JPH114555A - 永久磁石回転電機 - Google Patents
永久磁石回転電機Info
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- JPH114555A JPH114555A JP9153276A JP15327697A JPH114555A JP H114555 A JPH114555 A JP H114555A JP 9153276 A JP9153276 A JP 9153276A JP 15327697 A JP15327697 A JP 15327697A JP H114555 A JPH114555 A JP H114555A
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- permanent magnet
- electric machine
- rotating electric
- unit
- magnet
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転子表面の渦電流を減少させ、高効率の永久
磁石回転電機を提供する。 【解決手段】導電性永久磁石６の一の磁極を、回転方向
に並べた複数個の単位磁石で構成する。
磁石回転電機を提供する。 【解決手段】導電性永久磁石６の一の磁極を、回転方向
に並べた複数個の単位磁石で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石回転電機に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】回転電機は従来より小型軽量かつ高効率
であることが望まれている。例えば電気自動車等の電動
車両用に用いる場合、経済走行の要請や、バッテリの単
位当たりの走行距離の向上が望まれ、そのためには小型
軽量で高効率であることが必要である。
であることが望まれている。例えば電気自動車等の電動
車両用に用いる場合、経済走行の要請や、バッテリの単
位当たりの走行距離の向上が望まれ、そのためには小型
軽量で高効率であることが必要である。
【０００３】小型軽量で高効率の回転電機としては、磁
束発生手段に永久磁石を用いた永久磁石回転電機が最適
であることが知られている。
束発生手段に永久磁石を用いた永久磁石回転電機が最適
であることが知られている。
【０００４】最近では、永久磁石として希土類磁石を用
いることにより、高い磁束密度を確保し、効率を向上す
ることが図られている。
いることにより、高い磁束密度を確保し、効率を向上す
ることが図られている。
【０００５】しかしながら希土類磁石は導電性が高く，
抵抗が小さいために、渦電流が発生し易く、逆に効率を
下げる原因となってしまう。
抵抗が小さいために、渦電流が発生し易く、逆に効率を
下げる原因となってしまう。
【０００６】その問題を解決するため、希土類磁石に代
表される磁束密度の高い導電性永久磁石と非導電性永久
磁石を回転子軸方向に交互に配置することによって、永
久磁石内部の渦電流を減少させるものが特開平5−22768
6 号公報に記載されている。
表される磁束密度の高い導電性永久磁石と非導電性永久
磁石を回転子軸方向に交互に配置することによって、永
久磁石内部の渦電流を減少させるものが特開平5−22768
6 号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
に記載の技術は、非導電性永久磁石を一部に用いるた
め、導電性永久磁石のみを使用する場合に比して、磁石
の利用率が悪くなり、効率を上げることができない。
に記載の技術は、非導電性永久磁石を一部に用いるた
め、導電性永久磁石のみを使用する場合に比して、磁石
の利用率が悪くなり、効率を上げることができない。
【０００８】また、上記技術は永久磁石を異種材料で構
成するため、２種の材料のうち機械強度の弱い材料を基
準に回転電機を構成しなければならず、信頼性が低下す
るという問題がある。
成するため、２種の材料のうち機械強度の弱い材料を基
準に回転電機を構成しなければならず、信頼性が低下す
るという問題がある。
【０００９】上記に鑑み本発明は、磁石表面の渦電流を
低減しながら、高効率を達成できる永久磁石回転電機を
提供することを目的とする。
低減しながら、高効率を達成できる永久磁石回転電機を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、巻線が巻回
された固定子突極を有する固定子と、該固定子に回転空
隙をもって回転可能に保持され、永久磁石を周囲または
内部に設けた回転子とを備えた永久磁石回転電機におい
て、前記永久磁石の各磁極は、導電性の単位磁石が回転
子周方向に複数個並設されたものであることを特徴とす
る永久磁石回転電機によって達成される。
された固定子突極を有する固定子と、該固定子に回転空
隙をもって回転可能に保持され、永久磁石を周囲または
内部に設けた回転子とを備えた永久磁石回転電機におい
て、前記永久磁石の各磁極は、導電性の単位磁石が回転
子周方向に複数個並設されたものであることを特徴とす
る永久磁石回転電機によって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１２】図１は永久磁石回転電機の断面図、図２は
図１の永久磁石回転電機の平面図、図３は回転子の斜視
図を示す。
図１の永久磁石回転電機の平面図、図３は回転子の斜視
図を示す。
【００１３】なお本実施形態は固定子巻線突極数が１２
極，回転子の永久磁石極数が８極のものであるが、他の
突極数，極数のものに対しても本発明を適用可能であ
る。
極，回転子の永久磁石極数が８極のものであるが、他の
突極数，極数のものに対しても本発明を適用可能であ
る。
【００１４】図において、永久磁石回転電機１は固定子
２と回転子３からなり、固定子２は固定子鉄心４と固定
子巻線５とで構成される。
２と回転子３からなり、固定子２は固定子鉄心４と固定
子巻線５とで構成される。
【００１５】回転子３は、回転子３の回転方向に分割さ
れ、かつ磁石幅τm1の単位磁石群で構成された導電性永
久磁石６が円周方向に互いに異なる極性となるように配
置した構成としている。
れ、かつ磁石幅τm1の単位磁石群で構成された導電性永
久磁石６が円周方向に互いに異なる極性となるように配
置した構成としている。
【００１６】すなわち、図３のように、Ｎ・Ｓの極性を
持った単位磁石群で構成された永久磁石とＳ・Ｎの極性
を持った単位磁石群で構成された導電性永久磁石が回転
子鉄心７に形成された永久磁石挿入孔１２に挿入されて
構成され、シャフト８，ベアリング１０，１０１を介し
てエンドブラケット１１，１１１に回転自在に保持され
ている。
持った単位磁石群で構成された永久磁石とＳ・Ｎの極性
を持った単位磁石群で構成された導電性永久磁石が回転
子鉄心７に形成された永久磁石挿入孔１２に挿入されて
構成され、シャフト８，ベアリング１０，１０１を介し
てエンドブラケット１１，１１１に回転自在に保持され
ている。
【００１７】なお、ここでは固定子鉄心４の外周にフレ
ーム９がある構成で示したが、必要によってはフレーム
を省いても良い。
ーム９がある構成で示したが、必要によってはフレーム
を省いても良い。
【００１８】ここで、単位磁石の磁石幅をτm1，固定子
巻線突極４１，４２の間隔をτm とした場合、τm1＜τ
m としている。
巻線突極４１，４２の間隔をτm とした場合、τm1＜τ
m としている。
【００１９】このような構成とすることにより、例え
ば、固定子巻線突極４１，４２に対向する導電性永久磁
石６は、複数個の単位磁石で形成されているため、各単
位磁石の表面積が小さくなり、電気抵抗を大きくでき
る。このため、高調波磁束による渦電流が流れにくくな
り、渦電流による損失も低減できる。
ば、固定子巻線突極４１，４２に対向する導電性永久磁
石６は、複数個の単位磁石で形成されているため、各単
位磁石の表面積が小さくなり、電気抵抗を大きくでき
る。このため、高調波磁束による渦電流が流れにくくな
り、渦電流による損失も低減できる。
【００２０】従って、希土類磁石に代表される磁束密度
の高い導電性永久磁石を用いても、高効率の回転電機を
実現でき、小型軽量，高効率の永久磁石回転電機を提供
することができる。
の高い導電性永久磁石を用いても、高効率の回転電機を
実現でき、小型軽量，高効率の永久磁石回転電機を提供
することができる。
【００２１】なお、この例ではＮ・ＳあるいはＳ・Ｎの
単位磁石が極性を持った後(着磁後)に、永久磁石挿入孔
１２に挿入する構成としたが、単位磁石材を挿入後に着
磁しても良い。この場合、単位磁石材の挿入作業が向上
する効果が得られる。
単位磁石が極性を持った後(着磁後)に、永久磁石挿入孔
１２に挿入する構成としたが、単位磁石材を挿入後に着
磁しても良い。この場合、単位磁石材の挿入作業が向上
する効果が得られる。
【００２２】図４は、本発明の他の実施形態を示す。
【００２３】図２の実施形態との違いは、単位磁石が絶
縁物１３を介して形成されている点にある。
縁物１３を介して形成されている点にある。
【００２４】前記絶縁物１３は、単位磁石間に挿入する
構成としても良いが、接着剤や樹脂などで単位磁石と共
に一体に充填，固着する構成とすると、単位磁石の固着
と絶縁物１３の構成が同時にできる効果が得られる。
構成としても良いが、接着剤や樹脂などで単位磁石と共
に一体に充填，固着する構成とすると、単位磁石の固着
と絶縁物１３の構成が同時にできる効果が得られる。
【００２５】上記構成によれば、単位磁石が絶縁物１３
で絶縁されるため、渦電流が単位磁石間で流れなくな
り、さらなる渦電流損失の低減が図れる。
で絶縁されるため、渦電流が単位磁石間で流れなくな
り、さらなる渦電流損失の低減が図れる。
【００２６】なお、以上の説明では、絶縁物１３を挿入
あるいは、接着剤などによる充填での構成で示したが、
単位磁石に予め、コーティングなどで必要箇所に絶縁物
１３を形成しておいても良い。この場合、絶縁物１３の
挿入あるいは、接着剤などによる充填等の作業工程を省
くことができるので、作業性が向上する効果が得られ
る。
あるいは、接着剤などによる充填での構成で示したが、
単位磁石に予め、コーティングなどで必要箇所に絶縁物
１３を形成しておいても良い。この場合、絶縁物１３の
挿入あるいは、接着剤などによる充填等の作業工程を省
くことができるので、作業性が向上する効果が得られ
る。
【００２７】図５及び図６は、本発明の他の実施形態を
示す。
示す。
【００２８】図２の実施形態との違いは、単位磁石群の
中央に位置する単位磁石の高さｈを、その両側にある単
位磁石の高さｈ１，ｈ２と異ならしめた点にある。
中央に位置する単位磁石の高さｈを、その両側にある単
位磁石の高さｈ１，ｈ２と異ならしめた点にある。
【００２９】すなわち図５は、中央部の単位磁石２個の
高さｈに対して、両端部の単位磁石の高さｈ１を小さく
したものであり、図６は、中央部の単位磁石の高さｈに
対して、端部へ行くに従って高さｈ１，ｈ２を小さくし
たものである。
高さｈに対して、両端部の単位磁石の高さｈ１を小さく
したものであり、図６は、中央部の単位磁石の高さｈに
対して、端部へ行くに従って高さｈ１，ｈ２を小さくし
たものである。
【００３０】上記構成によれば、導電性永久磁石６の形
状を、単位磁石の高さｈの選択によって略台形，略半円
形など容易に形成することができる効果が得られる。
状を、単位磁石の高さｈの選択によって略台形，略半円
形など容易に形成することができる効果が得られる。
【００３１】なお、希土類などの導電性の高い永久磁石
を用いない場合も同様に、単位磁石の高さｈの選択によ
って略台形，略半円形など容易に形成することができる
ものである。
を用いない場合も同様に、単位磁石の高さｈの選択によ
って略台形，略半円形など容易に形成することができる
ものである。
【００３２】なお、上記実施形態では、回転子鉄心７の
磁石挿入口１３の形状と各単位磁石の形状をほぼ同形状
としているが、図７及び図８の様に、図３に示した永久
磁石挿入孔１２と同じ形状（この例では、長方形）とし
て、永久磁石挿入孔１２と単位磁石の間に絶縁物１３あ
るいは空気層等の絶縁空間を設けても良い。
磁石挿入口１３の形状と各単位磁石の形状をほぼ同形状
としているが、図７及び図８の様に、図３に示した永久
磁石挿入孔１２と同じ形状（この例では、長方形）とし
て、永久磁石挿入孔１２と単位磁石の間に絶縁物１３あ
るいは空気層等の絶縁空間を設けても良い。
【００３３】以上の構成によれば、導電性永久磁石両端
部の磁束量を抑制できるので、固定子巻線突極と磁石間
に生ずるコギングトルクを低減できる効果が得られる。
部の磁束量を抑制できるので、固定子巻線突極と磁石間
に生ずるコギングトルクを低減できる効果が得られる。
【００３４】図９は、本発明の永久磁石回転電機の他の
実施形態を示す。
実施形態を示す。
【００３５】図２との違いは、中央部にある単位磁石の
幅τm1と両端部にある単位磁石の幅τm2を異ならしめた
点にある。
幅τm1と両端部にある単位磁石の幅τm2を異ならしめた
点にある。
【００３６】すなわち、図９は、中央部の単位磁石４個
の幅τm1に対して、両端部の単位磁石のτm2を小さくし
たものである。
の幅τm1に対して、両端部の単位磁石のτm2を小さくし
たものである。
【００３７】上記構成によれば、単位磁石の幅τm1を磁
石の位置によって変えることで、導電性永久磁石６の形
状を、より台形，半円形に近づけることができる効果が
得られる。
石の位置によって変えることで、導電性永久磁石６の形
状を、より台形，半円形に近づけることができる効果が
得られる。
【００３８】なお、以上は導電性永久磁石６の形状を長
方形の例で説明したが、図１０及び図１１の様な円弧形
状及び星形形状など、特に永久磁石形状にこだわるもの
ではない。
方形の例で説明したが、図１０及び図１１の様な円弧形
状及び星形形状など、特に永久磁石形状にこだわるもの
ではない。
【００３９】また、導電性永久磁石が回転子鉄心の表面
に配置される構成のものに使用しても同様の効果が得ら
れる。
に配置される構成のものに使用しても同様の効果が得ら
れる。
【００４０】また、以上は永久磁石回転子構造を有する
永久磁石回転電機について説明したが、回転電機だけで
なく、発電機でもよく、外転型，内転型回転子を用いた
回転電機にも適用可能である。
永久磁石回転電機について説明したが、回転電機だけで
なく、発電機でもよく、外転型，内転型回転子を用いた
回転電機にも適用可能である。
【００４１】さらには、回転電機のみならず、リニアモ
ータ等への適用も可能である。
ータ等への適用も可能である。
【００４２】
【発明の効果】導電性永久磁石を複数個の導電性単位磁
石群で構成することにより、磁石表面の渦電流を低減し
ながら、高効率の永久磁石回転電機を得ることができ
る。
石群で構成することにより、磁石表面の渦電流を低減し
ながら、高効率の永久磁石回転電機を得ることができ
る。
【図１】本発明の一実施形態をなす永久磁石回転電機の
断面図を示す。
断面図を示す。
【図２】図１の永久磁石回転電機の平面図を示す。
【図３】図１の永久磁石回転子の斜視図を示す。
【図４】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図５】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図６】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図７】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図９】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電機
の一部平面図を示す。
の一部平面図を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電
機の一部平面図を示す。
機の一部平面図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態をなす永久磁石回転電
機の一部平面図を示す。
機の一部平面図を示す。
１…回転電機、２…固定子、３…回転子、４…固定子鉄
心、５…固定子巻線、６…導電性永久磁石、７…回転子
鉄心、８…シャフト、９…外周フレーム、１０，１０１
…ベアリング、１１，１１１…エンドブラケット、１２
…永久磁石挿入孔、１３…絶縁物、４１，４２…固定子
巻線突極。
心、５…固定子巻線、６…導電性永久磁石、７…回転子
鉄心、８…シャフト、９…外周フレーム、１０，１０１
…ベアリング、１１，１１１…エンドブラケット、１２
…永久磁石挿入孔、１３…絶縁物、４１，４２…固定子
巻線突極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小泉 修 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (5)
- 【請求項１】巻線が巻回された固定子突極を有する固定
子と、該固定子に回転空隙をもって回転可能に保持さ
れ、永久磁石を周囲または内部に設けた回転子とを備え
た永久磁石回転電機において、前記永久磁石の各磁極
は、導電性の単位磁石が回転子周方向に複数個並設され
たものであることを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項２】請求項１記載において、 前記永久磁石の各磁極は、互いに間隔をもって回転子周
方向に環状に並設されたものであることを特徴とする永
久磁石回転電機。 - 【請求項３】請求項２記載において、 前記永久磁石の各磁極は、同じ磁極に含まれる他の前記
単位磁石とは異なった大きさの単位磁石を少なくとも一
つ含むことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項４】請求項３記載において、 周方向中央部にある前記単位磁石の径方向高さは、同じ
単位磁石群に含まれる他の前記単位磁石の径方向高さよ
りも大きいことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項５】請求項２記載において、 前記回転子は、前記単位磁石群の回転子周方向断面の大
きさよりも大きい永久磁石挿入孔と、前記永久磁石と前
記永久磁石挿入孔の空隙を充填する絶縁材とを有するこ
とを特徴とする永久磁石回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15327697A JP3690067B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 永久磁石回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15327697A JP3690067B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 永久磁石回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114555A true JPH114555A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3690067B2 JP3690067B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=15558935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15327697A Expired - Lifetime JP3690067B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 永久磁石回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3690067B2 (ja) |
Cited By (41)
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