[发明专利]永磁体埋入型旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于例如电动汽车(EV)或者混合动力汽车(HEV)的电动机中的永磁体埋入型旋转电机。

背景技术

在现有的永磁体埋入型旋转电机中，在转子主体的、与定子相对侧的侧面附近部分中，沿圆周方向呈等间隔地设有数个沿轴向延伸的保持孔，在这些保持孔中分别插入固定有1个主磁体及辅助磁体，主磁体及辅助磁体按照极性朝向径向外侧的主磁体、极性沿圆周方向朝向逆时针方向的辅助磁体、极性朝向径向内侧的主磁体、极性沿圆周方向朝向顺时针方向的辅助磁体的顺序重复排列2次，即呈所谓的海尔贝克阵列(Halbach Array)(例如参照专利文献1)。

在其它现有永磁体埋入型旋转电机中，在转子主体的外周部上，以与转子的半径方向垂直的方式埋设有数个矩形的永磁体，矩形永磁体是使数个永磁体片相互邻接而构成的，中央的永磁体片的磁极方向朝向转子半径方向，其他的永磁体片的磁极方向朝向大致向中央的永磁体片的磁极方向线上的1点处汇聚的方向(例如参照专利文献2)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本专利特开2009-219312号公报

【专利文献2】：日本专利第3487667号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所述的现有永磁体埋入型旋转电机中，由于构成相邻磁极的一部分的辅助磁体是未被分割而呈一体的结构，作用于辅助磁体上的离心力变大。因此，当为了应对高速旋转而增大磁体外周侧的桥宽或者磁体间的肋宽时，会导致转矩降低。另外，当增大肋宽时，转子的表面磁通密度分布(以下称为“开放磁通(open flux)”)中产生高次谐波，从而导致齿槽转矩和转矩脉动变大。当转矩脉动变大时，会导致乘坐舒适性变差。

在专利文献2所述的现有永磁体埋入型旋转电机中，由于构成磁极的数个永磁体片收容在1个磁体收容孔中，因此，开放磁通呈平坦的形状。但是，由于收容在各磁体收容孔中的永磁体的重量增大，因此，在高速旋转时，作用于永磁体的外周侧的桥上的离心力以及经由桥施加于肋上的扭矩变大。因此，当为了应对高速旋转而增大桥宽或者肋宽时，会导致转矩降低。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种能够实现转子铁心的高强度、高转矩且低转矩脉动的永磁体埋入型旋转电机。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明涉及的永磁体埋入型旋转电机包括定子，定子包括圆环状的定子铁心及卷绕在所述定子铁心上的定子线圈，转子，转子包括圆筒状的转子铁心及数个永磁体，该永磁体嵌在所述转子铁心的外周侧，并且沿圆周方向呈等角间距地排列，数个所述永磁体分别构成1个磁极，该转子以能够旋转的方式设置在所述定子的内周侧。构成所述1个磁极的永磁体由沿圆周方向呈圆弧状地排列成一列的n个永磁体片构成(其中，n为3以上的整数)，所述n个永磁体片被分别单独收容保持在磁体保持孔中，该磁体保持孔以孔方向为轴向的方式贯穿设置于所述转子铁心上。所述n个永磁体片被构成为：其形状及定向方向相对于通过磁极中心且包含所述转子铁心的轴心的平面呈镜面对称。而且，所述n个永磁体片被定向为沿圆周方向距离磁极中心越远的永磁体片的定向角度越小。进而，沿圆周方向远离磁极中心的位置处的所述永磁体片被制作为径向宽度大于圆周方向宽度的略扇状的剖面形状。

发明效果

根据本发明，构成1个磁极的永磁体由沿圆周方向呈圆弧状地排列成一列的n个永磁体片构成，n个永磁体片被分别单独收容保持在磁体保持孔中该磁体保持孔以孔方向为轴向的方式贯穿设置于转子铁心上。因此，在转子旋转时，经由永磁体片作用于位于永磁体片外周侧的外周桥上的离心力变小，从而能够提高转子铁心的抗离心力特性，由此能应对高速旋转。

n个永磁体片被构成为：其形状及定向方向相对于通过磁极中心且包含转子铁心的轴心的平面呈镜面对称，并且被定向为沿圆周方向距离磁极中心越远的永磁体片的定向角度越小。因此，沿圆周方向呈圆弧状地排列成一列的n个永磁体片的定向方向朝向磁极中心，磁通量增大，提高转矩的同时，开放磁通接近于正弦波，从而能够减少转矩脉动。

由于沿圆周方向远离磁极中心的位置处的永磁体片被制作为径向宽度大于圆周方向宽度的略扇状的剖面形状，因此，磁通量增加，从而能够获得高转矩。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1涉及的永磁体埋入型旋转电机的剖面图。

图2是用于说明本发明实施方式1涉及的永磁体埋入型旋转电机的永磁体的排列状态的主要部分剖面图。