旋转电机及车辆

摘要

实施方式的旋转电机包括：轴；转子铁心；以及多个永磁体。轴绕着轴心进行旋转。转子铁心与轴相连接。多个永磁体设于转子铁心，至少包含第一永磁体和第二永磁体。第一永磁体具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力。第二永磁体具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，并且残留磁化与第一永磁体大致相同或比第一永磁体要大，且回复磁导率比第一永磁体要小。

权利要求

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：轴，该轴绕轴心进行旋转；

转子铁心，该转子铁心与所述轴相连接；以及多个永磁体，该多个永磁体设于所述转子铁心，所述多个永磁体至少包含：

第一永磁体，该第一永磁体具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力；以及第二永磁体，该第二永磁体具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，并且残留磁化与所述第一永磁体大致相同或比所述第一永磁体要大，且回复磁导率比所述第一永磁体要小,所述第一永磁体的组成式为RpFeqMrCutCo100-p-q-r-s-t，R是从稀土类元素中选出的至少一种元素，Fe是铁元素，

M是从钛、锆和铪中选出的至少一种元素，Cu是铜元素，

Co是钴元素，

若分别用原子组成百分比来表示p、q、r、s和t，则p、q、r、s和t成为满足10.8≤p≤11.6、

25≤q≤40、0.88≤r≤4.5、0.88≤t≤13.5的数。

2.一种旋转电机，其特征在于，包括：轴，该轴绕轴心进行旋转；

转子铁心，该转子铁心与所述轴相连接；以及多个永磁体，该多个永磁体设于所述转子铁心，所述多个永磁体至少包含：

第一永磁体，该第一永磁体具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力；以及第二永磁体，该第二永磁体具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，并且残留磁化与所述第一永磁体大致相同或比所述第一永磁体要大，且回复磁导率比所述第一永磁体要小,所述第二永磁体的组成式为RsTuBv，R是从稀土类元素中选出的至少一种元素，T由铁、以及钴、镍、铜、铝、锌、硅、钆和镓中的至少一种以上的元素构成，B是硼元素，若分别用原子组成百分比来表示s和v，则s和v成为满足10≤s≤25、2≤v≤20、u＝100-s-v的数。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第一永磁体和所述第二永磁体与互相相同的转子磁极相对应地进行配置。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第一永磁体和所述第二永磁体配置成磁性并联或串联。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第一永磁体和所述第二永磁体的残留磁化为1.16[T]以上。

6.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第二永磁体的残留磁化比所述第一永磁体的残留磁化要大。

7.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第一永磁体的回复磁导率为1.1以上，所述第二永磁体的回复磁导率小于1.1。

8.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第一永磁体配置得比所述第二永磁体更靠所述转子铁心的外周侧。

9.一种车辆，其特征在于，

具有如权利要求1或2所述的旋转电机。

说明书

旋转电机及车辆

技术领域

[0001] 本发明的实施方式涉及旋转电机及车辆。

背景技术

[0002] 以往，在用作为发电机、电动机的旋转电机中，已知有在转子中设多个种类不同的永磁体的技术。对于这样的旋转电机希望提高效率。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本专利特开2012－175738号公报

发明内容

[0006] 发明所要解决的技术问题

[0007] 本发明所要解决的课题为，提供一种能提高效率的旋转电机及车辆。

[0008] 解决技术问题所采用的技术方案

[0009] 实施方式的旋转电机包括：轴；转子铁心；以及多个永磁体。轴绕着轴心进行旋转。转子铁心与轴相连接。多个永磁体设于转子铁心，至少包含第一永磁体和第二永磁体。第一永磁体具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力。第二永磁体具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，并且残留磁化与第一永磁体大致相同或比第一永磁体要大，且回复磁导率比第一永磁体要小。

附图说明

[0010] 图1是表示实施方式1中的4极的旋转电机1的1极的结构的与转轴8正交的剖视图。

[0011] 图2是表示第一永磁体21和第二永磁体22的配置例的图。

[0012] 图3是表示与永磁体20的种类相对应的磁特性的一个示例的图。

[0013] 图4是用磁化或磁通密度的指标来表示与永磁体20的种类相对应的磁特性的图。

[0014] 图5是表示实施方式2中的4极的旋转电机1A的1极的结构的与转轴8正交的剖视图。

[0015] 图6是用于对永磁体的退磁特性进行说明的图。

[0016] 图7是表示实施方式3中的第一永磁体21和第二永磁体22的配置例的图。

[0017] 图8是表示实施方式3中的第一永磁体21和第二永磁体22的配置的其他示例的图。

[0018] 图9是列举出实施方式3中的第一永磁体21和第二永磁体22的其他配置例的图。

[0019] 图10是用于对永磁体的耐热性进行说明的图。

[0020] 图11是表示耐热温度T不同的各种永磁体的退磁特性的一个示例的图。

[0021] 图12是表示搭载有旋转电机1、1A、1B的铁路车辆100的一个示例的图。

[0022] 图13是表示搭载有旋转电机1、1A、1B的汽车200的一个示例的图。

具体实施方式

[0023] 以下，参照附图对实施方式的旋转电机和车辆进行说明。

[0024] (实施方式1)

[0025] 图1是表示实施方式1中的4极的旋转电机1的1极的结构的与转轴8正交的剖视图。在图1中，仅示出了旋转电机1的1极、即1/4周的周角度区域。此外，磁极数并不局限于4个，也可以为3个以下或5个以上。转轴8例如可旋转地被支承，在转子(rotor)3中心沿轴向延伸，是绕转子3中心进行旋转的轴。

[0026] 如图1所示，旋转电机1包括定子(stator)2和转子3，所述转子3比定子2设得更靠径向内侧，且设置为相对于定子2可自由旋转。此外，定子2和转子3在各自的中心轴线位于共通轴上的状态下进行配置。以下，将上述共通轴称为中心轴O，将与中心轴O正交的方向称为径向，将环绕中心轴O周围的方向称为周向。

[0027] 定子2具有大致圆筒形的定子铁心4。定子铁心4可通过将多块电磁钢板进行层叠、或将软磁性粉末进行加压成形来形成。定子铁心4的内周面上例如一体成形有多个齿部5，该多个齿部5向中心轴O突出，且沿周向等间隔地排列配置。齿部5形成为截面呈大致矩形。而且，在相邻的各齿部5之间，分别形成有槽6。电枢绕组7隔着这些槽6卷绕于各齿部5。

[0028] 电枢绕组7与设于旋转电机1外部的电源系统(未图示)相连接。电源系统例如利用逆变器来向电枢绕组7提供驱动旋转电机1所需要的电力。由此，电流流向电枢绕组7，在定子2中产生磁场(magnetic field)。

[0029] 此外，定子铁心4也可以安装有具有绝缘性的绝缘体，或者定子铁心4的整个外表面被绝缘被膜所覆盖(皆未图示)。在这种情况下，从绝缘体或绝缘被膜之上将电枢绕组7卷绕于各齿部5。

[0030] 转子3包括沿中心轴O延伸的转轴8、以及外嵌固定(连接)于转轴8的大致圆柱形的转子铁心9。转子铁心9可通过将多块电磁钢板进行层叠、或将软磁性粉末进行加压成形来形成。对转子铁心9的外径进行设定，使得转子铁心9与径向上相对的各齿部5之间形成有规定的空气间隙G。

[0031] 另外，在转子铁心9的径向中央形成有沿中心轴O贯通的贯通孔10。对该贯通孔10将转轴8压入等。由此，转轴8与转子铁心9一体旋转。

[0032] 此外，转子铁心9的每1极(即1/4周的周角度区域)中分别设有永磁体20。永磁体20例如包含多个磁体组20a。各磁体组20a包含第一永磁体21和第二永磁体22。此外，各磁体组20a也可以包含不同于第一永磁体21和第二永磁体22的其他永磁体。

[0033] 例如，转子铁心9上形成有空洞，该空洞中插入有永磁体20。如图示的示例那样，永磁体20中所包含的多个磁体组20a例如在每1极中分开设于以转子铁心9的某个直径(通过中心轴O的直线)呈轴对称的2个部位。此时，将多个磁体组20a间的直径定义为d轴。另外，将与d轴磁性正交的方向定义为q轴。q轴定义为在以下情况下流过最多的磁通时从中心轴O朝向位置A的方向：对转子铁心9的外周面的某个周角度位置A例如通过将磁体的N极靠近等来提供正磁位，对相对于该位置A偏移1极(本实施例的情况下为90度)后的周角度位置B例如通过将磁极的S极靠近等来提供负磁位，在转子铁心9的外周面上使位置A向周向进行了偏移。

[0034] 第一永磁体21例如是稀土类磁体，其组成式为RpFeqMrCutCo100-p-q-r-s-t。这里，R表示从钐Sm等稀土类元素中选出的至少一种元素，Fe表示铁元素，M表示从钛Ti、锆Zr和铪Hf中选出的至少一种元素，Cu表示铜元素，Co表示钴元素。另外，组成式中的p、q、r、s和t分别表示原子组成百分比[at％]。例如第一永磁体21组成为满足以下的(a)至(d)的关系。

[0035] (a)：10.8≤p≤11.6

[0036] (b)：25≤q≤40

[0037] (c)：0.88≤r≤4.5

[0038] (d)：0.88≤t≤13.5

[0039] 例如，第一永磁体21是采用钐Sm作为R的钐钴磁体。第一永磁体21的回复磁导率例如为1.1以上。另外，第一永磁体21的残留磁化B1为1.16[T：特斯拉]以上。另外，第一永磁体21的固有矫顽力Hcj1为1200[kA/m]以上。这里，固有矫顽力Hcj表示用于使永磁体20本来所具有的磁极化成为零的磁场的强度(绝对值)。

[0040] 第二永磁体22例如与第一永磁体21同样是稀土类磁体，其组成式为RsTuBv。这里，R表示从稀土类元素中选出的至少一种元素，T表示由铁、以及钴、镍、铜、铝、锌、硅、钆和镓中的至少一种以上的元素构成，B表示硼元素。组成式中的s和v分别表示原子组成百分比[at％]。另外，T例如像铁与钴的组合那样构成为一对一，或像铁、钴、镍和铜的组合那样构成为一对多。例如第二永磁体22组成为满足以下的(e)至(g)的关系。

[0041] (e)：10≤s≤25

[0042] (f)：2≤v≤20

[0043] (g)：u＝100-s-v

[0044] 例如，第二永磁体22是采用钕Nd作为R的钕磁体。第二永磁体22的回复磁导率为1.1以下，且为小于第一永磁体21的回复磁导率的值。另外，第二永磁体22的残留磁化B2为
1.16[T]以上，且为大于第一永磁体21的残留磁化B1的值。另外，第二永磁体22的固有矫顽力Hcj2为800[kA/m]以上。

[0045] 例如第一永磁体21和第二永磁体22在转子铁心9的内部形成磁路，配置成在磁路上互相具有并联关系或串联关系。第一永磁体21和第二永磁体22形成互相相同的转子磁极。在图1的示例中，第二永磁体22设得比第一永磁体21更靠转子铁心9的外周侧，使得在磁路上与第一永磁体21并联连接。例如，第一永磁体21和第二永磁体22插入至共通的空洞。在第一永磁体21和第二永磁体22插入至共通的空洞的情况下，在空洞内这些磁体可以互相接触，也可以在中间夹有粘接性的树脂、间隔件等非磁性体。另外，第一永磁体21和第二永磁体22也可以分别插入至各个空洞。这些第一永磁体21和第二永磁体22各自的磁化方向(图中虚线箭头)在设有这些磁体的1极的转子铁心9中朝向转子铁心9的外周面。所谓磁化方向是表示在考虑了永磁体的结晶磁各向异性的情况下该磁体容易被磁化的方向(易磁化轴)。

[0046] 图2是表示第一永磁体21和第二永磁体22的配置的一个示例的图。例如，在图中的(a)中，从第一永磁体21来看，第二永磁体22设于转子铁心9的外周侧和内周侧这两侧，使得在磁路上与第一永磁体21并联连接。在图中的(b)中，从第一永磁体21来看，第二永磁体22设于转子铁心9的内周侧，使得在磁路上与第一永磁体21串联连接。在图中的(c)中，从第一永磁体21来看，第二永磁体22设于转子铁心9的外周侧，使得在磁路上与第一永磁体21串联连接。在图中的(d)中，两个第一永磁体21设成在磁路上互相串联连接，此外，从两个第一永磁体21来看，第二永磁体22设于转子铁心9的外周侧和内周侧这两侧，使得在磁路上与第一永磁体21并联连接。

[0047] 例如在考虑旋转电机1的耐热性的情况下，与转子铁心9的内周侧相比，转子铁心9的外周侧更容易因干扰等的影响而导致温度上升，因此，优选为将耐热性更好的第一永磁体21配置得比第二永磁体22更靠转子铁心9的外周侧。另一方面，在考虑旋转电机1的机械性强度的情况下，与转子铁心9的内周侧相比，转子铁心9的外周侧由离心力所引起的应力更容易增大，因此，优选为将密度更高的第二永磁体22配置得比第一永磁体21更靠转子铁心9的外周侧。由此，可以根据旋转电机1设计时考虑的评价指标，来对第一永磁体21和第二永磁体22的配置关系进行适当变更。

[0048] 如上所述，通过将残留磁化互相不同的第一永磁体21和第二永磁体22设于转子铁心9，从而能使交链磁通Φ的总量增加。交链磁通Φ是第一永磁体21和第二永磁体22所产生的磁通中朝向d轴方向的、经由空气间隙G而与电枢绕组7进行交链的磁通。例如，交链磁通Φ能利用以下数学式(1)来导出。

[0049] 【数学式1】

[0050] Φ＝BS∝B1W1+B2W2+...…(1)

[0051] 式中B表示转子铁心9中的磁化(磁通密度)，S表示永磁体20的截面积。永磁体20的截面积是与转轴8沿轴心延伸的方向平行的平面上的永磁体20的面积。例如，在永磁体为立方体的情况下，永磁体20的截面积为与磁化方向(易磁化轴)垂直的平面上的永磁体20的面积。转子铁心9中的磁通密度B与永磁体20的截面积S之积与永磁体20中所包含的各永磁体(第一永磁体21、第二永磁体22、……)的宽度Wi和各永磁体的残留磁化(残留磁通密度)Bi之积的总和成正比。各永磁体的宽度Wi是关于与该永磁体的磁化方向大致正交的方向的大小。图1的W1表示第一永磁体21的宽度，W2表示第二永磁体22的宽度。

[0052] 图3是表示与永磁体20的种类相对应的磁特性的一个示例的图。图中纵轴表示磁通Φ(单位为[T])，横轴表示磁场的强度H(单位为[kA/m])。用这些轴来表示的磁特性表示退磁特性(磁滞曲线的第二象限)。图中HcB1是与第一永磁体21的固有矫顽力Hcj1相对应的矫顽力，HcB2是与第二永磁体22的固有矫顽力Hcj2相对应的矫顽力。这些矫顽力HcB1、HcB2示出在B-H退磁曲线上与磁通密度为零相对应的磁场的强度。换言之，示出由所施加的外部磁场和永磁体的磁化所合成的整个磁路的磁化为零的磁场的强度。

[0053] 线LN1表示下述情况下的磁特性，即：在转子铁心9上设有残留磁化比第一永磁体21和第二永磁体22要大且固有矫顽力比第一永磁体21和第二永磁体22要小的永磁体(以下称为比较对象用磁体)。线LN2表示在转子铁心9上设有第一永磁体21的情况下的磁特性。线LN3表示在转子铁心9上设有第二永磁体22的情况下的磁特性。线LN4表示在转子铁心9上设有第一永磁体21和第二永磁体22的情况下的磁特性。如图所示，基于上述数学式(1)，线LN4所表示的磁通Φ成为由线LN2来表示的磁通φ与由线LN3来表示的磁通Φ之和。

[0054] 线Pc1表示转子3的转速为规定数以上的情况下(以下称为高速旋转)的磁导特性。线Pc2表示转子3的转速小于规定数的情况下(以下称为低速旋转)的磁导特性。高速旋转时旋转电机1的动作点成为示出各磁特性的线LN1至LN4与线Pc1的交点。另外，低速旋转时旋转电机1的动作点成为示出各磁特性的线LN1至LN4与线Pc2的交点。

[0055] 例如，控制旋转电机1的控制器(未图示)在使旋转电机1的状态从低速旋转变换至高速旋转的情况下，或在维持高速旋转的状态的情况下，通过从电源系统向电枢绕组7提供电力，使定子2产生磁场，从而进行减弱磁场H的控制(减弱磁场控制)。定子2中产生的磁场是由转子3的永磁体20所产生的磁场的逆磁场(磁化方向为反方向的磁场)。另外，控制器在使旋转电机1的状态从高速旋转变换至低速旋转的情况下，或在维持低速旋转的状态的情况下，通过降低从电源系统提供至电枢绕组7的电力量(用于减弱磁场的电流量)，来进行减弱由定子2所产生的磁场的强度的磁场控制。

[0056] 如图3所示，例如在转子铁心9中设有比较对象用磁体的情况下(着眼于线LN1的情况下)，在低速旋转时旋转电机1的动作点上，由于残留磁化较大，因此，会产生较大的磁通Φ，但在高速旋转时旋转电机1的动作点上，固有矫顽力较小，因此有时会导致磁通Φ未充分下降。因此，在高速旋转时所产生的反电动势等的影响下，有时效率(例如转速、转矩相对于提供给定子2的电力量的比例)会下降。另外，还有可能会发生以下情况：低速旋转时与高速旋转时的磁通差变小，减弱磁场控制的精度下降。其结果是，存在控制时的能量损耗增大的倾向。

[0057] 另外，在转子铁心9中仅设有第一永磁体21的情况下(着眼于线LN2的情况下)，在高速旋转时旋转电机1的动作点上，固有矫顽力较大，因此，与转子铁心9上设有比较对象用磁体的情况相比，能进一步降低磁通Φ，但在低速旋转时旋转电机1的动作点上，由于残留磁化较小，因此，磁通Φ下降。其结果是，存在低速旋转时的转矩下降、效率下降的倾向。

[0058] 与之相对，如本实施方式那样，在转子铁心9中设有第一永磁体21和第二永磁体22的情况下(着眼于线LN4的情况下)，在低速旋转时旋转电机1的动作点上，与在转子铁心9上设有比较对象用磁体的情况相同，能产生较大的磁通Φ。另外，在高速旋转时旋转电机1的动作点上，由于固有矫顽力较大，因此，与在转子铁心9上设有比较对象用磁体的情况相比，能进一步降低磁通Φ。由此，能对高速旋转时的反电动势的产生进行抑制，并能提高低速旋转时的转矩。并且还能提高减弱磁场控制的精度。其结果是，在低速旋转和高速旋转两者中，能抑制能量损耗，能提高效率。

[0059] 图4是用磁化或磁通密度的指标来表示与永磁体20的种类相对应的磁特性的图。图中纵轴表示磁化M或磁通密度B(单位都为[T])，横轴表示磁场的强度H(单位为[kA/m])。

[0060] 如本实施方式那样，在转子铁心9上设有第一永磁体21和第二永磁体22的情况下(着眼于线LN4的情况下)，包含这些永磁体的磁体组20a的残留磁化(线LN4的M或B轴的切片的值)成为第一永磁体21的残留磁化B1与第二永磁体22的残留磁化B2的平均。在本实施方式中，由于残留磁化B1和残留磁化B2被设为互不相同的值，因此，高速旋转时旋转电机1的动作点上的磁通Φ容易减少，低速旋转时旋转电机1的动作点上的磁通Φ容易增加。

[0061] 根据以上所说明的实施方式1中的旋转电机1，设于转子铁心9的多个永磁体20至少包含第一永磁体21和第二永磁体22，从而能提高效率，其中，所述第一永磁体21具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力，所述第二永磁体22具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，且残留磁化与第一永磁体21大致相同或大于第一永磁体21，并且，回复磁导率比第一永磁体21要小。

[0062] 另外，根据上述实施方式1中的旋转电机1，第一永磁体21和第二永磁体22的固有矫顽力较大，因此，在高速旋转时旋转电机1的动作点上，能进一步降低磁通Φ。其结果是，能抑制高速旋转时的反电动势的产生。

[0063] 另外，根据上述实施方式1中的旋转电机1，通过设置残留磁化B2比第一永磁体21的残留磁化B1要大的第二永磁体22，从而能进一步增大低速旋转时旋转电机1的动作点上的磁通Φ。其结果是，能提高低速旋转时的转矩。

[0064] (实施方式2)

[0065] 以下，对实施方式2中的旋转电机1A进行说明。在实施方式2中的旋转电机1A中，除了包含第一永磁体21和第二永磁体22的磁体组20a以外，还单独设有第二永磁体22，这点与实施方式1中的旋转电机1不同。以下以该差异点为中心来进行说明，省略对共通部分的说明。

[0066] 图5是表示实施方式2中的4极的旋转电机1A的1极的结构的与转轴8正交的剖视图。如图所示，转子铁心9中，在以d轴为轴对称的两处设有以第一永磁体21和第二永磁体22为组的磁体组20a，并且在d轴上设有第二永磁体22。由此，以第一永磁体21和第二永磁体22为组的磁体组20a与d轴上的第二永磁体22在磁路上串联连接。其结果是，与上述实施方式相同，能提高效率，并能在低速旋转时输出更大的转矩。

[0067] (实施方式3)

[0068] 以下，对实施方式3中的旋转电机1B进行说明。在实施方式3中，考虑设于旋转电机1B的第一永磁体21和第二永磁体22的退磁特性和耐热性这两方面来决定这些磁体的配置位置，这一点与实施方式1中的旋转电机1及实施方式2中的旋转电机1A不同。以下以该差异点为中心来进行说明，省略对共通部分的说明。

[0069] 首先，对考虑了退磁特性的第一永磁体21和第二永磁体22的配置例进行说明。图6是用于对永磁体的退磁特性进行说明的图。图中纵轴表示磁通密度B(单位为[T])，横轴表示磁场的强度H(单位为[kA/m])。用这些轴来表示的磁特性表示退磁特性(磁滞曲线的第二象限)。

[0070] 一般来说，与其他部位相比，磁通更容易集中于永磁体的角部(角落)(例如包含d轴和q轴的平面上的磁体的截面形状为四边形时的四角)，因此，在该角部周边容易产生反磁场(退磁场)。所谓角部是指包含d轴和q轴的平面上的角部。角部也可以具有圆角。所谓反磁场是指从定子2对转子3所提供的磁场，若从转子3来看则成为从外部(定子2)所施加的外部的磁场。矫顽力越小的永磁体越容易产生该反磁场。

[0071] 如图所示，在设于内径侧(内周侧)、即远离转子铁心9的外周面的一侧的永磁体中，产生较小的反磁场。与之相对，在设于外径侧(外周侧)、即接近转子铁心9的外周面的一侧的永磁体中，产生比内径侧的永磁体中所产生的反磁场要强的反磁场。此时，内径侧和外径侧各自的永磁体的动作点OP转移至低磁场侧(磁场H在负侧较大的一侧)。

[0072] 另一方面，在表示退磁特性的曲线(B-H退磁曲线)上，有时存在节点(弯曲点)K。所谓节点K是指其退磁特性变化较大的点。如上所述，在永磁体的动作点OP因反磁场的影响而向低磁场侧偏移时，有时会超过该节点K。在这种情况下，会产生不可逆退磁，永磁体的残留磁化(残留磁通密度)会降低。

[0073] 因此，在本实施方式中，在容易受到外部磁场影响而容易产生反磁场的外径侧，配置有具有不存在节点K或者该节点K的位置更偏向高磁场侧那样的特性的第一永磁体21，在内径侧配置有第二永磁体22。即，将第一永磁体21配置得比第二永磁体22更靠转子铁心9的外周侧。另外，从其他角度来看，上述配置方法意味着将永磁体配置为使得第一永磁体21与第二永磁体22相比更接近转子铁心9的外周面。

[0074] 例如，对这些永磁体进行配置，使得在第一永磁体21所具有的多个角部中，至少一个角部比第二永磁体22所具有的所有角部都要靠近转子铁心9的外周面。

[0075] 图7是表示实施方式3中的第一永磁体21和第二永磁体22的配置例的图。图中所示的9a表示转子铁心9的外周面。如图所示，当第一永磁体21和第二永磁体22在包含d轴和q轴的平面上的截面形状为四边形的情况下，对这些永磁体进行配置，使得在对从这些永磁体的各角部到转子铁心9的外周面9a为止的距离进行比较时，从第一永磁体21的角部到转子铁心9的外周面9a为止的距离D21比从第二永磁体22的角部到转子铁心9的外周面9a为止的距离D22要短。距离D21和距离D22是与转子铁心9的外周面9a的切线正交的垂线、即以最短距离与各永磁体的角部相接的垂线的长度。例如，在磁路上将第一永磁体21和第二永磁体22设为互相具有并联关系的情况下，如图所示，第二永磁体22配置于两个第一永磁体21之间。

[0076] 图8是表示第一永磁体21和第二永磁体22的配置的其他示例的图。如图所示，在第一永磁体21和第二永磁体22发生与转子铁心9的外周面9a的曲率相同程度的弯曲的情况下，将第一永磁体21配置得比第二永磁体22更靠外周面9a侧，使得磁路上第一永磁体21和第二永磁体22互相具有串联关系(沿径向排列)。

[0077] 图9是列举出第一永磁体21和第二永磁体22的其他配置例的图。在图中的(a)至(d)所示的任意配置例中，均将第一永磁体21配置得比第二永磁体22更靠转子铁心9的外周侧。由此，即使在产生了反磁场的情况下，也能抑制不可逆退磁。

[0078] 接着，对考虑了耐热性的第二永磁体22的选择方法进行说明。图10是用于对永磁体的耐热性进行说明的图。图中纵轴表示磁通密度B(单位为[T])，横轴表示磁场的强度H(单位为[kA/m])。用这些轴来表示的磁特性表示作为第二永磁体22的一个示例的钕磁体的退磁特性(磁滞曲线的第二象限)。图中L5表示耐热温度T为150[℃]的钕磁体的退磁特性(B-H退磁曲线)，L6表示耐热温度T为180[℃]的钕磁体的退磁特性。另外，图中Pc表示因反磁场而进行退磁前的磁导特性，Pc#表示因反磁场而进行退磁后的磁导特性。

[0079] 如图示的示例那样，一般，永磁体的残留磁化B与耐热温度T存在权衡关系，残留磁化B越大的永磁体耐热温度T越低。另一方面，耐热温度T越高的永磁体越容易因产生反磁场而导致永磁体的动作点OP超过节点K，从而越容易发生不可逆退磁。因此，最好选择在反磁场下动作点OP不超过节点K那样的具有较低的耐热温度T的永磁体。在图的示例中，选择耐热温度T为150[℃]的钕磁体。

[0080] 在本实施方式中，在转子铁心9中，在温度较高的外周面9a侧配置耐热性优良的第一永磁体21，在温度比外周面9a侧要低的内径侧配置第二永磁体22，因此，可将耐热温度T不同的多个第二永磁体22的候补中耐热温度T较低的永磁体用作为第二永磁体22。

[0081] 图11是表示耐热温度T不同的各种永磁体的退磁特性的一个示例的图。图中的(a)是第二永磁体22的一个示例，示出钕磁体的退磁特性的一个示例。另外，(b)示出钕粘结磁体的退磁特性的一个示例。另外，(c)示出作为比较例的钐钴磁体的退磁特性的一个示例。作为比较例而例示出的钐钴磁体例如具有比第一永磁体21的回复磁导率要小的回复磁导率。即，作为比较例来例示出的钐钴磁体是其B-H退磁曲线的倾斜比第一永磁体21要小的永磁体。另外，(d)是本实施方式的第一永磁体21的一个示例，示出钐钴磁体的退磁特性的一个示例。在(a)至(d)的任一个中，纵轴均表示磁通密度B(单位为[T])，横轴均表示磁场的强度H(单位为[kA/m])。

[0082] 如(a)所示，例如钕磁体的残留磁化随着耐热温度T的增大而下降，且在更高的磁场(零附近侧)出现节点K。另外，钕磁体的节点K的影响(因退磁而下降的磁化的大小)比(b)所示的钕粘结磁体要大。

[0083] 另外，如(b)所示，例如钕粘结磁体的残留磁化随着耐热温度T的增大而下降，且在更高的磁场出现节点K。另外，钕粘结磁体的残留磁化和固有矫顽力比(a)、(c)、(d)所示的其他永磁体要小。

[0084] 另外，如(c)所示，例如比较例的钐钴磁体的残留磁化随着耐热温度T的增大而下降。此时，即使在假设了使用环境的任意的耐热温度T(20、80、120、150、180[℃])下，也不会出现节点K。

[0085] 另外，如(d)所示，例如本实施方式的钐钴磁体的残留磁化随着耐热温度T的增大而下降。此时，与上述(c)相同，即使在假设了使用环境的任意的耐热温度T(20、80、120、150、180[℃])下，也不会出现节点K。

[0086] 由此，作为第一永磁体21的一个示例的钐钴磁体即使在具有180[℃]左右的耐热温度的情况下也不会出现节点K，因此，即使在配置于转子铁心9的外周侧的情况下，也能抑制不可逆退磁的发生。另一方面，作为第二永磁体22的一个示例的钕磁体设于温度比外周侧要低的内径侧，因此，能采用如80[℃]、120[℃]那样的耐热温度T较低的磁体来作为第二永磁体22。其结果是，能使用残留磁化B较大的第二永磁体22，因此，能提高旋转电机1B的性能(例如最大输出、效率等)。

[0087] 根据以上所说明的实施方式3中的旋转电机1B，与上述实施方式1和实施方式2相同，能抑制高速旋转时反电动势的产生，或提高低速旋转时的转矩。

[0088] 另外，根据上述实施方式3中的旋转电机1B，将耐热性优良的第一永磁体21配置得比第二永磁体22更靠转子铁心9的外周侧，从而能抑制高温时所发生的退磁。另外，第一永磁体21的固有矫顽力Hcj1比第二永磁体22的固有矫顽力Hcj2要大，因此，能抑制因磁通集中于第一永磁体21的角部而发生的退磁。另外，第二永磁体22配置得比第一永磁体21更靠内径侧，因此，能将耐热温度T较低的磁体用作为第二永磁体22。其结果是，能使用残留磁化B较大的第二永磁体22，因此，能提高旋转电机1B的性能(例如最大输出、效率等)。

[0089] 以上所说明的实施方式1中的旋转电机1、实施方式2中的旋转电机1A和实施方式3中的旋转电机1B例如也可以搭载于用于铁路交通的铁路车辆100(车辆的一个示例)。图12是表示搭载有旋转电机1、1A、1B的铁路车辆100的一个示例的图。如图所示，在铁路车辆100上搭载有旋转电机1、1A、1B的情况下，旋转电机1、1A、1B例如可以用作为利用由架空线所提供的电力、由搭载于铁路车辆100的充电电池所提供的电力来输出驱动力的电动机(motor)，也可以用作为将动能转换为电力而向铁路车辆100内的各种负载提供电力的发电机(generator)。由此，通过利用高效率的旋转电机1、1A、1B，能以节省能量的方式使铁路车辆行驶。

[0090] 另外，旋转电机1、1A、1B也可以搭载于混合动力汽车、电动汽车等汽车(车辆的其他示例)。图13是表示搭载有旋转电机1、1A、1B的汽车200的一个示例的图。如图所示，在将旋转电机1、1A、1B搭载于汽车200的情况下，旋转电机1、1A、1B也可以用作为输出汽车200的驱动力的电动机，或将汽车200行驶时的动能转换为电力的发电机。

[0091] 根据以上所说明的至少一个实施方式，设于转子铁心9的多个永磁体至少包含第一永磁体21和第二永磁体22，从而能提高效率，其中，所述第一永磁体21具有1200[kA/m]以上的固有矫顽力，所述第二永磁体22具有800[kA/m]以上的固有矫顽力，且残留磁化与第一永磁体21大致相同或大于第一永磁体21，并且，回复磁导率比第一永磁体21要小。

[0092] 对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为示例而呈现，不旨在限定本发明的范围。这些实施方式能以其他各种形式进行实施，在不脱离发明主旨的范围内，能进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形均包含在本发明的范围、思想内，同样，包含在专利权利要求书所记载的发明及与其等同的范围内。

[0093] 标号说明

[0094] 1、1A、1B…旋转电机

[0095] 2…定子

[0096] 3…转子

[0097] 4…定子铁心

[0098] 5…齿部

[0099] 7…电枢绕组

[0100] 8…转轴(轴)

[0101] 9…转子铁心

[0102] 20…永磁体

[0103] 20a…磁体组

[0104] 21…第一永磁体

[0105] 22…第二永磁体