[發明專利]永磁式旋轉電機

有效

• 申請號: 201310073870.7
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103368294A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 齊藤徹;新田勇
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐冰冰;劉杰

技術領域

本發明的實施方式涉及轉子磁極由永久磁鐵構成的永磁式旋轉電機。

背景技術

這種旋轉電機、例如永磁式無刷馬達（以下簡稱為永磁式馬達）包含定子和轉子，該定子具有實施了電樞繞組的齒，該轉子是將隔著勵磁空隙與上述齒的排列圓周面對置的多個永久磁鐵制磁極沿圓周方向排列而形成的。作為永久磁鐵制磁極，具有將磁性粉末混入塑料粉末而成形的塑料磁鐵、以及對磁性粉末進行燒結而成的燒結磁鐵。

由塑料磁鐵構成的轉子磁極作為連續的環狀的成形體而形成，且保持不變地收納于圓盤狀的轉子框架。相對于此，在由燒結磁鐵構成的轉子磁極中，如果將各個磁鐵即扇形磁鐵作為與環狀連續的一體物進行成形并燒結，則無法避免如下情況：產生半徑方向厚度變化的部分，因伴隨著冷卻的收縮應力而在各扇形磁鐵之間產生裂紋。

因而，雖然在成形性以及組裝性方面塑料磁鐵轉子更有利，但與燒結磁鐵轉子相比，磁鐵的每單位體積的輸出大幅度降低。塑料磁鐵是作為非磁性材料的塑料粉末（粘合劑）和磁性粉末的混合物，相對于此，燒結磁鐵僅由磁性粉末構成，因此，燒結磁鐵的每單位體積的輸出大。在這種永磁式馬達中，在用于家電設備、信息通信設備、事務設備等的任一設備的情況下，都強烈期望小型且高輸出、低噪音，正朝著這方面的改善不懈努力。在小型且高輸出這一點，與塑料磁鐵式馬達相比燒結磁鐵式馬達更優異，且在價格方面燒結磁鐵式馬達相當廉價。在專利文獻1中公開了用于實現使用了塑料磁鐵的永磁式馬達的低噪音化的結構。該專利文獻1所公開的技術的主要目的在于，想要提高感應電動勢的正弦波近似性，結果，實現因諧波成分引起的輸出降低的防止和低噪音化，為此，公開了使與永久磁鐵的定子齒對置的磁極面作為在極中央處具有最大突出尺寸的凸曲面且使其圓周方向兩端的徑向壁厚尺寸為極中央壁厚尺寸的85～88%。

專利文獻1：日本特開2003-319585號公報

雖然在專利文獻1中沒有公開，但在為了以小型來獲得高輸出而將永久磁鐵設為燒結磁鐵的情況下，如上所述，轉子磁極將各個扇形磁鐵分別粘接安裝于圓盤狀的框架，與最初就一體成型為環狀的塑料磁鐵的情況不同，由于在所排列的扇形磁鐵的圓周方向相互之間夾裝有粘接材料等的非磁性支承部件，所以該部分成為非磁性空隙。或者即使在不需要支承部件的情況下也不可避免地產生空間。發明人們發現該不可避免地產生的磁空隙對馬達特性造成嚴重的隨時間流逝的惡劣影響。

發明內容

本發明的實施方式的目的在于提供一種永磁式旋轉電機，通過提高形成轉子磁極的扇形磁鐵的耐去磁性，能夠盡量抑制馬達特性、尤其是感應電動勢的隨時間流逝的降低、波形的隨時間流逝的惡化。

用于達成該目的的永磁式旋轉電機包括：定子，具有卷繞了定子繞組的齒；以及轉子，具有燒結永久磁鐵制的扇形磁鐵，該扇形磁鐵隔著勵磁空隙與所述齒對置且相互之間隔著磁空隙沿圓周方向排列而具有一極一扇形關系，其中，各所述扇形磁鐵具有磁通密度在極中央高且隨著趨向圓周方向兩端而逐漸降低的集束各向異性，并且，將各扇形磁鐵的與所述勵磁空隙對置的一側的圓周方向角部的形狀形成為所述齒的前端所描繪的圓筒面與扇形磁鐵的角部之間的對置間隔隨著趨向相鄰的扇形磁鐵方向而逐漸擴大的曲面形狀。

附圖說明

圖1是放大示出本發明的第一實施方式的永磁式馬達的主要部分的剖視圖。

圖2是示出該馬達的定子的立體圖。

圖3是該馬達的轉子的立體圖。

圖4是該馬達的扇形磁鐵的角部的曲面形狀的說明圖。

圖5是示出扇形磁鐵的形狀與去磁系數以及感應電壓變化率的關系的圖。

圖6是第二實施方式的與圖4相當的圖。

圖7是第三實施方式的與圖4相當的圖。

圖8是以往的馬達的與圖1相當的圖。

符號說明

1…定子；2…電樞繞組；3…齒；4…定子鐵心；6…轉子；7…轉子框架；9…扇形磁鐵；9a…角部；9b…平坦面；9g…凸曲面；9h…凹曲面；12…非磁性空隙。

具體實施方式

以下，基于圖1至圖5對第一實施方式所涉及的永磁式旋轉電機例如永磁式馬達進行說明。在圖2中，定子1包括電樞繞組2以及層疊鋼板制的定子鐵心4，該定子鐵心4呈放射狀的圓形排列地具有卷繞該電樞繞組2的多個齒3，且定子1具有用于安裝于安裝對象設備例如洗衣機的馬達支承框架上的安裝部5。如圖3所示，轉子6包括兼做鐵制轉子磁軛的圓盤狀的轉子框架7以及在該轉子框架7的環狀部8的內周面排列的多個扇形磁鐵9。