[发明专利]IPM型旋转电动机

说明书

技术领域

本发明涉及IPM型旋转电动机，具体涉及实现高效率的旋转驱动的IPM型旋转电动机。

背景技术

对于安装于各种装置的旋转电动机要求与安装装置相应的特性。

例如，在作为驱动源与内燃机一起安装于混合动力车（HEV：Hybrid Electric Vehicle）或者作为单独的驱动源安装于电动车（EV：Electric Vehicle）的驱动用电动机的情况下，要求在低转速区域产生大转矩，同时具备宽的可变速特性。

在这种车辆中，为了提高燃料效率，对于包含旋转电动机在内的各组成部分要求提高能量转换效率，特别是在车载的旋转电动机中，期待提高常用区域的效率。而且，在车载的旋转电动机中，从设置空间的制约、轻量化的观点来看，要求更小型化的高能量密度的结构。

可是，在HEV、EV中，一般来说，旋转电动机的低转速/低负荷区域是常用区域。因此，有以下趋势：对车载的旋转电动机的转矩贡献的比例是磁铁转矩大于与电枢电流的大小相应的磁阻转矩，为了高效率化而多使用高磁力的永久磁铁。

由于这种趋势，作为旋转电动机，为了提高能量转换效率，特别是提高低转速/低负荷区域的常用区域的效率，多使用作为将高剩余磁通密度的钕磁铁埋入转子的铁芯内部的永久磁铁式的同步电动机的IPM（Interior Permanent Magnet；内置永久磁铁）型旋转电动机。提出了在该IPM型旋转电动机中，将永久磁铁以成为朝着外周面侧张开的V字形的方式埋入转子内，从而设为在磁铁转矩的基础上还能够积极利用磁阻转矩的磁回路（例如，专利文献1）的方案。另外，也提出了在IPM型旋转电动机中具备从永久磁铁的两外端侧朝着转子的外周面伸出的磁通壁的结构，还提出了使磁通壁在转子的外周面侧连续并开放的结构（专利文献2）、使磁通壁的空间向转子的外周面侧扩大的结构（专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006-254629号公报

专利文献2：特开2011-4480号公报

专利文献3：特开2012-29524号公报

发明内容

发明要解决的问题

可是，在近年来的旋转电动机中，为了提高磁力和耐热性，多使用包含Nd、Dy、Tb等稀土元素的永久磁铁，不过由于其稀少性带来的价格高涨和其流通量的不稳定，减少稀土元素使用量且实现高效率化的必要性增加。

但是，在HEV、EV中，旋转电动机的常用区域是低转速/低负荷区域，因此，为了增大对该区域做出贡献的磁铁转矩，在专利文献1所记载的IPM型电动机中，也有增加高磁力的永久磁铁的使用量的趋势。这是阻碍解决减少稀土元素的使用量的课题的方向。

另外，在专利文献2、3所记载的IPM型旋转电动机中，使永久磁铁的两外端侧的磁通壁过分地向转子的外周面侧扩大，因此其与外周面之间的磁阻变大，齿槽转矩等增大，妨碍高质量的旋转。

因此，本发明的目的在于削减永久磁铁的使用量并且实现高效率且高质量的旋转驱动，提供低成本且高能量密度的旋转电动机。

用于解决问题的方案