[发明专利]旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及具有永久磁铁的旋转电机，特别是涉及设有具有扭斜结构的转子的旋转电机。

背景技术

图18表示现有的一般旋转电机(称为“永久磁铁式同步电动机”或“永久磁铁型马达”)在与旋转轴正交的方向的示意剖面图。

如图18所示，旋转电机具有定子70和转子80，转子80配置于定子70的内侧。

定子70具有定子铁芯71和定子线圈76。定子铁芯71例如由把多张电磁钢板积层在旋转轴方向的铁芯或压粉铁芯形成。定子铁芯71具有设有与转子80相向的前端部的多个齿部72，在齿部72缠绕线圈76，齿部72成为磁极。

转子80具有转子铁芯81和多个永久磁铁82。图18的永久磁铁82埋设于转子铁芯81的内部。此外，扇状的永久磁铁或环状的永久磁铁贴装于转子铁芯，这样的构成是众所周知的。旋转电机通过定子70形成的旋转磁场和转子80的永久磁铁82形成的磁动势的相互作用以旋转轴90为中心产生旋转转矩。

使用永久磁铁的旋转电机具有小型、产生高转矩的优点，相反，由于永久磁铁82的磁通和定子70的齿部72的相互作用，存在产生脉动转矩的问题。特别是，无负荷时的脉动转矩被称为齿槽转矩，有时成为定位精度或振动噪音等的原因。在把永久磁铁埋设于转子内部的磁铁埋入型的旋转电机中，尤其存在齿槽转矩大这样的问题。

因此，为了减小齿槽转矩，正在开发使用具有扭斜结构的转子、或者在定子的齿部设置辅助槽等的技术。本申请人在专利文献1中公开了如下内容，即，通过在定子的齿部设置在旋转轴方向延伸的辅助槽，使辅助槽的宽度在旋转轴方向变化而能够减小齿槽转矩。在专利文献1中公开的是组合了具有上述辅助槽的定子和具有扭斜结构的转子的构成。

另外，例如在专利文献2中公开了使用模拟扭斜结构的转子的技术。

专利文献1：日本特开2006-230116号公报

专利文献2：日本特开2001-231196号公报

但是，本发明者在详细研究组合了具有辅助槽的定子和具有扭斜结构的转子的构成之后，如后面所详述的那样，了解到在现有例公开的构成中不能充分减小齿槽转矩。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，其主要目的在于减小具备具有扭斜结构的转子的旋转电机的齿槽转矩。

本发明的旋转电机是具备转子和定子的旋转电机，该转子在转子铁芯的周方向具备具有多个磁极的永久磁铁，该定子具有具备与上述转子相向的前端部的多个齿部，其中，上述转子具有包括上述磁极的边界向着旋转轴方向变化的变化部的扭斜结构，上述定子的上述多个齿部的前端部分别具有以与上述变化部的旋转轴方向中心相向的位置作为其大体旋转轴方向中心、在旋转轴方向的一部分有选择地延伸设置的辅助槽，在上述辅助槽向旋转轴方向延长的部分没有设置辅助槽。

根据本发明，可以减小使用了具有扭斜结构的转子的旋转电机的齿槽转矩。

附图说明

图1是根据本发明实施方式1的旋转电机的定子的示意立体图。

图2是根据本发明实施方式1的旋转电机的转子的示意立体图。

图3是根据本发明实施方式1的旋转电机的定子的局部放大立体图。

图4是表示根据本发明的实施例和参考例的齿槽转矩波形的三维模拟结果的曲线图。

图5是表示关于使无辅助槽铁芯的轴方向长度A与有辅助槽铁芯的轴方向长度B的比(积层比)变化时的齿槽转矩的基本波成分的大小的模拟结果的曲线图。

图6是表示关于使无辅助槽铁芯的轴方向长度A与有辅助槽铁芯的轴方向长度B的比(积层比)变化时的齿槽转矩的第二高次谐波成分的大小的模拟结果的曲线图。

图7是表示关于使无辅助槽铁芯的轴方向长度A与有辅助槽铁芯的轴方向长度B的比(积层比)变化时的齿槽转矩Overall的大小的模拟结果的曲线图。

图8是根据本发明实施方式2的旋转电机的定子的示意立体图。

图9是根据本发明实施方式2的旋转电机的转子的示意立体图。

图10是根据本发明实施方式2的旋转电机的定子的局部放大立体图。

图11是根据本发明实施方式3的旋转电机的定子的示意立体图。

图12是根据本发明实施方式4的旋转电机的转子的示意立体图。

图13是根据本发明实施方式5的旋转电机的转子的示意立体图。

图14是根据本发明实施方式5的旋转电机的转子的示意立体图。

图15是根据本发明实施方式6的旋转电机的转子的示意立体图。

图16是与本发明实施例比较的参考例的旋转电机的定子的示意立体图。