[發明專利]旋轉電機

在審

• 申請號: 201911034671.9
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111628589A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 小山泰平;長谷部壽郎;內藤克仁
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;東芝基礎設施系統株式會社
• 主分類號: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K9/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 夏斌

本發明提供一種永久磁鐵型的旋轉電機，能夠在維持扭矩特性的同時降低重量。根據實施方式，旋轉電機具備轉子。轉子具備：旋轉軸，被設置成圍繞中心軸線旋轉自如；轉子鐵芯(42)，層疊多片鐵芯片板而構成，并同軸地安裝于旋轉軸；多個空隙孔(44a、44b)，分別沿著軸向貫通轉子鐵芯而形成，并在轉子鐵芯的軸向的一端面以及軸向的另一端面上開口；多個永久磁鐵(50)，配置在空隙孔內，并沿著轉子鐵芯的軸向延伸；一對端板(60)，重疊設置于轉子鐵芯的一端面以及另一端面，并分別設置有與空隙孔的至少一部分連通的多個通風孔(62a、62b)。

技術領域

本發明的實施方式涉及一種在轉子中設置有永久磁鐵的旋轉電機(rotaryelectrical machine)。

背景技術

近年來，通過永久磁鐵的引人關注的研究開發，而開發出高磁能積(energyproduct)的永久磁鐵，使用了這種永久磁鐵的永久磁鐵型的旋轉電機逐漸被應用為電車、汽車的電動機或者發電機。在一般情況下，PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor：永磁同步電機)為主流，將永久磁鐵埋入到轉子鐵芯內的IPM(Interior Permanent MagnetMotor：內部永磁電動機)形式較多。由于在機內的構成中使用永久磁鐵，所以旋轉電機為了不使塵埃侵入而采用密閉構造。但是，在容量較大的旋轉電機、例如鐵道用的主電動機等的情況下，由于來自線圈(coil)、鐵芯(iron core)的發熱，機內的溫度容易變高。在主電動機的機內，通過轉子的旋轉而在驅動側、反驅動側的空間中產生攪拌流，對線圈周圍等進行冷卻。

旋轉電機的各構成部件的允許溫度被確定。其中，與機內的其他設備相比，永久磁鐵的允許溫度的上限較低，當超過允許溫度時，性能會降低。因此，永久磁鐵需要在允許溫度以內使用。但是，由于永久磁鐵本身被埋入到轉子鐵芯內，所以上述的基于攪拌流的冷卻無助于永久磁鐵，永久磁鐵的冷卻較困難。因此，為了降低轉子的溫度，采用在機內設置風扇，基于使用了設置于轉子的轉子管道(rotor duct)的循環流的冷卻方式。作為這樣的技術，存在日本公開專利公報、特開2014-75882號公報(以下，稱作專利文獻1)，同樣的日本公開專利公報、特開2010-80799號公報(以下，稱作專利文獻2)。

轉子的主要的損失產生部位在轉子的外表面附近，但轉子的外表面與定子之間的間隙(gap)較狹窄，難以增加通風量。此外，由于轉子的轉子管道從永久磁鐵分離，所以無法對永久磁鐵發揮足夠的冷卻性能。因此，可以認為在旋轉電機的大容量化、小型化時冷卻性能不足。

發明內容

因此，本發明的實施方式的課題在于提供一種能夠有效地冷卻轉子的永久磁鐵的旋轉電機。

根據實施方式，旋轉電機具備轉子，上述轉子具備：旋轉軸(shaft)，被設置成圍繞中心軸線旋轉自如；轉子鐵芯，層疊多片鐵芯片板而構成，同軸地安裝于上述旋轉軸；多個空隙孔，分別沿著軸向貫通上述轉子鐵芯而形成，在上述轉子鐵芯的軸向的一端面以及軸向的另一端面上開口；多個永久磁鐵，配置在上述空隙孔內，沿著上述轉子鐵芯的軸向延伸；以及一對端板，重疊配置于上述轉子鐵芯的一端面以及另一端面，分別設置有與上述空隙孔的至少一部分連通的多個通風孔。

附圖說明

圖1是表示第1實施方式的永久磁鐵型的旋轉電機的縱截面圖。

圖2是表示上述旋轉電機的橫截面圖。

圖3是表示上述旋轉電機的轉子的立體圖。

圖4是將上述轉子的鐵芯與端板分解表示的分解立體圖。

圖5是表示上述旋轉電機的內扇風扇(fan)的立體圖。

圖6是概要地表示上述轉子鐵芯的磁鐵配設位置與內扇風扇的葉片的位置之間的關系的截面圖。