[發明專利]電磁裝置

有效

• 申請號: 201880056492.2
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN111052574B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 森下明平
• 申請（專利權）人: 學校法人工學院大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K41/03
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;金明花

在本發明的電動機中，在外側磁場部和內側磁場部之間的電樞上設置有三相線圈，并且在外側磁場部和內側磁場部中使用海爾貝克磁體陣列。在每個海爾貝克磁體陣列中，將3的倍數加2而獲得的數中的任何一個設置為分度數，并且將磁化方向依次改變為將電角度的一個周期除以分度數而獲得的角度以排列永磁體。由此，抑制了電動機的轉矩脈動。

技術領域

本發明涉及一種電磁裝置，例如旋轉電機。

背景技術

諸如旋轉電動機和發電機之類的旋轉電機以及線性電動機之類的電磁裝置使用其中永磁體的N極和S極交替排列的勵磁(NS陣列勵磁)。在NS陣列勵磁中，由于在所排列的磁體的兩側均產生勵磁，因此不能有效地利用由永磁體產生的勵磁。

另一方面，存在一種海爾貝克陣列磁體作為一種用于排列永磁體以增強由勵磁產生磁場的方法。海爾貝克陣列磁體是一種磁體排列方法，其中，永磁體的磁極(磁化方向)依次旋轉90°排列，并且可以在磁體排列的一側產生強磁場。

而且，JP 2009-201343A和JP 2010-154688A提出了一種勵磁(雙海爾貝克陣列勵磁)，其中布置了兩組海爾貝克磁體陣列，使得彼此的磁場得到增強，并且可以有效地利用由永磁體產生的磁場。

其中，轉子中產生的轉矩脈動為導致電動機中產生的振動和噪聲的原因之一。此外，轉矩脈動影響使用電動機作為驅動源的驅動裝置中由電動機驅動的移動構件的停止位置和操作精度。因此，在旋轉電機(電動機)等中，需要抑制轉矩脈動。

因此，在JP 2007-014110A所公開的旋轉電機中，轉子鐵芯被支撐在具有繞組的定子上，在轉子鐵芯的外周設置有在轉子鐵芯的周向上交替排列有主磁體和輔助磁體的轉子，轉子的主磁體在轉子鐵芯的徑向上被磁化，并且輔助磁體除了在徑向上以外(相對于徑向90°)被磁化。在該旋轉電機中，為了抑制轉矩脈動，將定子側的輔助磁體的周向寬度Ws和輔助磁體的徑向厚度t設定為滿足0Ws1.5t，或者，將輔助磁體的周向端面之間的角度θs與磁極間距θp之比的值θs/θp和輔助磁體的徑向厚度t與轉子的半徑r之比的值t/r設定為滿足0θs/θp＜1.9t＜r。

然而，在永磁體的磁化方向依次旋轉90°排列的海爾貝克陣列勵磁中，五階諧波分量的振幅在勵磁表面附近的磁通量密度分布中增加。因此，在海爾貝克陣列勵磁中，磁通量密度分布中包含的高次諧波分量與提供給電樞線圈的交流電之間的相互作用會引起轉矩脈動。

另一方面，在使用雙海爾貝克陣列勵磁的電動機中，在低速旋轉時能夠以高效率且諧波分量極少的狀態獲得高輸出轉矩，但是在高速旋轉時反電動勢增加。因此，使用雙海爾貝克陣列勵磁來驅動電動機的電源需要超過在高速旋轉時產生的反電動勢的輸出電壓。

在使用雙海爾貝克陣列勵磁的電動機中，通常在轉子側使用雙海爾貝克陣列勵磁，在定子側使用電樞線圈。因此，電動機的轉子具有將外部轉子和內部轉子一體化的雙圓筒結構。此外，由于電樞線圈設置在外轉子和內轉子之間，所以轉子具有大的懸臂結構。因此，在使用雙海爾貝克陣列勵磁的電動機中，轉子的結構復雜，并且擔心在高速旋轉時可能產生振動和噪聲。

此外，在使用雙海爾貝克陣列勵磁的電動機中，由于電樞線圈布置在具有雙圓筒結構的轉子中，難以散熱，并且電樞線圈的發熱都可能成為問題。

發明內容

本發明要解決的問題

本發明的一個實施例的目的是抑制電磁裝置中的轉矩脈動。此外，本發明的一個實施例的目的是在電磁裝置中提供穩定的輸出并解決散熱的問題。

本發明的電磁裝置包括以下方式。

第一方式的電磁裝置具備設置有三相線圈的電樞和勵磁，在該勵磁中，將3的倍數加2而獲得的數中的任何一個設置為分度數，并且通過將線圈電流的電角度的一個周期除以分度數而獲得的角度來依次改變磁化方向，且多個永磁體沿預設方向排列，其中，所述電樞和所述勵磁中的一個在永磁體的排列方向上相對于另一個運動。