旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如電動汽車、混合動力車等的驅(qū)動用電動機，特別是涉及在轉(zhuǎn)子鐵芯的外周部埋設(shè)了永磁體的旋轉(zhuǎn)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知如下的埋入磁體式電動機??每1極呈V字狀地埋入了 2個永磁體的轉(zhuǎn)子鐵芯由在軸向上分割的第一及第二分割轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成，磁路形成部的周向?qū)挾仍O(shè)定為在第一及第二分割轉(zhuǎn)子鐵芯中不同(例如，參照專利文獻1)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2006-115584號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]上述埋入磁體式電動機能夠?qū)崿F(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩的減小，但軸線方向的中心部的永磁體與其他部位相比，散熱路徑少，溫度容易上升，因此存在因永磁體的溫度上升而導致退磁這樣的問題。
[0008]另外，在永磁體的軸線方向的溫度分布大的情況下，也存在如下的問題:雖然永磁體的溫度與電動機的感應電壓之間存在相關(guān)關(guān)系，但感應電壓僅能通過永磁體的平均溫度下的磁通量來測定，因此，若軸線方向的永磁體的溫度分布大，則無法預測各永磁體的溫度。
[0009]本發(fā)明以解決上述問題為課題，得到一種抑制因永磁體的溫度上升而導致的退磁、另外減小軸線方向的永磁體的溫度分布的旋轉(zhuǎn)電機。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機中，各永磁體組相對于1極的周向中心對稱地配置，轉(zhuǎn)子通過層疊磁體兩端角分別不同的多個轉(zhuǎn)子部而構(gòu)成，并且隨著朝向軸線的中心部去配置所述磁體兩端角較大的所述轉(zhuǎn)子部，所述磁體兩端角是連結(jié)相向的所述永磁體的各自的最外周側(cè)端部與轉(zhuǎn)子的軸心的線之間的平面角。
[0012]另外，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機中，各永磁體組相對于1極的周向中心對稱地配置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子通過層疊磁體兩端角分別不同的多個轉(zhuǎn)子部而構(gòu)成，并且隨著從所述通風路的上游朝向下游去配置所述磁體兩端角較大的所述轉(zhuǎn)子部，所述磁體兩端角是連結(jié)相向的所述永磁體的各自的最外周側(cè)端部與轉(zhuǎn)子的軸心的線之間的平面角。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機，隨著朝向軸線的中心部去配置發(fā)熱量小、磁體兩端角大的轉(zhuǎn)子部，因此，能夠抑制因永磁體的溫度上升而導致的退磁，另外能夠減小軸線方向的永磁體的溫度分布。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機，隨著從通風路的上游朝向下游去配置發(fā)熱量小、磁體兩端角大的轉(zhuǎn)子部，因此，能夠抑制因永磁體的溫度上升而導致的退磁，另外能夠減小軸線方向的永磁體的溫度分布。
【附圖說明】
[0016]圖1是表不本發(fā)明的實施方式1的電動機的主要部分主視剖視圖。
[0017]圖2是表示圖1的電動機的主要部分放大圖。
[0018]圖3 (a)是表示圖1的轉(zhuǎn)子的主要部分側(cè)視剖視圖，圖3 (b)是表示圖3 (a)的小角轉(zhuǎn)子部的主要部分主視剖視圖，圖3(c)是表示圖3(a)的大角轉(zhuǎn)子部的主要部分主視剖視圖。
[0019]圖4是表示各頻率分量的磁體兩端角與齒槽轉(zhuǎn)矩振幅之間的關(guān)系的圖。
[0020]圖5是表示磁體兩端角與每單位磁體渦流損耗的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0021]圖6是表示圖1的電動機的電角位置與齒槽轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0022]圖7是表示圖1的電動機的轉(zhuǎn)子的散熱路徑的圖。
[0023]圖8是表示圖1的電動機的軸長與永磁體溫度之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖9是表示本發(fā)明的實施方式2的電動機的主要部分主視剖視圖。
[0025]圖10是表示圖9的電動機的磁體兩端角與齒槽轉(zhuǎn)矩振幅之間的關(guān)系的圖。
[0026]圖11是表示圖9的電動機的磁體兩端角與每單位磁體渦流損耗的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0027]圖12是表示圖9的電動機的電角位置與齒槽轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖13是表示本發(fā)明的實施方式3的電動機的主要部分主視剖視圖。
[0029]圖14是表示本發(fā)明的實施方式4的電動機的轉(zhuǎn)子的散熱路徑的圖。
【具體實施方式】
[0030]下面，根據(jù)【附圖說明】本發(fā)明的各實施方式，在各圖中，對相同或相當?shù)臉?gòu)件、部位標注相同的附圖標記來進行說明。
[0031]實施方式1
[0032]圖1是表示作為本發(fā)明實施方式1的旋轉(zhuǎn)電機的電動機的主要部分主視剖視圖，圖2是表不圖1的電動機的主要部分放大圖。
[0033]該電動機具備定子1和轉(zhuǎn)子2，該定子1具有定子鐵芯3和纏繞在各槽6中的定子線圈(未圖示)，該定子鐵芯3具有12個槽6，該12個槽6通過在周向上隔開間隔并從圓環(huán)狀的鐵芯背部4分別向徑向內(nèi)方延伸的各齒5形成，該轉(zhuǎn)子2以能夠旋轉(zhuǎn)的方式與定子鐵芯3同軸地配設(shè)在該定子1的內(nèi)周側(cè)。
[0034]定子鐵芯3通過層疊薄板鋼板而構(gòu)成。
[0035]定子線圈由纏繞于齒5的三相繞組(U相、V相、W相)構(gòu)成，各相的繞組的導線的一端連接到變換器側(cè)，導線的另一端作為中性線與其他相的中性線連接。
[0036]轉(zhuǎn)子2具有:旋轉(zhuǎn)軸7 ;轉(zhuǎn)子鐵芯8，其通過壓入、熱裝(日文:焼g嵌? )或鍵等固定到該旋轉(zhuǎn)軸7 ;以及永磁體組9，其在周向上隔開間隔地埋設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵芯8的外周側(cè)，由每1極2個的呈矩形形狀的第一永磁體10和第二永磁體11構(gòu)成。
[0037]在層疊薄板鋼板而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵芯8中，形成有在軸線方向上延伸并收納了第一永磁體10和第二永磁體11的多個磁體收納孔25。收納在各磁體收納孔25中的第一永磁體10和第二永磁體11以相互之間周向的間隔距離沿著徑外側(cè)方向擴大的方式配置。
[0038]如圖2所示，V形的永磁體組9沿著周向交替地設(shè)定了 N極和S極，圖中的箭頭示出了各永磁體10、11的取向。
[0039]此外，在磁體收納孔25的兩端部形成有空隙部26，通過該空隙部26抑制了在相鄰的永磁體組9之間從N極直接朝向靠近的S極去的所謂的漏磁通。
[0040]圖3 (a)是表示圖1的轉(zhuǎn)子2的主要部分側(cè)視剖視圖，圖3 (b)是表示圖3 (a)的小角轉(zhuǎn)子部13的主要部分主視剖視圖，圖3(c)是表示圖3(a)的電動機的大角轉(zhuǎn)子部12的主要部分主視剖視圖。
[0041]轉(zhuǎn)子2是通過層疊磁體兩端角Θ 1、Θ 2分別不同的小角轉(zhuǎn)子部13、大角轉(zhuǎn)子部12而構(gòu)成的。該磁體兩端角是連結(jié)相向的第一永磁體10和第二永磁體11的最外周側(cè)的兩端部與轉(zhuǎn)子2的軸心的線之間的平面角。
[0042]圖3(b)所示的小角轉(zhuǎn)子部13的磁體兩端角θ 1比圖3(c)所示的大角轉(zhuǎn)子部12的磁體兩端角Θ2小。
[0043]圖1的電動機的轉(zhuǎn)子2沿著軸線方向按小角轉(zhuǎn)子部13、大角轉(zhuǎn)子部12和小角轉(zhuǎn)子部13的順序?qū)盈B成3層。
[0044]上述結(jié)構(gòu)的電動機中，通過在定子1的定子線圈中流通三相交流電流而在定子1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場吸引轉(zhuǎn)子2的永磁體組9，從而使轉(zhuǎn)子2以旋轉(zhuǎn)軸7為中心旋轉(zhuǎn)。
[0045]圖4表示本申請發(fā)明人通過電磁分析而求出的各頻率分量的磁體兩端角與齒槽轉(zhuǎn)矩振幅之間的關(guān)系的圖。
[0046]在圖4中，橫軸表示按電角換算的磁體兩端角，齒槽轉(zhuǎn)矩的各頻率分量在電角120度附近(磁體兩端角Θ3)最小，在電角120度以下向正向增加，在120度以上向負向增加。
[0047]在此，齒槽轉(zhuǎn)矩的正負是表示各頻率分量的相位反轉(zhuǎn)180度，此次是將磁體兩端角為電角100度的6f分量(f:基本頻率)定義為正方向來進行表示的。
[0048]例如，在磁體兩端角為電角110度的轉(zhuǎn)子和130度的轉(zhuǎn)子中，齒槽轉(zhuǎn)矩6f、12f、18f的大小大致相等，相位反轉(zhuǎn)了 180度(在正負方向上大小相同)，因此，通過將磁體兩端角為例如電角110度的轉(zhuǎn)子部和130度的轉(zhuǎn)子部以相同軸長的量堆疊，齒槽轉(zhuǎn)矩被減小。
[0049]圖5是表示本申請發(fā)明人通過電磁分析而求得的磁體兩端角與每單位永磁體渦流損耗的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。
[0050]在圖5中，轉(zhuǎn)矩條件1示出了低速旋轉(zhuǎn)的情況，轉(zhuǎn)矩條件2示出了高速旋轉(zhuǎn)的情況，兩種條件都是以磁體兩端角為電角123度的情況為基準來表示的。
[0051]根據(jù)該圖，不管轉(zhuǎn)矩條件如何，每單位永磁體渦流損耗的轉(zhuǎn)矩都單調(diào)遞增，磁體兩端角越大，其越大。
[0052]S卩，磁體兩端角θ 1小的小角轉(zhuǎn)子部13的發(fā)熱量比磁體兩端角Θ 2大的大角轉(zhuǎn)子部12的發(fā)熱量大。
[0053]下面，圖6表示磁體兩端角為電角123度的電動機