[实用新型]电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动机，特别涉及一种优化了转子形状的电动机。

背景技术

关于能够通过优化转子形状来降低的齿槽转矩(cogging torque)的基本的频率成分(以下称为“基本成分”)，一般已知，转子每旋转1圈，产生转子极数与定子齿数的最小公倍数次的基本成分。

以往以来，为了降低齿槽转矩的基本成分，进行了各种形状优化。图1中示出了使转子形状连续变化时的齿槽转矩波形(基本成分)的变化。使转子形状从(1)逐渐变化至(5)，并设在转子形状为(3)的情况下齿槽转矩的振幅变得最小。在该情况下，将(3)的形状作为最佳形状来使用。

以往的形状优化是以降低基本成分为目标的，但是难以完全消除基本成分。为了消除其剩余的基本成分，一般来说，使转子形状、定子齿(teeth)形状、或者转子与齿的相位关系等在整个电动机轴向上不同，来抵消基本成分。作为其中最一般的手法，已知一种使转子的极相位在整个轴向上变化的偏斜(skew)(例如，日本特开2014-150626号公报。以下称为“专利文献1”。)。

图2是专利文献1所记载的以往的电动机中的以2段的方式构成偏斜构造时的转子的概要立体图。转子1002沿轴向具有2段的转子芯块1041a、1041b，该转子芯块1041a、1041b中装入有构成多个磁极的永磁体1050。而且，转子1002具有以使各段转子芯块1041a、1041b沿周向相互错开的状态一体形成的段偏斜构造。

图3是专利文献1所记载的以往的电动机中的从轴向观察图2时的转子芯1040的主要部分放大图。以如下方式设定偏斜角度：在包括段不同的转子芯块1041a、1041b的转子芯块1041中，在装入到磁体插入孔1042内的磁体1050的两侧的空间中，相邻的磁极的磁通屏障(flux barrier)1060a、1060b之间的至少一部分相重合。相重合的磁通屏障1060a、1060b的至少一部分跨段地在轴向上一致。相重合的磁通屏障1060a、1060b的截面形状均大致呈椭圆形，外周形状大致一致。通过使磁通屏障1060a、1060b跨段地在轴向上大致一致，能够切断沿轴向流动的段间的短路磁通。

在图2所示的以往技术中，使转子为多段，使各段的转子相位错开，从而使转子与定子的相位关系错开。由此，使所产生的齿槽转矩的相位错开，通过其重合来试图抵消齿槽转矩。除此以外，也有时使用使定子的相位错开的方法、使转子的形状在各个段中变化的方法、使定子的齿形状在各个段中变化的方法等。

在以往技术中，齿槽转矩的基本成分的降低不充分，也有时通过转子的偏斜(连续性偏斜、使转子的多段错开的偏斜)来应对。然而，在进行偏斜的情况下，存在电动机的输出有可能下降这样的问题。另外，若进行偏斜则部件数量、工时会增加，从而还存在成本上升的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够通过优化转子形状来消除因转子极数和定子槽数引起的齿槽转矩的基本成分、从而实现齿槽转矩的大幅降低的电动机。

本实用新型的一个实施例所涉及的电动机具有：转子，其具有转子铁芯以及包括设置于转子铁芯的永磁体的多个磁极；以及定子，其配置于转子的外周侧，具有定子铁芯，该定子铁芯中形成有与多个磁极相向的多个齿以及用于收纳卷绕于多个齿的电枢绕组的槽，该电动机的特征在于，转子构成为从转子的中心到外周的距离r(θ)满足下述的式(1)和式(2)，

其中，

R：定子芯的最小半径

r₀：转子最大半径

r₁：以往形状的转子的半径

p：转子的极数

θ：以从转子的旋转中心与旋转轴垂直地去向转子极中心的直线为基准(0[rad])时的角度[rad]

φ：用于指定r(θ)的范围[rad]

α、β、γ、μ：分别在上式中被指定了范围的、用于对转子形状赋予特征的参数。

附图说明

通过与附图相关联的以下的实施方式的说明，本实用新型的目的、特征以及优点会变得更进一步明确。在该附图中，

图1是表示在以往的电动机中使转子形状连续地变化时的齿槽转矩波形(基本成分)的变化的概念图，

图2是以往的电动机中的以2段的方式构成偏斜构造时的转子的概要立体图，