電力機械制造技術

本發明專利技術提供電力機械。本發明專利技術的目的在于得到降低成本的同時，能夠減少在勵磁磁極內發生的電渦流損失的電力機械，在勵磁磁極２的磁極數Ｐ＝１０，電樞１的極靴６的數量Ｑ＝１２的旋轉電機中，使纏繞在同一個極靴６上的繞組７ａ、７ｂ成為（Ｕ＋／Ｕ＋）（Ｕ－／Ｖ＋）（Ｖ－／Ｖ－）（Ｗ－／Ｖ＋）（Ｗ＋／Ｗ＋）（Ｗ－／Ｕ＋）（Ｕ－／Ｕ－）（Ｕ＋／Ｖ－）（Ｖ＋／Ｖ＋）（Ｗ＋／Ｖ－）（Ｗ－／Ｗ－）（Ｗ＋／Ｕ－）的順序，依據該結構，能夠減少電樞磁動勢的比同步成分低的次數的成分，從而，由于能夠減小在勵磁磁極中流過的電渦流，因此能夠降低電渦流損失。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及旋轉電機或者線性電機等電力機械，涉及降低在勵磁磁極內發生的電渦流損失的技術。
技術介紹
當前，由具備擁有多個永久磁鐵的勵磁磁極和以集中繞組纏繞的電樞繞組的電樞構成的旋轉電機被應用于各種用途中。其中集中繞組是在電樞的極靴上集中纏繞繞組的構造，由于由機械進行的自動纏繞生產方式發達，因此以伺服用途等小型電動機為中心大量采用。在這樣的小型電機中，由于銅損、鐵損、機械損失占據損失的大部分，因此大多情況下在勵磁磁極中發生的電渦流損失沒有成為問題。另一方面，在超過數kW的大型電動機中，目前為止使用具備以分布繞組纏繞的電樞繞組的電樞，采用線圈末端小的集中繞組的必要性高。例如，在直接驅動電梯的卷揚機或者工作機械的平臺那樣的電動機中，從節省空間的觀點出發，線圈末端的小型化要求很大。然而，在超過數kW的大型旋轉電機中，在勵磁磁極中發生的電渦流損失在整體損失中不能夠忽略。進而近年來，正在把稀土類磁鐵那樣的剩磁通密度和頑磁力高的高性能磁鐵積極地利用為大型旋轉電機的勵磁磁極的磁極。例如，Nd-Fe-B系列的永久磁鐵的導電率高，與鐵氧體系列的永久磁鐵相比較具有易于流過電渦流的特征。由于勵磁磁極中的電渦流損失，除去降低效率以外，還存在著勵磁磁極的溫度上升導致磁鐵的消磁這樣的課題。另外，即使沒有達到消磁，但隨著溫度上升剩磁通密度降低，其結果，基于磁鐵的磁通量減少。因此，為了發生與不存在溫度上升的狀態相同的輸出，需要流過更多的電樞電流，還存在由該電流產生的銅損增加，效率降低這樣的課題。為了降低電渦流損失，用疊層鋼板構成鐵心，把電樞的電樞繞組做成分布繞組，抑制電樞電流產生的磁場的高次諧波。在專利文獻的1(特開平8-289491號公報)中，記載了在用疊層鋼板構成鐵心，把疊層的鐵心做成一塊構成勵磁磁極的情況下，通過謀求疊層鋼材之間的疊層方向的電絕緣，抑制勵磁磁極內的電渦流損失。另外，在專利文獻2(特許第3280351號)中公開了在把勵磁磁極的鐵心沒有做成疊層鋼板的情況下，用塊形鐵軛構成而且劃分其鐵軛，通過斷絕電渦流的通道降低電渦流損失的方法。
技術實現思路
專利技術要解決的課題如上所述，在現有的具備永久磁鐵的電力機械中，為了降低勵磁磁極的電渦流損失，提出了把勵磁磁極的鐵軛做成疊層構造，或者劃分塊形鐵軛的構造，但如果做成疊層構造，則存在需要很大的模具，而且必須導入大型沖壓機等設備投資成為高成本的問題點。另外，如果劃分塊形的鐵軛，則存在除去導致伴隨著增加部件數量引起的工序增加產生的成本升高以外，由于所劃分的塊形鐵軛之間的絕緣厚度不均勻，勵磁磁極與電樞的磁隙中的磁通密度不均勻，帶來噪聲或者震動這樣的問題。另外，在把電樞做成分布繞組的情況下，如上所述，存在線圈末端大的問題。本專利技術是為了消除以上的問題點而完成的，目的在于得到降低成本的同時，能夠降低在勵磁磁極內發生的電渦流損失的電力機械。用于解決課題的方法一種電力機械，該電力機械具備經過磁隙所配置、沿著與上述磁隙長度的方向成直角的方向被驅動而相對移動的電樞和勵磁磁極，進而，上述電樞具備電樞鐵心，具有從上述磁隙長度的方向突出，沿著上述移動方向以預定的間隔形成的多個極靴；以及多個電樞繞組，在上述各極靴上用集中繞組纏繞，流過三相交流的各相電流，上述勵磁磁極具備沿著上述移動方向配置的預定數量的磁極，所述電力機械的特征在于在上述多個極靴中包括纏繞流過上述三相交流的相互不同相的電流的多個繞組的極靴，以便降低上述驅動時從上述電樞繞組發生的電樞磁動勢的比與上述驅動速度同步的次數低的次數的成分。專利技術的效果本專利技術如上所述，由于在同一個極靴上纏繞流過三相交流相互不同相的電流的多個繞組，以便降低所發生的電樞磁動勢的特別是比與驅動速度同步的次數低次數的成分，因此不需要疊層高成本的勵磁磁極鐵軛或者劃分塊形的鐵軛，能夠以低成本降低在勵磁磁極內發生的電渦流損失。附圖說明圖1是表示本專利技術實施形態1中的電力機械的結構的剖面圖。圖2是表示作為比較例示出的現有的電力機械的結構的剖面圖。圖3表示以往的電力機械的電樞產生的磁動勢分布。圖4表示以往的電力機械的電樞產生的磁動勢的各次數成分。圖5表示本專利技術實施形態1中的電力機械的電樞產生的磁動勢分布。圖6表示本專利技術實施形態1中的電力機械的電樞產生的磁動勢的各次數成分。圖7是說明以往的電力機械的電樞產生的磁動勢的空間1次成分的合成的矢量圖。圖8是說明本專利技術實施形態1中的電力機械的電樞產生的磁動勢的空間1次成分的合成的矢量圖。圖9是表示本專利技術實施形態2中的電力機械的結構的剖面圖。圖10表示本專利技術實施形態2中的電力機械的電樞產生的磁動勢的各次數成分。圖11是表示本專利技術實施形態3中的電力機械的結構的剖面圖。圖12表示本專利技術實施形態3中的電力機械的電樞產生的磁動勢的各次數成分。圖13是表示本專利技術實施形態4中的電力機械的結構的剖面圖。圖14表示本專利技術實施形態4中的電力機械的電樞產生的磁動勢的各次數成分。圖15是部分放大地表示本專利技術實施形態6中的電力機械的結構的剖面圖。圖16是部分放大地表示本專利技術實施形態7中的電力機械的結構的剖面圖。圖17是表示本專利技術實施形態8中的電力機械的結構的剖面圖。圖18是表示本專利技術實施形態9中的電力機械的結構的剖面圖。具體實施例方式實施形態1圖1是表示本專利技術實施形態1中的電力機械的結構的剖面圖。作為電力機械的例子，這里表示3相10極12極靴的旋轉電機。電樞1與勵磁磁極2經過磁隙10，相對旋轉自如地由軸承等保持構件配置。勵磁磁極2具有安裝在軸9上的勵磁磁極鐵心3和固定在勵磁磁極鐵心3上的永久磁鐵4。N極永久磁鐵4a和S極永久磁鐵4b各有5對，總計有10個磁極。另外，在圖1中，由一個永久磁鐵4a(4b)構成一個磁極，但與永久磁鐵的具體結構方式無關。另外，在勵磁磁極鐵心3的表面上配置永久磁鐵4a、4b，而也可以構成為埋入到勵磁磁極鐵心3的內部。電樞1具有從徑向即磁隙長度的方向突出，沿著圓周方向以30度的間隔形成了12個極靴6的電樞鐵心5和用集中繞組纏繞在該電樞鐵心5的極靴6上，收容到槽8中的繞組7a、7b。在一個極靴6上纏繞2個繞組7a、7b。纏繞在各極靴6上的繞組的相別、極性從紙面上端起按照順時針方向成為用(U+/U+)(U-/V+)(V-/V-)(W-/V+)(W+/W+)(W-/U+)(U-/U-)(U+/V-)(V+/V+)(W+/V-)(W-/W-)(W+/U-)表示的順序。這里，把在一個極靴上纏繞的相表示在(/)內，另外，U+和U-表示纏繞極性(纏繞方向)相互相反。但是與纏繞在同一個極靴上的2個繞組7a、7b的配置順序無關，例如，也可以把記載為(U+/V-)的位置配置成(V-/V+)，使徑向的位置相反。另一方面，圖2表示以往的3相10極12極靴的旋轉電機的剖面圖。以往在一個極靴6上纏繞一個繞組7。繞組的相別、極性從紙面上端起按照順時針方向，成為用(U+)(U-)(V-)(V+)(W+)(W-)(U-)(U+)(V+)(V-)(W-)(W+)表示的順序。當在圖2表示的旋轉電機的繞組7中相互流過相位差為2π/3的三相電流后，產生磁隙10中的電樞磁動勢，在某個時間具有圖3所示那樣的分布。由于圖2表示的旋轉電機的勵磁磁極2是10極，因此與勵磁磁極2的旋轉同步的電樞磁動勢是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力機械，該電力機械具備經過磁隙所配置、沿著與上述磁隙長度的方向成直角的方向被驅動而相對移動的電樞和勵磁磁極，進而，上述電樞具備：電樞鐵心，具有從上述磁隙長度的方向突出，沿著上述移動方向以預定的間隔形成的多個極靴；以及多個電樞繞組，在上述各極靴上用集中繞組纏繞，流過三相交流的各相電流，上述勵磁磁極具備：沿著上述移動方向配置的預定數量的磁極，所述電力機械的特征在于：在上述多個極靴中包括纏繞流過上述三相交流的相互不同相的電流的多個繞組的極靴，以便降低上述驅動時從上述電樞繞組發生的電樞磁動勢的比與上述驅動速度同步的次數低的次數的成分。

【技術特征摘要】
JP 2006-2-20 2006-0421171.一種電力機械，該電力機械具備經過磁隙所配置、沿著與上述磁隙長度的方向成直角的方向被驅動而相對移動的電樞和勵磁磁極，進而，上述電樞具備電樞鐵心，具有從上述磁隙長度的方向突出，沿著上述移動方向以預定的間隔形成的多個極靴；以及多個電樞繞組，在上述各極靴上用集中繞組纏繞，流過三相交流的各相電流，上述勵磁磁極具備沿著上述移動方向配置的預定數量的磁極，所述電力機械的特征在于在上述多個極靴中包括纏繞流過上述三相交流的相互不同相的電流的多個繞組的極靴，以便降低上述驅動時從上述電樞繞組發生的電樞磁動勢的比與上述驅動速度同步的次數低的次數的成分。2.根據權利要求1所述的電力機械，上述勵磁磁極的磁極數P和上述電樞的極靴數Q當把n取為大于等于2的偶數時用P＝5n，Q＝6n或者P＝7n，Q＝6n表示，作為旋轉機，沿著圓周方向被旋轉驅動，所述電力機械的特征在于當把纏繞在同一個極靴上的繞組用(/)，把上述三相用U、V、W，把纏繞極性用+、-表示時，纏繞在上述各極靴上的繞組成為下述順序或者其反復(U+/U+)(U-/V+)(V-/V-)(W-/V+)(W+/W+)(W-/U+)(U-/U-)(U+/V-)(V+/V+)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊藤一將，仲興起，中野正嗣，小林學，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]