[發明專利]永磁旋轉電機

有效

• 申請號: 201310489264.3
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103780038A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 高橋則雄;松下真琴;橋場豐;三須大輔;竹內活德;高畠干生;松岡佑將
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27;H02K1/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

相關申請的交叉引用

本申請基于并要求2012年10月19日提交的日本專利申請No.2012-232125和2013年9月5日提交的日本專利申請No.2013-184523的優先權，這兩件申請的全部內容在此引入作為參考。

技術領域

概括來說，在此所述的實施例涉及一種永磁旋轉電機，在該永磁旋轉電機中，永磁體嵌入到轉子中。

背景技術

近年來，對于用于電動車或混合動力車的車載旋轉電機，為抑制廢氣，堅決要求較高程度地提高效率以及提高燃料效率。與之伴隨的，尺寸的減小以及朝向使使用永磁體的旋轉電機具有較高程度的輸出水平的努力現在也在進展中。

有限安裝空間中的車載旋轉電機需要高轉矩以及高程度的輸出水平。因此，提出了一種永磁磁阻旋轉電機，在該電機中，諸如稀土（NdFeB）磁體的具有高磁能積的永磁體布置成V形，槽（內極槽）布置在永磁體的外周側。這種旋轉電機，增大了磁阻轉矩，獲得了高轉矩，由此實現了高輸出和可變速的運行。

另一方面，在用作車載旋轉電機的永磁旋轉電機中，稀土（NdFeB）磁體具有強大的磁力，并且經常使用高能積。稀土磁體可以以小體積產生較高的轉矩。但是，稀土金屬生產區分布不均衡，資源量匱乏，因此稀土金屬作為材料的獲取風險以及未來資源耗盡成為了問題。

為此，目前正在研究使用資源量豐富、價格低的鐵素體磁體的旋轉電機。但是，鐵素體的磁力低至稀土磁體磁力的三分之一。因而，提出了一種永磁磁阻旋轉電機，在該電機中，通過在轉子中設置多層結構的狹縫并在狹縫中布置永磁體來利用磁阻轉矩，磁阻轉矩與基于永磁體的磁體扭矩協同組合，由此提高所產生的轉矩。

另外，在車載旋轉電機中，當采用高速旋轉來促進尺寸減小時，轉子芯部的離心力引起的應力變大，這也成為了一個問題。因而，提出了一種永磁旋轉電機，其中，通過借助突起保持嵌在轉子芯部中的永磁體來減少旋轉離心力，并從而減小轉子芯部中產生的應力。

通過在使用鐵素體磁體的上述永磁磁阻旋轉電機上設置永磁體保持突起，可以實現能夠高速旋轉、同時使用低磁力的鐵素體磁體的永磁體磁阻旋轉電機。

但是，在永磁磁阻旋轉電機中，由于旋轉離心力引起的變形，通過使用磁體保持突起充分保持外周上層磁體變得困難。另外，磁體和轉子芯部的嵌入孔之間發生不均勻接觸，從而導致了裂紋或碎片，此外，由于馬達特性下降引起轉子芯部應力增加、磁體裂紋或碎片以及轉動不平衡增大，還存在轉子損壞的可能。

發明內容

本發明正是考慮到這些情形設計的，其目的是提供一種永磁磁阻旋轉電機，該電機能夠高速旋轉，制造成本低，確保高度可靠性，同時避免永磁體斷裂和損壞轉子，并保持高轉矩和高輸出。

依照本發明的一方面，一種永磁旋轉電機，其包括：定子，所述定子包括定子芯部和附接到定子芯部上的定子繞組；和轉子，所述轉子包括能夠相對于定子旋轉的轉子芯部、在轉子芯部的徑向方向上前后地形成多層的多個磁體嵌孔、和嵌在磁體嵌孔中的多個永磁體，所述永磁體在轉子芯部的徑向方向上前后地布置多層。磁體嵌孔包括位于轉子芯部的外周側上的外磁體嵌孔和位于轉子芯部的中心側上的內磁體嵌孔，外磁體嵌孔和內磁體嵌孔中的每個均形成為弓形，該弓形的中心位于轉子的磁極中心軸線上，并且朝轉子的中心側凸出。每個內磁體嵌孔由位于轉子芯部的外周側上的外周表面和位于轉子芯部的中心側上的內周表面限定，所述內周表面與外周表面相對，兩者之間具有一空間。轉子芯部包括中心支撐結構和兩個支撐突起，所述兩個支撐突起在與磁極中心軸線分開的兩個端部部分從所述內周表面突出到內磁體嵌孔中，所述中心支撐結構在磁極中心軸線上從所述內周表面突出到內磁體嵌孔中，所述中心支撐結構被構造成至少在轉子芯部旋轉時支撐永磁體。永磁體包括嵌到中心支撐結構的兩側上的內磁體嵌孔中的兩個永磁體，這兩個永磁體共同構成兩側對稱結構，每個永磁體均呈弓形橫截面形狀，這兩個永磁體中的每一個均被中心支撐結構支撐并且在其弓形方向上的兩個端部部分上都由一個支撐突起支撐，并且被保持在內磁體嵌孔中。

附圖說明

圖1是依照第一實施例的永磁旋轉電機的橫截面視圖；

圖2是旋轉電機的轉子和定子的一部分的橫截面放大圖；

圖3是依照第二實施例的永磁旋轉電機的橫截面視圖；

圖4是依照第二實施例的永磁旋轉電機的轉子和定子的一部分的橫截面放大圖；

圖5是依照第三實施例的永磁旋轉電機的橫截面視圖；

圖6是示出了依照第三實施例的永磁旋轉電機的轉子的一部分的橫截面放大圖；和