JP2016226218A - Permanent magnet embedded rotor for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転電機の永久磁石埋設型回転子に関する。 The present invention relates to a permanent magnet embedded rotor of a rotating electrical machine.
特許文献1に従来の回転電機の永久磁石埋設型回転子(以下、「回転子」という。)が開示されている。この回転子は、ロータコアと複数の永久磁石とを備えている。ロータコアには、複数の収容孔が周方向に並んで形成されている。永久磁石は、各収容孔内に収容されて保持されている。 Patent Document 1 discloses a conventional permanent magnet embedded rotor (hereinafter referred to as “rotor”) of a rotating electrical machine. The rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets. In the rotor core, a plurality of accommodation holes are formed side by side in the circumferential direction. The permanent magnet is accommodated and held in each accommodation hole.
より具体的には、ロータコアには、周方向において2分割された収容孔が複数組形成されている。各組の収容孔には、同磁極の永久磁石がそれぞれ保持されている。 More specifically, the rotor core is formed with a plurality of sets of receiving holes that are divided into two in the circumferential direction. A permanent magnet having the same magnetic pole is held in each group of receiving holes.
この回転子には、永久磁石によってd軸とq軸とが設定されている。d軸は磁極がつくる磁束の方向であり、特許文献1では、同磁極の永久磁石間の中心軸である。q軸はd軸と電気的、かつ磁気的に直交する軸であり、特許文献1では、異磁極の永久磁石間の中心軸である。 In this rotor, a d-axis and a q-axis are set by permanent magnets. The d-axis is the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole, and in Patent Document 1, it is the central axis between the permanent magnets of the same magnetic pole. The q-axis is an axis that is electrically and magnetically orthogonal to the d-axis. In Patent Document 1, it is the central axis between permanent magnets of different magnetic poles.
収容孔は、フラックスバリアを有している。フラックスバリアは、永久磁石のq軸側の端面との間の空隙により形成されるとともに、永久磁石の磁束が短絡することを抑制する。 The accommodation hole has a flux barrier. The flux barrier is formed by a gap between the end surface of the permanent magnet on the q-axis side and suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet.
この回転子では、回転電機の作動時、遠心力がロータコアに作用し、ロータコアに応力が発生する。ここで、ロータコアにおける周方向で2分割された収容孔同士に挟まれた領域は、それらの収容孔よりも径方向の内側に位置する領域と、それらの収容孔よりも径方向の外側に位置する領域とを連結する連結部を構成する。この回転子では、このような連結部によって、ロータコアにおける各収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する最大応力を低減するようになっている。 In this rotor, a centrifugal force acts on the rotor core when the rotating electrical machine operates, and stress is generated in the rotor core. Here, the region sandwiched between the housing holes divided into two in the circumferential direction in the rotor core is a region located on the inner side in the radial direction with respect to the housing holes and located on the outer side in the radial direction with respect to the housing holes. The connection part which connects the area | region to perform is comprised. In this rotor, such a connecting portion reduces the maximum stress acting on the periphery of each accommodation hole and flux barrier in the rotor core.
ところで、回転電機の性能向上のためには、回転子が備える永久磁石の質量を増加させて、マグネットトルクを増加させることが考えられる。この場合、永久磁石の質量の増加によって、回転電機の作動時、ロータコアに作用する遠心力が増加し、ロータコアにおける収容孔及びフラックスバリアの周辺に応力集中が発生し易くなる。このため、回転子の最高回転数は、ロータコアに発生する最大応力が許容範囲を超えないように設定される。つまり、マグネットトルクの増加と、最高回転数の増加とを両立することが難しい。 By the way, in order to improve the performance of the rotating electrical machine, it is conceivable to increase the magnet torque by increasing the mass of the permanent magnet included in the rotor. In this case, due to the increase in the mass of the permanent magnet, the centrifugal force acting on the rotor core increases when the rotating electrical machine operates, and stress concentration is likely to occur around the accommodation hole and the flux barrier in the rotor core. For this reason, the maximum rotational speed of the rotor is set so that the maximum stress generated in the rotor core does not exceed the allowable range. That is, it is difficult to achieve both an increase in magnet torque and an increase in maximum rotational speed.
この点、上記従来の回転子では、永久磁石の質量の増加に応じて、連結部の幅を太くすることが考えられる。しかしながら、この場合、連結部を通る漏れ磁束が増加し、マグネットトルクを効率的に発生できなくなるという問題がある。また、この場合、d軸インダクタンスLdが増加し、d軸とq軸とのインダクタンスの差が小さくなって、リラクタンストルクが減少するという問題もある。 In this respect, in the conventional rotor described above, it is conceivable to increase the width of the connecting portion in accordance with an increase in the mass of the permanent magnet. However, in this case, there is a problem that leakage magnetic flux passing through the connecting portion increases, and magnet torque cannot be generated efficiently. Further, in this case, there is a problem that the d-axis inductance Ld increases, the difference in inductance between the d-axis and the q-axis decreases, and the reluctance torque decreases.
これらの結果、上記従来の回転子では、回転電機の性能向上を実現することが難しい。 As a result, it is difficult for the conventional rotor described above to improve the performance of the rotating electrical machine.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、回転電機の性能向上を実現できる回転電機の永久磁石埋設型回転子を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object to be solved is to provide a permanent magnet embedded rotor of a rotating electrical machine that can improve the performance of the rotating electrical machine.
本発明の回転電機の永久磁石埋設型回転子は、複数の収容孔が周方向に並んで形成されたロータコアと、前記各収容孔内に収容されて保持された永久磁石とを備え、
前記永久磁石によってd軸とq軸とが設定される回転電機の永久磁石埋設型回転子において、
前記収容孔は、前記永久磁石の前記q軸側の端面との間の空隙により形成されるとともに、前記永久磁石の磁束が短絡することを抑制するフラックスバリアを有し、
前記ロータコアには、
前記永久磁石に対して径方向の外側に位置するd軸コア部と、
前記d軸コア部に対して前記周方向に並ぶq軸コア部と、
前記フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延び、前記径方向の幅が前記フラックスバリアよりも小さい連続スリットと、
前記連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記連続スリットと対向する独立スリットと、
前記連続スリットと前記ロータコアの外周縁との間で、前記独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置されるとともに、前記d軸コア部と前記q軸コア部とを連結支持する複数のブリッジとが形成されていることを特徴とする。
The permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine of the present invention includes a rotor core in which a plurality of accommodation holes are formed side by side in the circumferential direction, and a permanent magnet that is accommodated and held in each of the accommodation holes,
In the permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine in which the d axis and the q axis are set by the permanent magnet,
The accommodation hole is formed by a gap between the permanent magnet and the end surface on the q-axis side, and has a flux barrier that suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet,
In the rotor core,
A d-axis core portion located radially outside the permanent magnet;
A q-axis core portion arranged in the circumferential direction with respect to the d-axis core portion;
A continuous slit extending continuously from the flux barrier toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction, and having a radial width smaller than the flux barrier,
An independent slit extending in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction with respect to the continuous slit, and facing the continuous slit in the radial direction;
Between the continuous slit and the outer peripheral edge of the rotor core, it is arranged side by side on the inner side and the outer side in the radial direction with respect to the independent slit, and connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. A plurality of bridges are formed.
本発明の回転子では、ロータコアにおける収容孔及びフラックスバリアの周辺に発生する応力は、径方向の幅がフラックスバリアよりも小さい連続スリットと、独立スリットと、複数のブリッジとによって、永久磁石の近傍から分散される。つまり、この回転子では、フラックスバリアの周辺に幅の狭い梁状のブリッジが複数並列に配置され、各ブリッジがd軸コア部とq軸コア部とを連結支持する。このため、各ブリッジが同じように変形することで、収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する応力を各ブリッジに分散できる。その結果、この回転子では、ロータコアにおける収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する最大応力を確実に低減できる。これにより、この回転子では、永久磁石の質量を増加させてマグネットトルクを増加させ、かつ回転子の最高回転数を高く設定しても、ロータコアに発生する最大応力が許容範囲を超え難くなる。このため、マグネットトルクの増加と、最高回転数の増加とを両立し易くなる。 In the rotor of the present invention, the stress generated around the accommodation hole and the flux barrier in the rotor core is in the vicinity of the permanent magnet due to the continuous slit having a smaller radial width than the flux barrier, independent slits, and a plurality of bridges. Distributed from. That is, in this rotor, a plurality of narrow beam-shaped bridges are arranged in parallel around the flux barrier, and each bridge connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. For this reason, when each bridge is similarly deformed, the stress acting on the periphery of the accommodation hole and the flux barrier can be distributed to each bridge. As a result, in this rotor, the maximum stress acting on the periphery of the accommodation hole and the flux barrier in the rotor core can be reliably reduced. Thus, in this rotor, even if the mass of the permanent magnet is increased to increase the magnet torque and the maximum rotational speed of the rotor is set high, the maximum stress generated in the rotor core is difficult to exceed the allowable range. For this reason, it becomes easy to achieve both an increase in magnet torque and an increase in maximum rotational speed.
それに伴って、この回転子では、上述した従来の回転子のように連結部を構成する場合に、その連結部の幅を細くすることにより、連結部を通る漏れ磁束の増加や、d軸インダクタンスLdの増加を抑制することもできる。他方、上述した連結部を無くすことにより、連結部を通る漏れ磁束を無くし、d軸インダクタンスLdを低減することもできる。また、この回転子では、連続スリット、独立スリット及び各ブリッジによって、永久磁石の磁極間のコア幅に絞りが設けられ、その絞り幅を保ったままで絞り長さを大きくできることから、各ブリッジを通る漏れ磁束も低減できる。それらの結果、この回転子では、マグネットトルクを効率的に発生できるとともに、リラクタンストルクの減少を抑制できる。 Accordingly, in this rotor, when the connecting portion is configured like the conventional rotor described above, the width of the connecting portion is reduced, thereby increasing the leakage magnetic flux passing through the connecting portion, d-axis inductance. An increase in Ld can also be suppressed. On the other hand, by eliminating the connecting portion described above, the leakage magnetic flux passing through the connecting portion can be eliminated, and the d-axis inductance Ld can be reduced. Further, in this rotor, a diaphragm is provided in the core width between the magnetic poles of the permanent magnet by the continuous slit, the independent slit and each bridge, and the diaphragm length can be increased while maintaining the diaphragm width. Leakage magnetic flux can also be reduced. As a result, in this rotor, the magnet torque can be generated efficiently and the decrease in the reluctance torque can be suppressed.
したがって、本発明の回転電機の永久磁石埋設型回転子では、回転電機の性能向上を実現できる。また、この回転子では、連続スリットの径方向の幅がフラックスバリアよりも小さいことにより、永久磁石の磁束が短絡することを抑制するフラックスバリアの作用に、連続スリットが影響を及ぼし難い。 Therefore, in the permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine of the present invention, the performance of the rotating electrical machine can be improved. Moreover, in this rotor, since the radial width of the continuous slit is smaller than that of the flux barrier, the continuous slit hardly influences the action of the flux barrier that suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet.
フラックスバリアは、永久磁石における一方のq軸側に位置する第1フラックスバリアと、永久磁石における他方のq軸側に位置する第2フラックスバリアとからなることが望ましい。連続スリットは、第1フラックスバリアと連続して周方向における永久磁石とは反対側に向かって延びる第1連続スリットと、第2フラックスバリアと連続して周方向における永久磁石とは反対側に向かって延びる第2連続スリットとからなることが望ましい。独立スリットは、第1連続スリットに対して径方向の外側に離間する位置で周方向に延び、径方向で第1連続スリットと対向する第1独立スリットと、第2連続スリットに対して径方向の外側に離間する位置で周方向に延び、径方向で第2連続スリットと対向する第2独立スリットとからなることが望ましい。そして、ブリッジは、第1連続スリットと外周縁との間で、第1独立スリットに対して径方向の内側及び外側に並んで配置される第1ブリッジと、第2連続スリットと外周縁との間で、第2独立スリットに対して径方向の内側及び外側に並んで配置される第2ブリッジとからなることが望ましい。 The flux barrier is preferably composed of a first flux barrier located on one q-axis side of the permanent magnet and a second flux barrier located on the other q-axis side of the permanent magnet. The continuous slit is continuous with the first flux barrier and extends toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction. The continuous slit is continuous with the second flux barrier and faces away from the permanent magnet in the circumferential direction. It is desirable that the second continuous slit extends. The independent slit extends in the circumferential direction at a position spaced radially outward with respect to the first continuous slit, and is in the radial direction with respect to the first continuous slit and the second continuous slit facing the first continuous slit in the radial direction. It is desirable that the second independent slit extends in the circumferential direction at a position separated from the outer side of the first slit and faces the second continuous slit in the radial direction. The bridge includes a first bridge arranged between the first continuous slit and the outer peripheral edge side by side in the radial direction with respect to the first independent slit, and the second continuous slit and the outer peripheral edge. Between the second independent slits, it is desirable that the second bridges are arranged side by side on the inner side and the outer side in the radial direction.
この場合、この回転子では、上述した連結部が無くなり、2分割されていない収容孔が第1、2フラックスバリアを有する構成となるので、連結部を通る漏れ磁束が無くなり、d軸インダクタンスLdが低減される。そして、この回転子では、第1、2フラックスバリアの周辺に幅の狭い梁状の第1、2ブリッジが複数並列に配置され、各第1ブリッジがd軸コア部と一方のq軸コア部とを連結支持し、各第2ブリッジがd軸コア部と他方のq軸コア部とを連結支持する。このため、各第1、2ブリッジが同じように変形することで、収容孔及び第1、2フラックスバリアの周辺に作用する応力を各第1、2ブリッジに分散できる。その結果、この回転子では、ロータコアにおける収容孔及び第1、2フラックスバリアの周辺に作用する最大応力を確実に低減できるので、回転電機の性能向上を確実に実現できる。 In this case, in this rotor, since the connecting portion described above is eliminated and the housing hole that is not divided into two has the first and second flux barriers, there is no leakage magnetic flux passing through the connecting portion, and the d-axis inductance Ld is reduced. Reduced. In this rotor, a plurality of narrow beam-shaped first and second bridges are arranged in parallel around the first and second flux barriers, and each first bridge has a d-axis core portion and one q-axis core portion. The second bridges connect and support the d-axis core part and the other q-axis core part. For this reason, when each 1st, 2 bridge deform | transforms similarly, the stress which acts on the circumference | surroundings of an accommodation hole and the 1st, 2nd flux barrier can be disperse | distributed to each 1st, 2 bridge. As a result, in this rotor, the maximum stress acting on the periphery of the accommodation hole and the first and second flux barriers in the rotor core can be reliably reduced, so that the performance improvement of the rotating electrical machine can be realized with certainty.
連続スリットにおける周方向の端部と、少なくとも1本の独立スリットにおける周方向の端部とは、丸められていることが望ましい。この構成によれば、各ブリッジの端部での応力集中を緩和できる。 The circumferential end of the continuous slit and the circumferential end of at least one independent slit are preferably rounded. According to this configuration, stress concentration at the end of each bridge can be relaxed.
独立スリットは、複数本形成され、各独立スリットは、周方向の長さが略等しく、連続スリット及び各独立スリットは、周方向においてずれていることが望ましい。連続スリット及び独立スリットは、周方向の長さが異なることが望ましい。連続スリット及び独立スリットは、径方向の外側のものほど周方向の長さが長いことが望ましい。連続スリット及び独立スリットは、径方向の幅が異なることが望ましい。各ブリッジは、径方向の幅が異なることが望ましい。 It is desirable that a plurality of independent slits are formed, the lengths of the individual slits are substantially equal in the circumferential direction, and the continuous slits and the individual slits are shifted in the circumferential direction. It is desirable that the continuous slit and the independent slit have different lengths in the circumferential direction. It is desirable that the continuous slit and the independent slit have a longer circumferential length as they are radially outer. It is desirable that the continuous slit and the independent slit have different radial widths. Each bridge desirably has a different radial width.
これらの構成によれば、上述した絞りを形成する連続スリット、独立スリット及び各ブリッジの配置を回転子の仕様や要求性能等に応じて適宜最適化できるので、絞り幅や絞り長さを好適に設定でき、各ブリッジを通る漏れ磁束を効果的に低減できる。 According to these configurations, the arrangement of the continuous slits, the independent slits, and the bridges forming the diaphragm can be optimized as appropriate according to the specifications and required performance of the rotor. It is possible to set, and the leakage magnetic flux passing through each bridge can be effectively reduced.
各ブリッジは、周方向で屈曲していることが望ましい。この構成によれば、遠心力がロータコアに作用する場合に、各ブリッジの屈曲する部分が引き伸ばされるように変形することにより、各ブリッジに作用する引っ張り応力を緩和できる。 Each bridge is preferably bent in the circumferential direction. According to this configuration, when the centrifugal force acts on the rotor core, the tensile stress acting on each bridge can be relieved by deforming so that the bent portion of each bridge is stretched.
上記の場合において、各ブリッジは、周方向において永久磁石から離間するにつれて、径方向の外側に向かうように延びていることが望ましい。この構成によれば、遠心力がロータコアに作用する場合に、各ブリッジの伸び量が小さくなるので、各ブリッジに作用する引っ張り応力を一層緩和できる。特に、各ブリッジが略S字状に湾曲しながら延びる場合には、各ブリッジに作用する引っ張り応力をより一層緩和できる。 In the above case, each bridge desirably extends outward in the radial direction as it is separated from the permanent magnet in the circumferential direction. According to this configuration, when the centrifugal force acts on the rotor core, the extension amount of each bridge becomes small, so that the tensile stress acting on each bridge can be further relaxed. In particular, when each bridge extends while curving in a substantially S shape, the tensile stress acting on each bridge can be further relaxed.
各ブリッジは、周方向の長さが略等しく、かつ径方向の幅が略等しいことが望ましい。この構成によれば、収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する応力を各ブリッジに均等に分散できる。 It is desirable that the bridges have substantially the same length in the circumferential direction and the same width in the radial direction. According to this configuration, the stress acting on the periphery of the accommodation hole and the flux barrier can be evenly distributed to each bridge.
本発明の別の回転電機の永久磁石埋設型回転子は、複数の収容孔が周方向に並んで形成されたロータコアと、前記各収容孔内に収容されて保持された永久磁石とを備え、
前記永久磁石によってd軸とq軸とが設定される回転電機の永久磁石埋設型回転子において、
前記収容孔は、前記永久磁石の前記q軸側の端面との間の空隙により形成されるとともに、前記永久磁石の磁束が短絡することを抑制するフラックスバリアを有し、
前記ロータコアには、
前記永久磁石に対して径方向の外側に位置するd軸コア部と、
前記d軸コア部に対して前記周方向に並ぶq軸コア部と、
前記フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延び、前記フラックスバリアよりも径方向の外側にはみ出さない連続スリットと、
前記連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記連続スリットと対向する独立スリットと、
前記連続スリットと前記ロータコアの外周縁との間で、前記独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置されるとともに、前記d軸コア部と前記q軸コア部とを連結支持する複数のブリッジとが形成されていることを特徴とする。
A permanent magnet buried type rotor of another rotating electrical machine of the present invention includes a rotor core in which a plurality of accommodation holes are formed side by side in the circumferential direction, and a permanent magnet that is accommodated and held in each of the accommodation holes,
In the permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine in which the d axis and the q axis are set by the permanent magnet,
The accommodation hole is formed by a gap between the permanent magnet and the end surface on the q-axis side, and has a flux barrier that suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet,
In the rotor core,
A d-axis core portion located radially outside the permanent magnet;
A q-axis core portion arranged in the circumferential direction with respect to the d-axis core portion;
A continuous slit extending continuously from the flux barrier toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction and not protruding outward in the radial direction from the flux barrier;
An independent slit extending in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction with respect to the continuous slit, and facing the continuous slit in the radial direction;
Between the continuous slit and the outer peripheral edge of the rotor core, it is arranged side by side on the inner side and the outer side in the radial direction with respect to the independent slit, and connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. A plurality of bridges are formed.
本発明の別の回転子では、ロータコアにおける収容孔及びフラックスバリアの周辺に発生する応力は、フラックスバリアよりも径方向の外側にはみ出さない連続スリットと、独立スリットと、複数のブリッジとによって、永久磁石の近傍から分散される。つまり、この回転子では、フラックスバリアの周辺に幅の狭い梁状のブリッジが複数並列に配置され、各ブリッジがd軸コア部とq軸コア部とを連結支持する。このため、各ブリッジが同じように変形することで、収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する応力を各ブリッジに分散できる。その結果、この回転子では、ロータコアにおける収容孔及びフラックスバリアの周辺に作用する最大応力を確実に低減できる。これにより、この回転子では、永久磁石の質量を増加させてマグネットトルクを増加させ、かつ回転子の最高回転数を高く設定しても、ロータコアに発生する最大応力が許容範囲を超え難くなる。このため、マグネットトルクの増加と、最高回転数の増加とを両立し易くなる。 In another rotor of the present invention, the stress generated around the accommodation hole and the flux barrier in the rotor core is caused by a continuous slit that does not protrude radially outward from the flux barrier, an independent slit, and a plurality of bridges. Dispersed from the vicinity of the permanent magnet. That is, in this rotor, a plurality of narrow beam-shaped bridges are arranged in parallel around the flux barrier, and each bridge connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. For this reason, when each bridge is similarly deformed, the stress acting on the periphery of the accommodation hole and the flux barrier can be distributed to each bridge. As a result, in this rotor, the maximum stress acting on the periphery of the accommodation hole and the flux barrier in the rotor core can be reliably reduced. Thus, in this rotor, even if the mass of the permanent magnet is increased to increase the magnet torque and the maximum rotational speed of the rotor is set high, the maximum stress generated in the rotor core is difficult to exceed the allowable range. For this reason, it becomes easy to achieve both an increase in magnet torque and an increase in maximum rotational speed.
それに伴って、この回転子では、上述した従来の回転子のように連結部を構成する場合に、その連結部の幅を細くすることにより、連結部を通る漏れ磁束の増加や、d軸インダクタンスLdの増加を抑制することもできる。他方、上述した連結部を無くすことにより、連結部を通る漏れ磁束を無くし、d軸インダクタンスLdを低減することもできる。また、この回転子では、連続スリット、独立スリット及び各ブリッジによって、永久磁石の磁極間のコア幅に絞りが設けられ、その絞り幅を保ったままで絞り長さを大きくできることから、各ブリッジを通る漏れ磁束も低減できる。それらの結果、この回転子では、マグネットトルクを効率的に発生できるとともに、リラクタンストルクの減少を抑制できる。 Accordingly, in this rotor, when the connecting portion is configured like the conventional rotor described above, the width of the connecting portion is reduced, thereby increasing the leakage magnetic flux passing through the connecting portion, d-axis inductance. An increase in Ld can also be suppressed. On the other hand, by eliminating the connecting portion described above, the leakage magnetic flux passing through the connecting portion can be eliminated, and the d-axis inductance Ld can be reduced. Further, in this rotor, a diaphragm is provided in the core width between the magnetic poles of the permanent magnet by the continuous slit, the independent slit and each bridge, and the diaphragm length can be increased while maintaining the diaphragm width. Leakage magnetic flux can also be reduced. As a result, in this rotor, the magnet torque can be generated efficiently and the decrease in the reluctance torque can be suppressed.
したがって、本発明の別の回転電機の永久磁石埋設型回転子でも、回転電機の性能向上を実現できる。また、この回転子では、連続スリットがフラックスバリアよりも径方向の外側にはみ出さないことにより、連続スリットとロータコアの外周縁との径方向の間隔を広げることなく、その間に、独立スリットを配置することができる。 Therefore, even with the permanent magnet embedded rotor of another rotating electrical machine of the present invention, the performance of the rotating electrical machine can be improved. In this rotor, the continuous slit does not protrude outward in the radial direction from the flux barrier, so that an independent slit is arranged between the continuous slit and the outer peripheral edge of the rotor core without increasing the radial distance. can do.
本発明の回転電機の永久磁石埋設型回転子は、回転電機の性能向上を実現できる。 The permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine according to the present invention can improve the performance of the rotating electrical machine.
以下、本発明を具体化した実施例1〜7を図面を参照しつつ説明する。 Examples 1 to 7 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1に示すように、実施例1の回転電機の永久磁石埋設型回転子1(以下、「回転子1」という。)は、固定子9と組み合わされて、回転電機を構成している。
Example 1
As shown in FIG. 1, the permanent magnet embedded rotor 1 (hereinafter referred to as “rotor 1”) of the rotating electrical machine of Example 1 is combined with a stator 9 to constitute the rotating electrical machine.
固定子9は円筒状とされ、その内周面に複数のティース8が回転軸心X1周りで等間隔に設けられている。各ティース8には、コイル7が巻かれている。
The stator 9 has a cylindrical shape, and a plurality of teeth 8 are provided at equal intervals around the rotation axis X1 on the inner peripheral surface thereof. A
回転子1は、固定子9の内側に配置されている。回転子1は、ロータコア2と、複数の永久磁石10とを備えている。なお、以下の説明において、「周方向」とはロータコア2の周方向のことであり、「径方向」とはロータコア2の径方向のことである。
The rotor 1 is disposed inside the stator 9. The rotor 1 includes a
ロータコア2は、回転軸心X1を中心とする円板状の電磁鋼板が複数枚(例えば数十枚)積層されてなる。ロータコア2の中心には、回転軸3が嵌入されている。回転子1は、ロータコア2の外周縁2Eとティース8との間に所定の間隔が確保された状態で、図示しないハウジングの軸受に回転軸3を介して回転可能に支持されている。
The
ロータコア2には、複数の収容孔20が周方向に並んで形成されている。各収容孔20は、回転軸心X1周りで等間隔に配置されている。各収容孔20は、周方向に長く延びている。
In the
永久磁石10は、断面矩形の平板状に形成されている。永久磁石10は、ロータコア2の径方向と略直交する状態で各収容孔20内に収容されて保持されている。本実施例では、永久磁石10は8個であり、収容孔20も8個である。
The
永久磁石10は、着磁方向が厚さ方向となるように着磁されている。隣り合う永久磁石10同士は、ロータコア2の外周縁2E側に配置される極が互いに異なるように各収容孔20内に保持されている。例えば、ある永久磁石10のS極がロータコア2の外周縁2E側に配置され、かつN極が回転軸心X1側に配置されると、その永久磁石10と隣り合う永久磁石10のN極がロータコア2の外周縁2E側が配置され、かつS極が回転軸心X1側に配置される。
The
永久磁石10によってd軸Xdとq軸Xqとが設定されている。d軸Xdは、永久磁石10の磁極がつくる磁束の方向であり、永久磁石10の中心軸である。q軸Xqは、d軸Xdと電気的、かつ磁気的に直交する軸であり、隣り合う異磁極の永久磁石10間の中心軸である。1つの永久磁石10を見た場合、q軸Xqは、その永久磁石10における周方向の一方と他方とにそれぞれ設定されている。
A d-axis Xd and a q-axis Xq are set by the
以下では、図1に示すロータコア2における時計の12時方向の領域に位置する永久磁石10及び収容孔20の周辺の構成について、図2及び図3に拡大して示して、詳しく説明する。その領域に位置する永久磁石10における周方向の一方に位置するq軸XqをXq1とし、周方向の他方に位置するq軸XqをXq2とする。その領域と他の領域とは、回転軸心X1方向から平面視した場合、回転軸心X1を対称の中心とする点対称の関係にあるので、他の領域の説明は省略する。
Hereinafter, the configuration around the
図2に示すように、収容孔20は、第1フラックスバリア21と、第2フラックスバリア22とを有している。第1フラックスバリア21及び第2フラックスバリア22は、本発明の「フラックスバリア」の一例である。
As shown in FIG. 2, the
第1フラックスバリア21は、永久磁石10におけるq軸Xq(Xq1)側に位置している。第1フラックスバリア21は、収容孔20における周方向の一端面が永久磁石10のq軸Xq(Xq1)側の端面11から離間するように膨らんでなる。第1フラックスバリア21は、永久磁石10の端面11との間の空隙により形成されるとともに、永久磁石10の磁束が短絡することを抑制する。
The
第2フラックスバリア22は、永久磁石10におけるq軸Xq(Xq2)側に位置している。第2フラックスバリア22は、収容孔20における周方向の他端面が永久磁石10のq軸Xq(Xq2)側の端面12から離間するように膨らんでなる。第2フラックスバリア22は、永久磁石10の端面12との間の空隙により形成されるとともに、永久磁石10の磁束が短絡することを抑制する。
The
ロータコア2には、d軸コア部2Dと、q軸コア部2Qとが形成されている。d軸コア部2Dは、ロータコア2における永久磁石10に対して径方向の外側に位置する部位、換言すると、ロータコア2の外周縁2Eと、収容孔20における径方向の外側で周方向に延びる端縁とに挟まれた部位である。q軸コア部2Qは、ロータコア2におけるd軸コア部2Dに対して周方向に並ぶ部位である。永久磁石10におけるq軸Xq(Xq1)側に位置するq軸コア部2Qを2Q1とし、永久磁石10におけるq軸Xq(Xq2)側に位置するq軸コア部2Qを2Q2とする。
The
また、ロータコア2には、永久磁石10におけるq軸Xq(Xq1)側に、1本の第1連続スリット31と、5本の第1独立スリット41とが形成されているとともに、6本の第1ブリッジ51が形成されている。
Further, the
また、ロータコア2には、永久磁石10におけるq軸Xq(Xq2)側に、1本の第2連続スリット32と、5本の第2独立スリット42とが形成されているとともに、6本の第2ブリッジ52が形成されている。
The
第1連続スリット31、各第1独立スリット41及び各第1ブリッジ51と、第2連続スリット32、各第2独立スリット42及び各第2ブリッジ52とは、d軸Xdを対象軸とする線対称の関係にある。
The first
第1連続スリット31及び第2連続スリット32は、本発明の「連続スリット」の一例である。各第1独立スリット41及び各第2独立スリット42は、本発明の「独立スリット」の一例である。各第1ブリッジ51及び各第2ブリッジ52は、本発明の「ブリッジ」の一例である。
The first
第1連続スリット31は、第1フラックスバリア21における径方向の外側に位置する部分と連続して、周方向における永久磁石10とは反対側に向かって延びている。第1連続スリット31は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる溝である。第1連続スリット31は、第1フラックスバリア21よりも径方向の外側にはみ出さない。第1連続スリット31の径方向の幅W31は、第1フラックスバリア21の径方向の幅W21よりも小さくされている。
The first
第2連続スリット32は、第2フラックスバリア22における径方向の外側に位置する部分と連続して、周方向における永久磁石10とは反対側に向かって延びている。第2連続スリット32は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる溝である。第2連続スリット32は、第2フラックスバリア22よりも径方向の外側にはみ出さない。第2連続スリット32の径方向の幅W32は、第2フラックスバリア22の径方向の幅W22よりも小さくされている。
The second
各第1独立スリット41は、第1連続スリット31に対して径方向の外側に離間する位置でそれぞれ周方向に延びている。各第1独立スリット41は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる溝である。各第1独立スリット41は、周方向の長さL41が略等しくされている。また、各第1独立スリット41の周方向の長さL41は、第1連続スリット31の周方向の長さL31とも略等しくされている。さらに、第1連続スリット31の径方向の幅W31と、各第1独立スリット41の径方向の幅W41とは、略等しくされている。各第1独立スリット41は、径方向で第1連続スリット31と対向している。第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、周方向においてずれていない。
Each first
第1連続スリット31と径方向の最も内側に位置する第1独立スリット41との径方向の間隔W1Aと、径方向の最も外側に位置する第1独立スリット41とロータコア2の外周縁2Eとの径方向の間隔W1Bと、第1独立スリット41同士の間隔W1Cとは略等しくされている。
The radial interval W1A between the first
各第2独立スリット42は、第2連続スリット32に対して径方向の外側に離間する位置でそれぞれ周方向に延びている。各第2独立スリット42は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる溝である。各第2独立スリット42は、周方向の長さL42が略等しくされている。また、各第2独立スリット42の周方向の長さL42は、第2連続スリット32の周方向の長さL32とも略等しくされている。さらに、第2連続スリット32の径方向の幅W32と、各第2独立スリット42の径方向の幅W42とは、略等しくされている。各第2独立スリット42は、径方向で第2連続スリット32と対向している。第2連続スリット32及び各第2独立スリット42は、周方向においてずれていない。
Each of the second
第2連続スリット32と径方向の最も内側に位置する第2独立スリット42との径方向の間隔W2Aと、径方向の最も外側に位置する第2独立スリット42とロータコア2の外周縁2Eとの径方向の間隔W2Bと、第2独立スリット42同士の間隔W2Cとは略等しくされている。
The radial interval W2A between the second
各第1ブリッジ51は、第1連続スリット31と径方向の最も内側に位置する第1独立スリット41との間と、径方向の最も外側に位置する第1独立スリット41とロータコア2の外周縁2Eとの間と、第1独立スリット41同士の間とに形成されている。各第1ブリッジ51は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる梁である。各第1ブリッジ51は、d軸コア部2Dとq軸コア部2Q(2Q1)とを連結支持している。
Each
第1連続スリット31及び各第1独立スリット41のサイズや相対位置関係が上述したように設定されていることにより、各第1ブリッジ51は、周方向の長さが略等しく、かつ径方向の幅が略等しくなっている。
Since the sizes and relative positional relationships of the first
各第2ブリッジ52は、第2連続スリット32と径方向の最も内側に位置する第2独立スリット42との間と、径方向の最も外側に位置する第2独立スリット42とロータコア2の外周縁2Eとの間と、第2独立スリット42同士の間とに形成されている。各第2ブリッジ52は、回転軸心X1を中心として略円弧状に延びる梁である。各第2ブリッジ52は、d軸コア部2Dとq軸コア部2Q(2Q2)とを連結支持している。
Each of the
第2連続スリット32及び各第2独立スリット42のサイズや相対位置関係が上述したように設定されていることにより、各第2ブリッジ52は、周方向の長さが略等しく、かつ径方向の幅が略等しくなっている。
Since the size and relative positional relationship of the second
第1連続スリット31における周方向の端部31Pと、第2連続スリット32における周方向の端部32Pと、各第1独立スリット41における周方向の端部41P、41Qと、各第2独立スリット42における周方向の端部42P、42Qとは、丸められている。すなわち、第2連続スリット32における周方向の端部32Pの内周面と、第2連続スリット32における周方向の端部32Pの内周面とは、R形状、又は円弧形状となっている。また、各第1独立スリット41における周方向の端部41P、41Qの内周面と、各第2独立スリット42における周方向の端部42P、42Qの内周面とは、R形状、又は円弧形状となっている。
A
上記のように構成された回転電機では、作動時、固定子9のコイル7に電流が供給されて固定子9に回転磁界が発生し、回転子1に回転磁界が作用する。そして、回転磁界と永久磁石10との間の磁気的な吸引力及び反発力により回転子1が回転磁界と同期して回転する。
In the rotating electric machine configured as described above, during operation, a current is supplied to the
<作用効果>
実施例1の回転子1では、回転電機の作動時、遠心力がロータコア2に作用し、ロータコア2に応力が発生する。この応力は、ロータコア2を拡径し、外周縁2Eを引き伸ばすように作用する。このため、ロータコア2は、図2に示す状態(図3に二点鎖線で示す状態)から、図3に実線で示す状態に変形する。なお、図3に実線で示す状態は、強調して図示されており、実際の変形量は僅かである。また、その変形量は、回転子の回転数の変化に応じて増減する。
<Effect>
In the rotor 1 according to the first embodiment, centrifugal force acts on the
この回転子1では、ロータコア2における収容孔20及び第1フラックスバリア21の周辺に発生する応力は、径方向の幅W31が第1フラックスバリア21の径方向の幅W21よりも小さい1本の第1連続スリット31と、5本の第1独立スリット41と、6本の第1ブリッジ51とによって、永久磁石10の近傍から分散される。つまり、この回転子1では、第1フラックスバリア21の周辺に幅の狭い梁状の第1ブリッジ51が6本並列に配置され、各第1ブリッジ51がd軸コア部2Dとq軸コア部2Q(2Q1)とを連結支持している。特に、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41のサイズや相対位置関係が上述したように設定されていることにより、各第1ブリッジ51は、周方向の長さ及び径方向の幅が均等に揃えられている。このため、各第1ブリッジ51が図3に実線で示すように同じように変形することで、収容孔20及び第1フラックスバリア21の周辺に作用する応力を各第1ブリッジ51に分散できる。
In the rotor 1, the stress generated in the periphery of the
また、この回転子1では、ロータコア2における収容孔20及び第2フラックスバリア22の周辺に発生する応力は、径方向の幅W32が第2フラックスバリア22の径方向の幅W22よりも小さい1本の第2連続スリット32と、5本の第2独立スリット42と、6本の第2ブリッジ52とによって、永久磁石10の近傍から分散される。つまり、この回転子1では、第2フラックスバリア22の周辺に幅の狭い梁状の第2ブリッジ52が6本並列に配置され、各第2ブリッジ52がd軸コア部2Dとq軸コア部2Q(2Q2)とを連結支持している。特に、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42のサイズや相対位置関係が上述したように設定されていることにより、各第2ブリッジ52は、周方向の長さ及び径方向の幅が均等に揃えられている。このため、各第2ブリッジ52が図3に実線で示すように同じように変形することで、収容孔20及び第2フラックスバリア22の周辺に作用する応力を各第2ブリッジ52に分散できる。
In the rotor 1, the stress generated around the
これらの結果、この回転子1では、ロータコア2における収容孔20及び第1、2フラックスバリア21、22の周辺に作用する最大応力を確実に低減できる。これにより、この回転子1では、永久磁石10の質量を増加させてマグネットトルクを増加させ、かつ回転子1の最高回転数を高く設定しても、ロータコア2に発生する最大応力が許容範囲を超え難くなる。このため、マグネットトルクの増加と、最高回転数の増加とを両立し易くなる。
As a result, in the rotor 1, the maximum stress acting on the periphery of the
そして、この回転子1では、上述した従来の回転子に係る連結部が無いので、そのような連結部を通る漏れ磁束が無く、また、d軸インダクタンスLdが低減される。また、この回転子1では、第1、2連続スリット31、32、第1、2独立スリット41、42及び各第1、2ブリッジ51、52によって、永久磁石10の磁極間のコア幅に絞りが設けられ、その絞り幅を保ったままで絞り長さを大きくできることから、各第1、2ブリッジ51、52を通る漏れ磁束も低減できる。それらの結果、この回転子1では、マグネットトルクを効率的に発生できるとともに、リラクタンストルクの減少を抑制できる。
And in this rotor 1, since there is no connection part which concerns on the conventional rotor mentioned above, there is no leakage magnetic flux which passes through such a connection part, and d-axis inductance Ld is reduced. In the rotor 1, the first and second
したがって、実施例1の回転子1では、回転電機の性能向上を実現できる。 Therefore, in the rotor 1 of Example 1, the performance improvement of a rotary electric machine is realizable.
また、この回転子1では、図2に示すように、第1、2連続スリット31、32の径方向の幅W31、W32が第1、2フラックスバリア21、22の径方向の幅W21、W22よりも小さい。これにより、第1、2連続スリット31、32は、永久磁石の磁束が短絡することを抑制する第1、2フラックスバリア21、22の作用に影響を及ぼし難くなっている。
Moreover, in this rotor 1, as shown in FIG. 2, the radial widths W31 and W32 of the first and second
さらに、この回転子1では、第1、2連続スリット31、32は、第1、2フラックスバリア21、22よりも径方向の外側にはみ出さない。これにより、第1、2連続スリット31、32とロータコア2の外周縁2Eとの径方向の間隔を広げることなく、その間に、複数本の第1、2独立スリット41、42を配置することが可能となっている。
Further, in the rotor 1, the first and second
さらに、この回転子1では、第1、2連続スリット31、32における周方向の端部31P、32Pと、各第1、2独立スリット41、42における周方向の端部41P、41Q、42P、42Qとが丸められているので、各第1、2ブリッジ51、52の端部での応力集中を緩和できる。
Further, in the rotor 1,
第1、2連続スリット31、32、各第1、2独立スリット41、42及び各第1、2ブリッジ51、52の本数、形状、サイズ又は相対位置関係等は、例えば、以下に示す実施例2〜7のように変更できる。また、実施例1〜7のうちの複数の構成を適宜組み合わせることもできる。
The number, shape, size, or relative positional relationship of the first and second
(実施例2)
図4に示すように、実施例2の回転子では、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、周方向においてずれている。より詳しくは、各第1独立スリット41は、実施例1と比較して、第1連続スリット31に対してd軸Xd側にずれている。また、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42も、周方向においてずれている。より詳しくは、各第2独立スリット42は、実施例1と比較して、第2連続スリット32に対してd軸Xd側にずれている。なお、実施例2では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
(Example 2)
As shown in FIG. 4, in the rotor of Example 2, the 1st
(実施例3)
図5に示すように、実施例3の回転子では、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、周方向の長さL41が異なっている。より詳しくは、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、径方向の外側のものほど長くなっている。また、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42も、周方向の長さL42が異なっている。より詳しくは、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42も、径方向の外側のものほど長くなっている。なお、実施例3では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
Example 3
As shown in FIG. 5, in the rotor of Example 3, the first
(実施例4)
図6に示すように、実施例4の回転子では、第1、2独立スリット41、42の本数がそれぞれ3本に減らされ、第1、2ブリッジ51、52の本数がそれぞれ4本に減らされている。そして、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、径方向の幅W31、W41が異なっている。より詳しくは、第1連続スリット31及び各第1独立スリット41は、径方向の外側のものほど広幅になっている。また、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42も、径方向の幅W32、W42が異なっている。より詳しくは、第2連続スリット32及び各第2独立スリット42も、径方向の外側のものほど広幅になっている。なお、実施例4では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
Example 4
As shown in FIG. 6, in the rotor of the fourth embodiment, the number of the first and second
(実施例5)
図7に示すように、実施例5の回転子では、第1、2独立スリット41、42の本数がそれぞれ3本に減らされ、第1、2ブリッジ51、52の本数がそれぞれ4本に減らされている。そして、各第1ブリッジ51は、径方向の幅W1A、W1B、W1Cが異なっている。より詳しくは、各第1ブリッジ51は、径方向の外側のものほど広幅になっている。また、各第2ブリッジ52も、径方向の幅W2A、W2B、W2Cが異なっている。より詳しくは、各第2ブリッジ52も、径方向の外側のものほど広幅になっている。なお、実施例5では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
(Example 5)
As shown in FIG. 7, in the rotor of the fifth embodiment, the number of the first and second
<実施例2〜5の作用効果>
このような構成である実施例2〜5の回転子では、上述した絞りを形成する第1、2連続スリット31、32、各第1、2独立スリット41、42及び各第1、2ブリッジ51、52の本数、形状、サイズ又は相対位置関係等を回転子の仕様や要求性能等に応じて適宜最適化できる。その結果、絞り幅や絞り長さを好適に設定でき、各第1、2ブリッジ51、52を通る漏れ磁束を効果的に低減できる。
<Operational effects of Examples 2 to 5>
In the rotors of Examples 2 to 5 having such a configuration, the first and second
(実施例6)
図8に示すように、実施例6の回転子では、第1、2独立スリット41、42の本数がそれぞれ2本に減らされ、第1、2ブリッジ51、52の本数がそれぞれ3本に減らされている。そして、各第1、2ブリッジ51、52は、周方向で屈曲している。より詳しくは、各第1ブリッジ51は、d軸Xd側が径方向の内側に向けて膨らみ、q軸Xq(Xq1)側が径方向の外側に向けて膨らむように、略S字状に湾曲している。また、各第2ブリッジ52は、d軸Xd側が径方向の内側に向けて膨らみ、q軸Xq(Xq2)側が径方向の外側に向けて膨らむように、略S字状に湾曲している。各第1、2ブリッジ51、52は、周方向において永久磁石10から離間するにつれて、径方向の外側に向かうように延びている。なお、実施例6では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
(Example 6)
As shown in FIG. 8, in the rotor of the sixth embodiment, the number of first and second
<実施例6の作用効果>
実施例6の回転子では、回転電機の作動時、遠心力がロータコア2に作用し、ロータコア2に応力が発生する。この応力は、ロータコア2を拡径し、外周縁2Eを引き伸ばすように作用する。このため、ロータコア2は、図8に示す状態(図9に二点鎖線で示す状態)から、図9に実線で示す状態に変形する。なお、図9に実線で示す状態は、強調して図示されており、実際の変形量は僅かである。また、その変形量は、回転子の回転数の変化に応じて増減する。
<Effect of Example 6>
In the rotor of the sixth embodiment, centrifugal force acts on the
この回転子では、遠心力がロータコア2に作用する場合に、各第1、2ブリッジ51、52の略S字状に湾曲する部分が図9に実線で示すように、引き伸ばされるように変形することにより、各第1、2ブリッジ51、52に作用する引っ張り応力を緩和できる。
In this rotor, when centrifugal force acts on the
また、各第1、2ブリッジ51、52が周方向において永久磁石10から離間するにつれて、径方向の外側に向かうように延びていることにより、遠心力がロータコア2に作用する場合に、各第1、2ブリッジ51、52の伸び量が小さくなるので、各第1、2ブリッジ51、52に作用する引っ張り応力を一層緩和できる。
Further, when each of the first and
(実施例7)
図10に示すように、実施例7の回転子では、第1、2連続スリット31、32は、第1、2フラックスバリア21、22よりも径方向の外側にはみ出さない状態で、径方向の幅W31、W32が第1、2フラックスバリア21、22の径方向の幅W21、W22と略等しくされている。なお、実施例7では、上述した変更点以外の構成は実施例1と同様である。
(Example 7)
As shown in FIG. 10, in the rotor of Example 7, the first and second
<実施例7の作用効果>
実施例7の回転子でも、実施例1の回転子1と同様に、回転電機の性能向上を実現できる。 また、この回転子では、第1、2連続スリット31、32は、第1、2フラックスバリア21、22よりも径方向の外側にはみ出さない。これにより、第1、2連続スリット31、32とロータコア2の外周縁2Eとの径方向の間隔を広げることなく、その間に、複数本の第1、2独立スリット41、42を配置することが可能となっている。
<Effect of Example 7>
In the rotor of the seventh embodiment, the performance improvement of the rotating electrical machine can be realized as in the rotor 1 of the first embodiment. Further, in this rotor, the first and second
以上において、本発明を実施例1〜7に即して説明したが、本発明は上記実施例1〜7に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first to seventh embodiments. However, the present invention is not limited to the first to seventh embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
本発明は回転電機に利用可能である。 The present invention is applicable to a rotating electrical machine.
1…永久磁石埋設型回転子
20…収容孔
2…ロータコア
10…永久磁石
Xd…d軸
Xq…q軸
11、12…永久磁石のq軸側の端面
21、22…フラックスバリア(21…第1フラックスバリア、22…第2フラックスバリア)
2D…d軸コア部
2Q…q軸コア部
31、32…連続スリット(31…第1連続スリット、32…第2連続スリット)
41、42…独立スリット(41…第1独立スリット、42…第2独立スリット)
W31、W32…連続スリットの径方向の幅(W31…第1連続スリットの径方向の幅、W32…第2連続スリットの径方向の幅)
W21、W22…フラックスバリアの径方向の幅(W21…第1フラックスバリアの径方向の幅、W22…第2フラックスバリアの径方向の幅)
2E…ロータコアの外周縁
51、52…ブリッジ(51…第1ブリッジ、52…第2ブリッジ)
31P、32P…連続スリットにおける周方向の端部(31P…第1連続スリットにおける周方向の端部、32P…第2連続スリットにおける周方向の端部)
41P、41Q、42P、42Q…独立スリットにおける周方向の端部(41P、41Q…第1独立スリットにおける周方向の端部、42P、42Q…第2独立スリットにおける周方向の端部)
L41、L42…独立スリットの周方向の長さ(L41…第1独立スリットの周方向の長さ、L42…第2独立スリットの周方向の長さ)
L31、L32…連続スリットの周方向の長さ(L31…第1連続スリットの周方向の長さ、L32…第2連続スリットの周方向の長さ)
W41、W42…独立スリットの径方向の幅(W41…第1独立スリットの径方向の幅、W42…第2独立スリットの径方向の幅)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Permanent magnet buried
2D ... d-
41, 42 ... independent slit (41 ... first independent slit, 42 ... second independent slit)
W31, W32: radial width of continuous slit (W31: radial width of first continuous slit, W32: radial width of second continuous slit)
W21, W22: radial width of the flux barrier (W21: radial width of the first flux barrier, W22: radial width of the second flux barrier)
2E ... Outer peripheral edge of
31P, 32P ... circumferential end of the continuous slit (31P ... circumferential end of the first continuous slit, 32P ... circumferential end of the second continuous slit)
41P, 41Q, 42P, 42Q ... end in the circumferential direction of the independent slit (41P, 41Q ... end in the circumferential direction in the first independent slit, 42P, 42Q ... end in the circumferential direction in the second independent slit)
L41, L42 ... length in the circumferential direction of the independent slit (L41 ... length in the circumferential direction of the first independent slit, L42 ... length in the circumferential direction of the second independent slit)
L31, L32 ... the circumferential length of the continuous slit (L31 ... the circumferential length of the first continuous slit, L32 ... the circumferential length of the second continuous slit)
W41, W42 ... radial width of the independent slit (W41 ... radial width of the first independent slit, W42 ... radial width of the second independent slit)
Claims (12)
前記永久磁石によってd軸とq軸とが設定される回転電機の永久磁石埋設型回転子において、
前記収容孔は、前記永久磁石の前記q軸側の端面との間の空隙により形成されるとともに、前記永久磁石の磁束が短絡することを抑制するフラックスバリアを有し、
前記ロータコアには、
前記永久磁石に対して径方向の外側に位置するd軸コア部と、
前記d軸コア部に対して前記周方向に並ぶq軸コア部と、
前記フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延び、前記径方向の幅が前記フラックスバリアよりも小さい連続スリットと、
前記連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記連続スリットと対向する独立スリットと、
前記連続スリットと前記ロータコアの外周縁との間で、前記独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置されるとともに、前記d軸コア部と前記q軸コア部とを連結支持する複数のブリッジとが形成されていることを特徴とする回転電機の永久磁石埋設型回転子。 A rotor core formed with a plurality of accommodation holes arranged in the circumferential direction, and a permanent magnet accommodated and held in each accommodation hole;
In the permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine in which the d axis and the q axis are set by the permanent magnet,
The accommodation hole is formed by a gap between the permanent magnet and the end surface on the q-axis side, and has a flux barrier that suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet,
In the rotor core,
A d-axis core portion located radially outside the permanent magnet;
A q-axis core portion arranged in the circumferential direction with respect to the d-axis core portion;
A continuous slit extending continuously from the flux barrier toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction, and having a radial width smaller than the flux barrier,
An independent slit extending in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction with respect to the continuous slit, and facing the continuous slit in the radial direction;
Between the continuous slit and the outer peripheral edge of the rotor core, it is arranged side by side on the inner side and the outer side in the radial direction with respect to the independent slit, and connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. A permanent magnet-embedded rotor for a rotating electrical machine, wherein a plurality of bridges are formed.
前記連続スリットは、前記第1フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延びる第1連続スリットと、前記第2フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延びる第2連続スリットとからなり、
前記独立スリットは、前記第1連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記第1連続スリットと対向する第1独立スリットと、前記第2連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記第2連続スリットと対向する第2独立スリットとからなり、
前記ブリッジは、前記第1連続スリットと前記外周縁との間で、前記第1独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置される第1ブリッジと、前記第2連続スリットと前記外周縁との間で、前記第2独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置される第2ブリッジとからなる請求項1記載の回転電機の永久磁石埋設型回転子。 The flux barrier is composed of a first flux barrier located on one q-axis side of the permanent magnet and a second flux barrier located on the other q-axis side of the permanent magnet,
The continuous slit is continuous with the first flux barrier and extends toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction. The continuous slit is continuous with the second flux barrier and the permanent in the circumferential direction. A second continuous slit extending toward the opposite side of the magnet,
The independent slit extends in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction with respect to the first continuous slit, the first independent slit facing the first continuous slit in the radial direction, and the second A continuous slit extending in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction, and comprising a second independent slit facing the second continuous slit in the radial direction;
The bridge includes a first bridge arranged between the first continuous slit and the outer peripheral edge, arranged inward and outward in the radial direction with respect to the first independent slit, and the second continuous slit, 2. The permanent magnet embedded rotor of a rotating electrical machine according to claim 1, comprising a second bridge arranged between the outer peripheral edge and the radially inner side and the outer side with respect to the second independent slit.
前記各独立スリットは、前記周方向の長さが略等しく、
前記連続スリット及び前記各独立スリットは、前記周方向においてずれている請求項1乃至3のいずれか1項記載の回転電機の永久磁石埋設型回転子。 A plurality of the independent slits are formed,
Each of the independent slits has a substantially equal length in the circumferential direction,
4. The permanent magnet embedded rotor of a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the continuous slit and each independent slit are displaced in the circumferential direction. 5.
前記永久磁石によってd軸とq軸とが設定される回転電機の永久磁石埋設型回転子において、
前記収容孔は、前記永久磁石の前記q軸側の端面との間の空隙により形成されるとともに、前記永久磁石の磁束が短絡することを抑制するフラックスバリアを有し、
前記ロータコアには、
前記永久磁石に対して径方向の外側に位置するd軸コア部と、
前記d軸コア部に対して前記周方向に並ぶq軸コア部と、
前記フラックスバリアと連続して前記周方向における前記永久磁石とは反対側に向かって延び、前記フラックスバリアよりも径方向の外側にはみ出さない連続スリットと、
前記連続スリットに対して前記径方向の外側に離間する位置で前記周方向に延び、前記径方向で前記連続スリットと対向する独立スリットと、
前記連続スリットと前記ロータコアの外周縁との間で、前記独立スリットに対して前記径方向の内側及び外側に並んで配置されるとともに、前記d軸コア部と前記q軸コア部とを連結支持する複数のブリッジとが形成されていることを特徴とする回転電機の永久磁石埋設型回転子。 A rotor core formed with a plurality of accommodation holes arranged in the circumferential direction, and a permanent magnet accommodated and held in each accommodation hole;
In the permanent magnet embedded rotor of the rotating electrical machine in which the d axis and the q axis are set by the permanent magnet,
The accommodation hole is formed by a gap between the permanent magnet and the end surface on the q-axis side, and has a flux barrier that suppresses short-circuiting of the magnetic flux of the permanent magnet,
In the rotor core,
A d-axis core portion located radially outside the permanent magnet;
A q-axis core portion arranged in the circumferential direction with respect to the d-axis core portion;
A continuous slit extending continuously from the flux barrier toward the opposite side of the permanent magnet in the circumferential direction and not protruding outward in the radial direction from the flux barrier;
An independent slit extending in the circumferential direction at a position spaced outward in the radial direction with respect to the continuous slit, and facing the continuous slit in the radial direction;
Between the continuous slit and the outer peripheral edge of the rotor core, it is arranged side by side on the inner side and the outer side in the radial direction with respect to the independent slit, and connects and supports the d-axis core part and the q-axis core part. A permanent magnet-embedded rotor for a rotating electrical machine, wherein a plurality of bridges are formed.
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US11342802B2 (en) * | 2017-09-05 | 2022-05-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Consequent-pole type rotor, electric motor, compressor, blower, and air conditioner |
JP2023102698A (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-25 | 日本発條株式会社 | Method for manufacturing laminated iron core |
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2015
- 2015-06-02 JP JP2015112456A patent/JP2016226218A/en active Pending
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