[发明专利]永磁同步电动机和使用它的冲压机或挤压成型机

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机和使用它的冲压机(pressing machine)或挤压成型机(extrusion machine)。

背景技术

在使永磁同步电动机高速旋转的情况下，因为电感的压降与转速成比例地增大，所以为了避免输入电压不足，对转速设定上限值。以扩大高速旋转区域为目的，存在[专利文献1]的技术，如其图4所示，通过在埋设于转子中的永磁铁外侧的外周铁芯部和永磁铁内侧的铁芯部设置狭缝来降低电感。

但是，在该现有技术所示的结构中，永磁铁的径向长度比转子铁芯的半径方向长度大，磁阻非常大。使用这样比较厚的永磁铁的结构，可视为提高铁氧体磁铁的耐退磁性能方法。在该结构中，因为电枢磁通的大部分流过转子的外周铁芯部，设置在外周铁芯部的狭缝虽然有助于降低电感，但设置在铁芯部分的狭缝的效果较小。可以认为[专利文献1]中没有明确表示定量的效果的原因也在于这一点。另一方面，由于在铁芯部分设置狭缝导致由磁性体构成的磁路减少，所以容易发生磁饱和。由此，永磁铁产生的磁通减少，存在扭矩减小的问题。[专利文献1]中没有触及该问题，可认为其原因在于，在使用铁氧体磁铁的情况下，永磁铁的剩余磁通密度为0.5T左右，因此即使在铁芯部分设置若干狭缝也不会发生显著的磁饱和。

与此相对，以钕磁铁为代表的稀土类磁铁的剩余磁通密度为1T以上，若在转子中设置狭缝则容易导致磁饱和。特别是，在表面式永磁同步电动机中，从其结构上来说，凸极比接近1，较多情况下无法充分利用磁阻扭矩(转矩)，所以如何通过永磁铁高效产生扭矩变得相当重要。因此，在转子中设置狭缝的方法，出于导致永磁铁磁通降低和扭矩减小的方面考虑，并不是一般性的方法。

专利文献1：日本特开2002-84690号公报

发明内容

如上所述，为了在永磁同步电动机中扩大高速旋转区域，降低电感的方法虽然有效，但在使用稀土类磁铁的情况下，若以降低电感为目的在转子中设置狭缝，则容易发生磁饱和，存在由此导致永磁铁产生的磁通减少和扭矩降低的矛盾。

本发明的目的在于，提供能够在不减小扭矩的前提下扩大高速运转范围的永磁同步电动机和使用它的冲压机或者挤压成型机。

为了解决上述课题，本发明提供一种永磁同步电动机，具备在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁并由该永磁铁构成励磁极的转子，该永磁同步电动机的特征在于，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，上述狭缝为用直线或者圆弧连接上述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，上述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比上述永磁铁的径向厚度的最大值大。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，上述永磁铁由以稀土类为主要成分的永磁铁构成。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的狭缝的宽度，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的狭缝的宽度大。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，位于上述永磁铁的磁极中心附近的相邻的狭缝之间的距离，比位于上述永磁铁的磁极端部附近的相邻的狭缝之间的距离小。

另外，本发明的永磁同步电动机的特征在于，令W_pm表示上述永磁铁的径向表面即内周侧和外周侧中与上述转子铁芯的径向表面连接的一侧的面的周方向宽度，并且是构成磁极一极的至少一个以上的上述永磁铁的周方向宽度的合计值，令W_sl表示在上述直线状或者圆弧状地延伸的狭缝中垂直于狭缝的延伸方向的方向上的宽度的磁极每一极的合计值，W_pm与W_sl的比为0.045＜W_sl/W_pm＜0.425。

此外，为了解决上述课题，本发明提供一种冲压机，具备电源装置和电动机旋转控制部，通过滑块驱动机构将电动机的旋转运动变换为滑块的升降运动来进行冲压成型，该冲压机的特征在于，具备永磁同步电动机，该永磁同步电动机采用下述结构：上述电动机的转子在转子铁芯的径向表面具有至少一个以上的永磁铁，并由该永磁铁构成励磁极，在上述转子的相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的铁芯部，设置有由非磁性体构成的多个狭缝。

另外，本发明的冲压机的特征在于，上述狭缝为用直线或者圆弧连接上述相互邻接且磁极不同的永磁铁之间的形状，并且，上述狭缝的直线部分的长度或者圆弧部分的周长，比上述永磁铁的径向厚度的最大值大。