JP2000209823A - Rotor for motor utilizing reluctance torque - Google Patents
Rotor for motor utilizing reluctance torqueInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリラクタンストルク
を利用するモータの回転子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor rotor utilizing reluctance torque.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来使用されているモータの種類として
は、直流モータ、誘導モータおよび直流ブラシレスモー
タがほとんどであった。しかし、近年、制御手法および
装置の進歩により、リラクタンストルクを有効に活用す
る技術が改善され、リラクタンストルクのみで動作する
モータおよび直流モータ等で使用されていたトルクにリ
ラクタンストルクを組み合わせて動作するモータも使用
されつつある。2. Description of the Related Art Most types of motors conventionally used are a DC motor, an induction motor and a DC brushless motor. However, in recent years, technology for effectively utilizing reluctance torque has been improved due to advances in control methods and devices, and motors that operate only with reluctance torque and motors that operate by combining reluctance torque with torque used in DC motors and the like Are also being used.
【０００３】従来のリラクタンスモータの断面図を図１
１に示す。同図において、１は固定子であり、内部にコ
イルが巻回されている。２は回転子で回転軸３を中心に
回転する。固定子１と回転子２の極間の空隙部の距離
は、突極部５では矢印４ａで示すように狭く、凹極部６
では矢印４ｂで示すように広くなっている。固定子１お
よび回転子２は磁性体で構成されているが、空隙部４
ａ、４ｂは空気等の透磁率の低い部分である。FIG. 1 is a sectional view of a conventional reluctance motor.
It is shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stator, in which a coil is wound. Reference numeral 2 denotes a rotor that rotates about a rotation shaft 3. The distance of the gap between the poles of the stator 1 and the rotor 2 is narrow at the salient pole 5 as shown by the arrow 4a,
Is wider as shown by the arrow 4b. The stator 1 and the rotor 2 are made of a magnetic material.
Reference numerals a and 4b denote portions having low magnetic permeability such as air.
【０００４】このように、モータの回転子２が磁気突極
部５をもつ構造にすることにより、回転子２は固定子１
から回転磁界が与えられることによって下記のようなリ
ラクタンス・トルクを得ることができる。 Ｔ＝ｎ／２・（Ｌｄ−Ｌｑ）Ｉｄ・Ｉｑ …（１） ｎ：極数 Ｌｄ，ｑ：ｄ，ｑ軸インダクタンス Ｉｄ，ｑ：ｄ，ｑ軸電流 ｄ軸は回転子２の長軸及びそれと平行な方向であり、ｑ
軸は回転子２の短軸及びそれと平行な方向である。As described above, the rotor 2 of the motor has a structure having the magnetic salient pole portions 5, so that the rotor 2
The following reluctance torque can be obtained by applying a rotating magnetic field from the motor. T = n / 2 · (Ld−Lq) Id · Iq (1) n: Number of poles Ld, q: d, q-axis inductance Id, q: d, q-axis current The d-axis is the long axis of the rotor 2 and In a direction parallel to it, q
The axes are the short axis of the rotor 2 and the direction parallel thereto.
【０００５】そのリラクタンストルクを有効に活用する
ためには回転子形状を工夫して磁気突極比を大きくする
必要がある。その一手段として、特開平５−３１６７０
２号公報に記載のものがある。この従来のモータは、回
転子にｄ軸に沿った複数条のスリット（即ち非磁性体
部）を設けた構造とすることによって磁気突極比を大き
くしたものである。In order to effectively utilize the reluctance torque, it is necessary to increase the magnetic salient pole ratio by devising the shape of the rotor. As one of the means, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-31670
There is one described in Japanese Patent Publication No. This conventional motor has a structure in which a rotor has a plurality of slits (that is, a nonmagnetic portion) along the d-axis to increase the magnetic salient pole ratio.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のリラクタン
スモータでは、ｄ軸に沿って複数条の非磁性体部を設け
た構造とすることによって、ＬｄとＬｑの差が大きくな
り、式（１）で表される発生トルクＴが大きくなるなる
が、このモータは回転子２の径方向に磁性体部と非磁性
体部を重ね合わせた構造となるために製造コストが高く
ついたり、回転子２の強度が弱くなるといった問題が生
じる。In the above-mentioned conventional reluctance motor, the difference between Ld and Lq is increased by providing a structure in which a plurality of non-magnetic portions are provided along the d-axis. However, since this motor has a structure in which a magnetic portion and a non-magnetic portion are overlapped in the radial direction of the rotor 2, the manufacturing cost is high, However, there arises a problem that the strength of the material becomes weak.
【０００７】本発明は製造コストが安く、且つ強度の強
い形態で磁気突極比を大きくし、発生トルクを大きくし
たリラクタンストルクを利用するモータの回転子を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotor for a motor that uses a reluctance torque that has a large magnetic salient pole ratio and a large generated torque in a form in which the manufacturing cost is low and the strength is high.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、突極部と凹極部を有し、回
転磁界が与えられることによって回転軸に発生するリラ
クタンストルクを利用するモータの回転子において、磁
束が通りやすい方向をもつ磁気異方性材料から成り、前
記方向を前記回転子の突極方向としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor having a salient pole portion and a concave pole portion, wherein a reluctance torque generated on a rotating shaft when a rotating magnetic field is applied. In the rotor of the motor to be used, the rotor is made of a magnetic anisotropic material having a direction in which magnetic flux easily passes, and the direction is defined as a salient pole direction of the rotor.
【０００９】このような構成によると、回転子は幾何学
的な突極構造による磁気突極性に加え、磁気異方性材料
を用いて回転子の磁束の通りやすい方向が突極方向とな
っているので、さらに磁気突極比が大きくなる。これに
より、発生トルクが大きくなる。また、回転子は径方向
に磁性体部と非磁性体部を重ね合わせた構造としなくて
もよいので強度が弱くなるという問題もない。According to such a configuration, the rotor has a salient pole direction in which the magnetic flux of the rotor easily passes by using a magnetically anisotropic material in addition to the magnetic saliency due to the geometric salient pole structure. Therefore, the magnetic salient pole ratio is further increased. As a result, the generated torque increases. Further, since the rotor does not need to have a structure in which the magnetic material portion and the non-magnetic material portion are overlapped in the radial direction, there is no problem that the strength is weakened.
【００１０】また、本発明の請求項２では、請求項１に
おいて、前記磁気異方性材料の複数の回転子部材を軸方
向に積層して成るようにしている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a plurality of rotor members of the magnetic anisotropic material are laminated in the axial direction.
【００１１】このような構成によると、回転子は例えば
板状の回転子部材を回転子軸方向に積層することによっ
て成っている。この場合には回転子の回転によっても部
材が飛散することなく強度の強い形態となっている。According to such a configuration, the rotor is formed by laminating, for example, plate-shaped rotor members in the axial direction of the rotor. In this case, the members are not scattered even by the rotation of the rotor and have a strong form.
【００１２】また、本発明の請求項３では、突極部と凹
極部を有し、回転磁界が与えられることによって回転軸
に発生するリラクタンストルクを利用するモータの回転
子において、磁束が通りやすい方向をもつ磁気異方性材
料で形成されているとともに、前記方向が突極方向から
第１の方向にずれている第１部分と第２の方向にずれて
いる第２部分とから成り、第１部分と第２部分は回転子
軸上において隣接しているようにしている。According to a third aspect of the present invention, in a rotor of a motor having salient pole portions and concave pole portions and utilizing a reluctance torque generated on a rotating shaft by applying a rotating magnetic field, a magnetic flux passes through. A first portion, which is formed of a magnetic anisotropic material having an easy direction and the direction is shifted from the salient pole direction in a first direction, and a second portion, which is shifted in a second direction, The first portion and the second portion are adjacent to each other on the rotor axis.
【００１３】このような構成によると、回転子軸上に隣
接して設けられている第１部材と第２部材では磁束が通
りやすい方向が突極方向からそれぞれ第１の方向と第２
の方向にずれているために、回転子にスキューが加えら
れた場合と同様にトルクの脈動が低減される。According to such a configuration, in the first member and the second member provided adjacent to each other on the rotor shaft, the directions in which the magnetic flux easily passes are from the salient pole direction to the first direction and the second direction, respectively.
, The torque pulsation is reduced as in the case where skew is applied to the rotor.
【００１４】また、本発明の請求項４では、請求項１又
は請求項３において、前記磁気異方性材料の部材と非磁
性体材料の部材を軸方向に積層して成るようにしてい
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or third aspect, the member made of the magnetic anisotropic material and the member made of the non-magnetic material are laminated in the axial direction.
【００１５】このような構成によると、磁気異方性材料
の部材と非磁性体材料の部材が積層されることによって
回転子の磁束通過断面積が磁気異方性材料の部材のみか
ら成る場合に比べて小さくなり、磁気異方性材料を通過
する磁束の密度が増加する。これによって磁気異方性に
よるトルクが増大する。According to such a configuration, when the member made of the magnetic anisotropic material and the member made of the non-magnetic material are laminated, the magnetic flux passage cross-sectional area of the rotor is made up of only the member made of the magnetic anisotropic material. In comparison, the density of the magnetic flux passing through the magnetic anisotropic material increases. This increases the torque due to magnetic anisotropy.
【００１６】また、本発明の請求項５では、請求項１乃
至請求項４のいずれかにおいて、断面が円形であり、前
記凹極部を形成する側に透磁率の低い部分を有するよう
にしている。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the cross section is circular, and a portion having a low magnetic permeability is provided on the side where the concave pole portion is formed. I have.
【００１７】このような構成によると、回転子の凹極部
は透磁率の低い部分を介して固定子に対向するので、回
転子の断面の形状を円形にすることができる。これによ
り、回転子が回転するときに生じる風損を低減すること
ができる。According to such a configuration, since the concave pole portion of the rotor faces the stator via the portion having low magnetic permeability, the cross-sectional shape of the rotor can be made circular. Thereby, windage loss caused when the rotor rotates can be reduced.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞以下、本発明
の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の第１の実施形態の回転子部材８の断面図であ
る。回転子部材８は磁気異方性材料から成り、小判型形
状に形成されている。このように回転子部材８は小判型
形状であるので、２つの突極部５と凹極部６が幾何学的
に設けられた構造となっている。中心には回転軸を通す
ための円形の穴２０が開けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 2 is a sectional view of the rotor member 8 according to the first embodiment of the present invention. The rotor member 8 is made of a magnetically anisotropic material and is formed in an oval shape. As described above, the rotor member 8 has an oval shape, and thus has a structure in which two salient pole portions 5 and concave pole portions 6 are provided geometrically. A circular hole 20 for passing the rotation shaft is formed at the center.
【００１９】回転子部材８に書き込まれている直線は磁
束が通りやすい容易磁束方向を示す。容易磁束方向はｄ
軸方向である突極方向と同一となっている。そのため、
回転子部材８では突極方向を示す矢印ａの方向に磁束が
通りやすくなっている。一方、回転の中心からｑ軸方向
である矢印ｂの方向には磁束が通りにくくなっている。The straight line drawn on the rotor member 8 indicates the direction of the easy magnetic flux through which the magnetic flux easily passes. Easy magnetic flux direction is d
It is the same as the salient pole direction which is the axial direction. for that reason,
In the rotor member 8, the magnetic flux easily passes in the direction of the arrow a indicating the salient pole direction. On the other hand, it is difficult for the magnetic flux to pass in the direction of arrow b which is the q-axis direction from the center of rotation.
【００２０】そして、図２に示すように、回転子７は回
転子部材８を回転子軸方向に複数枚積層して構成されて
いる。回転子部材８は必要に応じてネジ、接着剤等で固
定される。モータは回転磁界を発生させる固定子（図示
せず）と回転子７とから成る。As shown in FIG. 2, the rotor 7 is constituted by laminating a plurality of rotor members 8 in the axial direction of the rotor. The rotor member 8 is fixed with a screw, an adhesive or the like as necessary. The motor includes a stator (not shown) for generating a rotating magnetic field and a rotor 7.
【００２１】回転子７は幾何学的突極構造による磁気突
極性に加え、磁気異方性による磁気突極性を備えている
ので、磁気突極比が大きくなる。そのため、ｄ軸インダ
クタンスとｑ軸インダクタンスの差が大きくなっている
ので、式（１）で表される発生トルクＴが大きくなる。
また、回転子部材８は径方向に異なる材質が重ね合わさ
った構造ではないので回転子７の強度が弱くなることが
ない。また、回転子の構造が複雑でないので製造コスト
も安くなる。Since the rotor 7 has magnetic saliency due to magnetic anisotropy in addition to the magnetic saliency due to the geometric salient pole structure, the magnetic salient pole ratio is increased. Therefore, since the difference between the d-axis inductance and the q-axis inductance is large, the generated torque T expressed by the equation (1) is large.
Further, since the rotor member 8 does not have a structure in which different materials are overlapped in the radial direction, the strength of the rotor 7 does not decrease. Further, since the structure of the rotor is not complicated, the manufacturing cost is reduced.
【００２２】＜第２の実施形態＞次に、本発明に第２の
実施形態について説明する。図３（ａ）は第２の実施形
態の回転子部材１０ａの断面図を示し、図３（ｂ）は第
２の実施形態の回転子部材１０ｂの断面図である。回転
子部材１０ａ、１０ｂは十字形に形成されており、中心
に回転軸を通すための円形の穴２０が開けられている。
回転子部材１０ａ、１０ｂには幾何学的に４つの突極部
１１ａ、１１ｂがある。そして、回転子部材１０ａ、１
０ｂはともに磁気異方性材料から成り、回転子部材１０
ａ、１０ｂに書き込まれている直線は容易磁束方向を示
す。回転子部材１０ａでの容易磁束方向は回転の中心か
ら突極部１１ａへの突極方向に一致する。回転子部材１
０ｂでの容易磁束方向は回転の中心から突極部１１ｂへ
の突極方向に一致する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A is a cross-sectional view of the rotor member 10a of the second embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the rotor member 10b of the second embodiment. The rotor members 10a and 10b are formed in a cross shape, and have a circular hole 20 at the center for passing a rotation shaft.
The rotor members 10a and 10b have four salient pole portions 11a and 11b geometrically. Then, the rotor members 10a, 1
0b are made of a magnetically anisotropic material,
The straight lines written in a and 10b indicate the directions of the easy magnetic flux. The direction of the easy magnetic flux in the rotor member 10a matches the direction of the salient pole from the center of rotation to the salient pole portion 11a. Rotor member 1
The easy magnetic flux direction at 0b matches the salient pole direction from the center of rotation to the salient pole portion 11b.
【００２３】そして、図４に示すように回転子９は回転
子部材１０ａと１０ｂを１枚ずつ交互に回転子軸方向に
積層して構成されている。回転子部材１０ａ、１０ｂは
必要に応じてネジ、接着剤等で固定されている。このよ
うに容易磁束方向が複数となるように回転子部材１０
ａ、１０ｂが積層されているので、どの突極方向にもそ
れぞれ磁束が通りやすくなっている。これにより、リラ
クンタンストルクが増大する。なお、３は回転軸であ
る。また、回転子９は回転子部材１０ａ、１０ｂを１枚
ずつ交互に積層したが、同一部材を２枚以上重ねて積層
するようにしてもよい。As shown in FIG. 4, the rotor 9 is constructed by alternately laminating rotor members 10a and 10b one by one in the axial direction of the rotor. The rotor members 10a and 10b are fixed with screws, adhesives, and the like as necessary. As described above, the rotor member 10 is so formed as to have a plurality of easy magnetic flux directions.
Since a and b are stacked, the magnetic flux can easily pass in any salient pole direction. Thereby, the reluctance torque increases. In addition, 3 is a rotation axis. Although the rotor 9 has the rotor members 10a and 10b alternately stacked one by one, two or more identical members may be stacked one upon another.
【００２４】＜第３の実施形態＞次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。図５（ａ）は第３の実施形
態の回転子部材１３ａの断面図であり、図５（ｂ）は第
３の実施形態の回転子部材１３ｂの断面図である。回転
子部材１３ａ、１３ｂは磁気異方性材料から成り、小判
型形状に形成されている。これにより、回転子部材１３
ａ、１３ｂには突極部５と凹極部６が設けられる。そし
て、中心には回転軸３（図６参照）を通すための穴２０
が開けられている。<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5A is a cross-sectional view of the rotor member 13a of the third embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the rotor member 13b of the third embodiment. The rotor members 13a and 13b are made of a magnetically anisotropic material and are formed in an oval shape. Thereby, the rotor member 13
The salient pole part 5 and the concave pole part 6 are provided in a and 13b. In the center, there is a hole 20 for passing the rotation shaft 3 (see FIG. 6).
Is open.
【００２５】回転子部材１３ａは容易磁束方向が突極方
向のｄ軸からある角度θａ度だけずれた第１の方向とな
るように形成されている。回転子部材１３ｂは容易磁束
方向が突極方向のｄ軸からある角度θｂ度だけずれた第
２の方向となるように形成されている。ただし、θａ＜
θｂである。なお、回転子部材１３ａ、１３ｂに書き込
まれている直線は容易磁束方向である。The rotor member 13a is formed such that the direction of the easy magnetic flux is shifted from the d-axis in the salient pole direction by a certain angle θa degrees in the first direction. The rotor member 13b is formed such that the direction of the easy magnetic flux is in the second direction shifted from the d-axis in the salient pole direction by a certain angle θb degrees. Where θa <
θb. The straight lines written on the rotor members 13a and 13b are in the easy magnetic flux direction.
【００２６】そして、図６に示すように、回転子１２は
回転子部材１３ａと回転子部材１３ｂを回転軸３の回転
子軸方向において隣接させている。回転子部材１３ａ、
１３ｂは必要に応じてネジ、接着剤等で固定されてい
る。これにより、回転子１２は容易磁束方向が第１部分
と第２部分で異なるため、回転子軸方向にスキューを加
えることと同様の効果を発揮し、トルクの脈動を低減す
る。As shown in FIG. 6, the rotor 12 has the rotor member 13a and the rotor member 13b adjacent to each other in the rotor axis direction of the rotating shaft 3. Rotor member 13a,
13b is fixed with a screw, an adhesive or the like as needed. As a result, since the rotor 12 has different easy magnetic flux directions in the first portion and the second portion, the same effect as adding skew in the rotor axial direction is exerted, and torque pulsation is reduced.
【００２７】＜第４の実施形態＞次に、図７（ａ）は上
記第１の実施形態の回転子７を示し、一方、図７（ｂ）
は第４の実施形態の回転子１４の積層形状図である。図
７（ａ）に示すように上記第１の実施形態の回転子７は
回転子部材８を複数枚積層したものであったが、第４の
実施形態では図７（ｂ）に示すように、回転子部材８を
１つ置きに間引きし、代わりに非磁性体材料を用いた非
磁性体部材１５を挿入した回転子１４としている。非磁
性体部材１５は回転子部材８と同様の小判型形状をして
いる。なお、図７において３は回転軸である。<Fourth Embodiment> Next, FIG. 7A shows the rotor 7 of the first embodiment, while FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a laminated shape of a rotor 14 according to a fourth embodiment. As shown in FIG. 7A, the rotor 7 of the first embodiment has a structure in which a plurality of rotor members 8 are stacked, but in the fourth embodiment, as shown in FIG. The rotor 14 is obtained by thinning out every other rotor member 8 and inserting a non-magnetic member 15 using a non-magnetic material instead. The nonmagnetic member 15 has the same oval shape as the rotor member 8. In FIG. 7, reference numeral 3 denotes a rotation axis.
【００２８】これにより、上記第１の実施形態では固定
子より与えられる磁束１６ａは図７（ａ）のように回転
子７に一様に与えられるが、本実施形態の回転子１４で
は固定子から与えられる磁束１６ｂは図７（ｂ）に示す
ように非磁性体部材１５を避けて回転子部材８の方に集
中する。そのため、回転子部材８を通過する磁束密度が
増加することになる。As a result, in the first embodiment, the magnetic flux 16a given by the stator is uniformly given to the rotor 7 as shown in FIG. 7 (a). As shown in FIG. 7B, the magnetic flux 16b provided by the magnetic field is concentrated on the rotor member 8 while avoiding the nonmagnetic member 15. Therefore, the magnetic flux density passing through the rotor member 8 increases.
【００２９】図８に示すように磁気異方性材料は磁束密
度がある程度増加した領域で磁気異方性により発生する
トルクが特に大きくなる特性をもっているので、第４の
実施形態のような回転子１４の構造とすることによって
回転子部材８に通る磁束１６ａの密度が大きくなり、大
きなトルクを発生させることができる。As shown in FIG. 8, the magnetic anisotropic material has a characteristic that the torque generated by the magnetic anisotropy becomes particularly large in a region where the magnetic flux density is increased to some extent. With the structure of 14, the density of the magnetic flux 16a passing through the rotor member 8 increases, and a large torque can be generated.
【００３０】＜第５の実施形態＞次に、本発明の第５の
実施形態について説明する。図９は本発明の第５の実施
形態の回転子部材２２の断面図である。回転子部材２２
は磁気異方性材料から成り、円形に形成されている。そ
して、内部に凹極部を設けるために２箇所に穴２３が打
ち抜かれており、中心に回転軸を通すための穴２０が開
けられている。打ち抜かれた穴２３には空気やアルミニ
ウム等の透磁率の低い材質で満たされる。これにより、
断面が円形であっても穴２３によって透磁率の低い部分
が凹極部６を形成し、その凹極部６の中間領域が突極部
５となる。回転子部材２２に書き込まれている直線は容
易磁束方向を示し、突極方向と同一方向となっている。<Fifth Embodiment> Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sectional view of a rotor member 22 according to a fifth embodiment of the present invention. Rotor member 22
Is made of a magnetically anisotropic material and is formed in a circular shape. Holes 23 are punched out at two places to provide a concave pole portion inside, and a hole 20 for passing a rotating shaft is formed at the center. The punched hole 23 is filled with a material having low magnetic permeability such as air or aluminum. This allows
Even if the cross section is circular, the portion having low magnetic permeability forms the concave pole portion 6 due to the hole 23, and an intermediate region of the concave pole portion 6 becomes the salient pole portion 5. The straight line written on the rotor member 22 indicates the easy magnetic flux direction, and is in the same direction as the salient pole direction.
【００３１】そして、図１０に示すように、回転子２１
は回転子部材２２を回転子軸方向に複数枚積層して構成
されている。回転子部材２２は必要に応じてネジ、接着
剤等で固定されている。Then, as shown in FIG.
Is formed by laminating a plurality of rotor members 22 in the rotor axial direction. The rotor member 22 is fixed with a screw, an adhesive or the like as necessary.
【００３２】上記第１の実施形態（図１）では回転子部
材８を小判型形状とすることによって幾何学的に２つの
突極部と凹極部を設けるようにしていたが、本実施形態
では回転子２１の内部に透磁率の低い部分を有するよう
にすることによって突極部５と凹極部６を設けているの
で回転子２１の断面は円形又は円形に近い形状とするこ
とができる。したがって、回転時に生じる風損を抑える
ことができる。In the first embodiment (FIG. 1), the rotor member 8 is formed in an oval shape so that two salient pole portions and concave pole portions are provided geometrically. Since the salient pole portion 5 and the concave pole portion 6 are provided by providing a portion having low magnetic permeability inside the rotor 21, the cross section of the rotor 21 can be circular or nearly circular. . Therefore, windage generated during rotation can be suppressed.
【００３３】以上、実施形態では、２極又は４極の回転
子について説明したが、本発明はこれらに限定されるも
のでなく、極数によらない構成となっている。そのと
き、構成が簡単なので多極化も容易である。また、本発
明はリラクタンストルクだけを利用するリラクタンスモ
ータの回転子だけでなく、直流モータのようにリラクタ
ンストルクに他のトルクを組み合わせて用いるモータの
回転子にも適用できる。In the above, the rotor having two poles or four poles has been described in the embodiment. However, the present invention is not limited to these, and has a configuration independent of the number of poles. At that time, since the configuration is simple, multipolarization is easy. Further, the present invention can be applied not only to a rotor of a reluctance motor using only reluctance torque, but also to a rotor of a motor using a combination of reluctance torque and another torque such as a DC motor.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の請求項１では、回転子材料とし
て磁気異方性材料を用いることによって回転子に磁気異
方性による磁気突極性をもたせているので、回転子の幾
何学的構造により発生するリラクタンストルクに加え、
磁気異方性エネルギーによりトルクが発生する。このと
き、容易磁束方向を突極方向としているので、発生トル
クの増大、効率の上昇が図れる。According to the first aspect of the present invention, since the rotor is provided with magnetic saliency due to magnetic anisotropy by using a magnetic anisotropic material as the rotor material, the geometric structure of the rotor is improved. In addition to the reluctance torque generated by
Torque is generated by magnetic anisotropic energy. At this time, since the direction of the easy magnetic flux is the salient pole direction, the generated torque and the efficiency can be increased.
【００３５】また、本発明の請求項２では、回転子が例
えば板状の回転子部材を回転子軸方向に積層して構成さ
れるので、回転によっても部材が飛散しにくく強度の強
い形態とすることができる。According to the second aspect of the present invention, the rotor is formed by laminating, for example, plate-like rotor members in the axial direction of the rotor. can do.
【００３６】また、本発明の請求項３では、磁束が通り
やすい方向が突極方向から第１の方向にずれた第１部分
と第２の方向にずれた第２部分が回転子軸方向に隣接し
て設けられているので、回転子にスキューを設けた場合
と同一効果が得られ、トルクの脈動が低減される。これ
により、トルクリプルの低減が図れる。According to the third aspect of the present invention, the first portion in which the direction in which the magnetic flux easily passes is shifted from the salient pole direction in the first direction and the second portion in the second direction is shifted in the rotor axial direction. Since the rotors are provided adjacent to each other, the same effect as in the case where the skew is provided on the rotor is obtained, and torque pulsation is reduced. Thereby, torque ripple can be reduced.
【００３７】また、本発明の請求項４では、磁気異方性
材料と非磁性体材料の部材が軸方向に積層されているの
で、固定子から与えられる磁束が磁気異方性材料の部材
に集中するようになる。そのため、磁気異方性により発
生するトルクが大きくなる。According to the fourth aspect of the present invention, since the members of the magnetic anisotropic material and the non-magnetic material are laminated in the axial direction, the magnetic flux given from the stator is applied to the members of the magnetic anisotropic material. Get focused. Therefore, the torque generated by the magnetic anisotropy increases.
【００３８】また、本発明の請求項５では、回転子の凹
極部は透磁率の低い部分で構成しているので回転子の断
面の形状を円形にすることができる。これによって回転
子の回転によって生じる風損の影響を小さくすることが
できる。According to the fifth aspect of the present invention, since the concave pole portion of the rotor is constituted by a portion having a low magnetic permeability, the cross section of the rotor can be made circular. Thereby, the influence of windage caused by the rotation of the rotor can be reduced.
【図１】 本発明の第１の実施形態の回転子部材８の断
面図。FIG. 1 is a sectional view of a rotor member 8 according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 その第１の実施形態の回転子７の積層形状
図。FIG. 2 is a diagram illustrating a laminated shape of a rotor 7 according to the first embodiment.
【図３】 本発明の第２の実施形態の回転子部材１０
ａ、１０ｂの断面図。FIG. 3 shows a rotor member 10 according to a second embodiment of the present invention.
Sectional drawing of a and 10b.
【図４】 その第２の実施形態の回転子９の積層形状
図。FIG. 4 is a diagram showing a laminated shape of a rotor 9 according to the second embodiment.
【図５】 本発明の第３の実施形態の回転子部材１３
ａ、１３ｂの断面図。FIG. 5 shows a rotor member 13 according to a third embodiment of the present invention.
Sectional drawing of a and 13b.
【図６】 その第３の実施形態の回転子１２の積層形状
図。FIG. 6 is a diagram illustrating a laminated shape of a rotor 12 according to the third embodiment.
【図７】 その回転子７と本発明の第４の実施形態の回
転子１４の積層形状図。FIG. 7 is a diagram showing a laminated shape of the rotor 7 and a rotor 14 according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】 その回転子７、１４の磁気異方性による発生
トルクの磁束密度依存性を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the magnetic flux density dependence of torque generated by the magnetic anisotropy of the rotors 7, 14.
【図９】 本発明の第５の実施形態の回転子部材２２
の断面図。FIG. 9 shows a rotor member 22 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG.
【図１０】 その第５の実施形態の回転子２１の積層形
状図。FIG. 10 is a diagram illustrating a laminated shape of a rotor 21 according to a fifth embodiment.
【図１１】 従来のリラクタンスモータの構成断面図。FIG. 11 is a sectional view of a configuration of a conventional reluctance motor.
１ 固定子 ２ 回転子 ３ 回転軸 ４ａ、４ｂ 空隙 ５ 突極部 ６ 凹極部 ７ 回転子 ８ 回転子部材 ９ 回転子 １０ａ、１０ｂ 回転子部材 １１ａ、１１ｂ 突極部 １２ 回転子 １３ａ、１３ｂ 回転子部材 １４ 回転子 １５ 非磁性体部材 １６ａ、１６ｂ 磁束 ２０ 穴 ２１ 回転子 ２２ 回転子部材 ２３ 穴 Ｌｄ ｄ軸インダクタンス Ｌｑ ｑ軸インダクタンス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Rotor 3 Rotation axis 4a, 4b Air gap 5 Salient pole part 6 Concave pole part 7 Rotor 8 Rotor member 9 Rotor 10a, 10b Rotor member 11a, 11b Salient pole part 12 Rotor 13a, 13b Rotation Slave member 14 Rotor 15 Non-magnetic member 16a, 16b Magnetic flux 20 hole 21 Rotor 22 Rotor member 23 hole Ld d-axis inductance Lq q-axis inductance
Claims (5)
られることによって回転軸に発生するリラクタンストル
クを利用するモータの回転子において、 磁束が通りやすい方向をもつ磁気異方性材料から成り、
前記方向を前記回転子の突極方向としていることを特徴
とするリラクタンストルクを利用するモータの回転子。1. A rotor for a motor having salient pole portions and concave pole portions and utilizing reluctance torque generated on a rotating shaft when a rotating magnetic field is applied, wherein a magnetic anisotropy having a direction in which a magnetic flux easily passes is provided. Made of materials,
A motor rotor using reluctance torque, wherein the direction is a salient pole direction of the rotor.
を軸方向に積層して成ることを特徴とする請求項１に記
載の回転子。2. The rotor according to claim 1, wherein a plurality of rotor members of the magnetic anisotropic material are laminated in an axial direction.
られることによって回転軸に発生するリラクタンストル
クを利用するモータの回転子において、 磁束が通りやすい方向をもつ磁気異方性材料で形成され
ているとともに、前記方向が突極方向から第１の方向に
ずれている第１部分と第２の方向にずれている第２部分
とから成り、第１部分と第２部分は回転子軸上において
隣接していることを特徴とするリラクタンストルクを利
用するモータの回転子。3. A rotor for a motor having salient pole portions and concave pole portions and utilizing a reluctance torque generated on a rotating shaft when a rotating magnetic field is applied, wherein a magnetic anisotropy having a direction in which magnetic flux easily passes is provided. The first and second portions are formed of a material and include a first portion in which the direction is shifted from the salient pole direction in a first direction and a second portion in which the direction is shifted in a second direction. A rotor for a motor utilizing reluctance torque, which is adjacent on a rotor axis.
料の部材を軸方向に積層して成ることを特徴とする請求
項１又は請求項３に記載の回転子。4. The rotor according to claim 1, wherein a member made of the magnetic anisotropic material and a member made of a non-magnetic material are laminated in the axial direction.
る側に透磁率の低い部分を有することを特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載の回転子。5. The rotor according to claim 1, wherein a cross section is circular, and a portion having a low magnetic permeability is provided on a side on which the concave pole portion is formed.
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|---|---|---|---|
| JP00720699A JP3510808B2 (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Motor rotor using reluctance torque |
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|---|---|
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Cited By (2)
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| JP2016192841A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社Ihi | Switched reluctance rotating machine |
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1999
- 1999-01-14 JP JP00720699A patent/JP3510808B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3510808B2 (en) | 2004-03-29 |
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