[发明专利]永久磁铁以及可变磁通电动机

说明书

技术领域

本发明涉及永久磁铁以及使用该永久磁铁的电动机，特别是涉及适合于可变磁通的永久磁铁以及使用该永久磁铁的电动机。

背景技术

近年来，环境·能源问题在全世界范围内日趋明显，相对于各种系统的节能化的要求不断高涨。对于电动机驱动系统来说也被要求多功能、高性能化并且被要求节能化，可变速运转正在不断发展。作为该技术中的一种有方案想出来直接使永久磁铁的磁化发生变化的可变磁通电动机(参考专利文献1)。

在可变磁通电动机中使用了磁通固定磁铁和磁通可变磁铁这两种磁铁。磁通固定磁铁与现有的永久磁铁同步电动机相同，要求在高扭矩条件下不会由逆变器电流而发生减磁的高剩余磁通密度以及高矫顽力的性质。另外，磁通可变磁铁为了抑制在电动机高速旋转时成为妨碍旋转控制的反电动势的增加而由电流磁场来减磁，在扭矩为必要的运转状况的时候再由电流磁场进行磁化。就这样磁通可变磁铁具有减磁作用和增磁作用，如果在控制磁化状态的时候以小的外部磁场就能够进行控制，则可期待能够实现磁通可变电动机的进一步的低耗电。另外，为了磁通可变电动机的高输出化以及高效率化，要求从磁通可变磁铁取出与磁通固定磁铁相同等的磁通量。即，对于磁通可变磁铁来说要求所谓低矫顽力和高剩余磁通密度的磁性质。

作为磁通可变磁铁，以往，例如公开有Sm-Co系永久磁铁(参考专利文献2)。通过组合作为磁通固定磁铁的以不被负载电流减磁的矫顽力高的Nd-Fe-B系永久磁铁的结构，来获得电动机效率的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-34317号公报

专利文献2：日本特开2010-34522号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在作为磁通可变磁铁而使用Sm-Co系永久磁铁的情况下，会有所谓其剩余磁通密度Br(10kG程度)达不到磁通固定磁铁即现有的Nd-Fe-B系永久磁铁的Br(13kG程度)并且成为电动机输出以及效率降低的原因的问题。

发明就是借鉴了以上所述的技术问题而做出的不懈努力之结果，其目的在于提供一种具有与磁通固定磁铁相同等的Br并且在控制磁化状态的时候必要的外部磁场小的高性能可变磁通用永久磁铁以及使用该永久磁铁的高效率的可变磁通电动机。

解决技术问题的手段

为了解决以上所述技术问题并达到本发明的目的，本发明的永久磁铁的特征在于：将R(R为在R内比率中75at％以上的Nd和25at％以下的选自Y、Ce、La、Pr、Sm、Eu、Gd、Er、Tm、Yb以及Lu中的至少一种元素)、Fe和B作为主成分，由R₂Fe₁₄B结晶结构的主相构成，R元素相对于全部构成元素的比例为11.8at≤R≤12.2at％，并且R浓度高于所述主相的副相相对于全部磁铁结构组织的截面积比Are为0％＜Are≤1.3％，而且，所述主相相对于全部磁铁结构组织的截面积比Ama为97％≤Ama。

根据这样的结构，因为会减少由R浓度高于主相的R-rich相而产生的磁分离的影响，并且R₂Fe₁₄B的主相是以高比例存在着，所以与现有的R-Fe-B系永久磁铁相比较，能够获得适宜于可变磁通电动机的低矫顽力并且高剩余磁通密度的磁通可变磁铁。

另外，本发明提供一种作为磁通可变磁铁而具备上述永久磁铁的可变磁通电动机。本发明的可变磁通电动机因为具备了具有上述特征的磁通可变磁铁和高剩余磁通密度并且高矫顽力的磁通固定磁铁，所以具有高输出以及高效率。

发明效果

根据本发明，能够提供一种由小的外部磁场就能够可逆性地使磁力变化的磁通可变磁铁以及具备其的可变磁通电动机。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的可变磁通电动机的实施方式的截面图。

具体实施方式

以下是根据不同的情况参照附图并就为了实施本发明的实施方式进行详细说明。还有，本发明并不会被以下实施方式以及实施例所述的内容限定。另外，在以下所述的实施方式以及实施例中的构成要素中包括本领域技术人员能够容易想到的构成要素、实质相同的构成要素、所谓均等范围的构成要素。再有，以下所述的由实施方式以及实施例进行公开的构成要素既可以作适当组合也可以作适当选择使用。