[發明專利]永磁式旋轉電機和具備永磁式旋轉電機的車輛

有效

• 申請號: 201280049293.1
• 申請日: 2012-10-03
• 公開（公告）號: CN103858318B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 齋藤泰行;貝森友彰;池田太祐;押田學
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;B60L11/14
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及永磁式旋轉電機和具備該永磁式旋轉電機的車輛。

背景技術

作為混合動力車（HV）和電動車（EV）等電動車輛的驅動而使用的永磁式旋轉電機，要求高速旋轉化。特別優選在高速旋轉區域也能夠實現高輸出功率的永磁式旋轉電機。因此，以往，永磁式旋轉電機較多地使用高速旋轉時能夠削弱磁場，并且能夠應用磁阻轉矩的帶有輔助凸極的嵌入型永磁式旋轉電機。例如，專利文獻1中記載了能夠同時提高輸出功率和提高機械轉速的永磁式旋轉電機的結構。

在這樣的耐高速旋轉的永磁式旋轉電機的轉子中，插入了矩形截面的較長的永磁鐵。對于每個磁極設置了具有大致矩形截面的磁鐵插入孔。在該磁鐵插入孔中插入永磁鐵，旋轉電機被驅動、轉子旋轉時，因離心力，特別在與永磁鐵的角部相接的磁鐵插入孔拐角部，較大的應力發生作用。該應力較大的情況下，可能發生磁鐵的破損或轉子的破損。

專利文獻2中，記載了一種轉子，其在磁鐵用溝的角部向外側形成有圓弧狀的凸起，使永磁鐵的角部不與插入該永磁鐵的磁鐵用溝的角部接觸。

專利文獻3中，記載了一種磁鐵型旋轉電機，其按每個磁極設置多個插入永磁鐵的磁鐵槽，在同一個轉子磁極中相鄰的磁鐵槽之間的轉子鐵芯部分設置窄鐵芯部和寬鐵芯部，以該窄鐵芯部的寬度連續地變化的方式設置有圓弧部。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-187189號公報

專利文獻2：日本特開平09-294344號公報

專利文獻3：日本特開2002-281700號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

專利文獻1和3記載的永磁式旋轉電機的轉子中，在每個磁極的多個磁鐵插入孔的相鄰兩個磁鐵插入孔之間設置有橋部（磁鐵槽內鐵芯部）。該橋部一側的磁鐵插入孔的拐角部不是考慮了轉子的徑向和周向的雙方向的應力和橋部的磁飽和的設計。從而，不是充分支持高速旋轉的永磁式旋轉電機。

用于解決技術問題的手段

根據本發明的第一方式，永磁式旋轉電機是具有定子和與定子隔著空隙對應配置的轉子的永磁式旋轉電機，轉子具備：按每個磁極設置了具有大致矩形的截面的多個磁鐵插入孔的轉子鐵芯；和分別被插入到磁鐵插入孔中的永磁鐵，在按轉子的每個磁極設置的多個磁鐵插入孔的周向上的兩端部，分別形成非磁性部，在多個磁鐵插入孔的相鄰的磁鐵插入孔之間，設置有將磁鐵插入孔的外側的轉子鐵芯部與磁鐵插入孔的內側的轉子鐵芯部機械連接的橋部，在作為磁鐵插入孔的橋部一側的面與磁鐵插入孔的轉子外側的面之間的拐角部的第一拐角部、和作為磁鐵插入孔的橋部一側的面與磁鐵插入孔的轉子內側的面之間的拐角部的第二拐角部，各自設有分別向轉子的周向和徑向凸出的退避部，使得插入到磁鐵插入孔中的具有矩形截面的長條的永磁鐵的角部不與磁鐵插入孔的橋部一側的面、以及轉子外側的面和轉子內側的面接觸，磁鐵插入孔的橋部一側的面的退避部的大小（尺寸）在永磁鐵的角部處減小，磁鐵插入孔的轉子外側的面和磁鐵插入孔的轉子內側的面的退避部的大小（尺寸）在永磁鐵的角部處減小。

根據本發明的第二方式，在第一方式的永磁式旋轉電機中，優選在非磁性部的外周側的轉子鐵芯的最小寬度為W1、橋部的最小寬度為W2、磁鐵插入孔的第一拐角部處的轉子外周側的鐵芯的最小寬度為W3時，W2<W1<W3成立。

根據本發明的第三方式，在第二方式的永磁式旋轉電機中，優選在橋部的最大寬度為W4時，W2<W4<W1<W3成立。

根據本發明的第四方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋轉電機中，永磁鐵的角部被施予R形（圓弧狀）或平面狀的倒角，磁鐵插入孔的第一拐角部和磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備：與永磁鐵的角部接近的曲面部；與曲面部連接的形成周向的退避部的平面部；和與曲面部連接的形成徑向的退避部的平面部。

根據本發明的第五方式，在第一至三中任一方式的永磁式旋轉電機中，優選永磁鐵的角部被施予R形（圓弧狀）或平面狀的倒角，磁鐵插入孔的第一拐角部和磁鐵插入孔的第二拐角部各自具備：與永磁鐵的角部接近的平面部；與平面部連接的形成周向的退避部的曲面部；和與平面部連接的形成徑向的退避部的曲面部。

根據本發明的第六方式，在第四或第五方式的永磁式旋轉電機中，曲面部的曲率小于永磁鐵的倒圓角的曲率。

根據本發明的第七方式，車輛的電動驅動裝置具備：第一至六中任一方式的永磁式旋轉電機；和供給用于驅動該旋轉電機的電力的電力轉換部。