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JP2008220053A - Electric motor - Google Patents

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JP2008220053A
JP2008220053A JP2007054300A JP2007054300A JP2008220053A JP 2008220053 A JP2008220053 A JP 2008220053A JP 2007054300 A JP2007054300 A JP 2007054300A JP 2007054300 A JP2007054300 A JP 2007054300A JP 2008220053 A JP2008220053 A JP 2008220053A
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JP
Japan
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degrees
torque ripple
electric motor
rotor
center line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007054300A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Miura
徹也 三浦
Yoshiyuki Hisamatsu
義幸 久松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Priority to PCT/JP2008/054230 priority patent/WO2008108478A1/en
Publication of JP2008220053A publication Critical patent/JP2008220053A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
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    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
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    • H02K29/03Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor in which a torque ripple of a specified order can be reduced, and accompanied by this, a specified harmonic component of motor noise can be also reduced. <P>SOLUTION: The motor 1 comprises a stator 100 having a plurality of winding phases 110U, 110V and 110W, a rotor 10 having an external periphery facing the stator 100, and a groove formed at the external periphery of the rotor 10. In the groove, a virtual straight line 12 connecting a bottom point having the deepest depth from the surface of the external periphery and the center of the rotor forms an electric angle of not smaller than 6° and not larger than 22° with respect to a center line 11 of a magnetic pole nearest to the bottom point. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機に関する。   The present invention relates to an electric motor.

一般に、車両に搭載される電動機では、トルクリプルを低減させることが求められている。このトルクリプルは、出力トルクの変動分を平均トルクに対する百分率で示すものであり、一般的に、このトルクリプルが大きいほど電動機に振動および騒音が大きくなることが知られている。   Generally, in an electric motor mounted on a vehicle, it is required to reduce torque ripple. This torque ripple indicates the variation of the output torque as a percentage of the average torque, and it is generally known that the greater the torque ripple, the greater the vibration and noise in the motor.

そして、このトルクリプルの低減が図られた電動機として、たとえば、特開2004−329856号公報に記載された電動機等がある。
特開2004−328956号公報 特開2000−295805号公報 特開平7−336917号公報 特開平11−164501号公報 特開2001−145284号公報 特開2005−261024号公報 特開2005−261081号公報 特開2006−50791号公報 特開2002−223538号公報
An example of an electric motor in which the torque ripple is reduced is an electric motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-329856.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-328956 JP 2000-295805 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-336917 Japanese Patent Laid-Open No. 11-164501 JP 2001-145284 A JP-A-2005-261024 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-261081 JP 2006-50791 A JP 2002-223538 A

しかし、上記従来の電動機においては、トルクリプル全体に着目したものであり、特定の次数のトルクリプルに着目して、その低減を図る手法については、何等記載されていない。   However, the above-described conventional electric motor pays attention to the entire torque ripple, and does not describe any technique for reducing the torque ripple by paying attention to the torque ripple of a specific order.

特に、上記従来技術においては、各次数のトルクリプルと、電動機に生じるノイズの高周波成分との相関関係について着目されていない。   In particular, the above prior art does not pay attention to the correlation between each order of torque ripple and the high-frequency component of noise generated in the motor.

このため、上記従来の電動機においては、トルクリプルの低減を図るものの、どの次数のトルクリプルの成分が低減されているか明確となっておらず、モータノイズのどの高調波成分が低減されているか明確となっていない。   For this reason, in the conventional electric motor, although torque ripple is reduced, it is not clear which order torque ripple component is reduced, and which harmonic component of motor noise is reduced. Not.

これにより、従来の電動機においては、モータノイズのうち、特定の高調波成分の低減および特定の次数のトルクリプルを選択的に低減することができないようになっており、電動機の特性の改善を効率よくできないという問題があった。   As a result, in conventional motors, it is not possible to selectively reduce specific harmonic components and torque ripples of a specific order among motor noises, improving the characteristics of the motor efficiently. There was a problem that I could not.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、特定次数のトルクリプルの低減を図ることができ、これに伴い、モータノイズの特定の高調波成分の低減が図ることができ、効率よく電動機の特性の向上が図られた電動機を提供することである。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and can reduce torque ripple of a specific order, and accordingly, can reduce specific harmonic components of motor noise. An object of the present invention is to provide an electric motor in which the characteristics of the electric motor are efficiently improved.

本発明に係る電動機は、分布巻により形成された、複数の巻線相を有する固定子と、複数の磁極を有し、固定子に向かい合う外周を有する回転子と、回転子の外周に形成された溝部とを備える。そして、上記溝部のうち、外周の表面からの深さが最も深い底点と回転子の中心とを結ぶ仮想直線は、底点に最も近い磁極の中心線に対して、6度以上22度以下の電気角度をなす。   An electric motor according to the present invention is formed by distributed winding, a stator having a plurality of winding phases, a rotor having a plurality of magnetic poles and having an outer periphery facing the stator, and an outer periphery of the rotor. And a groove portion. The virtual straight line connecting the bottom point having the deepest depth from the outer peripheral surface and the center of the rotor in the groove portion is not less than 6 degrees and not more than 22 degrees with respect to the center line of the magnetic pole closest to the bottom point. Make an electrical angle.

好ましくは、上記仮想直線は、中心線に対して、6度以上16度以下の電気角度とされる。   Preferably, the virtual straight line has an electrical angle of 6 degrees to 16 degrees with respect to the center line.

好ましくは、上記仮想直線は、中心線に対して、6度以上12度以下の電気角度とされる。   Preferably, the virtual straight line has an electrical angle of 6 degrees to 12 degrees with respect to the center line.

好ましくは、上記溝部は、中心線に対して線対称の位置に設けられた第1溝部と第2溝部とを含む。好ましくは、上記溝部は、各磁極の中心線ごとに設けられる。   Preferably, the groove part includes a first groove part and a second groove part provided at positions symmetrical with respect to the center line. Preferably, the groove is provided for each center line of each magnetic pole.

本発明に係る電動機によれば、トルクリプルの特定の次数についての成分を低減することができる。   According to the electric motor of the present invention, it is possible to reduce a component for a specific order of torque ripple.

本実施の形態に係る電動機について、図1から図8を用いて説明する。なお、同一の構成または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。   The electric motor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure or an equivalent structure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図1は、本実施の形態に係る回転電機(電動機)1の断面図である。図2は、図1中のIIで示される部分を拡大した拡大図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine (electric motor) 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view in which a portion indicated by II in FIG. 1 is enlarged.

図1および図2に示されるように、この実施の形態1に係る回転電機1は、分布巻により形成された複数の巻線相としてのU相コイル110Uと、V相コイル110Vと、W相コイル110Wとを有する固定子100と、複数の磁極としての永久磁石30を有し、固定子100に向い合う外周面(外周)13を有する回転子10とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical machine 1 according to the first embodiment includes a U-phase coil 110 </ b> U as a plurality of winding phases formed by distributed winding, a V-phase coil 110 </ b> V, and a W-phase. A stator 100 having a coil 110 </ b> W and a rotor 10 having a permanent magnet 30 as a plurality of magnetic poles and having an outer peripheral surface (outer periphery) 13 facing the stator 100 are provided.

固定子100は、環状のコア体103を有し、たとえば、複数の磁性鋼板を積層して構成されている。このコア体103の内周面には、径方向内方に向けて突出する複数のステータティース101が形成されている。このステータティース101間には、スロット部(凹部)102が形成されており、各スロット部102は、コア体103の内周側に向けて開口している。   The stator 100 has an annular core body 103, and is configured, for example, by laminating a plurality of magnetic steel plates. A plurality of stator teeth 101 projecting inward in the radial direction is formed on the inner peripheral surface of the core body 103. Slot portions (concave portions) 102 are formed between the stator teeth 101, and each slot portion 102 opens toward the inner peripheral side of the core body 103.

ステータティース101には、分布巻により巻線相としてのU相コイル110U、V相コイル110V、W相コイル110Wが巻回されている。なお、U相コイル110Uが最もコア体103の外周側に位置しており、このU相コイル110Uより径方向内方側にV相コイル110Vが位置している。そして、このV相コイル110Vに対して径方向内方側にW相コイル110Wが位置している。   Stator teeth 101 are wound with a U-phase coil 110U, a V-phase coil 110V, and a W-phase coil 110W as winding phases by distributed winding. U-phase coil 110U is located closest to the outer peripheral side of core body 103, and V-phase coil 110V is located radially inward from U-phase coil 110U. And W phase coil 110W is located in the diameter direction inner side to this V phase coil 110V.

なお、この図1に示す例においては、ステータティース101に各コイルを直接巻回しているが、他にも、たとえば、インシュレータを用いて各コイルを装着するようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 1, each coil is wound directly around the stator teeth 101. However, for example, each coil may be mounted using an insulator.

このように巻回された各U相コイル110U、V相コイル110V、W相コイル110Wには、それぞれ位相がずれた交流電力が供給される。これにより、各コイル110U、110V、110Wを通るような磁束が発生する。   AC power having a phase shift is supplied to each U-phase coil 110U, V-phase coil 110V, and W-phase coil 110W wound in this manner. Thereby, the magnetic flux which passes each coil 110U, 110V, 110W generate | occur | produces.

回転子10は、鉄または鉄金属などから構成された電磁鋼板を積層することで形成された円柱状のコア体20を備えている。   The rotor 10 includes a cylindrical core body 20 formed by laminating electromagnetic steel plates made of iron or iron metal.

このコア体20には、コア体20の周方向に間隔を隔てて形成され、永久磁石30を収容する複数の磁石収容部20A〜20Hが形成されている。   The core body 20 is formed with a plurality of magnet housing portions 20 </ b> A to 20 </ b> H that are formed at intervals in the circumferential direction of the core body 20 and house the permanent magnet 30.

ここで、磁石収容部20Aは、一対の穴部20A1、20Aを有しており、各穴部20A1、20A2は、コア体20の周方向に僅かに離間している。そして、この穴部20A1、20A2内に永久磁石30が収容されている。各穴部20A1、20A2を規定するコア体20の内表面と、永久磁石30との間には、隙間部40が形成されている。この隙間部40は、永久磁石30の両端部に位置している。   Here, the magnet housing portion 20 </ b> A has a pair of holes 20 </ b> A <b> 1 and 20 </ b> A, and the holes 20 </ b> A <b> 1 and 20 </ b> A <b> 2 are slightly separated in the circumferential direction of the core body 20. And the permanent magnet 30 is accommodated in this hole 20A1, 20A2. A gap 40 is formed between the inner surface of the core body 20 that defines the holes 20 </ b> A <b> 1 and 20 </ b> A <b> 2 and the permanent magnet 30. The gap 40 is located at both ends of the permanent magnet 30.

そして、穴部20A1内に収容された永久磁石30の表面のうち、コア体20の外周面側の磁性と、穴部20A2内に収容された永久磁石30の表面のうち、コア体20の外周面側の磁性とは同じ磁性とされている。   Of the surface of the permanent magnet 30 accommodated in the hole portion 20A1, the outer peripheral surface of the core body 20 among the magnetism on the outer peripheral surface side of the core body 20 and the surface of the permanent magnet 30 accommodated in the hole portion 20A2. The surface side magnetism is the same.

他の磁石収容部20B〜20Hも上記磁石収容部20Aと同様に、一対の穴部を有しており、各穴部には永久磁石30が収容されている。   The other magnet housing portions 20B to 20H also have a pair of holes, like the magnet housing portion 20A, and the permanent magnets 30 are housed in the respective hole portions.

ここで、一の磁石収容部20A〜20Hに収容された各永久磁石30のうち、コア体20の外周面側の磁性と、この磁石収容部20A〜20Hに対してコア体20の周方向に隣り合う磁石収容部20A〜20H内に収容された永久磁石30のうち、コア体20の外周面側の磁性とは、互いに異なるようになっている。このため、コア体20の周方向に向けて各磁石収容部20A〜20H内に収容された磁石のうち、コア体20の外周面側の磁性は、交互に異なるように配置されている。   Here, among the permanent magnets 30 housed in one magnet housing portion 20A to 20H, the magnetism on the outer peripheral surface side of the core body 20 and the circumferential direction of the core body 20 with respect to the magnet housing portions 20A to 20H. Of the permanent magnets 30 accommodated in the adjacent magnet accommodating portions 20A to 20H, the magnetism on the outer peripheral surface side of the core body 20 is different from each other. For this reason, among the magnets accommodated in the magnet accommodating portions 20A to 20H toward the circumferential direction of the core body 20, the magnetism on the outer peripheral surface side of the core body 20 is arranged to be alternately different.

ここで、図3は、本実施の形態に係る回転電機1において、電気角度が90度となる範囲を示す拡大図である。   Here, FIG. 3 is an enlarged view showing a range where the electrical angle is 90 degrees in the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment.

この図3において、磁石収容部20Aの各穴部20A1、20A2内に収容された各永久磁石30の外周側の各磁性は同じである。そして、磁石収容部20A内に収容された永久磁石30の外周側の磁性と、この磁石収容部20Aと隣り合う磁石収容部20B、20Hの穴部に収容された永久磁石30の外周側の磁性とは異なる。   In FIG. 3, the magnetism on the outer peripheral side of each permanent magnet 30 accommodated in each hole 20A1, 20A2 of the magnet accommodating portion 20A is the same. And the magnetism of the outer peripheral side of the permanent magnet 30 accommodated in the magnet accommodating part 20A, and the magnetism of the outer peripheral side of the permanent magnet 30 accommodated in the magnet accommodating parts 20B and 20H adjacent to the magnet accommodating part 20A Is different.

このため、磁石収容部20A内に収容された永久磁石30の磁極の中心線11は、穴部20A1と穴部20A2の中間と、コア体20の中心点120とを通る。さらに、この中心線11となす電気角度が90度となる直線112は、磁石収容部20Aと、この磁石収容部20Aに対してコア体20の周方向に隣り合う磁石収容部20Bとの中間を通ると共に、中心点120を通る。   For this reason, the center line 11 of the magnetic pole of the permanent magnet 30 housed in the magnet housing portion 20A passes through the middle of the hole portion 20A1 and the hole portion 20A2 and the center point 120 of the core body 20. Furthermore, a straight line 112 having an electrical angle of 90 degrees with the center line 11 is located between the magnet housing portion 20A and the magnet housing portion 20B adjacent to the magnet housing portion 20A in the circumferential direction of the core body 20. And passes through the center point 120.

このように、回転子10は、複数の永久磁石30を備えており、固定子100の各コイル110U、110V、110Wに交流電力が供給されることで、固定子100は、回転する。なお、回転子10は、回転子10の中央部に形成された貫通孔に挿入された回転シャフト130に固設されており、この回転シャフト130は、回転可能に支持されている。   As described above, the rotor 10 includes a plurality of permanent magnets 30, and the stator 100 rotates when AC power is supplied to the coils 110 </ b> U, 110 </ b> V, and 110 </ b> W of the stator 100. The rotor 10 is fixed to a rotating shaft 130 inserted in a through hole formed in the central portion of the rotor 10, and the rotating shaft 130 is rotatably supported.

ここで、図2に示すように、回転子10の外周面13には、複数の溝(凹部)14が形成されている。この溝部は、三角形状や四角形状等の多角形状であってもよく、さらに、滑らかな湾曲面形状とされてもよい。   Here, as shown in FIG. 2, a plurality of grooves (recesses) 14 are formed on the outer peripheral surface 13 of the rotor 10. The groove may have a polygonal shape such as a triangular shape or a quadrangular shape, and may have a smooth curved surface shape.

ここで、溝部14の底点15は、コア体20の外周面13から最も深さが深い部分とする。すなわち、底点15は、溝部14を規定するコア体20の表面のうち、最もコア体20の径方向内方に位置する部分である。   Here, the bottom 15 of the groove portion 14 is a portion having the deepest depth from the outer peripheral surface 13 of the core body 20. That is, the bottom point 15 is a portion located on the innermost side in the radial direction of the core body 20 in the surface of the core body 20 that defines the groove portion 14.

そして、この底点15は、図2に示すように、この底点15に最も近い磁極の中心線11に対して電気角度φが6度以上22度以下となる位置に形成されている。   As shown in FIG. 2, the bottom point 15 is formed at a position where the electrical angle φ is 6 degrees or more and 22 degrees or less with respect to the magnetic pole center line 11 closest to the bottom point 15.

なお、好ましくは、磁極の中心線11と、上記中心線11とのなす電気角度φが6度以上16度以下となる位置に底点15を位置させる。さらに、好ましくは、6度以上12度以下となるのが好ましい。   Preferably, the bottom 15 is located at a position where the electrical angle φ formed by the center line 11 of the magnetic pole and the center line 11 is 6 degrees or more and 16 degrees or less. Furthermore, it is preferably 6 degrees or more and 12 degrees or less.

図4は、底点15と中心線11との電気角度φが6度以上22度以下とされた本実施の形態に係る回転電機のトルクリプルを実線で示し、底点15と中心線11との電気角度φが40度以上44度以下とされた比較例の回転電機のトルクリプルを破線で示したグラフである。   FIG. 4 shows the torque ripple of the rotating electrical machine according to the present embodiment in which the electrical angle φ between the bottom point 15 and the center line 11 is 6 degrees or more and 22 degrees or less by a solid line. It is the graph which showed the torque ripple of the rotary electric machine of the comparative example by which electrical angle (phi) was 40 degrees or more and 44 degrees or less with the broken line.

そして、図5は、本実施の形態に係る回転電機1と、上記比較例の回転電機とのトルクリプルとの波形をそれぞれフーリエ変換して、トルクリプル24次成分と、トルクリプル48次成分とについて、比較するグラフである。この図5において、縦軸は、トルクリプル24次成分の大きさを示し、横軸は、トルクリプルの次数を示す。この図5中において、比較例は、斜線によって示されたグラフであり、本実施の形態に係る回転電機1は、他方のグラフによって示される。   FIG. 5 shows a comparison between the torque ripple 24th order component and the torque ripple 48th order component by Fourier-transforming the waveforms of the torque ripples of the rotary electrical machine 1 according to the present embodiment and the rotating electrical machine of the comparative example. It is a graph to do. In FIG. 5, the vertical axis indicates the magnitude of the torque ripple 24-order component, and the horizontal axis indicates the order of torque ripple. In FIG. 5, the comparative example is a graph indicated by oblique lines, and the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment is indicated by the other graph.

ここで、トルクリップルの次数は、回転子10が一回転する間に生じるコギングトルクに相当するものであって、回転子10の磁極数とスロット部102の個数(ステータティース101の個数)との最小公倍数で示される。   Here, the order of the torque ripple corresponds to the cogging torque generated during one rotation of the rotor 10, and is the number of magnetic poles of the rotor 10 and the number of slot portions 102 (number of stator teeth 101). Shown in least common multiple.

ここで、本実施の形態に係る回転電機1は、磁極数は8とされ、3相コイルとされ、スロット部数(ステータティース数)は、48とされている。   Here, in the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, the number of magnetic poles is 8, a three-phase coil, and the number of slot portions (number of stator teeth) is 48.

一般に、このような3相8極モータの回転電機においては、モータノイズの高調波成分の良否判断は、8次、24次、48次にてなされる。   In general, in such a rotating electrical machine of a three-phase 8-pole motor, the quality determination of the harmonic component of the motor noise is made by the 8th, 24th, and 48th orders.

そして、モータノイズ8次成分は、トルクリプル8次成分に対応しており、モータノイズ24次成分は、トルクリプル24次成分に対応する。さらに、モータノイズ48次成分は、トルクリプル48次成分に対応する。   The motor noise 8th order component corresponds to the torque ripple 8th order component, and the motor noise 24th order component corresponds to the torque ripple 24th order component. Furthermore, the motor noise 48th order component corresponds to the torque ripple 48th order component.

そして、図5から分かるように、本実施の形態に係る回転電機1のトルクリプル24次成分の大きさは、比較例の回転電機のトルクリプル24次成分よりも小さくなっていることが分かる。このため、本実施の形態に係る回転電機1は、比較例の回転電機よりも、モータノイズの24次成分の低減を図ることができることが分かる。   As can be seen from FIG. 5, the magnitude of the torque ripple 24th order component of the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment is smaller than the torque ripple 24th order component of the rotating electrical machine of the comparative example. For this reason, it turns out that the rotary electric machine 1 which concerns on this Embodiment can aim at reduction of the 24th-order component of a motor noise rather than the rotary electric machine of a comparative example.

図6は、電気角度φを様々設定して、それぞれについて回転電機のトルクリプルのトルクリプル24次成分を示すグラフである。この図6においては、縦軸はトルクリプル24次成分とされており、横軸は、溝部14の底点15と、中心線11との電気角度を示す。この図6に示されるように、電気角度φが6度以上22度以下の範囲(図中におけるφ1に示す範囲)においては、トルクリプル24次成分が低減されている事がわかる。   FIG. 6 is a graph showing torque ripple 24th order components of the torque ripple of the rotating electrical machine for various electrical angles φ. In FIG. 6, the vertical axis represents the torque ripple 24-order component, and the horizontal axis represents the electrical angle between the bottom 15 of the groove 14 and the center line 11. As shown in FIG. 6, it can be seen that the 24th-order component of torque ripple is reduced when the electrical angle φ is in the range of 6 degrees to 22 degrees (the range indicated by φ1 in the figure).

ここで、上記比較例に係る回転電機のトルクリプル24次成分は、図中のφ4に示す範囲となっている。このように、本実施の形態に係る回転電機1のトルクリプル24次成分は、上記比較例の回転電機のトルクリプル24次成分よりも低減されていることが分かる。   Here, the torque ripple 24th order component of the rotating electrical machine according to the comparative example is in a range indicated by φ4 in the drawing. Thus, it turns out that the torque ripple 24th order component of the rotary electric machine 1 which concerns on this Embodiment is reduced rather than the torque ripple 24th order component of the rotary electric machine of the said comparative example.

ここで、図6に示すように、電気角度φが6度以上16度以下の範囲(図中におけるφ2に示す範囲)において、特に、トルクリプル24次成分が低減されていることが分かる。   Here, as shown in FIG. 6, it can be seen that in the range where the electrical angle φ is 6 degrees or more and 16 degrees or less (the range indicated by φ2 in the figure), the torque ripple 24th order component is particularly reduced.

トルクリプル24次成分は、回転電機に生じるモータノイズをフーリエ変換して算出されるモータノイズ24次成分に対応する。このため、本実施の形態に係る回転電機1においては、モータノイズ24次成分を低減することができる。このように、本実施の形態に係る回転電機1によれば、モータノイズのうち、高調波成分のモータノイズ24次成分を選択的に低減することができる。   The torque ripple 24th order component corresponds to the motor noise 24th order component calculated by Fourier transforming the motor noise generated in the rotating electrical machine. For this reason, in the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, it is possible to reduce motor noise 24th order components. Thus, according to the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, the motor noise 24th order component of the harmonic component can be selectively reduced among the motor noise.

図7は、溝部14の底点15と中心点120とを通る直線(仮想直線)12と、磁極の中心線11との電気角度φを様々設定して、各回転電機のトルクリプルを示すグラフである。この図7において、縦軸は、トルクリプルを示し、横軸は溝部14の底点15と磁極の中心線11との電気角度を示す。   FIG. 7 is a graph showing torque ripples of each rotating electrical machine by setting various electrical angles φ between a straight line (virtual straight line) 12 passing through the bottom 15 and the center point 120 of the groove 14 and the center line 11 of the magnetic pole. is there. In FIG. 7, the vertical axis represents the torque ripple, and the horizontal axis represents the electrical angle between the bottom 15 of the groove 14 and the center line 11 of the magnetic pole.

さらに、図8は、電気角度φを様々設定して、各回転電機のトルクリプル48次成分を示すグラフである。この図8において、縦軸は、トルクリプル48次成分を示し、横軸は、上記直線12と中心線11との電気角度を示す。   Further, FIG. 8 is a graph showing a torque ripple 48th order component of each rotating electrical machine with various electrical angles φ set. In FIG. 8, the vertical axis represents the 48th-order component of torque ripple, and the horizontal axis represents the electrical angle between the straight line 12 and the center line 11.

ここで、図7に示されるように、電気角度φが、6度以上12度以下の範囲(図中のφ3に示される範囲)においては、充分にトルクリプルが低減されていることが分かる。さらに、図8に示すように、電気角度φが、6度以上12度以下の範囲(図中のφ3に示す範囲)で、トルクリプル48次成分が充分に低減されていることが分かる。このため、電気角度φを6度以上12度以下に設定するのが好ましいことが分かる。   Here, as shown in FIG. 7, it can be seen that the torque ripple is sufficiently reduced when the electrical angle φ is in the range of 6 degrees to 12 degrees (the range indicated by φ3 in the figure). Furthermore, as shown in FIG. 8, it can be seen that the 48th-order component of the torque ripple is sufficiently reduced when the electrical angle φ is in the range of 6 degrees to 12 degrees (range indicated by φ3 in the figure). For this reason, it turns out that it is preferable to set electrical angle (phi) 6 to 12 degree | times.

この図7において、上記比較例に係る回転電機は、図中の電気角度φ4に示す範囲である。このため、溝部14の底点15の位置を磁極の中心線11に対して、電気角度φが7度以上8.2度以下の範囲(図中のφ5に示す範囲)においては、比較例に係る回転電機のトルクリプルよりの低減されている。このため、本実施の形態に係る回転電機1においても、溝部14の底点15の位置を磁極の中心線11に対して、電気角度φが7度以上8.2度以下とするのが好ましいことが分かる。   In FIG. 7, the rotating electrical machine according to the comparative example is in a range indicated by an electrical angle φ4 in the drawing. For this reason, the position of the bottom point 15 of the groove portion 14 is within the range where the electrical angle φ is 7 degrees or more and 8.2 degrees or less with respect to the magnetic pole center line 11 (the range indicated by φ5 in the figure). The torque ripple of the rotating electric machine is reduced. For this reason, also in the rotating electrical machine 1 according to the present embodiment, it is preferable that the position of the bottom point 15 of the groove portion 14 is 7 degrees or more and 8.2 degrees or less with respect to the center line 11 of the magnetic pole. I understand that.

ここで、図3に示されるように、溝部14は、磁極の中心線11に対して線対称の位置にそれぞれ設けられている。さらに、図1に示すように、各磁石収容部20A〜20Hに収容された各一対の永久磁石30についての磁極の中心線11ごとにそれぞれ溝部14が設けられている。   Here, as shown in FIG. 3, the groove portions 14 are respectively provided at positions symmetrical with respect to the center line 11 of the magnetic pole. Further, as shown in FIG. 1, a groove portion 14 is provided for each of the magnetic pole centerlines 11 for each pair of permanent magnets 30 accommodated in the magnet accommodating portions 20 </ b> A to 20 </ b> H.

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Furthermore, the above numerical values are examples, and are not limited to the above numerical values and ranges.

本発明は、電動機に利用することができ、特に、トルクリプル24次の低減に好適である。   The present invention can be used for an electric motor, and is particularly suitable for reducing torque ripple 24th order.

本実施の形態に係る回転電機(電動機)の断面図である。It is sectional drawing of the rotary electric machine (electric motor) which concerns on this Embodiment. 図1中のIIで示される部分を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the part shown by II in FIG. 1 was expanded. 本実施の形態に係る回転電機において、電気角度が90度となる範囲を示す拡大図である。In the rotary electric machine which concerns on this Embodiment, it is an enlarged view which shows the range from which an electrical angle becomes 90 degree | times. 底部と中心線との電気角度φが6度以上22度以下とされた本実施の形態に係る回転電機のトルクリプルを実線で示し、底部と中心線との電気角度φが40度以上44度以下とされた比較例の回転電機のトルクリプルを破線で示したグラフである。The torque ripple of the rotating electrical machine according to the present embodiment in which the electrical angle φ between the bottom and the center line is 6 degrees or more and 22 degrees or less is shown by a solid line, and the electrical angle φ between the bottom and the center line is 40 degrees or more and 44 degrees or less. 5 is a graph showing a torque ripple of a rotating electrical machine of a comparative example indicated by a broken line. 本実施の形態に係る回転電機と、比較例の回転電機とのトルクリプルとの波形をそれぞれフーリエ変換して、トルクリプル24次成分と、トルクリプル48次成分とについて、比較するグラフである。It is a graph which compares the torque ripple 24th order component and the torque ripple 48th order component by Fourier-transforming the waveform of the torque ripple of the rotary electric machine which concerns on this Embodiment, and the rotary electric machine of a comparative example, respectively. 電気角度φを様々設定して、それぞれについて回転電機のトルクリプルのトルクリプル24次成分を示すグラフである。It is a graph which shows the torque ripple 24th order component of the torque ripple of a rotary electric machine about each setting various electrical angles (phi). 電気角度φを様々設定して、各回転電機のトルクリプルを示すグラフである。It is a graph which shows the torque ripple of each rotary electric machine by setting various electrical angles (phi). 電気角度φを様々設定して、各回転電機のトルクリプルのトルクリプル48次成分を示すグラフである。It is a graph which shows the torque ripple 48th-order component of the torque ripple of each rotary electric machine by setting various electrical angles φ.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転電機、10 回転子、11 中心線、12 直線、13 外周面、14 溝部、15 底点、20 コア体、20A,20B 磁石収容部、30 永久磁石、40 隙間部、130 回転シャフト、φ 電気角度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electrical machine, 10 Rotor, 11 Center line, 12 Straight line, 13 Outer peripheral surface, 14 Groove part, 15 Bottom point, 20 Core body, 20A, 20B Magnet accommodating part, 30 Permanent magnet, 40 Crevice part, 130 Rotating shaft, φ Electrical angle.

Claims (5)

分布巻により形成された複数の巻線相を有する固定子と、
複数の磁極を有し、前記固定子に向かい合う外周を有する回転子と、
前記回転子の前記外周に形成された溝部とを備え、
前記溝部のうち、前記外周の表面からの深さが最も深い底点と回転子の中心とを結ぶ仮想直線は、前記底点に最も近い前記磁極の中心線に対して、6度以上22度以下の電機角度をなす、電動機。
A stator having a plurality of winding phases formed by distributed winding;
A rotor having a plurality of magnetic poles and having an outer periphery facing the stator;
A groove formed on the outer periphery of the rotor,
An imaginary straight line connecting the bottom point having the deepest depth from the outer peripheral surface of the groove and the center of the rotor is 6 degrees or more and 22 degrees with respect to the center line of the magnetic pole closest to the bottom point. An electric motor with the following electrical angle.
前記仮想直線は、前記中心線に対して、6度以上16度以下の電気角度とされた、請求項1に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the virtual straight line has an electrical angle of 6 degrees or more and 16 degrees or less with respect to the center line. 前記仮想直線は、前記中心線に対して、6度以上12度以下の電気角度とされた、請求項1に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the virtual straight line has an electrical angle of 6 degrees or more and 12 degrees or less with respect to the center line. 前記溝部は、前記中心線に対して線対称の位置に設けられた第1溝部と第2溝部とを含む、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電動機。   4. The electric motor according to claim 1, wherein the groove portion includes a first groove portion and a second groove portion provided at positions symmetrical with respect to the center line. 5. 前記溝部は、各前記磁極ごとに設けられた、請求項1から請求項4のいずれかに記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the groove is provided for each of the magnetic poles.
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