(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子コイルを持つ固定子と、
回転位置により磁気抵抗が異なり、当該磁気抵抗の高いｑ軸部分を通る前記電機子コイルの磁束を打ち消して零にする磁力を持つ永久磁石を、当該ｑ軸毎に対称かつＶ字型に設けた回転子とを備え、
前記永久磁石は、前記ｑ軸に交わる方向に磁化され、かつ、その発生する空隙磁束密度の基本波の振幅値を０．３〜０．６［Ｔ］にするものであることを特徴とする永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項２】
前記固定子は、各固定子鉄心歯を中心としてコイルを巻きつけた電機子コイルを持つことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項３】
各固定子鉄心歯を平行な長方形状にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項４】
前記固定子は、帯状の電磁鋼板にスロットの穴を多数抜いた抜き板を積層し、その後、折り曲げて構成した環状の固定子鉄心を持つことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項５】
前記固定子は、帯状の電磁鋼板にスロットの穴を多数抜いた抜き板を積層した後、導体を巻き付けた絶縁物のボビンを当該帯状の積層した鉄心に挿入し、その後、当該帯状の積層した鉄心を折り曲げて構成した環状の固定子鉄心を持つことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項６】
前記回転子は、凹凸の回転子鉄心から成り、当該回転子鉄心の凹部を通る電機子電流の磁束を打ち消すように磁化した永久磁石を当該凹部に配置し、前記永久磁石の厚みは前記凹部の深さよりも薄くして、前記回転子鉄心の凸部の磁気的空隙長よりも前記凹部の永久磁石から見た磁気的空隙長を長くしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項７】
前記回転子の永久磁石の空隙側表面に磁性部材を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項８】
前記回転子の永久磁石を回転子鉄心内に配置し、当該回転子鉄心の凹部の表層と永久磁石との間に空洞を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項９】
前記回転子鉄心の凹部の幾何的空隙長と凸部の幾何的空隙長を同一としたことを特徴とする請求項８に記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項１０】
前記回転子鉄心の磁極部の鉄心幅を磁極ピッチの０．３から０．４倍としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項１１】
前記回転子の永久磁石は、希土類磁石とフェライト磁石又はアルニコ磁石とを組み合わせたものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【請求項１２】
前記回転子に無着磁の永久磁石を取り付けて組立てた後に、前記回転子鉄心の凹部の空間部又は空洞部に磁性部材を挿入して永久磁石を高磁界で着磁し、その後、前記磁性部材を取り去ることにより回転子を組立てたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の永久磁石式リラクタンス型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型、高出力で広範囲の運転が可能となる永久磁石を複合した永久磁石式リラクタンス型回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリラクタンス型回転電機は回転子に界磁を形成するコイルが不要であり、図９に示すように回転子５は凹凸のある鉄心６のみで構成できる。このためリラクタンス型回転電機は構造が簡素であり、かつ安価である特徴がある。
【０００３】
このリラクタンス型回転電機の出力の発生原理は、次の通りである。リラクタンス型回転電機は回転子５に凹凸があることにより、凸部８で磁気抵抗が小となり、凹部９では磁気抵抗が大となる。すなわち、凸部８と凹部９上の空隙部分で、電機子コイル３に電流を流すことにより蓄えられる磁気エネルギーが異なる。この磁気エネルギーの変化により、出力が発生する。また、凸部８と凹部９は幾何的に凹凸する形状のみでなく、磁気的に凹凸が形成できる形状（つまり、磁気抵抗、磁束密度分布が回転子の位置により異なる形状）であればよい。
【０００４】
他の高性能な回転電機として、永久磁石回転電機がある。この永久磁石回転電機における電機子の構成はリラクタンス型回転電機と同様であるが、回転子にはそのほぼ全周にわたって永久磁石が配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転電機には、次のような技術的課題があった。リラクタンス型回転電機は回転子鉄心の表面の凹凸により回転子の位置で磁気抵抗が異なり、空隙磁束密度も変化することになる。この変化により磁気エネルギーが変化して出力が得られる。
【０００６】
しかし、電流が増加するのに伴って磁極となる回転子鉄心の凸部（ｄ軸）において局部的な磁気飽和が拡大する。これにより、磁極間となる鉄心の凹み部分（ｑ軸）に漏れる磁束が増加して有効な磁束が減少し、出力が低下する。これを磁気エネルギーの面から見てみると、回転子鉄心の凸部の磁気飽和で生じる漏れ磁束によって空隙磁束密度の変化が緩やかになり、磁気エネルギー変化が小となる。このため、電流に対して出力の増加率が低下し、やがて出力が飽和する。また、ｑ軸の漏れ磁束は無効な電圧を誘起して力率を低下させる。
【０００７】
一方、他の方式の高出力の回転電機として高磁気エネルギー積の希土類永久磁石を適用した永久磁石電動機がある。これは、回転子鉄心の表面に高磁気エネルギー積の永久磁石を配置することによって高磁界を電動機の空隙に形成できるので、小型・高出力が可能なのである。
【０００８】
しかし、永久磁石の磁束は一定であるので、電機子コイルに誘導される電圧は回転速度に比例して大きくなる。したがって、高速回転までの広範囲の可変速運転を行う場合、界磁磁束を減らすことができないため、電源電圧を一定とすると基底速度の２倍以上の定出力運転は困難である。
【０００９】
本発明はかかる従来の技術的課題を解決するためになされたもので、小型・高出力で広範囲の可変速運転が可能であり、その上、信頼性が高く、製造性にも優れた永久磁石式リラクタンス型回転電機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、電機子コイルを持つ固定子と、回転位置により磁気抵抗が異なり、当該磁気抵抗の高いｑ軸部分を通る前記電機子コイルの磁束を打ち消して零にする磁力を持つ永久磁石を、当該ｑ軸毎に対称かつＶ字型に設けた回転子とを備え、前記永久磁石は、前記ｑ軸に交わる方向に磁化され、かつ、その発生する空隙磁束密度の基本波の振幅値を０．３〜０．６［Ｔ］にしたものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記固定子が、各固定子鉄心歯を中心としてコイルを巻きつけた電機子コイルを持つものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、各固定子鉄心歯を平行な長方形状としたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記固定子が、帯状の電磁鋼板にスロットの穴を多数抜いた抜き板を積層し、その後、折り曲げて構成した環状の固定子鉄心を持つものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記固定子が、帯状の電磁鋼板にスロットの穴を多数抜いた抜き板を積層した後、導体を巻き付けた絶縁物のボビンを当該帯状の積層した鉄心に挿入し、その後、当該帯状の積層した鉄心を折り曲げて構成した環状の固定子鉄心を持つものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜５の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子が凹凸の回転子鉄心から成り、当該回転子鉄心の凹部を通る電機子電流の磁束を打ち消すように磁化した永久磁石を当該凹部に配置し、前記永久磁石の厚みを前記凹部の深さよりも薄くして、前記回転子鉄心の凸部の磁気的空隙長よりも前記凹部の永久磁石から見た磁気的空隙長を長くしたものである。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１〜６の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子の永久磁石の空隙側表面に磁性部材を配置したものである。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１〜９の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子の永久磁石を回転子鉄心内に配置し、当該回転子鉄心の凹部の表層と永久磁石との間に空洞を形成したものである。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子鉄心の凹部の幾何的空隙長と凸部の幾何的空隙長を同一としたものである。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１〜９の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子鉄心の凸部である磁極鉄心幅を磁極ピッチの０．３から０．４倍としたものである。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子の永久磁石は、希土類磁石とフェライト磁石又はアルニコ磁石とを組み合わせたものである。
【００２３】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１の永久磁石式リラクタンス型回転電機において、前記回転子に無着磁の永久磁石を取り付けて組立てた後に、前記回転子鉄心の凹部の空間部又は空洞部に磁性部材を挿入して永久磁石を高磁界で着磁し、その後、前記磁性部材を取り去ることにより回転子を組立てたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機の径方向断面構造を示している。固定子１は電磁鋼板を積層した固定子鉄心２と電機子コイル３から成る。
【００２６】
固定子鉄心２には複数のスロットが設けられ、各鉄心歯４を中心に電機子コイル３が巻きつけられている。固定子鉄心２の歯４は平行な長方形状である。
【００２７】
回転子５は、次のような構成である。回転子鉄心６は凹凸を形成することにより、巻線電流による磁化の容易方向ｄ軸と磁化の困難方向ｑ軸を形成している。
【００２８】
図２に詳しいように、回転子５の鉄心６内には、希土類永久磁石７が各凹部９を挟み込むようにＶ字状に埋め込まれている。永久磁石７はｑ軸方向の電機子電流を相殺する方向に磁化されている。永久磁石７の空隙磁束密度は基本波の振幅値で０．４５［Ｔ］である。また回転子５のｄ軸の磁極鉄心の幅αは、磁極ピッチ（隣り合う磁極間の距離、又は凸部８と凹部９とを合わせた長さ）の０．３〜０．４倍にしてある。
【００２９】
次に、第１の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機の動作を説明する。
【００３０】
＜トルク発生＞
回転子５の空隙側表面に凹凸があることから、磁気抵抗の大きさの変化が回転子形状により形成される。凸部８では空隙磁束密度が高く、凹部９では空隙磁束密度が低くなる。この磁束密度変化によりリラクタンストルクが発生する。さらに、ｑ軸となる凹部９の鉄心内に永久磁石７があり、ｑ軸方向に分布するｑ軸電流による磁束を永久磁石７の磁束で相殺するため、凹部９の空隙磁束密度はさらに小となる。
【００３１】
これにより、凸部８と凹部９の空隙磁束密度変化が大となり、リラクタンストルクは大きくなると共に力率も向上する。このとき、凹部９に対してＶ字状に永久磁石７が配置されていることから、ｑ軸中心に磁化方向が集中してｑ軸電流の磁束に対する永久磁石７の磁化力を高めることができる。
【００３２】
電機子コイル３は固定子鉄心２の歯４各々に１個ずつ巻きつけられている。このような集中巻では大きなトルクリプルが生じる。一般的に、低電圧回転電機には、半閉スロットの鉄心が用いられている。集中巻の固定子と本回転子の組み合わせでは、固定子鉄心２の歯４が回転子５の凹部９の近傍にきたとき、凹部９の磁気抵抗が高いために隣り合う固定子歯先のチップ間で多くの漏れ磁束が生じ、このために回転時に大きなトルクリプルを生じる。
【００３３】
そこで本実施の形態では、固定子鉄心歯４を平行歯とすることにより、漏れ磁束を減少させてトルクリプルを減少させている。シミュレーションによれば、本実施の形態のような構造にすることにより、漏れ磁束を減少させてトルクリプルを１／２に減少させることができることが検証されている。
【００３４】
本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機では、永久磁石７の空隙磁束密度の基本波の振幅値を０．３〜０．６［Ｔ］、好ましくは０．４〜０．５［Ｔ］とする。このとき、定格負荷時にｑ軸電流による磁束と永久磁石７による磁束とが相殺して、ｑ軸の鎖交磁束は零になる。これにより、少ない磁束で出力を発生するので力率が高くなり、鉄損も減少する。同時に、鉄心のコアバックを通る全磁束は少なくなるので、鉄心コアバックの磁気飽和も緩和されて出力も向上する。
【００３５】
さらに本実施の形態の場合、図２に示すようにｄ軸の磁極鉄心の幅αを磁極ピッチの０．３〜０．４倍としたことにより、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差（Ｌｄ−Ｌｑ）が大となり、リラクタンストルクを大きくすることができる。
【００３６】
＜可変速運転と効率＞
一般的な永久磁石モータ、埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭ）では、永久磁石の空隙磁束密度は約１［Ｔ］程度と高く、誘起電圧も高くなる。また、鉄損も大である。
【００３７】
これに対して、本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機は、永久磁石の鎖交磁束は０．４［Ｔ］程度であり、永久磁石モータの磁束の１／３〜１／２でも大きな出力が得られるため、次のような利点がある。
【００３８】
（１）高速回転で過大な誘起電圧を発生しないため、過電圧で電源であるインバータのパワー素子やコンデンサを破損することがない。
【００３９】
（２）本回転電機では、ｄ軸電流が主に磁界を形成する励磁電流であり、ｑ軸電流はトルク電流となる。したがって、高速回転になるにつれて励磁電流であるｄ軸電流を小さくすれば、一定電圧で高速回転まで容易に運転できる。またこのために、永久磁石モータのように永久磁石の磁束による過大な誘起電圧を打ち消すような弱め磁束のために大きな電流を流す必要がない。さらに、弱め磁束で生じる高周波鉄損も僅かである。
【００４０】
（３）運転状態に応じてｄ軸の励磁電流とｑ軸のトルク電流とを変化させることができ、最適な状態で運転できるので、軽負荷から高負荷、低速から高速回転まで広範囲で効率が向上する。例えば、軽負荷時は励磁電流は小さくできるので、ｄ軸の磁束量が減少して鉄損が減少するのである。
【００４１】
＜信頼性＞
本実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機では、回転子５の永久磁石７は、その周囲を磁性の回転子鉄心６で覆われているために永久磁石内の反磁界は小であり、パーミアンス係数の高い領域で永久磁石が動作する。そのため、電流による大きな減磁界が作用しても減磁しにくい。さらに、１５０〜２００℃の高温でもＮｄＦｅＢ磁石を不可逆減磁することなく適用できる。
【００４２】
また、永久磁石７による電機子コイルの鎖交磁束は少ないので、コイルが電気的に短絡した状態で回転しても過大な短絡電流が流れることがなく、コイルを焼損させることがない。さらに電気自動車、電車等の駆動モータに適用した場合でも、短絡故障時に急ブレーキが作用することがなく、また、回転時のブレーキ力は僅かであるので、車両を牽引することができる。
【００４３】
加えて、仮に永久磁石７が不可逆減磁しても、本回転電機ではリラクタンストルクが主であるので、出力は低下するが、純粋なリラクタンスモータとして駆動することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、図１及び図２に示した第１の実施の形態と同様の構造にして、回転子鉄心６の凹部９に対応する電機子コイル３に鎖交する磁束において、負荷時に電流による磁束と永久磁石７による磁束とが相殺されて零となるようにしたことを特徴とする。
【００４５】
本実施の形態の回転電機のトルクＴを式で表現すると次のようになる。
【００４６】
【数１】
Ｔ＝ｐ×（Ｌｄ・Ｉｄ・Ｉｑ−（Ｌｑ・Ｉｑ−ψｍ）・Ｉｄ）
ここで、Ｌｄ，Ｌｑ：ｄ軸，ｑ軸のインダクタンス、Ｉｄ，Ｉｑ：ｄ軸，ｑ軸の電流、ψｍ：永久磁石の鎖交磁束である。
【００４７】
そして本実施の形態の回転電機では、ｑ軸電流Ｉｑによる磁束を永久磁石７の磁束で相殺して零とする。つまり、λｑ＝Ｌｑ・Ｉｑ−ψｍ＝０とするのである。
【００４８】
こうしてｑ軸磁束λｑを０とするので、負荷時の電圧はｄ軸電圧のみとなり、力率を向上できる。同時に、上記のトルク式Ｔから分かるように、ｑ軸磁束λｑは負のトルクを発生しており、凹部９に漏れる磁束であるλｑの磁束を減少させることにより、λｑによる負のトルクを減少させてトルクも増加する。
【００４９】
このとき、本実施の形態の構造は図１及び図２に示したものなので、永久磁石７の周囲が回転子鉄心６という磁性材で覆われ、積極的に磁気的な短絡が形成できる形状の磁気回路となっており、永久磁石７の反磁界は小となり、ｑ軸の鎖交磁束を零にしても回転子鉄心６内には永久磁石７の磁束が分布することになる。したがって、本回転電機では、永久磁石７の磁気特性上は安定な点で動作することになり、不可逆減磁することはない。
【００５０】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、回転子５の磁極部分の構造に特徴を有する。図３は本発明の第３の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機の回転子５の磁極部分を示している。なお、固定子１側の構造は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
本実施の形態では、回転子鉄心６は凹凸が形成された電磁鋼板を積層して構成する。回転子鉄心６の凹部９を通る電機子コイル３の磁束を打ち消すように磁化された永久磁石７が回転子鉄心５の凹部９内に配置されている。永久磁石７の厚みは凹部９の深さよりも薄くして、回転子鉄心５の凸部８の磁気的空隙長よりも凹部９の永久磁石７から見た磁気的空隙長を長くしてある。また、永久磁石７が発生する空隙磁束密度の基本波の振幅値は０．４５［Ｔ］としている。
【００５２】
このような構造にすることにより、基本的作用は第１の実施の形態と同じであるが、回転子５を中空にできる部分が広く取れるために低慣性にできる利点がある。
【００５３】
［第４の実施の形態］
図４は本発明の第４の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における回転子５の磁極部分を示している。なお、固定子１の構造は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。
【００５４】
本実施の形態では、回転子鉄心６は凹凸が形成された電磁鋼板を積層して構成する。回転子鉄心６の凹部９から鉄心中に入った部分に永久磁石７を挿入する穴がＶ字状をなすように設けられ、凹部９を通る電機子コイル３の磁束を打ち消すように磁化された永久磁石７がその穴内に配置されている。永久磁石７が発生する空隙磁束密度の基本波の振幅値は、０．４５［Ｔ］とする。
【００５５】
本実施の形態ではさらに、回転子鉄心６におけるＶ字状配置の永久磁石７と凹部９の底部とで囲まれる三角部分に空洞１０が形成されている。これによりｑ軸の磁気抵抗はさらに高くできる。
【００５６】
第４の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機の基本的作用は第１の実施の形態と同じである。また、第３の実施の形態の回転電機と比較して、永久磁石７は磁性材の鉄心６で囲まれており、さらに磁気的に短絡磁路ができるので、高温・減磁界でも永久磁石７が磁気的に安定した動作点で適用できる。
【００５７】
なお、本実施の形態の場合、回転子５を図５に示す構造にすることもできる。この図５に示す回転子５の構造は、Ｖ字状配置の永久磁石７と鉄心６の表層とで囲まれる三角部分に空洞１０を形成することにより、図４に示した回転子５のように鉄心６そのもののに凹んだ部分（凹部）と突き出した（突部）が設けられているわけではなく、凹部と凸部は幾何的には均一であるが、磁気的に凹凸を設けているのである。
【００５８】
このような構造にしても、図４の場合と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
［第５の実施の形態］
図６は本発明の第５の実施の形態のリラクタンス型回転電機における回転子５の磁極部分を示している。なお、固定子１の構造は図１に示した第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
本実施の形態の回転電機は、回転子５の永久磁石７の構造に特徴を有する。すなわち、永久磁石７は、上層を４ＭＧＯｅの磁気エネルギー積を持つフェライト磁石１１、下層を３５ＭＧＯｅの磁気エネルギー積を持つＮｄＦｅＢ磁石１２とする構造である。
【００６１】
これにより、全体をフェライト磁石とする永久磁石よりも高い磁界を形成でき、保磁力も高く、電流による減磁界に強い回転電機を構成でき、安価なフェライト磁石を適用していながらも、小型・高出力が可能とである。
【００６２】
さらに、永久磁石７の空隙側の表面側はＮｄＦｅＢ磁石１２と比較して１００倍程度高い電気抵抗を持つフェライト磁石１１があるので、電流による高調波磁界で生じる渦電流を低減でき、永久磁石７の温度上昇を抑制できると共に高温減磁も起こり難くなる。
【００６３】
［第６の実施の形態］
図７は本発明の第６の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機に採用されている固定子１の製造方法を示している。本実施の形態の固定子１は次の方法で製造する。
【００６４】
まず帯状の電磁鋼板にスロット形状の穴１３を多数抜き、その抜き板を積層した後、導体を巻き付けた絶縁物のボビン１４を帯状の積層した鉄心２′の鉄心歯４に次々に挿入する。その後、帯状鉄心２′を折り曲げて環状とし、固定子１を構成するのである。
【００６５】
ここで、環状の鉄心２にしたときのスロット１３のスペースを導体が全て埋め尽くすようにするため、ボビン１４には外周側が広がって台形状になるまで銅線が巻かれている。この銅線はボビン１４を回転させて巻くので高い引っ張り力をかけて巻くことができ、銅線の占積率を高くできる。また、固定子鉄心歯４が平行歯の形状なので、ボビン１４を２分割することなく、銅線を巻いた状態で固定子歯４に挿入できる。さらに、内周側が狭く外周側の広いスロットとなる環状の固定子鉄心２には台形状のボビン１４を挿入することはできないが、本製造法では、帯状でスロットを抜いた鉄心２′の状態でボビン１４を挿入するので、開口側のスロットの幅は環状となった時の外周側スロット幅とほぼ同寸法である。これにより、導体が巻かれた台形状のボビン１４を挿入することができるのである。
【００６６】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機について説明する。第７の実施の形態は、回転子５内の永久磁石７の着磁方法に特徴を有する。
【００６７】
図８は回転子５の永久磁石７に着磁を行うときの断面を示している。回転子鉄心６に無着磁の永久磁石７′を取り付けて組立てた後に、凹部９の空間及び空洞部１０に鉄、又はＦｅＣｏＶ合金の磁性部材の治具１３を挿入する。この挿入した状態で永久磁石７′を高磁界で着磁し、その後、磁性部材の治具１３を取り去ることにより、図５に示すような着磁された永久磁石７を持つ回転子５を完成させる。
【００６８】
着磁された永久磁石７を回転子鉄心６の穴に挿入する作業は、磁気吸引力が作用するので量産時に時間を要する工程となる。そこで、回転子鉄心６に無着磁の永久磁石７′を挿入してから高磁界をかけるが、通常では、回転子５の凹部９や空洞部１０の磁気抵抗が大きいために永久磁石７′の着磁に十分な磁界を発生させるのが困難である。
【００６９】
しかしながら、本製造方法を用いれば、着磁時には回転子５の凹部９及び空洞部１０に強磁性材があるために磁気抵抗が小さくなり、高磁界となるので容易に無着磁の永久磁石７′を完全に着磁することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機では、回転子位置によりインダクタンスの差が大きな回転電機が得られ、さらにｑ軸電流による磁束を永久磁石で相殺してほぼ零にすることにより、高出力、高力率が可能となる。
【００７１】
本発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機ではまた、永久磁石の磁束量が少なくても高出力が得られ、励磁電流成分により回転電機内の磁束量を調整できるため、負荷に合わせた最適な状態で駆動でき、軽負荷から高負荷、低速から高速までの広範囲で効率の良い運転ができる。
【００７２】
本発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機ではさらに、永久磁石の減磁を抑えることができ、永久磁石の誘起電圧により電源であるインバータの破損する恐れがなく、また電機子巻線の短絡故障時に急ブレーキが作用することもなく、さらには永久磁石が減磁状態になっても駆動が可能である等の多々の面で信頼性が高い。
【００７３】
本発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機ではさらに、電機子コイルとして台形状のボビンを挿入することにより固定子を組み立てることができるので、高出力と共に製造性も容易になる。
【００７４】
本発明の永久磁石式リラクタンス型回転電機ではさらに、高磁界の永久磁石を持つ回転子を容易に構成することができ、製造がしやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機の径方向断面図。
【図２】上記の実施の形態における回転子の一部の径方向の拡大断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における回転子の一部の径方向断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における回転子の一部の径方向断面図。
【図５】上記の第４の実施の形態における別の回転子の一部の径方向断面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における回転子の一部の径方向断面図。
【図７】本発明の第６の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における固定子の製造方法を示す説明図。
【図８】本発明の第７の実施の形態の永久磁石式リラクタンス型回転電機における回転子内の永久磁石に対する着磁方法を示す説明図。
【図９】従来例のリラクタンス型回転電機の径方向断面図。
【符号の説明】
１…固定子
２…固定子鉄心
２′…帯状の固定子鉄心
３…電機子コイル
４…固定子鉄心歯
５…回転子
６…回転子鉄心
７…永久磁石
７′…無着磁の永久磁石
８…凸部
９…凹部
１０…空洞
１１…フェライト磁石
１２…ＮｄＦｅＢ磁石
１３…スロット
１４…ボビン
１６…治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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