JP6316350B2 - Permanent magnet motor - Google Patents
Permanent magnet motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP6316350B2 JP6316350B2 JP2016141027A JP2016141027A JP6316350B2 JP 6316350 B2 JP6316350 B2 JP 6316350B2 JP 2016141027 A JP2016141027 A JP 2016141027A JP 2016141027 A JP2016141027 A JP 2016141027A JP 6316350 B2 JP6316350 B2 JP 6316350B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- permanent magnet
- rotor
- stator
- magnet motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
この発明は、永久磁石モータに関し、特には電磁鋼板等の磁性材料と繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)等の非磁性かつ非等方性の構造材料とを組み合わせて回転子を構成した永久磁石モータに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a permanent magnet motor, and in particular, a permanent magnet composed of a magnetic material such as an electromagnetic steel sheet and a nonmagnetic and anisotropic structural material such as fiber reinforced plastic (FRP). The present invention relates to a magnet motor.
電動パワーステアリング装置には、磁石を用いたモータが使用されている。例えば特開2011−259574号公報(特許文献1)には、回転子の表面(周面)に永久磁石を配置した構成の表面磁石形(SPM:Surface Permanent Magnet)の同期モータにおいて、永久磁石を遠心力などに対して保持するため、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiberglass Reinforced plastics)の円環を磁石の外径側に配置した構成が開示されている。 A motor using a magnet is used in the electric power steering apparatus. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-259574 (Patent Document 1), in a surface permanent magnet (SPM) synchronous motor having a configuration in which permanent magnets are arranged on the surface (circumferential surface) of a rotor, permanent magnets are used. In order to hold against centrifugal force or the like, a configuration in which a ring of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is arranged on the outer diameter side of the magnet is disclosed.
また、例えば特開2014−107973号公報(特許文献2)には、磁気式角度センサの検出精度の低下を抑制することを目的とする磁石極と突極とが回転方向に交互に並ぶように設けられたコンシクエントポール型の回転子を備えた回転電機が開示されている。 Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-109773 (Patent Document 2), magnet poles and salient poles intended to suppress a decrease in detection accuracy of a magnetic angle sensor are arranged alternately in the rotation direction. A rotating electric machine including a provided contiguous pole type rotor is disclosed.
また、例えば特開平6−245451号公報(特許文献3)には、ロータの外径に磁性体の磁極を配置する構成の磁石埋込型回転子(IPM)を備えた同期電動機が開示されている。 Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-245451 (Patent Document 3) discloses a synchronous motor including an embedded magnet rotor (IPM) having a configuration in which magnetic poles are arranged on the outer diameter of a rotor. Yes.
前記特許文献1に開示された同期モータにおいては、固定子と回転子の間に機械的な接触を防止する空気の層と、永久磁石の保護管であるCFRPの層があることから、固定子鉄心と回転子鉄心の間の距離にあたる電磁気的に非磁性の領域の距離が大きくなってしまう。このため、磁気抵抗が大きく磁束量が少なくなり、トルクが低下してしまう課題がある。
In the synchronous motor disclosed in
一方、特許文献2に開示されているコンシクエント型回転子、あるいは特許文献3に開示されている磁石埋込型回転子(IPM)のように、回転子の外径に磁性体の磁極を配置する構成では、SPMで永久磁石であった領域が磁性体であるため、磁気抵抗が小さくなり、磁束量が増加し、トルクを大きくすることができる。
On the other hand, magnetic poles of a magnetic material are arranged on the outer diameter of the rotor, such as a continuous rotor disclosed in
しかし、特許文献2に開示されたコンシクエント型回転子のように、一方の極性の磁極を他方の異なる極性の磁極と磁性体で接続される箇所を小さくしないと、磁極の磁束が接続される箇所を通じて漏洩する漏れ磁束が大きくなり、トルクが低下する課題がある。これは構造面の強度が低下することと相反する課題である。
However, as in the case of the continuous rotor disclosed in
また、特許文献3に開示された磁石埋込型回転子のような回転子構造では、永久磁石の配置された磁極以外の磁性体の表面、すなわち、他方の磁極や回転子鉄心と接触する磁性
体の回転軸先端などが異なる極性となるため、例えば電動パワーステアリング装置に使用した場合、回転軸端に配置される回転センサマグネットの磁界を歪め、対向して配置される回転センサの検出角度誤差を悪化させたり、他方の回転軸端に配置されステアリングギアと嵌合するボスなどに磁性体の屑が付着して嵌合不良による異音などの原因となる課題がある。
Further, in the rotor structure such as the magnet-embedded rotor disclosed in
この発明は、前記課題を解決するために成されたもので、回転子の漏れ磁束を低減し、トルクの大きな永久磁石モータを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet motor having a large torque by reducing the leakage magnetic flux of the rotor.
この発明に係る永久磁石モータは、複数の磁性ティースを備えた固定子鉄心と前記磁性ティースに巻回され前記磁性ティースの相互間のスロットに収められた固定子巻線とを有する固定子と、前記固定子と磁気的空隙を介して相対的に配置されて回転軸を中心に回転する回転子を備えた永久磁石モータであって、
前記回転子は、外周面に設けられると共に、隣接する極性が互いに異なる磁性体で構成された複数の磁極と、前記複数の磁極のそれぞれに形成された磁石挿入穴に挿入されると共に、前記複数の磁極間の周方向に着磁配向されて配置された永久磁石と、非磁性かつ非等方性の材料で構成されて前記回転軸と共に回転する構造体と、を備え、前記複数の磁極は互いに直接接触することなく、前記構造体に一体化されていることを特徴とする。
A permanent magnet motor according to the present invention includes a stator core having a plurality of magnetic teeth and a stator winding wound around the magnetic teeth and housed in slots between the magnetic teeth; A permanent magnet motor including a rotor that is disposed relative to the stator via a magnetic gap and rotates about a rotation axis,
The rotor is provided on the outer peripheral surface, and is inserted into a plurality of magnetic poles made of magnetic bodies having different polarities adjacent to each other, and a magnet insertion hole formed in each of the plurality of magnetic poles. and permanent magnets arranged are magnetically oriented in the circumferential direction between the magnetic poles of, consists of a non-magnetic and non-isotropic material and a structure which rotates together with the rotary shaft, wherein the plurality of magnetic poles It is characterized by being integrated with the structure without being in direct contact with each other.
この発明によれば、前記構成により、回転子の漏れ磁束が低減されてトルクの大きな永久磁石モータを得ることができる。 According to the present invention, a permanent magnet motor having a large torque can be obtained by reducing the leakage magnetic flux of the rotor by the above configuration.
以下、この発明による永久磁石モータの好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Preferred embodiments of a permanent magnet motor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による永久磁石モータに用いられる回転子の正面断面図である。図2は図1のA−A線断面図である。
実施の形態1による永久磁石モータは、図示しない固定子と、この固定子の内側に配置された回転子10から構成されている。固定子は、巻線および固定子鉄心から構成されている。固定子鉄心は、電磁鋼板などの磁性体で構成される環状のコアバックとコアバックから周方向内側に延びるティースから構成される。隣り合うティースの間に形成されたスロットに巻線が納められており、固定子の軸方向両端ではティースに巻回された巻線がコイルエンドを形成している。なお、この構成については周知であり、図示は省略する。
1 is a front sectional view of a rotor used in a permanent magnet motor according to
The permanent magnet motor according to the first embodiment includes a stator (not shown) and a
固定子の内側には回転子10が設けられている。回転子10は、回転子鉄心1を構成する磁極3に形成された磁石挿入穴1aに永久磁石2を備えている。回転子鉄心1の磁極3は断面扇形の磁性体で構成されており、磁性体間に周方向に着磁配向された永久磁石2が配置されている。磁極3は例えば14極からなり、NSの磁極3が永久磁石2を挟んで交互に配置されている。磁極3の内径側では磁極3同士がFRP等の非磁性、かつ非等方向性の材料で構成された構造体4に一体化されている。構造体4は、構造体4と同等材料の磁性体もしくはFRP等の非磁性かつ非等方性の材料で構成された回転軸5に嵌合されており、回転軸5と共に回転する。なお、図2において、符号5aはステアリングギアと嵌合されるボス部を示し、符号6は回転軸5の端部に取付けられた磁気検出型の回転センサマグネットを示している。
A
実施の形態1による永久磁石モータは、回転子10が前記のように、磁極3同士が非磁性、かつ非等方向性の材料で構成された構造体4で結合されているので、図1あるいは図2においてφで示す漏れ磁束が小さくなると共に、モータ重量を低減することができる。従って、例えば電動パワーステアリング装置に用いた場合、そのトルクを大きくできると共に車両重量を軽量化することができ、燃費改善効果を向上できる。
In the permanent magnet motor according to the first embodiment, since the
また、緊急回避などでハンドルを高速回転する場合に、磁極3と永久磁石2の径方向外側への引っ張りに対して、これらを支えるFRP等の非磁性かつ非等方性の構造体4を引っ張り強度に適した配向とすることができる。特に、SPMのモータと異なり、固定子内径に慣性の大きな磁性体の磁極3が回転子10の外周側に配置されるため、漏れ磁束を低減するために回転軸5への嵌合を少なくするなどのトレードオフを排することが可能である。よって、電動パワーステアリング装置に用いた場合、燃費改善と操舵性改善を両立できるという顕著な効果が得られる。
Further, when the handle is rotated at a high speed for emergency avoidance or the like, the nonmagnetic and
また、実施の形態1による永久磁石モータを電動パワーステアリング装置に用いた場合、回転子の漏れ磁束を低減することにより、回転軸端に配置される回転センサ用マグネットの磁界を歪めることがなく、角度検出誤差によるトルクリップルの悪化を低減できるので、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。 Further, when the permanent magnet motor according to the first embodiment is used in an electric power steering device, by reducing the leakage magnetic flux of the rotor, the magnetic field of the rotation sensor magnet disposed at the end of the rotation shaft is not distorted, Since the deterioration of the torque ripple due to the angle detection error can be reduced, an electric power steering device with good steering feeling can be provided.
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2による永久磁石モータについて説明する。実施の形態2による永久磁石モータは、図示しない固定子と、この固定子の内側に配置された回転子20から構成されている。固定子は実施の形態1と同様の構成で周知であり、ここでの図示は省略する。回転子20は、図3に示すように一つの磁性体にN極となる永久磁石とS極となる疑似極により構成されている。回転子20のその他の構成については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
Next, a permanent magnet motor according to
前記のように構成された回転子20においても、実施の形態1と同様に、慣性の大きな磁極3を引っ張り強度を大きくできる構造体4で保持するとともに、図4に示すように、N極の磁束が回転軸5を介して流れ、回転軸5の両端がS極となることが無いため、回転軸5の端部に取付けられた磁気検出型の回転センサマグネット6による角度検出誤差の悪化を防止できる。また、回転軸5の他端にステアリングギアと嵌合されるボス部5aに異物が挟まることがない。従って、角度検出誤差によるモータの回転ムラや、異物が挟まることによる回転時の騒音振動などを防止できるので、電動パワーステアリング装置においては操舵フィーリングの改善という顕著な効果が得られる。
In the
以上、この発明の実施の形態1及び2について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 As described above, the first and second embodiments of the present invention have been described. However, within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted. Is possible.
1 回転子鉄心、1a 磁石挿入穴、2 永久磁石、3 磁極、4 構造体、5 回転軸、5a ボス部、6 回転センサマグネット、10、20 回転子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転子は、
外周面に設けられると共に、隣接する極性が互いに異なる磁性体で構成された複数の磁極と、
前記複数の磁極のそれぞれに形成された磁石挿入穴に挿入されると共に、前記複数の磁極間の周方向に着磁配向されて配置された永久磁石と、
非磁性かつ非等方性の材料で構成されて前記回転軸と共に回転する構造体と、を備え、
前記複数の磁極は互いに直接接触することなく、前記構造体に一体化されていることを特徴とする永久磁石モータ。 A stator core having a plurality of magnetic teeth, a stator winding wound around the magnetic teeth and housed in a slot between the magnetic teeth, and the stator and a magnetic gap A permanent magnet motor having a rotor that is relatively disposed and rotates about a rotation axis,
The rotor is
A plurality of magnetic poles that are provided on the outer peripheral surface and are composed of magnetic materials having adjacent polarities different from each other ;
A permanent magnet that is inserted into a magnet insertion hole formed in each of the plurality of magnetic poles, and is magnetized and arranged in a circumferential direction between the plurality of magnetic poles;
Nonmagnetic, is composed of a non-isotropic material and a structure which rotates together with the rotary shaft,
The permanent magnet motor, wherein the plurality of magnetic poles are integrated with the structure without directly contacting each other.
請求項1または2に記載の永久磁石モータ。 The permanent magnet motor according to claim 1, wherein the nonmagnetic and anisotropic material is a carbon fiber reinforced plastic.
前記回転子は、
前記回転子の外周部に配置された磁性体からなる磁極と、
前記磁極の周方向に形成された複数の磁石挿入穴に挿入配置され、互いに同一極性を有する複数の永久磁石と、
前記回転軸と共に回転し、非磁性かつ非等方性の材料で構成されて前記磁極と一体化された構造体と、を備え、
前記複数の永久磁石の極性と、前記複数の永久磁石の相互間に形成され、前記複数の永久磁石の極性と異なる極性の疑似極と、により磁極を構成することを特徴とする永久磁石モータ。 A stator core having a plurality of magnetic teeth, a stator winding wound around the magnetic teeth and housed in a slot between the magnetic teeth, and the stator and a magnetic gap A permanent magnet motor having a rotor that is relatively disposed and rotates about a rotation axis,
The rotor is
A magnetic pole made of a magnetic material disposed on the outer periphery of the rotor;
A plurality of permanent magnets inserted and arranged in a plurality of magnet insertion holes formed in the circumferential direction of the magnetic poles, and having the same polarity with each other;
A structure that rotates together with the rotating shaft, is made of a nonmagnetic and anisotropic material, and is integrated with the magnetic pole;
And the polarity of the plurality of permanent magnets, the plurality of formed therebetween a permanent magnet, wherein the plurality of the polarity different from the polarity pseudo poles of the permanent magnet, permanently you characterized in that it constitutes a magnetic pole by magnets motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016141027A JP6316350B2 (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Permanent magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016141027A JP6316350B2 (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Permanent magnet motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018014772A JP2018014772A (en) | 2018-01-25 |
JP6316350B2 true JP6316350B2 (en) | 2018-04-25 |
Family
ID=61020472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016141027A Active JP6316350B2 (en) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Permanent magnet motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6316350B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020213149A1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Motor, blower, air conditioner, and method for manufacturing motor |
CN113054773B (en) * | 2021-04-16 | 2022-08-16 | 广东威灵电机制造有限公司 | Rotor subassembly, motor and domestic appliance |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6891299B2 (en) * | 2000-05-03 | 2005-05-10 | Moteurs Leroy-Somer | Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth |
JP5423738B2 (en) * | 2011-08-03 | 2014-02-19 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine |
-
2016
- 2016-07-19 JP JP2016141027A patent/JP6316350B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018014772A (en) | 2018-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5502463B2 (en) | Axial gap type rotating electric machine and rotor used therefor | |
US9172279B2 (en) | Automotive embedded permanent magnet rotary electric machine | |
JP4623471B2 (en) | Rotating motor | |
JP5861660B2 (en) | Rotating electric machine | |
WO2014156090A1 (en) | Permanent-magnet-embedded electric motor and method for manufacturing same | |
US9793768B2 (en) | Rotor and rotary electric machine having the same | |
JP2013021776A (en) | Rotary electric machine | |
US9590466B2 (en) | Rotor and rotating electric machine having the same | |
TW200824221A (en) | Rotor for motors | |
JP7222341B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5240592B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2010093906A (en) | Permanent magnet type rotating machine | |
CN109428417B (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
JP6316350B2 (en) | Permanent magnet motor | |
JP5365049B2 (en) | Rotating machine, radial type rotating machine, and method for determining back yoke thickness in rotating machine | |
JPWO2007083724A1 (en) | Gap winding type motor | |
JP4644922B2 (en) | Synchronous motor rotor structure | |
JP2007202363A (en) | Rotary-electric machine | |
US20220271584A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP2007221877A (en) | Magnet rotor | |
JP5299797B2 (en) | Permanent magnet type rotating electric machine for high speed rotation | |
JP5983326B2 (en) | Rotor of embedded magnet motor | |
TWI385899B (en) | Rotor structure for permanent-magnet machines and manufacture method thereof | |
JP2020043680A (en) | Rotor structure for dynamo-electric motor | |
EP4329153A1 (en) | Permanent magnet rotor with reduced torque ripple |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180327 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6316350 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |