[实用新型]转子以及同步电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及转子以及同步电动机。

背景技术

当在同步电动机的转子中使用高磁力的磁铁的情况下，由于稀土类磁铁的材料非常昂贵，因此为了抑制其使用量，大多形成为尽量减薄其厚度的形状而加以利用（例如参照下述专利文献1、2）。并且，在用于送风机的电动机的情况下，由于将叶片直接安装于电动机的旋转轴而加以使用，因此当电动机所输出的扭矩产生脉动时，会成为通过叶片产生噪音的因素。因此，与易于产生因磁阻扭矩导致的扭矩脉动的磁铁埋入型（IPM：Interior Permanent Magnet）的构造相比，大多采用将磁铁配置于转子表面的构造（SPM：Surface Permanent Magnet）。在该情况下，转子一般采用如下构造：使用铁等软磁性材料制作背轭（backyoke），并在转子表面配置较薄的环状磁铁或圆弧状的磁瓦磁铁。

在电动机的外径大于轴向上的尺寸的扁平马达的情况下，当将转子的轴向长度设定得大于定子铁心的层叠厚度时，转子的不与定子铁心对置的部分的磁通固定地交链的量对电动机的特性造成的影响变大。因此，在扁平马达的情况下，大多将转子的永磁铁的轴向尺寸设定得大于定子铁心的层叠厚度。

并且，还存在如下转子：在轴向上由多种不同的构造或磁铁材料构成，并使用高磁力的稀土类烧结磁铁以及铁氧体烧结磁铁（例如参照下述专利文献3、4）。烧结稀土类磁铁大多采用在烧结较大的磁铁块之后从该磁铁块切割出规定的形状的制造方法，因此，为了抑制磁铁的制造成本，多数情况下形成为平板形状而加以利用。因此，当在同步电动机的转子中加以利用的情况下，大多采用在软磁性的铁心设置磁铁插入孔，从而将永磁铁配置在转子内部的IPM方式。并且，对于铁氧体烧结磁铁，在旋转频率高的用途等中，为了防止因离心力而导致磁铁飞散，同样也大多采用IPM的构造。

并且，为了提高转子的性能，有时使用磁力更高的稀土类磁铁。由于磁力高的稀土类磁铁的材料昂贵，因此存在将稀土类磁铁组装于由低磁力的磁铁构成的转子的局部的方法（例如参照下述专利文献5、6）。

[专利文献1]日本特开2005－312166号公报

[专利文献2]日本特开2009－142144号公报

[专利文献3]日本特开2005－304204号公报

[专利文献4]日本特开2010－68600号公报

[专利文献5]日本实开平7－3278号公报

[专利文献6]日本特开平9－205746号公报

然而，当如上述专利文献1、2那样在同步电动机的转子中利用具有减薄了厚度的形状的稀土类磁铁的情况下，当转子的轴向尺寸大于定子铁心时，在不与定子铁心对置的部分的磁铁表面存在很多非磁性的空间（空气），磁铁的磁导率（permeance）减低，从而导致磁铁所产生的磁力降低。由于采用较薄的稀土类磁铁的永磁铁，因此因该磁导率的下降而导致的磁力的降低幅度大。因此，存在如下问题：即便相对于定子的层叠厚度加长转子的轴向长度，相对于材料成本的增加的效果变小。

并且，当如上述专利文献3、4那样形成为在轴向上使用多种不同构造或磁铁材料的IPM构造的转子的情况下，由于在相邻的磁极之间存在铁心亦即软磁性材料，因此存在很多从上述部分通过并与相邻的磁极短路的磁通。在铁氧体烧结磁铁的情况下，由于与稀土类烧结磁铁相比其磁力较低，因此与稀土类磁铁相比磁极间的磁通的短路的影响大。当将该铁氧体烧结磁铁配置于不与定子铁心对置的转子轴向上的两端的情况下，由于比转子表面靠外侧的部位是空气，因此磁阻大，磁导率下降，从磁铁产生的磁通降低。由于在转子内部的磁极间短路的磁通并不因定子铁心的有无而受到较大影响，因此短路的磁通量的变化少，结果，与由磁铁产生的磁通相比，在转子内部短路的磁通量的比例变大，难以有效地利用磁铁的磁力。并且，在使用稀土类的烧结磁铁的情况下，存在成本升高的问题。

然而，在形成为上述专利文献5那样的结构的情况下，由于需要防止因磁力高的永磁铁导致定子的背轭发生磁饱和从而磁通泄漏到马达的外部，因此无法获得高的磁力。并且，在形成为上述专利文献6那样的结构的情况下，因高磁力的磁铁导致周向上的局部的磁力增强，因此存在转子表面的磁通密度的分布波形大幅变形的问题。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述情形而完成的，能够实现一种即便减少昂贵的高磁力磁铁（稀土类磁铁等）的使用量也能够获得足够的磁通量，并能够抑制磁通密度的局部降低的同步电动机的转子。