[发明专利]永磁铁马达的转子

说明书

技术领域

本发明涉及永磁铁马达的转子，设法在确保机械强度的同时能够降低齿槽转矩和转矩脉动。

背景技术

磁铁埋入型的永磁铁马达(IPM马达：Interior Permanent Magnet Motor)的转子为在转子铁芯中埋入有永磁铁的构造。

在这样的磁铁埋入型的永磁铁马达中，能够将由永磁铁的磁通产生的磁铁转矩和由转子铁芯的磁阻抗(磁阻)的变化产生的磁阻转矩这两者利用为有助于旋转力的有效转矩。因此，磁铁埋入型的永磁铁马达成为节能、高效率和高转矩的马达，被利用在各种产业领域中。

在磁铁埋入型的永磁铁马达中会产生齿槽转矩、含有该齿槽转矩的转矩脉动。为了使这样的齿槽转矩和转矩脉动减少，提出在永磁铁马达的转子上形成磁遮断部(详情后述)的方案(例如参照专利文献1)。

在这里，参照图8，对通过在永磁铁马达的转子上形成磁遮断部来降低齿槽转矩和转矩脉动的以往技术进行说明。

另外，在图8中只表示了1个主磁极的部分，由于其他的主磁极与图8所示的主磁极结构相同，所以省略图示。

此外在图8中，用虚线示出表示磁通的流动的磁力线。

图8是将磁铁埋入型的永磁铁马达所用的以往的转子1，仅取出1个主磁极的部分来表示的、与轴向正交的剖视图。

如该图所示，转子1的转子铁芯2是层叠硅钢板而形成的大致圆筒状的构件。在转子铁芯2的轴芯部嵌入有马达轴3，马达轴3被轴承(省略图示)旋转自如地支承。

永磁铁插入孔4是沿轴向从转子铁芯2的一端面贯穿到另一端面的孔。该永磁铁插入孔4沿着圆周方向等间隔地被形成在转子铁芯2上。

在永磁铁插入孔4中插入板状的永磁铁5而形成1个主磁极。并且，以配置在任意的主磁极上的永磁铁5的外周侧磁极面5ou和配置在与该主磁极相邻的主磁极上的永磁铁5的外周侧磁极面5ou成为互不相同的磁极性的方式，在每个主磁极上设定永磁铁5的磁极性。由此，相邻的主磁极的磁极性(S极、N极)彼此不同。

该转子1的转子铁芯2的、连结转子1(马达轴3)的轴芯与生成磁铁转矩的任意的主磁极的中心(永磁铁5的周向的中央位置)轴，成为d－q轴坐标的d轴。

此外，转子铁芯2中的、任意的主磁极和在周向上与该主磁极相邻的主磁极之间的铁芯，成为生成磁阻转矩的辅助磁极部6。并且，连结转子1(马达轴3)的轴芯与辅助磁极部6的中心轴的轴，即与上述d轴以电角度正交的轴，成为d－q轴坐标的q轴。

另外，在转子铁芯2上，形成有作为沿轴向从一端面贯穿到另一端面的孔的磁遮断部7。磁遮断部7在转子铁芯2的端面上，位于d－q轴坐标的d轴和q轴之间。在图8的例子中，在任意的主磁极上形成有2个磁遮断部7。

参照图9说明磁遮断部7的形状和构造，磁遮断部7由本体部17和与该本体部17连续(连通)的延伸部27构成。

本体部17与永磁铁5的周向的端面即q轴侧端面5q相接(与永磁铁插入孔4连续(连通))，从其轴芯侧部17－1朝向外周侧部17－2，朝向转子1的外周面延伸。但是，本体部17的外周侧部17－2不到达转子1的外周面，在外周侧部17－2和转子1的外周面之间存在转子铁芯2。

延伸部27的基端部27－1与本体部17的外周侧部17－2连续(连通)，从本体部17的外周侧部17－2沿着圆周方向，朝向d轴延伸。但是，延伸部27的前端部27－2不到达d轴。此外，延伸部27和转子1的外周面之间的距离(半径方向的距离)，无论在延伸部27的延伸方向的哪个位置上都大致恒定，在延伸部27和转子1的外周面之间存在转子铁芯2。

由于磁遮断部7是孔(空间)，所以与转子铁芯2相比透磁率非常小，磁通变得非常难以通过，作为磁性的遮断部而发挥作用。另外，在形成磁遮断部7的孔(空间)内，即使填充有非磁性且透磁率低的金属(例如铝、黄铜等)、粘接剂、清漆、树脂等，也不会改变作为磁遮断部的性能。

由于这样的磁遮断部7被形成在永磁铁5的周向的两侧端面，所以发挥如下那样的效果。

(1)由于配置了磁性地遮断任意的主磁极和在周向上与该主磁极磁相邻的主磁极之间的磁遮断部7，所以能够减少从主磁极的永磁铁5的外周侧磁极面5ou产生，通过转子铁芯2的辅助磁极部6，到达在周向上相邻的主磁极的永磁铁5的外周侧磁极面5ou的磁通(短路磁通)。由于短路磁通是不与定子交链无助于磁铁转矩的产生的转矩，所以通过减少这样的短路磁通，有效转矩增加。