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JP3790774B2 - Permanent magnet rotating electric machine and automobile - Google Patents

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JP3790774B2
JP3790774B2 JP2005328469A JP2005328469A JP3790774B2 JP 3790774 B2 JP3790774 B2 JP 3790774B2 JP 2005328469 A JP2005328469 A JP 2005328469A JP 2005328469 A JP2005328469 A JP 2005328469A JP 3790774 B2 JP3790774 B2 JP 3790774B2
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magnetic pole
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auxiliary magnetic
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末太郎 渋川
小泉  修
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Description

本発明は回転電機および自動車に係り、特に磁束発生手段として永久磁石を用いた永久磁石回転電機、および永久磁石回転電機を用いた自動車に関する。   The present invention relates to a rotating electric machine and an automobile, and more particularly to a permanent magnet rotating electric machine using a permanent magnet as a magnetic flux generating means, and an automobile using a permanent magnet rotating electric machine.

従来より回転電機の一種として、回転子の磁界発生手段に永久磁石を用いた永久磁石回転電機が使用されている。   Conventionally, a permanent magnet rotating electric machine using a permanent magnet as a magnetic field generating means of a rotor has been used as a kind of rotating electric machine.

従来の永久磁石回転電機としては、表面磁石構造、すなわち隣接する永久磁石が周方向に逆極性となるように、回転子の表面に複数の永久磁石を並置,固定したものがある。   As a conventional permanent magnet rotating electric machine, there is a surface magnet structure, that is, one in which a plurality of permanent magnets are juxtaposed and fixed on the surface of a rotor so that adjacent permanent magnets have opposite polarities in the circumferential direction.

しかし、表面磁石構造のものは、遠心力により高速回転時に永久磁石が剥離する可能性が高いことから、回転子内の軸方向へ伸びる孔に永久磁石を挿入,固定した永久磁石埋め込み構造の永久磁石回転子が特開平5−76146号公報に開示されている。   However, in the case of the surface magnet structure, there is a high possibility that the permanent magnet will be peeled off at a high speed due to centrifugal force. Therefore, the permanent magnet embedded structure in which the permanent magnet is inserted and fixed in the axially extending hole in the rotor is used. A magnet rotor is disclosed in JP-A-5-76146.

また永久磁石埋め込み構造の回転子にスキューを施す場合の構成を簡素にすることを目的として、回転子内部に設置した各永久磁石の端面から回転子の外周へ空隙を形成したものが特開平5−236687号公報に開示されている。   Further, in order to simplify the configuration when skew is applied to a rotor having a permanent magnet embedded structure, an air gap is formed from the end face of each permanent magnet installed in the rotor to the outer periphery of the rotor. -236687.

特開平5−76146号公報JP-A-5-76146 特開平5−236687号公報JP-A-5-236687

しかし、上記の従来技術では、補助磁極によるリラクタンストルクを得ることと、コギングトルクまたはトルク脈動(以下、両者を併せて「トルク脈動」と言う)の減少を両立できないという問題がある。   However, the above-described prior art has a problem that it is impossible to achieve both reluctance torque by the auxiliary magnetic pole and reduction of cogging torque or torque pulsation (hereinafter, both are collectively referred to as “torque pulsation”).

永久磁石埋め込み構造の回転子では、隣接した永久磁石間の回転子部材を補助磁極として利用し、固定子の電機子起磁力の合成ベクトルをこの補助磁極の中心位置より回転方向側に向くように制御することにより、リラクタンストルクを得ることができる。このリラクタンストルクは、永久磁石による主トルクに加算され、回転電機の総トルクを増加し、効率を高めるものである。   In a rotor having a permanent magnet embedded structure, a rotor member between adjacent permanent magnets is used as an auxiliary magnetic pole so that the resultant vector of the stator armature magnetomotive force is directed to the rotational direction side from the center position of the auxiliary magnetic pole. By controlling, a reluctance torque can be obtained. This reluctance torque is added to the main torque generated by the permanent magnets, thereby increasing the total torque of the rotating electrical machine and increasing the efficiency.

一方、永久磁石回転電機においては、通電の有無にかかわらず常に磁束を発生している永久磁石を用いるため、回転子は常に永久磁石と固定子突極部との位置関係に応じた力を受け、回転時にはその力が脈動的に変化する。それがトルク脈動となって現れる。これは回転子のスムーズな回転を妨げ、回転電機として安定した動作を得ることができないという問題を生じる。   On the other hand, a permanent magnet rotating electric machine uses a permanent magnet that always generates a magnetic flux regardless of whether it is energized. Therefore, the rotor always receives a force corresponding to the positional relationship between the permanent magnet and the stator salient pole. When rotating, the force changes pulsatingly. It appears as torque pulsation. This hinders smooth rotation of the rotor and causes a problem that a stable operation cannot be obtained as a rotating electrical machine.

特開平5−76146号公報に記載されている永久磁石回転子は、補助磁極を有していることから、リラクタンストルクを得ることは可能であるが、永久磁石と補助磁極との距離が周方向に微小であることから、そこに磁束密度分布の急激な変化が現れ、トルク脈動が生じる。   Since the permanent magnet rotor described in JP-A-5-76146 has an auxiliary magnetic pole, it is possible to obtain a reluctance torque, but the distance between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole is circumferential. Therefore, a sudden change in the magnetic flux density distribution appears and torque pulsation occurs.

特開平5−236687 号公報に開示されている永久磁石回転電機は、永久磁石間に空隙が設けられていること、または空隙に非磁性体からなる接着性の充填材が充填されていることによって、隣り合った永久磁石間の磁束密度分布変化が緩やかとなり、コギングトルクまたはトルク脈動は発生しにくいが、この空隙または充填材は補助磁極の役目を果たさないので、リラクタンストルクを得ることができない。   The permanent magnet rotating electrical machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-236687 is provided with a space between the permanent magnets or a space filled with an adhesive filler made of a non-magnetic material. The magnetic flux density distribution change between the adjacent permanent magnets becomes gradual, and cogging torque or torque pulsation hardly occurs. However, since this gap or filler does not serve as an auxiliary magnetic pole, reluctance torque cannot be obtained.

本発明は上記事情に鑑みて、補助磁極によるリラクタンストルクを得ながら、トルク脈動を抑えることのできる永久磁石回転電機、およびそれを用いた自動車を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a permanent magnet rotating electrical machine capable of suppressing torque pulsation while obtaining reluctance torque by an auxiliary magnetic pole, and an automobile using the same.

本発明は、固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きいことを特徴とする。   The present invention includes a stator and a rotor disposed in the stator via a gap, and the rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core. The rotor core is formed with a plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic air gaps. The auxiliary magnetic pole part is disposed in the rotor core over the entire circumference in the circumferential direction, and the permanent magnet insertion hole is disposed between the auxiliary magnetic pole parts adjacent in the circumferential direction. The permanent magnet is inserted into the rotor core so that polarities of the permanent magnets arranged on both sides in the circumferential direction with the auxiliary magnetic pole in between are opposite to each other. Mounted in the hole and disposed inside the rotor core; The magnetic air gap is formed inside the rotor core and is disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part, so that the permanent magnet is interposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part. The change in the magnetic flux density distribution is moderated, and the auxiliary magnetic pole portion has a circumferential width greater than a circumferential width of the permanent magnet.

また、前記永久磁石の磁束を前記固定子側に導くための磁極片部と、該磁極片部と前記補助磁極部とを接続するブリッジ部とを備え、前記磁極片部は、前記永久磁石挿入孔の前記固定子側に形成されており、前記ブリッジ部は、前記磁気的な空隙の前記固定子側の前記回転子鉄心に形成され、前記磁極片と前記補助磁極との間を磁気的に飽和させて、前記磁極片から前記補助磁極に漏れる前記永久磁石の磁束を抑制するものである。   And a magnetic pole piece for guiding the magnetic flux of the permanent magnet to the stator side, and a bridge portion connecting the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole, wherein the magnetic pole piece is inserted into the permanent magnet. Formed on the stator side of the hole, and the bridge portion is formed on the rotor core on the stator side of the magnetic gap and magnetically connects between the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole. The magnetic flux of the permanent magnet leaking from the magnetic pole piece to the auxiliary magnetic pole is suppressed by saturation.

また、前記永久磁石挿入孔及び前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心を軸方向に打ち抜くことにより形成される。   The permanent magnet insertion hole and the magnetic gap are formed by punching the rotor core in the axial direction.

また、前記磁気的な空隙には非磁性部材が充填されている。   The magnetic gap is filled with a nonmagnetic member.

また、前記車両が低速運転状態の場合、前記制御装置によって前記固定子巻線による電機子の起磁力の合成ベクトルが前記補助磁極部の中心位置よりも前記回転子の回転方向側に向くように制御されることにより、前記リラクタンストルクを発生する。   Further, when the vehicle is in a low-speed operation state, the control device causes the combined vector of the magnetomotive force of the armature by the stator winding to be directed to the rotation direction side of the rotor from the center position of the auxiliary magnetic pole portion. The reluctance torque is generated by being controlled.

また、本発明は、車両に搭載され、電機子の起磁力の合成ベクトルが制御装置によって制御されることにより、発生トルクが制御される車載用の永久磁石回転電機であって、固定子巻線を有する固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きいことを特徴とする。   The present invention is also a vehicle-mounted permanent magnet rotating electrical machine that is mounted on a vehicle and whose generated torque is controlled by controlling a resultant vector of magnetomotive force of the armature by a control device, and the stator winding And a rotor disposed in the stator via a gap. The rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core. The rotor core includes a plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic air gaps. The magnetic pole portion is disposed over the entire circumference in the rotor core, and the permanent magnet insertion hole is disposed between the auxiliary magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction. The permanent magnet is formed inside the rotor core. The permanent magnets disposed on both sides in the circumferential direction with the auxiliary magnetic poles are disposed in the rotor core so that the permanent magnets are opposite in polarity to each other and are installed in the permanent magnet insertion holes, The magnetic air gap is formed inside the rotor core and is disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part, so that the permanent magnet is interposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part. The change in the magnetic flux density distribution is moderated, and the auxiliary magnetic pole portion has a circumferential width greater than a circumferential width of the permanent magnet.

また、本発明は、永久磁石回転電機 該永久磁石回転電機の発生トルクを制御する制御装置とを有する自動車において、前記永久磁石回転電機は、固定子巻線を有する固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きく、前記制御装置は、前記固定子巻線の電機子起磁力の合成ベクトルを制御することによって前記永久磁石回転電機の発生トルクを制御することを特徴とする。   Further, the present invention provides an automobile having a permanent magnet rotating electrical machine and a control device that controls a torque generated by the permanent magnet rotating electrical machine, wherein the permanent magnet rotating electrical machine includes a stator having a stator winding and a stator. A rotor disposed via a gap, and the rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core, and the rotor core includes A plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic gaps are formed, and the plurality of auxiliary magnetic pole portions are formed inside the rotor core. The permanent magnet insertion hole is formed inside the rotor core so as to be disposed between the auxiliary magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction. The permanent magnet sandwiches the auxiliary magnetic pole The permanent magnets disposed on both sides in the circumferential direction of the permanent magnet are disposed in the rotor core so that the permanent magnets are opposite in polarity to each other. The magnetic flux density distribution of the permanent magnet between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole portion is moderately changed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole portion formed inside the rotor core and disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole portion. Further, the auxiliary magnetic pole portion has a width in the circumferential direction larger than a width in the circumferential direction of the permanent magnet, and the control device generates a composite vector of the armature magnetomotive force of the stator winding. The torque generated by the permanent magnet rotating electric machine is controlled by controlling.

なお、上記回転電機は、発電機及び電動機,インナロータ及びアウタロータ,回転型及びリニア型,集中巻及び分布巻き固定子構造のいずれのものであっても、本発明を適用可能である。   In addition, the present invention can be applied to any of the above-described rotating electric machines of a generator and an electric motor, an inner rotor and an outer rotor, a rotary type and a linear type, a concentrated winding and a distributed winding stator structure.

また上記全ての発明は、永久磁石の形状に依存せず、直方体,アーク形,台形等、どのようなものでも適用可能であり、同様の効果を奏する。   All the above inventions can be applied to any shape such as a rectangular parallelepiped, an arc shape, and a trapezoidal shape without depending on the shape of the permanent magnet, and have the same effect.

本発明によれば、トルク脈動の少ない永久磁石回転電機を構成できる。   According to the present invention, a permanent magnet rotating electric machine with less torque pulsation can be configured.

本発明によれば、上記効果に加えて、永久磁石の位置決めが可能となる。   According to the present invention, in addition to the above effects, the permanent magnet can be positioned.

本発明によれば、さらに補助磁極を通る磁束がスムーズに永久磁石を周回するよう構成することが可能である。   According to the present invention, the magnetic flux passing through the auxiliary magnetic pole can be configured to smoothly circulate around the permanent magnet.

本発明によれば、さらに永久磁石から空隙の固定子側の部材から補助磁極へ漏洩する磁束を抑えることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to further suppress the magnetic flux leaking from the permanent magnet to the auxiliary magnetic pole from the member on the stator side of the gap.

本発明によれば、トルク脈動の減少という効果に加えて、永久磁石にかかる遠心力に対する支持力を確保することができる。   According to the present invention, in addition to the effect of reducing torque pulsation, it is possible to secure a supporting force against the centrifugal force applied to the permanent magnet.

本発明によれば、コギングトルクの少ない、安定した駆動装置を持つ電動車両を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric vehicle having a stable driving device with little cogging torque.

以下、本発明の実施形態を図を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態であるインナロータ型集中巻固定子構造の永久磁石回転電機の周方向断面図を示す。   FIG. 1 shows a circumferential sectional view of a permanent magnet rotating electrical machine having an inner rotor type concentrated winding stator structure according to an embodiment of the present invention.

回転電機は固定子1と回転子2から構成され、これらは図のように互いに回転空隙をもって配置される。   The rotating electric machine is composed of a stator 1 and a rotor 2, which are arranged with a rotation gap as shown in the figure.

固定子1は、固定子鉄心3と固定子巻線4からなり、固定子鉄心3は更にコア部5と固定子突極部6とから構成される。コア部5には固定子突極部6に磁束を通すための磁気回路が形成され、固定子突極部6には固定子巻線4が集中的に巻回される。   The stator 1 includes a stator core 3 and a stator winding 4, and the stator core 3 further includes a core portion 5 and a stator salient pole portion 6. A magnetic circuit for passing magnetic flux through the stator salient pole portion 6 is formed in the core portion 5, and the stator winding 4 is intensively wound around the stator salient pole portion 6.

回転子2はシャフト7,回転子鉄心8、および永久磁石9からなる。回転子鉄心8には、永久磁石9を挿入する永久磁石挿入孔10およびシャフト7を通す孔が軸方向に打ち抜かれ、それぞれ永久磁石9およびシャフト7が挿入,固定される。   The rotor 2 includes a shaft 7, a rotor core 8, and a permanent magnet 9. In the rotor core 8, a permanent magnet insertion hole 10 for inserting the permanent magnet 9 and a hole through which the shaft 7 passes are punched in the axial direction, and the permanent magnet 9 and the shaft 7 are inserted and fixed, respectively.

このように本実施形態はいわゆる永久磁石埋め込み構造のものであり、永久磁石9を回転子2に環状に配置することによって、互いに隣接する永久磁石挿入孔10の間の部材を補助磁極部16として機能させることができる。   As described above, this embodiment has a so-called permanent magnet embedded structure, and the members between the adjacent permanent magnet insertion holes 10 serve as auxiliary magnetic pole portions 16 by arranging the permanent magnets 9 on the rotor 2 in an annular shape. Can function.

すなわち、図示しない制御装置によって、固定子巻線4による電機子起磁力の合成ベクトルを補助磁極の中心位置より回転方向側に向くように制御すれば、固定子巻線4から発生した磁束が補助磁極部16を介して永久磁石9を周回し、リラクタンストルクが発生する。これは特に低速運転状態において有効であり、上記リラクタンストルクが永久磁石9による通常のトルクに加わることで、電動機として高いトルクを得ることができる。   That is, if the control device (not shown) controls the combined vector of the armature magnetomotive force by the stator winding 4 so as to face the rotation direction side from the center position of the auxiliary magnetic pole, the magnetic flux generated from the stator winding 4 is supplemented. The permanent magnet 9 circulates through the magnetic pole part 16 and reluctance torque is generated. This is particularly effective in a low-speed operation state, and the reluctance torque is added to the normal torque by the permanent magnet 9 so that a high torque can be obtained as an electric motor.

図3は本実施形態に係る永久磁石回転電機の軸方向の断面構造を示す。   FIG. 3 shows a sectional structure in the axial direction of the permanent magnet rotating electric machine according to the present embodiment.

固定子1はハウジング11の内周面に図のように固定され、また回転子2に挿入,固定されたシャフト7は、回転子2が固定子1に回転空隙をもって回転自在に接するよう、ベアリング13およびエンドブラケット12によって固定子1に保持される。   The stator 1 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 11 as shown in the figure, and the shaft 7 inserted and fixed to the rotor 2 is a bearing so that the rotor 2 is in contact with the stator 1 in a rotatable manner with a rotation gap. 13 and the end bracket 12 hold the stator 1.

本実施形態では、回転子鉄心8の材料として永久磁石9よりも高い透磁率を有するもの、例えば珪素鋼板のような高透磁率磁性材料を用いる。これにより、磁石内部に発生する渦電流損を減少させることができ、また前述の補助磁極部16をより有効に機能させることができる。   In the present embodiment, a material having a higher magnetic permeability than the permanent magnet 9, for example, a high magnetic permeability magnetic material such as a silicon steel plate is used as the material of the rotor core 8. Thereby, the eddy current loss which generate | occur | produces inside a magnet can be reduced, and the above-mentioned auxiliary magnetic pole part 16 can be functioned more effectively.

なお本発明は、発電機及び電動機,インナロータ及びアウタロータ,回転型及びリニア型,集中巻き及び分布巻き固定子構造のいずれにおいても適用可能であり、同様の効果が得られる。   The present invention can be applied to any of a generator and an electric motor, an inner rotor and an outer rotor, a rotary type and a linear type, a concentrated winding and a distributed winding stator structure, and the same effect can be obtained.

本実施形態は、永久磁石9と、該永久磁石9に周方向に隣り合った補助磁極部16との間に磁気的な空隙14を設けるものである。   In the present embodiment, a magnetic gap 14 is provided between the permanent magnet 9 and the auxiliary magnetic pole portion 16 adjacent to the permanent magnet 9 in the circumferential direction.

図2に図1における任意の永久磁石9の周辺を拡大した図を示す。図のように、永久磁石9の周方向端部に空隙14を設けるように永久磁石挿入孔10を形成し、そこに永久磁石9を挿入,固定する。この空隙は軸方向に伸び、永久磁石9と補助磁極部16に接している。   FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of an arbitrary permanent magnet 9 in FIG. As shown in the figure, a permanent magnet insertion hole 10 is formed so as to provide a gap 14 at the circumferential end of the permanent magnet 9, and the permanent magnet 9 is inserted and fixed therein. This gap extends in the axial direction and is in contact with the permanent magnet 9 and the auxiliary magnetic pole portion 16.

この空隙14の作用を図4および図5を用いて説明する。   The operation of the gap 14 will be described with reference to FIGS.

図4および図5は、永久磁石9周辺の周方向断面図と、永久磁石9によって回転子2の周表面から発生される磁束密度分布の関係を表した図である。図4は前述の実施形態を用いた回転子を、図5は従来の回転子を示す。   4 and 5 are views showing a relationship between a circumferential sectional view around the permanent magnet 9 and a magnetic flux density distribution generated from the peripheral surface of the rotor 2 by the permanent magnet 9. FIG. 4 shows a rotor using the above-described embodiment, and FIG. 5 shows a conventional rotor.

双方とも、回転子鉄心8の磁極片部15は、永久磁石9が発生した磁束を固定子1へ伝達する部材として機能する。また隣り合った永久磁石挿入孔10の間の部材、すなわち図中の補助磁極部16はリラクタンストルクを発生する補助磁極として機能する。   In both cases, the magnetic pole piece 15 of the rotor core 8 functions as a member that transmits the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 to the stator 1. Further, a member between adjacent permanent magnet insertion holes 10, that is, the auxiliary magnetic pole portion 16 in the figure functions as an auxiliary magnetic pole that generates reluctance torque.

図4および図5の上部にあるグラフは、永久磁石9によって回転子2の固定子側表面から発生される磁束密度分布を表している。両図ともに、磁極片部15では、永久磁石9の発生する磁束はほぼ一定の磁束密度分布を示す。一方、補助磁極部16では、永久磁石9による磁束が伝達されにくく、回転子2の固定子側表面から発生される磁束はほぼ零となる。   The graphs in the upper part of FIGS. 4 and 5 represent the magnetic flux density distribution generated from the stator side surface of the rotor 2 by the permanent magnet 9. In both figures, in the magnetic pole piece portion 15, the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 shows a substantially constant magnetic flux density distribution. On the other hand, in the auxiliary magnetic pole portion 16, the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 is difficult to be transmitted, and the magnetic flux generated from the stator side surface of the rotor 2 becomes almost zero.

しかし、従来の回転子においては、図5のように回転子鉄心8に設けられた永久磁石挿入孔10全体を埋めるように永久磁石9が配置されていることから、磁極片部15と補助磁極部16の境界付近において図のような急激な磁束密度分布の変化が現れる。   However, in the conventional rotor, the permanent magnet 9 is disposed so as to fill the entire permanent magnet insertion hole 10 provided in the rotor core 8 as shown in FIG. In the vicinity of the boundary of the portion 16, a sudden change in the magnetic flux density distribution as shown in the figure appears.

永久磁石回転電機においては、回転電機への通電の有無にかかわらず、永久磁石が常に磁束を発生しているため、回転子は、常に固定子突極部6と磁極片部15との位置関係に応じた力を受ける。回転子が回転すれば、互いの位置が変化することにより回転子の受ける力が脈動的に変化し、これがコギングトルクやトルク脈動となって現れる。回転子周方向における磁束密度分布の変化が急激なほど、トルク脈動は顕著である。   In a permanent magnet rotating electrical machine, the permanent magnet always generates a magnetic flux regardless of whether the rotating electrical machine is energized. Therefore, the rotor always has a positional relationship between the stator salient pole portion 6 and the magnetic pole piece portion 15. Receive the power according to. When the rotor rotates, the force received by the rotor changes in a pulsating manner due to a change in the position of each other, and this appears as cogging torque or torque pulsation. As the change in the magnetic flux density distribution in the circumferential direction of the rotor is more rapid, the torque pulsation becomes more prominent.

そこで本実施形態のように空隙14を設け、磁束密度分布の変化を緩やかなものにする。空隙14によって、回転子表面の補助磁極部16と磁極片部15の間にブリッジ部17が形成され、磁極片部15と補助磁極16の間に距離が設けられる。従って、図4のグラフのように従来に比べて緩やかな磁束密度分布の変化が現れ、コギングトルクやトルク脈動を抑制することができる。   Therefore, the air gap 14 is provided as in the present embodiment to make the change in the magnetic flux density distribution moderate. By the air gap 14, a bridge portion 17 is formed between the auxiliary magnetic pole portion 16 and the magnetic pole piece portion 15 on the rotor surface, and a distance is provided between the magnetic pole piece portion 15 and the auxiliary magnetic pole 16. Therefore, as shown in the graph of FIG. 4, a gentle change in the magnetic flux density distribution appears compared to the conventional case, and cogging torque and torque pulsation can be suppressed.

また、回転方向が一方向のみに定まっている回転電機では、永久磁石9の周方向一端にのみ磁気的な空隙14を設けても良い。   In a rotating electrical machine in which the rotation direction is determined in only one direction, the magnetic gap 14 may be provided only at one circumferential end of the permanent magnet 9.

なお本実施形態においては図のような直方体の永久磁石9を用いているが、他の形状のもの、例えばアーク形や台形のものに同様の空隙14を形成しても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the rectangular parallelepiped permanent magnet 9 as shown in the figure is used, but the same effect can be obtained by forming a similar gap 14 in another shape, for example, an arc shape or a trapezoid shape. .

図6ないし図8には、本発明の他の実施形態を示す。   6 to 8 show another embodiment of the present invention.

図6および図7の実施形態は図2における実施形態の空隙14の形状を変化させたものである。   The embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is obtained by changing the shape of the gap 14 in the embodiment shown in FIG.

図6の実施形態は、永久磁石挿入孔10の底に凹部を設け、該凹部に永久磁石9を配置したものである。その結果、空隙14の回転子半径方向の厚さは永久磁石9の回転子半径方向の厚さよりも小さく形成され、図のように空隙14の反固定子側の面が永久磁石9の反固定子側の面よりも固定子寄りに形成される。   In the embodiment of FIG. 6, a recess is provided in the bottom of the permanent magnet insertion hole 10, and the permanent magnet 9 is disposed in the recess. As a result, the thickness of the air gap 14 in the rotor radial direction is smaller than the thickness of the permanent magnet 9 in the rotor radial direction, and the surface on the anti-stator side of the air gap 14 is anti-fixed to the permanent magnet 9 as shown in the figure. It is formed closer to the stator than the child side surface.

これらにより永久磁石9を永久磁石挿入孔10の所定の位置に位置決めすることができる。   Thus, the permanent magnet 9 can be positioned at a predetermined position of the permanent magnet insertion hole 10.

また永久磁石9の位置決めのためには、空隙14に非磁性材料を配置または充填しても同様の効果を得ることができる。例えば空隙14に非磁性材料から成る固体を配置し、一体にワニス及び接着剤で固着させることによって、永久磁石9をより安定して配置することができる。   For positioning the permanent magnet 9, the same effect can be obtained even if a nonmagnetic material is disposed or filled in the gap 14. For example, the permanent magnet 9 can be more stably disposed by disposing a solid made of a nonmagnetic material in the gap 14 and fixing the solid integrally with a varnish and an adhesive.

また図7の実施形態は、空隙14の固定子側の面の周方向幅を反固定子側の面の周方向幅よりも大きくしたものである。図7では特に空隙14の周方向断面が略三角形状となるように形成する。このことによって、補助磁極部16を通る磁束がスムーズに永久磁石9を周回することができ、リラクタンストルクをより多く得ることができる。   In the embodiment of FIG. 7, the circumferential width of the surface on the stator side of the gap 14 is larger than the circumferential width of the surface on the anti-stator side. In FIG. 7, in particular, the gap 14 is formed so that the circumferential section thereof has a substantially triangular shape. As a result, the magnetic flux passing through the auxiliary magnetic pole portion 16 can smoothly circulate the permanent magnet 9, and more reluctance torque can be obtained.

さらに図6および図7の実施形態においては、回転子2の固定子側表面に略平行となるように空隙14の固定子側の面を形成する。   Further, in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the stator-side surface of the gap 14 is formed so as to be substantially parallel to the stator-side surface of the rotor 2.

これによって、ブリッジ部17の磁気的な飽和はきつくなり、永久磁石9から発生する磁束が磁極片部15,ブリッジ部17を介して補助磁極部16に漏洩する磁束を抑制することができる。   As a result, the magnetic saturation of the bridge portion 17 becomes tight, and the magnetic flux generated from the permanent magnet 9 can be suppressed from leaking to the auxiliary magnetic pole portion 16 via the magnetic pole piece portion 15 and the bridge portion 17.

図8の実施形態は、同様の構成を得るため、逆に回転子2の形状を変更したものである。すなわちブリッジ部17が空隙14の傾斜面14aに略垂直に伸びるよう構成される。このことにより、回転子2の半径方向に対するブリッジ部17の傾きが大きくなり、磁極片部15及び永久磁石9にかかる遠心力をブリッジ部17の引っ張り力により支えることができる。一般的に材料の耐久性は、剪断力に対するよりも引っ張り力に対する方が高く、ブリッジ部17が回転子2の半径方向に対してほぼ直角をなす前述の実施形態よりも遠心力に対する耐久性が高い。従ってブリッジ部17をより薄く形成し、永久磁石9から発生する有効磁束量を高めることも可能であり、またより高速に回転子を回転することができる。   In the embodiment of FIG. 8, the shape of the rotor 2 is changed to obtain the same configuration. That is, the bridge portion 17 is configured to extend substantially perpendicular to the inclined surface 14 a of the gap 14. Accordingly, the inclination of the bridge portion 17 with respect to the radial direction of the rotor 2 is increased, and the centrifugal force applied to the magnetic pole piece portion 15 and the permanent magnet 9 can be supported by the tensile force of the bridge portion 17. In general, the durability of the material is higher with respect to the tensile force than with respect to the shearing force, and the durability with respect to the centrifugal force is higher than that of the above-described embodiment in which the bridge portion 17 is substantially perpendicular to the radial direction of the rotor 2. high. Therefore, it is possible to make the bridge portion 17 thinner and increase the amount of effective magnetic flux generated from the permanent magnet 9, and the rotor can be rotated at a higher speed.

図9ないし図11に本発明の他の実施形態を示す。   9 to 11 show another embodiment of the present invention.

これらは、磁極片部15と補助磁極部16の間に磁気的な空隙14を設けるものであり、図のように磁極片部15の両端に空隙14が形成される。この空隙14は、永久磁石9の固定子側周方向縁部に沿って軸方向に伸びている。この空隙14により、図のようなブリッジ部17が形成され、その部分における磁束密度分布が緩やかに変化し、コギングトルクを抑制することが可能となる。   In these, a magnetic gap 14 is provided between the magnetic pole piece portion 15 and the auxiliary magnetic pole portion 16, and the gap 14 is formed at both ends of the magnetic pole piece portion 15 as shown in the figure. The gap 14 extends in the axial direction along the circumferential edge of the permanent magnet 9 on the stator side. The gap 14 forms a bridge portion 17 as shown in the figure, and the magnetic flux density distribution in the portion changes gradually, and the cogging torque can be suppressed.

さらに図9ないし図11では、空隙14が永久磁石9の固定子側の面の周方向端部に接し、かつ永久磁石9の周方向端面より内へ入り込むように形成する。また図10では空隙14が永久磁石9の内側に向かって伸びるように形成し、図11では空隙14が永久磁石9の内側に矩形状に伸びるように形成する。   Further, in FIGS. 9 to 11, the gap 14 is formed so as to be in contact with the circumferential end portion of the surface of the permanent magnet 9 on the stator side and to enter from the circumferential end surface of the permanent magnet 9. In FIG. 10, the gap 14 is formed to extend toward the inside of the permanent magnet 9, and in FIG. 11, the gap 14 is formed to extend in a rectangular shape inside the permanent magnet 9.

このことにより、補助磁極部16に漏洩する磁束が減少し、磁極片部15における磁束密度が高まることにより、回転電機として効率を高めることができる。   Thereby, the magnetic flux leaking to the auxiliary magnetic pole part 16 is reduced, and the magnetic flux density in the magnetic pole piece part 15 is increased, so that the efficiency of the rotating electrical machine can be increased.

図12ないし図14に、本発明の他の実施形態を示す。   12 to 14 show another embodiment of the present invention.

永久磁石埋め込み構造の回転子を高速に回転させたとき、永久磁石の受ける遠心力が増加し、永久磁石を支持する部材、すなわち磁極片部15やブリッジ部17の負担が増加する。その負担に対応し、該部材を厚く設けた場合、回転子表面と永久磁石との距離が大きくなること、および磁束が補助磁極部16に漏洩することにより、永久磁石から固定子に対して伝達される磁束が減少し、トルクが減少するという問題が生じる。   When the rotor having the permanent magnet embedded structure is rotated at a high speed, the centrifugal force received by the permanent magnet is increased, and the burden on the members supporting the permanent magnet, that is, the magnetic pole piece portion 15 and the bridge portion 17 is increased. When the member is provided thick in response to the burden, the distance between the rotor surface and the permanent magnet is increased, and the magnetic flux leaks to the auxiliary magnetic pole portion 16, thereby transmitting the permanent magnet to the stator. The problem is that the magnetic flux generated is reduced and the torque is reduced.

そこで、永久磁石9の固定子側の面の周方向両端に図12のような断面で軸方向に伸びる磁気的な空隙14を形成し、空隙14を挟むように磁極片部15と補助磁極部16に磁極片支持部材18を軸方向に差し込み固定する。図13は磁極片支持部材18の例であり、ここではコの字形をした非磁性の樹脂とする。図14に磁極片支持部材18が回転子鉄心8の両側から差し込まれた回転子2を持つ永久磁石回転電機の軸方向断面図を示す。   Accordingly, magnetic gaps 14 extending in the axial direction in the cross section as shown in FIG. 12 are formed at both ends in the circumferential direction of the stator side surface of the permanent magnet 9, and the magnetic pole piece 15 and the auxiliary magnetic pole part so as to sandwich the gap 14. A pole piece support member 18 is inserted into and fixed to 16 in the axial direction. FIG. 13 shows an example of the pole piece support member 18, which is a U-shaped nonmagnetic resin. FIG. 14 is a sectional view in the axial direction of a permanent magnet rotating electric machine having the rotor 2 in which the pole piece support member 18 is inserted from both sides of the rotor core 8.

ここで空隙14は、磁極片部15から補助磁極部16へ漏洩する磁束を抑制する。また磁極片支持部材18は、磁極片部15にかかる永久磁石9および磁極片部15自身の遠心力を、補助磁極部16をもって支えるための媒体として働く。   Here, the gap 14 suppresses magnetic flux leaking from the magnetic pole piece 15 to the auxiliary magnetic pole 16. The magnetic pole piece support member 18 serves as a medium for supporting the centrifugal force of the permanent magnet 9 and the magnetic pole piece portion 15 itself applied to the magnetic pole piece portion 15 with the auxiliary magnetic pole portion 16.

このことにより、遠心力に対する永久磁石の支持力を高めることができる。   Thereby, the supporting force of the permanent magnet against the centrifugal force can be increased.

さらには、図12におけるブリッジ部17を回転子2の組立後に切削することにより、磁極片支持部材18により磁極片部15の支持力を維持しながら、ブリッジ部17による漏洩磁束も減少させることができる。   Further, by cutting the bridge portion 17 in FIG. 12 after the assembly of the rotor 2, the magnetic flux leakage due to the bridge portion 17 can be reduced while maintaining the support force of the magnetic pole piece portion 15 by the magnetic pole piece support member 18. it can.

図15に本発明の他の実施形態を示す。   FIG. 15 shows another embodiment of the present invention.

ここでは、図のように磁極片部15と補助磁極部16の間に磁気的な空隙14を形成し、永久磁石9と磁極片部15の間に磁性材料と非磁性材料を組み合わせた永久磁石支持部材19を設ける。   Here, a permanent magnet in which a magnetic gap 14 is formed between the magnetic pole piece portion 15 and the auxiliary magnetic pole portion 16 as shown in the figure, and a magnetic material and a nonmagnetic material are combined between the permanent magnet 9 and the magnetic pole piece portion 15. A support member 19 is provided.

永久磁石支持部材19は、図のように磁性材料19aと非磁性材料19bの組み合せであり、両者は例えば溶接などによって接合する。磁性材料19aは永久磁石9の発生磁束を磁極片部15に伝達するために磁性体の材料で構成し、非磁性材料19bは永久磁石9から補助磁極部16への漏洩磁束を抑制するために非磁性体の材料で構成する。   The permanent magnet support member 19 is a combination of a magnetic material 19a and a nonmagnetic material 19b as shown in the figure, and the two are joined together by welding, for example. The magnetic material 19a is made of a magnetic material in order to transmit the magnetic flux generated by the permanent magnet 9 to the magnetic pole piece 15, and the nonmagnetic material 19b is used to suppress the leakage magnetic flux from the permanent magnet 9 to the auxiliary magnetic pole part 16. It is made of a non-magnetic material.

以上の構成によって、永久磁石9にかかる遠心力を永久磁石支持部材19を介し補助磁極部16で支持することができ、ブリッジ部17には磁極片部15の遠心力がかかるのみとなる。よって、ブリッジ部17の半径方向の長さを短くでき、従って永久磁石9からの磁束漏洩を少なくすることができる。   With the above configuration, the centrifugal force applied to the permanent magnet 9 can be supported by the auxiliary magnetic pole portion 16 via the permanent magnet support member 19, and only the centrifugal force of the magnetic pole piece portion 15 is applied to the bridge portion 17. Therefore, the length of the bridge portion 17 in the radial direction can be shortened, and accordingly, leakage of magnetic flux from the permanent magnet 9 can be reduced.

あるいは、図9ないし図11の実施形態において、空隙14に非磁性材料を配置または充填することも有効である。   Alternatively, in the embodiment shown in FIGS. 9 to 11, it is also effective to dispose or fill the gap 14 with a nonmagnetic material.

磁極片部15の厚さを十分な磁束を得るために必要な厚さに設定し、空隙14を永久磁石9の固定子側に図9ないし図11のような形状で打ち抜き、そこに非磁性の材料、例えば接着剤,ワニスを充填する構成とする。このことによって、磁極片部15を半径方向に厚くすることなく、永久磁石9や磁極片部15が受ける遠心力を空隙14によって支えることができる。   The thickness of the pole piece 15 is set to a thickness necessary for obtaining a sufficient magnetic flux, and the air gap 14 is punched in the shape of the permanent magnet 9 on the stator side as shown in FIGS. The material is filled with, for example, an adhesive or varnish. Thus, the centrifugal force received by the permanent magnet 9 and the magnetic pole piece 15 can be supported by the gap 14 without increasing the thickness of the magnetic pole piece 15 in the radial direction.

また、永久磁石9の材料として、樹脂磁石を用いることも可能である。この場合、空隙14に充填する非磁性の材料の代わりに、樹脂磁石を永久磁石挿入孔10と空隙14を合わせた形状で嵌め込むことができる。すなわちプラスチックマグネット自身に空隙14の上記のような役割を兼ねさせることが可能となる。   Also, a resin magnet can be used as the material of the permanent magnet 9. In this case, a resin magnet can be fitted in a shape in which the permanent magnet insertion hole 10 and the gap 14 are combined instead of the nonmagnetic material filling the gap 14. That is, the plastic magnet itself can serve as the above-described role of the gap 14.

さらには、図16のように永久磁石9の周方向幅よりも補助磁極部16の周方向幅を大きく設けることも有効である。   Furthermore, it is also effective to provide the auxiliary magnetic pole portion 16 with a larger circumferential width than the permanent magnet 9 as shown in FIG.

このことにより、ブリッジ部17にかかる遠心力を作り出す永久磁石9の重量が軽減され、ブリッジ部17の厚さをより小さくすることができ、磁極片部15から補助磁極部16に漏洩する磁束を減少することができる。   As a result, the weight of the permanent magnet 9 that creates the centrifugal force applied to the bridge portion 17 is reduced, the thickness of the bridge portion 17 can be further reduced, and the magnetic flux leaking from the magnetic pole piece portion 15 to the auxiliary magnetic pole portion 16 can be reduced. Can be reduced.

なお、永久磁石9の周方向幅が小さくなることによって、永久磁石9から発生する磁束は減少するが、相対的に補助磁極部16によるリラクタンストルクは増加する。これは永久磁石9として高価なネオジウム磁石を用いた場合などに有効であり、永久磁石9の量を減らすことによるコストダウンの分を、補助磁極部16のリラクタンストルクで補うことにより、コストパフォーマンスの向上を図ることができるものである。   Note that the magnetic flux generated from the permanent magnet 9 decreases as the circumferential width of the permanent magnet 9 decreases, but the reluctance torque by the auxiliary magnetic pole portion 16 relatively increases. This is effective in the case where an expensive neodymium magnet is used as the permanent magnet 9, and the cost reduction due to the reduction in the amount of the permanent magnet 9 is compensated by the reluctance torque of the auxiliary magnetic pole portion 16, thereby reducing the cost performance. It is possible to improve.

なお、以上に述べた永久磁石回転電機を電動車両、特に電気自動車に適用すれば、コギングトルクが少なく、スムーズに発進できる安定した永久磁石回転電機駆動装置を搭載でき、一充電走行距離の長い電気自動車を提供することができる。   If the permanent magnet rotating electrical machine described above is applied to an electric vehicle, particularly an electric vehicle, a stable permanent magnet rotating electrical machine drive device that has a low cogging torque and can be started smoothly can be mounted, and an Cars can be provided.

本発明の一実施形態をなす永久磁石回転電機の周方向断面図。1 is a circumferential cross-sectional view of a permanent magnet rotating electric machine that constitutes an embodiment of the present invention. 図1の回転子の任意の永久磁石周辺の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view around an arbitrary permanent magnet of the rotor of FIG. 1. 図1の実施形態の軸方向断面図。FIG. 2 is an axial sectional view of the embodiment of FIG. 1. 図2の回転子部材の機能説明図と磁束密度分布。Functional explanatory drawing and magnetic flux density distribution of the rotor member of FIG. 従来の永久磁石回転電機の回転子部材の機能説明図と磁束密度分布。Functional explanatory drawing and magnetic flux density distribution of a rotor member of a conventional permanent magnet rotating electric machine. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 図12の磁極片支持部材の斜視図。FIG. 13 is a perspective view of the pole piece support member of FIG. 12. 図12の永久磁石回転電機の軸方向断面図。FIG. 13 is an axial sectional view of the permanent magnet rotating electric machine of FIG. 12. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機の回転子の周方向断面図。The circumferential direction sectional drawing of the rotor of the permanent magnet rotary electric machine which makes other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…固定子、2…回転子、3…固定子鉄心、4…固定子巻線、5…コア部、6…固定子突極部、7…シャフト、8…回転子鉄心、9…永久磁石、10…永久磁石挿入孔、11…ハウジング、12…エンドブラケット、13…ベアリング、14…空隙、15…磁極片部、16…補助磁極部、17…ブリッジ部、18…磁極片支持部材、19…永久磁石支持部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator, 2 ... Rotor, 3 ... Stator core, 4 ... Stator winding, 5 ... Core part, 6 ... Stator pole part, 7 ... Shaft, 8 ... Rotor core, 9 ... Permanent magnet DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Permanent magnet insertion hole, 11 ... Housing, 12 ... End bracket, 13 ... Bearing, 14 ... Air gap, 15 ... Magnetic pole piece part, 16 ... Auxiliary magnetic pole part, 17 ... Bridge part, 18 ... Magnetic pole piece support member, 19 ... Permanent magnet support member.

Claims (14)

固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、
前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、
前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、
前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、
前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、
さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きい
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
A stator, and a rotor disposed in the stator via a gap,
The rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core;
In the rotor core, a plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic gaps are formed,
The plurality of auxiliary magnetic pole portions are arranged over the entire circumference in the circumferential direction inside the rotor core,
The permanent magnet insertion hole is formed inside the rotor core so as to be disposed between the auxiliary magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction,
The permanent magnet is mounted in the permanent magnet insertion hole and disposed inside the rotor core so that the polarities of the permanent magnets arranged on both sides in the circumferential direction with the auxiliary magnetic pole in between are opposite to each other. Has been
The magnetic air gap is formed inside the rotor core and is disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part, so that the permanent magnet is interposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part. It makes the change of magnetic flux density distribution moderate,
Further, the auxiliary magnetic pole part has a circumferential width greater than a circumferential width of the permanent magnet.
請求項1に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の磁束を前記固定子側に導くための磁極片部と、該磁極片部と前記補助磁極部とを接続するブリッジ部とを備え、
前記磁極片部は、前記永久磁石挿入孔の前記固定子側に形成されており、
前記ブリッジ部は、前記磁気的な空隙の前記固定子側の前記回転子鉄心に形成され、前記磁極片と前記補助磁極との間を磁気的に飽和させて、前記磁極片から前記補助磁極に漏れる前記永久磁石の磁束を抑制するものである
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1,
A magnetic pole piece portion for guiding the magnetic flux of the permanent magnet to the stator side, and a bridge portion connecting the magnetic pole piece portion and the auxiliary magnetic pole portion,
The magnetic pole piece is formed on the stator side of the permanent magnet insertion hole,
The bridge portion is formed in the rotor core on the stator side of the magnetic gap, and magnetically saturates between the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole so that the magnetic pole piece changes to the auxiliary magnetic pole. A permanent magnet rotating electrical machine that suppresses magnetic flux of the permanent magnet that leaks.
請求項1に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石挿入孔及び前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心を軸方向に打ち抜くことにより形成される
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1,
The permanent magnet rotating electrical machine, wherein the permanent magnet insertion hole and the magnetic gap are formed by punching the rotor core in the axial direction.
請求項1に記載の永久磁石回転電機において、
前記磁気的な空隙には非磁性部材が充填されている
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
In the permanent magnet rotating electric machine according to claim 1,
A permanent magnet rotating electric machine, wherein the magnetic gap is filled with a nonmagnetic member.
車両に搭載され、電機子の起磁力の合成ベクトルが制御装置によって制御されることにより、発生トルクが制御される車載用の永久磁石回転電機であって、
固定子巻線を有する固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、
前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、
前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、
前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、
前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、
さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きい
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
An on-vehicle permanent magnet rotating electric machine that is mounted on a vehicle and whose generated torque is controlled by controlling a combined vector of magnetomotive forces of armatures by a control device,
A stator having a stator winding, and a rotor disposed in the stator via a gap;
The rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core;
In the rotor core, a plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic gaps are formed,
The plurality of auxiliary magnetic pole portions are arranged over the entire circumference in the circumferential direction inside the rotor core,
The permanent magnet insertion hole is formed inside the rotor core so as to be disposed between the auxiliary magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction,
The permanent magnet is mounted in the permanent magnet insertion hole and disposed inside the rotor core so that the polarities of the permanent magnets arranged on both sides in the circumferential direction with the auxiliary magnetic pole in between are opposite to each other. Has been
The magnetic air gap is formed inside the rotor core and is disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part, so that the permanent magnet is interposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part. It makes the change of magnetic flux density distribution moderate,
Further, the auxiliary magnetic pole part has a circumferential width greater than a circumferential width of the permanent magnet.
請求項5に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石の磁束を前記固定子側に導くための磁極片部と、該磁極片部と前記補助磁極部とを接続するブリッジ部とを備え、
前記磁極片部は、前記永久磁石挿入孔の前記固定子側に形成されており、
前記ブリッジ部は、前記磁気的な空隙の前記固定子側の前記回転子鉄心に形成され、前記磁極片と前記補助磁極との間を磁気的に飽和させて、前記磁極片から前記補助磁極に漏れる前記永久磁石の磁束を抑制するものである
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to claim 5,
A magnetic pole piece portion for guiding the magnetic flux of the permanent magnet to the stator side, and a bridge portion connecting the magnetic pole piece portion and the auxiliary magnetic pole portion,
The magnetic pole piece is formed on the stator side of the permanent magnet insertion hole,
The bridge portion is formed in the rotor core on the stator side of the magnetic gap, and magnetically saturates between the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole so that the magnetic pole piece changes to the auxiliary magnetic pole. A permanent magnet rotating electrical machine that suppresses magnetic flux of the permanent magnet that leaks.
請求項5に記載の永久磁石回転電機において、
前記永久磁石挿入孔及び前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心を軸方向に打ち抜くことにより形成される
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to claim 5,
The permanent magnet rotating electrical machine, wherein the permanent magnet insertion hole and the magnetic gap are formed by punching the rotor core in the axial direction.
請求項5に記載の永久磁石回転電機において、
前記磁気的な空隙には非磁性部材が充填されている
ことを特徴とする永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to claim 5,
A permanent magnet rotating electric machine, wherein the magnetic gap is filled with a nonmagnetic member.
請求項5に記載の永久磁石回転電機において、
前記車両が低速運転状態の場合、前記制御装置によって前記固定子巻線による電機子の起磁力の合成ベクトルが前記補助磁極部の中心位置よりも前記回転子の回転方向側に向くように制御されることにより、前記リラクタンストルクを発生する
ことを特徴とする車載用の永久磁石回転電機。
The permanent magnet rotating electric machine according to claim 5,
When the vehicle is in a low-speed operation state, the control device controls the resultant vector of the magnetomotive force of the armature by the stator winding so that it is directed toward the rotation direction of the rotor with respect to the center position of the auxiliary magnetic pole part. Thus, the reluctance torque is generated, and the on-vehicle permanent magnet rotating electric machine is characterized.
永久磁石回転電機 該永久磁石回転電機の発生トルクを制御する制御装置とを有する自動車において、
前記永久磁石回転電機は、固定子巻線を有する固定子と、該固定子に空隙を介して配置された回転子とを有し、
前記回転子は、回転子鉄心と、該回転子鉄心の内部に設けられた複数の永久磁石とを備えており、
前記回転子鉄心には、複数の永久磁石挿入孔と、リラクタンストルクを発生させるための複数の補助磁極部と、複数の磁気的な空隙とが形成されており、
前記複数の補助磁極部は、前記回転子鉄心の内部に周方向に全周に渡って配置されており、
前記永久磁石挿入孔は、周方向に隣接する前記補助磁極部の間に配置されるように、前記回転子鉄心の内部に形成されており、
前記永久磁石は、前記補助磁極を挟んでその周方向両側に配置された前記永久磁石の極性が互いに逆極性となるように、前記永久磁石挿入孔に装着されて前記回転子鉄心の内部に配置されており、
前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心の内部に形成され、かつ前記永久磁石と前記補助磁極部との間に配置されて、前記永久磁石と前記補助磁極部との間における前記永久磁石の磁束密度分布の変化を緩やかにするものであり、
さらに、前記補助磁極部は、周方向における幅が前記永久磁石の周方向における幅よりも大きく、
前記制御装置は、前記固定子巻線の電機子起磁力の合成ベクトルを制御することによって前記永久磁石回転電機の発生トルクを制御する
ことを特徴とする自動車。
Permanent magnet rotating electrical machine In an automobile having a control device for controlling torque generated by the permanent magnet rotating electrical machine,
The permanent magnet rotating electrical machine has a stator having a stator winding, and a rotor disposed in the stator via a gap,
The rotor includes a rotor core and a plurality of permanent magnets provided inside the rotor core;
In the rotor core, a plurality of permanent magnet insertion holes, a plurality of auxiliary magnetic pole portions for generating reluctance torque, and a plurality of magnetic gaps are formed,
The plurality of auxiliary magnetic pole portions are arranged over the entire circumference in the circumferential direction inside the rotor core,
The permanent magnet insertion hole is formed inside the rotor core so as to be disposed between the auxiliary magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction,
The permanent magnet is mounted in the permanent magnet insertion hole and disposed inside the rotor core so that the polarities of the permanent magnets arranged on both sides in the circumferential direction with the auxiliary magnetic pole in between are opposite to each other. Has been
The magnetic air gap is formed inside the rotor core and is disposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part, so that the permanent magnet is interposed between the permanent magnet and the auxiliary magnetic pole part. It makes the change of magnetic flux density distribution moderate,
Further, the auxiliary magnetic pole portion has a width in the circumferential direction larger than a width in the circumferential direction of the permanent magnet,
The vehicle according to claim 1, wherein the control device controls a torque generated by the permanent magnet rotating electric machine by controlling a combined vector of armature magnetomotive forces of the stator windings.
請求項10に記載の自動車において、
前記永久磁石回転電機は、さらに、前記永久磁石の磁束を前記固定子側に導くための磁極片部と、該磁極片部と前記補助磁極部とを接続するブリッジ部とを備え、
前記磁極片部は、前記永久磁石挿入孔の前記固定子側に形成されており、
前記ブリッジ部は、前記磁気的な空隙の前記固定子側の前記回転子鉄心に形成され、前記磁極片と前記補助磁極との間を磁気的に飽和させて、前記磁極片から前記補助磁極に漏れる前記永久磁石の磁束を抑制するものである
ことを特徴とする自動車。
The automobile according to claim 10,
The permanent magnet rotating electrical machine further includes a magnetic pole piece portion for guiding the magnetic flux of the permanent magnet to the stator side, and a bridge portion that connects the magnetic pole piece portion and the auxiliary magnetic pole portion,
The magnetic pole piece is formed on the stator side of the permanent magnet insertion hole,
The bridge portion is formed in the rotor core on the stator side of the magnetic gap, and magnetically saturates between the magnetic pole piece and the auxiliary magnetic pole so that the magnetic pole piece changes to the auxiliary magnetic pole. An automobile characterized in that the magnetic flux of the permanent magnet that leaks is suppressed.
請求項10に記載の自動車において、
前記永久磁石挿入孔及び前記磁気的な空隙は、前記回転子鉄心を軸方向に打ち抜くことにより形成される
ことを特徴とする自動車。
The automobile according to claim 10,
The permanent magnet insertion hole and the magnetic gap are formed by punching the rotor core in the axial direction.
請求項10に記載の自動車において、
前記磁気的な空隙には非磁性部材が充填されている
ことを特徴とする自動車。
The automobile according to claim 10,
An automobile characterized in that the magnetic gap is filled with a nonmagnetic member.
請求項5に記載の自動車において、
自動車が低速運転状態の場合、前記制御装置によって前記固定子巻線による電機子の起磁力の合成ベクトルを前記補助磁極部の中心位置よりも前記回転子の回転方向側に向くように制御し、前記リラクタンストルクを前記永久磁石回転電機に発生させる
ことを特徴とする自動車。
The automobile according to claim 5,
When the automobile is in a low-speed operation state, the control device controls the resultant vector of the magnetomotive force of the armature by the stator winding so as to face the rotation direction side of the rotor from the center position of the auxiliary magnetic pole part, An automobile characterized in that the reluctance torque is generated in the permanent magnet rotating electric machine.
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