[发明专利]同步磁阻电动机以及同步磁阻电动机的转子

说明书

技术领域

本发明涉及同步磁阻电动机(reluctance motor)及其转子。

背景技术

在现有的同步电动机的情况下，已知有在转子上具有永磁体的永磁体型同步电动机(PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor)，在转子上具有磁场线圈的同步电动机(FCSM：Field Coil Synchronous Motor)，在转子上具有磁性凸极(salient pole)的磁阻电动机(RM：Reluctance Motor)等。

虽然PMSM没有因产生磁气而造成功率损耗且效率较高，但是在高速运行时需要进行较弱的磁场控制，而且永磁体的机械强度、耐热性等还存在问题。

由于PMSM的问题、磁体价格的高涨等，不使用永磁体的电动机即RM渐渐受到关注。作为RM，已知有与正弦波旋转磁场同步地进行旋转的同步磁阻电动机(SynRM：Synchronous Reluctance Motor)、利用开关磁场进行旋转的开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor)等。SynRM相比于SRM，已知有低噪声、低振动的特点。

关于SynRm的转子，主要以磁通的方向作为q轴，且以与磁通的方向电气性、磁气性垂直的方向作为d轴。SynRM的转子中，电气角例如在分开π(180°)的2个q轴之间的区域内具有例如5重的磁通屏障(flux barrier)(slit:缝隙)。

由此，转子在d轴方向上的电感、即d轴电感Ld会小于q轴方向上的电感、即q轴电感Lq，其结果是，能够增大磁阻转矩(＝(Ld－Lq)·Id·Iq)。此处，Id是用于产生d轴方向上的磁通的电流，Iq是用于产生q轴方向上的磁通的电流。

另外，在SynRM的转子结构的其他示例中，在转子铁心的外周面的d轴附近设置有凹槽，在该凹槽上卷绕转子线圈。通过使直流电流流过转子线圈，从而能够在磁阻转矩的基础上再产生因电流磁通Φi而产生的转矩。

由于在如上所述定义的d轴附近设置凹槽，因此，能够防止磁阻转矩的减少，其结果是能够提高转矩且改善效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006－121821号公报

专利文献2：日本专利特开2009－194945号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，SynRM的转子结构中，以层状的方式配置磁阻抗较大的磁通屏障，以使凸极比(Lq/Ld)变大，必须提高转矩、功率因数。

在现有的SynRM的结构中，在上述结构上，多层状磁路的上层侧(与转子轴垂直的半径方向外侧部分)中磁路的宽度会相对地变窄。因此，存在会产生局部较大的磁阻抗，导致转子整体的q轴电感(Lq)降低、功率因数降低的问题。

本发明是为了解决上述问题而设计的，其目的在于，增大同步磁阻电动机的凸极比(Lq/Ld)，提高转矩和功率因数。

用于解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本发明的特征在于，包括：轴，能旋转地对该轴进行轴支承，且该轴以转轴为中心沿着轴方向延伸；转子铁心，该转子铁心形成有多个磁通屏障，固定于所述轴且在转轴方向上延伸；定子铁心，该定子铁心在所述转子铁心的外周与所述转子铁心隔开间隔地进行配置，且在圆周方向上彼此隔开间隔地进行排列，该定子铁心形成有沿着转轴方向延伸的凸状的多个定子齿部；以及多相电枢绕阻，该多相电枢绕阻卷绕于多个所述定子齿部，且具有多个极，在该同步磁阻电动机中，所述磁通屏障包括：多个第一磁通屏障，该多个第一磁通屏障在圆周方向上相互隔开间隔地形成，且在径向上延伸；以及多个第二磁通屏障，该多个第二磁通屏障在被所述第一磁通屏障夹住的各个圆周角度区域中在圆周方向上向着所述转轴中心扩展成突出的曲面状，且相互之间隔开间隔来形成。

本发明的特征在于，同步磁阻电动机的转子具有设置有电枢绕阻的定子铁心，该同步磁阻电动机的转子包括：轴，能旋转地对该轴进行轴支承，且该轴以转轴为中心沿着转轴方向延伸；转子铁心，该转子铁心形成有多个磁通屏障，固定于所述轴且在转轴方向上延伸；所述磁通屏障包括：多个第一磁通屏障，该多个第一磁通屏障在圆周方向上相互隔开间隔地形成，且在径向上延伸；以及多个第二磁通屏障，该多个第二磁通屏障在被所述第二磁通屏障夹住的各个圆周角度区域中在圆周方向上向着所述转轴中心扩展成突出的曲面状，且相互之间隔开间隔来形成。

发明效果

根据本发明，能够增大同步磁阻电动机的凸极比(Lq/Ld)，提高转矩和功率因数