[发明专利]永磁型旋转机

说明书

技术领域

本发明涉及设有定子和转子的永磁型旋转机，所述转子与定子之间具有规定的空隙并与定子相对向而旋转，且具有在表面配置有永磁体的转子芯。

背景技术

在这种永磁型旋转机中，产生被称为齿槽转矩(cogging torgue)的一种转矩脉动的情况为人们所公知。在永磁型旋转机中齿槽转矩较大的情况下，存在旋转机的控制性能恶化、或产生噪音的问题。

该齿槽转矩的发生是作用在转子与定子之间的静磁吸引力由于旋转位置的不同而不同所引起的，相对于转子旋转一周，其脉动次数为永磁体的磁极数和定子的槽数的最小公倍数的值，这为人们所公知(例如参照非专利文献1)。

此外，齿槽转矩的大小是，以旋转角度对利用永磁体形成的磁力线而产生的总磁能进行微分而得到的值，例如，在伴随转子的旋转而磁阻变化的情况下，随着该磁阻的变化，总磁能也变化，因此产生齿槽转矩。

为了减少这种齿槽转矩，提出以下永磁型旋转电机：将多个永磁体不均等地配置在周向，定子中同相的线圈沿周向不邻接，设定从各永磁体的均等配置位置的错开角即扭斜角，使转子每旋转一周的齿槽效应数为槽数S和磁极数P的最小公倍数的整数倍，由此使得设置在转子的永磁体从轴向一端向另一端沿周向扭斜，使得产生的齿槽转矩互相抵消(例如参照专利文献1)。

即，如图7所示，在将扭斜配置于转子100的永磁体101从轴向的上端侧开始分割为五份均等宽度的带状区域A～E时，在各带状区域A～E产生的理想的齿槽转矩波形如图8所示。此时，电机产生的齿槽转矩是在各带状区域A～E产生的齿槽转矩的总和，此时齿槽转矩在各带状区域A～E互相抵消，成为零。

[专利文献1]日本特开2002-252941号公报

[非专利文献1]“关于施加外部应力时的PM电机的齿槽转矩的实验研究”电气学会旋转机研究会论文RM-03-152

但是，在上述专利文献1中记载的现有技术的例子中，设定扭斜角，使得转子每旋转一周的齿槽效应数为槽数S和磁极数P的最小公倍数的整数倍，因此，如图8所示，理论上能抵消齿槽转矩，但是，由于转子的轴向端部的泄漏磁力线的影响等原因，在转子的轴向端部和中央部，磁力线密度分布不同，因此，不能够得到上述图8所示那样的理想波形，存在不能够完全抵消齿槽转矩的未解决课题。

发明内容

于是，本发明着眼于上述现有技术的例子的未解决课题，目的在于提供能够实现低齿槽转矩化的永磁型旋转机。

为了达到上述目的，本发明的一实施方式的永磁型旋转机包括：

卷绕有励磁线圈的定子；和

与该定子隔着规定的空隙相对向并进行旋转，具有使不同极性的永磁体邻接的转子芯的转子，

该永磁型旋转机的特征在于：

对上述永磁体和定子中的一方，随着从轴向一端到另一端，沿着周向平滑地施以扭斜，

将该扭斜的扭斜角度设定为比理论扭斜角度大的角度，该理论扭斜角度为将上述转子的机械角旋转的一周除以上述永磁体的磁极数和上述定子槽数的最小公倍数所得到的值。

此外，本发明的另一实施方式的永磁型旋转机的特征在于：使上述扭斜角度比上述理论扭斜角度大，将上述扭斜角度设定为该理论扭斜角度的120％以上140％以下。

进一步，本发明的又一实施方式的永磁型旋转机的特征在于：使上述永磁体磁化，以形成梯形波状的磁化区域，将上述磁化区域的上底部角度θm用电角度表示时设定在132°≤θm≤156°的范围。

下面说明本发明的效果。

按照本发明，通过将转子的永磁体和定子中的一方的扭斜角度设定为比理论扭斜角度大的角度，该理论扭斜角度为将转子的机械角旋转的一周除以永磁体的磁极数和定子槽数的最小公倍数所得到的值，与将扭斜角度设定为理论扭斜角度时相比较，能够得到减少齿槽转矩的效果。

在此，扭斜角度设定为理论扭斜角度的120％以上140％以下时能够有效抑制齿槽转矩，因此优选，通过与扭斜角度的上述设定相配合地，将永磁体的梯形波状磁化区域的上底部角度θm用电角度表示时设定为处于132°≤θm≤156°的范围，能够进一步减少齿槽转矩。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的永磁型同步旋转机的截面图。

图2是表示图1的转子的立体图。

图3是表示转子的扭斜角的展开图。

图4是表示扭斜角度与齿槽转矩的关系的特性曲线图。

图5是表示转子的永磁体的磁化状态的放大图。

图6是表示磁化区域的上底部角度与齿槽转矩的关系的特性曲线图。

图7是表示现有技术的例子的转子的正面图。