专利名称：永磁型电动机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及驱动例如室内空调器或水暖器等鼓风扇的永磁型电动机，尤其涉及减 少齿槽转矩(cogging torgue)及转矩波动、且能抑制电动机的转矩下降的设有永磁体的永 磁型电动机。
背景技术：
以往，永磁型电动机设有转子及定子，所述转子具备轴、固定在该轴上的转子铁 心、环状均等地配置在转子铁心外周面的作为励磁手段的多个永磁体，所述定子系将线圈 巻绕在定子铁心上，这样的永磁型电动机为人们所公知。 在此，永磁型电动机产生的齿槽转矩(因在定子和转子之间发生的磁吸力引起的 转矩相对回转角的变化)以及转矩波动(转矩脉动)受构成转子的各永磁体和构成定子的 定子铁心之间发生的空隙磁场密度分布影响，这为人们所公知。齿槽转矩及转矩波动成为 电动机振动及噪音产生的主要原因，在这方面存在问题。 对于该问题，通过图5所示永磁体5减少齿槽转矩的永磁型电动机为人们所公知 (专利文献1 :日本专利公开第2002-84695号)。图5是用于专利文献1记载的永磁型电 动机的永磁体5的横截面图。如图5所示，永磁体5的内周缘51以第一圆弧511形成，外 周缘52以第二圆弧521、与第二圆弧521的一端C接合的第三圆弧522、与第二圆弧521的 另一端C'接合的第四圆弧523形成。 使用该永磁体5的永磁型电动机(图示省略)场合，第二圆弧521以与第一圆 弧511具有相同中心01的圆弧形成，因此，在以第一圆弧511及第二圆弧521区划的区域 Zl (斜线部)，能使得永磁体5的径向厚度为一定，能抑制电动机的输出下降。另一方面，在 以第一圆弧511和第三圆弧522区划的区域Z2以及以第一圆弧511和第四圆弧523区划 的区域Z3中，径向厚度朝着端部变小，能在某种程度上减少齿槽转矩。
但是，在该永磁体5中，在区域Zl的永磁体5的径向厚度为一定，与此相对，在区 域Z2、Z3中，径向厚度朝着外周缘52的两端B、B'突然变小，因此，存在不能完全减少齿槽 转矩及转矩波动的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述以往技术中的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供
一边抑制电动机的转矩下降、一边减少齿槽转矩及转矩波动的永磁型电动机。
为了达到上述目的，本发明的永磁型电动机，包括 定子，设有定子铁心以及巻绕在该定子铁心上的线圈，所述定子铁心包括环状磁 轭部及从该磁轭部放射状延伸的齿部； 转子，设有环状配置的多个永磁体；该永磁型电动机特征在于
所述永磁体的横截面具有 内周缘，由第一圆弧构成，该第一圆弧的曲率中心为01，曲率半径为R1 ;
外周缘，由第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧构成，所述第二圆弧的曲率中心为02、曲
率半径为R2，所述第三圆弧与上述第二圆弧的一端接合，曲率中心为03，曲率半径为R3，所
述第四圆弧与第二圆弧的另一端接合，曲率中心为04，曲率半径为R4 ; 将上述第二圆弧的中点设为A，一端设为C，另一端设为C'，连接上述曲率中心Ol
和上述中点A的线段设为线段A01时，上述曲率中心02配置在上述线段A01上； 将连接上述曲率中心02和上述第二圆弧一端C的线段设为线段C02时，上述曲率
中心03配置在上述线段C02上； 将连接上述曲率中心02和上述第二圆弧另一端C'的线段设为线段C'02时，上述 曲率中心04配置在上述线段C' 02上； 上述曲率半径R2、R3、R4和上述线段A01的长度满足以下数式1 :
A01 > R2 > R3 = R4 (数式1) 作为更好的形态，本发明的永磁型电动机的特征在于 上述曲率半径R2与上述线段AOl的长度之比满足以下数式2 : 0. 63《(R2/A01)《0. 8 (数式2) 进而，作为更好的形态，本发明的永磁型电动机的特征在于
上述曲率半径R3与上述曲率半径R2的长度之比满足以下数式3 :
0. 56《(R3/R2)《0. 81 (数式3)
下面说明本发明的效果。 按照本发明，能一边抑制电动机的转矩下降，一边减少齿槽转矩及转矩波动。
图1是本发明的永磁型电动机的横截面图。
图2是本发明的永磁体的横截面图。 图3是表示齿槽转矩及转矩波动的下降率和曲率半径R2的关系的图线。 图4是表示齿槽转矩及转矩波动的下降率和曲率半径R2及曲率半径R3的关系的表。 图5是以往的永磁体的横截面图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施形态，但是，本发明并不局限于此。图l是本发明 的永磁型电动机1的横截面图。 如图1所示，本发明的永磁型电动机1包括环状的定子2以及同轴配置在该定子 2内周的转子3，在转子3的中心，同轴地设有轴6。转子3设有固定在轴6上的转子铁心 31，以及环状均等地配置在该转子铁心31外周面的作为励磁手段的8个永磁体5。定子2 通过所定的空隙围绕上述转子3配设，包括环状的磁轭部211以及从该磁轭部211放射状 地延伸的齿部212，线圈4巻绕在定子铁心21上。 图2是详细表示图1所示永磁体5的横截面图。各永磁体5都为相同形状，下面 仅就其中一个进行说明。永磁体5与图5所示以往的永磁体5相同，包括内周缘51、外周缘 52、连接它们的一对侧周缘53、53'。内周缘51以曲率中心为01、曲率半径为Rl的第一圆弧511构成。另一方面，外周缘52以第二圆弧521、第三圆弧522、第四圆弧523构成，所述 第二圆弧521具有与第一圆弧511的曲率中心01不同的曲率中心02、曲率半径R2，所述第 三圆弧522与第二圆弧521的一端C接合，曲率中心设为03，曲率半径设为R3，所述第四圆 弧523与第二圆弧521的另一端C'接合，曲率中心设为04，曲率半径设为R4。
当将第一圆弧511的中点设为M，第二圆弧521的中点设为A时，如图2所示，曲率 中心01、 02及中点M、 A在连接中点A和曲率中心01的线段A01上配置为排列成一直线。 并且，第二圆弧521的曲率半径R2比线段AOl的长度短。又，第三圆弧522的曲率中心03 位于连接第二圆弧521的一端C和曲率中心02的线段C02上，因此，成为第二圆弧521和 第三圆弧522的交接处没有棱角的连续变化的平滑的外周缘52。又，第三圆弧522的曲率 半径R3比第二圆弧521的曲率半径R2短。 同样，第四圆弧523的曲率中心04位于连接第二圆弧521的另一端C'和曲率中 心02的线段C'02上，因此，成为第二圆弧521和第四圆弧523的交接处也没有棱角的连续 变化的平滑的外周缘52。又，第四圆弧523的曲率半径R4比第二圆弧521的曲率半径R2 短。 本发明的永磁体5的横截面如图2所示，以线段A01作为中心线呈对称形状。因 此，第三圆弧522的曲率半径R3和第四圆弧523的曲率半径R4成为相等长度。
本发明的永磁体5的结构如上所述，第二圆弧521的曲率中心02位于线段A01上， 因此，第二圆弧521的曲率半径R2比线段AOl的长度短。因此，在以第一圆弧511及第二 圆弧521区划的区域Z1中，永磁体5的径向厚度在第二圆弧中点A成为最大，随着朝着第 二圆弧521的一端C(或另一端C')逐渐变薄。 并且，在以第一圆弧511和第三圆弧522区划的区域Z2以及以第一圆弧511和第 四圆弧523区划的区域Z3中，由于曲率半径R3及R4比曲率半径R2短，因此，本发明的永 磁体5的径向厚度即使在与区域Zl连续的上述区域Z2中，也随着朝着外周缘一端B，进一 步变薄，在与区域Zl连续的上述区域Z3中，也随着朝着外周缘另一端B'，进一步变薄。
这样，本发明涉及的永磁体5的径向厚度即使在与区域Zl连续的区域Z2、 Z3中， 也逐渐变薄，因此，能减少齿槽转矩及转矩波动。 图3是表示在图1所示的本发明的永磁体5中，固定线段A01的长度，减短第二圆 弧521的曲率半径R2时，通过磁场解析计算永磁型电动机1的转矩、齿槽转矩、以及转矩波 动减少多少程度的结果的图线。比较对象是使用图5所示的以往技术的永磁体5的永磁型 电动机1的转矩、齿槽转矩、以及转矩波动。图3横座标表示R2/A01，纵座标表示百分比X。
在此，减短第二圆弧521的曲率半径R2时，本发明的永磁体5的种类、配置方向、 第二圆弧521的中点A及外周缘两端B、B'的位置、中心角T1的大小、以及第二圆弧521的 端部C、 C'相对01形成角度T2的大小设为不变。因此，若确定曲率半径R2的大小，则与 其相对应，确定第三圆弧的曲率中心03以及第四圆弧的曲率中心04的位置，以及曲率半径 R3、R4的大小。具体地说，曲率中心03的位置设为以下位置在连接曲率中心02和第二圆 弧521的一端C的线段C02上，使得从曲率中心03到第二圆弧521的一端C的长度，和从 曲率中心03到外周缘一端B的长度相同。第四圆弧的曲率中心04和曲率半径R4也同样。
图4是表示在图1所示的本发明的永磁体5中，减短第二圆弧521的曲率半径R2 时，通过磁场解析计算第三圆弧522的曲率半径R3与对应的曲率半径R2的比(R3/R2)、永磁型电动机1的齿槽转矩和转矩波动的减少率、以及转矩的下降率的结果的表。比较对象 是使用图5所示的以往技术的永磁体5的永磁型电动机1的转矩、齿槽转矩、以及转矩波动。 在磁场解析中，本发明的永磁体5为铁氧体烧结，磁化方向设为平行取向，第一圆 弧的曲率半径Rl = 29. 25mm，线段A01 = 35. 25mm，线段B01 = 33. 49mm，永磁体5的中心 角丁1 = 43° (机械角)，角度T2二 10.75° (机械角)，与定子铁心30的最小空隙长度 0. 5mm。 若根据图3，可知具有线段A01的长度和曲率半径R2的差越大、转矩下降率越大 的倾向。具体地说，若线段AOl的长度与曲率半径R2的比(R2/A01)为0. 8以上(在本发 明中，"0.8以上"是指大于或等于0.8，其他皆如此)，则转矩不下降。若使得曲率半径R2 进一步减少，则当R2/A01为0. 72时，转矩下降1%，当R2/A01为0. 63时，转矩下降2%，当 R2/A01为0. 55时，转矩下降3%。这是由于曲率半径R2越小，永磁体5的径向厚度越薄， 转矩下降。 又，若根据图4，可知在某范围之内，曲率半径R3与曲率半径R2的比(R3/R2)越 大，齿槽转矩及转矩波动的减少率越大。尤其，曲率半径R3与曲率半径R2的比(R3/R2)在 达到0. 56前，尽管转矩几乎不下降，齿槽转矩及转矩波动最大减少40%以上。并且，当曲率 半径R3与曲率半径R2的比(R3/R2)为O. 66时，尽管转矩下降1 %，齿槽转矩及转矩波动的 减少率都成为60%以上的最大值。 曲率半径R3与曲率半径R2的比(R3/R2)变大表示曲率半径R2变小、而曲率半径 R3变大。若曲率半径R2变小，则线段A01的长度和曲率半径R2的差变大，区域Z1的两端 (第二圆弧的两端C、C')的永磁体5的厚度的减少比例变大。另一方面，若曲率半径R3变 大，则区域Z2—端(上述外周缘的一端B)的永磁体5的厚度的减少比例变小。这样，在区 域Z1的永磁体5的厚度的减少比例变大，而在区域Z2的永磁体5的厚度的减少比例变小， 永磁体5的表面磁力线波形接近正弦波状，与图5所示以往的永磁体5比较，减少齿槽转矩 及转矩波动。 但是，若R3/R2变大，超过0. 66成为0. 81，则齿槽转矩及转矩波动增加，与图5所 示以往的永磁体5比较场合，齿槽转矩及转矩波动的减少率变小。这是由于若R3/R2超过 0. 66接近1. O，则外周缘52接近由单一圆弧构成的形状，本发明的永磁体5的表面磁力线 波形远离正弦波状的缘故。 如上所述，当减小曲率半径R2，将曲率半径R2与线段A01的长度之比(R2/A01)设 为0. 63以上、0. 8以下(在本发明中，"O. 8以下"是指小于或等于0. 8，其他皆如此)，同时， 将曲率半径R3与曲率半径R2之比(R3/R2)设为0. 56以上、0. 81以下场合，使得转矩几乎 不下降地能将齿槽转矩最大减少40%以上。并且，若在该范围内，能得到噪音及效率平衡良 好的永磁型电动机。 本发明的永磁型电动机1的永磁体5的中心角T1设为大致43 ° ，8个永磁体5环 状均等地配置构成转子，但本发明并不局限于此。即，可以根据永磁体5的中心角Tl，将6 个、10个等的永磁体环状均等地配置构成转子。又，关于其他结构(例如槽数等)也可以适 当变更。 上面参照
了本发明的实施形态，但本发明并不局限于上述实施形态。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
权利要求
一种永磁型电动机，包括定子，设有定子铁心以及卷绕在该定子铁心上的线圈，所述定子铁心包括环状磁轭部及从该磁轭部放射状延伸的齿部；转子，设有环状配置的多个永磁体；该永磁型电动机特征在于所述永磁体的横截面具有内周缘，由第一圆弧构成，该第一圆弧的曲率中心为O1，曲率半径为R1；外周缘，由第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧构成，所述第二圆弧的曲率中心为O2、曲率半径为R2，所述第三圆弧与上述第二圆弧的一端接合，曲率中心为O3，曲率半径为R3，所述第四圆弧与第二圆弧的另一端接合，曲率中心为O4，曲率半径为R4；将上述第二圆弧的中点设为A，一端设为C，另一端设为C’，连接上述曲率中心O1和上述中点A的线段设为线段AO1时，上述曲率中心O2配置在上述线段AO1上；将连接上述曲率中心O2和上述第二圆弧一端C的线段设为线段CO2时，上述曲率中心O3配置在上述线段CO2上；将连接上述曲率中心O2和上述第二圆弧另一端C’的线段设为线段C’O2时，上述曲率中心O4配置在上述线段C’O2上；上述曲率半径R2、R3、R4和上述线段AO1的长度满足以下数式1AO1＞R2＞R3＝R4(数式1)
2. 根据权利要求1记载的永磁型电动机，其特征在于 上述曲率半径R2与上述线段A01的长度之比满足以下数式2 :<formula>formula see original document page 2</formula> (数式2)
3. 根据权利要求2记载的永磁型电动机，其特征在于 上述曲率半径R3与上述曲率半径R2的长度之比满足以下数式3 : <formula>formula see original document page 2</formula>(数式3)
全文摘要
本发明涉及永磁型电动机，提供能一边抑制电动机输出下降、一边减少齿槽转矩及转矩波动的永磁型电动机。在设有将配置为环状的多个永磁体(5)作为励磁手段的转子(3)的永磁型电动机(1)中，永磁体(5)的横截面的内周缘(51)由曲率中心(O1)、曲率半径(R1)的第一圆弧形成，外周缘(52)由曲率中心(O2)、曲率半径(R2)的第二圆弧(521)、与上述第二圆弧(521)的一端接合的曲率中心O3、曲率半径R3的第三圆弧(522)、与第二圆弧(521)的另一端接合的曲率中心O4、曲率半径R4的第四圆弧(523)形成。并且，各曲率中心配置在各不相同的位置。
文档编号H02K21/14GK101783559SQ20101000424
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月13日 优先权日2009年1月15日
发明者帕堤松堤恰珑·帕依洛, 恰拿蓬·他拿堤蓬, 村上正宪, 维吉塔拉·嘉他侬 申请人:株式会社富士通将军股份有限公司