用的电动机(旋转电机)要求高输出特性，在有限的车载空间且在0～10000rpm的较宽转速区域内能产生规定的转矩。因此，作为容易使转矩特性提高的构造，可以考虑采用海尔贝克阵列构造(Halbach array structure)，将转子的1个磁极沿径向磁化后的主极、与沿周向磁化后的辅极交替配置在周向上。
[0003]另一方面，转矩由定子和转子之间产生的磁吸引力而产生，但由于磁吸引力根据转子位置而变动，因此，若变动频率与定子外部的固有振动频率一致，则存在因谐振而产生噪声的问题。特别地，存在如下问题：若通过定子的磁导的基波分量、转子的磁动势的基波分量和谐波分量之间的调制作用而产生的谐波磁通分量所引起的磁吸引力的变动发生谐振，则会产生较大的噪声。
[0004]与此相对，提出了如下技术：通过使海尔贝克阵列构造中的辅极的磁化方向相对于周向沿主极的磁化方向倾斜，从而使磁隙部的径向磁通密度波形接近正弦波形状，以实现高输出化和低噪声化的兼顾(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2013/175575号(段落0014～0023，图1～图3)

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]然而，任意改变长方体形状的永磁体的磁化方向来进行磁化在制造上难度较高，会导致制造成本的增加。此外，可以预料到永磁体形状加工时会产生公差,而且磁化工序中在磁化方向上会产生偏差，每1个磁极的偏差成为低阶的谐波磁通分量的原因，也会成为新的噪声增加原因。也就是说，辅极的磁化方向的调整所带来的噪声降低的效果有限。
[0007]本申请公开用于解决上述问题的技术，其目的在于提供一种旋转电机，制造较为容易，且能兼顾输出提高和噪声抑制。用于解决技术问题的技术手段
[0008]本申请所公开的旋转电机的特征在于，包括：转子，该转子具有圆环状的转子芯体、以及排列在所述转子芯体的外周侧以使得每个磁极的磁极中心的磁通朝向径向的永磁体，所述转子可自由旋转地被支承；以及定子，该定子呈环状，具有在周向上排列有朝向径向的中心突出的齿的定子芯体、以及分别卷绕于所述齿的电枢绕组，所述定子相对于所述转子的外周面隔开间隔同轴配置，对于磁通相对于径向更朝向周向的辅极的周向上的宽度与磁通相对于周向更朝向径向的主极的周向上的宽度之比，将不具有所述辅极的情况也包含在内为0.625以下，以该情况为条件，若将所述转子未形成有斜槽的情况也包含在内，将
转子斜槽角设为X度的电气角，Vc＝0.276X+69.0
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(1)Vc＝－0.391X+78.0
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(2)则基于在X≤13.6时由式(1)、在X＞13.6时由式(2)得到的计算值Vc，来设定由电气角定义的所述齿的前端宽度。专利技术效果
[0009]根据本申请所公开的旋转电机，基于根据转子斜槽角来区分使用的2个计算式对齿的前端宽度进行设定，由此能降低因磁隙部的谐波磁通而引起的噪声，因此，能得到制造容易且兼顾了输出提高和噪声抑制的旋转电机。
附图说明
[0010]图1是用于说明实施方式1所涉及的旋转电机的结构的将与轴垂直的截面的一部分放大而得的局部端面图。图2是用于说明实施方式1所涉及的旋转电机的结构的与轴垂直的端面图。图3A和图3B分别是用于说明实施方式1所涉及的旋转电机的结构的沿着轴的端面图和转子芯体的侧视图。图4是示出主极宽度与辅极宽度之比不同的5种图案下的转子斜槽角与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量的关系的图。图5是示出转子斜槽角、与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量为最小的主极宽度和辅极宽度之比的关系的图。图6是示出转子斜槽角、与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量为最小的齿前端宽度的关系的图。图7是示出用于说明实施方式2所涉及的旋转电机的结构的轴长方向上的齿前端宽度的设定值不同的定子的区域结构的示意图。图8A和图8B分别是示出实施方式2的第一变形例和第二变形例所涉及的旋转电机中、轴长方向上的齿前端宽度的设定值不同的定子的区域结构的示意图。图9是用于说明实施方式3所涉及的旋转电机的结构的与轴垂直的截面中放大一个齿部分而得的局部端面图。图10是用于说明实施方式3所涉及的旋转电机的结构的将与轴垂直的截面的一部分放大而得的局部端面图。图11是用于说明实施方式4所涉及的旋转电机的结构的将与轴垂直的截面的一部分放大而得的局部端面图。图12是用于说明实施方式5所涉及的旋转电机的结构的将与轴垂直的截面的一部分放大而得的局部端面图。图13是用于说明实施方式6所涉及的旋转电机的结构的将与轴垂直的截面的一部分放大而得的局部端面图。
具体实施方式
[0011]实施方式1
图1～图6是用于说明实施方式1所涉及的旋转电机的结构和动作的图，其中，图1～图3A、图3B是用于说明旋转电机的结构和齿前端宽度的定义的图。而且，图1是在垂直于旋转电机的轴的截面中将相当于转子的1个磁极对的区域部分放大后而得的局部端面图，图2是与旋转电机的轴垂直的端面图，图3A是与图2的A
‑
A线对应的沿着旋转电机的轴的端面图，图3B是与转子芯体的图3A相同视线的侧视图。另外，图1和图2中省略了电枢绕组，图1～图3中省略了壳体等构件的描绘。
[0012]另外，图4～图6是用于说明基于转子斜槽角的齿前端宽度的设定的图，图4是示出在主极宽度和辅极宽度之比在0.238到0.857之间变化的5种图案下的转子斜槽角与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量(P.U.单位)的关系的折线图形式的图，图5是示出转子斜槽角在0
°
～25
°
范围内的转子斜槽角与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量为最小的主极宽度和辅极宽度之比的关系的曲线图形式的图，图6是示出转子斜槽角在0
°
～25
°
范围内的转子斜槽角与电磁激振力空间0阶且时间6阶分量为最小的齿前端宽度的关系的折线图形式的图。
[0013]以下，基于附图来进行说明，但在说明本申请的旋转电机的特征部分前，对作为具有海尔贝克阵列构造的旋转电机的基本结构进行说明。
[0014]如图2和图3A所示，实施方式1所涉及的旋转电机1包括定子2、以及可自由旋转地设置在定子2的内侧的转子3。此外，在定子2的外侧包括未图示的框架、以及用多根螺栓固定并覆盖框架的单侧开口部的外壳。
[0015]定子2具有层叠电磁钢板等磁性体的定子芯体片材而构成的定子芯体21、以及收纳于定子芯体21的电枢绕组22。定子芯体21具有圆环状的芯体背部21b、以及从芯体背部21b向磁隙部Gm延伸的总计36个齿21t，在相邻的齿21t间形成有槽21s。
[0016]作为旋转轴的轴33的两端部由嵌入到未图示的外壳的第1轴承和嵌入到壁部的第2轴承所支承，从而转子3可自由旋转。并且,具有供轴33贯通的内径构造部34、配置在内径构造部34的外周侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转电机，其特征在于，包括：转子，该转子具有圆环状的转子芯体、以及排列在所述转子芯体的外周侧以使得每个磁极的磁极中心的磁通朝向径向的永磁体，所述转子可自由旋转地被支承；以及定子，该定子呈环状，具有在周向上排列有朝向径向的中心突出的齿的定子芯体、以及分别卷绕于所述齿的电枢绕组，所述定子相对于所述转子的外周面隔开间隔同轴配置，对于磁通相对于径向更朝向周向的辅极的周向上的宽度与磁通相对于周向更朝向径向的主极的周向上的宽度之比，将不具有所述辅极的情况也包含在内时该宽度之比为0.625以下，以该情况为条件，若将所述转子未形成有斜槽的情况也包含在内，将转子斜槽角设为X度的电气角，Vc＝0.276X+69.0
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(1)Vc＝－0.391X+78.0
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(2)则基于在X≤13.6时由式(1)、在X＞13.6时由式(2)得到的计算值Vc，来设定由电气角定义的所述齿的前端宽度。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，若将所述转子的极对数设为P，则设定所述前端宽度，使其满足Vc
±
0.2P。3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述定子芯体中，将由比Vc要大的第一前端宽度形成所述齿的部分、和由比Vc要小的第二前端宽度形成所述齿的部分分开地层叠在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎广大，北尾纯士，深山义浩，熊谷健吾，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：