[发明专利]永久磁铁同步电动机

说明书

技术领域

本发明涉及永久磁铁同步电动机，尤其是涉及利用了以钕磁铁为代表的稀土类磁铁的永久磁铁同步电动机。

背景技术

使永久磁铁同步电动机高速旋转时，电感的电压与转速成比例地下降较大，因此转速的上限在不会成为输入电压不足的范围内会受到限制。以高速旋转区域的扩大为目的，如以下的专利文献1(尤其是其图4)所示，已知有在转子中埋设的永久磁铁外侧的外周铁心部及永久磁铁内侧的背轭部设置狭缝，从而减少电感的技术。

另一方面，在以钕磁铁为首的稀土类磁铁中，残留磁通密度为1T以上，在转子设置狭缝会容易导致磁饱和。而且，稀土类磁铁相对于铁氧体磁铁而保持力增大至数倍，因此能够使磁铁薄壁化，但磁铁部分的磁阻仍然大，与永久磁铁外侧的外周铁心部相比，流过背轭部分的磁通少。因此，如以下的专利文献2所示，已知有未在背轭部分施加狭缝而仅在永久磁铁外侧的外周铁心部施加狭缝，来调整磁通的流动并减少电感的技术。

专利文献1：日本特开2002-84690号公报

专利文献2：日本特开2004-336999号公报

然而，在上述专利文献1所示的结构中，永久磁铁的径向长度大于转子铁心的径向长度，磁阻极大。使用了此种壁厚的永久磁铁的结构被考虑作为铁氧体磁铁的减磁耐力的提高对策。需要说明的是，在该结构中，电枢磁通的大部分流过转子的外周铁心部，因此设置在外周铁心部上的狭缝有助于降低电感，但设置在背轭部分上的狭缝的效果小。另一方面，由于在背轭部分设置狭缝而由磁性体构成的磁路减少，因此容易引起磁饱和。由此，存在永久磁铁的产生磁通减少而转矩减少的问题。需要说明的是，关于该问题，在上述专利文献1中并未触及，但这是考虑到使用铁氧体磁铁时，永久磁铁的残留磁通密度为0.5T左右，因此即使在背轭部分稍微设置狭缝也不会产生显著的磁饱和。

如上所述，在永久磁铁同步电动机中为了实现高速旋转区域的扩大而降低电感的方法有效，但是，在使用了以钕磁铁为首的稀土类磁铁时，通过以电感降低为目的而在转子设置狭缝，容易引起磁饱和，由此存在永久磁铁的产生磁通的下降，而且导致转矩的下降的课题。

发明内容

因此，本发明的目的鉴于上述现有技术的课题而实现，更具体来说，尤其是提供一种使用以钕磁铁为首的稀土类磁铁时，不减少转矩而能够扩大其高速运转范围的永久磁铁同步电动机。

根据本发明，为了实现上述目的，涉及一种永久磁铁同步电动机，具备：将2n个(其中，n＝自然数)极配置成圆周状的转子；隔着空隙与所述转子对置配置并产生旋转磁通的定子，其中，所述转子是在构成其各极的铁心内埋设至少1个以上的以稀土类为主成分的永久磁铁而构成励磁极的转子，所述永久磁铁的厚度Tp相对于所述转子的铁心的厚度Tc，成为Tp＜Tc/3，并且所述转子的彼此相邻且不同的磁极的永久磁铁间的铁心部上设有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，在本发明中，在所述记载的永久磁铁同步电动机中，所述狭缝为通过直线或圆弧将所述彼此相邻且磁极不同的永久磁铁之间连结的形状，且所述狭缝的直线部分的长度或圆弧部分的长度优选大于所述永久磁铁的径向厚度的最大值，而且以所述稀土类为主成分的永久磁铁优选由钕磁铁构成。而且，位于所述永久磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度优选大于位于所述永久磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度，而且位于所述永久磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离优选小于位于所述永久磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离。此外，在相对于所述永久磁铁的磁化方向垂直的面中，位于通过所述狭缝连结一侧的面的周向宽度即构成磁极1极的至少1个以上的所述永久磁铁的周向宽度的总计值Wpm与在所述呈直线状或圆弧状延伸的狭缝中相对于狭缝的延伸方向垂直的方向的宽度的磁极每1极的总计值Wsl之比优选为0.11＜Wsl/Wpm＜0.31。

此外，在本发明中，所述永久磁铁同步电动机可以是内转型的永久磁铁同步电动机，也可以是外转型的永久磁铁同步电动机，并且在经由滑动件驱动机构将电动机的旋转运动变换成滑动件的升降运动并形成为能够冲压成形的冲压机械中，所述永久磁铁同步电动机能够作为进行旋转运动的所述电动机或使用于注塑成形机中的动力产生部。

发明效果

根据以上的本发明，提供一种尤其是在使用了以钕磁铁为首的稀土类磁铁时，不减少转矩而能够扩大其高速运转范围的永久磁铁同步电动机，从而在这一实用方面发挥优良的效果。

附图说明

图1是说明成为本发明的基础的永久磁铁同步电动机中的磁通的永久磁铁同步电动机中的磁通的行迹、现象的图。