JP2009232525A - Rotor for ipm motor and ipm motor - Google Patents
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Abstract
【課題】永久磁石に生じ得る反転磁界に起因する熱減磁が仮に生じた場合でも、この熱減磁を効果的に抑制することのできる構造を備えたIPMモータ用ロータと、これを備えたIPMモータを提供する。
【解決手段】複数の永久磁石2がロータコア10のスロット13内に収容され、該永久磁石2の側面の少なくとも一部と該スロット13の内面との間に永久磁石固定用の樹脂材3が介在するIPMモータ用のロータ1において、永久磁石2の側面とスロット13の内面に連通し、磁性素材からなる連絡部4が樹脂材3内に形成されている。
【選択図】図2A rotor for an IPM motor having a structure capable of effectively suppressing thermal demagnetization even when thermal demagnetization caused by a reversal magnetic field that can occur in a permanent magnet is provided. An IPM motor is provided.
A plurality of permanent magnets 2 are accommodated in slots 13 of a rotor core 10, and a resin material 3 for fixing the permanent magnets is interposed between at least a part of the side surfaces of the permanent magnets 2 and the inner surface of the slots 13. In the rotor 1 for an IPM motor, a connecting portion 4 made of a magnetic material is formed in the resin material 3 so as to communicate with the side surface of the permanent magnet 2 and the inner surface of the slot 13.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、永久磁石がロータ内に埋め込まれてなるIPMモータ用ロータと、このロータを具備するIPMモータに関するものである。 The present invention relates to an IPM motor rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor, and an IPM motor including the rotor.
永久磁石をロータ内部に埋め込んでなる磁石埋め込み型モータ(以下、IPMモータという)は、コイルと永久磁石の吸引力/反発力に起因するマグネットトルクに加えてリラクタンストルクを得ることができるため、永久磁石をロータ外周面に貼着してなる表面磁石型モータに比して高トルクかつ高効率である。したがって、このIPMモータは、高出力性能が要求されるハイブリット車、電気自動車の駆動用モータ等に使用されている。なお、この永久磁石としては、希土類磁石やフェライト磁石、アルニコ磁石等の焼結磁石からなるものである。 A magnet-embedded motor (hereinafter referred to as an IPM motor) in which a permanent magnet is embedded in a rotor can obtain a reluctance torque in addition to a magnet torque caused by the attractive force / repulsive force of a coil and a permanent magnet. Compared with a surface magnet type motor in which a magnet is attached to the outer peripheral surface of a rotor, it has high torque and high efficiency. Therefore, this IPM motor is used for a drive motor of a hybrid vehicle, an electric vehicle and the like that require high output performance. In addition, as this permanent magnet, it consists of sintered magnets, such as a rare earth magnet, a ferrite magnet, and an alnico magnet.
ところで、上記する永久磁石は、高温・高逆磁界に曝されると磁化方向が反転し、減磁してしまうこと、この減磁による反転磁界(反転磁束)が更なる減磁の進行を助長する要因となることはよく知られるところである。したがって、従来の永久磁石は、最大トルク時の磁界が磁石に印加されても該磁石が減磁しないように設計されている。 By the way, when the permanent magnet is exposed to a high temperature and a high reverse magnetic field, the magnetization direction is reversed and demagnetized, and the reversal magnetic field (reversal magnetic flux) due to this demagnetization further promotes the progress of demagnetization. It is well known that it becomes a factor to do. Therefore, the conventional permanent magnet is designed so that the magnet does not demagnetize even when a magnetic field at the maximum torque is applied to the magnet.
IPMモータでは、ロータコアに形成された永久磁石挿通用のスロット内に該永久磁石を固定するため、たとえば特許文献1に開示されるIPMモータ用のロータのごとく、非磁性素材の樹脂がスロットと永久磁石の隙間に充填硬化されている。この状態で永久磁石に上記する減磁(熱減磁)が仮に生じると、反転磁界は最も磁気抵抗の低い部分を通過しようとするために、硬化樹脂材ではなく、永久磁石内部を通ることとなり、このことが磁石減磁の進行を助長してしまうことになる。
In the IPM motor, the permanent magnet is fixed in the slot for inserting the permanent magnet formed in the rotor core. Therefore, as in the rotor for the IPM motor disclosed in
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、IPMモータ用のロータに関し、永久磁石に生じ得る反転磁界に起因する熱減磁が仮に生じた場合でも、この熱減磁を効果的に抑制することのできる構造を備えたIPMモータ用ロータと、これを備えたIPMモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and relates to a rotor for an IPM motor. Even when thermal demagnetization due to a reversal magnetic field that can occur in a permanent magnet occurs, this thermal demagnetization is effective. An object of the present invention is to provide a rotor for an IPM motor having a structure that can be suppressed to a low level, and an IPM motor including the same.
前記目的を達成すべく、本発明によるIPMモータ用ロータは、複数の永久磁石がロータコアのスロット内に収容され、該永久磁石の側面の少なくとも一部と該スロットの内面との間に永久磁石固定用の樹脂材が介在する、IPMモータ用のロータであって、前記永久磁石の側面と前記スロットの内面に連通し、磁性素材からなる連絡部が前記樹脂材内に形成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the rotor for an IPM motor according to the present invention, a plurality of permanent magnets are accommodated in a slot of a rotor core, and the permanent magnet is fixed between at least a part of the side surface of the permanent magnet and the inner surface of the slot. A rotor for an IPM motor in which a resin material for use is interposed, which is in communication with a side surface of the permanent magnet and an inner surface of the slot, and a connecting portion made of a magnetic material is formed in the resin material. It is what.
本発明のIPMモータ用ロータは、モータの使用期間中において、ロータコア内に埋設された永久磁石が熱減磁した場合を想定し、仮に永久磁石に熱減磁が生じた場合でも、この減磁を効果的に抑止し、もって永久磁石の初期の磁力(磁気特性)もしくはそれに近い磁力をその使用期間に亘って確保することのできるIPMモータ用ロータに関するものである。すなわち、既述するように、従来のIPMモータ用ロータにおいては、永久磁石に熱減磁が生じた場合を想定し、熱減磁によっても永久磁石の磁気特性を極力低下させない、という構造を呈していない点において、本発明のIPMモータ用ロータは新規な技術思想(構造)と言えるものである。 The rotor for an IPM motor of the present invention assumes that the permanent magnet embedded in the rotor core is thermally demagnetized during the period of use of the motor, and this demagnetization is performed even if thermal demagnetization occurs in the permanent magnet. This is related to an IPM motor rotor that can effectively suppress the initial magnetic force (magnetic characteristics) of a permanent magnet or a magnetic force close to it over the period of use. That is, as described above, the conventional rotor for an IPM motor assumes a case where thermal demagnetization occurs in the permanent magnet, and exhibits a structure in which the magnetic characteristics of the permanent magnet are not reduced as much as possible even by thermal demagnetization. In that respect, the rotor for an IPM motor of the present invention can be said to be a novel technical idea (structure).
そのための構成として、ロータコア内に形成された永久磁石用のスロット内において、永久磁石の側面とスロットの内面の間に熱減磁を招来する反転磁界を流すための連絡部を形成し、これを非磁性の樹脂材内に埋設するものである。 As a configuration for that purpose, in the slot for the permanent magnet formed in the rotor core, a connecting portion is formed between the side surface of the permanent magnet and the inner surface of the slot to flow an inversion magnetic field that causes thermal demagnetization. It is embedded in a non-magnetic resin material.
スロット内には、永久磁石を該スロット内に挿入後に永久磁石をスロット内で固定するための非磁性の樹脂が充填硬化されて樹脂材が形成され、この樹脂材にて永久磁石が固定されるのが一般的であるが、この連絡部は、軟磁性材料からなり、永久磁石の側面とロータコアのスロット内面とを繋ぐように配設されるものである。 In the slot, after inserting the permanent magnet into the slot, a non-magnetic resin for fixing the permanent magnet in the slot is filled and cured to form a resin material, and the permanent magnet is fixed by this resin material. However, the connecting portion is made of a soft magnetic material and is disposed so as to connect the side surface of the permanent magnet and the inner surface of the slot of the rotor core.
ここで、この連絡部の配設箇所は、上記する樹脂材のうち、磁束飽和領域の外側に形成されるのが望ましい。本発明者等によれば、この磁束飽和領域は、永久磁石の側方の樹脂材のうち、ステータ側の領域に形成されることが特定されており、さらに、この磁束飽和領域に上記連絡部を形成しても、永久磁石に作用する反転磁界をその側方の樹脂材に効果的に逃がし難いことが特定されている。 Here, it is desirable that the connecting portion is formed outside the magnetic flux saturation region in the resin material described above. According to the inventors of the present invention, it has been specified that the magnetic flux saturation region is formed in a region on the stator side of the resin material on the side of the permanent magnet. However, it has been specified that it is difficult to effectively escape the reversal magnetic field acting on the permanent magnet to the side resin material.
ロータコアは、軟磁性金属粉末を加圧成形してなる圧粉磁心から成形してもよく、たとえば電磁鋼板等の鋼板を積層してなる鋼板積層体から形成してもよいが、たとえば、この鋼板積層体からロータコアを形成する場合には、上記する連絡部をロータコアを形成するのと同じ鋼板から一体に形成し、スロット内に突出する突材とする形態であってもよい。 The rotor core may be formed from a powder magnetic core formed by press-molding soft magnetic metal powder. For example, the rotor core may be formed from a steel sheet laminate formed by laminating steel sheets such as electromagnetic steel sheets. When the rotor core is formed from the laminated body, the connecting portion described above may be integrally formed from the same steel plate that forms the rotor core, and may be a protrusion that protrudes into the slot.
この形態では、積層される鋼板をロータコア用に円盤状に打ち抜き加工し、その内部に極数に応じた数の永久磁石用スロットを打ち抜き加工する際に、このスロットの内部に突出する突材を形成するようにスロットを加工することにより、所定数の鋼板を積層した際に、スロット内に突材が突出してなるロータコアを製造することができる。 In this embodiment, the laminated steel plates are punched into a disk shape for the rotor core, and when the number of permanent magnet slots corresponding to the number of poles is punched in the inside, the projecting material protruding inside the slots is provided. By processing the slot so as to form, a rotor core in which a projecting material protrudes into the slot when a predetermined number of steel plates are laminated can be manufactured.
このスロット内に永久磁石を挿入することにより、該永久磁石の側面に突材が当接し、この姿勢でスロット内に非磁性の樹脂を充填硬化させることでIPMモータ用ロータが形成される。 By inserting the permanent magnet into the slot, the projecting material comes into contact with the side surface of the permanent magnet, and the rotor for the IPM motor is formed by filling and curing the nonmagnetic resin in the slot in this posture.
上記するIPMモータ用ロータによれば、モータ使用期間中において、仮に永久磁石内に熱減磁が生じた場合でも、この原因となる反転磁界(の流れ)を磁性素材の連絡部を介してロータコア側へ逃がすことが可能となり、永久磁石内における減磁量を低減することが可能となる。 According to the rotor for an IPM motor described above, even if thermal demagnetization occurs in the permanent magnet during the motor use period, the reversal magnetic field (flow) that causes this is transmitted via the magnetic material connecting portion to the rotor core. It is possible to escape to the side, and the amount of demagnetization in the permanent magnet can be reduced.
また、本発明によるIPMモータ用ロータの他の実施の形態は、複数の永久磁石がロータコアのスロット内に収容され、該永久磁石の側面の少なくとも一部と該スロットの内面との間に永久磁石固定用の樹脂材が介在する、IPMモータ用のロータであって、前記永久磁石のステータ側から形成される減磁の基準点をP点とし、P点から該永久磁石のステータと反対側の端部領域までの距離をL1、永久磁石の磁気抵抗率をR1とし、P点から永久磁石側方の前記樹脂材を通り、該樹脂材のロータコア側の端辺までの距離をL2、該樹脂材の磁気抵抗率をR2とした場合に、L2×R2がL1×R1よりも小さくなる樹脂の材料と樹脂材の形状との組み合わせを有しているものである。 In another embodiment of the rotor for an IPM motor according to the present invention, a plurality of permanent magnets are accommodated in slots of the rotor core, and the permanent magnets are disposed between at least a part of the side surfaces of the permanent magnets and the inner surface of the slots. A rotor for an IPM motor in which a fixing resin material is interposed, wherein a demagnetization reference point formed from the stator side of the permanent magnet is defined as P point, and the point opposite to the stator of the permanent magnet from P point L1 is the distance to the end region, R1 is the magnetic resistivity of the permanent magnet, L2 is the distance from the point P to the end of the resin material on the rotor core side, and L2 When the magnetic resistivity of the material is R2, L2 × R2 has a combination of a resin material and a shape of the resin material that are smaller than L1 × R1.
本実施の形態は、スロット内に樹脂を充填硬化させる方法で形成してもよいし、予め所定形状の樹脂材を形成しておき、この樹脂材をスロット内に挿入する方法で形成してもよい。 In the present embodiment, the resin may be filled and cured in the slot, or a resin material having a predetermined shape may be formed in advance, and the resin material may be inserted into the slot. Good.
仮に永久磁石内で熱減磁が生じると仮定した場合に、永久磁石に反転磁界が作用すると、永久磁石のステータ側から減磁が生じることになる。 If it is assumed that thermal demagnetization occurs in the permanent magnet, if a reversal magnetic field acts on the permanent magnet, demagnetization occurs from the stator side of the permanent magnet.
永久磁石のある点を減磁の基準点とした場合に、この基準点からさらに永久磁石内を介してそのステータとは反対側の端部領域からロータコアへ反転磁界が流れるのか、あるいはこの基準点から永久磁石の側方へ反転磁界が流れて樹脂材を介してロータコアに流れるのか、は、この基準点からの双方のルートの磁気抵抗の大小、すなわち、反転磁界の流れ難さ(もしくは流れ易さ)に依存することになる。 When a certain point of the permanent magnet is used as a demagnetization reference point, whether a reversal magnetic field flows from the reference point to the rotor core from the end region on the opposite side of the stator through the permanent magnet, or this reference point Whether the reversal magnetic field flows from the base to the side of the permanent magnet and flows through the resin material to the rotor core is the magnitude of the magnetoresistance of both routes from this reference point, that is, the reversal magnetic field is difficult to flow (or easy flow) )).
そこで、上記基準点から永久磁石内を反転磁界が流れるルートの磁気抵抗を樹脂材を介して流れるルートに比して大きくすることにより、該基準点から反転磁界を樹脂材側に逃がし易くして、永久磁石内での減磁を可及的に抑止するものである。 Therefore, by increasing the magnetic resistance of the route through which the reversal magnetic field flows in the permanent magnet from the reference point as compared to the route through the resin material, the reversal magnetic field can be easily released from the reference point to the resin material side. The demagnetization in the permanent magnet is suppressed as much as possible.
上記磁気抵抗の値は、双方のルートにおける磁気抵抗率、すなわち、永久磁石の磁気抵抗率および樹脂材の磁気低効率と、双方のルートにおける基準点からの反転磁界の流れる距離と、をそれぞれ掛け合わせた値を求め、永久磁石内を反転磁界が流れるルートの値が小さくなるような樹脂材の材料(に固有の磁気低効率)と形状(形状によってルート長が変化する)の組み合わせを設定すればよい。 The value of the magnetic resistance is multiplied by the magnetic resistivity in both routes, that is, the magnetic resistivity of the permanent magnet and the magnetic low efficiency of the resin material, and the distance through which the reversed magnetic field flows from the reference point in both routes. Find the combined value, and set the combination of the resin material (specific magnetic low efficiency) and the shape (the route length changes depending on the shape) so that the value of the route through which the reversed magnetic field flows in the permanent magnet becomes small That's fine.
樹脂材の素材としては、高強度で高耐熱性を有し、さらに高熱伝導性を有する樹脂素材を使用することができ、その一例として、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、さらにはこれらの樹脂にアルミナやシリカなどのフィラーを混合した素材などを挙げることができる。また、樹脂材の形状としては、永久磁石の側方からロータコア側へ突出する凸部と永久磁石側へ入り込む凹部とからなる滑らかな形状とし、上記する減磁の基準点からこの凹部を反転磁界が流れるようにすることで、該基準点からの反転磁界の流れる距離を短くでき、もってこの距離と樹脂材の磁気抵抗率との積を小さくすることができる。 As the material of the resin material, it is possible to use a resin material having high strength and high heat resistance, and further having high thermal conductivity. For example, epoxy resin, phenol resin, and alumina or Examples include materials mixed with fillers such as silica. The resin material has a smooth shape composed of a convex portion projecting from the side of the permanent magnet toward the rotor core and a concave portion entering into the permanent magnet side. The concave portion is reversed from the reference point of demagnetization described above. As a result, the distance that the reversal magnetic field flows from the reference point can be shortened, so that the product of this distance and the magnetic resistivity of the resin material can be reduced.
上記する本発明のIPMモータ用ロータを具備するモータは、従来想定されていない熱減磁が永久磁石内で仮に生じた場合でも、この原因となる反転磁界を効果的に永久磁石の外側のロータコアに逃がすことが可能となり、もって、永久磁石内での減磁を最小限に抑えることが可能となる。したがって、このIPMモータ用ロータを具備するモータは、近時その生産が盛んであって、性能に優れた駆動用モータの搭載が叫ばれているハイブリッド車や電気自動車に好適である。 The motor including the rotor for an IPM motor according to the present invention described above has a rotor core on the outer side of the permanent magnet that effectively causes the reversal magnetic field that causes this even if thermal demagnetization that has not been assumed in the past occurs in the permanent magnet. Thus, demagnetization in the permanent magnet can be minimized. Therefore, a motor equipped with this rotor for an IPM motor is suitable for a hybrid vehicle or an electric vehicle, which has been actively produced recently and has been sought to mount a drive motor with excellent performance.
以上の説明から理解できるように、本発明のIPMモータ用ロータによれば、永久磁石内で仮に熱減磁が生じた場合でも、減磁量を最小限に抑制することができる。 As can be understood from the above description, the IPM motor rotor of the present invention can suppress the amount of demagnetization to a minimum even if thermal demagnetization occurs in the permanent magnet.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1はIPMモータ用ロータの平面図であり、図2は図1のII部の拡大図であって、スロット内の永久磁石と樹脂材の一実施の形態を示した平面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a rotor for an IPM motor, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG. 1, and is a plan view showing an embodiment of a permanent magnet and a resin material in a slot.
図示するIPMモータ用のロータ1は、電磁鋼板が積層されてなる鋼板積層体、もしくは圧粉磁心からなるロータコア10に形成されたスロット13内に、永久磁石2が挿入固定されたものである。より具体的には、一極当たり平面視が略V字状(2つの矩形が間隔を置いて略V字状を呈している)に形成された各スロット13、13内にそれぞれ平面視が矩形の永久磁石2,2が配設されてV字配置永久磁石を形成し、これが周方向に亘って所定の極数形成されたものである。
The illustrated
なお、ロータ1の中央にはシャフト用開口12が形成されており、不図示のステータコア内の中空部、すなわち、平面視が略円環状のヨークから径方向内側に突出する複数のティースで形成される中空部に、このティース先端とロータコア10のステータ側側面11との間に所定の隙間が形成された姿勢で図示するロータ1が配設され、IPMモータが形成される。
A
ロータコア10には、図2で示す永久磁石2とその側方に設けられた樹脂材3,3の平面形状に適合する平面形状を有するスロット13が設けられており、図中の矢印X方向で着磁された永久磁石2がスロット13内に挿入され、その側方に樹脂が充填硬化されることにより、樹脂材3が形成されて永久磁石2のスロット内固定が図られる。
The
図2において、永久磁石2とスロット13の内面との間には、磁性素材の連絡部4が介層されており、この連絡部4を通って矢印Yで示す反転磁界が流れ、スロット13外周のロータコア10にこの反転磁界が逃げるようになっている。なお、永久磁石2においてこの反転磁界が連絡部4に逃げる点を基準点P1としている。
In FIG. 2, a connecting
この連絡部4のスロット13内における配設位置、より具体的には基準点P1の位置は、図中のA領域で示された飽和磁束領域の外側に設けられることにより、永久磁石2内の熱減磁を効果的に抑止することができるものである。
The arrangement position of the connecting
ロータコア10が電磁鋼板を積層してなる鋼板積層体からなる場合には、この連絡部4はロータコア10と同様に電磁鋼板から形成されるのがよい。電磁鋼板を打ち抜き加工する際に、スロットの内部に突出するように連絡部4を形成しておき、これを積層することでスロットの高さ方向に延びる電磁鋼板からなる連絡部4を効率的に形成することができるからである。
When the
一方、図3は、スロット内の永久磁石と樹脂材の他の実施の形態を示した平面図である。 On the other hand, FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the permanent magnet and the resin material in the slot.
この実施の形態は、樹脂材3Aを、永久磁石2の側面からロータコア側に向って突出する2つの凸部3a,3cと、その間に形成される凹部3bとからなる形状とし、図2で示す形態の連絡部を必要としないものである。
In this embodiment, the
図中、永久磁石2内において反転磁界によって熱減磁が生じ、この熱減磁が進行した任意点をその基準点P2とした場合に、この基準点P2から反転磁界が樹脂材3Aを介してロータコア10側に逃げる反転磁界のルートY2がこの凹部3bを通るようになっている。
In the figure, when a demagnetization occurs in the
ここで、基準点P2から上記ルートY2を通ってロータコア10に至るまでの樹脂材3内の距離をL2とし、基準点P2からこのルートY2を通らずに永久磁石2内を通ってその端部を介してロータコア10に流れるルートY3におけるロータコア10までの距離をL1としている。なお、ここでいうルートY3が通る永久磁石2の端部とは、永久磁石2のステータとは反対側の端辺もしくは側面を含む意味である。
Here, the distance in the
樹脂材3Aの磁気抵抗率をR2、永久磁石2のそれをR1とした場合に、R2×L2の値がR1×L1の値よりも小さくなるような樹脂材の素材とその形状(ここでは、距離L2を形成する図示形状)を設定することにより、基準点P2からの反転磁界は流れ易いルートY2を通ってロータコア10に逃がされることとなり、該基準点P2まで進行した減磁は、この基準点P2よりも永久磁石2内の先(シャフト側)に進行することが抑制される。なお、同図においても、ルートY2は樹脂材3A内の飽和磁束領域Aの外側に形成されるように調整される。
When the magnetic resistivity of the
上記する基準点P2は減磁の進行程度によって変化するものであり、したがって、この基準点P2は、たとえば解析等にて求められた任意の点に設定され、この基準点P2からのL2が最小となるような樹脂材3Aの形状を設定することができる。なお、この形状設定に際しては、樹脂材および永久磁石双方の磁気特性(磁気抵抗率)も勘案され、上記する積の値にてルートY2の磁気抵抗が相対的に小さくなるように樹脂材3Aの形状設定がおこなわれるものである。
The reference point P2 described above changes depending on the degree of progress of demagnetization. Therefore, the reference point P2 is set to an arbitrary point obtained by analysis or the like, and L2 from the reference point P2 is minimum. The shape of the
[温度条件を変化させた際の磁石減磁率に関する解析とその結果]
本発明者等は、図2で示す反転磁界の逃がし構造を有するロータを具備するIPMモータをモデル化し、温度条件を変化させながら、温度条件ごとに最大トルク時の磁界を印加させ、磁界印加前後のモータ無負荷誘起電圧の減少率を比較した。
[Analysis and results of magnet demagnetization with changing temperature conditions]
The inventors have modeled an IPM motor having a rotor having a reversal magnetic field escape structure shown in FIG. 2 and applied a magnetic field at the maximum torque for each temperature condition while changing the temperature condition. The reduction rate of motor no-load induced voltage was compared.
作成したモデルは、磁束逃がし構造のないロータを具備する従来のモータ(比較例)と、磁束逃がし構造の上記基準点Pをステータ側に設けてなるロータを具備するモータ(実施例1)と、磁束逃がし構造の上記基準点Pを磁石の略中央に設けてなるロータを具備するモータ(実施例2)の3つのモデルである。 The created model includes a conventional motor (comparative example) having a rotor without a magnetic flux escape structure, a motor (Example 1) having a rotor in which the reference point P of the magnetic flux escape structure is provided on the stator side, and These are three models of a motor (Example 2) having a rotor in which the reference point P of the magnetic flux release structure is provided at substantially the center of the magnet.
図4aは、実施例1の磁石側面の磁束逃がし構造を説明した図であり、図4bは、実施例2の磁石側面の磁束逃がし構造を説明した図である。 FIG. 4A is a diagram for explaining the magnetic flux escape structure on the magnet side surface in the first embodiment, and FIG. 4B is a diagram for explaining the magnetic flux escape structure on the magnet side surface in the second embodiment.
図4aに示す実施例1に関し、永久磁石モデルM1はその左側に樹脂材モデルM2を有し、基準点P1aの位置は磁石厚の35%ステータ側の位置に設けられており、さらにその右側に樹脂材モデルM3を有し、基準点P1bの位置は磁石厚の1/4ステータ側の位置に設けられている。 Regarding the first embodiment shown in FIG. 4a, the permanent magnet model M1 has a resin material model M2 on the left side, and the position of the reference point P1a is provided at a position on the stator side of 35% of the magnet thickness. The resin material model M3 is provided, and the position of the reference point P1b is provided at a position on the 1/4 stator side of the magnet thickness.
一方、図4bに示す実施例2に関し、永久磁石モデルM1はその左側に樹脂材モデルM4を有し、基準点P1cの位置は磁石厚の40%ロータ中央側の位置に設けられており(磁石厚のほぼ中央位置)、さらにその右側に樹脂材モデルM5を有し、基準点P1dの位置は磁石厚の中央位置に設けられている。 On the other hand, with respect to Example 2 shown in FIG. 4b, the permanent magnet model M1 has a resin material model M4 on the left side, and the position of the reference point P1c is provided at the position on the rotor center side of 40% of the magnet thickness (magnet The resin material model M5 is further provided on the right side, and the position of the reference point P1d is provided at the center position of the magnet thickness.
解析結果を図5に示しており、図中、グラフZ1は比較例の結果を、グラフZ2は実施例1の結果を、グラフZ3は実施例2の結果をそれぞれ示している。また、本解析は、ある基準温度:Taの温度条件においてモータ無負荷誘起電圧を測定し、この基準温度よりもΔT(=40℃)高いTa+40℃の温度条件、さらに基準温度よりも60℃高いTa+60℃の温度条件にてそれぞれモータ無負荷誘起電圧を測定し、基準温度:Ta時の電圧に対する減少率を算定した。 The analysis results are shown in FIG. 5, in which the graph Z1 shows the results of the comparative example, the graph Z2 shows the results of the example 1, and the graph Z3 shows the results of the example 2. In this analysis, the motor no-load induced voltage is measured under a certain reference temperature: Ta temperature condition. The temperature condition is Ta + 40 ° C. higher by ΔT (= 40 ° C.) than this reference temperature, and further 60 ° C. higher than the reference temperature. The motor no-load induced voltage was measured under the temperature condition of Ta + 60 ° C., and the rate of decrease with respect to the voltage at the reference temperature: Ta was calculated.
同図より、Ta+60℃の温度条件において、比較例では32%程度も減磁するのに対して、実施例1では21%程度、実施例2では17%程度の減磁に留まり、本発明の磁束逃がし構造の効果が十分に得られることが実証されている。 From the figure, under the temperature condition of Ta + 60 ° C., the demagnetization is about 32% in the comparative example, whereas the demagnetization is about 21% in the first embodiment and about 17% in the second embodiment. It has been demonstrated that the effect of the magnetic flux escape structure can be sufficiently obtained.
また、実施例1,2を比較すると、Ta+40℃の温度条件では、実施例1が2%程度の減磁率、実施例2が4%程度の減磁率となっており、実施例1の方が減磁抑制効果が優れていることが分かる。このことは、設定される温度条件によって上記基準点を適所に位置決めするのが好ましいことを示している。 Further, comparing Examples 1 and 2, under the temperature condition of Ta + 40 ° C., Example 1 has a demagnetization factor of about 2%, and Example 2 has a demagnetization factor of about 4%. It can be seen that the effect of suppressing demagnetization is excellent. This indicates that it is preferable to position the reference point in place according to the set temperature condition.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…ロータ、10…ロータコア、11…ステータ側側面、12…シャフト用開口、13…スロット、2…永久磁石、3,3A…樹脂材、3a,3c…凸部、3b…凹部、4…連絡部、P…減磁の基準点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記永久磁石の側面と前記スロットの内面に連通し、磁性素材からなる連絡部が前記樹脂材内に形成されていることを特徴とする、IPMモータ用ロータ。 A rotor for an IPM motor, wherein a plurality of permanent magnets are accommodated in a slot of a rotor core, and a resin material for fixing the permanent magnet is interposed between at least a part of the side surface of the permanent magnet and the inner surface of the slot. ,
A rotor for an IPM motor, characterized in that a connecting portion made of a magnetic material is formed in the resin material so as to communicate with a side surface of the permanent magnet and an inner surface of the slot.
前記永久磁石のステータ側から形成される減磁の基準点をP点とし、P点から該永久磁石のステータと反対側の端部領域までの距離をL1、永久磁石の磁気抵抗率をR1とし、前記P点から永久磁石側方の前記樹脂材を通り、該樹脂材のロータコア側の端辺までの距離をL2、該樹脂材の磁気抵抗率をR2とした場合に、L2×R2がL1×R1よりも小さくなる樹脂の材料と樹脂材の形状との組み合わせを有している、IPMモータ用ロータ。 A rotor for an IPM motor, wherein a plurality of permanent magnets are accommodated in a slot of a rotor core, and a resin material for fixing the permanent magnet is interposed between at least a part of the side surface of the permanent magnet and the inner surface of the slot. ,
The demagnetization reference point formed from the stator side of the permanent magnet is P point, the distance from the P point to the end region of the permanent magnet opposite to the stator is L1, and the magnetic resistance of the permanent magnet is R1. When the distance from the point P through the resin material on the side of the permanent magnet to the end of the resin material on the rotor core side is L2, and the magnetic resistivity of the resin material is R2, L2 × R2 is L1 A rotor for an IPM motor having a combination of a resin material smaller than R1 and the shape of the resin material.
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