本發(fā)明涉及一種定子鐵芯、旋轉(zhuǎn)電機、定子鐵芯的設(shè)計方法。尤其是，適合用于具有被層疊的多個電磁鋼板的定子鐵芯。本技術(shù)基于2019年11月15日在日本技術(shù)的特愿2019-206649號來主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)：

1、作為旋轉(zhuǎn)電機的定子鐵芯(core)，主要使用電磁鋼板。電磁鋼板大致分為方向性電磁鋼板與無方向性電磁鋼板。電磁鋼板的磁特性一般在板面內(nèi)具有各向異性。尤其是，方向性電磁鋼板的磁特性的各向異性較大，軋制方向的磁特性與其他方向相比極其良好。另一方面，即使為無方向性電磁鋼板，盡管磁特性的各向異性比方向性電磁鋼板更小，但在磁特性中也存在各向異性。當將這種在磁特性中存在各向異性的電磁鋼板層疊而構(gòu)成定子鐵芯時，會生成磁特性良好的部分及不良好的部分，定子鐵芯的磁特性的分布會發(fā)生偏差。具體而言，會發(fā)生定子鐵芯內(nèi)的磁通密度的偏差，鐵損會變大。

2、在專利文獻1中，公開了一種旋轉(zhuǎn)電機的技術(shù)，其使定子鐵芯的槽底與外周之間的磁通的通路尺寸(即，定子鐵芯的軛的徑向長度)在磁特性良好的區(qū)域中變小，在磁特性較差的區(qū)域中變大。在專利文獻1所公開的旋轉(zhuǎn)電機的技術(shù)中，通過使定子鐵芯的軛的截面積根據(jù)磁特性而不同，從而使得對于相同的磁通，越是磁特性差的區(qū)域，磁通密度就越低。

3、在專利文獻2中，公開了一種3極鐵芯的技術(shù)，其使軋制方向或沿著軋制直角方向的方向的磁極齒的表面積比其他磁極齒的表面積更小。在專利文獻2所公開的3極鐵芯中，通過使軋制方向或沿著軋制直角方向的方向的磁極齒的表面積比其他磁極齒的表面積更小，從而廉價化，且能夠消除磁通的不平衡。

4、先行技術(shù)文獻

5、專利文獻

6、專利文獻1：日本國特開昭59-10142號公報

7、專利文獻2：日本國特開平8-214476號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題

2、然而，在專利文獻1所公開的技術(shù)中，因為磁通會從齒部彎曲地流入到軛，所以不容易確定是否使軛的周向上的某一部位的通路尺寸變大或變小。即，在專利文獻1的技術(shù)中，會存在以下風險：難以確定定子鐵芯的形狀，且無法降低磁通密度的偏差。

3、此外，在專利文獻2所公開的技術(shù)中，以軋制方向或沿著軋制直角方向的方向的磁通與其以外的方向的磁通相比更易通過為前提，但軋制方向或沿著軋制直角方向的方向的磁通有時會難以通過。即，會存在如下風險：即使像專利文獻2的技術(shù)那樣，基于軋制方向來確定3極鐵芯的形狀，也無法降低磁通密度的偏差。

4、本發(fā)明鑒于以上這樣的問題點而完成，其目的在于降低磁通密度的偏差，從而抑制鐵損。

5、用于解決技術(shù)問題的技術(shù)手段

6、為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下的構(gòu)成。

7、(1)本發(fā)明的一個方案的定子鐵芯為一種具有被層疊的多個電磁鋼板的定子鐵芯，所述定子鐵芯的多個齒中的、沿著磁特性優(yōu)異的方向的齒的寬度比沿著磁特性較差的方向的齒的寬度更小。

8、(2)可以是，如上述(1)所述的定子鐵芯中，在所述定子鐵芯的齒中，所述定子鐵芯的齒的寬度與以預(yù)定的磁場的強度勵磁時的齒的磁通密度之積在各齒中大致一定。

9、(3)可以是，如上述(1)或(2)所述的定子鐵芯中，所述定子鐵芯由被軋制的電磁鋼板層疊而構(gòu)成，所述電磁鋼板具有以下的化學組分：以質(zhì)量％計，含有c：0.0100％以下、si：1.50％～4.00％、sol.al：0.0001％～1.0％、s：0.0100％以下、n：0.0100％以下、從由mn、ni、co、pt、pb、cu、au構(gòu)成的組中選擇的1種以上：總計2.50％～5.00％、sn：0.000％～0.400％、sb：0.000％～0.400％、p：0.000％～0.400％、以及從由mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn及cd構(gòu)成的組中選擇的1種以上：總計0.0000％～0.0100％，在將mn含量(質(zhì)量％)記為[mn]，將ni含量(質(zhì)量％)記為[ni]，將co含量(質(zhì)量％)記為[co]，將pt含量(質(zhì)量％)記為[pt]，將pb含量(質(zhì)量％)記為[pb]，將cu含量(質(zhì)量％)記為[cu]，將au含量(質(zhì)量％)記為[au]，將si含量(質(zhì)量％)記為[si]，將sol.al含量(質(zhì)量％)記為[sol.al]時，滿足以下(1)式，剩余部分具有由fe及雜質(zhì)構(gòu)成，在將軋制方向上的b50的值記為b50l，將從軋制方向傾斜45°的方向上的b50的值記為b50d1，將從軋制方向傾斜90°的方向上的b50的值記為b50c，將從軋制方向傾斜135°的方向上的b50的值記為b50d2時，滿足以下(2)式及(3)式，{100}＜011＞的x射線隨機強度比為5以上且小于30，板厚為0.50mm以下，所述磁特性優(yōu)異的方向為與軋制方向所成的角度為45°的方向，所述磁特性較差的方向為與軋制方向所成的角度為0°及90°的方向，沿著所述與軋制方向所成的角度為45°的方向的齒的寬度比沿著所述與軋制方向所成的角度為0°的方向的齒的寬度、以及沿著所述與軋制方向所成的角度為90°的方向的齒的寬度中的任一寬度更小。

10、([mn]+[ni]+[co]+[pt]+[pb]+[cu]+[au])－([si]+[sol.al])＞0％·?·?·(1)

11、(b50d1+b50d2)/2＞1.7t···(2)

12、(b50d1+b50d2)/2＞(b50l+b50c)/2···(3)

13、在此，所謂磁通密度b50，是指以磁場的強度5000a/m來勵磁時的磁通密度。

14、(4)可以是，如上述(3)所述的定子鐵芯滿足以下的(4)式。

15、(b50d1+b50d2)/2＞1.1×(b50l+b50c)/2···(4)

16、(5)可以是，如上述(3)所述的定子鐵芯滿足以下的(5)式。

17、(b50d1+b50d2)/2＞1.2×(b50l+b50c)/2···(5)

18、(6)可以是，如上述(3)所述的定子鐵芯滿足以下的(6)式。

19、(b50d1+b50d2)/2＞1.8t···(6)

20、(7)本發(fā)明的一個方案的旋轉(zhuǎn)電機包括如上述(1)～(6)的任意1項所述的定子鐵芯。

21、(8)本發(fā)明的一方案的定子鐵芯的設(shè)計方法為一種具有被層疊的電磁鋼板的定子鐵芯的設(shè)計方法，具有：齒磁通密度取得工序，其取得以預(yù)定的磁場的強度勵磁時的齒的磁通密度的信息；以及決定工序，其決定所述定子鐵芯的齒的寬度，以使得所述定子鐵芯的齒的寬度與通過所述齒磁通密度取得工序取得的齒的磁通密度之積在各齒中大致一定。

22、(9)可以是，如上述(8)所述的定子鐵芯的設(shè)計方法具有運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序、確定工序、平均磁通密度取得工序、以及平均磁場的強度算出工序，該運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得使具備所述定子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機運轉(zhuǎn)的情況下的所述旋轉(zhuǎn)電機的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，該確定工序基于通過所述運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來對多個運轉(zhuǎn)條件中的運轉(zhuǎn)時間的比例最高的運轉(zhuǎn)條件進行確定，該平均磁通密度取得工序取得通過所述確定工序確定的比例最高的運轉(zhuǎn)條件所對應(yīng)的齒的平均磁通密度的信息，該平均磁場的強度算出工序根據(jù)通過所述平均磁通密度取得工序取得的齒的平均磁通密度的信息來算出齒的平均磁場的強度；在所述齒磁通密度取得工序中，取得以通過所述平均磁場的強度算出工序算出的平均磁場的強度來勵磁時的齒的磁通密度的信息。

23、(10)可以是，上述(8)所述的定子鐵芯的設(shè)計方法具有運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序、確定工序、平均磁通密度取得工序、以及平均磁場的強度算出工序，該運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得使具備所述定子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機運轉(zhuǎn)的情況下的所述旋轉(zhuǎn)電機的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，該確定工序基于通過所述運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，對多個運轉(zhuǎn)條件的每一個的運轉(zhuǎn)時間的比例進行確定，該平均磁通密度取得工序取得所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個所對應(yīng)的齒的平均磁通密度的信息，該平均磁場的強度算出工序根據(jù)通過所述平均磁通密度取得工序取得的、所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個所對應(yīng)的齒的平均磁通密度的信息，針對所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個，分別算出齒的平均磁場的強度；在所述齒磁通密度取得工序中，取得以通過所述平均磁場的強度算出工序算出的所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個的齒的平均磁場的強度來勵磁時的、所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個的齒的磁通密度的信息；在所述確定工序中，針對所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個算出齒的寬度，基于通過所述確定工序確定的運轉(zhuǎn)時間的比例對算出的所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個的齒的寬度進行加權(quán)，從而決定加權(quán)后的齒的寬度，以使得所述定子鐵芯的齒的寬度與通過所述齒磁通密度取得工序取得的齒的磁通密度之積在各齒中大致一定。

24、(11)可以是，如上述(8)所述的定子鐵芯的設(shè)計方法具有運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序、確定工序、平均磁通密度取得工序、評價磁通密度算出工序、以及平均磁場的強度算出工序，該運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得使具備所述定子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機運轉(zhuǎn)的情況下的所述旋轉(zhuǎn)電機的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，該確定工序基于通過所述運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序取得的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)來對多個運轉(zhuǎn)條件的每一個的運轉(zhuǎn)時間的比例進行確定，該平均磁通密度取得工序取得所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個所對應(yīng)的齒的平均磁通密度的信息，該評價磁通密度算出工序根據(jù)通過所述平均磁通密度取得工序取得的、所述多個運轉(zhuǎn)條件的每一個所對應(yīng)的齒的平均磁通密度的信息，算出基于通過所述確定工序確定的運轉(zhuǎn)時間的比例來加權(quán)后的齒的評價磁通密度，該平均磁場的強度算出工序根據(jù)通過所述評價磁通密度算出工序算出的齒的評價磁通密度，算出齒的平均磁場的強度；在所述齒磁通密度取得工序中，取得以在所述平均磁場的強度算出工序中算出的齒的平均磁場的強度來勵磁時的齒的磁通密度的信息。

25、(12)可以是，如上述(9)～(11)的任意1項所述的定子鐵芯的設(shè)計方法中，在所述運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)取得工序中，取得具備所述定子鐵芯的旋轉(zhuǎn)電機的計劃數(shù)據(jù)及實績數(shù)據(jù)中的至少任一運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。

26、發(fā)明效果

27、根據(jù)本發(fā)明的上述方案，能夠降低磁通密度的偏差，從而抑制鐵損。