[发明专利]电磁装置

说明书

在本发明的电动机中，在外侧磁场部和内侧磁场部之间的电枢上设置有三相线圈，并且在外侧磁场部和内侧磁场部中使用海尔贝克磁体阵列。在每个海尔贝克磁体阵列中，将3的倍数加2而获得的数中的任何一个设置为分度数，并且将磁化方向依次改变为将电角度的一个周期除以分度数而获得的角度以排列永磁体。由此，抑制了电动机的转矩脉动。

技术领域

本发明涉及一种电磁装置，例如旋转电机。

背景技术

诸如旋转电动机和发电机之类的旋转电机以及线性电动机之类的电磁装置使用其中永磁体的N极和S极交替排列的励磁(NS阵列励磁)。在NS阵列励磁中，由于在所排列的磁体的两侧均产生励磁，因此不能有效地利用由永磁体产生的励磁。

另一方面，存在一种海尔贝克阵列磁体作为一种用于排列永磁体以增强由励磁产生磁场的方法。海尔贝克阵列磁体是一种磁体排列方法，其中，永磁体的磁极(磁化方向)依次旋转90°排列，并且可以在磁体排列的一侧产生强磁场。

而且，JP 2009-201343A和JP 2010-154688A提出了一种励磁(双海尔贝克阵列励磁)，其中布置了两组海尔贝克磁体阵列，使得彼此的磁场得到增强，并且可以有效地利用由永磁体产生的磁场。

其中，转子中产生的转矩脉动为导致电动机中产生的振动和噪声的原因之一。此外，转矩脉动影响使用电动机作为驱动源的驱动装置中由电动机驱动的移动构件的停止位置和操作精度。因此，在旋转电机(电动机)等中，需要抑制转矩脉动。

因此，在JP 2007-014110A所公开的旋转电机中，转子铁芯被支撑在具有绕组的定子上，在转子铁芯的外周设置有在转子铁芯的周向上交替排列有主磁体和辅助磁体的转子，转子的主磁体在转子铁芯的径向上被磁化，并且辅助磁体除了在径向上以外(相对于径向90°)被磁化。在该旋转电机中，为了抑制转矩脉动，将定子侧的辅助磁体的周向宽度Ws和辅助磁体的径向厚度t设定为满足0Ws1.5t，或者，将辅助磁体的周向端面之间的角度θs与磁极间距θp之比的值θs/θp和辅助磁体的径向厚度t与转子的半径r之比的值t/r设定为满足0θs/θp＜1.9t＜r。

然而，在永磁体的磁化方向依次旋转90°排列的海尔贝克阵列励磁中，五阶谐波分量的振幅在励磁表面附近的磁通量密度分布中增加。因此，在海尔贝克阵列励磁中，磁通量密度分布中包含的高次谐波分量与提供给电枢线圈的交流电之间的相互作用会引起转矩脉动。

另一方面，在使用双海尔贝克阵列励磁的电动机中，在低速旋转时能够以高效率且谐波分量极少的状态获得高输出转矩，但是在高速旋转时反电动势增加。因此，使用双海尔贝克阵列励磁来驱动电动机的电源需要超过在高速旋转时产生的反电动势的输出电压。

在使用双海尔贝克阵列励磁的电动机中，通常在转子侧使用双海尔贝克阵列励磁，在定子侧使用电枢线圈。因此，电动机的转子具有将外部转子和内部转子一体化的双圆筒结构。此外，由于电枢线圈设置在外转子和内转子之间，所以转子具有大的悬臂结构。因此，在使用双海尔贝克阵列励磁的电动机中，转子的结构复杂，并且担心在高速旋转时可能产生振动和噪声。

此外，在使用双海尔贝克阵列励磁的电动机中，由于电枢线圈布置在具有双圆筒结构的转子中，难以散热，并且电枢线圈的发热都可能成为问题。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的一个实施例的目的是抑制电磁装置中的转矩脉动。此外，本发明的一个实施例的目的是在电磁装置中提供稳定的输出并解决散热的问题。

本发明的电磁装置包括以下方式。

第一方式的电磁装置具备设置有三相线圈的电枢和励磁，在该励磁中，将3的倍数加2而获得的数中的任何一个设置为分度数，并且通过将线圈电流的电角度的一个周期除以分度数而获得的角度来依次改变磁化方向，且多个永磁体沿预设方向排列，其中，所述电枢和所述励磁中的一个在永磁体的排列方向上相对于另一个运动。