旋转电机和使用它的电动车辆制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种能够提高旋转电机的高速运转状态的效率的旋转电机。此外目的在于通过使用本发明专利技术的旋转电机来改善电动车辆的高速运转状态的效率。其包括具有具备槽的定子铁芯与定子绕组的定子和转子，所述转子具有：具备叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成所述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁，用于形成所述转子的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电机和使用它的电动车辆。
技术介绍
用永磁铁形成转子的磁极的旋转电机中，上述永磁铁产生的d轴的磁通是一定的，所以与旋转速度无关，大致一定的磁通与定子绕组交链。因此，定子中感应生成的感应电压伴随转速的增加而增大。另一方面，用于对定子绕组供给交流电流的电源电压与旋转电机的转速无关，是大致一定的，所以如上所述旋转电机的转速增大，定子绕组中感应生成的感应电压增大时，电源电压与定子绕组的相间电压的电压差减少，不能对定子绕组供给所需的电流。结果，旋转电机的转速增大时，难以产生所需的转矩。通过尽可能抑制伴随旋转电机的转速增大的感应电压，易于对定子绕组供给所需的电流，能够进一步增大高速旋转时产生的转矩。为了尽可能抑制感应电压，减少d轴的磁通与定子绕组的交链磁通是一个解决方法，抑制旋转电机高速运转时形成磁极的永磁铁产生的d轴的磁通与定子绕组的交链磁通量。为此控制对定子绕组供给的电流，使得定子绕组产生对于永磁铁产生的d轴的磁通相反极性的磁通(弱磁控制)。专利文献I中公开了通过弱磁控制使d轴磁通不可逆地损失磁通，减少定子绕组的交链磁通的技术。利用弱磁电流的情况下，弱磁电流较大时会使与电机的转矩无直接关联的d轴电流增大，效率降低。因此存在旋转电机的高速运转状态的效率降低的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-245367号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供能够提高旋转电机的高速运转状态的效率的旋转电机。此外，目的在于通过使用本专利技术的旋转电机来改善电动车辆的高速运转状态的效率。用于解决课题的方案权利要求1所述的特征如下所示。包括具有具备槽的定子铁芯与定子绕组的定子和转子，上述转子具有具备叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成上述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁，用于形成上述转子的各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。权利要求2所述的特征是在上述权利要求1所述的结构中，配置上述第二永磁铁，使得构成上述转子的各磁极的上述第二永磁铁的易磁化轴沿着上述第一永磁铁生成的d轴的磁通。权利要求3所述的特征如下所示。在权利要求1或权利要求2中任一项所述的旋转电机中，在上述旋转电机的上述转子铁芯形成有插入用于形成各磁极的永磁铁的磁铁插入孔，在上述磁铁插入孔中插入保持有上述第一永磁铁和上述第二永磁铁。权利要求4所述的特征如下所示。在权利要求1至权利要求3中任一项所述的旋转电机中，上述第一永磁铁具备比上述第二永磁铁高的矫顽力的特性，上述第二永磁铁具备比上述第一永磁铁高的回复磁导率。权利要求5所述的特征如下所示。在权利要求4所述的旋转电机中，上述第一永磁铁是钕磁铁或铁氧体磁铁，上述第二永磁铁是铝镍钴磁铁。权利要求6所述的特征如下所示。在权利要求1至权利要求3中任一项所述的旋转电机中，在上述转子上，在沿着周方向形成的多个磁极的邻接的磁极之间分别形成有辅助磁极，经由上述辅助磁极形成有上述定子绕组产生的q轴的磁通通过的磁路。权利要求7所述的特征如下所示。在权利要求6所述的旋转电机中，在上述转子上，磁铁插入孔分别沿着周方向与各磁极对应地形成，上述磁铁插入孔为用于插入形成配置于周方向的各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁的周方向的长度比半径方向的长度长的形状，形成为上述磁铁插入孔的位于转子的外周一侧的边比位于转子的中心一侧的边长的形状，上述第一永磁铁和上述第二永磁铁以在转子的半径方向上重叠的状态被收纳而固定在上述各磁铁插入孔中，上述第一永磁铁和上述第二永磁铁被沿着转子的半径方向磁化，在每一个磁极使上述第一永磁铁和上述第二永磁铁的磁化极性交替反转地磁化，在上述各磁铁插入孔的内侧，在上述第一永磁铁和上述第二永磁铁中至少位于外周一侧的永磁铁的周方向的两端部设置有磁隙。权利要求8所述的特征如下所示。在权利要求7所述的旋转电机中，在各磁极的磁铁插入孔的外周一侧与转子铁芯的外周之间的转子铁芯上形成有磁极片部，上述第一永磁铁和上述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过上述磁极片部和上述定子铁芯，形成上述d轴的磁通与上述定子绕组交链的磁路。权利要求9所述的特征如下所示。在权利要求6所述的旋转电机中，在上述转子上，与配置于周方向的各磁极对应地至少设置有两组用于形成各磁极的上述第一永磁铁和上述第二永磁铁，与各磁极对应地分别形成有用于插入上述两组中的一组第一永磁铁和第二永磁铁的第一磁铁插入孔和用于插入上述两组中的另一组第一永磁铁和第二永磁铁的第二磁铁插入孔，与各磁极对应地设置的上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔，以外周一侧比中心一侧张开的状态形成，上述状态为各自的转子的外周一侧的端部比上述各自的转子的中心一侧的端部离开的状态，在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔中分别以叠层状态收纳而固定上述第一永磁铁和上述第二永磁铁。权利要求10所述的特征如下所示。在权利要求9所述的旋转电机中，在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔的上述外周一侧的端部分别形成有磁隙。权利要求11所述的特征如下所示。在权利要求10所述的旋转电机中，在上述第一磁铁插入孔和上述第二磁铁插入孔的外周一侧定子铁芯上形成有磁极片部，上述第一永磁铁和上述第二永磁铁产生的d轴的磁通通过上述磁极片部和上述定子铁芯，形成上述d轴的磁通与上述定子绕组交链的磁路。权利要求12所述的特征如下所示。在权利要求8至权利要求11中任一项所述的旋转电机中，在邻接的上述磁极之间分别形成有辅助磁极，在上述磁隙的外周一侧形成有连接上述磁极片与邻接的辅助磁极的桥接部，通过上述桥接部减少从上述磁极片部向上述辅助磁极的泄漏磁通。权利要求13所述的特征如下所示。在具备权利要求1至权利要求12中任一项所述的旋转电机的电动车辆中，上述电动车辆具备用于控制上述旋转电机的控制电路，上述控制电路使上述第一和第二永磁铁在可逆磁通损失范围内动作。权利要求14所述的特征如下所示。在权利要求13所述的电动车辆中，上述控制电路，在上述旋转电机的转速高于规定转速的第一运转区域中，控制向上述定子绕组供给的交流电流来产生减少上述永磁铁产生的d轴的磁通的方向的磁通，上述定子绕组产生的磁通对于形成上述转子的磁极的第二永磁铁作为相反极性的磁通发挥作用。专利技术效果根据本专利技术，具有能够改善旋转电机的高速运转状态的效率的效果。此外，在具备上述旋转电机的电动车辆中，能够提高电动车辆的高速运转状态下的效率。附图说明图1是本专利技术的实施例1的旋转电机的局部截面图。图2是与图1所示的旋转电机的旋转轴垂直的截面图。图3是图2的局部放大图。图4是高回复磁导率的永磁铁的磁特性5是低回复磁导率的永磁铁的磁特性图。图6是说明高回复磁导率和低回复磁导率的永磁铁的易磁化轴方向的角度差和动作点的关系的说明图。图7是用于驱动旋转电机的系统图。图8是表示使用永磁铁的旋转电机的电流相位与转矩的关系的说明图。图9是基于本专利技术的实施例2的转子的截面图。图10是基于本专利技术的实施例3的转子的截面图。图11是基于本专利技术的实施例4的转子的截面图。图12是基于本专利技术的实施例5的转子的截面图。图13是基于本专利技术的实施例6的转子的截面图。图14是基于本专利技术的实施例7的转子的截面图。图15是基于本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机，其特征在于，包括 定子，其具有在整周上具备槽的定子铁芯和卷绕于所述定子铁芯的定子绕组；和 转子，其相对所述定子可旋转地设置， 所述转子具有具备在沿着转子的旋转轴的方向上叠层的电磁钢板且形成有配置在周方向上的多个磁极的转子铁芯、和用于形成所述多个磁极的各个磁极的多个第一永磁铁和多个第二永磁铁， 用于形成所述转子的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁具备相互不同的回复磁导率。2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于 配置所述第二永磁铁，使得构成所述转子的各磁极的所述第二永磁铁的易磁化轴沿着所述第一永磁铁生成的d轴的磁通。3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于 在所述旋转电机的所述转子铁芯形成有插入用于形成各磁极的永磁铁的磁铁插入孔，在所述磁铁插入孔中插入保持有所述第一永磁铁和所述第二永磁铁。4.如权利要求1 3中任一项所述的旋转电机,其特征在于 所述第一永磁铁具备比所述第二永磁铁高的矫顽力的特性， 所述第二永磁铁具备比所述第一永磁铁高的回复磁导率。5.如权利要求4所述的旋转电机，其特征在于 所述第一永磁铁是钕磁铁或铁氧体磁铁，所述第二永磁铁是铝镍钴磁铁。6.如权利要求1 3中任一项所述的旋转电机,其特征在于 在所述转子上，在沿着周方向形成的多个磁极的邻接的磁极之间分别形成有辅助磁极，经由所述辅助磁极形成有所述定子绕组产生的q轴的磁通通过的磁路。7.如权利要求6所述的旋转电机，其特征在于 在所述转子上，磁铁插入孔分别沿着周方向与各磁极对应地形成，所述磁铁插入孔为用于插入形成配置于周方向的各磁极的所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的周方向的长度比半径方向的长度长的形状， 形成为所述磁铁插入孔的位于转子的外周一侧的边比位于转子的中心一侧的边长的形状， 所述第一永磁铁和所述第二永磁铁以在转子的半径方向上重叠的状态被收纳而固定在所述各磁铁插入孔中，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁被沿着转子的半径方向磁化，在每一个磁极使所述第一永磁铁和所述第二永磁铁的磁化极性交替反转地磁化， 在所述各磁铁插入孔的内侧，在所述第一永磁铁和所述第二永磁铁中至少位于外周一侧的永磁铁的周方向的两端部设置有磁隙。8.如权利要求7所述的旋转电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉本慎治，小村昭义，角川滋，菊地聪，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：
国别省市：