[發明專利]能夠降低齒槽轉矩的電動機

有效

• 申請號: 201410466920.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104578490B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 前田拓也
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24;H02K1/27;H02K21/14
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種能夠降低齒槽轉矩的電動機。

背景技術

在包括具有永磁體的轉子的永磁體型電動機中，由于與轉子的外周面相對的定子芯的槽的存在，轉子旋轉時的磁共能(磁気隨伴エネルギー)發生變動，產生轉矩的脈動、即齒槽轉矩(cogging torque)。該齒槽轉矩妨礙轉子的順暢旋轉，是產生聲音、振動的主要原因，因此需要降低該齒槽轉矩。以往，作為使齒槽轉矩降低的電動機，已知日本特開2003-023740號公報(JP2003-023740A)和日本特開平11-164501號公報(JP11-164501A)所記載的電動機。

JP2003-023740A所記載的電動機的轉子具備磁極部，該磁極部具有向徑向外側鼓出的圓弧狀的外周面，使得從轉子產生的磁通密度的波形呈正弦波形狀。外周面的最外徑部設置于磁極部的周向中心部(磁極中心)的兩側，在磁極部的周向中心部設置有凹部。由此，將轉子每旋轉一周時產生的齒槽轉矩的波形的峰的數量增至2倍，使齒槽轉矩的大小降低到一半。另一方面，在JP11-164501A中，記載了將轉子的磁極部的外周面形成為以轉子的旋轉軸為中心的圓筒狀的電動機。該電動機的轉子的磁通密度的波形不是正弦波的形狀，而是呈梯形波的形狀。

上述JP2003-023740A所記載的電動機通過將磁極的數量實質上增加到2倍，來使齒槽轉矩的大小降低到一半，無法將齒槽轉矩的大小調整為任意的大小。

發明內容

本發明的一個方式是電動機，該電動機具備：轉子，其具有磁極部；以及定子，其具有與轉子的外周面相對的槽，其中，磁極部向徑向外側鼓出，使得從轉子產生的磁通密度的波形呈正弦波的形狀，在磁極部的外周面的周向中央部處，設置有微小到不會使根據槽的個數和轉子的磁極數的最小公倍數決定的齒槽轉矩的波形的周期發生變化的程度的凹部或凸部。

附圖說明

本發明的目的、特征以及優點通過與附圖相關聯的以下的實施方式的說明會變得更進一步明確。在該附圖中，

圖1是概要性地表示本發明的實施方式所涉及的電動機的內部結構的剖視圖，

圖2A是圖1的轉子的放大圖，

圖2B是表示圖2A的轉子的1個極的結構的放大圖，

圖3是表示在假定定子的內周面沒有槽開口部的情況下的磁通密度的波形的圖，

圖4是表示電動機中的磁通線圖的一例的圖，

圖5是表示在定子的內周面有槽開口部的情況下的磁通密度的波形的圖，

圖6是放大表示構成本發明的實施方式所涉及的電動機的轉子的外周面形狀的圖，

圖7是表示在具有圖6的外周面形狀的電動機中產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖8是表示伴隨最大校正量的變化所產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖9A是表示外周面為圓形狀的轉子的圖，

圖9B是表示從圖9A的轉子產生的磁通密度的波形的圖，

圖10是表示在具有圖9A的外周面形狀的電動機中產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖11是表示圖6的變形例的圖，

圖12是表示在具有圖11的外周面形狀的電動機中產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖13是表示圖6的另一變形例的圖，

圖14是表示圖6的另一變形例的圖，

圖15A是說明用于設定轉子的外周面形狀的方法的圖，

圖15B是放大表示通過圖15A而得到的轉子的外周面形狀的圖，

圖16是表示圖6的另一變形例的圖，

圖17是表示在具有圖16的外周面形狀的電動機中產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖18是表示圖2A的變形例的圖，

圖19是表示圖1的變形例的圖，

圖20是表示在圖19的電動機中產生的齒槽轉矩的波形的變化的圖，

圖21是表示作為圖1的另一變形例的電動機中的磁通線圖的一例的圖。

具體實施方式

下面，參照圖1～圖21來說明本發明的實施方式。圖1是概要性地表示本發明的實施方式所涉及的電動機100的內部結構的剖視圖。該電動機100是8極12槽的永磁體同步電動機，具有轉子1和定子2，該轉子1具有永磁體3，該定子2配置于轉子1的周圍。在轉子1的中心部處配置有輸出軸4。