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转子及电动机的制作方法

2022-06-01 18:41:53 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及转子及电动机。


背景技术:

2.已知一种包括转子铁芯和配置于转子铁芯外侧的定子铁芯的电动机中的转子,在转子铁芯中嵌入有多个永久磁铁。这种转子的转子铁芯中,在转子铁芯的周向上空开间隔地配置有供板状的永久磁铁嵌入的多个磁铁嵌入孔。作为转子铁芯,存在一种具有空隙部(非磁性部)和桥部的转子铁芯,其中,所述空隙部从转子铁芯周向上的磁铁嵌入孔的两端,朝向转子铁芯的外周面延伸,所述桥部形成于外周面与空隙部之间。
3.此外,转子铁芯中,存在一种具有凸极部和缺口槽的转子铁芯,其中,所述凸极部形成于转子铁芯径向上的磁铁嵌入孔的外侧,所述缺口槽由切开转子铁芯的外周面而形成。像这样通过形成缺口槽,从而调整了转子铁芯的磁通分布。
4.专利文献1:日本特开2012-85532号公报
5.专利文献2:日本特开2012-120326号公报


技术实现要素:

6.上述专利文献中记载的转子形成为,空隙部的径向长度长于空隙部的周向长度,且永久磁铁远离转子铁芯的外周面地配置。与此相对地,例如,若将永久磁铁靠近转子铁芯的外周面地配置,则从转子铁芯到定子铁芯为止的磁阻较小,从而能够增加从转子铁芯流向定子铁芯的磁通量以提高旋转转矩。此外,即使不使永久磁铁靠近转子铁芯的外周面,通过使用磁通密度较高的永久磁铁,则能够增加从转子铁芯流向定子铁芯的磁通量以提高旋转转矩。另一方面,若从转子铁芯流向定子铁芯的磁通量增加,则存在转子铁芯与定子铁芯相互吸引的力量变大,导致转子铁芯旋转时的转矩的变动量(转矩脉动)变大的问题。
7.所公开的技术是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种能够抑制转矩的变动的转子及电动机。
8.本技术公开的转子的一种形态为,一种具备形成为圆柱状的转子铁芯的转子,转子铁芯包括:多个磁铁嵌入孔,其在转子铁芯的周向上空开间隔地配置,供板状的永久磁铁嵌入;凸极部,其形成于转子铁芯径向上的永久磁铁的外侧;空隙部,其从永久磁铁的两端侧向转子铁芯的外周面延伸;缺口槽,其为切除转子铁芯的外周面的一部分而形成的;以及桥部,其形成于外周面与空隙部之间,其中,缺口槽以在该缺口槽与空隙部之间夹着桥部的方式配置,在与转子铁芯的旋转轴正交的平面上,从转子铁芯的旋转中心至缺口槽为止的距离沿周向变化,由此在缺口槽中形成有距转子铁芯的旋转中心的距离最小的缺口外径最小部,在转子铁芯周向上,缺口外径最小部位于比空隙部靠近凸极部中心侧的位置。
9.根据本技术公开的转子的一种形态,能够抑制转矩的变动。
附图说明
10.图1是表示实施例的电动机的平面图。
11.图2是表示实施例的转子的平面图。
12.图3是用于说明实施例的转子的转子铁芯的主要部分的平面图。
13.图4-1是表示实施例的转子铁芯的主要部分的放大图。
14.图4-2是表示实施例的转子铁芯的主要部分的放大图。
15.图5-1a是用于说明实施例的转子的磁通密度分布的变化的放大图。
16.图5-1b是将对比例的转子的磁通密度分布的变化与图5-1a对比表示的放大图。
17.图5-2a是用于说明实施例的转子的磁通密度分布的变化的放大图。
18.图5-2b是将对比例的转子的磁通密度分布的变化与图5-2a对比表示的放大图。
19.图5-3a是用于说明实施例的转子的磁通密度分布的变化的放大图。
20.图5-3b是将对比例的转子的磁通密度分布的变化与图5-3a对比表示的放大图。
21.图5-4a是用于说明实施例的转子的磁通密度分布的变化的放大图。
22.图5-4b是将对比例的转子的磁通密度分布的变化与图5-4a对比表示的放大图。
23.图6是对比表示实施例与对比例的各转子的磁阻转矩的图。
24.图7是对比表示实施例与对比例的各转子的电磁转矩的图。
25.图8a是表示实施例的转子铁芯的转矩波形的图。
26.图8b是表示对比例的转子铁芯的转矩波形的图。
27.图9是用于说明实施例的转子铁芯的、总效率及转矩脉动与空隙最外径部的距离及缺口最内径部的距离的关系的图表。
28.图10是表示参考例的转子铁芯的形状的平面图。
具体实施方式
29.下面,基于附图对本技术公开的转子及电动机的实施例进行详细说明。此外,本技术公开的转子及电动机不限于以下的实施例。
30.实施例
31.电动机的结构
32.图1是表示实施例的电动机的平面图。图2是表示实施例的转子的平面图。如图1及图2所示,本实施例的电动机6是6极9槽的集中绕组型的三相电动机。电动机6具备:作为转子的转子21、以及作为配置于转子21的外周侧的定子的定子22。转子21具有由硅钢板等软磁性体形成的多片金属板层叠形成的圆柱状的转子铁芯23,多片金属板例如通过铆接而合为一体。转子铁芯23的中心轴插通有作为旋转轴的转动轴3,且转动轴3与转子21固定。此外,转子铁芯23中,沿转子铁芯23的轴向(转动轴3的轴向)贯穿地设有多个制冷剂气体通路9,且多个制冷剂气体通路9围绕转动轴3的轴空开间隔地配置。对于实施例的转子铁芯23的主要部分,将在后文中进行说明。
33.定子22形成为大致圆筒形,以包围转子21的外周侧的方式配置。定子22例如固定于未图示的压缩机的压缩机容器的内部等。如图1所示,定子22具备:定子铁芯24、上绝缘架25及下绝缘架(未图示)以及多个绕组46。定子铁芯24在与转子铁芯23的外周面之间隔开规定的气隙地配置。定子铁芯24中,在定子铁芯24的周向上以40deg(机械角)的间隔形成有九
根齿部32,其从环状的轭部31向内侧延伸,并且从齿部32的前端朝定子铁芯24的周向突出地形成有前端边缘33。在每个齿部32上,由每个绕组46分别形成卷绕部45。多个绕组46包括:三个u相绕组46-u1~46-u3、三个v相绕组46-v1~46-v3、三个w相绕组46-w1~46-w3。此外,定子22中,从各卷绕部45引出并汇集成一束的中性线由绝缘套管覆盖,并插入到在定子22的周向(转子21的旋转方向)上相邻的卷绕部45的间隙(参见图1)。上绝缘架25固定于定子铁芯24的上端部。下绝缘架固定于定子铁芯24的下端部。上绝缘架25及下绝缘架是将定子铁芯24与绕组46绝缘的绝缘部件。
34.如图2所示,实施例的电动机6的转子铁芯23具有,供永久磁铁13a、13b、13c、13d、13e、13f(以下,称作永久磁铁13)嵌入的多个磁铁嵌入孔12a、12b、12c、12d、12e、12f(以下,称作磁铁嵌入孔12)。转子铁芯23中,以成为以转动轴3为中心的六角形的每个边的方式形成有6个缝隙状的磁铁嵌入孔12。每个磁铁嵌入孔12在转子铁芯23的周向上空开规定间隔地配置。磁铁嵌入孔12中嵌入有板状的永久磁铁13。此外,在转子铁芯23的轴向的两个端面安装有用于防止永久磁铁13脱落的端板,但为了说明转子铁芯23的主要部分,省略了端板的图示。端板通过铆钉8被固定于转子铁芯23上。
35.图3是用于说明实施例的转子的转子铁芯23的主要部分的平面图。此外,转子铁芯23包括如图2所示的多个凸极部11a~11f(以下,称作凸极部11)、多个空隙部14a~14f、15a~15f(以下,称作空隙部14、15)、多个缺口槽16a~16f、17a~17f(以下,称作缺口槽16、17),以及多个桥部26。
36.凸极部11形成于转子铁芯23径向上的永久磁铁13的外侧。在转子铁芯23的周向上的永久磁铁13的两端侧,与磁铁嵌入孔12相连地形成有作为非磁性部(磁通屏障)的空隙部14、15,且通过空隙部14避免了磁通的短路。换言之,在转子铁芯23中形成有沿轴向贯穿的贯穿孔,贯穿孔中被永久磁铁13填塞的区域为磁铁嵌入孔12,贯穿孔中没有被永久磁铁13填塞的区域为作为非磁性部的空隙部14、15。空隙部14、15形成为,从转子铁芯23的周向上的永久磁铁13的两端侧,朝向转子铁芯23的径向外侧,即朝向转子铁芯23的外周面23a延伸。在转子铁芯23的周向上,空隙部14形成于凸极部11的一端侧,空隙部15形成于凸极部11的另一端侧。
37.缺口槽16、17通过将圆柱状的转子铁芯23的外周面23a的一部分向转子铁芯23的径向内侧切除而形成。这里,设在与转子铁芯23的轴向正交的平面上,与转子铁芯23的外周面23a外接的圆为虚拟圆c,则缺口槽16、17以从虚拟圆c向径向内侧凹陷的方式形成,且其配置于转子铁芯23的空隙部14、15的附近。在转子铁芯23的周向上,缺口槽16形成于每个凸极部11的一端侧,缺口槽17形成于每个凸极部11的另一端侧。对于缺口槽16、17的详细说明将在下文中记载。
38.此外,在转子铁芯23的外周面23a中,在缺口槽17a与16b之间、17b与16c之间、17c与16d之间、17d与16e之间、17e与16f之间、17f与16a之间分别形成有向转子铁芯23的径向外侧突出的突起部18。突起部18配置于q轴q上,该q轴q自转子铁芯23的旋转中心o以经由相邻的永久磁铁13彼此间的中央的方式延伸。换言之,在转子铁芯23的相邻的空隙部14与空隙部15之间的极间部中,没有从虚拟圆c向转子铁芯23的径向内侧切除的部分即是突起部18。在与转动轴3的轴向正交的平面上,突起部18的前端形成为圆弧状。此外,转子铁芯23的旋转中心o与转子21的旋转中心一致。
39.此外,在转子铁芯23的外周面23a中,与缺口槽16、17的靠凸极部11中心侧的一端即靠d轴d侧的一端邻接地形成有微小的槽19,所述d轴d自转子铁芯23的旋转中心o以经由永久磁铁13的中央的方式延伸。桥部26形成于转子铁芯23的外周面23a与空隙部14之间、以及外周面23a与空隙部15之间。对于桥部26的详细说明将在下文中记载。
40.通过如上所述在转子铁芯23的外周面23a形成缺口槽16、17、突起部18、槽19,能够降低由永久磁铁13产生的感应电压的谐波分量,使感应电压波形接近正弦波,以降低齿槽转矩。在转子铁芯23中,空隙部14、15、缺口槽16、17、突起部18、槽19均形成为相对于各凸极部11的d轴d轴对称。
41.转子铁芯的特征性结构
42.接下来,对实施例的转子铁芯23的特征性结构进行说明。图4-1、4-2是表示实施例的转子铁芯23的主要部分的放大图。实施例的特征包括:转子铁芯23的缺口槽16、17的位置和桥部26的形状等。
43.如图3及图4-1、图4-2所示,在转子铁芯23的外周面23a中,缺口槽16以在该缺口槽16与空隙部14之间夹着桥部26的方式配置,缺口槽17以在该缺口槽17与空隙部15之间夹着桥部26的方式配置。此外,在与转动轴3的轴向正交的平面上,由于缺口槽16、17中至转子铁芯23的旋转中心o的距离(转子铁芯23的外径)r2沿转子铁芯23的周向变化,而形成有距离r2最小的缺口外径最小部29s。换言之,缺口槽16、17由于从外接于转子铁芯23的外周面23a的虚拟圆c向转子铁芯23的径向内侧凹陷的深度,沿转子铁芯23的周向发生变化,而分别在缺口槽16、17中,形成有缺口深度最大的缺口外径最小部29s。在此,设从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离为r2min。缺口外径最小部29s相较于空隙部14、15向转子铁芯23的径向外侧投影出的虚拟区域ir(从旋转中心o沿转子铁芯23的径向延伸,并经由空隙部14、15的周向的两端的两根直线之间的区域),靠近转子铁芯23周向上的凸极部11中心侧(d轴d侧)。通过具有这种缺口槽16、17,能够抑制转子铁芯23旋转时的转矩的变动量(以下,称作转矩脉动)。
44.设空隙部14、15在转子铁芯23的周向上延伸的周向长度为l1,空隙部14、15以永久磁铁13的外径侧的端部为起点向转子铁芯23的径向(q轴q方向)外侧延伸的径向长度为l2时,空隙部14、15形成为l1》l2。由于空隙部14、15的径向长度l2比周向长度l1短,因此能够将永久磁铁13配置于靠近外周面23a的位置,从而能够增加从转子铁芯23流向定子铁芯24的磁通量以提高转子21的旋转转矩。此外,在与转动轴3正交的平面上,空隙部14、15具有空隙外径最大部29l,其在空隙部14、15的内表面中至转子铁芯23的旋转中心o的距离r1最大。并且,若设从转子铁芯23的旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离为r1max,则其与从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离r2min满足以下关系式:式1:r1max≥r2min。详细说明将在后文中记载,通过满足式1,能够抑制电动机6的效率(总效率)的降低,同时还能够抑制转子铁芯23旋转时的转矩脉动(参见图9)。
45.如图4-1、图4-2所示,转子铁芯23中,在外周面23a与空隙部14、15之间形成有细长的桥部26。桥部26包括:第一桥27,其沿转子铁芯23的周向延伸,以及第二桥28,其设置为从第一桥27的靠凸极部11中心侧(d轴d侧)的一端朝向转子铁芯23的径向内侧倾斜。第一桥27自q轴q侧(突起部18侧),以沿着转子铁芯23的周向的方式向d轴d侧延伸,并与第二桥28连结。
46.在桥部26延伸的长度方向上,桥部26的宽度w(外周面23a与空隙部14或15之间的距离)在空隙外径最大部29l的位置处最小。以使桥部26的宽度w,例如,在第一桥27与第二桥28的交界附近的位置(第二桥28从第一桥27开始倾斜的位置)最小的方式,形成有缺口槽16、17。此外,根据空隙部14、15及缺口槽16、17的形状和配置,桥部26的宽度w最小的位置还可以位于第二桥28的凸极部11侧。在本实施例中,第一桥27的宽度w形成为0.4(mm),位于第一桥27与第二桥28交界(空隙外径最大部29l)的桥部26的宽度w形成为0.36(mm)。
47.此外,如上所述,桥部26中,设第一桥27的周向长度(与空隙部14、15的、在转子铁芯23的周向上延伸的长度相同)为l1,第二桥28的径向长度(与空隙部14、15的、以永久磁铁13的外径侧的端部为起点向转子铁芯23的径向(q轴q方向)外侧延伸的长度相同)为l2时,满足下式:式2:l1》l2。详细说明将在下文中记载,通过满足式2,而使第二桥28中产生磁饱和,从而使桥部26中不流动更多的磁通。由此,抑制了经由桥部26的漏磁通(参见图5),能够在抑制电动机6的效率(总效率)降低的同时,抑制转子铁芯23旋转时的转矩脉动(参见图9)。
48.图5-1a~图5-4a是用于说明实施例的转子21的磁通密度分布的变化的放大图。图5-1b~图5-4b是将对比例的转子的磁通密度分布的变化与图5-1a~图5-4a对比表示的放大图。图5-1a与图5-1b、图5-2a与图5-2b、图5-3a与图5-3b、图5-4a与图5-4b分别表示转子铁芯在旋转动作中的同一时刻的状态。转子铁芯沿图中的箭头a方向(逆时针方向)旋转。
49.在图5-1b~图5-4b所示的对比例中,对与图5-1a~图5-4a所示的实施例相同的部件、相同的部分标注与实施例相同的符号并省略说明。实施例的转子铁芯23中,从转子铁芯23的旋转中心o至缺口槽16、17为止的距离r2最小的缺口外径最小部29s,相较于空隙部14、15向转子铁芯23的径向外侧投影出的虚拟区域ir,形成于靠转子铁芯23周向上的凸极部11中心侧(d轴d侧)。另一方面,对比例的转子铁芯123,在以下的点与实施例的转子铁芯23不同,即缺口外径最小部29s形成于虚拟区域ir中。实施例与对比例除了转子铁芯23、123之外的其他结构相同。
50.图5-1a所示的实施例的转子铁芯23与图5-1b所示的对比例的转子铁芯123相比,能够在n极的永久磁铁13靠近定子铁芯24的齿部32时,抑制磁通从n极的永久磁铁13进入齿部32。如图5-2b所示,对比例的转子铁芯123在当n极的永久磁铁13进一步靠近定子铁芯24的齿部32时,齿部32的磁通密度上升。此外,如图5-2b及图5-3b所示,在图中的箭头b的位置,对比例的转子铁芯123中从前进至与齿部32相对的位置的凸极部11的一端侧进入齿部32的磁通增加。即,对比例的转子铁芯123由于没有形成具备实施例的特征部的缺口槽16、17,在图中的箭头b的位置,当转子21的永久磁铁13的极性从s极转变为n极时,产生从n极的永久磁铁13进入的磁通。与此相对的,如图5-2a及图5-3a所示,实施例的转子铁芯23与对比例的转子铁芯123相比,当n极的永久磁铁13进一步靠近齿部32时,抑制了齿部32的磁通密度的上升,在图中的箭头b的位置,也抑制了磁通从前进至与齿部32相对的位置的凸极部11的一端侧进入齿部32。
51.如图5-3b及图5-4b所示,在图中的箭头b的位置,对比例的转子铁芯123由于从凸极部11的一端进入齿部32的磁通增加,而使齿部32的磁通密度随着凸极部11靠近齿部32而上升。另一方面,如图5-3a及图5-4a所示,实施例的转子铁芯23与对比例的转子铁芯123相比,抑制了齿部32的磁通密度在凸极部11靠近齿部32时上升。如上所述,实施例的转子铁芯
23通过具有缺口槽16、17,适当地确保了转子铁芯23与定子铁芯24之间的气隙,因此与对比例的转子铁芯123相比,抑制了转子铁芯23旋转时的磁通密度的变动,从而抑制了转矩脉动。
52.此外,如图5-1a~图5-4a所示,实施例的转子铁芯23由于桥部26的长度形成为第二桥28的径向长度l2比第一桥27的周向长度l1短,而使第二桥28中产生磁饱和,从而在宽度比第一桥27细的第二桥28中不流动更多的磁通。进一步地,通过使第一桥27长于第二桥28,且,桥部26的宽度w在第一桥27与第二桥28的交界附近最小,从而大幅度地抑制了经由第二桥28向第一桥27短路的漏磁通。由此,抑制了具备实施例的转子铁芯23的电动机6的效率(总效率)降低。
53.实施例与对比例的转矩波形的对比
54.图6是对比表示实施例与对比例的各转子的磁阻转矩的图。图7是对比表示实施例与对比例的各转子的电磁转矩的图。在图6及图7中,用实线表示具有缺口槽16、17的实施例的转子铁芯23,用虚线表示不具有缺口槽16、17的对比例的转子铁芯123。此外,在图6及图7中,纵轴表示转矩(nm),横轴表示电角度(deg)。
55.如图6所示,实施例的转子铁芯23的磁阻转矩根据电角度在大约-0.01
±
0.03(nm)中变动,对比例的转子铁芯123的磁阻转矩根据电角度在大约-0.01
±
0.04(nm)中变动。因此实施例的转子铁芯23与对比例的转子铁芯123相比,根据电角度产生的磁阻转矩的变动量的幅度稍微(约
±
0.01(nm))增加。另一方面,如图7所示,实施例的转子铁芯23的电磁转矩根据电角度在大约1.60
±
0.05(nm)中变动,对比例的转子铁芯123的电磁转矩根据电角度在大约1.60
±
0.15(nm)中变动。因此实施例的转子铁芯23与对比例的转子铁芯123相比,根据电角度产生的电磁转矩的变动量的幅度大了约
±
0.1(nm)。因此,对于将磁阻转矩与电磁转矩合成来表示的电动机的转矩,根据电角度产生的转矩的变动量(转矩脉动)中,由电磁转矩的变动带来的影响比由磁阻转矩的变动带来的影响更有主导性。相较于实施例的转子铁芯23的磁阻转矩的变动量比对比例稍微增加,实施例的转子铁芯23的电磁转矩的变动量比对比例明显降低。因此,实施例的转子铁芯与对比例的转子铁芯123相比,能够充分降低转矩脉动。
56.图8a是表示实施例的转子铁芯23的转矩波形的图。图8b是表示对比例的转子铁芯123的转矩波形的图。在图8a及图8b中,纵轴表示转矩(nm),横轴表示电角度(deg)。图8a及图8b表示将图6与图7的各波形合成后的转矩。
57.如图8b所示,对比例的转子铁芯123根据电角度的转矩的变动量(转矩的最大值与最小值之差)即转矩脉动tb为0.27(nm)。与此相对的,如图8a所示,实施例的转子铁芯23的转矩脉动ta被抑制为0.14(nm)。
58.一般来说,在磁铁嵌入式的ipm(interior permanent magnet)电动机中,转矩为由磁阻转矩与电磁转矩所合成的。因此,从降低转矩脉动的观点出发,理想的是磁阻转矩的相位与电磁转矩的相位相反的状态。即,通过设计使分别表示磁阻转矩和电磁转矩的变动的波形和振幅相同且相位相反,在理论上能够使转矩脉动为零。
59.然而,如图6及图7所示,对比例的转子铁芯123虽然磁阻转矩的相位与电磁转矩的相位基本相反,但由于电磁转矩的变动量(脉动成分)较大,其结果如图8b所示,仍存在合成后的转矩脉动较大的问题。像这样,在对比例的转子铁芯123中,造成转矩脉动较大的原因
为:在转子铁芯23的周向上,比空隙部14、15向转子铁芯23的径向外侧投影出的虚拟区域ir靠近凸极部11中心侧(d轴d侧)的范围中,没有充分确保缺口槽的深度,从而在转子铁芯旋转过程中磁极转变时,如图5-1b~图5-4b所示,在极间部中磁通密度的分布过早开始转变,导致磁通的振幅变大,结果就是电磁转矩的转矩脉动较大。另一方面,实施例的转子铁芯23通过使从转子铁芯23的旋转中心o至缺口槽16、17为止的距离r2最小的缺口外径最小部29s,相较于空隙部14、15向转子铁芯23的径向外侧延长出的虚拟区域ir,形成于在转子铁芯23的周向上靠近凸极部11中心侧(d轴d侧)(换言之,在转子铁芯23的周向上,通过使缺口外径最小部29s形成于比空隙部14、15靠近凸极部11中心侧),从而适当地确保了转子21旋转时的转子铁芯23与定子铁芯24之间的气隙。像这样,通过缺口槽16、17,在转子铁芯23旋转过程中磁极转变时,极间部的气隙逐渐扩大,由此使磁通密度与气隙的大小成比例地逐渐减小,从而抑制了磁通密度分布的变动。由此,虽然实施例的转子铁芯23的磁阻转矩的变动稍微增大,但由于电磁转矩的变动足够减小,因此能够抑制转矩脉动。
60.空隙外径最大部的距离与缺口外径最小部的距离的关系
61.图9是用于说明实施例的转子铁芯23中,总效率及转矩脉动与从旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离r1max及从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离r2min的关系的图表。在图9中,纵轴表示电动机6的总效率(输出的机械能(动力)相对输入电动机6的电能(电力)的比例)(%)以及转矩脉动(%),横轴表示从转子铁芯23的旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离r2min(参见图4)。此外,在图9中,设条件为:将从转子铁芯23的旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离r1max固定为25.6(mm),电动机6的转速为17(rps),输出1.8(nm)的转矩。其中,转矩脉动(%)定义为,“转矩的变动量(转矩的最大值与最小值之差)相对平均输出转矩的比例”。在此,以“转矩脉动(%)=实施例的转子铁芯23的转矩脉动ta(nm)/1.8(nm)
×
100”计算得出。
62.如图9所示,通过使从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离r2min为从旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离r1max即25.6(mm)以下,即通过满足上述式(1),能够在抑制电动机6的总效率的降低的同时,将转子铁芯23旋转时的转矩脉动(%)抑制在10%以下。
63.参考例
64.这里,对在转子铁芯的外周面形成有缺口槽的参考例的转子进行说明。参考例中,对与实施例的转子铁芯23相同的部分标注与实施例相同的符号并省略说明。图10是表示参考例的转子铁芯的形状的平面图。
65.如图10所示,参考例的转子铁芯223中,在相对于空隙部214、215位于转子铁芯223的径向外侧的位置,切开外周面223a而形成有第一缺口槽216、217。转子铁芯223在桥部226的外侧形成有第一缺口槽216、217。此外,转子铁芯223中,在转子铁芯223的周向上,与第一缺口槽216、217的凸极部11侧邻接地形成有第二缺口槽219。
66.参考例的转子铁芯223具备第一缺口槽216、217和第二缺口槽219,但在转子铁芯223的径向上靠近空隙部214、215的第一缺口槽216、217的缺口外径最小部距旋转中心o的距离r2min大于空隙部214、215的空隙外径最大部距旋转中心o的距离r1max。即,参考例的转子铁芯223的结构为,r1max《r2min。因此,相比于如实施例的r1max≥r2min的结构,无法充分降低电磁转矩,来适当地抑制转矩脉动。
67.实施例的效果
68.在实施例的电动机6的转子铁芯23中,缺口槽16、17上形成有在与转子铁芯23的转动轴3正交的平面上,从转子铁芯23的旋转中心o至缺口槽16、17为止的距离最小的缺口外径最小部29s,缺口外径最小部29s形成于转子铁芯23的周向上比空隙部14、15靠近凸极部11中心侧(d轴d侧)。通过具备这种缺口槽16、17,能够适当地确保转子铁芯23旋转时的气隙,以抑制随着转子铁芯23的旋转产生的磁通密度分布的变动。因此,根据实施例,能够抑制电磁转矩的变动量,并抑制转矩脉动。此外,通过具备这种缺口槽16、17,能够使缺口槽16、17的缺口外径最小部29s相较于空隙部14、15的空隙外径最大部29l位于转子铁芯23的径向内侧,由此能够进一步降低转矩脉动。
69.此外,在实施例的电动机6的转子铁芯23中,设从转子铁芯23的旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离为r1max,从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离为r2min时,满足式1:r1max≥r2min。由此,能够在提高了电动机6的总效率的同时,进一步抑制转子铁芯23旋转时的转矩脉动。
70.此外,在实施例的电动机6的转子铁芯23中,桥部26包括:沿转子铁芯23的周向延伸的第一桥27;和从第一桥27的靠凸极部11中心侧(d轴d侧)的一端朝向转子铁芯23的径向内侧弯曲的第二桥28。由此,能够抑制随着转子铁芯23的旋转产生的磁通密度分布的变动,且能够抑制电磁转矩的变动量,并抑制转矩脉动。
71.此外,在实施例的电动机6的转子铁芯23的桥部26中,桥部26的短边方向的宽度w在第一桥27与第二桥28的交界附近最小。由此,能够抑制随着转子铁芯23的旋转产生的磁通密度分布的变动,且能够抑制电磁转矩的变动量,并抑制转矩脉动。
72.此外,在实施例的电动机6的转子铁芯23的桥部26中,设第一桥27的周向长度为l1,第二桥28的径向长度为l2时,满足l1》l2(式2)。由此,能够抑制随着转子铁芯23的旋转产生的磁通密度分布的变动,且能够抑制电磁转矩的变动量,并抑制转矩脉动。此外,能够降低转子铁芯23中的来自桥部26的漏磁通,来提高电动机6的总效率。
73.此外,在实施例的电动机6的转子铁芯23的外周面23a上,在转子铁芯23的周向上相邻的空隙部14、15之间的极间部设有向转子铁芯23的径向外侧突出的突起部18。由此,降低了通过永久磁铁13产生的感应电压的谐波分量,从而能够使感应电压波形接近正弦波,以降低定位转矩。
74.符号说明
75.3 转动轴(旋转轴)
76.6 电动机
77.11(11a~11f) 凸极部
78.12(12a~12f) 磁铁嵌入孔
79.13(13a~13f) 永久磁铁
80.14(14a~14f)、15(15a~15f) 空隙部
81.16(16a~16f)、17(17a~17f) 缺口槽
82.18(18a~18f) 突起部
83.19 槽
84.21 转子(roter)
85.22 定子(stator)
86.23 转子铁芯
87.23a 外周面
88.26 桥部
89.27 第一桥
90.28 第二桥
91.29s 缺口外径最小部
92.29l 空隙外径最大部
93.d d轴
94.l1 周向长度
95.l2 径向长度
96.o 旋转中心
97.ir 虚拟区域
98.r1 从旋转中心o至空隙部14、15的内表面为止的距离
99.r2 从旋转中心o至缺口槽16、17为止的距离
100.r1max 从旋转中心o至空隙外径最大部29l为止的距离
101.r2min 从旋转中心o至缺口外径最小部29s为止的距离
102.w 桥部26的宽度
再多了解一些

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