專利名稱：永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及伺服電機(jī)等永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別涉及謀求小型高輸出密度化以及減少齒槽轉(zhuǎn)矩的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一般構(gòu)成是在定子中配置有轉(zhuǎn)子。定子在形成了朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極的略呈圓筒狀的定子鐵心的內(nèi)周設(shè)置多個(gè)定子繞組從而形成多個(gè)磁極。轉(zhuǎn)子設(shè)置有能以定子中心為旋轉(zhuǎn)中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子鐵心，在轉(zhuǎn)子鐵心的表面或者內(nèi)部設(shè)置永久磁鐵，永久磁鐵被磁化成N極和S極在圓周方向(旋轉(zhuǎn)方向)相互交替地排列。在該旋轉(zhuǎn)電機(jī)中通過(guò)對(duì)定子繞組通以適當(dāng)?shù)碾娏餍纬尚D(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子便圍繞旋轉(zhuǎn)中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在上述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中產(chǎn)生被稱為齒槽轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩是產(chǎn)生振動(dòng)、噪音，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)的控制性能降低的主要原因。
眾所周知，為了減少該齒槽轉(zhuǎn)矩而在永久磁鐵的界線處設(shè)置扭斜。一般永久磁鐵的N極和S極的極間是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心軸傾斜的直線狀，能使齒槽轉(zhuǎn)矩最大限度地減少的理論扭斜角α(機(jī)械角)是α＝360/(定子側(cè)的繞組數(shù)和磁極數(shù)的最小公倍數(shù))(deg.)(例如參照專利文獻(xiàn)特開(kāi)2000-308286號(hào)公報(bào))。
若將其用轉(zhuǎn)子磁極數(shù)(極數(shù))和定子磁極數(shù)(槽數(shù))以電角表示，則能使齒槽轉(zhuǎn)矩最大限度地減少的理論扭斜角θs表示為θs＝180×(轉(zhuǎn)子磁極數(shù))/(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù))(deg.) (1)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在如上述那樣在理論上決定理論扭斜角θs(電角)并用于實(shí)際的旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)，齒槽轉(zhuǎn)矩的減少仍不充分。其理由是，由于采用了扭斜而在軸(旋轉(zhuǎn)中心軸)向產(chǎn)生漏磁通，該漏磁通對(duì)磁飽和的影響沒(méi)有被考慮到。
另一方面，永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)有小型高輸出密度化的要求，需要在輸出一樣時(shí)使體積減小。為了使體積縮小，有必要增加電負(fù)載或者磁負(fù)載，但是若增加電負(fù)載則線圈中的發(fā)熱就變得顯著，連續(xù)額定條件在溫度上不能滿足的可能性很高，所以通過(guò)增加電負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)小型高輸出密度化很難。為此，要求增高磁負(fù)載即磁通密度來(lái)實(shí)現(xiàn)小型高輸出密度化。
本發(fā)明的目的就是提供一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可通過(guò)比設(shè)扭斜角為理論扭斜角的情況還要使齒槽轉(zhuǎn)矩減少，并且增加磁通密度來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出密度化。
本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，其在圓周方向配置具有多個(gè)磁極的永久磁鐵，并在上述永久磁鐵的磁極的界線上設(shè)置扭斜；內(nèi)部配置有該轉(zhuǎn)子的定子，具有形成有朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極的略呈圓筒形狀的定子鐵心；其是將上述扭斜角的上限值設(shè)定為小于一個(gè)理論角度θs(電角)的值，下限值設(shè)定為大于該理論角度θs的一半的值，上述理論角度θs為θs＝180°×(轉(zhuǎn)子磁極數(shù))/(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù))。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要部分的透視圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的平面圖。
圖3是表示將輸出為50W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的軸向分布的關(guān)系圖。
圖4是表示將輸出為100W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的軸向分布的關(guān)系圖。
圖5是表示將輸出為200W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的軸向分布的關(guān)系圖。
圖6是表示將輸出為400W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的軸向分布的關(guān)系圖。
圖7是表示將輸出為750W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的定子齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的軸向分布的關(guān)系圖。
圖8是表示在各扭斜角中齒槽轉(zhuǎn)矩大小的實(shí)測(cè)結(jié)果的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1圖1和圖2表示本發(fā)明實(shí)施方式1的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，更具體地講，圖1是表示主要部分的透視圖，圖2是平面圖。
如圖1及圖2所示，轉(zhuǎn)子3在固定于轉(zhuǎn)子軸33的轉(zhuǎn)子鐵心31外圓周面上設(shè)置有永久磁鐵32。永久磁鐵32的磁極32a～32f被磁化成其N極和S極在圓周方向(旋轉(zhuǎn)方向)交互排列，各磁極32a和32b、32b和32c、32c和32d、32d和32e、32e和32f、32f和32a的界線上設(shè)有扭斜(扭斜角θ)。在圖2中轉(zhuǎn)子3的磁極數(shù)是6。
另外，定子2在形成了朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極(齒)的大致呈圓筒狀的定子鐵心21的內(nèi)周設(shè)置多個(gè)定子繞組22從而形成多個(gè)磁極。在圖2中定子2的磁極數(shù)(槽數(shù))是9。
轉(zhuǎn)子3設(shè)置轉(zhuǎn)子鐵心31使其能夠以定子2的中心為旋轉(zhuǎn)中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)定子繞組22通以適當(dāng)?shù)碾娏餍纬尚D(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子3便圍繞旋轉(zhuǎn)中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)上式(1)理論扭斜角θs(電角)是θs＝180×(轉(zhuǎn)子磁極數(shù))/(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù))＝180×6/18＝60[deg.]轉(zhuǎn)子3的扭斜角θ(電角)取為比理論扭斜角的60°小，比理論扭斜角的一半30°大的值。
首先，作為例子將轉(zhuǎn)子磁極數(shù)為2，定子磁極數(shù)為3的2極3槽的顯極集中繞組永磁式旋轉(zhuǎn)機(jī)中齒槽轉(zhuǎn)矩發(fā)生機(jī)理進(jìn)行公式化。
眾所周知，齒槽轉(zhuǎn)矩主要是由定子槽高次諧波(伴隨因定子槽溝所產(chǎn)生的空隙磁導(dǎo)率變動(dòng)的高次諧波)與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)高次諧波(因磁鐵產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)波形偏離正弦波而發(fā)生的高次諧波)相互作用而產(chǎn)生的。
另外，作為磁飽和對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩帶來(lái)的影響可以認(rèn)為是定子槽高次諧波與磁飽和所產(chǎn)生的高次諧波的相互作用。一般地，因?yàn)榇棚柡退a(chǎn)生的高次諧波的主要成分也是與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)高次諧波具有相同次數(shù)的成分，故就轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)高次諧波中含有磁飽和所產(chǎn)生的高次諧波來(lái)進(jìn)行敘述。
在此，轉(zhuǎn)子3的磁動(dòng)勢(shì)高次諧波在徑向被磁化的環(huán)狀永久磁鐵32的情況下，磁動(dòng)勢(shì)波形成為矩形波狀。為此，偶數(shù)次的高次諧波被消除而僅表示奇數(shù)次的高次諧波。另外，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的空隙磁通密度Br主要由轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)高次諧波與平滑磁導(dǎo)率的積來(lái)計(jì)算，故轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)高次諧波產(chǎn)生的空隙磁通密度Br(z)由下式表示。其中，下式表達(dá)以軸方向作為z坐標(biāo)時(shí)在某z坐標(biāo)上的空隙磁通密度。
式1Br(z)=ΣnAn(z)cos{nα-nωt+ψn}---(2)]]>n＝4m±1其中n高次諧波次數(shù)An(z)n次高次諧波磁通密度在坐標(biāo)z上的振幅值α旋轉(zhuǎn)機(jī)的空間角度
ω基本角頻率t時(shí)間m不使空間高次諧波次數(shù)為負(fù)的任意整數(shù)ψn次高次諧波的初始相位另外，由定子2的槽高次諧波產(chǎn)生的在坐標(biāo)z上的空隙磁通密度Bs(z)主要由槽磁導(dǎo)率高次諧波×基本磁動(dòng)勢(shì)來(lái)計(jì)算，由下式表示。
式2Bs(z)=ΣiSi(z)cos{iα-(±ωt)+φi}---(3)]]>i＝Nsj±1(同號(hào)對(duì)應(yīng)double signs in same order)其中i高次諧波次數(shù)Ns定子槽數(shù)Si(z)i次高次諧波磁通密度在坐標(biāo)z上的振幅值j不使空間高次諧波次數(shù)為負(fù)的任意整數(shù)n次高次諧波的初始相位當(dāng)然，若極數(shù)(轉(zhuǎn)子3的磁極數(shù))為2極的整數(shù)倍則通過(guò)將空間高次諧波次數(shù)設(shè)成極對(duì)數(shù)倍而成為相同的公式，關(guān)于極數(shù)不失一般性。另外，關(guān)于槽數(shù)(定子2的磁極數(shù))也僅是有關(guān)j的系數(shù)發(fā)生變化，而不失一般性。所以，就2極3槽進(jìn)行敘述。
其次，對(duì)永久磁鐵32的扭斜磁化進(jìn)行公式化。扭斜磁化就意味著轉(zhuǎn)子3的磁動(dòng)勢(shì)的相位在軸向發(fā)生變化。若在上式(2)及上式(3)中加入此影響則表示為下式。
式3Br(z)=ΣnAn(z)cos{nα-nωt+ψn+nδ(z)}---(4)]]>n＝4m±1
Bs(z)=ΣiSi(z)cos{iα-(±ωt)+φi-δ(z)}---(5)]]>i＝3j±1(同號(hào)對(duì)應(yīng))在此，δ(z)是因扭斜產(chǎn)生的軸向變化的相位。
因?yàn)辇X槽轉(zhuǎn)矩由上述式(4)及式(5)所示的高次諧波相互作用而產(chǎn)生，所以可以通過(guò)計(jì)算式(4)×式(5)來(lái)探討。
但是，齒槽轉(zhuǎn)矩不是部分電磁力而是表示為旋轉(zhuǎn)機(jī)一周的電磁力的積分值，故如果空間高次諧波次數(shù)不為0，則旋轉(zhuǎn)機(jī)一周的積分值一定為0所以齒槽轉(zhuǎn)矩為0。所以，在用式(4)×式(5)所計(jì)算的高次諧波之中，探討空間高次諧波次數(shù)為0的組合即可。
空間高次諧波次數(shù)為0的組合存在多種，但有次數(shù)越小的成分齒槽轉(zhuǎn)矩越大的傾向，另外，因?yàn)榧词故褂贸蔀橄嗟鹊念l率(時(shí)間高次諧波)的任何高次諧波的組合公式的形式也不會(huì)發(fā)生變化，故在此考慮m＝1、m之后的符號(hào)取“+”、j＝2、j之后的符號(hào)取“-”的情況。在這種情況下，式(4)和式(5)的空間高次諧波的次數(shù)都是5(空間5次諧波)，能夠通過(guò)它們的相乘運(yùn)算使空間高次諧波的次數(shù)為0。
空間高次諧波的次數(shù)為0時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩C的公式的形式表示如下。
式4C∝∫0lA(z)cos{6ωt-6δ(z)+γ}dz---(6)]]>在此，A是與磁通密度的2次方成比例的常數(shù)，因扭斜產(chǎn)生的軸向磁通量等在軸向有分布。l鐵心長(zhǎng)度，γ初始相位。
因磁飽和引起的齒槽轉(zhuǎn)矩也由完全相同的形式表示。
式5C∝∫0lD(z)cos{6ωt-6δ(z)+ξ}dz---(7)]]>在此，D是與磁通密度的2次方成比例的常數(shù)，因扭斜產(chǎn)生的軸向磁通量等在軸向有分布。ξ是初始相位。
在此，從(6)、(7)式的ωt前的系數(shù)是6可以知道齒槽轉(zhuǎn)矩的主要成分是6f(f基本頻率)。
式(6)和(7)的總和為實(shí)際的齒槽轉(zhuǎn)矩的近似值，但是可以容易地知道如果A(z)、D(z)在軸向沒(méi)有分布為固定值，則在理論角為60°時(shí)6f成分的齒槽轉(zhuǎn)矩可以減少到最小。但是，若A(z)、D(z)在軸向有分布，則可以認(rèn)為在磁動(dòng)勢(shì)高次諧波引起的齒槽轉(zhuǎn)矩和磁飽和引起的齒槽轉(zhuǎn)矩的相位相抵消的軸方向中央部齒槽轉(zhuǎn)矩變小。
在此，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)中發(fā)生的軸向磁通。永久磁鐵32產(chǎn)生的磁通，在有扭斜的情況下，有可能也沿軸向流動(dòng)。即存在轉(zhuǎn)子3表面的極間沿軸向泄漏的磁通(在圖1中用箭頭11表示)、在端部的軸向漏磁通(在圖1中用箭頭12表示)、沿軸向流過(guò)定子齒進(jìn)入轉(zhuǎn)子的漏磁通(在圖1中用箭頭13表示，以下稱為齒端漏磁通)等。
實(shí)際上，關(guān)于6極9槽(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)為6，定子磁極數(shù)為9)、輸出是50W、100W、200W、400W以及750W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在將定子2上的齒中央部的磁通密度(無(wú)負(fù)載時(shí)的最大值)作為參數(shù)，進(jìn)行考慮了這些軸向漏磁通(箭頭11～13)的三維電磁場(chǎng)分析后，就分別得到圖3、圖4、圖5、圖6以及圖7所示的齒槽轉(zhuǎn)矩大小沿軸向的分布。其原因如下所示。
另外，在圖3～圖7中，橫軸是作為轉(zhuǎn)子3的軸向高度以轉(zhuǎn)子3的軸長(zhǎng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的值，縱軸表示相對(duì)于額定轉(zhuǎn)矩齒槽轉(zhuǎn)矩6f成分的比例(與矢量A(z)和矢量D(z)的和近似的值)。在圖3、圖4中，分別是黑圓標(biāo)志“●”表示齒中央部的磁通密度最大值為0.4T時(shí)的結(jié)果、白圓標(biāo)志“○”表示0.8T、黑三角標(biāo)志“▲”表示1.0T、白三角標(biāo)志“△”表示1.2T、黑四角標(biāo)志“■”表示1.3T、白四角標(biāo)志“□”表示1.5T的結(jié)果。另外，在圖5、圖6中，分別是“●”表示齒中央部的磁通密度最大值為0.4T時(shí)的結(jié)果、符號(hào)“○”表示0.8T、符號(hào)“▲”表示1.0T、符號(hào)“△”表示1.3T、符號(hào)“■”表示1.4T、符號(hào)“□”表示1.5T時(shí)的結(jié)果。還有，在圖7中，分別表示“●”表示齒中央部的磁通密度最大值為0.4T、符號(hào)“○”表示0.7T、符號(hào)“▲”表示1.0T、符號(hào)“△”表示1.1T、符號(hào)“■”表示1.2T、符號(hào)“□”表示1.3T時(shí)的結(jié)果。
另外，在本發(fā)明中齒中央部指的是，如圖2虛線圓所示，定子軸方向的中央部附近并且向齒內(nèi)側(cè)突出方向的中央部附近，向齒內(nèi)側(cè)突出方向的中央部附近指的是既不是齒的頂端部也不是它的根部的部分。
一般，由于(6)、(7)式所示的由磁動(dòng)勢(shì)高次諧波引起的齒槽轉(zhuǎn)矩和由磁飽和引起的齒槽轉(zhuǎn)矩發(fā)生的相位不同，故在軸方向此飽和分布不同，由此齒槽轉(zhuǎn)矩也在軸方向具有分布。
在此，在高輸出密度化、高磁通密度化的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，若因扭斜引起的齒端漏磁通所產(chǎn)生的影響增大，將促進(jìn)軸方向中央部的磁飽和，在軸方向中央部由由磁動(dòng)勢(shì)高次諧波引起的齒槽轉(zhuǎn)矩和由磁飽和引起的齒槽轉(zhuǎn)矩相互抵消，而發(fā)生與在端部所產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩相比變小的現(xiàn)象，就能夠通過(guò)圖3～圖7來(lái)確認(rèn)。
另外，從圖3～圖7可知，定子齒中央部的磁通密度在無(wú)負(fù)載時(shí)大于等于1T，在磁飽和較大、具有扭斜的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，不管什么情況，都是軸方向中央部的齒槽轉(zhuǎn)矩小而端部的齒槽轉(zhuǎn)矩大。
在實(shí)際的6極9槽的、對(duì)轉(zhuǎn)子施加扭斜、且電流條件滿足連續(xù)額定規(guī)格的多臺(tái)永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，變換扭斜角(電角)來(lái)測(cè)定齒槽轉(zhuǎn)矩的大小后，得到圖8所示的結(jié)果。在這種情況下，通過(guò)三維電磁場(chǎng)分析確認(rèn)為齒中央部的無(wú)負(fù)載時(shí)的磁通密度是1.25T～1.35T左右。
在圖8中，橫軸表示扭斜角度，由于是6極9槽故其理論角為60°?？v軸表示作為齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)值實(shí)測(cè)齒槽轉(zhuǎn)矩相對(duì)于理論扭斜角的齒槽轉(zhuǎn)矩的比例。在圖8中分別是符號(hào)L1所示的虛線表示輸出為50W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果，符號(hào)L2所示的一點(diǎn)劃線表示輸出為100W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果，符號(hào)L3所示的實(shí)線表示輸出為200W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果，符號(hào)L4所示的兩點(diǎn)劃線表示輸出為400W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果，符號(hào)L5所示的實(shí)線表示輸出為750W的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果。
從圖8可知，在所有的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，比理論角60°小、且比理論角的一半30°大的扭斜角的齒槽轉(zhuǎn)矩為最小。
另外，若扭斜角變小則感應(yīng)電壓增大，所以還存在可得到更高輸出密度化的輔助效果。
另外，圖8是定子齒中央部的磁通密度的最大值在無(wú)負(fù)載是為1.25～1.35T左右情況下的，對(duì)于扭斜角(電角)的齒槽轉(zhuǎn)矩大小的實(shí)測(cè)結(jié)果。但根據(jù)圖3～圖7，在定子齒中央部的磁通密度的最大值在無(wú)負(fù)載時(shí)為大于等于1T的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，不管哪一種情況，軸向中央部的齒槽轉(zhuǎn)矩小、在端部變大的傾向都是顯著的，所以在大于等于1T時(shí)就認(rèn)為能得到與圖8相同的結(jié)果。
另外，在圖3～圖7中，定子齒中央部的磁通密度的最大值在無(wú)負(fù)載時(shí)為大于等于1T的情況下，軸向中央部的齒槽轉(zhuǎn)矩小、端部齒槽轉(zhuǎn)矩大的傾向是顯著的，但是，可認(rèn)為上述磁通密度的下限值根據(jù)永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出、軸長(zhǎng)、齒端漏磁通的漏磁通量，轉(zhuǎn)子和定子的磁極數(shù)等而有所不同。
并且，在上述中說(shuō)明了在轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)(極數(shù))與定子的磁極數(shù)(槽數(shù))的比是2∶3的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)上適用本發(fā)明的情況。在這樣的磁極數(shù)比的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極數(shù)和定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù)比較小、齒槽轉(zhuǎn)矩大，故最佳扭斜角的選擇就更有效果。但是不言而喻本發(fā)明并不限定于上述磁極數(shù)比，也能夠適用于具有其他磁極數(shù)比的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
進(jìn)而，上述中說(shuō)明了在定子的內(nèi)側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)子的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，但不言而喻也適用于定子在內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子在外測(cè)的外轉(zhuǎn)子型永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明就能夠得到一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具備在圓周方向配置具有多個(gè)磁極的永久磁鐵，并在上述永久磁鐵的磁極的界線上設(shè)置扭斜的轉(zhuǎn)子；將該轉(zhuǎn)子配置在內(nèi)部、具有形成有朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極的大致呈圓筒形狀的定子鐵心的定子；由于將上述扭斜角的上限值設(shè)定為小于后述的理論角θs(電角)的值，將下限值設(shè)定為大于理論角θs的一半的值，所以可通過(guò)比設(shè)為理論扭斜角的情況還減少齒槽轉(zhuǎn)矩，并且沖大磁通密度來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出密度化。
θs＝180×(轉(zhuǎn)子磁極數(shù))/(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù))(deg.)
權(quán)利要求
1.一種永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于包括轉(zhuǎn)子，其在圓周方向配置具有多個(gè)磁極的永久磁鐵，并在上述永久磁鐵的磁極的界線上設(shè)置扭斜；內(nèi)部配置有該轉(zhuǎn)子的定子，該定子具有形成有朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極的略呈圓筒形狀的定子鐵心；其中，將上述扭斜角的上限值設(shè)定為小于一個(gè)理論角度θs(電角)的值，下限值設(shè)定為大于該理論角度θs的一半的值，上述理論角度θs為θs＝180°×(轉(zhuǎn)子磁極數(shù))/(轉(zhuǎn)子磁極數(shù)與定子磁極數(shù)的最小公倍數(shù))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于無(wú)負(fù)載時(shí)凸極中央部的磁通密度的最大值大于等于1T。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)與定子的磁極數(shù)之比為2∶3。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可通過(guò)比設(shè)為理論扭斜角的情況還要減小齒槽轉(zhuǎn)矩，并且使磁通密度增加而實(shí)現(xiàn)高輸出密度化的永磁式旋轉(zhuǎn)電機(jī)。其具備在圓周方向配置具有多個(gè)磁極的永久磁鐵，并在上述永久磁鐵的磁極的界線上設(shè)置扭斜的轉(zhuǎn)子；將該轉(zhuǎn)子配置在內(nèi)部、具有形成了朝內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)凸極的略呈圓筒形狀的定子鐵芯的定子；將上述扭斜角的上限值設(shè)定為小于下述的理論角θ
文檔編號(hào)H02K1/27GK1578062SQ200410060048
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者米谷晴之, 山口信一, 菊池友弘, 田村崇 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社