[发明专利]磁铁嵌入型旋转电机

说明书

本发明提供一种磁铁嵌入型旋转电机。磁铁嵌入型旋转电机(1)具备：转子(2)，其具有在内部嵌入有永磁铁(12、13)的转子铁芯(11)；定子(3)，其相对于转子(2)对置配置；以及纤维强化塑料管(4)，其外套固定于转子铁芯(11)。

技术领域

本发明涉及一种磁铁嵌入型旋转电机，包括具有在内部嵌入有永磁铁的转子铁芯的转子、以及相对于该转子对置配置的定子。

背景技术

旋转电机是电动机、发电机、电动机兼发电机的总称。在将本发明的磁铁嵌入型旋转电机作为电动机加以利用的情况下，将该电动机称作IPM(Interior Permanent Magnet)马达。与此相对，将具有永磁铁粘贴于转子铁芯的表面而成的转子的电动机称作SPM(Surface Permanent Magnet)马达。另外，将IPM马达与SPM马达合在一起称作PM马达。

本发明的最终目标是实现IPM马达的高速旋转化。作为虽然是与SPM马达相关而并非与IPM马达相关的发明、但课题在于要解决马达的高速化的发明，例如存在专利文献1所记载的发明。

专利文献1所记载的SPM马达的转子具有配设于圆筒形磁轭的表面的永磁铁、以及在卷绕于该永磁铁的外周面上的高熔点纤维的外表面覆盖低熔点金属而成的纤维强化金属线，通过将邻接的纤维强化金属线彼此的各自的低熔点覆盖部熔融粘接而成。通过向永磁铁的外周面上的纤维强化金属线的卷绕、以及低熔点覆盖部彼此的熔融粘接，提高转子的强度，以便能够抵抗高速旋转时的较大的离心力。

专利文献2所记载的发明针对马达等的高速旋转化的要求，实现了构成转子铁芯的电磁钢板的强度提高。

在此，为了使IPM马达、SPM马达这样的PM马达高速旋转，以高频率来驱动马达。此时，转子(旋转件)所产生的涡流损失变大，磁铁的退磁成为问题。一般情况下，定子(固定件)通过与壳体以及冷却路的接触等而容易散热。另一方面，位于定子的内侧的转子经由主轴与负载连接，由于经由主轴、轴承的壳体成为主要的散热路径，因此难以确保散热路径。在通常的马达中，驱动频率低至50Hz、60Hz，因此，转子所产生的涡流损失、散热路径的确保不会特别成为问题。但是，例如在以400Hz使马达高速旋转的情况下，转子所产生的涡流损失变大。该涡流损失的降低或者转子的散热路径的确保成为问题。

另外，在IPM马达中，在转子铁芯的外周部铁心形成磁路。该磁路无助于转矩，因此，通常情况下，进行尽量减薄转子铁芯的外周部并使之磁饱和而形成为桥部、或者设置磁通阻挡部等的设计。但是，由于当使马达高速旋转时离心力变大，因此需要增厚转子铁芯的外周部。由此形成转矩不足，为了弥补转矩而使电流增加或者使磁铁增加，但前者会导致涡流损失的增加，后者会导致成本增加。

此外，近来，马达的节能性能的提高、高效率化的需求高涨。IPM马达在通常的磁力转矩之外，还在转子构造具有凸极性，由此能够活用磁阻转矩，因此作为能够实现高效率化的马达而受到瞩目。在高速旋转中高效率化的需求也较高。

专利文献1所记载的发明是与SPM马达的转子相关的发明，SPM马达与IPM马达相比难以实现高效率，无法活用磁阻转矩。另外，在专利文献1中，通过使纤维强化金属线的低熔点覆盖部彼此熔融粘接而形成转子的保护层，提高该转子的强度。该保护层的主要物质是金属，金属容易供电流流动，因此即便能够提高转子的强度，也无法抑制涡流损失。

另外，在专利文献1中，将纤维强化金属线卷绕于转子，之后通过激光等进行加热，由此使低熔点金属熔融粘接而将纤维强化金属线固定于转子。其中，需要针对每个转子卷绕纤维强化金属线的工序，所需工时(时间)较多，且设备、夹具的制作耗费费用。

专利文献2所记载的发明是实现了电磁钢板的强度提高的发明，而不是应对涡流损失的降低的发明。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-73559号公报