[发明专利]永磁铁电动机和电梯驱动曳引机

说明书

本发明提供一种永磁铁电动机，其通过降低或不含构成转子的钕稀土类磁铁中的Dy含量，能够尽量抑制成本。该永磁铁电动机包括使用电磁钢板和钕稀土类磁铁的转子以及使用电磁钢板的定子，其中，上述转子的钕稀土类磁铁的径向的厚度，根据构成上述转子的钕稀土类磁铁中的镝含量以及上述转子和定子的电磁钢板的铁损量，规定为不发生上述钕稀土类磁铁的退磁的厚度。

技术领域

本发明涉及永磁铁电动机和使用该永磁铁电动机的电梯驱动曳引机。

背景技术

从建筑布局的自由度提高的观点出发，期待电梯驱动曳引机用电动机无需专用的机室而设置在升降通道内。升降通道内从其结构上看没有气密性，进入灰尘和尘埃。灰尘和尘埃进入电动机滑动面等会导致故障，因此从提高可靠性和减轻维修负担的观点出发，设置在升降通道内的电梯用电动机需要采用电动机本身具有气密性的全闭结构。

要求小型、轻量、低振动的电梯驱动曳引机中使用高扭矩密度且低扭矩脉动的永磁铁式电动机。该电动机中一般采用具有高能量密度的钕磁铁。钕磁铁的矫顽力随着温度的上升而下降，磁铁退磁的风险下降。决不允许因为电动机的磁铁退磁导致电梯的举动发生改变而致使乘客暴露于危险中。而且，磁铁部分退磁有可能导致扭矩脉动恶化，振动、噪声变大，给乘客带来不快。因此，电梯用电动机中，磁铁的退磁率必须达到0％。作为降低电动机温度的对策，可以考虑为了提高利用气冷冷却电动机的效率而采用在电动机上设置向电动机内部吸入风的开口部的开放结构，但如上所述，在升降通道内设置电梯驱动曳引机用的电动机时，需要采用全闭结构。此外，也可以采用在电动机上设置使水流过的管通过水冷进行冷却的方法，但在升降通道内设置用于供给水冷用的水的水管在结构上以及成本上是困难的。

不过，作为电梯驱动曳引机用的电动机，通常使用SPM(表面磁铁型)电动机。SPM电动机在永磁铁与定子绕组之间没有漏磁，所以能够有效形成磁链。另外，间隙的磁通分布不含很多高频，所以振动和噪声少，适于要求舒适性的电梯驱动曳引机用的电动机。SPM电动机在高速旋转时由于离心力可能导致磁铁破损或粘合剂剥落。但是，电梯驱动曳引机用的电动机的旋转速度在主要用于高级公寓或车站等的电动机中为160/min左右，在主要用于高楼大厦或大规模商业设施的电动机中为260/min的低速旋转，不发生上述问题。另一方面，转子的间隙面通过定子所产生的旋转磁场，磁通方向的变化较大，间隙面的表面上配置永磁铁的SPM电动机容易发生退磁。另外，通过采用定子齿前端没有凸缘的开口槽，能够实现绕组作业的工时减少和绕组设备的简化，因此对降低制造成本来说是优选的结构。不过，开口槽结构在齿前端的磁通变化急剧，这会导致磁通的高频分量增加，因此铁损增加。铁损越大，磁铁温度越上升，磁铁越容易退磁。

在高温下为了维持矫顽力，在钕磁铁中添加镝(Dy)，但Dy是稀少稀土资源，非常昂贵。另外，产地有限，所以有价格飞涨的风险。从成本方面考虑，优选Dy的使用量尽量得以减少，但磁铁中的Dy含量越少，磁铁的矫顽力越低。

作为尽量减少Dy的使用量并且提高退磁耐力的方法，可以考虑增加极数、增加磁铁的厚度等。例如，在专利文献1中，在6极、8极、10极这三种极数中，对各极数，为了确保退磁耐力规定了所需的Dy含量，尽量降低Dy的使用量来降低成本。这是因为，如果是在相同的驱动条件的话，将极数增加多少，就能够将每个定子线圈的磁动势减少多少，通过该磁动势，磁铁所受到的退磁磁场也减小，磁铁难以退磁。当将6极换成8极时，能够将每一个定子线圈的磁动势减少为2/3,当将6极换成10极时，能够将每一个定子线圈的磁动势减少为3/5。磁动势减少多少，退磁耐力就有多少余量，所以随着极数的增加，能够减少Dy含量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5661903号公报

发明要解决的技术问题