JP6480770B2 - Electric motor rotor - Google Patents
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Description
本発明は、多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子に関する。 The present invention relates to a rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor.
電動機の回転子の構造には様々なものがある。例えば、内部に複数のスリットを配置することによって複数の磁路を形成している多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子が知られている。以下に、その回転子の構造について、図4、図5を用いて説明する。 There are various types of rotor structures for electric motors. For example, a rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor in which a plurality of magnetic paths are formed by disposing a plurality of slits inside is known. Hereinafter, the structure of the rotor will be described with reference to FIGS.
図4は、従来の多層フラックスバリア型リラクタンスモータにおける回転子構造の断面の一例を示す図である。図4に示されるように、回転子1には、複数のスリット2が形成されている。そして、それらのスリット2のうち、いくつかのスリット2内には、図面において斜線ハッチングを施している永久磁石3が存在している構造となっている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a cross section of a rotor structure in a conventional multilayer flux barrier type reluctance motor. As shown in FIG. 4, a plurality of
図5は、図4の回転子1の一部を拡大した図である。図5において、スリット2同士の間には磁路4が複数存在する。また、回転子1の径方向外側にある固定子(図示せず)内に巻かれている巻線のうち、Wdで示される位置にある巻線に電流が通電されると、磁路4内にΦL1で示される方向に磁束が発生し、それによって回転子1に磁極を形成する。この磁束は、回転子1の磁極を作るために必要である。しかし、これでは、回転子1に磁極が形成されただけである。電動機にトルクを発生させるためには、Wqで示される位置の巻線にも電流が通電されることが必要である。Wqで示される位置の巻線にも電流が通電されることにより、フレミング左手の法則により電動機に回転方向の力が発生し、電動機のトルクとなることは公知である。Wqで示される位置の巻線に電流が通電される場合、磁路4と直交する方向の磁束ΦL2が、発生しようとする。この磁束は、電動機のトルク発生を阻害し、電動機の効率を低下させる働きがあるため、磁束ΦL2はできるだけ少ない方がよい。
FIG. 5 is an enlarged view of a part of the
永久磁石3がスリット2内に配置される場合、永久磁石3は、磁束ΦL2をキャンセルする目的で配置されるため、永久磁石3の磁束は、ΦMで示される方向となるように配置される。これにより、電動機の効率低下の要因となる磁束ΦL2をできるだけ小さくし、電動機の特性を向上させている。以上のように、永久磁石3は、その磁束ΦMが、磁路と直交するように配置されており、これにより、同じように磁路と直交し、かつ、電動機のトルクを発生する際にできる磁束ΦL2をキャンセルする。
When the
前述したとおり、電動機がトルクを発生する場合、回転子1内では磁極を作るための磁路4に沿ったΦL1で示される磁束の他に、磁路4と直交するΦL2で示される磁束も同時に発生している。磁束ΦL2の磁界の強さは、Wqで示される巻線に通電される電流の大きさに比例するため、通電される電流値が小さい場合は、磁束ΦL2は反対方向を向いている永久磁石3による磁束ΦMの磁界の強さより小さくなり、磁束ΦMによってキャンセルされる。しかし、固定子巻線に通電される電流が大きい場合には、磁束ΦL2の磁界の強さの方が、永久磁石3による磁束ΦMの磁界の強さよりも大きくなり、キャンセルされずに両者の磁界の強さの差の分だけ、ΦL2と同じ方向に磁束が残る。このようにして発生した磁束をΦL3とする。磁束ΦL3は、磁束ΦL2と同じ方向を向いているため、永久磁石3内では、もともと永久磁石3が持っている磁束と反対の向きに磁束がかかることになる。これを逆界磁と呼ぶ。
As described above, when the motor generates torque, in addition to the magnetic flux indicated by ΦL1 along the
回転子1内で永久磁石3に逆界磁がかかると、それに伴い永久磁石3内の磁束密度が低下して行き、永久磁石3の減磁曲線上での動作点が移動する。このことについて、図6を用いて説明する。図6は、永久磁石3の使用温度の上限における減磁曲線である。縦軸Bは磁束密度を示し、上方に向けて磁束密度が大きくなる。一方、横軸Hは磁界の強さを示し、左方に向けて磁界の強さが小さくなる。通常、永久磁石3に逆界磁がかからない場合、永久磁石3は減磁曲線上においてPrで示される動作点にあり、Br(図6ではBr=1.22T)という磁束密度を持っている。その上で永久磁石3に逆界磁がかかると、Hで示される逆界磁の磁界の強さにしたがって、破線矢印で示されるように永久磁石3の動作点が減磁曲線上を左下に移動していく。ここで、減磁曲線が直線であるP1で示される点より右側、すなわちPrからP1の間を可逆領域と呼ぶことにする。逆界磁がかかって動作点がP2で示される点に移動した場合、永久磁石3にはH2(図6ではH2=−350kA/m)で示される磁界がかかっており、永久磁石3内における磁束密度はB2(図6ではB2=0.75T)に変化しているということになる。図に示されるようにP2がP1より右側にある場合は、可逆領域であるため、永久磁石3にかかっていた逆界磁が無くなると永久磁石3の動作点は減磁曲線上を右上の方に戻っていき、もとのPrで示される点に戻る。この状態は、永久磁石3が減磁していない状態である。
When a reverse field is applied to the
一方、逆界磁による磁界の強さが大きい場合には、状況が異なってくる。これについて、図7を用いて説明する。図7は、図6と同様に永久磁石3の使用温度の上限における減磁曲線である。逆界磁による磁界の強さが大きく、H3(図7ではH3=−650kA/m)で示される値である場合、動作点は図6の場合と同様に減磁曲線に沿って移動していくが、可逆領域を外れて動作点がP3で示される点まで移動する。この場合、逆界磁が無くなると動作点は減磁曲線上を戻るのではなく、減磁曲線の直線部分と平行であって、P3で示される点を通る一点鎖線で示される直線上を右上の方向に進んでいき、Psで示される点に到達する。Psで示される点における磁束密度Bs(図7ではBs=1.12T)は、Br(図7ではBr=1.22T)よりも小さくなっており、この後、この永久磁石3は動作点が一点鎖線上でしか動くことができなくなる。これが、永久磁石3の減磁という現象である。
On the other hand, when the strength of the magnetic field due to the reverse field is large, the situation is different. This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a demagnetization curve at the upper limit of the use temperature of the
永久磁石3の減磁は、以上のように永久磁石3に対して大きな逆界磁の磁束がかかった場合に発生する。永久磁石3が減磁すると、これまでキャンセルできていたΦL2で示される磁束をキャンセルできなくなるため、モータの発生トルクが低下してしまう。したがって、モータを設計する場合、トルク発生に寄与するWqの位置に通電する電流が、少なくとも最大トルクを発生する場合に通電される電流であっても永久磁石3が減磁しないように設計される。減磁しないように設計するということは、前述の減磁曲線上で、逆界磁がかかっても可逆領域で推移できるというのがひとつの条件となるが、そのためには可逆領域が広くなるような永久磁石3を選定する必要がある。
The demagnetization of the
永久磁石3の材質には、永久磁石3が発生する磁束密度が高い材質や減磁しにくさを示す一つの基準である減磁耐量が高い材質といったさまざまな材質があり、その各特長は永久磁石3を構成する化学物質の割合で決まる。具体的には、希土類磁石の場合にはジスプロシウムやテルビウムに代表される重希土類物質の割合が高くなると、減磁耐量が高く減磁しにくい永久磁石3になり、低くすると減磁耐量が低く減磁し易い永久磁石3になる。前述のようにモータを設計する際に永久磁石3を選定する場合、磁束ΦL2をできるだけ多くキャンセルできるように磁束密度が高く、さらに逆界磁がかかった場合でも減磁しにくい永久磁石3の材質が求められる。しかし、一般的には、減磁耐量が高くなると磁束密度は低くなる傾向があるため、モータ設計する際には減磁しない範囲でできるだけ高い磁束密度の永久磁石3を選択することになる。
The material of the
一方、重希土類は産出地が世界的に見て極めて偏在していることがわかっており、将来的に見て調達のリスクが高いことが知られている。そこで、永久磁石3を選択する場合、重希土類を含まないか、もしくはできるだけ含有量を少なくした永久磁石3を選定したい。しかし、前述のとおり、重希土類の含有量を少なくすると、永久磁石3の減磁耐量が低くなって減磁しやすくなってしまう。
On the other hand, it is known that heavy rare earths are extremely unevenly distributed in the world, and it is known that procurement risks are high in the future. Therefore, when the
以上のことから、本発明の目的は、多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子において、できるだけ減磁耐量が低く磁束密度が高い永久磁石を内蔵しても、減磁しにくい回転子構造を形成することにある。 In view of the above, an object of the present invention is to form a rotor structure that is difficult to demagnetize even if a permanent magnet with a low demagnetization resistance and a high magnetic flux density is incorporated in the rotor of a multilayer flux barrier reluctance motor. There is.
減磁しにくい回転子構造として、以下のようなものがある。減磁しにくい従来の回転子構造を示す前に、図5における逆界磁のかかり方について、図9を用いて説明する。図9は、図5において、永久磁石3付近を拡大した図である。前述した通り、永久磁石3による磁束ΦMと逆界磁による磁束ΦL2との差による逆界磁磁束ΦL3は、永久磁石3の手前で直行する磁路4に入ると磁路に沿って二つの磁束ΦL4に分割される。しかし、磁路4を通過できる磁束の磁束密度は磁路4の幅MP0によって決まってしまうため、
ΦL3>ΦL4×2
の場合、余った磁束ΦL5が永久磁石3にかかってしまう。そこで、図8に示されるような減磁しにくい回転子構造が考えられる。図5において磁束ΦL2は、つなぎ部Baを通過して磁路4まで到達していたが、図8に示される回転子構造では、つなぎ部Bbが永久磁石3の方向を向いておらず、さらにこれらが一直線上にあるため、磁束の流れ方が異なってくる。なお、つなぎ部Bbとは、径方向外側に向かって開いた略円弧状に延びるスリット2を分断する部位のことである。この場合の磁束の流れ方について、図10を用いて説明する。図10において、磁束ΦL2は永久磁石3に向かっていこうとするものの、その外側にBbで示されるつなぎ部が存在するため、ΦL6で示される磁束に分割され、さらにつなぎ部Bbの上を真っ直ぐに進んでいくため、永久磁石3にかかる逆界磁の磁束は、図5で示される回転子構造の場合よりもかなり少なくなる。
Examples of the rotor structure that is difficult to demagnetize include the following. Before showing a conventional rotor structure that is difficult to demagnetize, the method of applying the reverse field in FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the
ΦL3> ΦL4 × 2
In this case, the surplus magnetic flux ΦL5 is applied to the
しかし、そうであってもつなぎ部Bbの上を進んでいく磁束ΦL6は、前述と同様つなぎ部Bbの太さで決まるため、
ΦL2>ΦL6×2
の場合、余った磁束ΦL7が永久磁石3に向かっていく。磁束ΦL7は磁路に沿って流れていこうとするものの、つなぎ部Bbは磁束ΦL6により、磁石横のつなぎ部Bcは永久磁石3による磁束により、それぞれ磁束が飽和してしまっているので磁束ΦL7は行き場を失って、結局逆界磁として永久磁石3にかかってしまう。
However, since the magnetic flux ΦL6 traveling on the joint Bb is determined by the thickness of the joint Bb as described above,
ΦL2> ΦL6 × 2
In this case, the surplus magnetic flux ΦL7 moves toward the
以上のことから、本発明の目的は、多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子において、できるだけ減磁耐量が低く磁束密度が高い永久磁石を内蔵しても、減磁しにくい回転子構造を形成することにある。 In view of the above, an object of the present invention is to form a rotor structure that is difficult to demagnetize even if a permanent magnet with a low demagnetization resistance and a high magnetic flux density is incorporated in the rotor of a multilayer flux barrier reluctance motor. There is.
前記課題を解決するために、本発明の多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子は、珪素鋼板もしくは軟磁性材料で構成される回転子内に、空隙部分であるスリットが径方向に間隔を空けて複数形成されることで、それらの前記スリットの間に配置される磁路と、前記回転子を構成するために前記磁路同士をつなぎ、かつ、前記スリットを分断するつなぎ部と、前記複数のスリットのうち、内側の1本または複数本のスリット内に配され、その磁極方向が前記磁路と直交する永久磁石と、を備え、前記永久磁石が配置されているスリットは、前記永久磁石の両側真横に位置するつなぎ部Bcと、前記つなぎ部Bcより前記永久磁石から離れた位置に位置するつなぎ部Bdと、で分断されており、前記永久磁石が配置されていないスリットは、1以上のつなぎ部Bbで分断されており、前記つなぎ部Bbおよびつなぎ部Bdは、前記永久磁石と交差しない同一直線上に位置するとともに、前記永久磁石の磁束の方向を向いておらず、前記つなぎ部Bdの幅は、前記つなぎ部Bbの幅よりも大きい、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the rotor of the multilayer flux barrier type reluctance motor of the present invention is such that a slit, which is a gap portion, is spaced in the radial direction in a rotor made of a silicon steel plate or a soft magnetic material. By forming a plurality of magnetic paths arranged between the slits, connecting the magnetic paths to form the rotor, and connecting portions for dividing the slits, the plurality of the paths Among the slits, a permanent magnet that is disposed in one or more slits on the inner side and whose magnetic pole direction is orthogonal to the magnetic path, and the slit in which the permanent magnet is disposed, It is divided by a connecting part Bc located just beside both sides, and a connecting part Bd located at a position farther from the permanent magnet than the connecting part Bc, and the permanent magnet is not arranged. The link is divided by one or more connecting portions Bb, and the connecting portions Bb and Bd are located on the same straight line that does not intersect the permanent magnets and face the direction of the magnetic flux of the permanent magnets. In addition, the width of the connecting portion Bd is larger than the width of the connecting portion Bb.
本発明を用いることにより、回転子内に減磁耐量が低く減磁しやすい永久磁石を内蔵しても、永久磁石が減磁しにくく発生トルクが大きい構造の電動機を提供することができる。これは、言い換えれば、前述したような重希土類の含有量が少ないもしくは含まない永久磁石を使うことができるようになり、将来的に見て重希土類の調達リスクにも対応できる。 By using the present invention, it is possible to provide an electric motor having a structure in which a permanent magnet is difficult to demagnetize and has a large generated torque even if a permanent magnet having a low demagnetization resistance and easy to demagnetize is incorporated in the rotor. In other words, it becomes possible to use a permanent magnet with a low or no heavy rare earth content as described above, and can cope with the procurement risk of heavy rare earth in the future.
以下、本発明に係る多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子の実施形態について、図1を用いて説明する。図1は、本発明における多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子の一例を示す図である。図1における回転子を構成する部分のうち、背景技術において示した図4、図5及び図8と同一の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of a rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of a rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor according to the present invention. Among the parts constituting the rotor in FIG. 1, the same elements as those in FIGS. 4, 5, and 8 shown in the background art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図1に示すように、本実施形態の回転子において、略円弧状に延びる複数(図示例では四本)のスリット2が径方向に間隔を空けて並んでいる。このスリット2とスリット2との間が、磁路4となる。複数のスリット2のうち、径方向内側から数えて二つのスリット2bの略中央には、永久磁石3が配されている。この永久磁石は、その磁極方向が、磁路4と直交するような配置となっている。以下では、この永久磁石3の中心を通り、径方向に延びる直線をL1とする。また、この直線L1と、回転子の外周との交点をC1とする。
As shown in FIG. 1, in the rotor of the present embodiment, a plurality of (four in the illustrated example) slits 2 extending in a substantially arc shape are arranged at intervals in the radial direction. A
また、回転子には、各スリットを、複数(図示例では3または5)に分断し、かつ、スリット2をはさんで隣接する二つの磁路4をつなぐ、つなぎ部Bb,Bc,Bdが形成されている。以下では、永久磁石3が配されていないスリット2aに設けられたつなぎ部を「つなぎ部Bb」と呼ぶ。また、永久磁石3が配されたスリット2bのうち、永久磁石3のすぐ真横に位置するつなぎ部を「つなぎ部Bc」と呼び、永久磁石3が配されたスリット2bのうち、永久磁石3のすぐ真横に位置しないつなぎ部(つなぎ部Bcより永久磁石3から離れた位置に位置するつなぎ部)を「つなぎ部Bd」と呼ぶ。
In addition, the rotor has connecting portions Bb, Bc, and Bd that divide each slit into a plurality (3 or 5 in the illustrated example) and connect two adjacent
本発明では、永久磁石3と交差しない直線L2上に、永久磁石3が配されていないスリット2aのつなぎ部Bb、および、永久磁石3が配されたスリット2bのうち永久磁石3の真横に位置しないつなぎ部Bcを設けている。直線L2は、回転子の外周(交点C1)で、直線L1と交差する。このつなぎ部Bbとつなぎ部Bdに関して、つなぎ部Bbの幅をW1、つなぎ部Bdの幅をW2としたとき、W2>W1という関係を持つように設定する。また、永久磁石3の磁束方向である永久磁石3の中心線L1上には、つなぎ部を設けることはしない。
In the present invention, on the straight line L2 that does not intersect with the
このように、つなぎ部Bb及びつなぎ部Bdを配置した場合に、逆界磁の磁束がどのように変化するかについて、以下に説明する。 As described above, how the magnetic flux of the reverse field changes when the connecting portion Bb and the connecting portion Bd are arranged will be described below.
図2は、本発明における回転子1内において逆界磁がかかった場合の、磁束の流れについて説明する図である。逆界磁による磁束φL2がかかった場合、前記と同様に磁束ΦL2は永久磁石3に向かっていこうとするものの、その外側にBbで示されるつなぎ部が存在するため、ΦL6で示される磁束に等分され、さらにつなぎ部Bbの上を真っ直ぐに進んでいき、つなぎ部Bbが磁束飽和すると、余った磁束ΦL7がスリットを乗り越えて永久磁石3に真っ直ぐ向かっていく。この磁束ΦL7は、従来技術においては行き場を失って永久磁石3に逆界磁としてかかってしまっていたが、本発明においてはW2>W1であるため、つなぎ部Bdでは、磁束が飽和しておらず、したがって、ΦL7が2分割したΦL8は、ΦL6と合わさってΦL9としてつなぎ部Bdを通過することになる。このため、永久磁石3には、逆界磁の磁束が、かからなくなる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of magnetic flux when a reverse field is applied in the
回転子1内に存在するつなぎ部は、トルク発生時には磁束の漏れが通過し、電動機の特性を低下させる原因となるため、つなぎ部はできるだけ幅を小さくしたい。本発明のようにつなぎ部を太くしてしまった場合、磁束の漏れが増加して電動機の特性が低下することが考えられるが、実際は電動機の特性低下はほとんど無い。そのことについて、図3を用いて説明する。図3において、Wqで示される位置の巻線にはトルク発生のための電流が通電されるが、この電流が流れることにより発生してほしくない方向に磁束が発生しようとする。すなわち、Wqの位置の巻線に手前方向から奥の方向に向かって電流が通電する場合、右ネジの法則にしたがってWqの周りに磁束が発生する。この磁束はつなぎ部Bb及びつなぎ部Bdを磁束ΦLqとして図3に示される方向に通過する。
Since the connecting portion existing in the
この時、漏れ磁束ΦLqの大きさは、つなぎ部Bbの幅W1とつなぎ部Bdの幅W2のうち、小さい方によって決まる。つなぎ部は非常に細いため、漏れ磁束は簡単につなぎ部内で磁束飽和する。したがって、図3のように漏れ磁束が発生する場合、幅が小さいつなぎ部Bbを通過できる磁束しかつなぎ部Bdを通過できない。したがって、つなぎ部Bbとつなぎ部Bdを通過する漏れ磁束は等しい。 At this time, the magnitude of the leakage flux ΦLq is determined by the smaller one of the width W1 of the connecting portion Bb and the width W2 of the connecting portion Bd. Since the connecting portion is very thin, the leakage flux easily saturates in the connecting portion. Therefore, when the leakage magnetic flux is generated as shown in FIG. 3, the magnetic flux can pass through the connecting portion Bb having a small width and cannot pass through the connecting portion Bd. Therefore, the leakage magnetic flux passing through the connecting portion Bb and the connecting portion Bd is equal.
以上より、従来技術を示す図8とつなぎ部Bbの幅が等しい本発明においては、漏れ磁束の大きさはほとんど変わらなく、故に電動機の特性低下はほとんど無い、ということができる。 From the above, it can be said that in the present invention in which the width of the connecting portion Bb is equal to that in FIG. 8 showing the prior art, the magnitude of the leakage magnetic flux is hardly changed, and therefore there is almost no deterioration in the characteristics of the electric motor.
次に、つなぎ部Bbの幅W1とつなぎ部Bdの幅W2の決定方法について説明する。まず、前記の通り漏れ磁束を出来るだけ少なくしたい観点から、つなぎ部Bbの幅W1は出来るだけ小さくしたい。しかし、回転子が回転する際に受ける遠心力に耐えられなければならないので、その遠心力に耐えられる範囲で最も小さい値がW1の大きさということになる。これは強度解析等から求めることができる。 Next, a method for determining the width W1 of the joint Bb and the width W2 of the joint Bd will be described. First, from the viewpoint of reducing the leakage magnetic flux as much as possible, the width W1 of the connecting portion Bb is desired to be as small as possible. However, since it must be able to withstand the centrifugal force received when the rotor rotates, the smallest value in the range that can withstand the centrifugal force is the size of W1. This can be obtained from intensity analysis or the like.
一方、つなぎ部Bdの幅W2に関しては、以下のように決定することができる。モータに通電される電流の最大値がわかれば、回転子内に誘起される錯交磁束は電流値に比例するため、求めることができる。この磁束をΦmaxとすると、つなぎ部Bdは磁束Φmaxが通過できる最小の太さにすればよい。すなわち、回転子の積層幅をLと仮定すると、つなぎ部Bdの断面積Sは、
S=W2×L
となる。したがって、つなぎ部Bdを磁束Φmaxが通過するとき、つなぎ部Bdにおける磁束密度Bmaxは、
Bmax=Φmax/S=Φmax/(W2×L)
となる。ここで、Bmaxの値を、飽和磁束密度とする。飽和磁束密度は、B−H曲線上でHが上昇していってもBの値がほとんど上がらなくなった時のBの値であり、材料によって若干異なるが、大体2.0〜2.3[T]程度である。使用する回転子の材料特性から、飽和磁束密度を求めて、それをBmaxとし、あとはΦmaxとLがわかっているので、上記式をもとにW2の値を求めることができる。以上のようにして、つなぎ部Bdの幅を求めることができる。
On the other hand, the width W2 of the connecting portion Bd can be determined as follows. If the maximum value of the current passed through the motor is known, the interlaced magnetic flux induced in the rotor is proportional to the current value and can be obtained. Assuming that this magnetic flux is Φmax, the connecting portion Bd may have a minimum thickness through which the magnetic flux Φmax can pass. That is, assuming that the laminated width of the rotor is L, the cross-sectional area S of the connecting portion Bd is
S = W2 × L
It becomes. Therefore, when the magnetic flux Φmax passes through the joint Bd, the magnetic flux density Bmax in the joint Bd is
Bmax = Φmax / S = Φmax / (W2 × L)
It becomes. Here, the value of Bmax is the saturation magnetic flux density. The saturation magnetic flux density is the value of B when the value of B almost does not increase even if H increases on the BH curve, and varies slightly depending on the material, but is generally 2.0 to 2.3 [ T] grade. The saturation magnetic flux density is obtained from the material characteristics of the rotor to be used, and is set as Bmax. After that, Φmax and L are known. Therefore, the value of W2 can be obtained based on the above formula. As described above, the width of the connecting portion Bd can be obtained.
以上のように、本発明においては逆界磁の磁束がかかっても、その大部分をスリット方向に逃がし、永久磁石にかかる磁束を小さくすることができる。永久磁石3にかかる逆界磁による磁束が小さくなるということは、それだけ減磁しにくくなるということであるため、本発明による回転子においては、減磁しにくいということができる。
As described above, in the present invention, even if a reverse field magnetic flux is applied, most of the magnetic field is released in the slit direction, and the magnetic flux applied to the permanent magnet can be reduced. The fact that the magnetic flux due to the reverse field applied to the
以上が、本発明における実施の一例である。なお、本発明の実施形態における説明では、つなぎ部の幅を同一の記号では等しいとして説明したが、遠心力に耐えられる構造とするために、同一の記号であっても回転子の内側に行くほど少しずつ太くしていくような構成でも構わない。 The above is an example of implementation in the present invention. In the description of the embodiment of the present invention, it has been described that the width of the connecting portion is the same with the same symbol, but in order to have a structure that can withstand centrifugal force, even the same symbol goes inside the rotor. It is possible to use a configuration that gradually increases the thickness.
1 回転子、2 スリット、3 永久磁石、4 磁路。 1 rotor, 2 slits, 3 permanent magnets, 4 magnetic paths.
Claims (3)
珪素鋼板もしくは軟磁性材料で構成される回転子内に、空隙部分であるスリットが径方向に間隔を空けて複数形成されることで、それらの前記スリットの間に配置される磁路と、
前記回転子を構成するために前記磁路同士をつなぎ、かつ、前記スリットを分断するつなぎ部と、
前記複数のスリットのうち、内側の1本または複数本のスリット内に配され、その磁極方向が前記磁路と直交する永久磁石と、
を備え、
前記永久磁石が配置されているスリットは、前記永久磁石の両側真横に位置するつなぎ部Bcと、前記つなぎ部Bcより前記永久磁石から離れた位置に位置するつなぎ部Bdと、で分断されており、
前記永久磁石が配置されていないスリットは、1以上のつなぎ部Bbで分断されており、
前記つなぎ部Bbおよびつなぎ部Bdは、前記永久磁石と交差しない同一直線上に位置するとともに、前記永久磁石の磁束の方向を向いておらず、
前記つなぎ部Bdの幅は、前記つなぎ部Bbの幅よりも大きい、
ことを特徴とする多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子。 In the rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor,
In the rotor composed of a silicon steel plate or a soft magnetic material, a plurality of slits that are gap portions are formed at intervals in the radial direction, and a magnetic path disposed between the slits,
Connecting the magnetic paths to form the rotor, and a connecting part for dividing the slit;
Among the plurality of slits, a permanent magnet that is disposed in one or more slits on the inner side and whose magnetic pole direction is orthogonal to the magnetic path;
With
The slit in which the permanent magnet is arranged is divided by a connecting part Bc located right next to both sides of the permanent magnet and a connecting part Bd located at a position farther from the permanent magnet than the connecting part Bc. ,
The slit in which the permanent magnet is not arranged is divided at one or more connecting portions Bb,
The connecting portion Bb and the connecting portion Bd are located on the same straight line that does not intersect the permanent magnet, and do not face the direction of the magnetic flux of the permanent magnet.
The width of the connecting portion Bd is larger than the width of the connecting portion Bb.
A rotor of a multi-layer flux barrier type reluctance motor.
前記つなぎ部Bbおよび前記つなぎ部Bdを結ぶ直線は、前記永久磁石の中心を通り、かつ、径方向に延びる直線と、前記回転子の外周で交わる、ことを特徴とする多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子。 In the rotor shown in claim 1,
A multilayer flux barrier type reluctance motor characterized in that a straight line connecting the connecting part Bb and the connecting part Bd intersects with a straight line passing through the center of the permanent magnet and extending in the radial direction at the outer periphery of the rotor. Rotor.
前記回転子に錯交する最大磁束をΦmax、前記回転子の材料特性から求められる飽和磁束密度をBmax、前記回転子の積層幅をLとした場合、前記つなぎ部Bdの幅W2は、W2=Φmax/(Bmax×L)の式を満たす、ことを特徴とする多層フラックスバリア型リラクタンスモータの回転子。
In the rotor shown in claim 1,
When the maximum magnetic flux intermingled with the rotor is Φmax, the saturation magnetic flux density obtained from the material characteristics of the rotor is Bmax, and the laminated width of the rotor is L, the width W2 of the connecting portion Bd is W2 = A rotor of a multilayer flux barrier type reluctance motor, characterized by satisfying an equation of Φmax / (Bmax × L).
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