JP2000078785A - 永久磁石式モータ - Google Patents
永久磁石式モータInfo
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- JP2000078785A JP2000078785A JP10256116A JP25611698A JP2000078785A JP 2000078785 A JP2000078785 A JP 2000078785A JP 10256116 A JP10256116 A JP 10256116A JP 25611698 A JP25611698 A JP 25611698A JP 2000078785 A JP2000078785 A JP 2000078785A
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- JP
- Japan
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- permanent magnet
- increased
- type motor
- torque
- axis
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定子鉄芯２に複数のスロット３を通して固
定子巻線1U、2U、1V、2V、1W、2Wを巻装してなる固定子
１と、回転子鉄芯６にその回転中心を囲むように複数の
永久磁石18を埋設してなる回転子４とを具えた永久磁石
式モータにおいて、その回転トルクを増大する。 【解決手段】 各永久磁石18の断面をその内側が回転中
心に向かって凸の円弧形をなし、外側が直線をなすカマ
ボコ形状とした。
定子巻線1U、2U、1V、2V、1W、2Wを巻装してなる固定子
１と、回転子鉄芯６にその回転中心を囲むように複数の
永久磁石18を埋設してなる回転子４とを具えた永久磁石
式モータにおいて、その回転トルクを増大する。 【解決手段】 各永久磁石18の断面をその内側が回転中
心に向かって凸の円弧形をなし、外側が直線をなすカマ
ボコ形状とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はルームクーラや冷蔵
庫に搭載される密閉型電動圧縮機等に好適な永久磁石式
モータに関する。
庫に搭載される密閉型電動圧縮機等に好適な永久磁石式
モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の永久磁石式モータの横断面が図５
に示されている。円筒状の固定子１の中央の腔所内には
円柱状の回転子４が回転可能に嵌挿され、固定子１の内
周面と回転子４の外周面との間には所定の間隙δが形成
されている。
に示されている。円筒状の固定子１の中央の腔所内には
円柱状の回転子４が回転可能に嵌挿され、固定子１の内
周面と回転子４の外周面との間には所定の間隙δが形成
されている。
【０００３】固定子１は円環状の電磁鋼板を軸方向に多
数積層してなる円筒状の固定子鉄芯２の内周に周方向に
沿って等間隔を隔てて形成された複数（図には12個) の
スロット３を通してＵ相の固定子巻線1U、2U、Ｖ相の固
定子巻線1V、2V並びにＷ相の固定子巻線1W、2Wを固定子
鉄芯２に巻装することによって構成されている。
数積層してなる円筒状の固定子鉄芯２の内周に周方向に
沿って等間隔を隔てて形成された複数（図には12個) の
スロット３を通してＵ相の固定子巻線1U、2U、Ｖ相の固
定子巻線1V、2V並びにＷ相の固定子巻線1W、2Wを固定子
鉄芯２に巻装することによって構成されている。
【０００４】回転子４は円盤状の電磁鋼板を軸方向に多
数積層してなる円柱状の回転子鉄芯６と、その中央にこ
れを軸方向に貫通して固定された回転軸５と、回転子４
の中心を囲むように回転子鉄芯６に埋設されて軸方向に
伸びる複数（図には４個）の永久磁石８からなる。
数積層してなる円柱状の回転子鉄芯６と、その中央にこ
れを軸方向に貫通して固定された回転軸５と、回転子４
の中心を囲むように回転子鉄芯６に埋設されて軸方向に
伸びる複数（図には４個）の永久磁石８からなる。
【０００５】これら永久磁石８はその断面が円弧状をな
し、その凸側が回転子４の中心に向くように配置されて
いる。そして、これら永久磁石８はその凸側及び凹側が
交互にＮ極とＳ極になるように着磁されている。
し、その凸側が回転子４の中心に向くように配置されて
いる。そして、これら永久磁石８はその凸側及び凹側が
交互にＮ極とＳ極になるように着磁されている。
【０００６】固定子巻線1U、2Uと1V、2Vと1W、2Wは互い
にＹ字結線され、図示しないインバータ電源回路を介し
て120 °の通電幅となるように通電される。
にＹ字結線され、図示しないインバータ電源回路を介し
て120 °の通電幅となるように通電される。
【０００７】かくして、固定子１に回転磁界が発生し、
回転子４の永久磁石８から発生する磁束との相互作用に
よって固定子１と回転子４との間に発生する磁気的吸引
力及び反発力により回転子４が回転する。
回転子４の永久磁石８から発生する磁束との相互作用に
よって固定子１と回転子４との間に発生する磁気的吸引
力及び反発力により回転子４が回転する。
【０００８】この永久磁石式モータの回転トルクＴと固
定子巻線1U、2U、1V、2V、1W、2Wを流れる電流Ｉa との
関係が〔式１〕に示されている。
定子巻線1U、2U、1V、2V、1W、2Wを流れる電流Ｉa との
関係が〔式１〕に示されている。
【０００９】 Ｔ＝ｍ・ｐ｛ψａ・Ia cosβ＋1/2 ・(Lq-Ld) ・ Ia2sin β｝──式１ ここで、 ｍ は相数 ｐ は極対数 ψａ はｄ−ｑ変換軸の鎖交磁束 Lq はｑ軸インダクタンス Ld はｄ軸インダクタンス β は電流位相角 である。
【００１０】式１の第１項はマグネットトルクと呼ば
れ、第２項はリラクタンストルクと呼ばれている。
れ、第２項はリラクタンストルクと呼ばれている。
【００１１】上記鎖交磁束ψa は永久磁石８及び回転子
鉄芯６の形状により決まり、通常、永久磁石８の形状が
大きくなるとψa も大きくなる。ｄ軸インダクタンスLd
及びｑ軸インダクタンスLqは回転子鉄芯６の形状により
決まる。
鉄芯６の形状により決まり、通常、永久磁石８の形状が
大きくなるとψa も大きくなる。ｄ軸インダクタンスLd
及びｑ軸インダクタンスLqは回転子鉄芯６の形状により
決まる。
【００１２】そして、ｄ軸インダクタンスLdは、図６に
示すように、磁極軸、即ち、ｄ軸に対し電気角で90°づ
れたｑ軸を中心とする磁束（破線イで示す）が流れ易い
回転子４の形状のときに大きくなる。また、ｑ軸インダ
クタンスLqはｄ軸を中心とする磁束（実線ロで示す）が
流れ易い回転子４の形状のときに大きくなる。
示すように、磁極軸、即ち、ｄ軸に対し電気角で90°づ
れたｑ軸を中心とする磁束（破線イで示す）が流れ易い
回転子４の形状のときに大きくなる。また、ｑ軸インダ
クタンスLqはｄ軸を中心とする磁束（実線ロで示す）が
流れ易い回転子４の形状のときに大きくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み、
鎖交磁束ψa 及びｑ軸インダクタンスLqとｄ軸インダク
タンスLdとの差( Lq−Ld )を大きくして永久磁石式モー
タの回転トルクＴを大きくすることにより小形で高出力
の永久磁石モータを提供しようとするにある。
鎖交磁束ψa 及びｑ軸インダクタンスLqとｄ軸インダク
タンスLdとの差( Lq−Ld )を大きくして永久磁石式モー
タの回転トルクＴを大きくすることにより小形で高出力
の永久磁石モータを提供しようとするにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、固定鉄芯に複数のスロットを通して固定子巻線を
巻装してなる固定子と、回転子鉄芯にその回転中心を囲
むように複数の永久磁石を埋設してなる回転子とを具え
た永久磁石式モータにおいて、上記各永久磁石の断面を
その内側が上記回転中心に向かって凸の円弧形をなし、
外側が直線をなすカマボコ形状としたことを特徴とする
永久磁石式モータにある。
ろは、固定鉄芯に複数のスロットを通して固定子巻線を
巻装してなる固定子と、回転子鉄芯にその回転中心を囲
むように複数の永久磁石を埋設してなる回転子とを具え
た永久磁石式モータにおいて、上記各永久磁石の断面を
その内側が上記回転中心に向かって凸の円弧形をなし、
外側が直線をなすカマボコ形状としたことを特徴とする
永久磁石式モータにある。
【００１５】他の特徴とするところは、各永久磁石の磁
化方向を上記円弧形の曲率中心付近の一点に集中させる
とともにこれら各永久磁石の外周側の回転子鉄芯にスリ
ット又は切り欠きを形成したことにある。
化方向を上記円弧形の曲率中心付近の一点に集中させる
とともにこれら各永久磁石の外周側の回転子鉄芯にスリ
ット又は切り欠きを形成したことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態が図１に
示されている。回転子４の回転子鉄芯６に埋設された複
数の永久磁石18の断面はその内側が回転中心に向かって
凸の円弧形をなし、外側が直線をなすカマボコ形とされ
ている。他の構成は図５に示す従来のものと同様であ
り、対応する部材には同じ符号を付してその説明を省略
する。
示されている。回転子４の回転子鉄芯６に埋設された複
数の永久磁石18の断面はその内側が回転中心に向かって
凸の円弧形をなし、外側が直線をなすカマボコ形とされ
ている。他の構成は図５に示す従来のものと同様であ
り、対応する部材には同じ符号を付してその説明を省略
する。
【００１７】しかして、各永久磁石18の横断面の大きさ
は従来のそれより大きくなり、従って、ｄ−ｑ変換軸上
の鎖交磁束ψa の値が増大するので、マグネットトルク
も増大する。
は従来のそれより大きくなり、従って、ｄ−ｑ変換軸上
の鎖交磁束ψa の値が増大するので、マグネットトルク
も増大する。
【００１８】また、ｑ軸を中心とする磁束は図２に破線
イで示すように流れ、回転子鉄芯６を通る部分が減る一
方永久磁石８を通る部分が増加する。
イで示すように流れ、回転子鉄芯６を通る部分が減る一
方永久磁石８を通る部分が増加する。
【００１９】そして、永久磁石18の透磁率はほぼ空気の
それと等しいので、永久磁石18を通る部分は磁気抵抗と
なる。従って、ｄ軸インダクタンスLdが小さくなり、ｑ
軸インダクタンスLqとｄ軸インダクタンスLdとの差( Lq
−Ld）が増大するので、リラクタンストルクも増大す
る。
それと等しいので、永久磁石18を通る部分は磁気抵抗と
なる。従って、ｄ軸インダクタンスLdが小さくなり、ｑ
軸インダクタンスLqとｄ軸インダクタンスLdとの差( Lq
−Ld）が増大するので、リラクタンストルクも増大す
る。
【００２０】この結果、式１に徴して明らかなように、
永久磁石式モータの回転トルクＴが増加する。また、回
転トルクＴが同じ場合には永久磁石式モータを駆動する
ために必要な電流が減少するので、銅損が減少し、永久
磁石式モータの効率が向上する。
永久磁石式モータの回転トルクＴが増加する。また、回
転トルクＴが同じ場合には永久磁石式モータを駆動する
ために必要な電流が減少するので、銅損が減少し、永久
磁石式モータの効率が向上する。
【００２１】本発明の第２の実施形態が図３に示されて
いる。この第２の実施形態においては、各永久磁石28は
その磁化方向が永久磁石28の断面の内側の円弧形の曲率
中心付近の１点０に集中するように磁化されている。
いる。この第２の実施形態においては、各永久磁石28は
その磁化方向が永久磁石28の断面の内側の円弧形の曲率
中心付近の１点０に集中するように磁化されている。
【００２２】そして、これら各永久磁石28の外周側に位
置するように回転子鉄芯６にスリット20が形成されてい
る。他の構成は図１に示す第１の実施形態と同様であ
り、対応する部材には同じ符号を付してその説明を省略
する。
置するように回転子鉄芯６にスリット20が形成されてい
る。他の構成は図１に示す第１の実施形態と同様であ
り、対応する部材には同じ符号を付してその説明を省略
する。
【００２３】しかして、この第２の実施形態において
は、各永久磁石28の磁化方向が円弧形の曲率中心付近の
１点に集中しているので、固定子１の内周面と回転子４
の外周面との間隙δを通る磁束密度の基本波成分をより
大きくすることができる。これにより鎖交磁束ψa が大
きくなるので、マグネットトルクが増加し、かつ、必要
となる電流が減少するので銅損が減少し、更に効率が向
上する。
は、各永久磁石28の磁化方向が円弧形の曲率中心付近の
１点に集中しているので、固定子１の内周面と回転子４
の外周面との間隙δを通る磁束密度の基本波成分をより
大きくすることができる。これにより鎖交磁束ψa が大
きくなるので、マグネットトルクが増加し、かつ、必要
となる電流が減少するので銅損が減少し、更に効率が向
上する。
【００２４】また、ｑ軸を中心とする磁束、即ち、破線
イで示す磁束の回転子鉄芯６を通る部分がスリット20の
分だけ第１の実施形態より減少するので、ｄ軸インダク
タンスLdは第１の実施形態より更に小さくなる。かくし
て、(Lq −Ld）が第１の実施形態のそれより増大し、リ
ラクタンストルクが増大するので、永久磁石式モータの
回転トルクが第１の実施形態のそれより増大する。
イで示す磁束の回転子鉄芯６を通る部分がスリット20の
分だけ第１の実施形態より減少するので、ｄ軸インダク
タンスLdは第１の実施形態より更に小さくなる。かくし
て、(Lq −Ld）が第１の実施形態のそれより増大し、リ
ラクタンストルクが増大するので、永久磁石式モータの
回転トルクが第１の実施形態のそれより増大する。
【００２５】なお、このスリット20に代えて図４に示す
ように、回転子鉄芯６の外周面に開口する切り欠き21を
設けることもできる。
ように、回転子鉄芯６の外周面に開口する切り欠き21を
設けることもできる。
【００２６】
【発明の効果】本発明においては、各永久磁石の断面を
その内側が回転中心に向かって凸の円弧形をなし、外側
が直線をなすカマボコ形状としたため、ｄ−ｑ変換軸上
の鎖交磁束ψa が増大するのみならずｑ軸を中心とする
磁束の回転子鉄芯を通る部分が減る一方永久磁石を通る
部分が増加するので、ｄ軸インダクタンスLdが小さくな
る。この結果、永久磁石式モータの回転トルクが増加す
るので、小形で高出力の永久磁石モータを提供すること
ができる。
その内側が回転中心に向かって凸の円弧形をなし、外側
が直線をなすカマボコ形状としたため、ｄ−ｑ変換軸上
の鎖交磁束ψa が増大するのみならずｑ軸を中心とする
磁束の回転子鉄芯を通る部分が減る一方永久磁石を通る
部分が増加するので、ｄ軸インダクタンスLdが小さくな
る。この結果、永久磁石式モータの回転トルクが増加す
るので、小形で高出力の永久磁石モータを提供すること
ができる。
【００２７】各永久磁石の磁化方向を円弧形の曲率中心
付近の一点に集中させるとともにこれら各永久磁石の外
周側の回転子鉄芯にスリット又は切り欠きを形成すれ
ば、ｄ軸インダクタンスLdが更に小さくなるとともにマ
グネットトルクが増加するので永久磁石式モータの回転
トルクを更に増大させることができる。
付近の一点に集中させるとともにこれら各永久磁石の外
周側の回転子鉄芯にスリット又は切り欠きを形成すれ
ば、ｄ軸インダクタンスLdが更に小さくなるとともにマ
グネットトルクが増加するので永久磁石式モータの回転
トルクを更に増大させることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す永久磁石式モー
タの横断面図である。
タの横断面図である。
【図２】上記第１の実施形態における磁束の流れを示す
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す永久磁石式モー
タの回転子の横断面図である。
タの回転子の横断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す永久磁石式モー
タの回転子の横断面図である。
タの回転子の横断面図である。
【図５】従来の永久磁石式モータの横断面図である。
【図６】従来の永久磁石式モータにおける磁束の流れを
示す図である。
示す図である。
１ 固定子 ２ 固定子鉄芯 ３ スロット 1U、2U、1V、2V、1W、2W 固定子巻線 ４ 回転子 ５ 回転軸 ６ 回転子鉄芯 18 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 真一 横浜市西区みなとみらい３丁目３番１号 三菱重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H622 AA03 CA02 CA05 CA10 CA13 CB04 CB05 PP03 QB05
Claims (2)
- 【請求項１】 固定鉄芯に複数のスロットを通して固定
子巻線を巻装してなる固定子と、回転子鉄芯にその回転
中心を囲むように複数の永久磁石を埋設してなる回転子
とを具えた永久磁石式モータにおいて、 上記各永久磁石の断面をその内側が上記回転中心に向か
って凸の円弧形をなし、外側が直線をなすカマボコ形状
としたことを特徴とする永久磁石式モータ。 - 【請求項２】 上記各永久磁石の磁化方向を上記円弧形
の曲率中心付近の一点に集中させるとともにこれら各永
久磁石の外周側の回転子鉄芯にスリット又は切り欠きを
形成したことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式モ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10256116A JP2000078785A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 永久磁石式モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10256116A JP2000078785A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 永久磁石式モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078785A true JP2000078785A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17288128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10256116A Pending JP2000078785A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 永久磁石式モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078785A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002084690A (ja) * | 2000-02-09 | 2002-03-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電動機 |
| JP2002101585A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | 同期電動機のロータ構造 |
| JP2007006657A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Meidensha Corp | 埋込磁石同期モータ |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP10256116A patent/JP2000078785A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002084690A (ja) * | 2000-02-09 | 2002-03-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電動機 |
| JP2002101585A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | 同期電動機のロータ構造 |
| JP4644922B2 (ja) * | 2000-09-25 | 2011-03-09 | 日産自動車株式会社 | 同期電動機のロータ構造 |
| JP2007006657A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Meidensha Corp | 埋込磁石同期モータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030930 |