[发明专利]磁阻电动机、以及在磁阻电动机中使用的转子芯的制造方法

说明书

关于下述转子芯中的槽的端部形状，即，该转子芯沿周向对应于极数具有隔磁槽，该隔磁槽是将大于或等于1个狭缝和芯层沿径向交替地排列而形成的，狭缝的端部形状形成为，在将m_g设为槽端部的个数、将n_i设为大于或等于1的自然数、将α、β设为－1/4～1/4的范围的数、将q设为大于或等于1的自然数、将N_s设为槽数的情况下，沿周向观察时同一方向侧的狭缝壁的第1狭缝端至第i狭缝端为止的间隔即δ^g_i及ε^g_i满足特定的算式。

技术领域

本发明涉及一种产生磁阻扭矩的磁阻电动机，具体地说，涉及用于减小扭矩脉动的磁阻电动机的结构、以及在磁阻电动机中使用的转子芯的制造方法。

背景技术

磁阻电动机为如下电动机，即，通过在转子芯形成狭缝状的隔磁槽，从而形成在转子的旋转方向上的磁阻不同的结构，利用该结构而产生扭矩。这种磁阻电动机与感应电动机(感应机)相比，被评价为具有不发生转子的二次铜损等优点。并且，基于这样的优点，作为磁阻电动机的用途，期待使用于空气调节器、汽车等。

然而，通常磁阻电动机的扭矩脉动大，对于使用于前面所述的用途而言需要进一步的改善。

磁阻电动机的输出扭矩如上所述，原理在于产生转子的旋转方向上的磁阻的差异。这样的输出扭矩被称为磁阻扭矩T，利用下式进行表示。

T＝Pn(Ld－Lq)id·iq

在这里，Pn为极对数，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，id为d轴电流，iq为q轴电流。根据上式可知，为了使磁阻电动机的每单位电流的扭矩变大、提高效率，有效的做法是使d轴电感与q轴电感之差即Ld－Lq变大。

另外，已知为了使功率因数变大，使d轴电感与q轴电感之比即Ld/Lq变大即可。该比Ld/Lq的值通常被称为凸极比。

磁阻电动机为了使上述差Ld-Lq、凸极比Ld/Lq变大，在转子芯设置有被称为隔磁槽的多层狭缝。由此，形成如下结构，即，形成使磁通容易在沿多层狭缝的方向上流过的d轴磁路，并且使横穿多层狭缝的q轴磁路的磁阻变大。

作为以上述的隔磁槽构造为基本构造而用于使扭矩脉动变小的现有技术的一个例子，存在具有下面结构的技术(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，作为磁阻电动机用转子层叠铁芯，层叠有如下铁芯片，即，使将旋转轴孔侧设为凸出的多个圆弧状狭缝形成为同心状，并且使多个圆弧状狭缝在旋转轴孔的周围隔开间隔而形成。

并且，在利用基于磁通容易沿圆弧状狭缝的延伸设置方向流过的凸极方向与磁通难以沿圆弧状狭缝的并列设置方向流过的非凸极方向的电感之差而产生的磁阻扭矩进行旋转的磁阻电动机用转子层叠铁芯中，将多个圆弧状狭缝的端部在铁芯片的整个周长上等间隔地形成。通过设为这样的结构，专利文献1将转子的扭矩变动、即扭矩脉动抑制得小。

专利文献1：日本特开2009-77458号公报

发明内容

然而，在现有技术中存在如下课题。

关于在专利文献1中记载的磁阻电动机，需要从铁芯片进行冲裁而形成多个狭缝。因此，导致在各处发生冲裁形成时的磁特性的劣化。并且，为了对这样的劣化进行抑制，存在如下问题，即，需要进行退火等热处理，或者为了对劣化的量的特性变差进行补偿而使电动机自身大型化。

在专利文献1中，也对这一点进行了叙述，虽然将每1个极对应的狭缝的数量减少至5个，而不至于削减根本性的数量，但依然受到铁芯的磁特性的劣化的影响。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种磁阻电动机、以及在磁阻电动机中使用的转子芯的制造方法，该磁阻电动机即使在具有较少的狭缝数量的情况下，也能够减小扭矩脉动。