[發(fā)明專利]同步電動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380078992.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105474512B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松岡篤;馬場(chǎng)和彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02K1/16
• 分類號(hào): H02K1/16;H02K21/14
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 劉楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同步電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

在使用永久磁鐵的同步電動(dòng)機(jī)中，特別是在將定子繞組集中地卷繞于齒部的三相同步電動(dòng)機(jī)中，多數(shù)情況下轉(zhuǎn)子所使用的永久磁鐵的磁極數(shù)與定子的槽數(shù)(＝齒數(shù))的比率為2:3。

在磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動(dòng)機(jī)中，多數(shù)情況下在相鄰的齒部之間設(shè)置開(kāi)口部。這是為了便于由配置于轉(zhuǎn)子的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通與定子繞組交鏈，并且防止因電流流過(guò)定子繞組而產(chǎn)生的磁通不流向轉(zhuǎn)子而是在定子的齒部間短路。

然而，在該開(kāi)口部附近，因定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙的磁通密度分布混亂而產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩(cogging torque)，而齒槽轉(zhuǎn)矩是振動(dòng)和噪音的主要原因。

為了減小這種齒槽轉(zhuǎn)矩，例如在下述專利文獻(xiàn)1所代表的現(xiàn)有的同步電動(dòng)機(jī)中，使用具有8極或10極的磁極的轉(zhuǎn)子和具有9個(gè)槽的定子，并且各相的相鄰的3個(gè)齒部上集中卷繞有1相的繞組。

在這種同步電動(dòng)機(jī)中，由于在定子配置有9個(gè)繞組，所以各齒部按40°的機(jī)械角度被配置，而各齒部的繞組按40°的機(jī)械角度連續(xù)地配置。那么，在8極的轉(zhuǎn)子中，1個(gè)磁極的寬度為45°的機(jī)械角度，在10極的轉(zhuǎn)子中，1個(gè)磁極的寬度為36°的機(jī)械角度。

另一方面，由于在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1周的期間內(nèi)產(chǎn)生的脈動(dòng)由定子的槽數(shù)和轉(zhuǎn)子的極數(shù)的最小公倍數(shù)來(lái)決定，所以在磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動(dòng)機(jī)例如為8極12槽的情況下，脈動(dòng)是24次。而相對(duì)于此，在8極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中，脈動(dòng)是72次，在10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中，脈動(dòng)是90次。

由于脈動(dòng)次數(shù)越多齒槽轉(zhuǎn)矩的能量越分散，所以齒槽轉(zhuǎn)矩的振幅越小。即，8極9槽或10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)相較于磁極數(shù)與定子的槽數(shù)的比率為2:3的同步電動(dòng)機(jī)，更能夠抑制齒槽轉(zhuǎn)矩。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)昭62-110468號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，在上述專利文獻(xiàn)1所代表的現(xiàn)有的同步電動(dòng)機(jī)中，由于構(gòu)成1相的繞組連續(xù)且集中地配置，所以向定子的繞組通電流而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸不均等地產(chǎn)生。因此，在與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵之間，吸引、排斥的力處于不平衡的狀態(tài)，而相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸在徑向上產(chǎn)生較大的激振力，該激振力是產(chǎn)生振動(dòng)、噪音的主要原因。

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步低振動(dòng)化和低噪音化的同步電動(dòng)機(jī)。

為了解決上述問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的同步電動(dòng)機(jī)，其是具有集中卷繞有繞組的9個(gè)齒部的10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)，該9個(gè)齒部以每3個(gè)相鄰的齒部為1相而被劃分為3相，其特征在于：定子形成為：構(gòu)成各相的3個(gè)齒部中的、配置在中央的第一齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的周向?qū)挾缺扰渲迷谠摰谝积X部的兩側(cè)的兩個(gè)第二齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的周向?qū)挾日?，上述第一齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的徑向厚度比各上述第二齒部的內(nèi)徑側(cè)前端部的徑向厚度薄。

根據(jù)本發(fā)明，具有能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步低振動(dòng)化和低噪音化的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的同步電動(dòng)機(jī)的橫截面圖。

圖2是圖1所示的同步電動(dòng)機(jī)的主要部分放大圖。

圖3是表示10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中的中央齒部前端部的寬度與感應(yīng)電壓比率的關(guān)系的圖。

圖4是用于說(shuō)明激振力的同步電動(dòng)機(jī)的橫截面圖。

圖5是表示在使正弦波電流流過(guò)8極9槽的同步電動(dòng)機(jī)的繞組時(shí)所產(chǎn)生的激振力的圖。

圖6是表示在圖4所示的同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激振力的軌跡的圖。

圖7是表示在圖4所示的同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與激振力的關(guān)系的圖。

圖8是將圖7所示的曲線B放大的圖。

圖9是表示在10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中齒前端部的徑向厚度與該同步電動(dòng)機(jī)的激振力比率的關(guān)系的圖。

圖10是表示在8極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中齒部徑向厚度與激振力的關(guān)系的圖。

圖11是表示在10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第一圖。

圖12是表示在10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第二圖。

圖13是表示在10極9槽的同步電動(dòng)機(jī)中齒前端部的厚度與激振力比率的關(guān)系的第三圖。

符號(hào)說(shuō)明

1定子

2繞組

3定子鐵芯

4轉(zhuǎn)子

5背軛

6永久磁鐵

7旋轉(zhuǎn)軸

8空隙

10 同步電動(dòng)機(jī)

30 中央齒部