[發明專利]嵌入磁鐵式同步電動機

在審

• 申請號: 201711333433.9
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN107911001A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 土田和慶;及川智明
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27
• 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: 劉楊

本發明申請是申請日為2013年7月18日、申請號為201380038229.8(國際申請號為PCT/JP2013/069563)、發明名稱為“嵌入磁鐵式同步電動機”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及在轉子鐵芯的內部嵌入有永久磁鐵的嵌入磁鐵式同步電動機(IPMSM)。

背景技術

在嵌入磁鐵式同步電動機中，實現高磁力化的一般方法是使轉子鐵芯的軸向長度(轉子疊層厚度)和定子鐵芯的軸向長度(定子疊層厚度)一同增大。然而，在采用這種結構的情況下，作為電動機的基本構成材料的銅、鐵、磁鐵等的使用量增加而導致成本提高，故不優選。在下述專利文獻1所代表的現有的嵌入磁鐵式同步電動機中，由于使轉子疊層厚度形成得比定子疊層厚度大(懸伸)，所以直接的材料費用僅為構成轉子的鐵和磁鐵即可，能夠抑制制造成本。此外，在現有技術中，由于從在沿著轉子鐵芯的軸向延伸的部分(懸伸部)設置的永久磁鐵的外周面產生的磁通穿過該懸伸部的轉子磁極部，作為有效磁通作用于定子鐵芯，所以效率得到改善。

專利文獻1：日本特開2000-116044號公報

發明內容

這里，轉子鐵芯的外周側鐵芯部的磁通密度隨著懸伸部的長度(定子疊層厚度與轉子疊層厚度之差)變大而增加，如果懸伸部的長度達到規定長度，則有效磁通量飽和。即，由于僅使懸伸部的長度變大不能有效地利用磁通，所以轉子鐵芯的截面積與磁通所穿過的轉子鐵芯的外周側鐵芯部的面積的關系很重要。另一方面，由于能夠懸伸的量根據電動機的大小變動，所以定子疊層厚度與轉子疊層厚度的關系也很重要。然而，在上述專利文獻1所代表的現有技術中，由于沒有考慮上述關系，所以存在不能應對實現電動機的高效率化并且進一步降低制造成本的需求的問題。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠實現電動機的高效率化并且進一步降低制造成本的嵌入磁鐵式同步電動機。

為了解決上述問題而實現發明目的，本發明的嵌入磁鐵式同步電動機，其包括：轉子鐵芯，層疊多片電磁鋼板而成；以及定子鐵芯，其層疊多片電磁鋼板而成，并配置在上述轉子鐵芯的外周側，上述嵌入磁鐵式同步電動機，在上述轉子鐵芯沿著上述轉子鐵芯的周向配置有與極數相當的數量并且收納構成磁極的磁鐵的磁鐵收容孔，其沿著周向形成有3個以上，設上述轉子鐵芯的疊層厚度為X、上述定子鐵芯的疊層厚度為Y、由將各上述磁鐵收容孔的內徑側面的中點彼此連接而成的線圍成的鐵芯部的截面積為S3、在各上述磁鐵收容孔的外徑側面和上述轉子鐵芯的外周面之間設置的外周側鐵芯部的截面積為S2、從上述轉子鐵芯的截面積減去上述截面積S2和上述截面積S3所得到的截面積為S1、上述磁鐵的磁力為a，使上述轉子鐵芯以其兩端從上述定子鐵芯的兩端懸伸出去并滿足X＞Y且X＜Y(1+(S2/S1)/a×2)的關系的方式形成。

根據本發明，由于采用考慮到轉子鐵芯的截面積與磁通所穿過的轉子鐵芯的外周側鐵芯部的面積、以及定子疊層厚度與轉子疊層厚度的關系的轉子，所以起到能夠實現電動機的高效率化并且進一步降低制造成本的效果。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式涉及的嵌入磁鐵式同步電動機的側視圖。

圖2是圖1所示的轉子的斷面圖。

圖3是圖1所示的轉子鐵芯的斷面圖。

圖4是外周側鐵芯部的放大圖。

圖5是表示磁通從未設置外周側鐵芯部的轉子流向定子鐵芯的圖。

圖6是表示磁通從設置有外周側鐵芯部的轉子流向定子鐵芯的圖。

圖7是示意性表示磁通在各磁鐵間直線狀地行進的圖。

圖8是在轉子鐵芯形成有風穴的轉子的斷面圖。

圖9是用于說明圖8所示的轉子的截面積S1與截面積S3的關系的圖。

圖10是表示轉子的第一變形例的圖。

圖11是用于說明圖10所示的轉子的截面積的圖。

圖12是用于說明圖10所示的轉子的外周側鐵芯部的圖。

圖13是表示轉子的第二變形例的圖。

圖14是用于說明圖13所示的轉子的截面積的圖。

圖15是用于說明圖13所示的轉子的外周側鐵芯部的圖。

圖16是表示轉子的第三變形例的圖。

圖17是用于說明圖16所示的轉子的截面積的圖。

圖18是用于說明圖16所示的轉子的外周側鐵芯部的圖。

符號說明

1旋轉軸