一般的无刷直流电动机I中，与极数对应的个数的永久磁铁5以极性相反的方式配置。
[0057]例如，在为8极构造的一般的无刷直流电动机的情况下，8个永久磁铁5以各个N-S-N-S-N-S-N-S极朝向外侧的方式交替配置。
[0058]与此相反，在本实施例中，在如图2中所图示那样为8极构造的电动机的情况下，4个永久磁铁31能够以各自N极朝向外侧的方式依次配置。
[0059]因此，在仅设置与无刷直流电动机10的极数对应的8个永久磁铁中的4个永久磁铁31的情况下，转子30处于N-X-N-X-N-X-N-X极以朝向外侧的方式配置的状态。这里，X是未安装有永久磁铁31部分的磁化部33。
[0060]S卩、在各永久磁铁31之间形成有与永久磁铁31对应的空间的磁化部33。
[0061]这里，磁化部33的形状能够形成为与永久磁铁31的形状对应的形状，考虑到无刷直流电动机10的特性，磁化部33的形状还能够变更为多种形状而不同于永久磁铁31的形状。
[0062]这样，磁化部33是位于设置在转子30上的各永久磁铁31之间而使磁芯的铁心磁化的部分，各个磁化部33产生与设有永久磁铁31的状态类似的效果。
[0063]S卩、配置于磁化部33周边的铁心由相邻的永久磁铁31的N极和S极的磁力所磁化而各自具有S极和N极的相反极性。
[0064]这样，本发明在转子上仅设置与电动机极数的一半对应的永久磁铁而发挥与设有对应于电动机极数的个数的永久磁铁的电动机相同的性能。
[0065]以下，参照图3至图6详细说明根据本发明的优选实施例的无刷直流电动机的性能测试结果。
[0066]图3是图2中所图示的无刷直流电动机的感应电压曲线图。
[0067]利用无刷直流电动机的U相电动势(Electromotive Force)进行说明，如图3中所图示，由于极数为偶数时在感应电压产生高次谐波成分，因此，可知设有一半永久磁铁31的场合的感应电压B比设有与无刷直流电动机极数对应的永久磁铁31的场合的感应电压A略有下降。
[0068]图4是图2中所图示的无刷直流电动机的齿槽转矩曲线图。
[0069]一般来讲，无刷直流电动机区分为在转子的表面设置永久磁铁的表面式永磁(Surface permanent magnet, SPM)类型和在转子的外周部内侧嵌入永久磁铁的内置式永石兹(Inter1r permanent magnet，I PM)类型。
[0070]在对于内置式永磁型无刷直流电动机设置了与极数的一半对应的个数的永久磁铁的状态下测定了齿槽转矩，其结果示于图4中。
[0071]齿槽转矩(Cogging Torque)是指以阻止电动机的转子相对于定子顺利地转动的方式产生的一种电动机转矩波动。
[0072]即、在使电动机的旋转轴强行旋转的情况下，电动机的齿槽转矩越大则旋转轴越不易旋转，齿槽转矩越小则越顺利地旋转。
[0073]这里，适用永久磁铁的电动机具有转子的磁铁与定子槽构造之间的磁阻差所产生的齿槽转矩，从而不同于其它电动机。这种齿槽转矩，由于较大地影响电动机的噪声和振动发生，因而设计时须做到最大限度地减少齿槽转矩。
[0074]此外，与反电动势的高次谐波有关联的转矩脉动(torque ripple)也影响电动机的噪声和振动发生，因此，需要进行使这些均最小化的设计。
[0075]例如，在对于表面式永磁型电动机设置与极数的一半对应的个数的永久磁铁31的情况下，在感应电压产生高次谐波成分从而转矩大为降低，且转矩脉动和齿槽转矩增加。
[0076]与此相反，在对于内置式永磁型电动机设置与极数的一半对应的个数的永久磁铁31的情况下，虽然产生高次谐波成分，但所产生的量远少于适用于表面式永磁型电动机的场合，因此，略微发生转矩降低。
[0077]而且，如图4中所图示，能够得到转矩脉动和齿槽转矩D反而比设有与电动机极数对应的个数的永久磁铁的场合的齿槽转矩C减少的效果。
[0078]因此，本发明最好适用于在转子的外周部内侧嵌入永久磁铁的内置式永磁方式的无刷直流电动机。
[0079]图5和图6分别是图1和图2中所图示的无刷直流电动机的磁通密度矢量图。
[0080]对图5和图6中所图示的磁通密度矢量图进行了解释，从其结果可知，电动机的相电感E与无刷直流电动机的相电感F相同，其中，相电感E表示设置了与电动机极数对应的个数的永久磁铁的场合，相电感F表示设置了与极数的一半对应的个数的永久磁铁的场入口 ο
[0081]通过如上所述的过程，本发明在内置式永磁型无刷直流电动机仅设置与极数的一半对应的个数的永久磁铁从而能够节减制作费用，并能够发挥与设置对应于极数的个数的永久磁铁的场合相近水平的性能。
[0082]另一方面，在本实施例中，虽然以设置与电动机极数的一半对应的个数的永久磁铁来进行了说明，但本发明未必限定于此。
[0083]例如，图7是根据本发明的另一实施例的无刷直流电动机的转子的示意图。
[0084]S卩、本发明不仅在如图7的(a)中所图示那样电动机极数例如为10个的情况下能够设置与极数的一半对应的个数即5个永久磁铁31，而且，本发明还能够以设置8个(图7的(b))或6个(图7的(C))永久磁铁31的方式进行变更。
[0085]而本发明最好要适用电动机极数与永久磁铁个数之间的基本比例，例如在电动机极数为8极的情况下设置4个永久磁铁，在电动机极数为10极的情况下设置5个永久磁铁，鉴于转矩脉动上升等因素，在配置与基本比例相应的个数的永久磁铁的情况下，最好将与电动机极数(极数为N个，且N为偶数)的一半(N/2)对应的永久磁铁以各永久磁铁对称的方式设置。
[0086]以上按照上述实施例来具体说明了由本发明人所完成的发明，但本发明并不限定于上述实施例，当然，在不逸出其要旨的范围内能够进行各种变更。
[0087]在上述实施例中，虽然利用8极无刷直流电动机进行了说明，但本发明能够以与电动机的极数无关地适用于10极、12极等无刷直流电动机的方式变更。
[0088]工业上可利用性
[0089]本发明在内置式永磁型无刷直流电动机仅设置与极数的一半对应的个数的永久磁铁而节减制作费用，并适用于比设有与极数对应的个数的永久磁铁的场合更使性能降低最小化的无刷直流电动机技术。
【主权项】
1.一种无刷直流电动机，形成有N个极(N为偶数)，其特征在于，包括: 定子，其在内周面具有线圈所卷绕的多个齿；以及， 转子，其配置于上述定子的内部，且设有个数少于上述N个的永久磁铁。2.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于， 上述永久磁铁设有N/2个，且以相同的极朝向外侧的方式依次配置上述永久磁铁。3.根据权利要求2所述的无刷直流电动机，其特征在于， 在上述永久磁铁之间形成有磁化部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的无刷直流电动机，其特征在于， 上述无刷直流电动机是上述永久磁铁所嵌入转子的外周部内侧的内置式永磁型无刷直流电动机。5.根据权利要求4所述的无刷直流电动机，其特征在于， 上述无刷直流电动机具有与设有上述N个永久磁铁的电动机相同的相电感，且减少齿槽转矩。6.根据权利要求4所述的无刷直流电动机，其特征在于， 上述永久磁铁和磁化部各自以相互对称的方式配置。
【专利摘要】本发明涉及一种无刷直流电动机，该无刷直流电动机形成有N个极(N为偶数)，且具有如下构成，即包括：定子，其在内周面具有线圈所卷绕的多个齿；以及，转子，其配置于上述定子的内部，且设有个数少于上述N个的永久磁铁，从而减少设置于无刷直流电动机的永久磁铁的个数而得到能够节减制作费用的效果。
【IPC分类】H02K1/27, H02K29/00
【公开号】CN104935145
【申请号】CN201510005607
【发明人】金甫暻, 全完宰, 孙在贤, 姜命权, 平田胜弘, 新口升, 沈耀燮
【申请人】摩托尼科株式会社
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年1月6日
【公告号】DE102015101111A1