永磁体同步电动机制造技术

本发明专利技术提供一种永磁体同步电动机，通过应用适合于低速·大转矩、大电流驱动的定子构造，能够减少因大电流时产生的磁饱和引起的转矩下降、以及伴随着电流增大的损耗、发热的增大。该定子构成为：相对于直径方向使槽的宽度恒定，使槽底部成为以槽宽度的１／２长度为半径的圆弧状，并且设有从齿内周侧端部朝向槽宽度的中心在周方向延伸的磁极片。此外，在永磁体同步电动机中，使永久磁体形成对于ｄ轴对称的形状，在处于永久磁体的旋转方向的超前侧、滞后侧的ｑ轴铁芯的外周面形成切口部，并且通过在处于永久磁体的旋转方向的滞后侧的ｑ轴铁芯设置空孔，减少槽的漏磁通，并作为有效磁通利用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种转子中具备励磁用永磁体的永磁体同步电动机。
技术介绍
伴随着高残留磁通密度磁体的发展，永磁体同步电动机的性能得到飞跃式提高， 应用各种领域。特别是基于当前的环境规定的考虑，以汽车用途为首的车辆用电动机、以及为了 对空调压缩机谋求高能效率而采用的永磁体同步电动机的应用比例越来越高。另一方面，对于产业用电动机的领域，毫无例外地，永磁体同步电动机的应用比例 也正在扩大。特别显著的是各种加工·成型机都从以往的油压、气压系统置换采用了基于 多极机器的低速·大转矩驱动的永磁体同步电动机。为了以低速·大转矩驱动多极的永磁体同步电动机，考虑到市面上流通的永磁体 的磁能积有限，需要通过增大电动机的体积、或接通大电流等来应对。专利文献1 JP特开2003-1；34823号公报为了以低速·大转矩驱动多极永磁体同步电动机，从而增大电动机体积的情况下， 需要确保较大的组装电动机的机械侧空间。但是，由于当今对加工·成型机械的要求是节 省空间、以及方便搬运和安装即小型化 轻量化，因此可以说通过增大电动机体积来提高转 矩的对策不现实。此外，对于通过增加对电动机的接入电流来提高转矩的对策，由于电动机的磁饱 和将破坏转矩相对于电流的线性特性，因此需要接通更大的电流来产生期望的转矩。该情 况下，安装于电动机的电枢绕组所产生的铜损变得显著，需要另外设置冷却电动机的机构， 其结果与节省空间的要求背道而驰。再有，为了对电动机提供足够的电流，控制电动机的控制装置需要实现大容量化。 也就是说，要实现电力转换元件的大容量化设各部分配电系统的大容量化。此时，将引起使 用电力量和控制装置产生的损耗的增大，需要设置“专利文献1”所示的这种冷却、排热机 构，不仅系统整体变得复杂化成本增加，而且也与当今的节能要求相悖，因此，不应积极地 采用这些方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种永磁体同步电动机，通过采用适合于低速 大转矩、大 电流驱动的定子结构，能够减小因大电流时产生的磁饱和引起的转矩下降、以及伴随着电 流增加的损耗、发热的增大。为了解决上述课题，本专利技术的永磁体同步电动机构成为使槽的宽度在直径方向 恒定，使槽底部形成以槽宽度的1/2长度为半径的圆弧状，并且设有从齿内周侧端部朝向 槽宽度的中线在周方向延伸的磁极片。此外，为了解决上述课题，本专利技术的永磁体同步电动机构成为使槽的宽度在直径方向恒定，使槽底部形成以槽宽度的1/2长度为半径的圆弧状，并且相对于槽在旋转磁场 的超前侧相邻的齿具有磁极片，该磁极片朝向相对于槽在旋转磁场的滞后侧相邻的齿内周 侧端部、在周方向延伸。此外，为了解决上述壳体，本专利技术的永磁体同步电动机的特征在于，具备定子、隔 着间隙与该定子相对配置且被支撑为能够旋转的转子，所述转子具备转子铁芯以及多个永 久磁体，该多个永久磁体插入在该转子铁芯的内部形成的永久磁体插入孔中，所述定子具 备定子铁芯；在该定子铁芯设置的多个定子槽；与该槽相邻的齿；和在定子槽内设置的由 U相、V相、W相组成的电枢绕组，所述槽在直径方向具有恒定的宽度，并且该槽的开口宽度 与该槽的宽度大致相同。此外，为了实现上述目的，本专利技术的永磁体同步电动机的特征在于，具有定子，其 具有定子铁芯和电枢绕组，该定子铁芯具有多个槽以及齿，该电枢绕组设置在所述槽内由U 相、V相、W相组成；和转子，其具有转子铁芯以及多个永久磁体，该多个永久磁体插入在该 转子铁芯的内部形成的永久磁体插入孔中，所述转子在所述定子的内周侧隔着间隙相对配 置，被支撑为能够旋转。在所述转子铁芯设有磁通控制单元，在磁通控制单元在将所述转子 的磁极中心轴设为d轴、将从磁极中心轴电角偏离90°的轴设为q轴时，使流过q轴的磁通 量在正转时增加在反转时减少。此外，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述磁通控制单元减少相对于d轴 处于正转方向的q轴铁芯的磁阻，增加相对于d轴处于反转方向的q轴铁芯的磁阻。此外，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述磁通控制单元减少处于旋转方 向的超前侧的q轴铁芯的磁阻，增加处于旋转方向的滞后侧的q轴铁芯的磁阻。再有，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，该磁通控制单元具有空孔，该空孔仅 设置在处于旋转方向的滞后侧的q轴铁芯。再有，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述永久磁体相对于d轴为对称的 形状，并且所述磁通控制单元具有空孔，该空孔仅设置在处于所述永久磁体旋转方向的滞 后侧的q轴铁芯。再有，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述永久磁体相对于d轴为对称的 形状，并且所述磁通控制单元具有切口部，形成在处于所述永久磁体旋转方向的超前侧和 滞后侧的q轴铁芯的外周面；和空孔，仅设置在处于所述永久磁体旋转方向的滞后侧的q轴 铁芯。再有，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述永久磁体相对于d轴为对称的 形状，并且所述磁通控制单元具有切口部，该切口部形成在处于所述永久磁体旋转方向的 滞后侧的q轴铁芯的外周面。再有，本专利技术的永磁体同步电动机特征在于，所述永久磁体相对于d轴为对称的 形状，并且所述磁通控制单元具有切口部，形成在处于所述永久磁体旋转方向的滞后侧的 q轴铁芯的外周面；和空孔，设置在q轴铁芯。根据本专利技术，针对以低速·大转矩、大电流通电驱动多极永磁体同步电动机的情 况，能够减少槽的漏磁通，并作为有效磁通利用，因此，能够提供一种高转矩、高性能的永磁 体同步电动机。此外，根据本专利技术，在以低速·大转矩、大电流通电驱动多极永磁体同步电动机的情况下，能够仅增加正转时的电枢磁通，也就是增加有效磁通，因此，能够提供一种高转矩 且高性能的永磁体同步电动机。附图说明图1是本专利技术的第1实施例涉及的永磁体同步电动机的定子槽的直径方向剖面放 大图。图2是本专利技术的第1实施例涉及的永磁体同步电动机的电枢绕组配置图。图3是本专利技术的第1实施例涉及的永磁体同步电动机的直径方向剖面图。图4是现有技术涉及的定子槽的直径方向剖面放大图。图5是相对于槽内径方向位置的槽漏磁通的测定结果。图6是相对于电流相位的平均转矩的测定结果。图7是本专利技术的第2实施例涉及的永磁体同步电动机的定子槽的直径方向剖面 图。图8是本专利技术的第2实施例涉及的电枢绕组配置图。图9是本专利技术的第3实施例涉及的永磁体同步电动机的电枢绕组配置图。图10是本专利技术的第3实施例涉及的永磁体同步电动机的直径方向剖面图。图11是表示本专利技术的永磁体同步电动机的基本结构的示意图。图12是表示本专利技术的永磁体同步电动机的横截面的示意图。图13是本专利技术的实施例4涉及的转子磁极部的半径方向的部分剖面图。图14是表示本专利技术的实施例4转子的剖面图。图15是现有例中的q轴磁通的示意图。图16是本专利技术的实施例4涉及的q轴磁通的示意图。图17是表示正转时相对于电流相位的平均转矩的曲线。图18是表示反转时相对于电流相位的平均转矩的曲线。图19是本专利技术的实施例5涉及的转子磁极部的部分剖面图。图20是本专利技术的实施例6涉及的转子磁极部的部分剖面图。图21是本专利技术的实施例7涉及的转子磁极部的部分剖面图。图22是本专利技术的实施例8涉及的转子磁极部的部分剖面图。图23是本专利技术的实施例9涉及的转子磁极部的部分剖面图。图M是本专利技术的实施例10涉及的转子磁极部的部分剖面图。图25是本专利技术的实施例11涉及的转子磁极部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种永磁体同步电动机，其特征在于，具备：定子、隔着间隙与该定子相对配置且被支撑为能够旋转的转子，所述转子具备转子铁芯以及多个永久磁体，该多个永久磁体插入在该转子铁芯的内部形成的永久磁体插入孔中，所述定子具备：定子铁芯；在该定子铁芯设置的多个定子槽；与该槽相邻的齿；和在定子槽内设置的由Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相组成的电枢绕组，所述槽相对直径方向具有恒定的宽度，并且该槽的开口宽度与该槽的宽度大致相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地聪，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP