[發(fā)明專利]IPM型旋轉(zhuǎn)電動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310451713.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103715800A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 青山真大
• 申請（專利權）人: 鈴木株式會社
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發(fā)明涉及IPM型旋轉(zhuǎn)電動機，具體涉及實現(xiàn)高效率的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的IPM型旋轉(zhuǎn)電動機。

背景技術

對于安裝于各種裝置的旋轉(zhuǎn)電動機要求與安裝裝置相應的特性。

例如，在作為驅(qū)動源與內(nèi)燃機一起安裝于混合動力車（HEV：Hybrid?Electric?Vehicle）或者作為單獨的驅(qū)動源安裝于電動車（EV：Electric?Vehicle）的驅(qū)動用電動機的情況下，要求在低轉(zhuǎn)速區(qū)域產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，同時具備寬的可變速特性。

在這種車輛中，為了提高燃料效率，對于包含旋轉(zhuǎn)電動機在內(nèi)的各組成部分要求提高能量轉(zhuǎn)換效率，特別是在車載的旋轉(zhuǎn)電動機中，期待提高常用區(qū)域的效率。而且，對于車載的旋轉(zhuǎn)電動機，從設置空間的制約、輕量化的觀點來看，要求更小型化的高能量密度的結構。

對此，在HEV、EV中，一般來說，旋轉(zhuǎn)電動機的低轉(zhuǎn)速/低負荷區(qū)域是常用區(qū)域。因此，有以下趨勢：對車載的旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩貢獻的比例是磁鐵轉(zhuǎn)矩大于與電樞電流的大小相應的磁阻轉(zhuǎn)矩，為了高效率化而多使用高磁力的永久磁鐵。

由于這種趨勢，作為旋轉(zhuǎn)電動機，為了提高能量轉(zhuǎn)換效率，特別是提高低轉(zhuǎn)速/低負荷區(qū)域的常用區(qū)域的效率，多使用作為將高剩余磁通密度的釹磁鐵埋入轉(zhuǎn)子的鐵芯內(nèi)部的永久磁鐵式的同步電動機的IPM（Interior?Permanent?Magnet；內(nèi)置永久磁鐵）型旋轉(zhuǎn)電動機。提出了在該IPM型旋轉(zhuǎn)電動機中，將永久磁鐵以成為朝著外周面?zhèn)葟堥_的V字形的方式埋入轉(zhuǎn)子內(nèi)，從而設為在磁鐵轉(zhuǎn)矩的基礎上還能夠積極利用磁阻轉(zhuǎn)矩的磁回路（例如，專利文獻1、2）的方案。另外，也提出了在IPM型旋轉(zhuǎn)電動機中，在以V字形埋入轉(zhuǎn)子內(nèi)的永久磁鐵的外周面?zhèn)鹊膁軸（永久磁鐵的中心軸）上形成空隙（例如，專利文獻3、4）的方案。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2006－254629號公報

專利文獻2：特開2012－39775號公報

專利文獻3：特開2006－217798號公報

專利文獻4：特開2007－68357號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

對此，在近年來的旋轉(zhuǎn)電動機中，為了提高磁力和耐熱性，多使用包含Nd、Dy、Tb等稀土元素的永久磁鐵，不過由于其稀少性帶來的價格高企和其流通量的不穩(wěn)定，減少稀土元素使用量且實現(xiàn)高效率化的必要性增加。

但是，在HEV、EV中，旋轉(zhuǎn)電動機的常用區(qū)域是低轉(zhuǎn)速/低負荷區(qū)域，因此，為了增大對該區(qū)域做出貢獻的磁鐵轉(zhuǎn)矩，在專利文獻1～4記載的IPM型電動機中，也有增加高磁力的永久磁鐵的使用量的趨勢。這是阻礙解決減少稀土元素的使用量的課題的方向。

另外，若將專利文獻3、4記載的空隙形成在轉(zhuǎn)子內(nèi)，則會阻礙磁路的形成，不能夠?qū)D(zhuǎn)矩的提高做出貢獻。

對此，本發(fā)明的目的在于提供既削減永久磁鐵的使用量又實現(xiàn)高效率的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動、低成本且高能量密度的旋轉(zhuǎn)電動機。

用于解決問題的方案

解決上述問題的IPM型旋轉(zhuǎn)電動機所涉及的發(fā)明的第1方式具備：轉(zhuǎn)子，其中埋入有永久磁鐵，與驅(qū)動軸一體旋轉(zhuǎn)；以及定子，其收納有設置在其對面的旋轉(zhuǎn)自如的所述轉(zhuǎn)子，并且線圈收納在該轉(zhuǎn)子所面對的多個齒之間的槽內(nèi)，該定子具有電樞功能，上述IPM型旋轉(zhuǎn)電動機的特征在于，當與上述永久磁鐵形成的每個磁極的該永久磁鐵的中心軸一致的d軸側(cè)附近使得該永久磁鐵存在時，在該d軸側(cè)的永久磁鐵產(chǎn)生抵消上述電樞所產(chǎn)生的電樞磁通的方向的磁通，在產(chǎn)生上述永久磁鐵磁通的范圍內(nèi)將上述永久磁鐵置換為導磁率小的空隙，在將上述轉(zhuǎn)子的從軸心到外周面的外半徑設為R1、將上述轉(zhuǎn)子的從軸心到上述空隙的該軸心側(cè)端部的法線方向的長度設為R2、將上述轉(zhuǎn)子的到上述驅(qū)動軸嵌入的內(nèi)周面的內(nèi)半徑設為R3的情況下，上述轉(zhuǎn)子的尺寸和形狀形成為滿足0.56≤R2/R1≤0.84且0.54≤R3/R2≤0.82的關系。

解決上述問題的IPM型旋轉(zhuǎn)電動機所涉及的發(fā)明的第2方式的特征在于，在上述第1方式的特定事項的基礎上，當單位磁極單位相的槽數(shù)q＝2的情況下，當將上述轉(zhuǎn)子的半徑方向的上述永久磁鐵的大小設為Wpm、將上述永久磁鐵所形成的磁極數(shù)設為P時，滿足1.38≤（P×Wpm）/R1＜1.84。

發(fā)明效果