永磁式同步电动机制造技术

获得能够充分抑制2f分量及4f分量的齿槽转矩的永磁式同步电动机。该永磁式同步电动机具备：形成为圆环状并施加有绕组的Z个定子槽（21）；配置在定子槽（21）的圆环状内的转子（1）；和与转子（1）一体构成并与定子槽（21）对置地配置的2P极的环形磁铁（11）。以Z/{3（相）×2P}的值为2/5或2/7的方式构成。在环形磁铁（11）的与定子槽（21）的对置面，设有电角度相对于转子（1）的轴方向为42度~128度的连续扭斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
永磁式同步电动机
本技术涉及通过3相电源驱动的永磁式同步电动机，尤其涉及用于切实地抑制齿槽转矩的新的改良技术。
技术介绍
一般，在永磁式同步电动机中，当在绕组未通电时通过外部驱动使转子磁铁(转子)旋转了时，会在定子铁心和转子之间产生齿槽转矩。这种齿槽转矩是由于转子每机械性地转I圈都产生定子槽数和永磁铁磁极数的最小公倍数的脉动而引起的，齿槽转矩的大小与脉动数成反比。在通过3相交流驱动的永磁式同步电动机中，通过适当选择磁极数和槽数的组合，能够降低未通电时产生的齿槽转矩。通常，为了抑制永磁式同步电动机的齿槽转矩，需要选择定子槽数和永磁铁磁极数的最小公倍数的大的组合。作为最小公倍数的大的组合的例子，在所谓的通过3相电源驱动的永磁式同步电动机中，可以举出如下结构:在具有形成为圆环状并施加有绕组(线圈)的Z个(Z为自然数)定子槽、而且具有2P极(P为自然数)的永磁铁的情况下，Z/{3 (ffi) X2P}的值为“2/5”或“2/7”。例如，在Z/{3 (相)X2P}的值为“2/5”的永磁式同步电动机中，在磁极数为“10”的情况下，槽数为“12”，通过极数和槽数的组合产生的齿槽转矩在转子转I圈的期间仅产生“60个波峰”。此外，一般地，在永磁式同步电动机中，也存在因制造误差、电磁钢板的磁各向异性等而产生的齿槽转矩，若将通电的电流波形的基波(即，电角360度)称为“ If ”，则会因定子的制造误差等产生2f分量(以电角180度为I个周期)、4f分量(以电角90度为I个周期)的齿槽转矩。尤其是，在通过在框架内径为圆形而外侧为四边形形状的框架的径内热压配合定子铁心或者将电磁钢板的轧制方向沿同一方向堆积来制造定子铁心的情况下，齿槽转矩的4f 分量大大产生。另一方面，以 往,还提出通过设置扭斜(Skew:使铁心或磁化相对于轴方向倾斜地形成)来抑制齿槽转矩的产生的技术(例如，参照专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本技术第2558514号公报
技术实现思路
技术要解决的问题在以往的永磁式同步电动机中，为了减少因脉动引起的齿槽转矩，选择了定子槽数和永磁铁磁极数的最小公倍数的大的组合，但却存在如下问题:对于在磁极数为10极、槽数为12的情况下产生的齿槽转矩，在转子转I圈的期间产生60个波峰，而且，由于制造误差、电磁钢板的磁各向异性等，4f分量的齿槽转矩会大大产生。此外，即使在如专利文献I那样设置扭斜的情况下，也存在如下问题:由于扭斜的电角度小(20度 40度左右)，因此，不能充分抑制齿槽转矩。本技术是为了解决上述问题而作出的，目的在于获得能够充分抑制2f分量及4f分量的齿槽转矩的永磁式同步电动机。用于解决问题的手段本技术的永磁式同步电动机具备:形成为圆环状并施加有绕组的Z个(Z为自然数)定子槽；配置在定子槽的圆环状内的转子；和与转子一体构成并与定子槽对置地配置的2P极(P为自然数)永磁铁，该永磁式同步电动机以Z/{3 (相)X2P}的值为2/5或2/7的方式构成，其中，在永磁铁的与定子槽的对置面，设置有相对于转子的轴方向、电角度为42度 128度的连续扭斜。在上述永磁式同步电动机中，优选所述连续扭斜被设置成:所述转子的轴方向的扭斜角度的开始位置和结束位置关于所述转子的旋转方向相同。本技术的永磁式同步电动机具备:Z个定子槽，该定子槽形成为圆环状并施加有绕组，Z为自然数；转子，该转子配置在所述Z个定子槽的圆环状内；和2P极永磁铁，该永磁铁与所述转子一体构成并与所述定子槽对置地配置，P为自然数，所述永磁式同步电动机以Z/{3 (相)X2P}的值为2/5或2/7的方式构成，其中，在所述永磁铁的与所述定子槽的对置面，以电角度相对于所述转子的轴方向为42度 128度的方式，设有至少2层以上的层扭斜。在上述永磁式同步电动机中，优选所述层扭斜由2n+l层构成，并被设置成扭斜角度的开始位置和结束位置关于所述转子的旋转方向相同，n为自然数。本技术的永磁式同步电动机具备:Z个定子槽，该定子槽形成为圆环状并施加有绕组，Z为自然数；转子，该转子配置在所述Z个定子槽的圆环状内；和2P极永磁铁，该永磁铁与所述转子一体构成并与所述定子槽对置地配置，P为自然数，所述永磁式同步电动机以Z/{3 (相)X2P}的值为2/5或2/7的方式构成，其中，对与所述永磁铁对置的所述定子槽的顶端形状，设有电角度相对于所述转子的轴方向为42度 128度的连续扭斜或层扭斜。在上述永磁式同步电动机中，优选所述连续扭斜或所述层扭斜被设置成:扭斜角度的开始位置和结束位置关于所述转子的旋转方向相同。技术效果根据本技术，通过对永磁铁(转子)设置电角度42 128度的连续扭斜，能够切实地抑制因定子偏差产生的齿槽转矩的4f分量。附图说明图1是示出本技术实施方式I的永磁式同步电动机的与轴方向垂直的剖面的剖视图。(实施例1)图2是示出热压配合图1内的定子的框架的与轴方向垂直的剖面的剖视图。(实施例I)图3是示出因未设置扭斜的情况下的定子朝框架内的热压配合、轧制方向等的磁不对称性而产生的齿槽转矩的说明图。(实施例1)图4是示出对图3的齿槽转矩进行了频率分析的结果的说明图。(实施例1)图5是将一般的电磁钢板的轧制方向与定子的剖视图一起示出的说明图。(实施例I)图6是示出未对图1内的环形磁铁(转子)设置扭斜的状态的立体图。(实施例1)图7是示出本技术实施方式I的设置有连续扭斜的环形磁铁及转子的立体图。(实施例1)图8是示出采用了图7的转子的永磁式同步电动机的扭斜角度和齿槽转矩(4f 分量)之间的关系的说明图。(实施例1)图9是示出采用了图7的转子的永磁式同步电动机的扭斜角度和电动机输出之间的关系的说明图。(实施例1)图10是示出本技术实施方式2的设置有连续扭斜的环形磁铁及转子的立体图。(实施例2)图11是用于说明图10的环形磁铁的制造方法的展开图。(实施例2)图12是示出将图11内的2个环形磁铁组合了的状态的展开图。(实施例2)图13是用I个环形磁铁构成图11的2层环形磁铁的情况的展开图。(实施例2)图14是示出本技术实施方式3的设置有层扭斜的环形磁铁及转子的立体图。(实施例3)图15是用于说明图14的环形磁铁的制造方法的展开图。(实施例3)图16是示出采用了图14的转子的永磁式同步电动机的扭斜角度和电动机输出之间的关系的说明图。(实施例3)图17是示出本技术实施方式3的采用了扇形磁铁的永磁式同步电动机的与轴方向垂直的剖面的剖视图。(实施例3)图18是示出未对图17内的环形磁铁(转子)设置扭斜的状态的立体图。(实施例3)图19是示出本技术实施方式3的设置有层扭斜的扇形磁铁及转子的立体图。(实施例3)图20是示出本技术实施方式4的设置有层扭斜的环形磁铁及转子的立体图。(实施例4)图21是本技术实施方式4的采用了扇形磁铁的情况的转子的立体图。(实施例4)图22是示出本技术实施方式5的定子槽的I个齿的轴方向上端部的剖面形状的剖视图。(实施例5)图23是示出本技术实施方式5的定子槽的I个齿的轴方向下端部的剖面形状的剖视图。(实施例5)图24是示出本技术实施方式5的设置有连续扭斜的定子槽的I个齿的外观的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中敏则，山口信一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：