СЕРДЕЧНИК РОТОРА, РОТОР И ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2025 года по МПК H02K1/276 H02K21/14 H02K15/02 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к сердечнику ротора, к ротору и к вращающейся электрической машине. Эта заявка основана и испрашивает приоритет предшествующей заявки на патент (Япония) №2021-185697, поданной 15 ноября 2021 года, все содержимое которой содержится в данном документе по ссылке.

Уровень техники

[0002] Во вращающейся электрической машине со встроенными постоянными магнитами, такой как IPMSM (синхронный электромотор с внутренними постоянными магнитами), постоянные магниты встраиваются в сердечник ротора, и барьеры для потока формируются около постоянных магнитов. Барьер для потока формируется с возможностью управлять прохождением магнитного потока во вращающейся электрической машине. Барьер для потока обеспечивает возможность улучшения характеристик вращающейся электрической машины. Патентный документ 1 описывает то, что полости для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты, содержат барьеры для потока. Этот барьер для потока предоставляется на каждой из внешней периферийной стороны и внутренней периферийной стороны дальше постоянного магнита. Дополнительно, патентный документ 1 описывает то, что барьер для потока на внешней периферийной стороне открыт на внешней периферийной стороне сердечника ротора. Помимо этого, патентный документ 1 описывает то, что кривизна барьера для потока на внутренней периферийной стороне задается с возможностью уменьшать механическое напряжение участка межмагнитной перемычки между барьерами для потока на внутренней периферийной стороне.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Выложенная публикация патента (Япония) номер 2019-57984

Сущность изобретения

Техническая задача

[0004] Тем не менее, технология, описанная в патентном документе 1, задает конфигурацию барьера для потока на внешней периферийной стороне только с точки зрения подавления короткого замыкания магнитного потока через внешнюю периферийную сторону сердечника ротора. Это предотвращает достаточное улучшение крутящего момента ротора.

[0005] Настоящее изобретение осуществлено с учетом проблем, описанных выше, и его задача заключается в том, чтобы увеличивать крутящий момент ротора.

Решение задачи

[0006] Сердечник ротора настоящего изобретения включает в себя участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий, по меньшей мере, одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом: полость для магнита имеет, относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита, пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, на обеих сторонах в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения; пространство, служащее в качестве по меньшей мере одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, имеет открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора; в поперечном сечении, перпендикулярном линии оси вращения, позиция углового участка на передней стороне открытого конца, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находится на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок; в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков, установленных в том же полюсе ротора; в поперечном сечении, опорная позиция относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок, представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через опорный концевой участок постоянного магнита, который представляет собой один из концевых участков постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, в постоянном магните, установленном через полость для магнита, и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора; и в поперечном сечении, опорный концевой участок постоянного магнита постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, концевой участок в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит, и линию оси вращения, и расстояние в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, и линию оси вращения, представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника ротора, в которой присутствует открытый концевой участок.

Ротор по настоящему изобретению включает в себя сердечник ротора и множество постоянных магнитов, установленных в сердечнике ротора.

Вращающаяся электрическая машина по настоящему изобретению включает в себя ротор и статор.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим один пример базовой формы IPMSM.

Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим поперечное сечение ротора IPMSM, проиллюстрированного на фиг. 1.

Фиг. 3 является видом, иллюстрирующим один пример оптимальной формы IPMSM.

Фиг. 4А является видом, иллюстрирующим первый результат анализа вектора плотности магнитного потока в IPMSM в оптимальной форме.

Фиг. 4В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий магнитных потоков в первом результате анализа.

Фиг. 5А является видом, иллюстрирующим второй результат анализа вектора плотности магнитного потока в IPMSM в оптимальной форме.

Фиг. 5В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий магнитных потоков во втором результате анализа.

Фиг. 6А является видом, иллюстрирующим один пример вектора плотности магнитного потока в IPMSM в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов составляет 0,4 Т.

Фиг. 6В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий магнитных потоков в IPMSM в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов составляет 0,4 Т.

Фиг. 7А является видом, иллюстрирующим один пример вектора плотности магнитного потока в IPMSM в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов составляет 1,0 Т.

Фиг. 7В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий магнитных потоков в IPMSM в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов составляет 1,0 Т.

Фиг. 8 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации IPMSM варианта осуществления.

Фиг. 9 является видом, иллюстрирующим один пример поперечного сечения ротора в варианте осуществления.

Фиг. 10 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации сердечника ротора варианта осуществления.

Фиг. 11А является видом, укрупняющим и иллюстрирующим часть сердечника ротора, проиллюстрированного на фиг. 10.

Фиг. 11В является видом, иллюстрирующим первый модифицированный пример конфигурации сердечника ротора.

Фиг. 11С является видом, иллюстрирующим второй модифицированный пример конфигурации сердечника ротора.

Фиг. 12А является видом, иллюстрирующим первый пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12В является видом, иллюстрирующим второй пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12С является видом, иллюстрирующим третий пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12D является видом, иллюстрирующим четвертый пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12Е является видом, иллюстрирующим пятый пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12F является видом, иллюстрирующим шестой пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12G является видом, иллюстрирующим седьмой пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12Н является видом, иллюстрирующим восьмой пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Фиг. 12I является видом, иллюстрирующим девятый пример конфигурации ротора, предназначенного для анализа.

Подробное описание вариантов осуществления

[0008] В дальнейшем в этом документе поясняется один вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

Следует отметить, что то, что объекты для сравнения, такие как длина, позиция, размер и интервал, являются идентичными, включает в себя не только то, что объекты для сравнения являются строго идентичными, но также и то, что объекты для сравнения отличаются в пределах диапазона, который не отступает от сущности изобретения. Например, то, что объекты для сравнения являются идентичными, также включает в себя то, что объекты для сравнения отличаются в пределах диапазона допусков, заданного при конструировании. Дополнительно, на каждом чертеже, координаты XYZ указывают взаимосвязь направлений на чертеже. В координатах XYZ, символ белого круга (о) с черным кругом (•), заданным в нем, указывает стрелку, имеющую направление из дальней стороны к ближней стороне листа бумаги в качестве положительного направления. Дополнительно, на каждом чертеже, для удобства системы обозначений, для множества идентичных компонентов, иллюстрация ссылки с номером частичного компонента из множества компонентов опускается. Помимо этого, ниже по тексту, множество компонентов поясняются с использованием компонента с присвоенной ему ссылкой с номером из множества компонентов при необходимости.

[0009] Обстоятельства

Авторы настоящего изобретения предлагают технологию конструирования форм различных сердечников, включающих в себя сердечник ротора IPMSM, в выложенной публикации патента (Япония) номер 2021-114099. Таким образом, авторы настоящего изобретения нашли форму, способствующую улучшению крутящего момента, в качестве формы сердечника ротора посредством использования технологии. Нижеописанный вариант осуществления настоящего изобретения осуществлен на основе результата. Далее поясняется результат и поясняются обстоятельства, которые приводят к нижеописанному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0010] Технология, приведенная в подробном описании выложенной публикации патента (Япония) номер 2021-114099, требует задания базовой формы элементов, предназначенных для конструирования. Этот раздел примерно иллюстрирует случай задания форм барьеров 113a-113b, 114а-114b для потока в роторе 110, включенном в IPMSM 100, проиллюстрированный на фиг. 1, в качестве базовой формы элементов, предназначенных для конструирования. Таким образом, во-первых поясняется IPMSM 100, проиллюстрированный на фиг. 1.

[0011] Фиг. 1 примерно иллюстрирует случай, в котором число полюсов IPMSM 100 равно восьми. На фиг. 1, диапазон двойной стрелки, указываемой в качестве "одного полюса", представляет собой секцию, формирующую один полюс IPMSM 100. Следует отметить, что когда число полюсов IPMSM 100 составляет n, IPMSM 100 имеет, в общем и целом, взаимосвязь вращательной симметрии в форме n-кратной симметрии, в которой линия 0 оси вращения IPMSM 100 задается в качестве оси вращательной симметрии; n является целым числом в два или более, и n равно восьми в примере, проиллюстрированном на фиг. 1 (n=восемь). Фиг. 1 иллюстрирует одну из четырех областей, полученных путем разделения поперечного сечения в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения IPMSM 100 на четверти, и иллюстрирует область, формирующую два полюса ротора 110 в области IPMSM 100. Эти четыре области имеют, в общем и целом, взаимосвязь четырех(=восемь полюсов ÷ два)-кратной симметрии, в которой линия 0 оси вращения IPMSM 100 задается в качестве оси вращательной симметрии. Соответственно, на фиг. 1, вращение области, проиллюстрированной на фиг. 1, на 90° с центральной линией IPMSM 100, заданной в качестве линии 0 оси вращения, предоставляет полную конфигурацию поперечного сечения IPMSM 100, когда IPMSM 100 имеет разрез перпендикулярно линии 0 оси вращения.

[0012] Как проиллюстрировано на фиг. 1, IPMSM 100 включает в себя ротор 110 и статор 120.

Статор 120 включает в себя сердечник 121 статора и непроиллюстрированную катушку статора и имеет целью формировать вращающееся магнитное поле. Следует отметить, что на фиг. 1, иллюстрация катушки статора, включенной в статор 120, опускается. Тем не менее непроиллюстрированная катушка статора располагается в каждом из пазов 122 сердечника 121 статора (как описано выше, для удобства системы обозначений, ссылка с номером присваивается только одному пазу на фиг. 1).

[0013] Ротор 110 вращается с линией 0 оси вращения IPMSM 100, заданной в качестве линии оси вращения. В этом разделе, фиг. 1 примерно иллюстрирует случай, в котором ротор 110 вращается в направлении стрелки, заданном на стороне "направления вращения" (направления против часовой стрелки, противоположного листу бумаги). Следует отметить, что линия 0 оси вращения ротора 110 и линия 0 оси вращения IPMSM 100 совпадают.

Ротор 110 включает в себя сердечник 111 ротора и множество постоянных магнитов в расчете на один полюс (два постоянных магнита 112а-112b в примере, проиллюстрированном на фиг. 1). Сердечник 111 ротора формируется с использованием магнитомягкого материала.

[0014] Здесь, примерно иллюстрируется случай установки множества постоянных магнитов 112 в расчете на один полюс в сердечнике 111 ротора. Соответственно, в сердечнике 111 ротора, вдоль направления, параллельного линии 0 оси вращения сердечника 111 ротора, множество полостей для магнитов формируются в расчете на один полюс (в нижеприведенном пояснении, направление, параллельное линии 0 оси вращения, называется "направлением по оси Z" при необходимости). Полость для магнита представляет собой сквозную полость, проникающую в направлении по оси Z. Множество постоянных магнитов 112а-112b вставляются в полость для магнита, сформированную в сердечнике 111 ротора, за счет этого устанавливаясь (встраиваясь) в сердечнике 111 ротора. Фиг. 1 иллюстрирует область, формирующую два полюса ротора 110 в области IPMSM 100, как описано выше. На фиг. 1, два постоянных магнита 112а-112b встраиваются в расчете на один полюс. Следовательно, в сумме 16 постоянных магнитов встраиваются в сердечник 111 ротора. Следует отметить, что, как описано выше, на фиг. 1, для удобства системы обозначений, ссылки с номерами присваиваются только секции, формирующей один полюс ротора 110, а ссылки с номерами в секциях, формирующих другие семь полюсов ротора 110, опускаются.

[0015] В полостях для магнитов, сформированных в сердечнике 111 ротора, пространства в отсутствие постоянных магнитов 112а-112b служат в качестве барьеров 113a-113b, 114а-114b для потока. Барьеры 116b-116b, 114a-114b для потока представляют собой области, через которые не проходит магнитный поток, либо области, которые в большей степени затрудняют прохождение для магнитного потока, чем области вокруг барьеров 116b-116b, 114а-114b для потока. Здесь, примерно иллюстрируется случай отсутствия материального объекта в барьерах 116b-116b, 114а-114b для потока (т.е. примерно иллюстрируется случай, в котором барьеры 113a-113b, 114а-114b для потока представляют собой участки зазора (области воздуха)). Тем не менее, даже установка немагнитного материала в барьерах 116а-116b, 114а-114b для потока обеспечивает результаты, аналогичные нижеописанным результатам, проиллюстрированным на фиг. 4А-7В.

[0016] В нижеприведенном пояснении, поперечное сечение ротора 110 в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения IPMSM 100 (ротора 110) называется "поперечным сечением ротора" при необходимости. Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим поперечное сечение ротора, соответствующее одному полюсу IPMSM 100, проиллюстрированного на фиг. 1. В этой связи, на фиг. 2, чтобы исключать непонятность в отношении позиций, указываемых посредством ссылок с номерами, штриховка, указывающая поперечное сечение, опускается.

[0017] На фиг. 2, магнитный поток втекает и вытекает из рабочих поверхностей 201a-201b, 201c-201d полюса постоянных магнитов 112а-112b. Дополнительно, на фиг. 2, направления, ортогональные к рабочим поверхностям 201a-201b, 201c-201d полюса, представляют собой направления Dm намагничивания постоянных магнитов 112а-112b. В нижеприведенном пояснении, в поперечном сечении ротора, направления влево и вправо относительно направления Dm намагничивания постоянного магнита 112 в центре каждого из постоянных магнитов 112а-112b называются "направлением Ds слева направо" при необходимости. Направление Ds слева направо представляет собой направление, перпендикулярное направлению Dm намагничивания постоянного магнита 112, и направление, параллельное линии 0 оси вращения IPMSM 100. Барьеры 113а и 114а для потока формируются на обеих сторонах направления Ds слева направо постоянного магнита 112а, и барьеры 113b и H4b для потока формируются на обеих сторонах направления Ds слева направо постоянного магнита 112b.

[0018] В нижеприведенном пояснении, из барьеров 116b-116b, 114а-114b для потока, барьеры для потока, расположенные на внешней периферийной стороне в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 112а-112b, называются "барьерами 116а-116b для потока на внешней периферийной стороне" при необходимости. Дополнительно, из барьеров 116а-116b, 114а-114b для потока, барьеры для потока, расположенные на внутренней периферийной стороне в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 112а-112b, называются "межмагнитными барьерами 114а-114b для потока" при необходимости.

[0019] Участки 116а-116b перемычки представляют собой (небольшие) области, соединяющие область магнитомягкого материала сердечника 111 ротора в периферическом направлении. Периферическое направление представляет собой направление, проходящее вокруг внешней периферийной поверхности 115 ротора 110 (сердечника 111 ротора) (направление, параллельное, и направление, антипараллельное направлению вращения ротора 110 (сердечника 111 ротора)). Участок 117а перемычки представляет собой (небольшую) область, соединяющую область магнитомягкого материала сердечника 111 ротора в радиальном направлении IPMSM 100. В нижеприведенном пояснении, из участков 116а-116b, 117а перемычки, участки 116b-116b перемычки, расположенные на внешней периферийной стороне (на внешней периферийной стороне в радиальном направлении IPMSM 100) в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 112а-112b, называются "участками перемычки на внешней периферийной стороне" при необходимости. Дополнительно, из участков 116а-116b, 117а перемычки, участок 117а перемычки, расположенный на внутренней периферийной стороне (на внутренней периферийной стороне в радиальном направлении IPMSM 100) в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 112а-112b, называется "участком 117а межмагнитной перемычки" при необходимости. В примере, проиллюстрированном на фиг. 2, участки 116b-116b перемычки на внешней периферийной стороне представляют собой области магнитомягкого материала, расположенные между барьерами 116а-116b для потока на внешней периферийной стороне и внешней периферийной поверхностью 115 сердечника 111 ротора. Дополнительно, участок 117а межмагнитной перемычки представляет собой область магнитомягкого материала, расположенную между межмагнитными барьерами 114а и 114b для потока.

[0020] Участки 116а-116b, 117а перемычки представляют собой участки для подавления возврата магнитного потока, вытекающего из постоянных магнитов 112а-112b, в постоянные магниты 112. В участках 116b-116b, 117а перемычки, площадь поперечного сечения, перпендикулярного направлению движения магнитного потока, меньше площади поперечного сечения другой области. Соответственно, магнитные сопротивления участков 116b-116b, 117а перемычки больше магнитного сопротивления другой области магнитомягкого материала, формирующего сердечник 111 ротора. Таким образом, предоставление участков 116b-116b, 117а перемычки обеспечивает возможность подавления возврата магнитного потока, вытекающего из постоянных магнитов 112а-112b, в постоянные магниты 112. Участки 116b-116b, 117а перемычки присутствуют для обеспечения механической прочности сердечника 111 ротора. Магнитный поток, проходящий через участки 116b-116b, 117а перемычки, протекает обратно в постоянные магниты 112а-112b, что обеспечивает общеизвестные технические знания в отношении практически не способствования крутящему моменту ротора 110 для специалистов в данной области техники к настоящему времени. В нижеприведенном пояснении, магнитный поток, вытекающий из одной рабочей поверхности полюса постоянного магнита, проходящий через участок перемычки и возвращающийся (протекающий обратно) в другую рабочую поверхность полюса постоянного магнита, называется "обратным магнитным потоком" при необходимости.

[0021] Авторы настоящего изобретения конструируют форму сердечника 111 ротора согласно технологии, приведенной в подробном описании выложенной публикации патента (Япония) номер 2021-114099. В это время, барьеры 116b-116b, 114а-114b для потока, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, задаются в качестве элементов, предназначенных для конструирования (элементов, формы которых изменяются относительно базовой формы). Дополнительно, постоянный магнит 112 задается в качестве предварительно определенного базового элемента (элемента, форма которого не изменяется) за исключением элементов, предназначенных для конструирования. Дополнительно, плотность остаточного магнитного потока постоянного магнита 112 задается равной 0,4 Т. Следует отметить, например, что плотность остаточного магнитного потока постоянного магнита 112 задается заранее посредством технических требований постоянного магнита 112. Дополнительно, ток возбуждения, протекающий через непроиллюстрированную катушку статора, задается в качестве трехфазного переменного тока, имеющего пиковое значение в 20 А и частоту в 50 Гц. Дополнительно, угол опережения задается равным 30°. Помимо этого, с механическим напряжением, сформированным в сердечнике 111 ротора посредством центробежной силы, прикладываемой к ротору 110 при игнорировании вращения ротора 110, максимизация значения среднего крутящего момента ротора 110 задается в качестве условия оптимизации в алгоритме для проблемы оптимизации. Таким образом, форма, проиллюстрированная на фиг. 3, представляет собой оптимальную форму в случае разрешения механическому напряжению, сформированному в сердечнике 111 ротора, становиться чрезмерным. Соответственно, при условии, что условие оптимизации удовлетворяется, форма, проиллюстрированная на фиг. 3, представляет собой форму без учета того, является или нет форма сердечника 111 ротора осуществимой. В нижеприведенном пояснении, для отличения от IPMSM по форме, сконструированной таким образом, IPMSM 100, проиллюстрированный на фиг. 1, называется "IPMSM 100 в базовой форме" при необходимости. Фиг. 3 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации IPMSM 100, оптимизированной с возможностью максимизировать значение среднего крутящего момента ротора 110 согласно технологии, приведенной в подробном описании выложенной публикации патента (Япония) номер 2021-114099, относительно IPMSM 100 в базовой форме. В нижеприведенном пояснении, IPMSM 100, проиллюстрированный на фиг. 3, называется "IPMSM 100 в оптимальной форме" при необходимости. В дальнейшем в этом документе, поясняются заключения, при которых IPMSM 100, проиллюстрированный на фиг. 3, получен из IPMSM 100 в оптимальной форме авторами настоящего изобретения.

[0022] Первое заключение

Как описано выше, оптимальная форма, проиллюстрированная на фиг. 3, представляет собой форму в случае разрешения механическому напряжению, сформированному в сердечнике 111 ротора, становиться чрезмерным. Участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне состоят из магнитомягкого материала. Соответственно, воздух имеет меньшую магнитную проницаемость, чем участки 116b-116b перемычки на внешней периферийной стороне, и в силу этого воздух имеет большее магнитное сопротивление, чем участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне. Таким образом, в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, барьеры 113с-113d для потока на внешней периферийной стороне формируются таким образом, что (часть) барьеры 116а-116b для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, достигают (достигает) внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора таким образом, что они являются открытыми с возможностью сообщаться с внешним участком. Другими словами, во внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора (участка магнитомягкого материала), открытые концевые участки формируются посредством барьеров 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне. Направление длинной стороны открытых концевых участков представляет собой направление, параллельное направлению по оси Z, направление короткой стороны открытых концевых участков представляет собой периферическое направление, и открытые концевые участки сообщаются с внешним участком. Следует отметить, что открытый концевой участок представляет собой открытый концевой участок и представляет собой не фактическую поверхность, а виртуальную поверхность. В IPMSM 100 в базовой форме, проиллюстрированном на фиг. 2, присутствуют участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне. Соответственно, барьеры 116b-116b для потока на внешней периферийной стороне не достигают внешней периферийной поверхности 115 и закрыты. Фиг. 2 и фиг. 3 отличаются в этом аспекте. С другой стороны, в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, барьеры 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне достигают внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора таким образом, что они являются открытыми. Следовательно, можно сказать, что большая часть магнитного потока, проходящего через участки 116а-116b перемычки, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, представляет собой обратный магнитный поток.

[0023] Барьеры 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 3, уменьшают обратный магнитный поток. Помимо этого, авторы настоящего изобретения обращают внимание на смещение открытых концевых участков 310с-310d барьеров 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне в заднюю сторону в направлении вращения сердечника 111 ротора (в сторону, противоположную направлению вращения), как проиллюстрировано на фиг. 3. Далее, авторы настоящего изобретения учитывают то, что барьеры 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне играют роль, отличную от уменьшения обратного магнитного потока, известную как общие технические знания к настоящему времени.

[0024] Таким образом, авторы настоящего изобретения изучают, из результатов анализа электромагнитного поля (вектора плотности магнитного потока) в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, результат около барьеров 113с-113d для потока на внешней периферийной стороне. Следует отметить, что на фиг. 3, г, 9 представляют радиус перемещения и аргумент в полярных координатах (круговых координатах), соответственно. На фиг. 3, позиция линии 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника 111 ротора в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения сердечника 111 ротора задается в качестве начала 0 координат для полярных координат. Дополнительно, направление от начала 0 координат к внешней стороне представляет собой положительное направление для направления радиуса перемещения (радиального направления IPMSM 100), и направление против часовой стрелки, противоположное листу бумаги (направление вращения), задается в качестве положительного направления аргумента. В этой связи, внешняя сторона представляет собой сторону, в которой присутствует внешняя периферийная поверхность 115 сердечника 111 ротора.

[0025] Фиг. 4А-4В являются видами для пояснения первого результата анализа электромагнитного поля в IPMSM 100 в оптимальной форме. Фиг. 4А является видом, иллюстрирующим один пример вектора плотности магнитного потока в IPMSM 100 в оптимальной форме. Фиг. 4В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий, из магнитных потоков в IPMSM 100 в оптимальной форме, магнитных потоков около внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора. На фиг. 4А вектор плотности магнитного потока представляется посредством стрелок, имеющих плотность, соответствующую его абсолютной величине. Тем не менее, для удобства системы обозначений, фиг. 4А не может ясно иллюстрировать характеристики вектора плотности магнитного потока. Таким образом, для удобства пояснения, фиг. 4В иллюстрирует общее представление протеканий, из магнитных потоков в IPMSM 100 в оптимальной форме, магнитных потоков, необходимых для пояснения. На фиг. 4В, "N" и "S", указываемые в постоянных магнитах 112а-112b, указывают магнитные полюса (N-полюс и S-полюс) ротора 110. Соответственно, рабочие поверхности 201а, 201 с полюса постоянных магнитов 112а, 112b представляют собой рабочие поверхности полюса для N-полюса, и их рабочие поверхности 201b, 201d полюса представляют собой рабочие поверхности полюса для S-полюса.

[0026] Дополнительно, на фиг. 4В, стрелки, проиллюстрированные в зубьях 123a-123d сердечника 121 статора, указывают магнитные потоки, сформированные в зубьях 123a-123d сердечника 121 статора в то время, когда позиционная взаимосвязь между ротором 110 и статором 120 представляет собой позиционную взаимосвязь, проиллюстрированную на фиг. 4А и фиг. 4В. В частности, стрелки, проиллюстрированные в зубьях 123а-123b сердечника 121 статора, указывают то, что магнитные потоки в направлении от линии 0 оси вращения IPMSM 100 к внешней стороне вдоль радиального направления IPMSM 100 формируются в зубьях 123а-123b сердечника 121 статора. С другой стороны, стрелки, проиллюстрированные в зубьях 123c-123d сердечника 121 статора, указывают то, что магнитные потоки в направлении к линии 0 оси вращения IPMSM 100 вдоль радиального направления IPMSM 100 формируются в зубьях 123c-123d сердечника 121 статора. Дополнительно, число стрелок представляет соотношение относительных величин квантов магнитного потока (плотностей магнитного потока) в зубьях 123c-123d сердечника 121 статора. Следует отметить, что большее число стрелок указывает больший квант потока (увеличение плотности магнитного потока). Тем не менее соотношение квантов магнитного потока (плотностей магнитного потока) не обязательно соответствует соотношению чисел стрелок. Дополнительно, мгновенное значение крутящего момента ротора 110 варьируется в то время, когда ротор 110 вращается однократно. Время, когда позиционная взаимосвязь между ротором 110 и статором 120 представляет собой позиционную взаимосвязь, проиллюстрированную на фиг. 4А и фиг. 4В, представляет собой время, когда мгновенное значение крутящего момента ротора 110 является максимальным.

[0027] Дополнительно, на фиг. 4В, стрелка, протягивающаяся из ротора 110 (сердечника 111 ротора) к статору 120 (сердечнику 121 статора), указывает направление магнитного потока, вытекающего из ротора 110 (сердечника 111 ротора) к статору 120 (сердечнику 121 статора). Дополнительно, стрелка, протягивающаяся из статора 120 (сердечника 121 статора) к ротору 110 (сердечнику 111 ротора), указывает направление магнитного потока, вытекающего из статора 120 (сердечника 121 статора) к ротору 110 (сердечнику 111 ротора). На фиг. 4В, для удобства системы обозначений, любой из магнитных потоков φ1, φ2, φ3, представленных посредством этих стрелок, представляется посредством одной стрелки. Тем не менее кванты магнитного потока для магнитных потоков φ1, φ2, φ3 не обязательно являются идентичными.

[0028] Результат, проиллюстрированный на фиг. 4А-4В, представляет собой результат, когда сердечник 111 ротора вращается в направлении против часовой стрелки, противоположном листу бумаги. Соответственно, из двух постоянных магнитов 112а-112b в том же полюсе, постоянный магнит, расположенный на передней стороне в направлении вращения (на стороне в направлении вращения), представляет собой постоянный магнит 112а, и постоянный магнит, расположенный на задней стороне, представляет собой постоянный магнит 112b (см. стрелки, помеченные на сторонах для "передней стороны" и "задней стороны" на фиг. 4В). В нижеприведенном пояснении, постоянный магнит 112а, расположенный на передней стороне в направлении вращения, называется "постоянным магнитом 112а на передней стороне" при необходимости. Дополнительно, постоянный магнит 112b, расположенный на задней стороне в направлении назад вращения, называется "постоянным магнитом 112b на задней стороне" при необходимости.

[0029] Барьер 113с для потока на внешней периферийной стороне уменьшает обратный магнитный поток, протекающий обратно из одной рабочей поверхности полюса (например, из N-полюса) постоянного магнита 112а на передней стороне через участок 116а перемычки на внешней периферийной стороне, проиллюстрированный на фиг. 2, в другую рабочую поверхность полюса (например, в S-полюс). Аналогично, барьер 113d для потока на внешней периферийной стороне уменьшает обратный магнитный поток, протекающий обратно из одной рабочей поверхности полюса (например, из N-полюса) постоянного магнита 112b на задней стороне через участок 116b перемычки на внешней периферийной стороне, проиллюстрированный на фиг. 2, в другую рабочую поверхность полюса (например, в S-полюс).

[0030] Между тем, крутящий момент ротора 110 является пропорциональным внутреннему произведению компонента B_r направления радиуса перемещения (радиального направления IPMSM 100) и компонента B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока в зазоре G между ротором 110 (сердечником 111 ротора) и статором 120 (сердечником 121 статора). В нижеприведенном пояснении, компонент направления радиуса перемещения (радиального направления IPMSM 100) называется "компонентом радиального направления" при необходимости. Соответственно, когда система полярных координат задается так, как проиллюстрировано на фиг. 3, в случае если как компонент B_r радиального направления, так и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока в направлении от ротора 110 к статору 120 являются положительными, и направление этого вектора плотности магнитного потока представляет собой направление, значительно наклоняющееся в радиальном направлении IPMSM 100, крутящий момент ротора 110 увеличивается.

[0031] На фиг. 4В, магнитный поток φ1 из области на задней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше барьера 113с для потока на внешней периферийной стороне в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора к зубьям 123а сердечника 121 статора значительно наклоняется в радиальном направлении IPMSM 100. Это учитывается, поскольку открытый концевой участок 310 с барьера 113с для потока на внешней периферийной стороне смещается в заднюю сторону в направлении вращения (в сторону, противоположную направлению вращения) сердечника 111 ротора.

[0032] Из вышеозначенного, авторы настоящего изобретения получают такое первое заключение, что смещение открытого концевого участка 310 барьера 113 для потока на внешней периферийной стороне в заднюю сторону в направлении вращения (в сторону, противоположную направлению вращения) сердечника 111 ротора обеспечивает возможность увеличения крутящего момента ротора 110. В нижеприведенном пояснении, магнитный поток φ1 из области на задней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше барьера 113с для потока на внешней периферийной стороне в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора к зубьям 123а сердечника 121 статора называется "магнитным потоком φ1 на задней стороне" барьера 113 с для потока на внешней периферийной стороне при необходимости.

[0033] Следует отметить, что на фиг. 4В, магнитный поток в направлении, противоположном магнитному потоку φ1 на задней стороне барьера 113с для потока на внешней периферийной стороне, также способствует увеличению крутящего момента ротора 110. Это обусловлено тем, что как компонент B_r радиального направления, так и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока становятся отрицательными.

[0034] Второе заключение

Дополнительно, авторы настоящего изобретения обращают внимание на формирование участков 118а, 119а паза в позициях, отличающихся от позиций барьеров 113c-113d для потока на внешней периферийной стороне в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3. Таким образом, авторы настоящего изобретения изучают, из результатов анализа электромагнитного поля (вектора плотности магнитного потока) в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, результат около участков 118а, 119а паза.

[0035] Когда система полярных координат задается так, как проиллюстрировано на фиг. 3, в случае если как компонент B_r радиального направления, так и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока из статора 120 к ротору 110 являются отрицательными, и направление этого вектора плотности магнитного потока представляет собой направление, значительно наклоняющееся в радиальном направлении IPMSM 100, крутящий момент ротора 110 увеличивается.

[0036] Дополнительно, как описано выше, результат анализа электромагнитного поля, проиллюстрированного на фиг. 4А, представляет собой результат, когда ток возбуждения, протекающий через непроиллюстрированную катушку статора, представляет собой трехфазный переменный ток. Соответственно, вращающееся магнитное поле формируется в IPMSM 100. Период вращения ротора 110 (сердечника 111 ротора) и период вращения вращающегося магнитного поля, сформированного в сердечнике 121 статора (в зубьях 123), являются идентичными. Таким образом, позиционная взаимосвязь между сердечником 111 ротора и вращающимся магнитным полем не имеет изменения, даже если сердечник 111 ротора вращается. В этой связи, ток возбуждения, используемый в настоящей заявке, не ограничен трехфазным переменным током.

[0037] Таким образом, на фиг. 4В, участок 118а паза обращен к зубьям 123а, 123с с высокой плотностью магнитного потока (к зубьям 123а, 123с, в каждом из которых число стрелок равно двум), даже если сердечник 111 ротора вращается. Магнитный поток φ2 из зубьев 123с сердечника 121 статора к области на задней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора наклоняется в радиальном направлении IPMSM 100, и как компонент B_r радиального направления, так и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока, вызываемого посредством магнитного потока φ2, являются отрицательными.

[0038] Соответственно, магнитный поток φ2 из зубьев 123 с сердечника 121 статора к области на задней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора способствует увеличению крутящего момента ротора 110. В нижеприведенном пояснении, магнитный поток φ2 из зубьев 123 с сердечника 121 статора к области на задней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора называется "магнитным потоком φ2 на задней стороне" участка 118а паза при необходимости.

[0039] С другой стороны, магнитный поток φ3 из зубьев 123 с сердечника 121 статора к области на передней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора наклоняется в радиальном направлении IPMSM 100, и компонент B_r радиального направления и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока, вызываемого посредством магнитного потока φ3, являются отрицательным и положительным, соответственно. Соответственно, магнитный поток φ3 из зубьев 123 с сердечника 121 статора к области на передней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора не способствует увеличению крутящего момента ротора 110. В нижеприведенном пояснении, магнитный поток φ3 из зубьев 123 с сердечника 121 статора к области на передней стороне в направлении вращения IPMSM 100 дальше участка 118а паза в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора называется "магнитным потоком φ3 на передней стороне" участка 118а паза при необходимости.

[004 0] Следовательно, задание размера и позиции участка 118а паза таким образом, что магнитный поток φ2 на задней стороне участка 118а паза больше магнитного потока φ3 на передней стороне участка 118а паза, обеспечивает возможность увеличения крутящего момента ротора 110.

[0041] Между тем на фиг. 4В участок 119а паза обращен к зубьям 123а, 123b с низкой плотностью магнитного потока (к зубьям 123а, 123b, в каждом из которых число стрелок равно двум), даже если сердечник 111 ротора вращается. Соответственно, участок 119а паза меньше способствует увеличению крутящего момента ротора 110, чем участок 118а паза. Дополнительно, большее число участков паза приводит к возможности снижения механической прочности ротора 110 (сердечника 111 ротора).

[0042] Из вышеозначенного, авторы настоящего изобретения получают такое второе заключение, что предоставление участка 118а паза в позиции, обращенной к зубьям 123а, 123b с более высокой плотностью магнитного потока, чем самая низкая плотность магнитного потока в области внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора, обеспечивает возможность увеличения крутящего момента ротора 110.

[0043] Следует отметить, например, что то, какое количество в штуках зубьев для зубьев 123a-123d сердечника 121 статора имеет самую низкую плотность магнитного потока, указывается из такого результата анализа электромагнитного поля, как проиллюстрировано на фиг. 4А.

[0044] Дополнительно, на фиг. 4В, аналогично магнитному потоку φ2 на задней стороне участка 118а паза, магнитный поток в направлении, противоположном магнитному потоку φ2 на задней стороне участка 118а паза, также способствует увеличению крутящего момента ротора 110. Это обусловлено тем, что как компонент B_r радиального направления, так и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока становятся положительными. Дополнительно, аналогично магнитному потоку φ3 на передней стороне участка 118а паза, магнитный поток в направлении, противоположном магнитному потоку φ3 на передней стороне участка 118а паза, тоже не способствует увеличению крутящего момента ротора 110. Это обусловлено тем, что компонент B_r радиального направления и компонент B_θ периферического направления вектора плотности магнитного потока становятся отрицательным и положительным, соответственно.

[0045] Третье заключение

На фиг. 1 и фиг. 2 участок 117 межмагнитной перемычки состоит из магнитомягкого материала. Соответственно, воздух имеет меньшую магнитную проницаемость, чем участок 117 межмагнитной перемычки. Таким образом, воздух имеет большее магнитное сопротивление, чем участок 117 межмагнитной перемычки. Соответственно, если все участки межмагнитной перемычки, включающие в себя участок 117а межмагнитной перемычки, проиллюстрированный на фиг. 1 и фиг. 2, представляют собой барьеры для потока (участки зазора), область материала из магнитного вещества, составляющего участки межмагнитной перемычки, заменяется участком зазора. Эта замена уменьшает магнитную проницаемость в этой области. Соответственно, магнитное сопротивление в этой области увеличивается. Согласно вышеописанным общеизвестным техническим знаниям, считается, что обратный магнитный поток уменьшается. Следовательно, авторы настоящего изобретения прогнозируют то, что не только участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, но также и участок 117а межмагнитной перемычки становятся барьером для потока (участком зазора). Тем не менее, как результат, IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированный на фиг. 3, отличается от этого прогнозирования. Тем не менее, в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, как проиллюстрировано посредством межмагнитных барьеров 114c-114d для потока, межмагнитные барьеры 114а-114b для потока, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, не соединяются. Таким образом, в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, как проиллюстрировано посредством участка 117b межмагнитной перемычки, часть участка 117а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 1 и фиг. 2, остается. IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированный на фиг. 3, в силу этого приводит к наличию формы, отличающейся от вышеописанного прогнозирования.

[0046] Дополнительно, на фиг. 1 и фиг. 2, участки 116b-116b перемычки на внешней периферийной стороне находятся в позициях ближе к статору 120, чем участок 117а межмагнитной перемычки. Соответственно, магнитный поток, проходящий через участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне, направляется в сторону статора 120 проще магнитного потока, проходящего через участок 117а межмагнитной перемычки. Таким образом, считается, что магнитный поток, проходящий через участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне, с меньшей вероятностью должен становиться обратным магнитным потоком, чем магнитный поток, проходящий через участок 117а межмагнитной перемычки. Следовательно, считается, что соединенные межмагнитные барьеры 114а-114b для потока обеспечивают возможность увеличения магнитного потока, проходящего в сторону статора 120, в большей степени, чем барьеры 116b-116b для потока на внешней периферийной стороне, достигающие внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора. Тем не менее, как описано выше, IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированный на фиг. 3, имеет форму, обеспечивающую результат, противоположный этому.

[0047] Таким образом, авторы настоящего изобретения изучают, из результатов анализа электромагнитного поля (вектора плотности магнитного потока) в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, результат около постоянных магнитов 112а-112b.

Фиг. 5А-5В являются видами для пояснения второго результата анализа электромагнитного поля в IPMSM 100 в оптимальной форме. Фиг. 5А является видом, иллюстрирующим один пример вектора плотности магнитного потока в IPMSM 100 в оптимальной форме, и является идентичным фиг. 4А. Фиг. 5В является видом для пояснения одного примера общего представления протеканий, из магнитных потоков в IPMSM 100 в оптимальной форме, магнитных потоков около постоянных магнитов 112а-112b.

[0048] Система обозначений на фиг. 5В является идентичной системе обозначений на фиг. 4В. Фиг. 5В иллюстрирует направления магнитных потоков, вытекающих из постоянных магнитов 112а-112b. Стрелки, протягивающиеся из постоянных магнитов 112а-112b, имеют аналогичный смысл со стрелками, указываемыми в зубьях 123c-123d сердечника 121 статора. Таким образом, число стрелок, протягивающихся из постоянных магнитов 112а-112b, представляет соотношение относительных величин квантов магнитного потока (плотностей магнитного потока), вытекающих из постоянных магнитов 112а-112b. Следует отметить, что длины стрелок, протягивающихся из постоянных магнитов 112а-112b, не имеют отношения к абсолютной величине магнитных потоков.

[0049] На фиг. 5В, большая часть магнитного потока, вытекающего из постоянного магнита 112а на передней стороне, проходит не в участок 117b межмагнитной перемычки (в область, которая не заменяется барьером для потока в участке 117а межмагнитной перемычки, проиллюстрированном на фиг. 2) между постоянными магнитами 112а и 112b, а проходит в сторону статора 120 (см. магнитный поток φ11). С другой стороны, магнитные потоки, вытекающие из постоянного магнита 112b на задней стороне, включают в себя магнитные потоки, проходящие через участок межмагнитной перемычки между постоянными магнитами 112а и 112b (см. магнитные потоки φ13, φ14), отличные от магнитного потока, смотрящего в сторону статора 120 (см. магнитный поток φ12). Тем не менее магнитные потоки, вытекающие из постоянного магнита 112b на задней стороне и проходящие через участок перемычки между постоянными магнитами 112а и 112b, не возвращаются в постоянный магнит 112b на задней стороне, но один из них проходит в постоянный магнит 112а на передней стороне (см. магнитный поток φ13), а другой проходит через область на внутренней периферийной стороне IPMSM 100 дальше постоянного магнита 112а на передней стороне и проходит в статор 120 (см. магнитный поток ф14).

[0050] Таким образом, когда межмагнитные барьеры 114c-114d для потока предоставляются между постоянными магнитами 112а и 112b, из магнитных потоков, проходящих через участок межмагнитной перемычки между постоянными магнитами 112а и 112b, магнитные потоки φ13, φ14, способствующие крутящему моменту ротора 110 без превращения в обратный магнитный поток, присутствуют. Соответственно, предоставление участка 117а межмагнитной перемычки обеспечивает возможность формирования магнитного потока, способствующего крутящему моменту ротора 110 (см. магнитный поток φ13, проиллюстрированный на фиг. 5В). Дополнительно, участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне достигают внешней периферийной поверхности 115 таким образом, что они являются открытыми, за счет этого обеспечивая возможность снижения обратного магнитного потока и увеличения магнитного потока, проходящего в сторону статора 120 (см. магнитный поток φ11, проиллюстрированный на фиг. 5В). Таким образом, авторы настоящего изобретения получают такое третье заключение, что активное предоставление участка 117а межмагнитной перемычки и протягивание барьеров 116а-116b для потока на внешней периферийной стороне во внешнюю периферийную поверхность 115 сердечника 111 ротора таким образом, что они являются открытыми, обеспечивают возможность увеличения крутящего момента IPMSM 100 без разделения сердечника 111 ротора.

[0051] Следует отметить, что здесь примерно иллюстрируется случай, в котором поперечное сечение ротора 110 в направлении, перпендикулярном направлению по оси Z (направлению, в котором протягивается линия оси вращения) (поперечное сечение X-Y), является идентичным в любой позиции в направлении по оси Z. Тем не менее, это не должно обязательно применяться. Например, так называемый сдвиг может выполняться для сердечника 111 ротора. В частности, сдвиг достигается посредством укладки множества блоков из магнитомягкого материала в направлении по оси Z в состоянии их вращения на предварительно определенный угол в идентичном направлении с осью Z, заданной в качестве оси. Для этого способа, постоянные магниты устанавливаются в каждом блоке из магнитомягкого материала. Соответственно, например, требуется столько постоянных магнитов, сколько составляет произведение числа полостей для магнитов каждого блока из магнитомягкого материала и числа блоков из магнитомягкого материала. Выполнение такого сдвига обеспечивает возможность подавления вибраций вращающейся электрической машины.

[0052] Здесь, например, блок из магнитомягкого материала изготавливается посредством укладки множества пластин из магнитомягкого материала, имеющих идентичный размер и форму, таким образом, что их контуры (внутренний край и внешний край) совпадают. Пластины из магнитомягкого материала, используемые для каждого блока из магнитомягкого материала, могут иметь идентичную форму и размер либо различные формы и размеры. Тем не менее, когда множество блоков из магнитомягкого материала укладываются поверх друг друга, внешние края блоков из магнитомягкого материала совпадают. Дополнительно, блоки из магнитомягкого материала могут иметь идентичный предварительно определенный угол либо различные предварительно определенные углы. Дополнительно, блок из магнитомягкого материала может формироваться без использования пластинчатого магнитомягкого материала.

[0053] Четвертое заключение

Кроме того, авторы настоящего изобретения учитывают то, что низкая плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b уменьшает квант потока, сформированный в постоянных магнитах 112а-112b (плотность магнитного потока становится низкой), что с меньшей вероятностью заставляет магнитный поток протекать обратно. Таким образом, анализ электромагнитного поля в каждом из случая задания плотности остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b равной 0,4 Т и случая задания их плотности остаточного магнитного потока равной 1,0 Т выполняется для IPMSM 100 в базовой форме, проиллюстрированного на фиг. 1. Фиг. 6А-6В являются видами, иллюстрирующими один пример результата анализа электромагнитного поля в IPMSM 100 в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляет 0,4 Т. Фиг. 7А-7В являются видами, иллюстрирующими один пример результата анализа электромагнитного поля в IPMSM 100 в базовой форме, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляет 1,0 Т. Следует отметить, что на фиг. 4А-7В, условия за исключением плотностей остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b и форм сердечника 111 ротора являются идентичными.

[0054] Фиг. 6А, фиг. 7А являются видами, иллюстрирующими примеры векторов плотности магнитного потока в IPMSM 100 в базовой форме, когда плотности остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляют 0,4 Т, 1,0 Т, соответственно. Фиг. 6В, фиг. 7В являются видами для пояснения примеров общих представлений протеканий магнитных потоков в IPMSM 100 в базовой форме, когда плотности остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляют 0,4 Т, 1,0 Т, соответственно. Фиг. 6В и фиг. 7В иллюстрируют общие представления протеканий магнитных потоков, необходимых для пояснения магнитных потоков в IPMSM 100 в базовой форме, для удобства пояснения, аналогично фиг. 4В и фиг. 5В. В этой связи, смысл стрелок на фиг. 6В и фиг. 7В является идентичным смыслу стрелок на фиг. 5В.

[0055] На фиг. 6В, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляет 0,4 Т, большинство магнитных потоков, вытекающих из постоянных магнитов 112а-112b, представляют собой обратные магнитные потоки, проходящие через участки 116а-116b перемычки на внешней периферийной стороне (см. магнитные потоки φ25, φ26). Это соответствует такому факту, что в IPMSM 100 в оптимальной форме, проиллюстрированном на фиг. 3, может получаться такой результат, что (часть) барьеры 116а-116b для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 1 и фиг. 2, достигают (достигает) внешней периферийной поверхности 115 сердечника 111 ротора таким образом, что они являются открытыми. Дополнительно, на фиг. 6В, большинство магнитных потоков, проходящих через участок 117а межмагнитной перемычки, представляют собой магнитные потоки, не становящиеся обратным магнитным потоком, аналогично магнитным потокам φ13-φ14, проиллюстрированным на фиг. 5В (см. магнитные потоки φ13-φ14, проиллюстрированные на фиг. 5В, и магнитные потоки φ23-φ24, проиллюстрированные на фиг. 6В).

[0056] С другой стороны, на фиг. 7В, когда плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b составляет 1,0 Т, большинство магнитных потоков, вытекающих из постоянных магнитов 112а-112b и проходящих через участок 117а межмагнитной перемычки, становятся обратными магнитными потоками (см. магнитные потоки φ33, φ34). В качестве результата, проиллюстрированного на фиг. 7А, обратный магнитный поток является доминирующим в магнитном потоке, проходящем через участок 117а межмагнитной перемычки. Это демонстрирует то, что высокая плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b уменьшает магнитные потоки φ13-φ14, φ23-φ24, не становящиеся обратным магнитным потоком, проиллюстрированным на фиг. 5В и фиг. 6В. Следует отметить, что также на фиг. 7В, аналогично фиг. 6В, присутствуют обратные магнитные потоки, вытекающие из постоянных магнитов 112а-112b и проходящие через участки 116b-116b перемычки на внешней периферийной стороне (см. магнитные потоки φ35, φ36). Дополнительно, также на фиг. 7В, аналогично фиг. 6В, присутствуют магнитные потоки, проходящие в сторону статора 120 из постоянных магнитов 112а-112b (см. магнитные потоки φ31, φ32).

[0057] Как описано выше, авторы настоящего изобретения получают такое четвертое заключение, что посредством использования постоянных магнитов 112а-112b, имеющих низкую плотность остаточного магнитного потока, магнитный поток, проходящий через участок 117а межмагнитной перемычки, включает в себя существенный магнитный поток, не становящийся обратным магнитным потоком и способствующий крутящему моменту ротора 110. Это становится таким фактором, что при идентичных условиях за исключением плотности остаточного магнитного потока постоянных магнитов 112а-112b, использование постоянных магнитов 112а-112b, имеющих низкую плотность остаточного магнитного потока, увеличивает эффект улучшения крутящего момента ротора 110, вызываемого посредством предоставления участка 117а межмагнитной перемычки, больше использования постоянных магнитов 112а-112b, имеющих высокую плотность остаточного магнитного потока. Соответственно, установка постоянных магнитов 112а-112b, имеющих низкую плотность остаточного магнитного потока, в сердечнике 111 ротора обеспечивает возможность увеличения эффекта улучшения крутящего момента ротора 110. Таким образом, например, крутящий момент ротора 110 может улучшаться даже без использования постоянного магнита, содержащего редкоземельные элементы. Например, даже использование ферритового магнита и т.п. в качестве постоянного магнита, не содержащего редкоземельные элементы, обеспечивает возможность улучшения крутящего момента ротора 110.

Вариант осуществления настоящего изобретения, поясненный ниже, осуществлен на основе вышеуказанных обстоятельств.

[0058] Следует отметить, что, как описано выше, в этом разделе, фиг. 1 примерно иллюстрирует случай, в котором ротор 110 вращается в направлении стрелки, заданном на стороне "направления вращения" (направления против часовой стрелки, противоположного листу бумаги). Тем не менее пояснение в этом разделе не изменяется в зависимости от направления, в котором вращается ротор 110. Следует отметить, что когда ротор 110 вращается в направлении, противоположном направлению этой стрелки, проиллюстрированной на фиг. 1, постоянный магнит 112 на передней стороне и постоянный магнит 112 на задней стороне представляют собой постоянные магниты 112b, 112а, соответственно, в пояснении в этом разделе. Дополнительно, направления магнитных потоков и взаимосвязь абсолютных величин между квантами магнитного потока (плотностями магнитного потока) в зубьях 123a-123d сердечника 121 статора заменяются на направления и взаимосвязь, проиллюстрированные на фиг. 4А-7В. Таким образом, на фиг. 4В, фиг. 5В, фиг. 6В и фиг. 7В, стрелки, указывающие наружу, и стрелки, указывающие внутрь, показанные в зубьях 123a-123d сердечника 121 статора, указывают внутрь и наружу, соответственно. Дополнительно, на фиг. 4В, фиг. 5В, фиг. 6В и фиг. 7В, две стрелки и одна стрелка изменяются на одну стрелку и две стрелки, соответственно.

[0059] Вариант осуществления

В дальнейшем в этом документе поясняется один вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором вращающаяся электрическая машина представляет собой IPMSM с внутренним ротором. Фиг. 8 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации IPMSM 800. Фиг. 8 является видом в сечении IPMSM 800 в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения IPMSM 800 (ротора 810). Аналогично фиг. 1, на фиг. 8, диапазон двойной стрелки, указываемой в качестве "одного полюса", представляет собой секцию, формирующую один полюс IPMSM 800. Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором IPMSM 800 имеет восемь полюсов. Тем не менее, число полюсов IPMSM 800 не ограничено восемью. Как описано выше, когда число полюсов IPMSM 800 составляет n, IPMSM 800 имеет, в общем и целом, взаимосвязь вращательной симметрии в форме n-кратной симметрии, в которой линия 0 оси вращения IPMSM 800 задается в качестве оси вращательной симметрии; n является целым числом в два или более, и n равно восьми в примере, проиллюстрированном на фиг. 8 (n=восемь).

[0060] На фиг. 8, IPMSM 800 включает в себя ротор 810 и статор 120. Статор 120 является идентичным статору 120, проиллюстрированному на фиг. 1. Соответственно, здесь приводится ссылка с номером, идентичная ссылке с номером, приведенной на фиг. 1, и подробное пояснение статора 120 опускается. IPMSM 800, например, включает в себя статор 120 (непроиллюстрированную катушку статора и сердечник 121 статора), заданный следующим образом. Сердечник 121 статора, например, формируется из участка ярма, имеющего фиксированную ширину и 24 участка зубьев. Ширина участка ярма и длина участка зубьев представляют собой длину касательно радиальной длины IPMSM 800. Форма участка ярма, например, является круглой. 24 участка зубьев устанавливаются с регулярными интервалами на внутренней периферийной поверхности участка ярма. Ширина участка ярма, например, составляет половину разности между внутренним диаметром и наружным диаметром статора 120. Длина участка зубьев, например, составляет 0,4 от разности между внутренним диаметром и наружным диаметром статора 120. Выступающий участок формируется в верхушке (в конце на стороне линии 0 оси вращения) участка зубьев. Выступающий участок формируется с возможностью выступать к обеим сторонам в периферическом направлении. Длина и ширина в периферическом направлении выступающего участка, например, составляют 0,3 от длины участка зубьев. Тем не менее, при условии, что конфигурация статора 120 типично представляет собой конфигурацию, приспосабливаемую в качестве статора IPMSM, вышеописанные заключения не изменяются в силу конфигурации статора 120.

[0061] Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором ток возбуждения, протекающий через непроиллюстрированную катушку статора, включенную в статор 120, представляет собой трехфазный переменный ток. Соответственно, вращающееся магнитное поле с периодом в ответ на частоту трехфазного переменного тока формируется в сердечнике 121 статора (в зубьях 123). Следует отметить, что, как описано выше, также на фиг. 8, аналогично фиг. 1, ссылки с номерами присваиваются только секции, формирующей один полюс ротора 810, а ссылки с номерами в секциях, формирующих другие семь полюсов ротора 810, опускаются.

[0062] Ротор 810 вращается с линией 0 оси вращения IPMSM 800, заданной в качестве линии оси вращения. Ротор 810 вращается только в одном направлении из направления против часовой стрелки и направления по часовой стрелке, противоположного листу бумаги по фиг. 8. Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором ротор 810 вращается в направлении против часовой стрелки, противоположном листу бумаги по фиг. 8 (см. стрелку, приведенную на стороне "направления вращения" на фиг. 8). Фиг. 9 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации ротора 810 (поперечного сечения ротора). В нижеприведенном пояснении, направление вращения ротора 810 сокращается как "направление вращения" при необходимости. Следует отметить, что, как описано выше, также на фиг. 9, аналогично фиг. 8, ссылки с номерами присваиваются только секции, формирующей один полюс ротора 810, а ссылки с номерами в секциях, формирующих другие семь полюсов ротора 810, опускаются.

[0063] На фиг. 8 и фиг. 9, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором ротор 810 включает в себя сердечник 811 ротора и множество постоянных магнитов 812а-812b в расчете на один полюс. В частности, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором ротор 810 включает в себя сердечник 811 ротора и два постоянных магнита 812а-812b в расчете на один полюс. Сердечник 811 ротора формируется с использованием магнитомягкого материала. Сердечник 811 ротора, например, изготавливается с использованием множества листов электротехнической стали, укладываемых вдоль линии 0 оси вращения ротора 810. Тем не менее сердечник 811 ротора не должен обязательно изготавливаться с использованием листов электротехнической стали, укладываемых во множестве. Сердечник 811 ротора, например, может представлять собой порошковый магнитный сердечник, аморфный сердечник и нанокристаллический сердечник. Следует отметить, что когда сердечник 811 ротора представляет собой порошковый магнитный сердечник, аморфный сердечник и нанокристаллический сердечник, каждый магнитомягкий материал, формирующий сердечник 811 ротора, изготавливается с использованием покрытых изолятором магнитомягких частиц, аморфного сплава и нанокристаллического сплава.

[0064] Фиг. 10 является видом, иллюстрирующим один пример конфигурации сердечника 811 ротора. Аналогично фиг. 8 и фиг. 9, фиг. 10 также является видом в сечении сердечника 811 ротора в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения сердечника 811 ротора. В нижеприведенном пояснении, поперечное сечение сердечника 811 ротора в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения сердечника 811 ротора называется "поперечным сечением сердечника ротора" при необходимости. Следует отметить, что линия 0 оси вращения сердечника 811 ротора совпадает с линией 0 оси вращения IPMSM 800 и линией 0 оси вращения ротора 810. Дополнительно, как описано выше, также на фиг. 10, аналогично фиг. 8 и фиг. 9, ссылки с номерами присваиваются только секции, формирующей один полюс сердечника 811 ротора, а ссылки с номерами в секциях, формирующих другие семь полюсов сердечника 811 ротора, опускаются.

[0065] Как проиллюстрировано на фиг. 10, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором множество полостей 817а-817b для магнитов формируются в расчете на один полюс в сердечнике 811 ротора. В частности, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором две полости 817а-817b для магнитов формируются в расчете на один полюс в сердечнике 811 ротора. Дополнительно, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором в множестве полостей 817а-817b для магнитов каждая представляет собой сквозную полость, проникающую в направлении по оси Z. На фиг. 8-10, множество постоянных магнитов 812а, 812b, соответственно, вставляются в полости 817а, 817b для магнитов, сформированные через сердечник 811 ротора, за счет этого устанавливаясь (встраиваясь) в сердечнике 811 ротора. Таким образом, в этом варианте осуществления, сердечник 811 ротора включает в себя множество полостей 817а-817b для магнитов в расчете на один полюс в качестве полостей для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b. Соответственно, в примере, проиллюстрированном на фиг. 10, полость 817а для магнита представляет собой, из множества полостей для магнитов, установленных в том же полюсе, полость для магнита на передней стороне в направлении вращения. Дополнительно, в примере, проиллюстрированном на фиг. 10, полость 817b для магнита представляет собой полость для магнита на задней стороне в направлении вращения ротора 810 (сердечника 811 ротора). В нижеприведенном пояснении, полость 817а для магнита на передней стороне в направлении вращения ротора 810 (сердечника 811 ротора) называется "полостью 817а для магнита на передней стороне" при необходимости. Дополнительно, в нижеприведенном пояснении, полость 817b для магнита на задней стороне в направлении вращения ротора 810 (сердечника 811 ротора) называется "полостью 817b для магнита на задней стороне" при необходимости.

[0066] Дополнительно, через сердечник 811 ротора, формируется полость 816, через которую не устанавливаются постоянные магниты 812а-812b. Полость 816 представляет собой сквозную полость, проникающую в направлении по оси Z, и непроиллюстрированный вал и т.п. устанавливается через нее. Следует отметить, что полости, отличные от полости 816 и полостей 817а-817b для магнитов, могут формироваться через сердечник 811 ротора. Через эти полости, постоянные магниты 812а-812b могут устанавливаться либо не должны обязательно устанавливаться.

[0067] На фиг. 9, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором магнитный поток втекает и вытекает из рабочих поверхностей 901a-901d полюса постоянных магнитов 812а-812b. Направления, ортогональные к рабочим поверхностям 901a-901d полюса, представляют собой направления Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b. Как проиллюстрировано на фиг. 9, направления Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b представляют собой направления двойных стрелок, указываемых таким образом, что они пересекают постоянные магниты 812а-812b. На фиг. 8-10, полости 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, формируются таким образом, что рабочие поверхности 901a-901d полюса постоянных магнитов 812а-812b, установленных через полости 817а-817b для магнитов, являются наклонными к внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Как проиллюстрировано на фиг. 8-10, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором полости 817а-817b для магнитов формируются таким образом, что чем ближе к внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора находятся полости 817а-817b для магнитов, тем шире интервал в периферическом направлении между постоянными магнитами 812а и 812b, установленными через полости 817а-817b для магнитов. Таким образом, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором постоянные магниты 812а-812b располагаются в так называемой V-образной форме.

[0068] Как пояснено в разделе "Четвертое заключение" в разделе "Обстоятельства", с точки зрения уменьшения обратного магнитного потока вследствие постоянных магнитов 812а-812b, плотность остаточного магнитного потока постоянных магнитов 812а-812b предпочтительно ниже в диапазоне демонстрации функции в качестве постоянного магнита в IPMSM 800. Следует отметить, что демонстрация функции в качестве постоянного магнита в IPMSM 800 означает то, что, по меньшей мере, часть магнитного потока, сформированного посредством постоянного магнита, достигает статора 120, в силу этого становясь магнитным потоком, способствующим крутящему моменту ротора. Когда плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b превышает 0,4 Т, увеличение кванта потока, сформированного посредством постоянных магнитов 812а-812b, увеличивает обратный магнитный поток, включенный в магнитный поток, проходящий через участок 821а межмагнитной перемычки. Таким образом, эффект увеличения крутящего момента ротора 810, вызываемого посредством магнитных потоков, не становящихся обратным магнитным потоком (см. магнитные потоки ф13, ф14, проиллюстрированные на фиг. 5В), снижается. Кроме того, когда плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b превышает 0,8 Т, такое снижение эффекта увеличения крутящего момента ротора 810 является значительным. Дополнительно, плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812a-812b, превышающая 0,4 Т, приводит к случаю необходимости использования постоянных магнитов 812а-812b, содержащих редкоземельные элементы. Дополнительно, плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b, превышающая 0,8 Т, приводит к случаю необходимости использования постоянных магнитов 812а-812b, содержащих большое количество редкоземельных элементов.

[0069] С вышеуказанной точки зрения, плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b предпочтительно составляет 0,8 Т или менее, и более предпочтительно, 0,4 Т или менее. Дополнительно, меньшее количество редкоземельных элементов предпочтительно содержится в постоянных магнитах 812а-812b, и редкоземельные элементы более предпочтительно не содержатся в постоянных магнитах 812а-812b. Тем не менее плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b не должна обязательно находиться в вышеописанном диапазоне при условии, что функция в качестве постоянного магнита в IPMSM может демонстрироваться.

[0070] На фиг. 9, барьеры 813a-813b, 814а-814b для потока представляют собой, в полостях 817а-817b для магнитов, проиллюстрированных на фиг. 10, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, пространства, в которых постоянные магниты 812а-812b отсутствуют. Материальный объект отсутствует в барьерах 813а-813b, 814а-814b для потока. Таким образом, барьеры 813a-813b, 814а-814b для потока представляют собой участки зазора (области воздуха). Барьеры 813а-813b, 814а-814b для потока представляют собой область, через которую не проходит магнитный поток, либо область, которая в большей степени затрудняет прохождение для магнитного потока, чем область вокруг барьеров 813a-813b, 814а-814b для потока. Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором материальный объект отсутствует в барьерах 813a-813b, 814а-814b для потока, как описано выше. Тем не менее это не должно обязательно применяться. Например, барьеры 813а-813b, 814а-814b для потока могут формироваться посредством установки немагнитного материала, в полостях 817а-817b для магнитов, проиллюстрированных на фиг. 10, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, в пространствах, в которых постоянные магниты 812a-812b отсутствуют.

[0071] На фиг. 9, барьеры 813а-813b для потока, расположенные на внешней периферийной стороне в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 812а-812b, представляют собой барьеры для потока на внешней периферийной стороне. Барьеры 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне достигают внешней периферийной поверхности 818 ротора 810 (сердечника 811 ротора) таким образом, что они являются открытыми в поперечном сечении ротора. С другой стороны, барьеры 814а-814b для потока, расположенные на внутренней периферийной стороне в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 812а-812b, представляют собой межмагнитные барьеры для потока. Межмагнитные барьеры 814а-814b для потока не являются открытыми за исключением концевых участков в направлении по оси Z. В этой связи внешняя периферийная сторона указывает сторону внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора, и внутренняя периферийная сторона указывает сторону внутренней периферийной поверхности 819 сердечника 811 ротора.

[0072] Как описано выше, постоянный магнит 812а представляет собой постоянный магнит 812а на передней стороне, на передней стороне дальше постоянного магнита 812b, и постоянный магнит 812b представляет собой постоянный магнит 812b на задней стороне. Барьер 813а для потока на внешней периферийной стороне, расположенный на внешней периферийной стороне дальше постоянного магнита 812а на передней стороне, позиционируется на передней стороне в направлении вращения дальше постоянного магнита 812а на передней стороне. С другой стороны, барьер 813b для потока на внешней периферийной стороне, расположенный на внешней периферийной стороне дальше постоянного магнита 812b на задней стороне, позиционируется на задней стороне в направлении вращения дальше постоянного магнита 812b на задней стороне.

[0073] Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг. 10, во внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора, формируется участок 815а паза. Участок 815а паза формируется в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев 123а, 123b, отличающихся от зубьев 123b, 123d, имеющих самую низкую плотность магнитного потока из зубьев 123 сердечника 121 статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Как пояснено в разделе "Обстоятельства", период вращения сердечника 811 ротора и период вращения вращающегося магнитного поля, сформированного в сердечнике 121 статора (в зубьях 123), являются идентичными. Соответственно, даже если сердечник 811 ротора вращается, плотности магнитного потока зубьев 123 в позиции, обращенной к участку 815а паза, являются идентичными. Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором один участок 815а паза формируется в расчете на один полюс. Тем не менее, число участков 815 паза в расчете на один полюс может быть равным двум или более. Плотность магнитного потока зубьев 123а, 123с сердечника 121 статора, установленных в позиции, противоположной и с разнесением от участка 815а паза, предпочтительно является высокой, и более предпочтительно, представляет собой наибольшую плотность магнитного потока. Это обусловлено тем, что крутящему моменту ротора 810 разрешается увеличиваться.

[0074] Фиг. 11А является видом, укрупняющим и иллюстрирующим часть сердечника 811 ротора, проиллюстрированного на фиг. 10 (видом, иллюстрирующим поперечное сечение сердечника ротора). Фиг. 11В и фиг. 11С являются модифицированными примерами относительно фиг. 11А. Один пример конфигурации сердечника 811 ротора этого варианта осуществления подробнее поясняется со ссылкой на фиг. 10 и фиг. 11А-11С. В этой связи, на фиг. 11А-11С, чтобы исключать непонятность в отношении позиций, указываемых посредством ссылок с номерами, иллюстрация штриховки, указывающей поперечные сечения, опускается.

На фиг. 10, в области, занимаемой посредством сердечника 811 ротора, область магнитомягкого материала (область за исключением полости 816, полостей 817а-817b для магнитов) представляет собой участок 820 магнитомягкого материала. Как проиллюстрировано на фиг. 10 и фиг. 11А, в поперечном сечении сердечника ротора, полости 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, имеют первые концевые участки 1111а-1111b, вторые концевые участки 1112а-1112b, третьи концевые участки 1113а-1113b и четвертые концевые участки 1114а-1114b. Ниже по тексту, поясняется один пример первых концевых участков 1111а-1111b, вторых концевых участков 1112а-1112b, третьих концевых участков 1113а-1113b и четвертых концевых участков 1114а-1114b.

[0075] Во-первых, в дальнейшем поясняются первые концевые участки 1111a-1111b. Первые концевые участки 1111a-1111b представляют собой концевые участки, расположенные на крайней внешней периферийной стороне в пространствах, служащих в качестве барьеров 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне, включенных в полости 817а-817b для магнитов. Первые концевые участки 1111la-1111b представляют собой открытые концевые участки, открытые в позициях на внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора в поперечном сечении сердечника ротора. В нижеприведенном пояснении, это иногда заставляет также называть первый концевой участок 1111 "открытым концевым участком 1011". В нижеприведенном пояснении, в поперечном сечении сердечника ротора, изогнутый или искривленный участок называется "угловым участком" при необходимости. Тем не менее область, отличающаяся от открытого концевого участка во внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора (область дуги, в которой расстояние от линии 0 оси вращения представляет собой радиальную длину ротора 810), задается таким образом, что она не представляет собой угловой участок.

[0076] В поперечном сечении сердечника ротора, когда изогнутый участок полостей 817а-817b для магнитов представляет собой угловой участок, позиция углового участка задается в качестве изогнутой позиции. В поперечном сечении сердечника ротора, когда искривленный участок полостей 817а-817b для магнитов представляет собой угловой участок, позиция углового участка задается в качестве позиции в характерной точке искривленного участка (участка, имеющего кривизну). Эти подробности поясняются со ссылкой на фиг. 11А-11С, которые описываются ниже. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, первые концевые участки 1111а и 1111b представляют собой области вдоль периферического направления от одного до другого из угловых участков 1131а-1131b и от одного до другого из угловых участков 1131c-1131d, в двух позициях на внешней периферийной поверхности 818 (на крайней внешней периферийной стороне) сердечника 811 ротора, из 12 угловых участков каждой из одной полости 817а для магнита и одной полости 817b для магнита, в поперечном сечении сердечника ротора. В этой связи периферическое направление представляет собой направление, проходящее вокруг внешней периферийной поверхности 818 ротора 810 (сердечника 811 ротора) (направление, параллельное, и направление, антипараллельное направлению вращения ротора 810 (сердечника 811 ротора)).

[0077] Слишком короткая длина L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b вызывает то, что магнитное сопротивление в первых концевых участках 1111a-1111b является слишком маленьким. Как результат, увеличение магнитного потока, переходящего через полости 817а-817b для магнитов в периферическом направлении, приводит к возможности увеличения обратного магнитного потока. С другой стороны, слишком большая длина L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b уменьшает внешние боковые участки 822a-822h, за счет этого приводя к возможности снижения магнитного потока, способствующего крутящему моменту ротора 810. Длина L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b надлежащим образом задается с такой точки зрения. Длина L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b, например, должна задаваться только внутри диапазона от не менее 0,1 до не более 1,0 от длины L2 в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b. Следует отметить, что этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b является фиксированной. Тем не менее длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b не должна обязательно быть фиксированной. Когда длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b не является фиксированной, длина L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b должна задаваться только с репрезентативным значением (например, со средним значением) длины L2 в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b, заданным в качестве длины в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b.

[0078] Дополнительно, длины других областей полостей 817а-817b для магнитов в поперечном сечении сердечника ротора также задаются с точек зрения подавления обратного магнитного потока и обеспечения пути и интенсивности магнитного потока, аналогично длине L1 в периферическом направлении первых концевых участков 1111a-1111b. Например, минимальное значение длины между двумя концевыми участками, обращенными друг к другу, полостей 817а-817b для магнитов в поперечном сечении сердечника ротора, должно задаваться только внутри диапазона, например, от не менее 0,1 до не более 1,0 от длины в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812a-812b.

[0079] Как пояснено в разделе "Первое заключение" раздела "Обстоятельства", смещение первых концевых участков 1111a-1111b, которые представляют собой открытые концевые участки барьеров 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне, в заднюю сторону в направлении вращения (в сторону, противоположную направлению вращения) сердечника 811 ротора увеличивает крутящий момент ротора 810. В этом варианте осуществления, для целей достижения вышеуказанного, как проиллюстрировано на фиг. 11А, в поперечном сечении сердечника ротора, позиции угловых участков 1131а, 1131 с на передней стороне открытого конца первых концевых участков 1111а, 1111b, которые представляют собой открытые концевые участки, задаются таким образом, что они находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора дальше опорных позиций 831а, 831b относительно полостей 817а, 817b для магнитов, имеющих первые концевые участки 1111а, 1111b, которые представляют собой открытые концевые участки. Угловые участки 1131а, 1131 с на передней стороне открытого конца первых концевых участков 1111а, 1111b представляют собой, из угловых участков первых концевых участков 1111а, 1111b, угловые участки на передней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора в поперечном сечении сердечника ротора.

[0080] Здесь, опорные позиции 831а, 831b относительно полостей 817а, 817b для магнитов, имеющих первые концевые участки 1111а, 1111b, которые представляют собой открытые концевые участки, находятся в позициях в точках пересечения прямых линий 1172, 1174, проходящих через опорные концевые участки 841а, 841b постоянного магнита, которые представляют собой один из концевых участков постоянного магнита 812а и один из концевых участков постоянного магнита 812b, которые устанавливаются через полости 817а, 817b для магнитов, и линию 0 оси вращения, и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора, в поперечном сечении сердечника ротора, как проиллюстрировано на фиг. 11А. Опорные концевые участки 841а, 841b постоянного магнита в полостях 817а, 817b для магнитов, имеющих первые концевые участки 1111а, 111lb, которые представляют собой открытые концевые участки, представляют собой, из концевых участков постоянных магнитов 812а, 812b, установленных через полости 817а, 817b для магнитов, концевой участок, включенный в один постоянный магнит 812а или один постоянный магнит 812b в позиции, ближайшей к каждому из открытых концевых участков (к первому концевому участку 1111а или 1111b). Опорные концевые участки 841а, 841b постоянного магнита в полостях 817а, 817b для магнитов, имеющих первые концевые участки 1111а, 1111b, которые представляют собой открытые концевые участки, представляют собой концевой участок в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии 1177, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса (магнитного полюса) (ротора), включающей в себя постоянный магнит 812а или 812b (области, окруженной посредством пунктирных линий на фиг. 3) и линию 0 оси вращения (начало 0 координат), в поперечном сечении сердечника ротора, из концевых участков одного постоянного магнита 812а или одного постоянного магнита 812b в позиции, ближайшей к открытому концевому участку. Здесь, расстояние в периферическом направлении от прямой линии 1177 представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника 811 ротора, в которой присутствует этот открытый концевой участок. Как проиллюстрировано на фиг. 11А, опорный концевой участок 841а постоянного магнита в полости 817а для магнита, имеющей первый концевой участок 1111а, который представляет собой открытый концевой участок, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита 812а, концевой участок в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии 1177 на передней стороне на стороне первого концевого участка 1111а дальше прямой линии 1177. Дополнительно, опорный концевой участок 841b постоянного магнита полости 817b для магнита, имеющей первый концевой участок 1111b, который представляет собой открытый концевой участок, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита 812b, концевой участок в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии 1177 на задней стороне на стороне первого концевого участка 1111b дальше прямой линии 1177.

[0081] Следует отметить, что для удобства системы обозначений, хотя фиг. 11А иллюстрирует множество линий 0 оси вращения, фактическая линия 0 оси вращения составляет одну по числу, как проиллюстрировано на фиг. 8-10 (линии 0 оси вращения, проиллюстрированные на фиг. 11А, накладываются в одной позиции). Это также является идентичным фиг. 11В и фиг. 11С, которые описываются ниже. В этом варианте осуществления, полости 817а, 817b для магнитов, соответственно, присутствуют на передней стороне и на задней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора относительно прямой линии 1177. Соответственно, относительно прямой линии 1177, каждый из опорных концевых участков 841а, 814b постоянного магнита присутствует только на одной из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника 811 ротора. В отличие от этого, например, предполагается, что полости 817а-817b для магнитов располагаются таким образом, что они находятся на обеих сторонах от прямой линии 1177, и как барьеры 113а и 114а для потока на внешней периферийной стороне, так и барьеры 113b и 114b для потока на внешней периферийной стороне, каждые два из которых формируются на обеих сторонах в направлении Ds слева направо каждого из постоянных магнитов 812а-812b, установленных через полости 817а-817b для магнитов, имеют открытые концевые участки во внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. В этом случае, опорные концевые участки 841а, 841b постоянного магнита присутствуют в направлении вращения сердечника 811 ротора относительно прямой линии 1177 в поперечном сечении сердечника ротора.

[0082] В примерах, проиллюстрированных на фиг. 11А-11С, центральная позиция в периферическом направлении области одного полюса ротора, например, задается как позиция средней точки виртуальной прямой линии, соединяющей опорные концевые участки 841а и 841b постоянного магнита. Прямая линия, проходящая через эту центральную позицию и линию 0 оси вращения (начало 0 координат), задается в качестве прямой линии 1177.

[0083] В нижеприведенном пояснении, угловые участки 1131а, 1131с на передней стороне открытого конца, соответственно, называются "угловым участком на передней стороне открытого конца на передней стороне", "угловым участком на передней стороне открытого конца на задней стороне" при необходимости. Дополнительно, в нижеприведенном пояснении, открытый концевой участок 1111а полости 817а для магнита на передней стороне и открытый концевой участок 1111b полости 817b для магнита на задней стороне, соответственно, называются "открытым концевым участком 1111а на передней стороне" и "открытым концевым участком 1111b на задней стороне" при необходимости.

[0084] Угловой участок 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне представляет собой, из двух угловых участков 1131а-1131b в периферическом направлении сердечника 811 ротора открытого концевого участка 1111а на передней стороне, который представляет собой открытый концевой участок пространства 1123а, включенного в полость 817а для магнита на передней стороне и служащего в качестве барьера для потока на внешней периферийной стороне, угловой участок 1131а на передней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора.

[0085] Угловой участок 1131 с на передней стороне открытого конца на задней стороне представляет собой, из двух угловых участков 1131c-1131d в периферическом направлении сердечника 811 ротора открытого концевого участка 1111b на задней стороне, который представляет собой открытый концевой участок пространства 1123b, включенного в полость 817b для магнита на задней стороне и служащего в качестве барьера для потока на внешней периферийной стороне, угловой участок 1131с на передней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора.

[0086] Дополнительно, в поперечном сечении сердечника ротора, опорные концевые участки 841а-841b постоянного магнита имеют концевой участок 841а постоянного магнита на передней стороне и концевой участок 841b постоянного магнита на задней стороне. Концевой участок 841а постоянного магнита на передней стороне представляет собой, из концевых участков постоянных магнитов 812а-812b, установленных через полость 817а для магнита на передней стороне, концевой участок в позиции на самой передней стороне в направлении вращения. Концевой участок 841b постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита 812b, установленного через полость 817b для магнита на задней стороне, концевой участок в позиции на самой задней стороне в направлении вращения.

[0087] Дополнительно, в поперечном сечении сердечника ротора, опорные позиции 831а-831b имеют опорную позицию 831а на передней стороне. Опорная позиция 831а представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии 1172, проходящей через концевой участок 841а постоянного магнита на передней стороне и линию 0 оси вращения, и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора.

[0088] Дополнительно, в поперечном сечении сердечника ротора, опорные позиции 831а-831b имеют опорную позицию 831b на задней стороне. Опорная позиция 831b на задней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии 1174, проходящей через концевой участок 841b постоянного магнита на задней стороне и линию 0 оси вращения, и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора.

[0089] Здесь, с точки зрения бесспорного улучшения крутящего момента ротора 810, позиции угловых участков на передней стороне открытого конца (углового участка 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне и углового участка 1131с на передней стороне открытого конца на задней стороне) предпочтительно задаются следующим образом.

Число (количество в штуках) пазов в сердечнике 121 статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора, задается в качестве N_slot. Дополнительно, угол 6а перемещения опорной позиции (рад), который представляет собой угол вокруг линии 0 оси вращения из опорных позиций 831а-831b, задается в качестве 2n/N_slot. В примере, проиллюстрированном на фиг. 8, N_slot в качестве числа (количества в штуках) пазов в сердечнике 121 статора равно 24, и в силу этого угол θа перемещения опорной позиции составляет 2n/24 (рад)=15 (°).

[0090] В поперечном сечении сердечника ротора, угол θf, сформированный посредством прямой линии 1171 и прямой линии 1172, предпочтительно задается равным не менее θа/24, не более 15θа/24, и более предпочтительно, задается равным в диапазоне θа/3±θа/24. Прямая линия 1171 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. Угловой участок 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне представляет собой, из угловых участков 1131а, 1131с на передней стороне открытого конца, угловой участок, расположенный на передней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе в поперечном сечении сердечника ротора. Прямая линия 1172 представляет собой прямую линию, проходящую через опорную позицию 831а относительно полости 817а для магнита, имеющей открытый концевой участок 1111а, с угловым участком 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию 0 оси вращения, в поперечном сечении сердечника ротора. В нижеприведенном пояснении, угол θf называется "углом θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне" при необходимости.

[0091] Дополнительно, в поперечном сечении сердечника ротора, угол θb, сформированный посредством прямой линии 1173 и прямой линии 1174, предпочтительно задается равным не менее θа/24, не более θа/8, и более предпочтительно, задается равным в диапазоне θа/12±θа/24. Прямая линия 1173 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1131 с на передней стороне открытого конца на задней стороне и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. Угловой участок 1131с на передней стороне открытого конца на задней стороне представляет собой, из угловых участков 1131а, 1131 с на передней стороне открытого конца, угловой участок, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе. Прямая линия 1174 представляет собой прямую линию, проходящую через опорную позицию 831b относительно полости 817b для магнита, имеющей открытый концевой участок 1111b, с угловым участком 1131с на передней стороне открытого конца на задней стороне, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию 0 оси вращения, в поперечном сечении сердечника ротора. В нижеприведенном пояснении, угол θb называется "углом θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне" при необходимости.

[0092] Дополнительно, как пояснено в разделе "Второе заключение" в разделе "Обстоятельства", предоставление участка 815а паза в позиции, обращенной к зубьям 123а, 123b с более высокой плотностью магнитного потока, чем самая низкая плотность магнитного потока в области внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора, увеличивает крутящий момент ротора 810. Чтобы дополнительно улучшать эффект увеличения крутящего момента ротора 810, полная область участка 815а паза предпочтительно обращена к зубьям 123а, 123b с этой плотностью магнитного потока. Тем не менее частичная область участка 815а паза может быть обращена к зубьям 123а, 123b с этой плотностью магнитного потока. Дополнительно, с точки зрения бесспорного улучшения крутящего момента ротора 810, участок 815а паза предпочтительно задается следующим образом.

[0093] Как проиллюстрировано на фиг. 11А, в поперечном сечении сердечника ротора, угол θа перемещения опорной позиции (рад), который представляет собой угол вокруг линии 0 оси вращения из опорных позиций 831b на задней стороне, задается в качестве 2n/N_slot. Опорная позиция 831b на задней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии 1174, проходящей через концевой участок 841b постоянного магнита на задней стороне и линию 0 оси вращения, и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора в поперечном сечении сердечника ротора. Концевой участок 841b постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянных магнитов 812а-812b, установленных в том же полюсе, концевой участок, расположенный на самой задней стороне в периферическом направлении. В примере, проиллюстрированном на фиг. 8, как описано выше, N_slot в качестве числа (количества в штуках) пазов в сердечнике 121 статора равно 24. Соответственно, угол θа перемещения опорной позиции составляет 2n/24 (рад)=15 (°)

[0094] Во-первых, в поперечном сечении сердечника ротора, угол, сформированный посредством прямой линии 1175 и прямой линии 1173, предпочтительно задается в качестве 9а. Прямая линия 117 5 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1161а на задней стороне паза и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. Угловой участок 1161а на задней стороне паза представляет собой, из двух угловых участков 1161а-1161b в открытом концевом участке 1151а участка 815а паза, угловой участок, расположенный на задней стороне в направлении вращения, в поперечном сечении сердечника ротора. Прямая линия 1173 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1131с на передней стороне открытого конца на задней стороне и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. Угловой участок 1131 с на передней стороне открытого конца на задней стороне позиционируется на задней стороне в направлении вращения дальше участка 815а паза в том же полюсе, что и полюс, в котором участок 815а паза устанавливается.

[0095] Дополнительно, в поперечном сечении сердечника ротора, угол θс, сформированный посредством прямой линии 1176 и прямой линии 1175, предпочтительно задается равным не менее θа/8, не более 25θа/24θа, и более предпочтительно, задается равным в диапазоне 3θа/4±θа/12. Прямая линия 1176 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1161b на передней стороне паза и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. Угловой участок 1161b на передней стороне паза представляет собой, из двух угловых участков 1161а-1161b в открытом концевом участке 1151а участка 815а паза, угловой участок на передней стороне в направлении вращения, в поперечном сечении сердечника ротора. Прямая линия 1175 представляет собой прямую линию, проходящую через угловой участок 1161а на задней стороне паза и линию 0 оси вращения в поперечном сечении сердечника ротора. В нижеприведенном пояснении, угол θс называется "углом θс открытия паза" при необходимости.

[0096] Дополнительно, максимальное значение Cd глубины участка 815а паза предпочтительно задается в диапазоне от не менее 0,01 до не более 0,1 от диаметра сердечника 811 ротора, и предпочтительно, задается в диапазоне от не менее 0,04 до не более 0,07 от диаметра сердечника 811 ротора. В нижеприведенном пояснении, максимальное значение Cd глубины участка 815а паза называется "максимальным значением Cd глубины паза" при необходимости.

[0097] Дополнительно, форма участка 815а паза не ограничена. Фиг. 11А примерно иллюстрирует случай, в котором плоская форма (форма поперечного сечения сердечника ротора) участка 815а паза представляет собой четырехугольник, имеющий взаимосвязь линейной симметрии с прямой линией, проходящей через позицию в центре тяжести участка 815а паза и линию 0 оси вращения сердечника 811 ротора, заданной в качестве оси симметрии. Тем не менее, плоская форма участка 815а паза может представлять собой форму, не имеющую симметрии. Дополнительно, плоская форма участка 815а паза может представлять собой треугольник или многоугольник, имеющий стороны, равные или большие сторон пятиугольника. Дополнительно, угловой участок участка 815а паза может иметь кривизну.

[0098] Далее поясняются вторые концевые участки 1112а-1112b. Вторые концевые участки 1112а-1112b представляют собой концевые участки, расположенные на внутренней периферийной стороне в направлении Ds слева направо полостей 817а-817b для магнитов. Вторые концевые участки 1112а-1112b совпадают с концевыми участками межмагнитных барьеров 814а-814b для потока и закрываются. Таким образом, полости 817а-817b для магнитов имеют такие формы, что они формируют пространства, служащие в качестве барьеров для потока, протягивающихся вдоль линии 0 оси вращения между постоянным магнитом 812а и вторым концевым участком 1112а и между постоянным магнитом 812b и вторым концевым участком 1112b с постоянными магнитами 812а-812b, установленными через них.

[0099] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, вторые концевые участки 1112а-1112b представляют собой области вдоль контуров полостей 817а-817b для магнитов от одного до другого из двух угловых участков 1132а-1132b и от одного до другого из двух угловых участков 1132c-1132d полостей 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, в поперечном сечении сердечника ротора. Угловые участки 1132а-1132b и угловые участки 1132c-1132d, формирующие вторые концевые участки 1112а-1112b, задаются посредством разработчика IPMSM 800 таким образом, что полости 817а и 817b для магнитов обращены друг к другу с участком 821 межмагнитной перемычки, размещенным между ними. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, вторые концевые участки 1112а-1112b включают в себя позиции на обоих концах прямой линии, соединяющей соответствующие вторые концевые участки 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, обращенные друг к другу, с участком 821 межмагнитной перемычки, размещенным между ними на кратчайшем расстоянии в поперечном сечении сердечника ротора.

[0100] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, область магнитомягкого материала, на которой механическое напряжение концентрируется в наибольшей степени в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается, включается между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, вышеописанная прямая линия, соединяющая вторые концевые участки 1112а-1112b на кратчайшем расстоянии, представляет собой прямую линию 1141а, соединяющую угловые участки 1132а, 1132с. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, участок 821а межмагнитной перемычки, например, задается как область магнитомягкого материала, окруженная посредством прямой линии 1141а, соединяющей два угловых участка 1132а, 1132с, и прямой линии 1141b, соединяющей два угловых участка 1132b, 1132d.

[0101] Следует отметить, что фиг. 11А примерно иллюстрирует случай, в котором полная область между двумя полостями 817а и 817b для магнитов представляет собой область магнитомягкого материала. Соответственно, прямая линия 1141а, соединяющая соответствующие вторые концевые участки 1112а-1112b двух полостей 817a-817b для магнитов на кратчайшем расстоянии, является идентичной прямой линии, проведенной таким образом, чтобы задавать длину перекрытия соответствующих вторых концевых участков 1112а-1112b с областью магнитомягкого материала кратчайшей. С другой стороны, случай, в котором барьер для потока формируется в области между двумя полостями 817а и 817b для магнитов, является не обязательным, как описано выше. Это обусловлено тем, что прямая линия, соединяющая соответствующие вторые концевые участки 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов на кратчайшем расстоянии, иногда перекрывается с барьером для потока. Как описано выше, область магнитомягкого материала, на которой механическое напряжение концентрируется в наибольшей степени в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается, включается между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b. Дополнительно, вторые концевые участки включают в себя позиции на обоих концах прямой линии, проведенной таким образом, чтобы задавать длину перекрытия соответствующих вторых концевых участков 1112а-1112b с областью магнитомягкого материала кратчайшей. Этот способ обеспечивает возможность, независимо от того, присутствует или нет барьер для потока в области между соответствующими вторыми концевыми участками 1112а и 1112b, включения области магнитомягкого материала, на которой механическое напряжение концентрируется в наибольшей степени в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается, между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b.

[0102] Фиг. 11В является видом, иллюстрирующим первый модифицированный пример конфигурации сердечника 811 ротора (поперечного сечения сердечника ротора).

В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, например, область магнитомягкого материала, окруженная посредством прямой линии 1141с, соединяющей два угловых участка 1132е, 1132h, и прямой линии 1141d, соединяющей два угловых участка 1132g, 1132j, задается как область участка 821i межмагнитной перемычки. В этом случае, вторые концевые участки 1112с, 1112d представляют собой области вдоль контуров полостей 817c-817d для магнитов от одного до другого из двух угловых участков 1132е и 1132g и от одного до другого из двух угловых участков 1132h и 1132j полостей 817с, 817d для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а, 812b.

[0103] Дополнительно, на фиг. 11В, в отличие от вышеозначенного, например, область магнитомягкого материала, окруженная посредством прямой линии 1141 с, соединяющей два угловых участка 1132е, 1132h, и прямой линии 1141е, соединяющей два угловых участка 1132f, 1132i, может задаваться как область, служащая в качестве участка межмагнитной перемычки. В этом случае, вторые концевые участки 1112с, 1112d представляют собой области вдоль контуров полостей 817 для магнитов от одного до другого из двух угловых участков 1132е и 1132f и от одного до другого из двух угловых участков 1132h и 1132i полостей 817с, 817d для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b. Дополнительно, вторые концевые участки 1112 могут представлять собой области вдоль контуров полостей 817с, 817d для магнитов от одного до другого из двух угловых участков 1132f и 1132g и от одного до другого из двух угловых участков 1132i-1132j полостей 817с, 817d для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а, 812b.

[0104] Следует отметить, что в примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, позиции на обоих концах прямой линии, проведенной таким образом, что длина перекрытия с магнитомягким материалом, составляющим участок 820 магнитомягкого материала, имеет кратчайшее расстояние, представляют собой позиции угловых участков 1132f, 1132i. Соответственно, вторые концевые участки 1112c-1112d включают в себя позиции угловых участков 1132f, 1132i.

[0105] Примеры, проиллюстрированные на фиг. 11А и фиг. 11В, примерно иллюстрируют случай, в котором два угловых участка 1132, задающие вторые концевые участки 1112, не имеют кривизны в поперечном сечении сердечника ротора. Фиг. 11С является видом, иллюстрирующим второй модифицированный пример конфигурации сердечника 811 ротора (поперечного сечения сердечника ротора). Фиг. 11С примерно иллюстрирует, относительно фиг. 11А, случай, в котором угловые участки 1132a-1132d вторых концевых участков 1112а-1112b изменяются на угловые участки 1132k-1132n, имеющие кривизну.

[0106] Когда угловые участки 1132k-1132n имеют кривизну, позиции угловых участков 1132k-1132n задаются в качестве позиции характерной точки в области, имеющей кривизну. Характерная точка углового участка, например, выбирается таким образом, что участок межмагнитной перемычки имеет наибольший размер. Для этого способа, в примере, проиллюстрированном на фиг. 11с, позиции черных кругов (•), указывающих угловые участки 1132k-1132n, представляют собой позиции характерных точек угловых участков 1132k-1132n. Позиции характерных точек угловых участков 1132k-1132n, заданных таким образом, используются в качестве позиций угловых участков 1132k-1132n. Следует отметить, что характерная точка углового участка не должна обязательно выбираться таким образом, что участок межмагнитной перемычки имеет наибольший размер. Например, центральная позиция области, формирующей угловой участок, также могут выбираться в качестве характерной точки углового участка. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, вторые концевые участки 1112е, 1112f представляют собой области вдоль контуров полостей 817е, 817f для магнитов от одного до другого из двух угловых участков 1132k и 11321 и от одного до другого из двух угловых участков 1132m-1132n полостей 817е, 817f для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а, 812b. Альтернативно, характерная точка углового участка может выбираться таким образом, что участок межмагнитной перемычки имеет наименьший размер.

[0107] Следует отметить, что в примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, позиции на обоих концах прямой линии, проведенной таким образом, что длина перекрытия с магнитомягким материалом, составляющим участок 820 магнитомягкого материала, имеет кратчайшее расстояние, представляют собой позиции на обоих концах прямой линии 1141h. Соответственно, вторые концевые участки 1112e-1112f включают в себя позиции на обоих концах прямой линии 1141h.

[0108] Дополнительно, когда угловой участок первого концевого участка 1111 имеет кривизну, характерная точка области, имеющей кривизну, должна задаваться только в качестве позиции углового участка первого концевого участка 1111. Характерная точка углового участка первого концевого участка 1111, например, задается в позиции на внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора таким образом, что первый концевой участок 1111 имеет наибольший размер. Тем не менее это не должно обязательно приспосабливаться. Например, центральная позиция области, имеющей кривизну, может задаваться в качестве характерной точки углового участка первого концевого участка 1111.

[0109] Возвращаясь к пояснению по фиг. 11А, в дальнейшем поясняются третьи концевые участки 1113а-1113b. Третьи концевые участки 1113а-1113b представляют собой концевые участки, расположенные на внешней периферийной стороне в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b. Внешняя периферийная сторона в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b представляет собой сторону близко к внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, третьи концевые участки 1113а, 1113b представляют собой области вдоль контуров полостей 817а, 817b для магнитов от угловых участков 1131b, 1131с, расположенных на внутренних сторонах, из двух угловых участков 1131а-1131b и двух угловых участков 1131c-1131d, задающих первые концевые участки 1111а, ННЬ, до угловых участков 1132а, 1132 с, расположенных на внешней периферийной стороне в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а, 812b, из двух угловых участков 1132а-1132b и двух угловых участков 1132c-1132d, задающих вторые концевые участки 1112а, 1112b. Внутренняя сторона представляет собой сторону близко к центральной позиции в периферическом направлении области одного полюса ротора. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, третьи концевые участки 1113с, 1113d, например, представляют собой области вдоль контуров полостей 817с, 817d для магнитов от угловых участков 1131b, 1131с, задающих первые концевые участки 1111, до угловых участков 1132е, 1132h, задающих вторые концевые участки 1112. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, третьи концевые участки 1113е, 1113f представляют собой области вдоль контуров полостей 817е, 817f для магнитов от угловых участков 1131b, 1131с, задающих первые концевые участки 1111, до угловых участков 1132k, 1132m, задающих вторые концевые участки 1112.

[0110] Возвращаясь к пояснению по фиг. 11А, в дальнейшем поясняются четвертые концевые участки 1114а-1114b. Четвертые концевые участки 1114а-1114b представляют собой концевые участки, расположенные на внутренней периферийной стороне в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а, 812b. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, четвертые концевые участки 1114а, 1114b представляют собой области вдоль контуров полостей 817а, 817b для магнитов от угловых участков 1131а, 1131d, расположенных на внешних сторонах, из двух угловых участков 1131а-1131b и двух угловых участков 1131c-1131d, задающих первые концевые участки 1111а, 1111b, до угловых участков 1132b, 1132d, расположенных на внутренней периферийной стороне в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а, 812b, из двух угловых участков 1132а-1132b и двух угловых участков 1132c-1132d, задающих вторые концевые участки 1112а, 1112b. Внешняя сторона представляет собой сторону близко к концу в периферическом направлении области одного полюса ротора. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, четвертые концевые участки 1114с, 1114d, например, представляют собой области вдоль контуров полостей 817с, 817d для магнитов от угловых участков 1131а, 1131d, задающих первые концевые участки 1111, до угловых участков 1132g, 1132j, задающих вторые концевые участки 1112с, 1112d. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, четвертые концевые участки 1114е, 1114f представляют собой области вдоль контуров полостей 817е, 817f для магнитов от угловых участков 1131а, 1131d, задающих первые концевые участки 1111, до угловых участков 1132l, 1132n, задающих вторые концевые участки 1112.

[0111] На фиг. 11А-11с, каждые две из полостей 817а-817b, 817c-817d, 817e-817f для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, имеют пространства 1121а-1121b, в которых устанавливаются постоянные магниты 812а-812b. Дополнительно, полости 817a-817b, 817c-817d, 817e-817f для магнитов, через каждые две из которых устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, имеют пространства 1122a-1122b, 1122c-1122d, 1122e-1122f, служащие в качестве межмагнитных барьеров для потока между пространствами 1121а и 1121b, в которых устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, и каждыми двумя из вторых концевых участков 1112a-1112b, 1112c-1112d, 1112e-1112f. Дополнительно, каждые две из полостей 817a-817b, 817c-817d, 817e-817f для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, имеют пространства 1123а-1123b, каждое из которых служит в качестве барьеров 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированных на фиг. 9, между пространствами 1121а и 1121b, в которых устанавливаются постоянные магниты, и первыми концевыми участками 1111a-1111b.

[0112] В нижеприведенном пояснении, пространства 1121а-1121b, в которых устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, пространства 1122a-1122b, 1122c-1122d, 1122e-1122f, служащие в качестве межмагнитных барьеров для потока, и пространства 1123а-1123b, служащие в качестве барьеров для потока на внешней периферийной стороне, соответственно, называются "пространствами 1121a-1121b для установки магнитов", "пространствами 1122а-1122b, 1122c-1122d, 1122e-1122f межмагнитного барьера для потока" и "пространствами 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне" при необходимости. В дальнейшем поясняются пространства 1121а-1121b для установки магнитов, пространства 1122a-1122b, 1122c-1122d, 1122e-1122f межмагнитного барьера для потока и пространства 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне.

[0113] В полости 817а для магнита на передней стороне, пространство 1123а барьера для потока на внешней периферийной стороне представляет собой один пример пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне. В полости 817b для магнита на задней стороне, пространство 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне представляет собой один пример пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне. Дополнительно, в полости 817а для магнита на передней стороне, пространство 1122а межмагнитного барьера для потока представляет собой один пример пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне. В полости 817b для магнита на задней стороне, пространство 1122b межмагнитного барьера для потока представляет собой один пример пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне. Таким образом, в полости 817а для магнита на передней стороне и в полости 817b для магнита на задней стороне, пространства, служащие в качестве барьеров для потока на передней стороне (пространство 1123а барьера для потока на внешней периферийной стороне, пространство 1122b межмагнитного барьера для потока), позиционируются на передней стороне в направлении вращения дальше пространств, служащих в качестве барьеров для потока на задней стороне (пространства 1122а межмагнитного барьера для потока, пространства 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне).

[0114] Более конкретно, пространство 1123а барьера для потока на внешней периферийной стороне, включенное в полость 817а для магнита на передней стороне, находится на передней стороне в направлении вращения дальше пространства 1122а межмагнитного барьера для потока, включенного в полость 817а для магнита на передней стороне, и на внешней периферийной стороне сердечника 811 ротора дальше пространства 1122а межмагнитного барьера для потока, включенного в полость 817а для магнита на передней стороне. Дополнительно, пространство 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне, включенное в полость 817b для магнита на задней стороне, находится на задней стороне в направлении вращения дальше пространства 1122b межмагнитного барьера для потока, включенного в полость 817b для магнита на задней стороне, и на внешней периферийной стороне сердечника 811 ротора дальше пространства 1122b межмагнитного барьера для потока, включенного в полость 817b для магнита на задней стороне. Дополнительно, пространство 1123а барьера для потока на внешней периферийной стороне, включенное в полость 817а для магнита на передней стороне, и пространство 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне, включенное в полость 817b для магнита на задней стороне, имеют первые концевые участки 1111a-1111b, которые представляют собой открытые концевые участки. Оба из пространств 1123а, 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне предпочтительно имеют открытые концевые участки (первые концевые участки 1111a-1111b) таким образом. Тем не менее только одно из пространств 1123а, 1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне может иметь открытый концевой участок (первый концевой участок 1111).

[0115] В поперечных сечениях сердечника ротора, проиллюстрированных на фиг. 11А-11С, длина L2, в направлении ширины, которое представляет собой направление вдоль направления Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b пространств 1121а-1121b для установки магнитов, равна длине, соответствующей длине в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b, и является почти фиксированной. Длина L2 в направлении ширины пространств 1121а-1121b для установки магнитов может быть идентичной длине в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b либо может быть (немного) больше длины в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b для простой установки постоянных магнитов 812а-812b через полости 817а-817b для магнитов. Следует отметить, что этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b является фиксированной. Тем не менее длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b не должна обязательно быть фиксированной. Когда длина в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b не является фиксированной, длина в направлении ширины пространств 1121а- 1121b для установки магнитов может быть равной длине, соответствующей длине в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b. В этом случае длина в направлении ширины пространств 1121а-1121b для установки магнитов не является фиксированной.

[0116] Когда постоянные магниты 812а-812b устанавливаются, по меньшей мере, часть области пространств 1121а-1121b для установки магнитов является занятой посредством постоянных магнитов 812а-812b, в силу этого выступая в качестве отсутствия пространства. Пространства 1122а-1122b межмагнитного барьера для потока соответствуют межмагнитным барьерам 814а-814b для потока, проиллюстрированным на фиг. 9, и остаются пространствами, даже если постоянные магниты 812а-812b устанавливаются. Пространства 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне соответствуют барьерам 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированным на фиг. 9, и остаются пространствами, даже если постоянные магниты 812а-812b устанавливаются. Следует отметить, что когда немагнитный материал устанавливается в пространствах 1122a-1122f межмагнитного барьера для потока и пространствах 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне, по меньшей мере, часть области пространств 1122a-1122f межмагнитного барьера для потока и пространств 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне является занятой посредством немагнитного материала.

[0117] Далее поясняется один пример конфигурации участка 820 магнитомягкого материала со ссылкой на фиг. 10 и фиг. 11А-11С. Следует отметить, что здесь, фиг. 11В примерно иллюстрирует случай, в котором угловые участки 1132е, 1132д представляют собой два угловых участка второго концевого участка 1112с, и угловые участки 1132h, 1132j представляют собой два угловых участка второго концевого участка 1112d.

[0118] На фиг. 10, участок 820 магнитомягкого материала имеет участки 821a-821h межмагнитной перемычки, внешние боковые участки 822a-822h и внутренний боковой участок 823а.

[0119] Участки 821a-821h межмагнитной перемычки представлять собой область, в которой магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке перемычки. В примере, проиллюстрированном на фиг. 10 и фиг. 11А, внешний краевой участок перемычки представляет собой область, окруженную посредством прямой линии, соединяющей угловые участки 1132а, 1132 с на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются в том же полюсе (см. штрихпунктирную линию с двумя точками, соединяющую концы на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b на фиг. 10), прямой линии, соединяющей угловые участки 1132b, 1132d на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов (см. штрихпунктирную линию с двумя точками, соединяющую концы на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b на фиг. 10), и вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов. На фиг. 10, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором только магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке 831а перемычки. Присутствие только магнитомягкого материала означает то, что область за исключением магнитомягкого материала, такая как барьер для потока, не включается. Соответственно, в этом варианте осуществления, участок 821а межмагнитной перемычки совпадает с внешним краевым участком 8 31а перемычки. Следует отметить, что на фиг. 10 и фиг. 11А, внешний краевой участок 831а перемычки соответствует области между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются в том же полюсе. Дополнительно, область между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются в том же полюсе, может включать в себя область за исключением магнитомягкого материала, такую как барьер для потока. В этом случае, участок 821а межмагнитной перемычки представляет собой область, исключающую область за исключением магнитомягкого материала из внешнего краевого участка 831а перемычки. Дополнительно, число участков 821a-821h межмагнитной перемычки равно числу полюсов ротора 810 (восьми в этом варианте осуществления).

[0120] В частности, в примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, внешний краевой участок 831а перемычки представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141а, соединяющей угловые участки 1132а, 1132 с на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b полостей 817а-817b для магнитов, прямой линии 1141b, соединяющей угловые участки 1132b, 1132d на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, и вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов. Участок 821а межмагнитной перемычки совпадает с внешним краевым участком 831а перемычки. Фиг. 10 и фиг. 11А иллюстрируют ссылки с номерами 821а и 831а в непосредственной близости, что означает именно это.

[0121] Дополнительно, в примерах, проиллюстрированных на фиг. 11В и фиг. 11С, внешние краевые участки перемычки задаются следующим образом.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, внешний краевой участок 831b перемычки представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141с, соединяющей угловые участки 1132е, 1132h на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112c-1112d полостей 817а-817b для магнитов, прямой линии 1141d, соединяющей угловые участки 1132g, 1132j на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112с-1112d двух полостей 817а-817b для магнитов, и вторых концевых участков 1112c-1112d двух полостей 817а-817b для магнитов. Участок 821i межмагнитной перемычки совпадает с внешним краевым участком 831b перемычки. Фиг. 11В иллюстрирует ссылки с номерами 821i и 831b в непосредственной близости, что означает именно это.

[0122] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, внешний краевой участок 831с перемычки представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141f, соединяющей угловые участки 1132k, 1132m на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112e-1112f полостей 817а-817b для магнитов, прямой линии 1141g, соединяющей угловые участки 11321, 1132n на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112е-1112f двух полостей 817а-817b для магнитов, и вторых концевых участков 1112e-1112f двух полостей 817а-817b для магнитов. Участок 821j межмагнитной перемычки совпадает с внешним краевым участком 831 с перемычки. Фиг. 11С иллюстрирует ссылки с номерами 821j и 831с в непосредственной близости, что означает именно это.

[0123] Внешний боковой участок 822а представляет собой область, в которой магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке на внешней стороне. Внешний краевой участок на внешней стороне представляет собой область, соединенную с участком 821а межмагнитной перемычки на внешней периферийной стороне участка 821а межмагнитной перемычки. В примерах, проиллюстрированных на фиг. 10 и фиг. 11А, внешний краевой участок на внешней стороне представляет собой область, окруженную посредством третьих концевых участков 1113а-1113b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. На фиг. 10, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором только магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке 832а на внешней стороне (область за исключением магнитомягкого материала, такая как барьер для потока, не включается). Соответственно, внешний боковой участок 822а совпадает с внешним краевым участком 832а на внешней стороне. Тем не менее внешний краевой участок 832а на внешней стороне может включать в себя область за исключением магнитомягкого материала, такую как барьер для потока. В этом случае внешний боковой участок 822а представляет собой область, исключающую область за исключением магнитомягкого материала из внешнего краевого участка 832а на внешней стороне. Дополнительно, число внешних боковых участков 822a-822h равно числу полюсов ротора 810 (восьми в этом варианте осуществления).

[0124] В частности, в примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, внешний краевой участок 832а на внешней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141а, соединяющей угловые участки 1132а, 1132с на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b полостей 817а-817b для магнитов, третьих концевых участков 1113а-1113b двух полостей 817а-817b для магнитов и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Внешний боковой участок 822а совпадает с внешним краевым участком 832а на внешней стороне. Фиг. 10 и фиг. 11А иллюстрируют ссылки с номерами 822а и 832а в непосредственной близости, что означает именно это.

[0125] Дополнительно, в примерах, проиллюстрированных на фиг. 11В и фиг. 11С, внешние краевые участки на внешней стороне задаются следующим образом.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, внешний краевой участок 832b на внешней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141 с, соединяющей угловые участки 1132е, 1132h на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112c-1112d полостей 817c-817d для магнитов, третьих концевых участков 1113с в 1113d двух полостей 817c-817d для магнитов и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Внешний боковой участок 822i совпадает с внешним краевым участком 832b на внешней стороне. Фиг. 11В иллюстрирует ссылки с номерами 822i и 832b в непосредственной близости, что означает именно это.

[0126] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, внешний краевой участок 832 с на внешней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141f, соединяющей угловые участки 1132k, 1132m на внешней периферийной стороне вторых концевых участков 1112e-1112f полостей 817e-817f для магнитов, третьих концевых участков 1113e-1113f двух полостей 817e-817f для магнитов и внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Внешний боковой участок 822j совпадает с внешним краевым участком 832с на внешней стороне. Фиг. 11С иллюстрирует ссылки с номерами 822j и 832с в непосредственной близости, что означает именно это.

[0127] Внутренний боковой участок 823а представляет собой область, в которой магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке на внутренней стороне. Внешний краевой участок на внутренней стороне представляет собой область магнитомягкого материала, соединенную с участком 821а межмагнитной перемычки на внутренней периферийной стороне участка 821а межмагнитной перемычки. В примерах, проиллюстрированных на фиг. 10 и фиг. 11А, внешний краевой участок на внутренней стороне представляет собой область, окруженную посредством четвертых концевых участков 1114а-1114b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и внутренней периферийной поверхности 819 сердечника 811 ротора. На фиг. 10 этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором только магнитомягкий материал присутствует во внешнем краевом участке 833а на внутренней стороне. Присутствие только магнитомягкого материала означает то, что область за исключением магнитомягкого материала, такая как барьер для потока, не включается. Соответственно, внутренний боковой участок 823а совпадает с внешним краевым участком 833а на внутренней стороне. Тем не менее внешний краевой участок 833а на внутренней стороне может включать в себя область за исключением магнитомягкого материала, такую как барьер для потока. В этом случае внутренний боковой участок 823а представляет собой область, исключающую область за исключением магнитомягкого материала из внешнего краевого участка 833а на внутренней стороне. Дополнительно, в примере, проиллюстрированном на фиг. 10, внутренний боковой участок 823а составляет один по числу. Следует отметить, что внутренний боковой участок 823а не должен обязательно окружаться посредством внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Например, когда сердечник 811 ротора формируется таким образом, что магнитомягкий материал отсутствует между барьерами 813а-813b для потока на внешней периферийной стороне (пространствами 1123а-1123b барьера для потока на внешней периферийной стороне) полюсов рядом друг с другом, внутренний боковой участок 823а не окружается посредством внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора.

[0128] В частности, в примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, внешний краевой участок 833а на внутренней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141b, соединяющей угловые участки 1132b, 1132d на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, четвертых концевых участков 1114а-1114b двух полостей 817а-817b для магнитов, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и внутренней периферийной поверхности 819 сердечника 811 ротора. Внутренний боковой участок 823а совпадает с внешним краевым участком 833а на внутренней стороне. Фиг. 10 и 11А иллюстрируют ссылки с номерами 823а и 833а в непосредственной близости, что означает именно это.

[0129] Дополнительно, в примерах, проиллюстрированных на фиг. 11В и фиг. 11С, внешние краевые участки на внутренней стороне задаются следующим образом.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 1В, внешний краевой участок 833b на внутренней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141d, соединяющей угловые участки 1132g, 1132j на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112c-1112d двух полостей 817c-817d для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, четвертых концевых участков 1114c-1114d двух полостей 817c-817d для магнитов, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и внутренней периферийной поверхности 819 сердечника 811 ротора. Внутренний боковой участок 823b совпадает с внешним краевым участком 833b на внутренней стороне. Фиг. 11В иллюстрирует ссылки с номерами 823b и 833b в непосредственной близости, что означает именно это.

[0130] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, внешний краевой участок 833с на внутренней стороне представляет собой область, окруженную посредством прямой линии 1141g, соединяющей угловые участки 11321, 1132n на внутренней периферийной стороне вторых концевых участков 1112e-1112f двух полостей 817e-817f для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, четвертых концевых участков 1114e-1114f двух полостей 817e-817f для магнитов, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и внутренней периферийной поверхности 819 сердечника 811 ротора. Внутренний боковой участок 823 с совпадает с внешним краевым участком 833с на внутренней стороне. Фиг. 11С иллюстрирует ссылки с номерами 823с и 833с в непосредственной близости, что означает именно это.

[0131] Далее поясняются ширины w участков 821 межмагнитной перемычки. Ширины w участков 821 межмагнитной перемычки указываются посредством длин, из участков, перекрывающихся с магнитомягким материалом, указываемых линий 1142а-1142с по ширине перемычки в поперечном сечении сердечника ротора. Как проиллюстрировано на фиг. 11А-11С, указываемые линии 1142а-1142с по ширине перемычки представляют собой прямую линию, соединяющую каждые два из вторых концевых участков 1112а-1112b, 1112c-1112d, 1112e-1112f полостей 817a-817b, 817c-817d, 817e-817f для магнитов, через каждые два из которых устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, таким образом, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей.

[0132] В частности, в примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, прямая линия, соединяющая вторые концевые участки 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются таким образом, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей, представляет собой прямую линию 1142а и совпадает с вышеописанной прямой линией 1141а. Фиг. 11А иллюстрирует ссылки с номерами 1141а и 1142а в непосредственной близости, что означает именно это. В этом случае, ширина w участка 821а межмагнитной перемычки представляет собой длину, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии 1142а по ширине перемычки в поперечном сечении сердечника ротора. В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, вся указываемая линия 1142а по ширине перемычки перекрывается с материалом из магнитомягкого вещества. Соответственно, ширина w участка 821а межмагнитной перемычки равна длине указываемой линии 1142а по ширине перемычки. Полость формируется через участок межмагнитной перемычки, и в силу этого, когда часть указываемой линии по ширине перемычки перекрывается с магнитомягким материалом, ширина w участка межмагнитной перемычки представляет собой длину, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки. Следует отметить, что длина, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки представляет собой длину, полученную посредством вычитания длины, из участка, не перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки из длины указываемой линии по ширине перемычки.

[0133] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, прямая линия, соединяющая вторые концевые участки 1112c-1112d двух полостей 817c-817d для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются таким образом, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей, представляет собой прямую линию 1142b и совпадает с вышеописанной прямой линией 1141е. Фиг. 11В иллюстрирует ссылки с номерами 1141е и 1142b в непосредственной близости, что означает именно это. Соответственно, указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию 1142b. В этом случае, ширина w участка 82Н межмагнитной перемычки представляет собой длину, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии 1142b по ширине перемычки в поперечном сечении сердечника ротора. Также в примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, вся указываемая линия 1142b по ширине перемычки перекрывается с материалом из магнитомягкого вещества. Соответственно, ширина w участка 821i межмагнитной перемычки равна длине указываемой линии 1142b по ширине перемычки.

[0134] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, прямая линия, соединяющая вторые концевые участки 1112e-1112f двух полостей 817e-817f для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются таким образом, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей, представляет собой прямую линию 1142 с и совпадает с вышеописанной прямой линией 1141f. Фиг. 11С иллюстрирует ссылки с номерами 1141f и 1142с в непосредственной близости, что означает именно это. Соответственно, указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию 1142с. В этом случае ширина w участка 821j межмагнитной перемычки представляет собой длину, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии 1142с по ширине перемычки в поперечном сечении сердечника ротора. Также в примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, вся указываемая линия 1142с по ширине перемычки перекрывается с материалом из магнитомягкого вещества. Соответственно, ширина w участка 8 21j межмагнитной перемычки равна длине указываемой линии 1142с по ширине перемычки.

[0135] Ширины w участков 821 межмагнитной перемычки, заданных таким способом, как описано выше, предпочтительно составляют 0,02 или менее от диаметра сердечника 811 ротора. Когда ширины w участков 821 межмагнитной перемычки превышают 0,02 от диаметра сердечника 811 ротора, увеличение магнитного потока, проходящего через участки 821 межмагнитной перемычки, увеличивает обратный магнитный поток, включенный в магнитный поток, проходящий через участки 821 межмагнитной перемычки. Следовательно, эффект увеличения крутящего момента ротора 810, вызываемого посредством магнитных потоков, не становящихся обратным магнитным потоком (см. магнитные потоки ф13, ф14, проиллюстрированные на фиг. 5В), снижается.

[0136] Дополнительно, ширины w участков 821 межмагнитной перемычки предпочтительно превышают длину w_min, заданную посредством следующей формулы (1).

Здесь, например, ρ является плотностью (кг/м³) магнитомягкого материала, составляющего участок 820 магнитомягкого материала; ρ задается заранее посредством технических требований IPMSM 800. Ys является пределом текучести (Па) при комнатной температуре магнитомягкого материала, составляющего участок 820 магнитомягкого материала.

[0137] Предельное механическое напряжение (Ys) при текучести, например, задается заранее посредством технических требований магнитомягкого материала. Предельное механическое напряжение (Ys) при текучести может составлять измеренное значение. Когда измеренное значение используется в качестве предельного механического напряжения (Ys) при текучести, значение, например, может измеряться следующим образом. Во-первых, тестовый образец JIS номер 5 выбирается в качестве образца для теста на растяжение из центрального участка в направлении толщины листа магнитомягкого материала. Затем предельное механическое напряжение (Ys) при текучести измеряется посредством выполнения теста на растяжение для образца для теста на растяжение на основе описания JIS Z 2241:2011. В это время, направление прокатки образца для теста на растяжение задается в качестве направления растяжения. Подробно, когда верхняя предельная точка текучести и нижняя предельная точка текучести, описанная в JIS Z 2241:2011, измеряются посредством теста на растяжение, предельное механическое напряжение (Ys) при текучести может задаваться в качестве верхней предельной точки текучести. С другой стороны, в случае материала, в котором явление текучести не возникает очевидно посредством теста на растяжение, предельное механическое напряжение (Ys) при текучести может задаваться в качестве проверочного механического напряжения в 0,2%, измеряемого посредством способа смещения, описанного в JIS Z 2241:2011.

[0138] S является площадью (м²) в поперечном сечении сердечника ротора каждого из участков 824 воздействия внешней силы, которые описываются ниже (см. 824а-824с, проиллюстрированные на фиг. 11А-11С); r_g является расстоянием (м) в радиальном направлении от центра вращения (линии 0 оси вращения) ротора 810 (сердечника 811 ротора) до позиции центра G тяжести в поперечном сечении сердечника ротора каждого из участков 824 воздействия внешней силы (см. прямую линию 1178, соединяющую центр G тяжести в поперечном сечении сердечника ротора каждого из участков 824 воздействия внешней силы и линию 0 оси вращения на фиг. 11А-11С). Позиция центра G тяжести задается на основе определения центра тяжести в качестве точки, в которой прилагается результирующая сила тяжести, действующая на участки участка 824 воздействия внешней силы. В этой связи, для удобства пояснения и системы обозначений, фиг. 11А-11С иллюстрируют общие позиции центра G тяжести участков 824а-824с воздействия внешней силы; w является угловой скоростью (рад/секунда) ротора 810 во время вращения на максимальной частоте вращения. Максимальная частота вращения ротора 810 является верхним предельным значением частоты вращения ротора 810, допустимым в IPMSM 800, и задается заранее посредством технических требований IPMSM 800.

Когда ширины w участков 821 межмагнитной перемычки являются слишком большими, крутящий момент снижается, и в силу этого ширины w предпочтительно задаются равными 3,0 или менее от длины w_min, заданной посредством формулы (1).

[0139] Здесь, участок 824 воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьих концевых участков 1113 двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются в том же полюсе, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора (участка 820 магнитомягкого материала) и указываемой линии по ширине перемычки 1142.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 11А, участок 824а воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьих концевых участков 1113а-1113b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и указываемой линии 1142а по ширине перемычки.

[0140] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11В, участок 824b воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьих концевых участков 1113с в 1113d двух полостей 817c-817d для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и указываемой линии 1142b по ширине перемычки.

[0141] В примере, проиллюстрированном на фиг. 11С, участок 824с воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьих концевых участков 1113e-1113f двух полостей 817e-817f для магнитов, через которые устанавливаются постоянные магниты 812а-812b, внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора и указываемой линии 1142с по ширине перемычки.

Следует отметить, что число участков 824 воздействия внешней силы, включенных в один ротор 810, равно числу полюсов ротора 810 (восьми в этом варианте осуществления). S в формуле (1) является не совокупным значением площадей в поперечном сечении сердечника ротора восьми участков 824 воздействия внешней силы, а площадью в поперечном сечении сердечника ротора одного участка 824 воздействия внешней силы.

[0142] В сердечнике 811 ротора, области, на каждой из которых механическое напряжение концентрируется в наибольшей степени в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается, представляют собой области магнитомягкого материала в позициях, перекрывающихся с указываемыми линиями 1142а-1142с по ширине перемычки. В нижеприведенном пояснении, области называются "областью концентрации механических напряжений" при необходимости. Когда ширины w участков 821 межмагнитной перемычки равны w_min в формуле (1), механическое напряжение, сформированное в областях концентрации механических напряжений в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается на максимальной частоте вращения, (теоретически) равны пределу текучести магнитомягкого материала. Следовательно, чтобы подавлять разрушение областей концентрации механических напряжений в то время, когда ротор 810 (сердечник 811 ротора) вращается на максимальной частоте вращения, ширины w участков 821 межмагнитной перемычки предпочтительно превышают w_min в формуле (1).

[0143] Пример вычисления

Далее поясняется пример вычисления. В этом примере вычисления, вычисление проведено посредством выполнения анализа электромагнитного поля на основе конечно-элементного способа для вектора плотности магнитного потока, вектора вихревых токов и крутящего момента в малой области (сетке) каждого из сердечников ротора, когда IPMSM, в котором два постоянных магнита располагаются в V-образной форме в расчете на один полюс, как проиллюстрировано на фиг. 8, работает (вращается) в соответствии с условиями анализа электромагнитного поля, включающими в себя условия возбуждения. Следует отметить, что крутящий момент задается в качестве максвелловского механического напряжения. Дополнительно, вектор механических напряжений в малой области (сетке) каждого из сердечников ротора, когда IPMSM работает (вращается) в соответствии с условиями анализа механических напряжений, включающими в себя значения физических свойств модуля Юнга, коэффициент Пуассона и т.п., вычисляется посредством выполнения анализа механических напряжений на основе конечно-элементного способа. Способы анализа электромагнитного поля и анализа механических напряжений на основе конечно-элементного способа представляют собой общие способы, и в силу этого их подробное пояснение опускается здесь. Следует отметить, что в каждом примере вычисления, условия за исключением барьера для потока и участка паза сердечника ротора представляют собой идентичные условия, включающие в себя условия анализа электромагнитного поля. В этом примере вычисления, в качестве условий анализа электромагнитного поля, плотность остаточного магнитного потока постоянного магнита задается равной 0,4 Т. Дополнительно, ток возбуждения, протекающий через катушку статора, задается в качестве трехфазного переменного тока, пиковое значение которого составляет 20 А, и частота составляет 50 Гц. Дополнительно, угол опережения задается равным 30°. Помимо этого, любой из диаметров сердечников ротора составляет 27 мм. Дополнительно, число пазов сердечника статора равно 24.

[0144] Во-первых, как пояснено в разделе "Первое заключение" в разделе "Обстоятельства", таблица 1 представляет результат исследования эффекта задания позиций угловых участков 1131а, 1131 с на передней стороне открытого конца на задней стороне в направлении вращения сердечника 111 ротора дальше опорных позиций 831а, 831b в поперечном сечении сердечника ротора.

[0146] Таблиц 1 представляет, в секции θf, угол θf перемещения (°) барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне, проиллюстрированной на фиг. 11А. Дополнительно, таблиц 1 представляет, в секции θb, угол θb перемещения (°) барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне, проиллюстрированной на фиг. 11А. Дополнительно, в таблице 1, опорная позиция указывает то, что угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляют 0°. Дополнительно, таблица 1 представляет присутствие/отсутствие участка паза в секции участка паза.

[0147] Как задано в этом варианте осуществления, угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне представляют собой угол, сформированный посредством двух прямых линий (например, прямых линий 1171, 1172), и в силу этого получает значения в 0 или более. Следует отметить, что, например, система полярных координат задается таким образом, что положительное направление аргумента θ представляет собой направление, идентичное направлению вращения ротора, и угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне указываются в системе полярных координат. В этом случае, углы θf, θb перемещения имеют отрицательное значение, которое указывает позиционирование на стороне отрицательного направления относительно опорной позиции (задней стороны в направлении вращения). Случай угла θс открытия паза также является идентичным вышеуказанному.

[0148] Секция увеличения и уменьшения крутящего момента представляет значения, каждое из которых выражает, в качестве процентной доли, увеличение и снижение относительно крутящего момента ротора, когда угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляют 0°. Соответственно, большее значение в секции увеличения и уменьшения крутящего момента указывает больший крутящий момент ротора, чем крутящий момент ротора, когда угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляют 0°.

[0149] Фиг. 12А, фиг. 12В являются видами, иллюстрирующими конфигурации роторов (поперечных сечений роторов), предназначенных для анализа в номерах 9, 19 в таблице 1, соответственно. Фиг. 12С, фиг. 12D являются видами, иллюстрирующими конфигурации роторов (поперечных сечений роторов), предназначенных для анализа в номерах 23, 24 в таблице 1, соответственно. Фиг. 12A-12D также иллюстрируют одну область из четырех областей, полученных посредством разделения поперечного сечения в разрезе перпендикулярно линии 0 оси вращения IPMSM на четверти (область, формирующую два полюса ротора в области IPMSM), аналогично фиг. 1. Следует отметить, что анализ электромагнитного поля только этой области приводит к анализу электромагнитного поля всего поперечного сечения ротора посредством использования вращательной симметрии IPMSM. Дополнительно, как описано выше, также на фиг. 12A-12D, аналогично фиг. 1 и т.п., ссылки с номерами присваиваются только секции, формирующей один полюс ротора, а ссылки с номерами в секции, формирующей другие полюсы ротора, опускаются.

[0150] На фиг. 12A-12D, как пояснено в этом варианте осуществления, барьеры 1201а-1201е для потока на внешней периферийной стороне достигают внешних периферийных поверхностей 1211a-1211d сердечников ротора таким образом, что они являются открытыми в поперечных сечениях сердечника ротора. Дополнительно, межмагнитные барьеры 1202а-1202b для потока не соединяются, и магнитомягкий материал (участок межмагнитной перемычки) присутствует между межмагнитными барьерами 1202а и 1202b для потока.

[0151] В этом примере вычисления, как описано выше, число N_slot пазов в сердечнике статора равно 24. Соответственно, угол θа перемещения опорной позиции составляет n/12 рад=15° (θа (рад)=2n/N_siot). Как пояснено в этом варианте осуществления, угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне предпочтительно задается равным не менее θа/24, не более 15θа/24 и более предпочтительно, задается равным в диапазоне θа/3±θа/24. В этом примере вычисления, угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне предпочтительно задается равным не менее 0,625°, не более 9,375°, и более предпочтительно, задается в диапазоне 5±0,625°.

[0152] В таблице 1, номера 2-16, в каждом из которых угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне составляет не менее 0,625°, не более 9,375°, демонстрируют то, что указание положительных значений в качестве увеличения и уменьшения крутящего момента обеспечивает возможность улучшения крутящего момента роторов. Дополнительно, номера 8-10, в каждом из которых угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне составляет в пределах диапазона 5±0,625°, демонстрируют то, что крутящий момент роторов может дополнительно улучшаться. В частности, номер 9, в котором угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне составляет 5° относительно центрального значения в диапазоне 5±0,625°, указывает максимальное значение в качестве значения увеличения и уменьшения крутящего момента. С другой стороны, номер 17, в котором угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне превышает 9,375°, демонстрирует то, что указание отрицательного значения в качестве увеличения и уменьшения крутящего момента не может улучшать крутящий момент ротора.

[0153] Дополнительно, угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне предпочтительно задается равным не менее θа/24 не более θа/8, и предпочтительно, задается равным в диапазоне θа/12+θа/24. В этом примере вычисления, угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне предпочтительно задается равным не менее 0,625°, не более 1,875°, и предпочтительно, задается в диапазоне 1,25±0,625°.

[0154] В таблице 1, номера 18-21, в каждом из которых угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляет не менее 0,625°, не более 1,875°, демонстрируют то, что указание положительных значений в качестве увеличения и уменьшения крутящего момента обеспечивает возможность улучшения крутящего момента роторов. Дополнительно, номера 18-20, в каждом из которых угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляет в пределах диапазона 1,25±0,625°, демонстрируют то, что крутящий момент роторов может дополнительно улучшаться. В частности, номер 19, в котором угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне составляет 1,25° относительно центрального значения в диапазоне 1,25±0,625°, указывает максимальное значение в качестве значения увеличения и уменьшения крутящего момента. С другой стороны, номера 21, 22, в каждом из которых угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне превышает 1,875°, демонстрируют то, что указание приблизительно 0 или отрицательного значения в качестве увеличения и уменьшения крутящего момента не может улучшать крутящий момент роторов.

[0155] Вышеприведенные результаты номеров 2-22 в таблице 1 раскрывают то, что даже если только один или другой из угла θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угла θb перемещения барьера для потока на задней стороне находится в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления, крутящий момент роторов может улучшаться.

[0156] Тем не менее, в таблице 1, номер 23, в котором как угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне, заданной так, как указано в номере 9, так и угол θb перемещения барьера для потока на задней стороне, как указано в номере 19, задаются в пределах диапазонов, заданных в этом варианте осуществления, демонстрирует то, что значение увеличения и уменьшения крутящего момента больше значений увеличения и уменьшения в номерах 2-16, 18-20, что обеспечивает возможность дополнительного улучшения крутящего момента ротора.

[0157] Дополнительно, как пояснено в этом варианте осуществления, угол θс открытия паза предпочтительно задается равным не менее θа/8, не более 25θа/24θа, и более предпочтительно, задается равным в диапазоне 3θа/4±θа/12. В этом примере вычисления, угол θа перемещения опорной позиции составляет 2n/24 (рад)=15 (°). Соответственно, угол θ с открытия паза предпочтительно задается равным не менее 1,975°, не более 15,625°, и предпочтительно, задается в диапазоне 11,25°±1,25°. Дополнительно, максимальное значение Cd глубины паза предпочтительно задается в диапазоне от не менее 0,01 до не более 0,1 от диаметра сердечника ротора. В этом примере вычисления, как описано выше, любой из диаметров сердечников ротора составляет 27 мм. Номер 24, представленный в таблице 1, является идентичным номеру 27 в таблице 2, которая описывается ниже. Угол θс открытия паза для участка 1242а паза, проиллюстрированного на фиг. 12D, составляет 3,125°. Дополнительно, максимальное значение Cd глубины паза для участка 1242а паза, проиллюстрированного на фиг. 12D, составляет 0,05 от диаметра диаметр сердечника ротора.

[0158] В таблице 1, номер 24 указывает результат при условиях, идентичных условиям в номере 23, за исключением предоставления вышеуказанного участка 1242а паза. Сравнение между номерами 23 и 24 демонстрирует то, что предоставление участка 1242а паза, имеющего угол θс открытия паза и максимальное значение Cd глубины паза в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления, обеспечивает возможность дополнительного улучшения крутящего момента ротора.

[0159] Далее, как пояснено в разделе "Второе заключение" в разделе "Обстоятельства", таблица 2 представляет результат исследования эффекта предоставления участка 815а паза в позиции, обращенной к зубьям 123а, 123b с более высокой плотностью магнитного потока, чем самая низкая плотность магнитного потока в области внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора.

[0161] Таблица 2 представляет угол θс открытия паза и максимальное значение Cd глубины паза, проиллюстрированные на фиг. 11А в секции θс и секции CD, соответственно. В таблице 2, диаметр ротора*числовое значение является значением, полученным посредством умножения этого числового значения на диаметр сердечника ротора. Система обозначений, отличная от систем, приведенных в таблице 2, является идентичной системе обозначений в таблице 1. В этой связи таблица 2 снова представляет номер 23, представленный в таблице 1.

[0162] Фиг. 12Е является видом, иллюстрирующим конфигурацию ротора (поперечного сечения ротора), предназначенного для анализа в номере 36 в таблице 2. Дополнительно, фиг. 12D является видом, иллюстрирующим конфигурацию ротора (поперечного сечения ротора), предназначенного для анализа в номере 27 в таблице 2 (в номере 24 в таблице 1), как описано выше. Номер 36 в таблице 2 отличается по углу θс открытия паза между участками 1242а и 1242b паза от номера 27 в таблице 2 (от номера 24 в таблице 1).

[0163] В этом примере вычисления, как описано выше, угол θс открытия паза предпочтительно задается равным не менее 1,975°, не более 15,625°, и более предпочтительно, задается в диапазоне 11,25°±1,25°. Дополнительно, максимальное значение Cd глубины паза предпочтительно задается в диапазоне от не менее 0,01 до не более 0,1 от диаметра сердечника ротора.

[0164] В таблице 2, сравнение между номером 23 и номером 25 раскрывает то, что угол θс открытия паза в менее 1,975°, указанный в номере 25, не может способствовать улучшению крутящего момента ротора, даже если участок паза предоставляется. Аналогично, сравнение между номером 23 и номером 33 раскрывает то, что угол θс открытия паза в более 15,625°, указанный в номере 33, не может способствовать улучшению крутящего момента ротора, даже если участок паза предоставляется. Дополнительно, сравнение между номером 23 и номером 39 раскрывает то, что максимальное значение Cd глубины паза в более 0,1 от диаметра сердечника ротора, указанного в номере 39, не может способствовать улучшению крутящего момента ротора, даже если участок паза предоставляется.

[0165] С другой стороны, в номерах 26-32, 34-38, в каждом из которых угол θс открытия паза составляет не менее 1,975°, не более 15,625°, и максимальное значение Cd глубины паза составляет не менее 0,01, не более 0,1 от диаметра сердечника ротора, значения увеличения и уменьшения крутящего момента становятся больше значений увеличения и уменьшения в номере 23. Соответственно, номера 26-32, 34-38 демонстрируют то, что крутящий момент роторов может дополнительно улучшаться по сравнению с номером 23.

[0166] Дополнительно, номера 29-30, в каждом из которых угол θс открытия паза составляет в пределах диапазона 11,25°±1,25°, демонстрируют то, что крутящий момент роторов может дополнительно улучшаться. В частности, номер 30, в котором угол θс открытия паза составляет 11,25° относительно центрального значения в диапазоне 11,25°+1,25°, указывает максимальное значение в качестве значения увеличения и уменьшения крутящего момента. Дополнительно, номера 35-37, в каждом из которых максимальное значение Cd глубины паза составляет в пределах диапазона в не менее 0,04, не более 0,07 от диаметра сердечника ротора, демонстрируют то, что крутящий момент роторов может дополнительно улучшаться. В частности, номер 36, в котором максимальное значение Cd глубины паза указывает значение около центра в диапазоне от не менее 0,04 до не более 0,07 от диаметра сердечника ротора, указывает максимальное значение в качестве значения увеличения и уменьшения крутящего момента.

[0167] Дополнительно, в таблице 2, например, сравнение между номером 23 и номером 3 6 раскрывает то, что даже если угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на задней стороне не задаются в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления, задание угла θc открытия паза и максимального значения Cd глубины паза в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления, обеспечивает возможность улучшения крутящего момента ротора.

[0168] Вышеуказанное раскрывает то, что при условии, что любое из угла θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне, угла θb перемещения барьера для потока на задней стороне и угла θс открытия паза и максимального значения Cd глубины паза задается в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления, другие не должны обязательно находиться в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления.

[0169] Затем, как пояснено в разделе "Третье заключение" в разделе "Обстоятельства", таблица 3 представляет результат исследования эффекта активного предоставления участка 821 межмагнитной перемычки и протягивания барьеров 813 для потока на внешней периферийной стороне во внешнюю периферийную поверхность 818 сердечника 811 ротора таким образом, что они являются открытыми.

[0170] Табл. 3

[0171] Фиг. 12F-12I являются видами, иллюстрирующими конфигурации роторов (поперечных сечений роторов), предназначенных для анализа в номерах 40-43 в таблице 3. Следует отметить, что здесь, для того, чтобы исследовать только эффект в разделе "Третье заключение", угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол θb перемещения барьера для потока на задней стороне не находятся в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления.

[0172] На фиг. 12F, барьеры 1201f-1201g для потока на внешней периферийной стороне достигают внешней периферийной поверхности 1211f сердечника ротора таким образом, что они являются открытыми в поперечном сечении сердечника ротора. Дополнительно, межмагнитные барьеры 1202а-1202b для потока не соединяются, и магнитомягкий материал (участок 1232а межмагнитной перемычки) присутствует между межмагнитными барьерами 1202а и 1202b для потока. В примере, проиллюстрированном на фиг. 12F, ширина w участка межмагнитной перемычки составляет 0.3 мм. Дополнительно, в примере, проиллюстрированном на фиг. 12 F, w_min в формуле (1) составляет 0,075 мм.

[0173] Форма и размер каждого из межмагнитных барьеров 1202а-1202b для потока, проиллюстрированных на фиг. 12G, являются идентичными форме и размеру каждого из межмагнитных барьеров 1202а-1202b для потока ротора, проиллюстрированного на фиг. 12F. Соответственно, форма и размер участка 1232а межмагнитной перемычки ротора, проиллюстрированного на фиг. 12G, являются идентичными форме и размеру участка 12 32а межмагнитной перемычки ротора, проиллюстрированного на фиг. 12F. Дополнительно, форма и размер каждого из барьеров 1201h-1201i для потока на внешней периферийной стороне являются идентичными форме и размеру каждого из межмагнитных барьеров 1202а-1202b для потока, проиллюстрированных на фиг. 12G. На фиг. 12G барьеры 1201h-1201i для потока на внешней периферийной стороне и межмагнитные барьеры 1202а-1202b для потока располагаются таким образом, что ширина участка перемычки на внешней периферийной стороне и ширина участка межмагнитной перемычки приблизительно равны. Дополнительно, барьеры 1201h-1201i для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 12G, не достигают внешней периферийной поверхности 1211g сердечника ротора и не являются открытыми в поперечном сечении сердечника ротора.

[0174] В этом примере вычисления, ширина участка перемычки на внешней периферийной стороне указывается посредством длины в направлении, перпендикулярном направлению, в котором магнитный поток, проходящий через этот участок межмагнитной перемычки, протекает в поперечном сечении сердечника ротора. Ширина участка межмагнитной перемычки представляет собой наименьшую длину в этой длине в этом участке межмагнитной перемычки (длину в направлении, перпендикулярном направлению, в котором магнитный поток протекает).

[0175] На фиг. 12Н, магнитомягкий материал (участок 1232b межмагнитной перемычки) присутствует между постоянными магнитами 1221а и 1221b (межмагнитными барьерами 1202d и 1202е для потока). Форма и размер каждого из барьеров 1201j-1201k для потока на внешней периферийной стороне являются идентичными форме и размеру межмагнитного барьера 1202d-1202e для потока, проиллюстрированного на фиг. 12Н. Дополнительно, на фиг. 12Н, барьеры 1201j-1201k для потока на внешней периферийной стороне и межмагнитные барьеры 1202d-1202e для потока располагаются таким образом, что ширина каждого из участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и ширина участка 1232b межмагнитной перемычки приблизительно равны. Дополнительно, ширина каждого из участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и ширина участка 1232b межмагнитной перемычки, проиллюстрированных на фиг. 12Н, меньше ширины каждого из участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и ширины участка 1232а межмагнитной перемычки, проиллюстрированных на фиг. 12G, соответственно.

[0176] Как описано выше со ссылкой на фиг. 11А-11С, ширина участка межмагнитной перемычки указывается посредством длины, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки в поперечном сечении сердечника ротора. Указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию, соединяющую вторые концевые участки двух полостей для магнитов, через которые постоянные магниты устанавливаются таким образом, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей. Как описано выше со ссылкой на фиг. 11В и фиг. 11С, вторые концевые участки включают в себя позиции на обоих концах прямой линии, проведенной таким образом, что длина перекрытия с магнитомягким материалом, составляющим участок магнитомягкого материала, имеет кратчайшее расстояние. Соответственно, в примере, проиллюстрированном на фиг. 12Н, длина прямой линии, соединяющей область между межмагнитными барьерами 1202d и 1202е для потока на кратчайшем расстоянии, представляет собой ширину участка межмагнитной полюсной перемычки.

[0177] Дополнительно, барьеры 1201j-1201k для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированные на фиг. 12Н, не достигают внешней периферийной поверхности 1211h сердечника ротора и не являются открытыми в поперечном сечении сердечника ротора. Дополнительно, межмагнитные барьеры 1202d-1202e для потока, проиллюстрированные на фиг. 12Н, не соединяются. Соответственно, магнитомягкий материал (участок межмагнитной перемычки) присутствует между межмагнитными барьерами 1202 (1202d-1202e) для потока.

[0178] Форма и размер каждого из барьеров 1201h-1201i для потока на внешней периферийной стороне, проиллюстрированных на фиг. 12I, являются идентичными форме и размеру каждого из барьеров 1201h-1201i для потока на внешней периферийной стороне ротора, проиллюстрированного на фиг. 12G. Соответственно, форма и размер каждого из участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне, проиллюстрированных на фиг. 12I, являются идентичными форме и размеру каждого из участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне ротора, проиллюстрированного на фиг. 12G. Дополнительно, на фиг. 12I, барьер для потока на внутренней периферийной стороне в направлении Ds слева направо дальше постоянных магнитов 1221а-1221b (межмагнитный барьер 1202f для потока) составляет один по числу.

[0179] Таблица 3 раскрывает то, что задание ширины каждого из участков перемычки на внешней периферийной стороне 1231а-1231b и ширины участка 1232а межмагнитной перемычки идентичными ширине участка 1132а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12F, и большими участка 1232b межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12Н, как проиллюстрировано на фиг. 12G, больше снижает крутящий момент ротора, чем в случае задания ширины каждого из участков 1231с-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и ширины участка 1232b межмагнитной перемычки меньшими, как проиллюстрировано на фиг. 12Н. Дополнительно, предоставление участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и исключение участка межмагнитной перемычки, как проиллюстрировано на фиг. 12I, приводит к тому, что крутящий момент ротора увеличивается больше, чем в случае предоставления участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и участка 1232а межмагнитной перемычки, как проиллюстрировано на фиг. 12G, и задания ширины участка 1232а межмагнитной перемычки идентичной ширине участка 1232а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12F, и большей участка 1232b межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12Н. Тем не менее исключение участка межмагнитной перемычки, как проиллюстрировано на фиг. 12I, демонстрирует то, что крутящий момент ротора снижается больше, чем в случае предоставления участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и участка 1232b межмагнитной перемычки, как проиллюстрировано на фиг. 12Н, и задания ширины каждого из участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и ширины участка 1232b межмагнитной перемычки меньшими ширины каждого из участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и ширины участка 1232а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12G. Дополнительно, предоставление участка 1232а межмагнитной перемычки без предоставления участка перемычки на внешней периферийной стороне, как проиллюстрировано на фиг. 12F, демонстрирует то, что крутящий момент ротора увеличивается больше, чем в случае предоставления участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и участка 1232а межмагнитной перемычки, как проиллюстрировано на фиг. 12G, и в случае задания ширины каждого из участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и участка 1232b межмагнитной перемычки меньшей ширины каждого из участков 1231а-1231b перемычки на внешней периферийной стороне и ширины участка 1232а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12G, как проиллюстрировано на фиг. 12Н. Таким образом, как проиллюстрировано на фиг. 12F, случай предоставления участка 1232а межмагнитной перемычки и протягивания барьеров 1201f-1201g для потока на внешней периферийной стороне во внешнюю периферийную поверхность сердечника ротора таким образом, что они являются открытыми, демонстрирует наибольший крутящий момент ротора.

[0180] Таблица 4 представляет результаты вычисления механических напряжений ротора, проиллюстрированного на фиг. 12F, и ротора, проиллюстрированного на фиг. 12Н. Значения, представленные в таблице 4, представляют собой значения, вычисленные следующим образом. Во-первых, максимальное значение механического напряжения вычисленных значений механических напряжений, прикладываемых к сердечнику ротора в ходе вращения на частотах вращения, указываемых в секции частоты вращения, задается в качестве максимального значения механических напряжений, прикладываемых к сердечнику ротора в ходе вращения на частотах вращения. Дополнительно, максимальное значение механических напряжений, прикладываемых к сердечнику ротора в ходе вращения на частотах вращения, нормализуется (становится безразмерным) за счет задания максимального значения механических напряжений, прикладываемых к сердечнику ротора для этого ротора в то время когда ротор, проиллюстрированный на фиг. 12Н, вращается при 20000 об/мин, равным 100. Таблица 4 представляет значения, нормализованные таким способом, в своих секциях.

[0182] Как представлено в таблице 3, крутящий момент ротора, проиллюстрированного на фиг. 12G, и крутящий момент ротора, проиллюстрированного на фиг. 12I, меньше крутящих моментов роторов, проиллюстрированных на фиг. 12F и фиг. 12Н. Соответственно, роторы, проиллюстрированные на фиг. 12F и фиг. 12Н, также имеют электромагнитное преимущество по сравнению с ротором, проиллюстрированным на фиг. 12I. Таким образом, с механической точки зрения, ротор, проиллюстрированный на фиг. 12F, и ротор, проиллюстрированный на фиг. 12Н, сравниваются с использованием таблицы 4. Ширина участка 1231а межмагнитной перемычки, проиллюстрированного на фиг. 12F, и сумма ширин участков 1231c-1231d перемычки на внешней периферийной стороне и участка 1232b межмагнитной перемычки, проиллюстрированных на фиг. 12Н, является приблизительно идентичной. Тем не менее, как представлено в таблице 4, ротор, проиллюстрированный на фиг. 12F, имеет более низкое максимальное значение механического напряжения, прикладываемого к сердечнику ротора, чем ротор, проиллюстрированный на фиг. 12Н. Соответственно, ротор, проиллюстрированный на фиг. 12F, демонстрирует то, что проверочное механическое напряжение против центробежной силы может улучшаться в большей степени, чем проверочное механическое напряжение ротора, проиллюстрированного на фиг. 12Н.

Как описано выше, считается, что ротор (сердечник ротора), проиллюстрированный на фиг. 12F, имеет форму с механическими и электромагнитными преимуществами по сравнению с роторами (сердечниками ротора), проиллюстрированными на фиг. 12G-12I.

[0183] Сущность

В этом варианте осуществления, как описано выше, в поперечном сечении сердечника ротора, позиции угловых участков 1131а, 1131с на передней стороне открытого конца находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора дальше опорных позиций 831а-831b. Здесь, угловые участки 1131а, 1131 с на передней стороне открытого конца представляют собой угловые участки на передней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора, из двух угловых участков 1131а-1131b и двух угловых участков 1131c-1131d в периферическом направлении сердечника 811 ротора, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков 1111a-1111b, которые предоставляются в том же полюсе в поперечном сечении сердечника ротора. Дополнительно, опорные позиции 831а, 831b представляют собой опорные позиции относительно полостей 817а, 817b для магнитов, имеющих открытые концевые участки 1111а, 1111b, соответственно. Соответственно, крутящий момент ротора 810 может увеличиваться.

[0184] Дополнительно, в этом варианте осуществления, позиция углового участка 1131а на передней стороне открытого конца на передней стороне открытого концевого участка 1111а на передней стороне находится на задней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора дальше опорной позиции 831а относительно полости 817а для магнита, имеющей открытый концевой участок 1111а на передней стороне. Дополнительно, позиция углового участка 1131b на передней стороне открытого конца на задней стороне открытого концевого участка 1111b на задней стороне находится на задней стороне в направлении вращения сердечника 811 ротора дальше опорной позиции 831b относительно полости 817b для магнита, имеющей открытый концевой участок 1111b на задней стороне. Соответственно, крутящий момент ротора 810, в котором постоянные магниты 812а-812b располагаются в так называемой V-образной форме, может увеличиваться.

[0185] Дополнительно, в этом варианте осуществления, угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне задается равным не менее θа/24 не более 15θа/24 (θа представляет собой угол перемещения опорной позиции). Соответственно, крутящий момент ротора 810 может безусловно увеличиваться.

[0186] Дополнительно, в этом варианте осуществления, угол θb перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне задается равным не менее θа/24 не более θа/8. Соответственно, крутящий момент ротора 810 может безусловно увеличиваться.

[0187] Дополнительно, в этом варианте осуществления, длина L1, в периферическом направлении сердечника 811 ротора, открытых концевых участков 1111a-1111b, задается равной в не менее 0,1, не более 1,0 от длины L2 в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов 812а-812b. Соответственно, обратный магнитный поток может безусловно подавляться.

[0188] Дополнительно, в этом варианте осуществления, участок 815а паза предоставляется в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев 123а, 123b сердечника 121 статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности 818 сердечника 811 ротора. Зубья 123а, 123b представляют собой зубья, отличающиеся от зубьев 123b, 123d, имеющих самую низкую плотность магнитного потока зубьев 123a-123d. Соответственно, крутящий момент ротора 810 дополнительно может увеличиваться.

[0189] Дополнительно, в этом варианте осуществления, в поперечном сечении сердечника ротора, угол θс открытия паза задается равным не менее θа/8, не более 25θа/24θа (θа представляет собой угол перемещения опорной позиции). Соответственно, крутящий момент ротора 810 может безусловно увеличиваться.

[0190] Дополнительно, в этом варианте осуществления, максимальное значение Cd глубины паза задается в диапазоне от не менее 0,01 до не более 0,1 от диаметра сердечника 811 ротора. Соответственно, крутящий момент ротора 810 может безусловно увеличиваться.

[0191] Дополнительно, в этом варианте осуществления, сердечник 811 ротора имеет множество полостей для магнитов в расчете на один полюс. Дополнительно, множество полостей для магнитов включают в себя два постоянных магнита 817а-817b, соответственно, имеющие первые концевые участки 1111a-1111b, расположенные на внешней периферийной стороне в направлении Ds слева направо, и вторые концевые участки 1112а-1112b, расположенные на внутренней периферийной стороне дальше первых концевых участков 1111a-1111b в направлении Ds слева направо в расчете на один полюс. Участок 820 магнитомягкого материала имеет участок 821а межмагнитной перемычки между соответствующими вторыми концевыми участками 1112а и 1112b двух полостей 817а-817b для магнитов. Вторые концевые участки 1112а-1112b двух полостей 817а-817b для магнитов совпадают с концевыми участками пространств 1122а-1122b межмагнитного барьера для потока и закрываются. С другой стороны, первые концевые участки 1111a-1111b двух полостей 817а-817b для магнитов открываются. Соответственно, крутящий момент IPMSM 800 может в большей степени увеличиваться.

[0192] Дополнительно, в этом варианте осуществления, ширина w участка 821а межмагнитной перемычки задается равной 0,02 или менее от диаметра сердечника 811 ротора. Соответственно, ширина w участка 821а межмагнитной перемычки дополнительно может уменьшаться. Таким образом, обратный магнитный поток, включенный в магнитный поток, проходящий через участок 821а межмагнитной перемычки, дополнительно может уменьшаться. Это обеспечивает возможность увеличения магнитного потока, способствующего крутящему моменту ротора 810 (магнитного потока, не становящегося обратным магнитным потоком).

[0193] Дополнительно, в этом варианте осуществления, ширина w участка 821а межмагнитной перемычки превышает w_min в формуле (1). Соответственно, возникновение разрушения с участком 821а межмагнитной перемычки в качестве начальной точки вследствие механического напряжения, сформированного посредством вращения ротора 810 (сердечника 811 ротора), может подавляться.

[0194] Дополнительно, в этом варианте осуществления, задание области между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b двух полостей 817а-817b для магнитов, через которые постоянные магниты 812а-812b устанавливаются в том же полюсе, в качестве области магнитомягкого материала предотвращает присутствие пространства, служащего в качестве барьера для потока. Соответственно, при условии, что область между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b имеет идентичный размер, участок перемычки, включенный в область между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b (участок 821а межмагнитной перемычки), может увеличиваться больше, чем в случае присутствия области, служащей в качестве барьера для потока в области между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b. Таким образом, размер области между вторыми концевыми участками 1112а и 1112b может задаваться в качестве требуемого минимального размера. Это, например, обеспечивает возможность уменьшения размера области в расчете на один полюс ротора 810 (сердечника 811 ротора).

[0195] Дополнительно, в этом варианте осуществления, плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b задается равной 0,8 Т или менее. Соответственно, обратный магнитный поток, включенный в магнитный поток, проходящий через участок 821а межмагнитной перемычки, дополнительно может уменьшаться. Таким образом, магнитный поток, способствующий крутящему моменту ротора 810 (магнитный поток, не становящийся обратным магнитным потоком), может увеличиваться. Дополнительно, задание плотности остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянных магнитов 812а-812b равной 0,4 Т или менее обеспечивает возможность дополнительного уменьшения обратного магнитного потока, включенного в магнитный поток, проходящий через участок 821а межмагнитной перемычки. Таким образом, магнитный поток, способствующий крутящему моменту ротора 810 (магнитный поток, не становящийся обратным магнитным потоком), может в большей степени увеличиваться.

[0196] Дополнительно, в этом варианте осуществления используется постоянный магнит, не содержащий редкоземельные элементы, в качестве постоянных магнитов 812а-812b. Соответственно, без использования ограниченно доступных материалов, крутящий момент ротора 810 может увеличиваться.

[0197] Модифицированный пример

Этот вариант осуществления примерно иллюстрирует случай предоставления двух постоянных магнитов 812а-812b в расчете на один полюс. Тем не менее, число постоянных магнитов в расчете на один полюс может быть равным одному либо может быть равным трем или более.

[0198] Тем не менее, когда число постоянных магнитов равно трем или более, следующий способ является предпочтительным. Таким образом, в области между концевыми участками на стороне внешней периферийной поверхности сердечника ротора (третьими концевыми участками 1113 в примере, проиллюстрированном на фиг. 11А), из концевых участков в направлении Dm намагничивания постоянных магнитов, установленных через полости для магнитов, имеющие барьеры для потока на внешней периферийной стороне, требуемые для того, чтобы задавать угол θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и угол Gb перемещения барьера для потока на задней стороне, и внешней периферийной поверхностью сердечника ротора, постоянный магнит предпочтительно не устанавливается. Это обусловлено тем, что этот способ обеспечивает возможность безусловного улучшения крутящего момента ротора с углом θf перемещения барьера для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне и углом θb перемещения барьера для потока на задней стороне, заданными в диапазонах, поясненных в этом варианте осуществления.

[0199] Дополнительно, когда один постоянный магнит устанавливается в расчете на один полюс в полости для магнита, через которую этот постоянный магнит устанавливается, пространства, служащие в качестве барьеров для потока на обеих сторонах в направлении Ds слева направо этого постоянного магнита, служат в качестве барьера для потока на передней стороне и барьера для потока на задней стороне. В этом случае, оба или один из барьера для потока на передней стороне и барьера для потока на задней стороне имеют открытые концевые участки или открытый концевой участок.

[0200] Дополнительно, этот вариант осуществления примерно иллюстрирует IPMSM в качестве вращающейся электрической машины со встроенными постоянными магнитами. Тем не менее, вращающаяся электрическая машина со встроенными постоянными магнитами не ограничена IPMSM. Например, вращающаяся электрическая машина со встроенными постоянными магнитами может представлять собой IPMSG (синхронный генератор с внутренними постоянными магнитами).

[0201] Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения просто иллюстрируют конкретные примеры реализации настоящего изобретения, и объем настоящего изобретения не должен истолковываться ограничивающим способом посредством этих вариантов осуществления. Таким образом, настоящее изобретение может реализовываться в различных формах без отступления от его технической сущности или основных признаков.

[0202] Следует отметить, например, что раскрытия сущности вышеуказанного варианта осуществления заключаются в следующем.

Раскрытие 1 сущности

Сердечник ротора включает в себя участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий, по меньшей мере, одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом:

- полость для магнита имеет, относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита, пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, на обеих сторонах в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения;

- пространство, служащее в качестве, по меньшей мере, одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, имеет открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора;

- в поперечном сечении, перпендикулярном линии оси вращения, барьер для потока на передней стороне находится на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, нежели чем задний барьер потока;

- в поперечном сечении, позиция углового участка на передней стороне открытого конца, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находится на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок;

- в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора;

- в поперечном сечении, опорная позиция относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок, представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через опорный концевой участок постоянного магнита, который представляет собой один из концевых участков постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, в постоянном магните, установленном через полость для магнита, и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора; и

- в поперечном сечении, опорный концевой участок постоянного магнита постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, концевой участок в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит, и линию оси вращения, и расстояние в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, и линию оси вращения, представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника ротора, в которой присутствует открытый концевой участок.

Раскрытие 2 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 1 сущности, в котором в поперечном сечении, позиции угловых участков на передней стороне открытого конца из всех открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок.

Раскрытие 3 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 1 или 2 сущности, при этом:

- сердечник ротора имеет множество полостей для магнитов в расчете на один полюс;

- множество полостей для магнитов имеют полость для магнита на передней стороне, расположенную на передней стороне в направлении вращения, и полость для магнита на задней стороне, расположенную на задней стороне в направлении вращения;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, представляет собой барьер для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне в направлении вращения и на внешней периферийной стороне сердечника ротора дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, представляет собой барьер для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне в направлении вращения и на внешней периферийной стороне сердечника ротора дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- пространство, служащее в качестве, по меньшей мере, одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, имеет открытый концевой участок;

- в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца имеет, по меньшей мере, один из углового участка на передней стороне открытого конца на передней стороне и углового участка на передней стороне открытого конца на задней стороне;

- в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца на передней стороне представляет собой, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора открытого концевого участка на передней стороне, угловой участок на передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении, открытый концевой участок на передней стороне представляет собой открытый концевой участок пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца на задней стороне представляет собой, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора открытого концевого участка на задней стороне, угловой участок на передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении, открытый концевой участок на задней стороне представляет собой открытый концевой участок пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- в поперечном сечении, опорный концевой участок постоянного магнита имеет, по меньшей мере, один из концевого участка постоянного магнита на передней стороне и концевого участка постоянного магнита на задней стороне;

- в поперечном сечении, концевой участок постоянного магнита на передней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне, концевой участок в позиции на самой передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении, концевой участок постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне, концевой участок в позиции на самой задней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении, опорная позиция имеет, по меньшей мере, одну из опорной позиции на передней стороне и опорной позиции на задней стороне;

- в поперечном сечении, опорная позиция на передней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на передней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора; и

- в поперечном сечении сердечника, опорная позиция на задней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на задней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 4 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 3 сущности, в котором:

- угловой участок на передней стороне открытого конца имеет угловой участок на передней стороне открытого конца на передней стороне и угловой участок на передней стороне открытого конца на задней стороне;

- опорный концевой участок постоянного магнита имеет концевой участок постоянного магнита на передней стороне и концевой участок постоянного магнита на задней стороне;

- опорная позиция имеет опорную позицию на передней стороне и опорную позицию на задней стороне; и

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, имеют открытый концевой участок.

Раскрытие 5 сущности

Сердечник ротора по любому из раскрытий 1-4 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на передней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе, из угловых участков на передней стороне открытого конца, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через опорную позицию относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок с угловым участком на передней стороне открытого конца, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию оси вращения, составляет не менее θа/24 не более 15θа/24;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции;

- θа вычисляется посредством 2n/Nslot; и

- N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 6 сущности

Сердечник ротора по любому из раскрытий 1-5 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе, из угловых участков на передней стороне открытого конца, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через опорную позицию относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок с угловым участком на передней стороне открытого конца, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию оси вращения, составляет не менее θа/24, не более θа/8;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции;

- θа вычисляется посредством 2n/N_slot; и

- N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 7 сущности

Сердечник ротора по любому из раскрытий 1-6 сущности, в котором длина в периферическом направлении открытого концевого участка составляет не менее 0,1, не более 1,0 от длины в направлении намагничивания постоянного магнита, установленного через полость для магнита, имеющую открытый концевой участок.

Раскрытие 8 сущности

Сердечник ротора по любому из раскрытий 1-7 сущности, в котором:

- участок магнитомягкого материала дополнительно имеет участок паза, имеющий открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора, в качестве участка паза, отличающегося от пространства, служащего в качестве барьера для потока; и

- участок паза находится в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев, отличающихся от зубьев, имеющих самую низкую плотность магнитного потока зубьев сердечника статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 9 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 8 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на задней стороне в направлении вращения, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше участка паза в том же полюсе, что и полюс, в котором предоставляется участок паза, и линию оси вращения, составляет θа;

- угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на передней стороне в направлении вращения, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза и линию оси вращения, составляет не менее θа/8, не более 25θа/24θа;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции на задней стороне, которая представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на задней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора в поперечном сечении;

- концевой участок постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного в том же полюсе, концевой участок, расположенный на самой задней стороне в периферическом направлении;

- θа вычисляется посредством 2n/N_slot; и

N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 10 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 8 или 9 сущности, в котором максимальное значение глубины участка паза составляет в пределах диапазона в не менее 0,01, не более 0,1 от диаметра сердечника ротора.

Раскрытие 11 сущности

Сердечник ротора по любому из раскрытий 1-10 сущности, при этом:

- сердечник ротора имеет множество полостей для магнитов в расчете на один полюс;

- множество полостей для магнитов имеют полость для магнита на передней стороне, расположенную на передней стороне в направлении вращения, и полость для магнита на задней стороне, расположенную на задней стороне в направлении вращения;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, находится на передней стороне в направлении вращения дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, находится на передней стороне в направлении вращения дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- участок магнитомягкого материала имеет участок межмагнитной перемычки, расположенный в области между пространством, служащим в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространством, служащим в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- полость для магнита на передней стороне имеет первый концевой участок, служащий в качестве открытого концевого участка на передней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне;

- полость для магнита на передней стороне имеет второй концевой участок на задней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне;

- полость для магнита на задней стороне имеет первый концевой участок, служащий в качестве открытого концевого участка на задней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне;

- полость для магнита на задней стороне имеет второй концевой участок на передней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне; и

- второй концевой участок каждой из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне совпадает с концевым участком пространства, служащего в качестве барьера для потока, и закрывается.

Раскрытие 12 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 11 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, длина, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки составляет 0,02 или менее от диаметра сердечника ротора; и

- указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию, соединяющую вторые концевые участки полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей.

Раскрытие 13 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 11 или 12 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, каждая из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне дополнительно имеет третий концевой участок, расположенный на внешней периферийной стороне в направлении намагничивания постоянного магнита, установленного через каждую из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, и четвертый концевой участок, расположенный на внутренней периферийной стороне в направлении намагничивания постоянного магнита дальше третьего концевого участка;

- в поперечном сечении, длина, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки превышает w_min;

- указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию, соединяющую вторые концевые участки полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей;

- w_min вычисляется посредством ρ × S × r_g × ω ÷÷ Ys;

- ρ является плотностью (кг/м³) магнитомягкого материала;

Ys является пределом текучести (Па) при комнатной температуре магнитомягкого материала;

- S является площадью (м²) участка воздействия внешней силы;

- участок воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьего концевого участка полости для магнита на передней стороне, расположенной на одном конце указываемой линии по ширине перемычки, третьего концевого участка полости для магнита на задней стороне, расположенной на другом конце указываемой линии по ширине перемычки, внешней периферийной поверхности участка магнитомягкого материала и указываемой линии по ширине перемычки, в поперечном сечении;

- r_g является расстоянием (м) в радиальном направлении между позицией центра тяжести участка воздействия внешней силы и центра вращения в поперечном сечении; и

- ω является угловой скоростью (рад/секунда) ротора во время вращения на максимальной частоте вращения.

Раскрытие 14 сущности

Сердечник ротора, включающий в себя участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий, по меньшей мере, одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом:

- участок магнитомягкого материала имеет участок паза во внешней периферийной поверхности;

- полость для магнита имеет первый концевой участок и второй концевой участок в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, установленного через полость для магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения;

- по меньшей мере, один концевой участок, из первого концевого участка и второго концевого участка, представляет собой разомкнутый открытый концевой участок;

- участок паза находится в позиции, отличающейся от открытого концевого участка; и

- участок паза находится в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев, отличающихся от зубьев, имеющих самую низкую плотность магнитного потока зубьев сердечника статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 15 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 14 сущности, в котором:

- в поперечном сечении, угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше участка паза в том же полюсе, что и полюс, в котором предоставляется участок паза, и линию оси вращения, составляет θа;

- в поперечном сечении, угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере, одного из открытых концевых участков, установленных в том же полюсе ротора;

- угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через участок угла передней стороны паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на передней стороне в направлении вращения, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза и линию оси вращения, составляет не менее θа/8, не более 25θа/24θа;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции на задней стороне, которая представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на задней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора в поперечном сечении;

- концевой участок постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного в том же полюсе, концевой участок, расположенный на самой задней стороне в периферическом направлении;

- θа вычисляется посредством 2n/N_slot; и

N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

Раскрытие 16 сущности

Сердечник ротора по раскрытию 14 или 15 сущности, в котором максимальное значение глубины участка паза составляет в пределах диапазона в не менее 0,01, не более 0,1 от диаметра сердечника ротора.

Раскрытие 17 сущности

Ротор включает в себя:

- сердечник ротора по любому из раскрытий 1-16 сущности; и

- множество постоянных магнитов, установленных в сердечнике ротора.

Раскрытие 18 сущности

Ротор по раскрытию 17 сущности, в котором плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянного магнита составляет 0,8 Т или менее.

Раскрытие 19 сущности

Ротор по раскрытию 17 или 18 сущности, в котором постоянный магнит не содержит редкоземельные элементы. Раскрытие 20 сущности

Вращающаяся электрическая машина включает в себя:

- ротор по любому из раскрытий 17-19 сущности; и

- статор.

Промышленная применимость

[0203] Настоящее изобретение, например, может

использоваться для вращающейся электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении крутящего момента ротора. Сердечник ротора содержит участок магнитомягкого материала и по меньшей мере одну полость для магнита в расчете на один полюс. Полость для магнита имеет пространства, служащие в качестве барьера для потока на передней и задней сторонах. Пространство имеет открытый концевой участок. В поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора. В поперечном сечении опорная позиция относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок, представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через опорный концевой участок постоянного магнита и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора. В поперечном сечении опорный концевой участок постоянного магнита представляет собой конец в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит, и линию оси вращения. Расстояние в периферическом направлении от прямой линии представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней и задней сторон в направлении вращения сердечника ротора, в которой присутствует открытый концевой участок. В поперечном сечении позиции угловых участков на передней стороне открытого конца всех открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 26 ил., 4 табл.

1. Сердечник ротора, содержащий участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий по меньшей мере одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом:

- полость для магнита имеет, относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита, пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, на обеих сторонах в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения;

- пространство, служащее в качестве по меньшей мере одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, имеет открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора;

- в поперечном сечении, перпендикулярном линии оси вращения, барьер для потока на передней стороне находится на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, нежели чем барьер для потока на задней стороне;

- в поперечном сечении позиция углового участка на передней стороне открытого конца по меньшей мере одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находится на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок;

- в поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора;

- в поперечном сечении опорная позиция относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок, представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через опорный концевой участок постоянного магнита, который представляет собой один из концевых участков постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку в постоянном магните, установленном через полость для магнита, и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора;

- в поперечном сечении опорный концевой участок постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, конец в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит, и линию оси вращения;

- расстояние в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области в одном полюсе, включающей в себя постоянный магнит в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, и линию оси вращения, представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника ротора, в которой присутствует открытый концевой участок; и

в поперечном сечении позиции угловых участков на передней стороне открытого конца всех открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок.

2. Сердечник ротора, содержащий участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий по меньшей мере одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом:

- полость для магнита имеет, относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита, пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, на обеих сторонах в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения;

- пространство, служащее в качестве по меньшей мере одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, имеет открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора;

- в поперечном сечении, перпендикулярном линии оси вращения, барьер для потока на передней стороне находится на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, нежели чем барьер для потока на задней стороне;

- в поперечном сечении позиция углового участка на передней стороне открытого конца по меньшей мере одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находится на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок;

- в поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца представляет собой угловой участок на передней стороне в направлении вращения сердечника ротора, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора, по меньшей мере одного из открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора;

- в поперечном сечении опорная позиция относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок, представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через опорный концевой участок постоянного магнита, который представляет собой один из концевых участков постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку в постоянном магните, установленном через полость для магнита, и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора;

- в поперечном сечении опорный концевой участок постоянного магнита в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, конец в позиции на наибольшем расстоянии в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области одного полюса, включающей в себя постоянный магнит, и линию оси вращения;

- расстояние в периферическом направлении от прямой линии, проходящей через центральную позицию в периферическом направлении области в одном полюсе, включающей в себя постоянный магнит в позиции, ближайшей к открытому концевому участку, и линию оси вращения, представляет собой расстояние, заданное на стороне, из передней стороны и задней стороны в направлении вращения сердечника ротора, в которой присутствует открытый концевой участок;

- участок магнитомягкого материала дополнительно имеет участок паза, имеющий открытый концевой участок, открытый во внешней периферийной поверхности сердечника ротора, в качестве участка паза, отличающегося от пространства, служащего в качестве барьера для потока; и

- участок паза находится в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев, отличающихся от зубьев, имеющих самую низкую плотность магнитного потока из зубьев сердечника статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

3. Сердечник ротора по п. 2, в котором:

- в поперечном сечении угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на задней стороне в направлении вращения, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше участка паза в том же полюсе, что и полюс, в котором установлен участок паза, и осью вращения, составляет θа;

- угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне паза, который представляет собой, из двух угловых участков в открытом концевом участке участка паза, угловой участок на передней стороне в направлении вращения, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через угловой участок на задней стороне паза и линию оси вращения, составляет не менее θа/8, не более 25θа/24θа;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции на задней стороне, которая представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на задней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора в поперечном сечении;

- концевой участок постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного в том же полюсе, концевой участок, расположенный на самой задней стороне в периферическом направлении;

- θа вычисляется посредством 2п/N_slot; и

- N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

4. Сердечник ротора по п. 2 или 3, в котором максимальное значение глубины участка паза составляет в пределах диапазона от не менее 0,01 до не более 0,1 от диаметра сердечника ротора.

5. Сердечник ротора по любому из пп. 2-4, в котором:

в поперечном сечении позиции угловых участков на передней стороне открытого конца всех открытых концевых участков, предоставленных в том же полюсе ротора, находятся на задней стороне в направлении вращения сердечника ротора дальше опорной позиции относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок.

6. Сердечник ротора по любому из пп. 1-5, при этом:

- сердечник ротора имеет множество полостей для магнитов в расчете на один полюс;

- множество полостей для магнитов имеют полость для магнита на передней стороне, расположенную на передней стороне в направлении вращения, и полость для магнита на задней стороне, расположенную на задней стороне в направлении вращения;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, представляет собой барьер для потока на внешней периферийной стороне на передней стороне в направлении вращения и на внешней периферийной стороне сердечника ротора дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, представляет собой барьер для потока на внешней периферийной стороне на задней стороне в направлении вращения и на внешней периферийной стороне сердечника ротора дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- пространство, служащее в качестве по меньшей мере одного барьера для потока, из пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, имеет открытый концевой участок;

- в поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца имеет по меньшей мере один из углового участка на передней стороне открытого конца на передней стороне и углового участка на передней стороне открытого конца на задней стороне;

- в поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца на передней стороне представляет собой, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора открытого концевого участка на передней стороне, угловой участок на передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении открытый концевой участок на передней стороне представляет собой открытый концевой участок пространства, служащего в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- в поперечном сечении угловой участок на передней стороне открытого конца на задней стороне представляет собой, из двух угловых участков в периферическом направлении сердечника ротора открытого концевого участка на задней стороне, угловой участок на передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении открытый концевой участок на задней стороне представляет собой открытый концевой участок пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- в поперечном сечении опорный концевой участок постоянного магнита имеет по меньшей мере один из концевого участка постоянного магнита на передней стороне и концевого участка постоянного магнита на задней стороне;

- в поперечном сечении концевой участок постоянного магнита на передней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне, концевой участок в позиции на самой передней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении концевой участок постоянного магнита на задней стороне представляет собой, из концевых участков постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне, концевой участок в позиции на самой задней стороне в направлении вращения;

- в поперечном сечении опорная позиция имеет по меньшей мере одну из опорной позиции на передней стороне и опорной позиции на задней стороне;

- в поперечном сечении опорная позиция на передней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на передней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора; и

- в поперечном сечении сердечника опорная позиция на задней стороне представляет собой позицию в точке пересечения прямой линии, проходящей через концевой участок постоянного магнита на задней стороне и линию оси вращения, и внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

7. Сердечник ротора по п. 6, в котором:

- угловой участок на передней стороне открытого конца имеет угловой участок на передней стороне открытого конца на передней стороне и угловой участок на передней стороне открытого конца на задней стороне;

- опорный концевой участок постоянного магнита имеет концевой участок постоянного магнита на передней стороне и концевой участок постоянного магнита на задней стороне;

- опорная позиция имеет опорную позицию на передней стороне и опорную позицию на задней стороне; и

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространство, служащее в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, имеют открытый концевой участок.

8. Сердечник ротора по любому из пп. 1-7, в котором:

- в поперечном сечении угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на передней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе, из угловых участков на передней стороне открытого конца, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через опорную позицию относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок с угловым участком на передней стороне открытого конца, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию оси вращения, составляет не менее θа/24, не более 15θа/24;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции;

- θa вычисляется посредством 2n/N_slot; и

- N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

9. Сердечник ротора по любому из пп. 1-8, в котором:

- в поперечном сечении угол, сформированный посредством прямой линии, проходящей через угловой участок на передней стороне открытого конца, расположенный на задней стороне в направлении вращения дальше центра в периферическом направлении в том же полюсе, из угловых участков на передней стороне открытого конца, и линию оси вращения, и прямой линии, проходящей через опорную позицию относительно полости для магнита, имеющей открытый концевой участок с угловым участком на передней стороне открытого конца, заданным в качестве одного из угловых участков, и линию оси вращения, составляет не менее θа/24, не более θа/8;

- θа является углом перемещения (рад), который представляет собой угол вокруг линии оси вращения из опорной позиции;

- θа вычисляется посредством 2n/N_slot; и

- N_slot является числом (количеством в штуках) пазов в сердечнике статора, установленном в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

10. Сердечник ротора по любому из пп. 1-9, в котором длина в периферическом направлении открытого концевого участка составляет не менее 0,1, не более 1,0 от длины в направлении намагничивания постоянного магнита, установленного через полость для магнита, имеющую открытый концевой участок.

11. Сердечник ротора по любому из пп. 1-10, при этом:

- сердечник ротора имеет множество полостей для магнитов в расчете на один полюс;

- множество полостей для магнитов имеют полость для магнита на передней стороне, расположенную на передней стороне в направлении вращения, и полость для магнита на задней стороне, расположенную на задней стороне в направлении вращения;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, находится на передней стороне в направлении вращения дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне;

- пространство, служащее в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне, находится на передней стороне в направлении вращения дальше пространства, служащего в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- участок магнитомягкого материала имеет участок межмагнитной перемычки, расположенный в области между пространством, служащим в качестве барьера для потока на задней стороне, включенного в полость для магнита на передней стороне, и пространством, служащим в качестве барьера для потока на передней стороне, включенного в полость для магнита на задней стороне;

- полость для магнита на передней стороне имеет первый концевой участок, служащий в качестве открытого концевого участка на передней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне;

- полость для магнита на передней стороне имеет второй концевой участок на задней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на передней стороне;

- полость для магнита на задней стороне имеет первый концевой участок, служащий в качестве открытого концевого участка на задней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне;

- полость для магнита на задней стороне имеет второй концевой участок на передней стороне в направлении вращения относительно постоянного магнита, установленного через полость для магнита на задней стороне; и

- второй концевой участок каждой из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне совпадает с концевым участком пространства, служащего в качестве барьера для потока, и закрывается.

12. Сердечник ротора по п. 11, в котором:

- в поперечном сечении длина, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки составляет 0,02 или менее от диаметра сердечника ротора; и

- указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию, соединяющую вторые концевые участки полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей.

13. Сердечник ротора по п. 11 или 12, в котором:

- в поперечном сечении каждая из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне дополнительно имеет третий концевой участок, расположенный на внешней периферийной стороне в направлении намагничивания постоянного магнита, установленного через каждую из полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, и четвертый концевой участок, расположенный на внутренней периферийной стороне в направлении намагничивания постоянного магнита дальше третьего концевого участка;

- в поперечном сечении длина, из участка, перекрывающегося с магнитомягким материалом, указываемой линии по ширине перемычки превышает w_min;

- указываемая линия по ширине перемычки представляет собой прямую линию, соединяющую вторые концевые участки полости для магнита на передней стороне и полости для магнита на задней стороне, чтобы задавать длину перекрытия с магнитомягким материалом кратчайшей;

- w_min вычисляется посредством ρ × S × r_g × ω ÷Ys;

- ρ является плотностью (кг/м³) магнитомягкого материала;

- Ys является пределом текучести (Па) при комнатной температуре магнитомягкого материала;

- S является площадью (м²) участка воздействия внешней силы;

- участок воздействия внешней силы представляет собой область магнитомягкого материала, окруженную посредством третьего концевого участка полости для магнита на передней стороне, расположенной на одном конце указываемой линии по ширине перемычки, третьего концевого участка полости для магнита на задней стороне, расположенной на другом конце указываемой линии по ширине перемычки, внешней периферийной поверхности участка магнитомягкого материала и указываемой линии по ширине перемычки, в поперечном сечении;

- r_g является расстоянием (м) в радиальном направлении между позицией центра тяжести участка воздействия внешней силы и центра вращения в поперечном сечении; и

ω является угловой скоростью (рад/секунда) ротора во время вращения на максимальной частоте вращения.

14. Сердечник ротора, содержащий участок магнитомягкого материала, сформированный с использованием магнитомягкого материала и имеющий по меньшей мере одну полость для магнита в расчете на один полюс, при этом:

- участок магнитомягкого материала имеет участок паза во внешней периферийной поверхности;

- полость для магнита имеет первый концевой участок и второй концевой участок в направлении слева направо, перпендикулярном направлению намагничивания постоянного магнита, установленного через полость для магнита, и в направлении, параллельном линии оси вращения, служащей в качестве центра вращения;

- по меньшей мере один концевой участок, из первого концевого участка и второго участка паза, представляет собой разомкнутый открытый концевой участок;

- участок паза находится в позиции, отличающейся от открытого концевого участка; и

- участок паза находится в позиции, противоположной и с разнесением от зубьев, отличающихся от зубьев, имеющих самую низкую плотность магнитного потока из зубьев сердечника статора, установленного в позиции, противоположной и с разнесением от внешней периферийной поверхности сердечника ротора.

15. Ротор, содержащий:

- сердечник ротора по любому из пп. 1-14; и

- множество постоянных магнитов, установленных в сердечнике ротора.

16. Ротор по п. 15, в котором плотность остаточного магнитного потока при комнатной температуре постоянного магнита составляет 0,8 Т или менее.

17. Ротор по п. 15 или 16, в котором постоянный магнит не содержит редкоземельные элементы.

18. Вращающаяся электрическая машина, содержащая:

- ротор по любому из пп. 15-17; и

- статор.