[发明专利]永久磁铁式同步马达

说明书

(本申请是2009年1月24日递交的发明名称为“永久磁铁式同步马达”的申请200910001977.4的分案申请)

技术领域

本发明涉及在电梯卷扬机等的产业用机械等中使用的永久磁铁式同步马达。

背景技术

永久磁铁式同步马达可以在许多不同的产业制品等中使用，对每一种制品都要求种种的特性和特征，但是其中一个是抑制转矩脉动，特别是，在强烈要求低噪声和低振动的制品中，必须将转矩脉动抑制到极小的水平。

例如，用于电梯卷扬机的马达是其一个例子，但是特别是，在不用马达转矩的减速机构的直接驱动方式的电梯卷扬机的情形中，因为将马达转矩直接传达到电梯轿箱，所以当在马达转矩中存在脉动时，电梯轿箱上下振动显著地损害乘客的心情，因此，必须使该马达的转矩脉动特性极小。

另一方面，在附有安装了减速机的减速机构的电梯卷扬机中，因为使该减速机成为缓冲部件，所以由该减速机减少马达的转矩脉动，难以传达到电梯轿箱。又，对于减速机来说，一般使用齿轮的齿轮减速机，该减速机自身的振动大。因此，因为马达的转矩脉动比该减速机自身的振动充分地小，所以马达的转矩脉动，实用上，很少成为问题。

可是，作为电梯卷扬机，为了抑制电梯轿箱的振动(改善乘客的心情)，将不用减速机构的直接驱动方式的卷扬机和永久磁铁式同步马达组合起来的构成正在成为主流，但是在这种构成的情形中，马达的转矩脉动，与它的全部频率成分有关，需要使它与时间平均转矩的比例在百分之几以下的极小水平。又，在直接驱动方式的电梯卷扬机用的马达中，对于定额100％转矩，最大转矩大致为200～300％，关于从0％的转矩到最大转矩的全负载区域，如上述那样，必须将转矩脉动的水平抑制到极小。此外，对定额转矩的最大转矩的大小与电梯的种类和用途相应是不同的，但是上述最大转矩的数值是一般的数值。

作为减少在表面磁铁式同步马达中发生的转矩脉动的方法，至今，图10所示的技术是众所周知的。

此外，图10是表示在与将转子配置在定子内侧的内转子型的表面磁铁式同步马达的旋转轴(未图示)垂直的面中看的剖面的一部分的剖面图，1是永久磁铁，1a是外表面，2是转子铁心，3是转子，4是定子铁心，5是齿，6是间隙，7是变形部。

在图10(a)，(b)中，在转子3侧，在转子铁心2的表面上，沿该表面的圆周方向，在旋转轴方向(以下，称为轴方向)上排列设置有多个细长的永久磁铁1。又，在定子6侧，设置有多个从定子铁心4的内面，即转子3侧的面突出的齿5，在齿5之间的槽内，设置线圈(未图示)卷绕在齿5上。在转子铁心2的设置了永久磁铁1的外周面和定子铁心4的齿5的前端面之间，设置有间隙7，通过在各个定子铁心4的齿5中流过与3相当的相电流，在该转子2和定子6之间的间隙7内产生旋转磁场，通过该旋转磁场和永久磁铁1的电磁作用，对永久磁铁1产生电磁力使转子旋转。

在这种内转子型的表面磁铁式同步马达中，至今，为了减少转矩脉动，如图10(a)所示，使永久磁铁1的定子6侧的表面，即，外表面1a成圆筒面状，使永久磁铁1的圆周方向的剖面成为拱形(以下，将这种剖面形状的永久磁铁称为圆周方向的剖面为拱形的永久磁铁)，如图10(b)所示，在定子的齿5的侧面形成变形部7。或者，在转子3侧形成变形部，将图10(a)所示的方法和图10(b)所示的方法组合起来也是众所周知的，也多用于动态驱动方式的电梯卷扬机用的表面磁铁式同步马达中。

当马达的间隙中的磁通量密度的分布接近正弦波状时，转矩脉动变小是已知的，如图10(a)所示，使永久磁铁1的圆周方向的剖面为拱形就是以此为基础的。又，如图10(b)所示，设置变形部6，在每个轴方向的马达剖面上发生的转矩脉动的周期中产生相位差(时间差)，因此，转矩脉动成分相互抵消。

另一方面，用两面平坦平行的圆周方向的剖面为长方形状的永久磁铁(以下，称为圆周方向的剖面为长方形状的永久磁铁)的表面磁铁式同步马达也是众所周知的(例如，请参照专利文献1，2)。

作为这方面的一个例子的专利文献1中记载的表面磁铁式马达，在直到设置在转子中的永久磁铁的表面的一部分覆盖着模制树脂，将永久磁铁坚固地固定在转子上，将转子配置在定子的内侧的内转子型马达的情形中，因为从圆周方向的剖面为长方形状的永久磁铁的圆周方向两侧的边部到定子的间隔最狭窄，所以以不超出与这种两侧的边部内切的包络圆的外侧(定子侧)的方式，用模制树脂覆盖永久磁铁的表面的圆周方向中央部。