[發明專利]減小齒槽轉矩的電動機

有效

• 申請號: 201410319935.6
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104426313B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 赤迫陽一
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 張敬強,嚴星鐵

技術領域

本發明涉及具備了減小齒槽轉矩的結構的電動機。

背景技術

在具有將永久磁鐵粘貼于轉子鐵心的表面的、所謂的SPM(Surface Permanent Magnet)式的轉子的電動機中，由在永久磁鐵與定子鐵心的齒之間作用的磁吸引力引起的齒槽轉矩增大。該齒槽轉矩成為電動機的輸送不均的原因，因此期望該齒槽轉矩減小。作為用于減小齒槽轉矩的方法之一，能夠列舉將永久磁鐵的表面形成曲面(參照圖9)。但是，即使如上以齒槽轉矩變小的方式設計磁鐵形狀，若不將永久磁鐵準確地定位粘貼于轉子鐵心的規定位置，則也無法獲得所期望設計那樣的(較小的)齒槽轉矩。

因此，為了減小齒槽轉矩，期望將永久磁鐵準確地定位粘貼于轉子鐵心的規定位置。作為與此相關的現有技術，存在在轉子的表面設置磁鐵定位用的槽的技術、使梯形形狀的多個永久磁鐵相互改變朝向并且沿周向鄰接配置的技術(日本特開2007-006621號公報)。

通常，永久磁鐵是燒結體，難以以較高的尺寸精度制成，因此各永久磁鐵以具有某種程度的誤差(偏差)或者間隙的狀態粘貼于轉子。此處，在定子鐵心的插槽數為s，并且粘貼于轉子的永久磁鐵的個數為2p(p對)的(所謂的s插槽2p極的)同步電動機中，在s與p的最小公倍數成為p的奇數倍的(無法被2p整除的)情況下，如以下說明的那樣，永久磁鐵從理想磁鐵中心位置偏移，從而產生齒槽轉矩。

圖8是構成現有技術所涉及的轉子的鐵心100的簡圖，鐵心100具有永久磁鐵定位用的多個突起部102。此處，突起部102分別是與鐵心的軸向平行并且直線地延伸的壟狀的突起，如圖9所示，在各突起部102之間粘貼有大致長方體形狀的永久磁鐵104，從而構成轉子(rotor)106。此外，此處將突起部102的個數設為16，從而永久磁鐵的個數也成為16(8對)。

此時，若如上所述在各永久磁鐵104考慮尺寸公差、永久磁鐵的粘貼作業性，則如圖10所示，鐵心100的各突起部102之間的間隔d比各永久磁鐵106的寬度w略大。因此若在上述的鐵心100粘貼永久磁鐵，則如圖10所示，鄰接的永久磁鐵被其磁吸引力朝箭頭所示的方向相互拉扯，從而交替地表現有在兩側實際上無間隙地配置有永久磁鐵104的突起部102a、與在兩側以隔離的方式配置有永久磁鐵104的突起部102b。換句話說各永久磁鐵從由虛線108所示的理想中心位置偏移。

在將上述的轉子106配置于例如圖11所示的具有九個插槽110的定子鐵心112的內部而構成同步電動機114的情況下，插槽數(s＝9)與極對數(p＝8)的最小公倍數(＝72)成為p的奇數倍。圖12是表示此時的電動機每轉一圈的s與p的最小公倍數次的齒槽轉矩的圖。在圖12中，虛線116表示永久磁鐵位于理想中心位置108(參照圖10)時的齒槽轉矩，實線118表示如圖10那樣永久磁鐵從理想中心位置偏移的齒槽轉矩。此外，在實線118包括多個(在圖示例中為五個)圖表，但這表示從理想中心位置的偏移量越大齒槽轉矩越大。

若如圖12所明確的那樣，在所謂的s插槽2p極的同步電動機中，在s與p的最小公倍數成為p的奇數倍的情況下，如圖10所示，鄰接的永久磁鐵彼此通過磁吸引力靠近為構成(2個為一組的)一對，各磁鐵從理想位置偏移，因此產生比較大的齒槽轉矩，從而導致電動機的性能降低。另外，在日本特開2007-006621號公報所記載的技術中，各永久磁鐵的形狀為梯形，而梯形形狀的磁鐵與單純的長方體形狀的磁鐵相比通常價格高昂。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種具備了減小由永久磁鐵的定位誤差產生的齒槽轉矩的構造的同步電動機。

為了實現上述目的，本申請發明提供一種同步電動機，其具有s個插槽以及2p個極，s與p的最小公倍數成為p的奇數倍，同步電動機具有：轉子鐵心，其具備多個對永久磁鐵進行定位的突起部；以及轉子，其由配置于上述轉子鐵心的多個永久磁鐵構成，以各永久磁鐵的一端朝與在一側鄰接的永久磁鐵相互吸引的方向傾斜，并且另一端朝與在另一側鄰接的永久磁鐵相互吸引的方向傾斜的方式將上述突起部配置于上述轉子鐵心。

在優選的實施方式中，對于對上述轉子鐵心沿其旋轉軸方向進行兩等分的第一部分以及第二部分而言，在上述第一部分，將上述第一突起部沿上述轉子鐵心的周向每隔一個地設置于鄰接的永久磁鐵的邊界，在上述第二部分，將上述第二突起部沿上述轉子鐵心的周向每隔一個地設置于鄰接的永久磁鐵的邊界，并且，在一個邊界且僅在上述第一部分以及上述第二部分的任意一方配置有上述突起部。