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公開番号2024176819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023095638
出願日2023-06-09
発明の名称回転電機
出願人国立大学法人信州大学
代理人
主分類H02K 1/02 20060101AFI20241212BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、固定子を複合磁性材からなる構造とし、回転子の永久磁石の渦電流損などの交流損失を低減できる高速回転用の回転電機を提供する。
【解決手段】本発明に係る回転電機は、永久磁石3を備える回転子と磁性材料からなる固定子コア4を備える固定子とを備え、回転子に対して回転磁界を印可するための固定子巻線5が固定子に設けられ、固定子コア4の磁性材料は磁性粉がマトリックス材中に分散された複合磁性材である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
永久磁石を備える回転子と磁性材料からなる固定子コアを備える固定子とを備え、前記回転子に対して回転磁界を印可するための固定子巻線が前記固定子に設けられている回転電機であって、
前記固定子コアの磁性材料は磁性粉がマトリックス材中に分散された複合磁性材であることを特徴とする回転電機。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記複合磁性材の比透磁率は２以上２０以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記複合磁性材において、前記磁性粉と前記マトリックス材の合計体積に対する前記磁性粉の体積の比率は１０体積％以上９０体積％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記磁性粉は、センダスト、鉄基アモルファス、および鉄シリコンの内の少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記磁性粉は、粒径が１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記マトリックス材は、エポキシ、アクリル、ウレタン、エストラマー、フェノール、ナイロンのいずれかの樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子と固定子、および回転子コアの周方向に沿って並ぶように配置された複数の永久磁石とを備える回転電機に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー消費の増加に伴って国際的に地球温暖化などの環境問題が注目され、省エネルギーを目的に低損失化が求められている。各分野で電動化が進む中、回転電機の一つである電動機（以下、「モータ」という。）は世界の消費エネルギーの４０％を占めている。モータの体格を維持して高出力化を図る手段として、回転数を増加させるモータの研究が行われ、超高速のモータの一つに埋込巻線形同期モータと呼ばれるモータが検討されている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
非特許文献１に記載の発明においては、固定子コアのティースを複合磁性材で形成し、さらに永久磁石に対向する側に複合磁性材からなる磁性のリングを設けて巻線を埋め込んだ構造が検討されている。複合磁性材を適用することにより巻線の交流銅損や永久磁石の渦電流損、固定子の鉄損による交流損失を低減した。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
鈴木樹、楡井雅巳、堀内学、佐藤光秀、卜穎剛、水野勉、超高速回転における交流損失を低減する埋込巻線形同期モータ、日本ＡＥＭ学会誌、Ｖｏｌ２８、Ｎｏ．２（２０２０）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載のモータでは、固定子は、複合磁性材と電磁鋼板の二つの材料で構成され、構造面や特性面で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、固定子コアを複合磁性材のみからなる構造とし、交流損失をさらに低減できる高速回転用の回転電機を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の回転電機は、永久磁石を備える回転子と磁性材料からなる固定子コアを備える固定子とを備え、前記回転子に対して回転磁界を印可するための固定子巻線が前記固定子に設けられている回転電機であって、前記固定子コアの磁性材料は磁性粉がマトリックス材中に分散された複合磁性材であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の回転電機は、請求項１に記載のものであり、前記複合磁性材の比透磁率は２以上２０未満の範囲であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の回転電機は、請求項１または２に記載のものであり、前記磁性粉と前記マトリックス材の合計体積に対する前記磁性粉の体積の比率は１０体積％以上９０体積％以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の回転電機は、請求項３に記載のものであり、前記磁性粉は、センダスト、鉄基アモルファス、および鉄シリコンの内の少なくとも１種であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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