JP2000209827A - Ｐｍモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タ - Google Patents
Ｐｍモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タInfo
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータのコンパクト化が可能なＰＭモータを
提供すること。 【解決手段】 集中巻の巻線を有するステータと磁石を
有するロータを備えた３相同期モータにおいて、巻線が
ステータの一つの歯毎に集中巻になっていて、それとロ
ータ内に磁石を有するロータとを組み合わせたＰＭモー
タとする。なお、該集中巻ステータは、ギャップの磁束
密度分布が正弦波なることがわかっているロータを用い
て、誘導起電力波形が正弦波になるようにしたものとす
る。
提供すること。 【解決手段】 集中巻の巻線を有するステータと磁石を
有するロータを備えた３相同期モータにおいて、巻線が
ステータの一つの歯毎に集中巻になっていて、それとロ
ータ内に磁石を有するロータとを組み合わせたＰＭモー
タとする。なお、該集中巻ステータは、ギャップの磁束
密度分布が正弦波なることがわかっているロータを用い
て、誘導起電力波形が正弦波になるようにしたものとす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータあるいはジ
ェネレータとして用いられる３相同期モータに関し、特
に、電気自動車のモータあるいはジェネレータに好適な
ＰＭモータに関するものである。
ェネレータとして用いられる３相同期モータに関し、特
に、電気自動車のモータあるいはジェネレータに好適な
ＰＭモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＭモータは、幅広い産業分野で使用さ
れている。そのなかで、特に電気自動車では、走行距離
を延ばす必要性から高効率なモータが要求されている。
また、主動力にエンジンを使用し、補助動力にモータを
使用することによって燃費の向上等を図ったハイブリッ
ド電気自動車の開発も進められており、そこで要求され
るモータも高効率なものである。電気自動車用のモータ
としては、例えば、永久磁石式同期モータ（ＰＭモー
タ）が開発されており、運転領域によっては効率９０％
以上が達成されている。
れている。そのなかで、特に電気自動車では、走行距離
を延ばす必要性から高効率なモータが要求されている。
また、主動力にエンジンを使用し、補助動力にモータを
使用することによって燃費の向上等を図ったハイブリッ
ド電気自動車の開発も進められており、そこで要求され
るモータも高効率なものである。電気自動車用のモータ
としては、例えば、永久磁石式同期モータ（ＰＭモー
タ）が開発されており、運転領域によっては効率９０％
以上が達成されている。
【０００３】また、電気自動車に用いるモータは、高効
率ばかりでなくコンパクトで軽いことも重要である。コ
ンパクト化を達成するには、ステータの巻線を分布巻か
ら集中巻にする技術があり、一部のモータでは既に採用
されている。さらに、磁場解析を使ったステータやロー
タの最適形状の追求もなされており、このほか、磁石適
用技術の開発、鉄損の解析、銅損の解析および熱の解析
等も追求されている。
率ばかりでなくコンパクトで軽いことも重要である。コ
ンパクト化を達成するには、ステータの巻線を分布巻か
ら集中巻にする技術があり、一部のモータでは既に採用
されている。さらに、磁場解析を使ったステータやロー
タの最適形状の追求もなされており、このほか、磁石適
用技術の開発、鉄損の解析、銅損の解析および熱の解析
等も追求されている。
【０００４】インバータで駆動される永久磁石同期電動
機（ＰＭモータ、ブラシレスＤＣモータ）は、保守性、
制御性、耐環境性に優れ、高効率、高力率運転が可能で
あるため広く用いられている。さらに、高効率化、性能
向上を目指して、モータの構造設計および駆動システム
について活発な研究がなされている。中でもモータの磁
気的な突極性により発生するリラクタンストルクも利用
できるリラクタンストルク併用ＰＭモータが注目されて
いる。
機（ＰＭモータ、ブラシレスＤＣモータ）は、保守性、
制御性、耐環境性に優れ、高効率、高力率運転が可能で
あるため広く用いられている。さらに、高効率化、性能
向上を目指して、モータの構造設計および駆動システム
について活発な研究がなされている。中でもモータの磁
気的な突極性により発生するリラクタンストルクも利用
できるリラクタンストルク併用ＰＭモータが注目されて
いる。
【０００５】最近の関連する研究内容の一例として、
“平成８年電気学会産業応用部門全国大会『Ｓ．１２−
３ リラクタンストルク併用ＰＭモータと駆動システ
ム』（森本等）”があげられる。
“平成８年電気学会産業応用部門全国大会『Ｓ．１２−
３ リラクタンストルク併用ＰＭモータと駆動システ
ム』（森本等）”があげられる。
【０００６】従来におけるモータの具体例を、図６に示
す。ロータ表面に磁石のあるＳＰＭブラシレスＤＣモー
タの断面である。また、図７は、ロータの構造図であ
る。図７（ｂ）は表面磁石式（ＳＰＭ）の構造例であ
り、（ａ）は磁石がロータの内部にある内部磁石式（Ｉ
ＰＭ）の構造例である。また、図８は、ＩＰＭモータの
断面構造例を示す図である。ＩＰＭであると、上記した
ように、リラクタンストルクの利用が可能となる。
す。ロータ表面に磁石のあるＳＰＭブラシレスＤＣモー
タの断面である。また、図７は、ロータの構造図であ
る。図７（ｂ）は表面磁石式（ＳＰＭ）の構造例であ
り、（ａ）は磁石がロータの内部にある内部磁石式（Ｉ
ＰＭ）の構造例である。また、図８は、ＩＰＭモータの
断面構造例を示す図である。ＩＰＭであると、上記した
ように、リラクタンストルクの利用が可能となる。
【０００７】図６及び図８におけるステータは、ステー
タのスロット数が多く、かつ、ロータの極数からも明ら
かにわかるように分布巻である。分布巻の場合は、電磁
鋼板を打ち抜いて一枚のステータの形状のものを作り、
それを積層する。そして、それに巻線する。巻線は、予
め巻いたものをステータの開口部からスロット内に収め
ていく。従って、巻線の占積率が上げられない。また、
巻線工程が手間のかかる工程となっている。また、径方
向の寸法をつめるのには自ずと制限が出てくる。さら
に、エンドコイル部がどうしても長くなり、長手方向の
小型化の障害にもなっている。
タのスロット数が多く、かつ、ロータの極数からも明ら
かにわかるように分布巻である。分布巻の場合は、電磁
鋼板を打ち抜いて一枚のステータの形状のものを作り、
それを積層する。そして、それに巻線する。巻線は、予
め巻いたものをステータの開口部からスロット内に収め
ていく。従って、巻線の占積率が上げられない。また、
巻線工程が手間のかかる工程となっている。また、径方
向の寸法をつめるのには自ずと制限が出てくる。さら
に、エンドコイル部がどうしても長くなり、長手方向の
小型化の障害にもなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、既に言及し
たように、ＩＰＭモータにおいてはステータの巻線には
分布巻が採用されている。分布巻であると、巻線の占積
率が上げられない等の理由のため、コンパクト化の障害
となっている。また、巻線作業も大変であったり、分割
コア技術が使えないため、結果的に、電磁鋼板の歩留ま
りも上げられない、等の課題があった。本発明は、ＩＰ
Ｍモータのこれらの課題を解決するためになされたもの
である。
たように、ＩＰＭモータにおいてはステータの巻線には
分布巻が採用されている。分布巻であると、巻線の占積
率が上げられない等の理由のため、コンパクト化の障害
となっている。また、巻線作業も大変であったり、分割
コア技術が使えないため、結果的に、電磁鋼板の歩留ま
りも上げられない、等の課題があった。本発明は、ＩＰ
Ｍモータのこれらの課題を解決するためになされたもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】集中巻を採用できないか
と考えた。理論的には、ＩＰＭモータは分布巻の巻線で
ないと成立しないことになっている。ＩＰＭ理論が、巻
線の正弦波分布を仮定した正弦波理論に立脚しているか
らでる。また、従来の誘導モータのステータは分布巻に
なっていて、誘導モータの技術をそのまま採用できたと
いう、技術的な背景もあったのであろう。そのため、集
中巻の検討は積極的になされてこなかったようである。
と考えた。理論的には、ＩＰＭモータは分布巻の巻線で
ないと成立しないことになっている。ＩＰＭ理論が、巻
線の正弦波分布を仮定した正弦波理論に立脚しているか
らでる。また、従来の誘導モータのステータは分布巻に
なっていて、誘導モータの技術をそのまま採用できたと
いう、技術的な背景もあったのであろう。そのため、集
中巻の検討は積極的になされてこなかったようである。
【００１０】そこで、集中巻で成立させるための技術検
討を鋭意行い、技術課題を解決し、本発明に到達したわ
けである。
討を鋭意行い、技術課題を解決し、本発明に到達したわ
けである。
【００１１】本発明の作用を説明する。本発明に係わる
モータでは、リラクタンストルクを併用できるコンパク
トなモータとなるから、高トルクなモータが得られる。
従来技術では、この種のモータは分布巻を採用せざるを
得なかったので、コンパクト化には限界があったわけで
ある。
モータでは、リラクタンストルクを併用できるコンパク
トなモータとなるから、高トルクなモータが得られる。
従来技術では、この種のモータは分布巻を採用せざるを
得なかったので、コンパクト化には限界があったわけで
ある。
【００１２】本発明の効果を説明する。集中巻を使うの
で、分割コア技術が採用でき、モータのコンパクト化が
可能となる。また、あわせて、巻線作業が楽になるとい
う優れた効果もある。
で、分割コア技術が採用でき、モータのコンパクト化が
可能となる。また、あわせて、巻線作業が楽になるとい
う優れた効果もある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるＰＭモータの
実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。技術
的な説明の前に、まず本実施の形態の構成を説明する。
図１に、本実施の形態を示す。試作して性能を確認した
モータの断面構造図である。
実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。技術
的な説明の前に、まず本実施の形態の構成を説明する。
図１に、本実施の形態を示す。試作して性能を確認した
モータの断面構造図である。
【００１４】ステータは１２極である。ステータの歯の
すべてに集中巻がされている。なお、単に集中巻という
とステータのスロット間をわたる巻線がある集中巻も含
まれるが、本発明の集中巻はそれを含んでいないので、
念のため言明しておく。径が１．２ｍｍのマグネットワ
イヤを使用し、５４ターンになっている。分割コア技術
を使いステータを作製している。内径が５２ｍｍ、外径
が１０８ｍｍである。
すべてに集中巻がされている。なお、単に集中巻という
とステータのスロット間をわたる巻線がある集中巻も含
まれるが、本発明の集中巻はそれを含んでいないので、
念のため言明しておく。径が１．２ｍｍのマグネットワ
イヤを使用し、５４ターンになっている。分割コア技術
を使いステータを作製している。内径が５２ｍｍ、外径
が１０８ｍｍである。
【００１５】図２は、分割コアの一つのコマの構成図で
ある。電磁鋼板は０．３５ｍｍのものを用いた。商品名
は、『３５Ｈ３００』である。これを３４２枚重ねたも
のが、一つの極である。巻線した後、レーザー溶接によ
り組み立て、ステータとした。積み厚さは１１９．７ｍ
ｍである。
ある。電磁鋼板は０．３５ｍｍのものを用いた。商品名
は、『３５Ｈ３００』である。これを３４２枚重ねたも
のが、一つの極である。巻線した後、レーザー溶接によ
り組み立て、ステータとした。積み厚さは１１９．７ｍ
ｍである。
【００１６】図１を用いて、寸法の説明をする。Ｒａｄ
Ｓｈはモータ軸の半径で、１０ｍｍである。Ｌｍは磁石
の厚さ、Ｒａｄ１はロータの半径、Ｒａｄ３はステータ
の外半径、Ｌｓｔｋは積み厚さ、Ｇａｐはギャップで
０．６５ｍｍ、ＢｅｔａＭは後述、ＳＤはステータの歯
の平行部長さで１９．５ｍｍ、ＳＯは開口部の寸法で
１．１ｍｍ、ＴＷＳはステータの歯の幅で８．２ｍｍ、
ＴＧＤは開口部の深さで１．０ｍｍ（ＳＯの平行部での
寸法）、ＴＧＡＮＧは歯の方の角度で４４．５度であ
る。また、ｂｒｉｄｇｅ，ｗｅｂ，ＭａｇＷｉｄは後述
する。（図２及び後出の図３も参照のこと。）
Ｓｈはモータ軸の半径で、１０ｍｍである。Ｌｍは磁石
の厚さ、Ｒａｄ１はロータの半径、Ｒａｄ３はステータ
の外半径、Ｌｓｔｋは積み厚さ、Ｇａｐはギャップで
０．６５ｍｍ、ＢｅｔａＭは後述、ＳＤはステータの歯
の平行部長さで１９．５ｍｍ、ＳＯは開口部の寸法で
１．１ｍｍ、ＴＷＳはステータの歯の幅で８．２ｍｍ、
ＴＧＤは開口部の深さで１．０ｍｍ（ＳＯの平行部での
寸法）、ＴＧＡＮＧは歯の方の角度で４４．５度であ
る。また、ｂｒｉｄｇｅ，ｗｅｂ，ＭａｇＷｉｄは後述
する。（図２及び後出の図３も参照のこと。）
【００１７】ロータの詳細構造の説明を、図３に示す。
同図は４極であるが、実際にはこの構造で８極としてい
る。同上の電磁鋼板を同じ枚数重ね、磁石を挿入してい
る。使用磁石はＮｄ磁石で、幅１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、
長さは１１９．７ｍｍとした。実際には、磁石を３個な
らべている。商品名は、『Ｎｅｏｍａｘ３５ＥＨ』であ
る。
同図は４極であるが、実際にはこの構造で８極としてい
る。同上の電磁鋼板を同じ枚数重ね、磁石を挿入してい
る。使用磁石はＮｄ磁石で、幅１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、
長さは１１９．７ｍｍとした。実際には、磁石を３個な
らべている。商品名は、『Ｎｅｏｍａｘ３５ＥＨ』であ
る。
【００１８】図３を用いて、詳細寸法を説明する。Ｍａ
ｇＷｉｄは磁石の幅、Ｌｍは磁石の厚さ、ＢｅｔａＭは
電気角での角度であって、ここでは１４０度とした（実
際の角度は３５度である）。Ｒａｄ１はロータの半径で
あって２５．３５ｍｍとした。また、ｂｒｉｄｇｅは１
ｍｍ、ｗｅｂは２ｍｍとした。
ｇＷｉｄは磁石の幅、Ｌｍは磁石の厚さ、ＢｅｔａＭは
電気角での角度であって、ここでは１４０度とした（実
際の角度は３５度である）。Ｒａｄ１はロータの半径で
あって２５．３５ｍｍとした。また、ｂｒｉｄｇｅは１
ｍｍ、ｗｅｂは２ｍｍとした。
【００１９】図４は、巻線の結線図である。ＡがＵ相、
ＢがＶ相、ＣがＷ相であって、Ｙ結線である。４極分が
並列になっている。
ＢがＶ相、ＣがＷ相であって、Ｙ結線である。４極分が
並列になっている。
【００２０】図５は、性能試験に用いた実験装置を示す
図である。エンコーダからの位置信号をもとに、ｄ軸，
ｑ軸電流を演算し、電流制御回路およびＰＷＭインバー
タでｕ，ｖ，ｗ電流を発生させてモータを回す、よく知
られた通常の方法である。また、ｕ相の電流波形とｕｖ
相間電圧波形も測れるようにしている。ＦＦＴアナライ
ザは、電流、電圧の基本波の振幅および位相を知るため
のものである。また、モータの効率を測定するためにパ
ワーメータも備えてある。
図である。エンコーダからの位置信号をもとに、ｄ軸，
ｑ軸電流を演算し、電流制御回路およびＰＷＭインバー
タでｕ，ｖ，ｗ電流を発生させてモータを回す、よく知
られた通常の方法である。また、ｕ相の電流波形とｕｖ
相間電圧波形も測れるようにしている。ＦＦＴアナライ
ザは、電流、電圧の基本波の振幅および位相を知るため
のものである。また、モータの効率を測定するためにパ
ワーメータも備えてある。
【００２１】さて、まず２次元の磁場解析により、特性
を確認しながら、以上の諸寸法に設計した。次に、試作
して性能を確認した。ところで、磁場解析の結果と実際
の試作モータでの試験結果は、ほぼ一致していることが
確認できた。
を確認しながら、以上の諸寸法に設計した。次に、試作
して性能を確認した。ところで、磁場解析の結果と実際
の試作モータでの試験結果は、ほぼ一致していることが
確認できた。
【００２２】電流を流さないときの誘導起電力波形（マ
グネットのみの磁束による）は、多少ひずんでいたが、
ほぼ正弦波とみなせる波形であった。１０００ｒｐｍで
のＬｄは０．９７９ｍＨ／ｐｈ、Ｌｑは１．８５０ｍＨ
／ｐｈであって、突極比は１．８９となっていた。これ
らは、振幅が１Ａの正弦波電流に対して実験により求め
た値である。
グネットのみの磁束による）は、多少ひずんでいたが、
ほぼ正弦波とみなせる波形であった。１０００ｒｐｍで
のＬｄは０．９７９ｍＨ／ｐｈ、Ｌｑは１．８５０ｍＨ
／ｐｈであって、突極比は１．８９となっていた。これ
らは、振幅が１Ａの正弦波電流に対して実験により求め
た値である。
【００２３】振幅１Ａで、電流位相を約２０度進めたと
き、トルクが最大であって、０．１９Ｎｍであった。こ
のときのマグネットトルクはそれの約半分と見積もれ
た。また、１０００ｒｐｍでの効率も約８０％をうわま
っていた。
き、トルクが最大であって、０．１９Ｎｍであった。こ
のときのマグネットトルクはそれの約半分と見積もれ
た。また、１０００ｒｐｍでの効率も約８０％をうわま
っていた。
【００２４】トルクリップルは、磁場解析ではピークト
ルクに対して幅で約１０％であったが、試作モータでは
それより緩和されていて、ほとんど問題ないレベルにな
っていた。
ルクに対して幅で約１０％であったが、試作モータでは
それより緩和されていて、ほとんど問題ないレベルにな
っていた。
【００２５】なお、以上の試作モータはベスト設計を追
求したものではない。原理確認の段階のものという位置
づけのものである。すなわち、ロータ構造を改良して突
極比を上げれば、さらに高トルク化が可能なことはいう
までもない。ちなみに、試作モータでは、ギャップは
０．６５ｍｍであるが、これをもう少しつめるだけでも
トルクの向上は確実に図れるわけである。以上で、実施
の形態の説明を終了とし、以降では、集中巻ステータの
構造検討に関して述べる。
求したものではない。原理確認の段階のものという位置
づけのものである。すなわち、ロータ構造を改良して突
極比を上げれば、さらに高トルク化が可能なことはいう
までもない。ちなみに、試作モータでは、ギャップは
０．６５ｍｍであるが、これをもう少しつめるだけでも
トルクの向上は確実に図れるわけである。以上で、実施
の形態の説明を終了とし、以降では、集中巻ステータの
構造検討に関して述べる。
【００２６】本発明のＰＭモータは、集中巻ステータ＋
ＩＰＭロータである。何故、従来技術にこの構造のモー
タがなかったのか、その理由は、理論的に正弦波分布
巻である必要があるため、従来の誘導モータが分布巻
のステータを使っていたため、等が大きな理由と考えら
れる。
ＩＰＭロータである。何故、従来技術にこの構造のモー
タがなかったのか、その理由は、理論的に正弦波分布
巻である必要があるため、従来の誘導モータが分布巻
のステータを使っていたため、等が大きな理由と考えら
れる。
【００２７】集中巻ステータを使えない技術的な壁は
にある。集中巻の場合、電流を流さずに、磁石をもった
ロータを回転させたときの誘導起電力波形は普通は台形
波となってしまう。ブラシレスＤＣモータの場合は、こ
れが好都合なことは周知なことである。
にある。集中巻の場合、電流を流さずに、磁石をもった
ロータを回転させたときの誘導起電力波形は普通は台形
波となってしまう。ブラシレスＤＣモータの場合は、こ
れが好都合なことは周知なことである。
【００２８】ところで、は、磁石をもったロータの場
合、電流を流していないときの誘導起電力波形が正弦波
となることと等価である。すなわち、誘導起電力波形が
集中巻でも正弦波に近い波形のステータにすればよいは
ずである、と考えた。それにはどんなロータを用いて検
討を進めればよいのであろうか。その答えは、“ギャッ
プでの磁束密度分布が正弦波となるようなロータ（磁石
をもったロータ）”である。それを実現する技術は、幸
いなことに確立されている。その一例は、例えば、
“『永久磁石磁気回路の設計・特性計算法、パソコンＢ
ＡＳＩＣプログラミング、II活用編』（大川光吉著，総
合電子リサーチ，１９８７，第３編）”に詳しく述べら
れている。
合、電流を流していないときの誘導起電力波形が正弦波
となることと等価である。すなわち、誘導起電力波形が
集中巻でも正弦波に近い波形のステータにすればよいは
ずである、と考えた。それにはどんなロータを用いて検
討を進めればよいのであろうか。その答えは、“ギャッ
プでの磁束密度分布が正弦波となるようなロータ（磁石
をもったロータ）”である。それを実現する技術は、幸
いなことに確立されている。その一例は、例えば、
“『永久磁石磁気回路の設計・特性計算法、パソコンＢ
ＡＳＩＣプログラミング、II活用編』（大川光吉著，総
合電子リサーチ，１９８７，第３編）”に詳しく述べら
れている。
【００２９】そこで、ここでは、この技術でロータを磁
場解析上でつくり、それをもとに集中巻のステータ構造
を磁場解析上で検討することとした。ロータは、かまご
こ状の平行着磁された磁石をロータ表面に並べたもので
ある。具体的には、半径２２ｍｍのロータ鉄の上に内半
径が２２ｍｍ、外半径が１４ｍｍで、最大厚さが３．３
５ｍｍ、高さが４．５ｍｍ、幅が１６．５ｍｍのかまぼ
こ状磁石を８個並べたものである。着磁は、平行着磁で
高さ方向である。Ｎ，Ｓ交互に並べる。
場解析上でつくり、それをもとに集中巻のステータ構造
を磁場解析上で検討することとした。ロータは、かまご
こ状の平行着磁された磁石をロータ表面に並べたもので
ある。具体的には、半径２２ｍｍのロータ鉄の上に内半
径が２２ｍｍ、外半径が１４ｍｍで、最大厚さが３．３
５ｍｍ、高さが４．５ｍｍ、幅が１６．５ｍｍのかまぼ
こ状磁石を８個並べたものである。着磁は、平行着磁で
高さ方向である。Ｎ，Ｓ交互に並べる。
【００３０】磁石の外半径、幅は磁場解析で決めた。そ
の際のステータは、スロットのないものを使用した。ギ
ャップは０．６５ｍｍにとった（最終的にギャップをこ
の寸法にすることを念頭においているため）。
の際のステータは、スロットのないものを使用した。ギ
ャップは０．６５ｍｍにとった（最終的にギャップをこ
の寸法にすることを念頭においているため）。
【００３１】このロータをもとに、ステータの構造を検
討した。具体的には、スロットの形である。歯の頭の
形、開口部の大きさ（寸法）、バックヨーク部の形が誘
導起電力波形に影響していることがわかった。この検討
の結果、上述したステータの形状および寸法で、ほぼ理
想に近い正弦波の誘導起電力を得ることができた。
討した。具体的には、スロットの形である。歯の頭の
形、開口部の大きさ（寸法）、バックヨーク部の形が誘
導起電力波形に影響していることがわかった。この検討
の結果、上述したステータの形状および寸法で、ほぼ理
想に近い正弦波の誘導起電力を得ることができた。
【００３２】このステータをもとにＩＰＭロータを設計
したものが、上述した実施の形態のモータである。本発
明の技術の肝は、上記説明からも明らかなように、集中
巻ステータの検討方法にある。ただ単に集中巻ステータ
とＩＰＭロータを組み合わせたのでは、トルクリップル
の大きなモータになってしまい、なめらかに回転しない
モータとなってしまうことになる。逆にこのことが、こ
れまでにＩＰＭモータで集中巻ステータが使われなかっ
た理由でもある。
したものが、上述した実施の形態のモータである。本発
明の技術の肝は、上記説明からも明らかなように、集中
巻ステータの検討方法にある。ただ単に集中巻ステータ
とＩＰＭロータを組み合わせたのでは、トルクリップル
の大きなモータになってしまい、なめらかに回転しない
モータとなってしまうことになる。逆にこのことが、こ
れまでにＩＰＭモータで集中巻ステータが使われなかっ
た理由でもある。
【００３３】上記説明の中からも明らかなように、本技
術は上記実施の形態に限定されるものではない。すなわ
ち、請求項に含まれる内容に関するものをすべて包含す
るわけである。
術は上記実施の形態に限定されるものではない。すなわ
ち、請求項に含まれる内容に関するものをすべて包含す
るわけである。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のような特徴をもつ構成と
しているため、本発明による技術を用いれば集中巻ステ
ータが使えるので、分割コア技術が適用でき、その技術
のメリットがそのまま活かせるわけである。すなわち、
モータのコンパクト化等が図れるわけである。また、従
来の分布巻ステータでは、大きな一枚の電磁鋼板からス
テータ一枚を打ち抜かねばならないので、電磁鋼板の歩
留まりが上げられないという問題があるが、分割コア技
術により、電磁鋼板の歩留まり向上も図れるという優れ
た効果もあるわけである。
しているため、本発明による技術を用いれば集中巻ステ
ータが使えるので、分割コア技術が適用でき、その技術
のメリットがそのまま活かせるわけである。すなわち、
モータのコンパクト化等が図れるわけである。また、従
来の分布巻ステータでは、大きな一枚の電磁鋼板からス
テータ一枚を打ち抜かねばならないので、電磁鋼板の歩
留まりが上げられないという問題があるが、分割コア技
術により、電磁鋼板の歩留まり向上も図れるという優れ
た効果もあるわけである。
【図１】本発明によるＰＭモータの断面構造図である。
【図２】分割コアの一つのコマの構成図である。
【図３】ロータの詳細構造の説明図である。
【図４】巻線の結線図である。
【図５】ＩＰＭモータの性能試験に用いた実験装置を示
す図である。
す図である。
【図６】従来のブラシレスＤＣモータの断面図である。
【図７】ロータの構造図であり、（ａ）はＩＰＭ構造
例、（ｂ）はＳＰＭ構造例である。
例、（ｂ）はＳＰＭ構造例である。
【図８】ＩＰＭモータの構造図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB07 AC10 AD04 AE07 AE08 5H603 AA01 AA09 BB01 BB02 BB09 BB12 CA01 CA05 CB02 CB05 CC04 CC11 CD01 CE01 CE13 5H621 AA03 GA01 GA04 GA16 HH01 JK05 5H622 AA03 CA02 CA07 CA13 CA14 CB04 CB05 PP03 PP10 PP11
Claims (8)
- 【請求項１】 集中巻の巻線を有するステータと磁石を
有するロータを備えた３相同期モータにおいて、 前記巻線が前記ステータの一つの歯毎に集中巻になって
いて、それとロータ内に磁石を有する前記ロータとを組
み合わせたことを特徴とするＰＭモータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＰＭモータにおいて、 前記ステータの作り方が分割コア方式であることを特徴
とするＰＭモータ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のＰＭモータに
おいて、 前記ステータの極数が１２極、前記ロータの極数が８極
であることを特徴とするＰＭモータ。 - 【請求項４】 ギャップの磁束密度分布が正弦波なるこ
とがわかっているロータを用いて、誘導起電力波形が正
弦波になるようにすることを特徴とする集中巻ステー
タ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の集中巻ステータにおい
て、 平行磁着された、かまぼこ形状の磁石がロータ表面に並
んだ前記ロータを用いることを特徴とする集中巻ステー
タ。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載の集中巻ステー
タにおいて、 前記集中巻ステータは、磁場解析により構造が検討され
ることを特徴とする集中巻ステータ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の集中巻ステータにおい
て、 前記磁場解析の方法は、２次元の磁場解析であることを
特徴とする集中巻ステータ。 - 【請求項８】 請求項１乃至３のいずれかに記載のＰＭ
モータにおいて、 前記集中巻ステータは、請求項４乃至７のいずれかに記
載の集中巻ステータを用いることを特徴とするＰＭモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008797A JP2000209827A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ｐｍモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008797A JP2000209827A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ｐｍモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209827A true JP2000209827A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11702868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008797A Pending JP2000209827A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ｐｍモ―タおよびこれに用いられる集中巻ステ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209827A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003088071A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | リラクタンス型回転電機 |
| JP2005312182A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Denso Corp | 回転電機の集中巻き型ステータコイル |
| US7191972B2 (en) | 2001-09-06 | 2007-03-20 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co. Kg | Belt retractor |
| DE102013206787A1 (de) * | 2013-04-16 | 2014-10-16 | Efficient Energy Gmbh | Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors |
| CN107332370A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-07 | 苏州德迈科电机技术有限公司 | 一种智能装备用高性能永磁同步伺服电机的磁路结构 |
| CN107994705A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-05-04 | 营口万意达智能装备科技有限公司 | 一种转子磁钢支架 |
| US10468953B2 (en) | 2014-08-25 | 2019-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor, compressor, and refrigerating cycle apparatus |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP11008797A patent/JP2000209827A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003088071A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | リラクタンス型回転電機 |
| US7191972B2 (en) | 2001-09-06 | 2007-03-20 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co. Kg | Belt retractor |
| JP4619585B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2011-01-26 | 株式会社東芝 | リラクタンス型回転電機 |
| JP2005312182A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Denso Corp | 回転電機の集中巻き型ステータコイル |
| DE102013206787A1 (de) * | 2013-04-16 | 2014-10-16 | Efficient Energy Gmbh | Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors |
| US10256686B2 (en) | 2013-04-16 | 2019-04-09 | Efficient Energy Gmbh | Rotor and method for producing a rotor |
| US10468953B2 (en) | 2014-08-25 | 2019-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor, compressor, and refrigerating cycle apparatus |
| CN107332370A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-07 | 苏州德迈科电机技术有限公司 | 一种智能装备用高性能永磁同步伺服电机的磁路结构 |
| CN107994705A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-05-04 | 营口万意达智能装备科技有限公司 | 一种转子磁钢支架 |
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| A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |