永磁同步电动机制造技术

一种永磁同步电动机，可在确保去磁耐性、转矩特性的同时减小磁体厚度（磁体使用量），适于电动助力转向系统用等。永磁同步电动机包括：在转子铁心（２３）的外周部配设有多个永磁体（２５）并以可自由旋转的形态得到支撑的转子（２２）、以及设置在转子（２２）的外侧并具有定子绕组（５）和定子铁心（３）的定子（１２），在将永磁体（２５）的外周部与定子铁心（３）的内周部之间的空隙长度设为Ｌ［ｍｍ］、将电动机旋转方向上的永磁体中央部（２９）厚度设为ｔ［ｍｍ］时，将空隙长度Ｌ和厚度ｔ设定在Ｌ≤１［ｍｍ］且ｔ／（ｔ＋Ｌ）≤０．９的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在电动助力转向系统等中使用的永磁同步电动机。
技术介绍
在专利文献1中例示了一种10极12槽式的电动助力转向系统用永磁同步 电动机，该电动机包括具有在外周部配设有多个永磁体的转子铁心并以可自 由旋转的形态得到支撑的转子、以及具有定子绕组和定子铁心并在所述转子的 外侧隔开空隙设置的定子，在专利文献1中还记载了在分割铁心式的定子上巻 绕绕组后对整体进行树脂模塑、再对内径进行切削加工的内容。专利文献1:日本专利特开2005-348522号公报在上述以往的电动助力转向系统用永磁同步电动机中，由于空隙长度 L[mm]较大，因此确保去磁耐性(日文減磁耐性)、转矩特性所需的磁体的 厚度t[mm]变大，磁体使用量增大，电动机成本上升。另外，由于使用了分割铁心，因此很难确保铁心内径的正圆度，为了减小 齿槽转矩，需要对内径进行切削。因此，不仅加工工序增多，电动机成本上升， 而且层叠铁心内径部的叠层间的绝缘被破坏，层叠铁心的叠层相互短路，涡流 损失增多，由于发热，电动机的温度上升加大，磁体的去磁耐性变差。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可在确保去磁耐性、转矩特性 的同时减小磁体厚度的永磁同步电动机。本专利技术的永磁同步电动机包括具有在外周部配设有多个永磁体的转子铁 心并以可自由旋转的形态得到支撑的转子、以及具有定子绕组和定子铁心并在 所述转子的外侧隔开空隙设置的定子，在将所述永磁体的外周部与所述定子铁 心的内周部之间的空隙长度设为L[mm]、将所述永磁体的电动机旋转方向上的4中央部的厚度设为t[鹏]时，将空隙长度L和所述厚度t设定在L《l[國]且t/(t + L)《0.9的范围内。若采用本专利技术，则可获得一种在确保去磁耐性、转矩特性的同时可减小磁 体厚度、适于电动助力转向系统用等的永磁同步电动机。附图说明图1是本专利技术实施形态1的永磁同步电动机的轴向剖视图。图2是实施形态1的永磁同步电动机的主视图和侧视图。图3是表示实施形态1的电动机的空隙长度L与磁体中央部的厚度t之间的关系的局部剖视图。图4是表示实施形态1的空隙长度L及t/ (t + L)与去磁系数之间的关系的曲线图。图5是表示实施形态1的空隙长度L及t/ (t + L)与转矩之间的关系的 曲线图。图6是实施形态2的5n极6n槽式的电动机的剖视图。图7是实施形态2的7n极6n槽式的电动机的剖视图。图8是表示实施形态2的极数、槽数和绕组系数的关系的图。图9是实施形态3的永磁同步电动机的剖视图。图10是实施形态3的永磁同步电动机的定子铁心的展开图。图11是表示实施形态4的永磁同步电动机的定子铁心的旋转层叠状态的定子铁心的剖视图。图12是实施形态5的永磁同步电动机的剖视图。图13是实施形态5的永磁同步电动机的定子铁心的展开图。图14是表示实施形态6的电动机的磁体中央部的厚度t与磁体两端部的厚度e之间的关系的局部剖视图。图15是表示实施形态6的磁体中央部的厚度t和磁体两端部的厚度e之比e/t与去磁系数之间的关系的曲线图。图16是表示实施形态6的磁体中央部的厚度t和磁体两端部的厚度e之比e/t与齿槽转矩之间的关系的曲线图。5图17是表示实施形态7的电动机的、永磁体的残留磁通密度Br[T]与去磁系数之间的关系的曲线图。图18是电动助力转向系统的外观图。(符号说明)1电动机2引线3定子铁心4绝缘体5定子绕组6端子座7绕组端子8连接端子9连接端子基座部10螺母11框体12定子13后轴承箱部14凹部15凸缘部16框体垫圈17壳体18前轴承箱19旋转变压器(resolver)20旋转变压器安装部21安装凹部22转子23转子铁心24轴25永磁体626后轴承27前轴承28凸起29磁体中央部30磁体两端部31分割铁心32圆形突起33对接部34连结部具体实施方式实施形态1图1是本专利技术实施形态1的永磁同步电动机的轴向剖视图，图2是永磁同步电动机的主视图和侧视图，图3是表示实施形态1的电动机的空隙长度L与磁体中央部的厚度t之间的关系的局部剖视图，图4是表示空隙长度L及t/(t + L)与去磁系数之间的关系的曲线图，图5是表示空隙长度L及t/(t + L)与转矩之间的关系的曲线图。在图1中，永磁同步电动机(下面简称电动机)1包括具有在外周部配设有多个永磁体25的转子铁心23、以可自由旋转的形态被支撑的转子22;以及具有定子绕组5和定子铁心3、在转子的外侧隔开空隙设置的定子12。定子铁心3通过层叠电磁钢板而形成，借助树脂制的绝缘体4巻绕有三相定子绕组5。各相绕组5利用收容在树脂制的端子座6上的绕组端子7以A方式进行连线，另外，在各相绕组端子7上还安装着用于与引线2连接的连接端子8。连接端子8安装在连接端子基座部9上，在连接端子基座部9的内部收纳有螺母10，该螺母10用于将引线2安装在连接端子8上。定子铁心3被压入铁制的框体11中，构成电动机1的定子12。框体11的一端部具有底部，在底部的中央部形成有收纳后轴承26的后轴承箱部13，后轴承26用于支撑转子22的一端。框体ll的另一端部开口，形成了用于与电动机1的壳体17连结的凹部14。在框体11的凹部14的外周形成7有凸缘部15，该凸缘部15具有螺纹固定部，用于以螺纹结合方式将定子12固定在电动机1的壳体17上。在电动机1的壳体17与定子12的凸缘部15之间设置有防水用的0形圈状的框体垫圈16。电动机1的壳体17通过对铝合金进行压铸成形而形成，在中央部形成有收纳前轴承27的前轴承箱18，前轴承27用于支撑转子22的一端。另外，在壳体17的前轴承箱18附近形成有用于安装旋转变压器19的旋转变压器安装部20，旋转变压器19是用于检测转子22的旋转角度的旋转传感器。在壳体17的与安装定子12的一侧的相反侧的端部设置有安装凹部21，该安装凹部21用于将电动机1安装在对象侧设备上。在转子22中，在安装于铁制轴24上的通过层叠电磁钢板而形成的转子铁心23的外周，安装有截面呈半圆锥状的NdFe类稀土类扇形永磁体25，轴24的两端被所述后轴承26和所述前轴承27可自由旋转地支撑。在轴24的前侧端部安装有用于与对象侧设备连结的联轴器即凸起28。上面是电动机1的基本结构，在本专利技术的实施形态l中，在这种电动机1中，当将永磁体25的外周部与定子铁心3的内周部之间的空隙长度设为L[mm]、将永磁体25的电动机旋转方向上的中央部(下面称作磁体中央部)29的厚度设为t[mm]时，使空隙长度L和磁体中央部29的厚度t满足L《l[mm]且t/ (t + L)《0.9的关系。具体而言，是将空隙长度L和磁体中央部29的厚度t设定在L = 0. 6 0. 7[mm]、 t/ (t + L) =0. 77 0. 85的范围内。在t/ (t + L)较小时，磁体中央部29的厚度t即磁体厚度变小，磁体使用量减少，但图4所示的电动机动作时的去磁系数增大，去磁耐性变差，而且，图5所示的转矩也下降，无法确保电动机特性。因此，除了 t/ (t + L)之外，还需要规定空隙长度L的范围，通过这样规定，可同时实现去磁耐性的确保和磁体使用量的减少。这是因为，如图4所示，在减小空隙长度L时，去磁系数减小，而且如图5所示，转矩增大。在此，作为需要的去磁耐性的基准，在实际使用中将去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电动机，具有在外周部配设有多个永磁体的转子铁心并以可自由旋转的形态得到支撑的转子、以及具有定子绕组和定子铁心并在所述转子的外侧隔开空隙设置的定子，其特征在于，在将所述永磁体的外周部与所述定子铁心的内周部之间的空隙长度设为Ｌ［ｍｍ］、将所述永磁体在电动机旋转方向上的中央部的厚度设为ｔ［ｍｍ］时，所述空隙长度Ｌ和所述厚度ｔ被设定在Ｌ≤１［ｍｍ］且ｔ／（ｔ＋Ｌ）≤０．９的范围内。

【技术特征摘要】
JP 2008-1-18 2008-0093581. 一种永磁同步电动机，具有在外周部配设有多个永磁体的转子铁心并以可自由旋转的形态得到支撑的转子、以及具有定子绕组和定子铁心并在所述转子的外侧隔开空隙设置的定子，其特征在于，在将所述永磁体的外周部与所述定子铁心的内周部之间的空隙长度设为L[mm]、将所述永磁体在电动机旋转方向上的中央部的厚度设为t[mm]时，所述空隙长度L和所述厚度t被设定在L≤1[mm]且t/(t+L)≤0.9的范围内。2. 如权利要求1所述的永磁同步电动机，其特征在于，所述空隙长度 L和所述厚度t被设定在L二O. 6 0. 7[mm]、 t/ (t + L) =0. 77 0. 85的范 围内。3. 如权利要求1所述的永磁同步电动机，其特征在于，在将所述永磁 体的极数设为P、将所述定子的槽数设为N时，极数P和槽数N被设定成 P: N=5n: 6n或7n: 6n，其中n是2以上的整数。4. 如权利要求3所述的永磁同步电动机，其特征在于，所述永磁体的 极数...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿久津悟，高岛和久，浅尾淑人，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]