[发明专利]永磁体单元及其制造方法、具有该永磁体单元的旋转机械

说明书

本发明提供一种绝缘层被配置在能够最有效地使涡流降低的位置的永磁体单元。永磁体单元包含至少1个绝缘层和隔着该至少1个绝缘层彼此相邻地配置的多个永磁体片。至少1个绝缘层配置在如下位置，即根据随着多个永磁体片未隔着该至少1个绝缘层而是形成为一体的永磁体的磁场的变化而在该永磁体的内部流动的涡流的大小来决定出的位置。

技术领域

本发明涉及电动马达或发电机那样的旋转机械所使用的永磁体单元，尤其涉及一种具有多个永磁体片隔着绝缘层相邻的构造的永磁体单元。

背景技术

通过例如日本特开平8-331783号公报(专利文献1)公知有一种磁体埋入型(IPM)旋转机械，其构成为，在具备定子和转子的永磁体旋转机械中，通过将永磁体埋入转子芯内，除了能够利用磁体扭矩之外，还能够利用电磁转矩。这种旋转机械以隔着气隙与具有多个磁极的定子相对的方式配置转子芯。并且，在该转子芯的周向等间隔的多个位置形成有槽，在该槽中插入永磁体。

另外，还公知有一种表面磁体型(SPM)旋转机械，其在具备定子和转子的永磁体旋转机械中，在转子芯的表面配置有圆筒形状(也称作环状)的永磁体。由于这种旋转机械以隔着气隙与具有多个磁极的定子相对的方式配置有永磁体，因此能够高效地利用永磁体所具有的强磁力。

在这种类型的马达中，当转子旋转时，通过被装入到转子芯中的永磁体的磁通会产生变化，为了消除该磁通的变化而在永磁体的内部产生涡流。当在永磁体的内部产生涡流时，存在永磁体的温度达到热退磁区域而使磁特性降低的情况。因而，希望降低因这样的涡流所导致的涡流损失。

作为使涡流损失降低的方法，已知将永磁体分割为更小的多个永磁体片的做法是有效的。通过将永磁体分割为多个永磁体片，在各个永磁体片中流动的涡流的流路会变长，因此，各个永磁体片的涡流密度减少，从而使整个永磁体的涡流损失降低。

作为与这样的永磁体有关的提案，例如存在专利文献2所公开的技术。该技术涉及一种在转子的旋转轴方向上或周向上被均等地分割的永磁体。然而，仅靠将1个永磁体均等地分割为多个永磁体片，不仅会将对涡流损失的降低有效果的部分分割，还会将涡流损失的降低效果较小的部分分割。在该情况下，由于不需要分割的部分被分割，因此不仅无法使涡流损失有效地降低，而且还有可能使整个磁体的性能进一步降低。

作为应对这样的问题的技术，提出一种以使永磁体的涡流损失有效地降低为目的来积极地决定分割永磁体的位置的方法。

专利文献3提出一种在配设于旋转机械的可动构件的永磁体中通过将永磁体分割为宽度不同的多个磁体来降低涡流损失的技术。分割宽度根据永磁体内的磁通密度的变化率而相应地决定。磁通密度的变化率变得越大，分割宽度越窄，磁通密度的变化率越小，分割宽度越宽，具体而言，以使在分割后的各磁体中产生的涡流损失成为大致均等的方式来决定分割宽度。位于旋转方向前端的永磁体的分割宽度能够窄于其他部分的永磁体的分割宽度。

专利文献4提出一种通过使转子的旋转方向上的后侧部分处的永磁体的宽度较窄来使IPM马达中的弱磁通控制时的涡流损失降低的技术。在该技术中，以使各个永磁体片中的涡流损失均匀的方式决定分割宽度，涡流路损失是根据磁通密度的变动幅度来计算的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-331783号公报

专利文献2：日本特开2000-324736号公报

专利文献3：日本特开2002-262490号公报

专利文献4：日本特开2004-096868号公报

非专利文献