(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア内部に周方向に設けられた複数の挿入孔の各々に１以上の永久磁石が埋め込まれた回転子と、該回転子の外周面に空隙を介して配置された、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子とを備える永久磁石回転機に用いるロータ回転数が２０００ｒｐｍ以下の回転子であって、上記永久磁石の上記固定子側の1面の表面領域のみの保磁力が、該永久磁石の外形面から少なくとも５ｍｍの深さの内部中央部分の保磁力よりも３００ｋＡ／ｍ以上大きいことを特徴とする永久磁石式回転機用回転子。
【請求項２】
上記永久磁石が、上記周方向の一辺の長さが１０ｍｍ以上で回転軸に沿って延びる一辺の長さが１０ｍｍ以上である矩形状を有する請求項１に記載の永久磁石式回転機用回転子。
【請求項３】
上記永久磁石が、Ｎｄ系希土類焼結磁石であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の永久磁石式回転機用回転子。
【請求項４】
上記Ｎｄ系希土類焼結磁石の保磁力分布が、上記固定子側の磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを拡散させ得られたものである請求項３に記載の永久磁石式回転機用回転子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転子と、該回転子の外周面に空隙を介して配置された、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子とを備える永久磁石回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の永久磁石がロータコア内部に埋め込まれた回転子と、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子が、空隙を介して配置された永久磁石回転機に用いる回転子（いわゆる磁石埋込構造回転機（ＩＰＭ(interior permanent magnet)回転機））、特に、大型の風力発電機等に最適な永久磁石構造型回転機用回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｄ系焼結磁石は、その優れた磁気特性のために、ますます用途が広がってきている。近年、モータや発電機などの回転機の分野においても機器の軽薄短小化、高性能化、省エネルギー化に伴いＮｄ系焼結磁石を利用した永久磁石回転機が開発されている。回転子の内部に磁石を埋め込んだ構造をもつＩＰＭ回転機は、磁石の磁化によるトルクに加えてロータヨークの磁化によるリラクタンストルクを利用することができるので、高性能な回転機として研究が進んでいる。珪素鋼板等で作られたロータヨークの内部に磁石が埋め込まれているので、回転中にも遠心力で磁石が飛び出すことがなく、機械的な安全性が高く、電流位相を制御して高トルク運転や広範囲な速度での運転が可能であり、省エネルギー、高効率、高トルクモータとなる。近年は、電気自動車、ハイブリッド自動車、高性能エアコン、産業用、電車用等のモータや発電機としての利用が急速に拡大している。
さらに今後は大型の風力発電機にもＮｄ系焼結磁石の適用が進むと考えられる。大型風力発電機のおいても高効率、発電量ＵＰ、電力品質向上、低故障率がますます望まれて来ており、そのためにもＮｄ系焼結磁石を用いた回転機が今後急激に風力用途に拡大すると考えられる。
【０００３】
一般に回転機中の永久磁石は、巻線による反磁界が作用して減磁しやすい状況にあり、一定以上の保磁力が要求される。また保磁力は温度上昇とともに低下するため磁石内渦電流による発熱が無視できないような高速回転での使用では、より高い室温保磁力を有する磁石が必要になる。一方で、磁力の大きさの指標となる残留磁束密度は、発電量に直接影響するので、できるだけ高いことが要求される。
Ｎｄ系焼結磁石の保磁力と残留磁束密度はトレードオフの関係にあって、保磁力を増大させるほど残留磁束密度が低下してしまうため、必要以上に高い保磁力を有する磁石を発電機に使用すると発電量が低下するという問題があった。
【０００４】
近年、特許文献１や非特許文献１に見られるような、焼結磁石表面からＤｙ（ディスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）を内部に拡散させることで、残留磁束密度を低下させずに保磁力を向上させる手法が報告されている。これらの手法では、効率的にＤｙやＴｂを粒界に濃化できるため、残留磁束密度の低下をほとんど伴わずに保磁力を増大させることが可能である。また、磁石寸法が小さいほど付加されたＤｙやＴｂが内部まで拡散するため、この方法は小型あるいは薄型の磁石へ適用可能である。
また、特許文献２ではＤｙやＴｂを拡散処理した磁石を用いた表面磁石型回転機（いわゆる表面磁石型回転機（ＳＰＭ(surface permanent magnet)回転機）が報告されており、Ｄ字形状磁石の厚みの薄い部分の保磁力を上げることが有効であり、そのような磁石をＤｙまたはＴｂを拡散処理することで得ることを報告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０４３３４８Ａ１
【特許文献２】特開２００８−６１３３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】町田憲一、川嵜尚志、鈴木俊治、伊東正浩、堀川高志、「Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の粒界改質と磁気特性」、粉体粉末冶金協会講演概要集、平成１６年度春季大会、ｐ．２０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高い出力と減磁耐性を有する大型の永久磁石式回転機用回転子及び永久磁石式回転機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、複数個の永久磁石を用いるＩＰＭ回転機において、各永久磁石の回転子外周側つまり固定子側の表面領域の保磁力を該永久磁石内部の保磁力よりも高くしたものを用いることが有効であることを知見した。定格出力が１ＭＷを超える大型風力発電機では発電機のロータの回転数は最大でも２０００ｒｐｍ程度である。この程度の回転数では磁石内渦電流は大きくなく発熱も問題にならない。よって減磁を考える上で渦電流による保磁力低下を考慮する必要は無い。減磁に関しては固定子コイルによる反磁界を考慮しなければならない。
特許文献２では、ＳＰＭ回転機にて、用いられるＤ字形状磁石の厚みの薄い部分において自己反磁界が大きくこの部分が減磁しやすいので、この薄い部分にＤｙやＴｂの拡散処理を行い、薄いために内部まで十分に保磁力が上昇するため、有効な方法であると述べている。一方、ＩＰＭ回転機で用いられる矩形形状の磁石では磁石厚みは一定であり自己反磁界の大きさに大差なく、さらに大型発電機に用いられるような大型磁石では内部までＤｙやＴｂが拡散されず保磁力が上昇しないために、ＩＰＭ回転機において拡散処理の手法が有効だとは考えられていなかった。
しかし、本発明者らは、ＩＰＭ回転機においても拡散処理による表面領域のみの保磁力上昇が大型発電機において有用であることを知見した。拡散処理は表面から深さ５ｍｍ未満までの領域において保磁力を上昇させる効果があると考えられる。また、磁石表面から深くなるほど徐々に保磁力上昇幅が小さくなると考えられる。一方、大型風力発電機のＩＰＭ回転機では、表面から深さ３ｍｍ程度の領域における保磁力上昇効果が非常に有効であることを見出した。
【０００９】
大型の風力発電機では、自然災害に対する対策が重要であり、特に永久磁石式回転機ではあらゆる状況で磁石減磁に対する考慮が必要である。磁石減磁条件として最も厳しいのは、発電機の短絡電流による大きな反磁界である。このような短絡電流は、例えば落雷等により発電機の出力を制御している素子が破損した場合などに発生する。この短絡電流は定格運転時の数倍になり、このときの反磁界も数倍になる。コイルに発生した短絡電流によって固定子、空隙、回転子に渡って大きな磁束の流れが生じる。この磁束の流れの一部は磁石に反磁界として作用し減磁を引き起こす。磁束は軟磁性体であるロータコアに多く流れその一部が磁石に漏れ出る。そしてこの漏洩磁束は、定格出力１ＭＷ以上の大型発電機で用いられる回転子直径が５００ｍｍ以上の回転機では、磁石の固定子側表面の３ｍｍ以下の領域にとくに流れることを見出した。つまり固定子側の３ｍｍ程度の領域の保磁力を上げることで減磁の可能性を大幅に低減することが可能であることを見出した。
【００１０】
保磁力を上昇させる方法は、上述の拡散処理による方法が適している。一般的な、全体に保磁力の高い磁石を用いた場合には、残留磁束密度が下がってしまい、発電機出力が低下してしまう。上述の拡散処理の方法では磁石表面から５ｍｍ未満まで保磁力を上昇させることができ、一方で残留磁束密度はほとんど低下しないため、最適な手法と考える。拡散処理による保磁力上昇幅は表面から深くなるとともに減っていくが、特許文献２ではＤｙを拡散した場合で磁石厚みが９ｍｍの部分で３００ｋＡ／ｍの保磁力上昇を報告しており、Ｔｂ拡散ではさらに大きな上昇幅を報告していることから、この拡散処理法が十分に効果があると考えた。
【００１１】
以上のように、本発明者らは、上述した塗布法やスパッタ法によるＤｙやＴｂの拡散処理を行うことによって保磁力を上昇させる手法が大型風力発電機のＩＰＭ回転機の磁石減磁対策に非常に有効であると考えた。このような手法で固定子側領域の保磁力が上昇した磁石を用いることにより、発電機に短絡電流が流れて磁石の固定子側領域に大きな反磁界が生じた場合でも減磁を防ぐことができ、他の手法による保磁力上昇よりも残留磁束密度が高いので回転機の出力を高めることができる。
先に述べたように大型風力発電機では回転数が比較的低いので、磁石に流れる渦電流が低く発熱の恐れは低いが、特に放熱状態が悪い回転機や、特に回転数を上げて用いる場合など渦電流による発熱が特に問題になる場合には、図７のように渦電流の流れる経路Ｐを分割することで渦電流の大きさを下げるために、磁石を分割する方法が有効である。さらにこの分割した磁石一つひとつに拡散処理を行うことも減磁を防ぐために有効である。この場合、拡散処理を施す面は、渦電流の流れやすい４つの面、つまり図７の磁化方向Ｍと平行な４面から拡散処理を施して、この４面の表面領域の保磁力を上げた磁石を用いることが有効である。
【００１２】
本発明は、ロータコア内部に周方向に設けられた複数の挿入孔の各々に１以上の永久磁石が埋め込まれた回転子と、該回転子の外周面に空隙を介して配置された、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子とを備える永久磁石回転機に用いる回転子であって、上記永久磁石の上記固定子側表面領域の保磁力が、該永久磁石の全外形面から少なくとも５ｍｍの深さの内部中央部分の保磁力よりも３００ｋＡ／ｍ以上大きいことを特徴とする永久磁石式回転機用回転子を提供する。また、本発明は、この回転子と、該回転子の外周面に空隙を介して配置された、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子とを備える永久磁石回転機を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い残留磁束密度と高い保磁力、特に固定子側に向いた面の表面領域で高い保磁力を有する永久磁石をＩＰＭ回転機の回転子に用いることにより、大型風力発電用の磁石式発電機に適した高い出力と高い減磁耐性を備えたＩＰＭ永久磁石式回転機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のＩＰＭ回転機の例を示す。
【図２】短絡電流が流れた時の電流波形を示す。
【図３】永久磁石内部の反磁界分布を示す。
【図４】永久磁石の固定子側表面からの距離を横軸に表し、永久磁石の各距離（深さ）における反磁界と永久磁石内部中央の反磁界との差を縦軸に表す。
【図５】は、本発明のＩＰＭ回転機の他の例を示す。
【図６】は、永久磁石をＶの字に配置したときの永久磁石内部の反磁界分布を示す。
【図７】は、渦電流が流れる経路を分割する態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る永久磁石式回転機の回転子は、複数個の永久磁石がロータコア内部に埋め込まれた回転子と、複数のスロットを有するステータコアに巻線を巻いた固定子とが空隙を介して配置されたＩＰＭ型永久磁石式回転機に用いる回転子であり、本発明においては上記複数個の永久磁石の回転子外周側の表面近傍における保磁力が内部の保磁力より大きくなっているものである。
【００１６】
このようなＩＰＭ回転機としては、図１に示すものが例示される。図１のＩＰＭ回転機１０では、電磁鋼板を積層したロータコア１２に複数の永久磁石１３が埋め込まれた１２極構造を有する回転子（ロータ）１１を例示する。極数は、回転機の目的に合わせて選択する。固定子１５は、電磁鋼板を積層した１８スロット構造で、固定子コア１６の各ティースにはコイル１７が巻かれており、コイルは３相Ｙ結線となっている。図１の矢印は各永久磁石の磁化方向を示しており、磁化方向は回転子半径方向に並行で、周方向に隣り合う磁石をお互いに逆向きになっている。
【００１７】
使用する永久磁石は、Ｎｄ系希土類焼結磁石であることが好ましい。希土類系焼結磁石は他の磁石に比べて残留磁束密度、保磁力ともに格段に優れており、またＮｄ系希土類焼結磁石はＳｍ系希土類焼結磁石より低コストで残留磁束密度も優れているので、高性能回転機には最適な磁石材料である。Ｎｄ系希土類焼結磁石としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系組成を有する焼結磁石が挙げられ、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ等が挙げられる。永久磁石は、回転子の各挿入孔に、一つの永久磁石片を埋め込んでもよいが、分割された複数の永久磁石片を接着剤を用いて積層接着させて埋め込んだり、分割された複数の永久磁石片を接着剤を用いずに積層したものを埋め込んでもよい。
【００１８】
本発明においては、上述したとおり、個々の磁石の固定子側を向いた面の表面近傍における保磁力を内部の保磁力よりを大きくしたものを用いるが、これは磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを、上述の塗布法やスパッタ法によって拡散させることによって形成し得る。磁石形状は、一般に矩形形状が用いられ、好ましくは正方形の一辺または長方形の短辺の長さが１０ｍｍ以上の矩形状であり、厚さも１０ｍｍ以上である。本発明によれば、永久磁石の固定子側表面領域の保磁力が、永久磁石の全外形面から少なくとも５ｍｍの深さの内部中央部分の保磁力よりも３００ｋＡ／ｍ以上大きくなるが、当該内部中央部は、永久磁石全体の外表面から離れており、塗布法やスパッタ法による拡散の影響をほとんど受けていない箇所である。
磁石表面から内部に向かってＤｙ又はＴｂを塗布法やスパッタ法によって拡散させる方法は、ＷＯ２００６／０４３３４８Ａ１及び特開２００８−６１３３３号公報に記載されており、粒界拡散合金法による表面処理と呼ばれることもある。この方法は、好ましくは、Ｙ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種以上の元素の酸化物、フッ化物、及び酸フッ化物から選ばれる１種以上を含有する粉末を焼結磁石体の表面に存在させた状態で、該焼結磁石体及び該粉体を該焼結磁石体の焼結温度以下の温度で真空又は不活性ガス中において熱処理を施すものである。焼結磁石体としては、好ましくはＲ１−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ１は、Ｙ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種以上を表す。）を有する焼結磁石体である。なお、特開２００８−６１３３３号公報はＤｙやＴｂを拡散処理した磁石を用いたＳＰＭ回転機を開示しているが、このＳＰＭ回転機も風力発電機に使用できる。
【００１９】
大型風力発電用の発電機では、回転子直径が概ね５００ｍｍ以上のものが使用される。回転子の軸方向寸法は概ね５００ｍｍ以上であり、磁石は軸方向に積層されており、回転子軸方向長さとほぼ同じ長さになるように回転子ヨークに設けられた貫通穴に軸方向に複数の磁石が挿入される。
【００２０】
一般に、回転機の磁石には、回転中に変動磁場による渦電流が発生する。渦電流はジュール損となって熱になり、磁石温度が上昇することになる。磁石の保磁力は温度上昇とともに低下するため、渦電流が大きい場合には保磁力が著しく低下して磁石が減磁してしまう。渦電流の大きさは、磁場の変動周波数の二乗に比例するので高速回転する回転機では渦電流損失が問題となる。一方、大型の風力発電機では回転翼の回転数の１００倍程度に増速して発電機のロータを回転させるが、このときの発電機のロータの回転数は１ＭＷ以上の大型風力発電では概ね２０００ｒｐｍ以下であるので、この程度の低い回転数では渦電流の大きさは低く、渦電流損失による発熱は少ない。よってこの場合、必要保磁力を考える上で渦電流損失を考慮する必要ないと言える。
【００２１】
大型風力用の発電機において最も減磁の可能性が高くなるのが、定格運転時に発電機に短絡電流が流れるケースである。これは、定格運転時に負荷を制御している半導体素子が破損するなどの事故時に発生する可能性がある。短絡時には定格運転時の数倍の電流がコイルに発生し、コイル電流による磁束が固定子から空隙を介して回転子に流れこむ。そして透磁率の高い回転子ヨーク内を大きな磁束が通過するが、回転子はほぼ全体に磁気飽和するため磁石領域にも磁束の一部が漏れ出る。磁束は主に磁石の固定子側の表面領域において漏れ出るため、この部分で反磁界が大きくなり減磁の恐れがある。よってこの固定子側の表面領域の保磁力を上げる必要がある。
【００２２】
図２は、短絡電流が流れた時の電流波形を表している。比較のため定格運転時の電流波形も併記しているが、短絡発生時には定格運転時よりもかなり大きな電流が流れることが分かる。短絡電流波形において電流がピークになるときに磁石に作用する反磁界も最も高くなる。このときの永久磁石内部の反磁界分布の様子を図３に示した。図３は、回転子コア１２、永久磁石１３、固定子コア１６及びコイル１７を示すが、磁石の固定子側の表面領域Ａで表面に近いほど反磁界が高くなっていることが分かる。
【００２３】
図４は、永久磁石の固定子側表面からの距離を横軸で表し、永久磁石の各距離（深さ）における反磁界と永久磁石内部中央の反磁界との差を縦軸に表している。概ね表面から距離１ｍｍでは約２６０ｋＡ／ｍ、距離２ｍｍでは約２００ｋＡ／ｍ程度だけ磁石内部よりも反磁界が大きいことが分かる。よって、減磁を防ぐためには、反磁界の分だけ保磁力が余計に必要であるので、余計に必要な保磁力としては表面から距離１ｍｍで約２６０ｋＡ／ｍ以上、距離２ｍｍで約２００ｋＡ／ｍ以上の値が適切だと言える。
【００２４】
別の例として、Ｖ型に磁石を配置したＩＰＭ回転機を図５に示す。図５のＩＰＭ回転機２０は、電磁鋼板を積層したロータコア２２に複数の永久磁石２３が埋め込まれた回転子２１と、固定子コア２６の各ティースにはコイル２７が巻かれた固定子２５を備えており、この例も１２極１８コイルの回転機であるが、１極あたり２個の永久磁石をＶの字に配置したＩＰＭ回転機である。図５の矢印は各永久磁石の磁化方向を示す。
【００２５】
永久磁石をＶの字に配置するタイプのＩＰＭ回転機において短絡電流が流れた場合の磁石に作用する反磁界の分布を図６に示す。図６は、回転子コア２２、永久磁石２３、コイル２７を示し、この場合も図３と同様に磁石の固定子側表面領域Ａにおいて表面に近いほど反磁界が強くなっており、その値は図４の値と同様である。
【００２６】
以上のことから大型風力用の発電機等の発電機に用いる磁石の保磁力としては、磁石の固定子側表面領域の保磁力が磁石内部中央部分の保磁力よりも概ね３００ｋＡ／ｍ以上高くなっている磁石を用いることが好適であるといえる。磁石の固定子側表面領域は、表面から深さ５ｍｍ未満までの部分であり、好ましくは表面から深さ４ｍｍまでの部分であり、より好ましくは表面から深さ３ｍｍまでの部分であり、さらにより好ましくは表面から深さ２ｍｍまでの部分である。また、更に好ましくは、表面から深さ１ｍｍまでの固定子側領域の保磁力が、磁石内部中心部分の保磁力よりも５００ｋＡ／ｍ以上高い磁石である。
【００２７】
磁石表面領域の保磁力を向上させる手法としては、上述の塗布法やスパッタ法による拡散処理が好適である。拡散処理による保磁力の向上は磁石表面に近いほど効果が高いので、図３で示した反磁界分布をもつ磁石環境では、拡散処理による保磁力向上が特に有効である。拡散処理による保磁力向上量は、処理条件にもよるが磁石表面付近で５００〜８００ｋＡ／ｍ程度となっており、図４に示した反磁界分布をもつ磁石に対しては十分な保磁力向上といえる。この拡散処理による方法では残留磁束密度の低下がほとんど無いので、従来の高保磁力磁石を使用する方法よりも残留磁束密度を高くすることができ、風力発電における発電量を多くすることができる。
【００２８】
以上ように磁石の固定子側表面領域のみを拡散処理によって保磁力向上させればよいので、拡散処理工程では磁石の１面のみを処理すればよい。ただし、塗布法およびスパッタ法において磁石の１面のみ処理することが、全面処理に比べてマスキングなどの余分な工程が増えるなどして、余計にコストがかかったり生産性が悪くなる場合は、１面処理ではなく全面処理を行っても構わない。この場合、全面処理された磁石は全ての表面で保磁力が向上することになるが、そのことが磁石または発電機に悪影響を与えることは無く、固定子側表面の保磁力が向上されてさえいれば、問題とはならない。むしろ、１面処理であると、この処理面をかならず固定子側に向けるように磁石を回転子に挿入しなければならないため、組立時に磁石の処理面が逆にならないよう間違いを防ぐ手段が必要になってしまう。全面処理であればこのような間違いは生じ得ない。以上のような点から、全面処理を行った磁石を用いても構わない。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の具体的態様について実施例をもって詳述するが、本発明の内容はこれに限定されるものではない。
＜実施例１＞
矩形形状のＮｄ系焼結磁石で、寸法が１００×１００×２０ｍｍで厚さ２０ｍｍが磁化方向である磁石を複数個用意し拡散処理を行った。拡散処理は、粒状のフッ化ディスプロシウムをエタノールと混合し、これに磁化方向と垂直な１面以外をマスキングした状態で浸漬し、その後、Ａｒ雰囲気中９００℃で１時間加熱した。この磁石のひとつから一辺が１ｍｍの立方体を、拡散処理した面中央から距離１ｍｍまでの部分と磁石内部中心位置からそれぞれ切り出して、保磁力の測定を行った。その結果、拡散処理面の磁石の保磁力が１７００ｋＡ／ｍ、中央部の磁石の保磁力が１２００ｋＡ／ｍであった。
この磁石を図１に示す１２極１８コイル、ロータ直径６００ｍｍ、軸長１０００ｍｍの発電機に、保磁力の向上した面を固定子側に向けた状態で組み込んで、発電テストを行った。回転子および固定子はそれぞれ０．５ｍｍ厚の電磁鋼板の積層構造であり、コイルは集中巻きで三相Ｙ結線で配線されている。
回転数１５００ｒｐｍで定格運転を行ったところ、負荷出力約３ＭＷ、コイルのピーク電流は３０００Ａであった。次に負荷を短絡させて発電機のロータを回転数１５００ｒｐｍで回転させて短絡テストを行ったところ、コイル電流は最大９３００Ａまで上昇した。短絡テスト終了後、磁石の減磁状況を調べるために回転数１５００ｒｐｍでの起電力を測定したところ線間電圧６２０Ｖであり、短絡テスト前と全く同じ値であった。よって磁石は全く減磁していないことが確認できた。以上のように磁石の固定子側表面領域の保磁力を内部よりも５００ｋＡ／ｍ高めたことにより、減磁が生じない発電機を得ることができた。
【００３０】
＜実施例２＞
実施例１と同じ材質で同じ寸法の磁石を複数個用意して、この磁石にマスキングを施さず実施例１と同じ拡散処理液に浸漬し、同様の熱処理を行った。この磁石のひとつから一辺が１ｍｍの立方体を、６つの表面のそれぞれの拡散処理した面中央付近の表面から距離１ｍｍまでの部分と磁石内部中央位置からそれぞれ切り出して、保磁力の測定を行った。その結果、表面から１ｍｍの磁石の保磁力は６個とも同じ１７００ｋＡ／ｍ、中央部の磁石の保磁力が１２００ｋＡ／ｍであった。
この磁石を実施例１の発電機に組み込んで同様の短絡試験を行い、試験前後での起電力を調べた。その結果、試験前後で起電力は同じ値、線間電圧６２０Ｖであった。このことから、固定子側以外の表面の保磁力が固定子側表面と同じ程度に、磁石内部の保磁力より向上している磁石を用いても、減磁は発生しないことが確かめられた。
【００３１】
＜比較例１＞
実施例１と同じ材質で同じ寸法の磁石に対して、拡散処理を施さなかった磁石を複数個用意して、実施例１と同じ試験を行った。組み込み前に保磁力を測定した結果、保磁力は１２００ｋＡ／ｍであった。短絡試験を行った結果、短絡試験前の起電力は６２０Ｖであったが、短絡試験後の起電力は５２０Ｖと約１６％低下した。このことから固定子側表面の保磁力を向上させなかった磁石では減磁が生じることが分かった。
【符号の説明】
【００３２】
１０，２０  ＩＰＭ回転機
１１，２２  回転子
１２，２２  ロータコア
１３，２３  永久磁石
１５，２５  固定子
１６，２６  固定子コア
１７，２７  コイル
Ｐ  渦電流の経路
Ｍ  磁化方向
Ａ  固定子側の表面領域
【図１】
0005632314.tif 000002
【図２】
0005632314.tif 000003
【図３】
0005632314.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005632314.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005632314.tif 000008