旋转电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如电动汽车、混合动力车等的驱动用电动机，特别是涉及在转子铁芯的外周部埋设了永磁体的旋转电机。
【背景技术】
[0002]以往，已知如下的埋入磁体式电动机??每1极呈V字状地埋入了 2个永磁体的转子铁芯由在轴向上分割的第一及第二分割转子铁芯构成，磁路形成部的周向宽度设定为在第一及第二分割转子铁芯中不同(例如，参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2006-115584号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]上述埋入磁体式电动机能够实现齿槽转矩的减小，但轴线方向的中心部的永磁体与其他部位相比，散热路径少，温度容易上升，因此存在因永磁体的温度上升而导致退磁这样的问题。
[0008]另外，在永磁体的轴线方向的温度分布大的情况下，也存在如下的问题:虽然永磁体的温度与电动机的感应电压之间存在相关关系，但感应电压仅能通过永磁体的平均温度下的磁通量来测定，因此，若轴线方向的永磁体的温度分布大，则无法预测各永磁体的温度。
[0009]本发明以解决上述问题为课题，得到一种抑制因永磁体的温度上升而导致的退磁、另外减小轴线方向的永磁体的温度分布的旋转电机。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的旋转电机中，各永磁体组相对于1极的周向中心对称地配置，转子通过层叠磁体两端角分别不同的多个转子部而构成，并且随着朝向轴线的中心部去配置所述磁体两端角较大的所述转子部，所述磁体两端角是连结相向的所述永磁体的各自的最外周侧端部与转子的轴心的线之间的平面角。
[0012]另外，本发明的旋转电机中，各永磁体组相对于1极的周向中心对称地配置，转子转子通过层叠磁体两端角分别不同的多个转子部而构成，并且随着从所述通风路的上游朝向下游去配置所述磁体两端角较大的所述转子部，所述磁体两端角是连结相向的所述永磁体的各自的最外周侧端部与转子的轴心的线之间的平面角。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明的旋转电机，随着朝向轴线的中心部去配置发热量小、磁体两端角大的转子部，因此，能够抑制因永磁体的温度上升而导致的退磁，另外能够减小轴线方向的永磁体的温度分布。
[0015]另外，根据本发明的旋转电机，随着从通风路的上游朝向下游去配置发热量小、磁体两端角大的转子部，因此，能够抑制因永磁体的温度上升而导致的退磁，另外能够减小轴线方向的永磁体的温度分布。
【附图说明】
[0016]图1是表不本发明的实施方式1的电动机的主要部分主视剖视图。
[0017]图2是表示图1的电动机的主要部分放大图。
[0018]图3 (a)是表示图1的转子的主要部分侧视剖视图，图3 (b)是表示图3 (a)的小角转子部的主要部分主视剖视图，图3(c)是表示图3(a)的大角转子部的主要部分主视剖视图。
[0019]图4是表示各频率分量的磁体两端角与齿槽转矩振幅之间的关系的图。
[0020]图5是表示磁体两端角与每单位磁体涡流损耗的转矩之间的关系的图。
[0021]图6是表示图1的电动机的电角位置与齿槽转矩之间的关系的图。
[0022]图7是表示图1的电动机的转子的散热路径的图。
[0023]图8是表示图1的电动机的轴长与永磁体温度之间的关系的图。
[0024]图9是表示本发明的实施方式2的电动机的主要部分主视剖视图。
[0025]图10是表示图9的电动机的磁体两端角与齿槽转矩振幅之间的关系的图。
[0026]图11是表示图9的电动机的磁体两端角与每单位磁体涡流损耗的转矩之间的关系的图。
[0027]图12是表示图9的电动机的电角位置与齿槽转矩之间的关系的图。
[0028]图13是表示本发明的实施方式3的电动机的主要部分主视剖视图。
[0029]图14是表示本发明的实施方式4的电动机的转子的散热路径的图。
【具体实施方式】
[0030]下面，根据【附图说明】本发明的各实施方式，在各图中，对相同或相当的构件、部位标注相同的附图标记来进行说明。
[0031]实施方式1
[0032]图1是表示作为本发明实施方式1的旋转电机的电动机的主要部分主视剖视图，图2是表不图1的电动机的主要部分放大图。
[0033]该电动机具备定子1和转子2，该定子1具有定子铁芯3和缠绕在各槽6中的定子线圈(未图示)，该定子铁芯3具有12个槽6，该12个槽6通过在周向上隔开间隔并从圆环状的铁芯背部4分别向径向内方延伸的各齿5形成，该转子2以能够旋转的方式与定子铁芯3同轴地配设在该定子1的内周侧。
[0034]定子铁芯3通过层叠薄板钢板而构成。
[0035]定子线圈由缠绕于齿5的三相绕组(U相、V相、W相)构成，各相的绕组的导线的一端连接到变换器侧，导线的另一端作为中性线与其他相的中性线连接。
[0036]转子2具有:旋转轴7 ;转子铁芯8，其通过压入、热装(日文:焼g嵌? )或键等固定到该旋转轴7 ;以及永磁体组9，其在周向上隔开间隔地埋设在该转子铁芯8的外周侧，由每1极2个的呈矩形形状的第一永磁体10和第二永磁体11构成。
[0037]在层叠薄板钢板而构成的转子铁芯8中，形成有在轴线方向上延伸并收纳了第一永磁体10和第二永磁体11的多个磁体收纳孔25。收纳在各磁体收纳孔25中的第一永磁体10和第二永磁体11以相互之间周向的间隔距离沿着径外侧方向扩大的方式配置。
[0038]如图2所示，V形的永磁体组9沿着周向交替地设定了 N极和S极，图中的箭头示出了各永磁体10、11的取向。
[0039]此外，在磁体收纳孔25的两端部形成有空隙部26，通过该空隙部26抑制了在相邻的永磁体组9之间从N极直接朝向靠近的S极去的所谓的漏磁通。
[0040]图3 (a)是表示图1的转子2的主要部分侧视剖视图，图3 (b)是表示图3 (a)的小角转子部13的主要部分主视剖视图，图3(c)是表示图3(a)的电动机的大角转子部12的主要部分主视剖视图。
[0041]转子2是通过层叠磁体两端角Θ 1、Θ 2分别不同的小角转子部13、大角转子部12而构成的。该磁体两端角是连结相向的第一永磁体10和第二永磁体11的最外周侧的两端部与转子2的轴心的线之间的平面角。
[0042]图3(b)所示的小角转子部13的磁体两端角θ 1比图3(c)所示的大角转子部12的磁体两端角Θ2小。
[0043]图1的电动机的转子2沿着轴线方向按小角转子部13、大角转子部12和小角转子部13的顺序层叠成3层。
[0044]上述结构的电动机中，通过在定子1的定子线圈中流通三相交流电流而在定子1产生旋转磁场，该旋转磁场吸引转子2的永磁体组9，从而使转子2以旋转轴7为中心旋转。
[0045]图4表示本申请发明人通过电磁分析而求出的各频率分量的磁体两端角与齿槽转矩振幅之间的关系的图。
[0046]在图4中，横轴表示按电角换算的磁体两端角，齿槽转矩的各频率分量在电角120度附近(磁体两端角Θ3)最小，在电角120度以下向正向增加，在120度以上向负向增加。
[0047]在此，齿槽转矩的正负是表示各频率分量的相位反转180度，此次是将磁体两端角为电角100度的6f分量(f:基本频率)定义为正方向来进行表示的。
[0048]例如，在磁体两端角为电角110度的转子和130度的转子中，齿槽转矩6f、12f、18f的大小大致相等，相位反转了 180度(在正负方向上大小相同)，因此，通过将磁体两端角为例如电角110度的转子部和130度的转子部以相同轴长的量堆叠，齿槽转矩被减小。
[0049]图5是表示本申请发明人通过电磁分析而求得的磁体两端角与每单位永磁体涡流损耗的转矩之间的关系的图。
[0050]在图5中，转矩条件1示出了低速旋转的情况，转矩条件2示出了高速旋转的情况，两种条件都是以磁体两端角为电角123度的情况为基准来表示的。
[0051]根据该图，不管转矩条件如何，每单位永磁体涡流损耗的转矩都单调递增，磁体两端角越大，其越大。
[0052]S卩，磁体两端角θ 1小的小角转子部13的发热量比磁体两端角Θ 2大的大角转子部12的发热量大。
[0053]下面，图6表示磁体两端角为电角123度的电动机