JP2001086670A - 自己始動形永久磁石式同期電動機 - Google Patents
自己始動形永久磁石式同期電動機Info
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- JP2001086670A JP2001086670A JP25703499A JP25703499A JP2001086670A JP 2001086670 A JP2001086670 A JP 2001086670A JP 25703499 A JP25703499 A JP 25703499A JP 25703499 A JP25703499 A JP 25703499A JP 2001086670 A JP2001086670 A JP 2001086670A
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- starting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自己始動形永久磁石式同期電動機の始動から
同期運転に入るときの同期引き込み性の良化を図る。 【解決手段】 回転子鉄心５の積厚ＬR1を固定子鉄心２
の積厚ＬS1よりも小さくして始動用かご形導体の抵抗値
を下げることにより、始動中の最大トルク時の回転数を
高くして良好な同期引き込み性を得る。
同期運転に入るときの同期引き込み性の良化を図る。 【解決手段】 回転子鉄心５の積厚ＬR1を固定子鉄心２
の積厚ＬS1よりも小さくして始動用かご形導体の抵抗値
を下げることにより、始動中の最大トルク時の回転数を
高くして良好な同期引き込み性を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍冷蔵機器用お
よび空調機器用の電動圧縮機や一般産業用に使用される
自己始動形永久磁石式同期電動機に関するものである。
よび空調機器用の電動圧縮機や一般産業用に使用される
自己始動形永久磁石式同期電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自己始動形永久磁石式同期電動機は始動
時には回転子の始動用かご形導体により誘導電動機とし
て作動し、回転子が同期速度付近に達すると永久磁石に
よる回転子磁極が固定子巻線がつくる同期速度で回る回
転磁界に引き込まれて同期運転を行うものであるが、定
速度運転性および高効率性等優れた性能を有している。
時には回転子の始動用かご形導体により誘導電動機とし
て作動し、回転子が同期速度付近に達すると永久磁石に
よる回転子磁極が固定子巻線がつくる同期速度で回る回
転磁界に引き込まれて同期運転を行うものであるが、定
速度運転性および高効率性等優れた性能を有している。
【０００３】従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の
一例は実開平４ー３９０４９号公報に示されているもの
がある。以下、図３および図４を参照しながら上記従来
の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子について説
明する。
一例は実開平４ー３９０４９号公報に示されているもの
がある。以下、図３および図４を参照しながら上記従来
の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子について説
明する。
【０００４】図３は固定枠に内蔵された自己始動形永久
磁石式同期電動機の軸方向の部分断面図であり、図４は
図３の回転子の径方向断面図である。図３および図４に
おいて、１は固定子であり、積層電磁鋼板からなる固定
子鉄心２に巻線３を巻装して構成されている。４は回転
子であり、積層電磁鋼板からなる回転子鉄心５に設けた
導体バー用のスロット６をアルミダイカストにより充填
するとともに、回転子鉄心５の両端面に短絡環６を一体
成型して始動用かご形導体を形成している。６ａは短絡
環６と一体成型された内部冷却用の羽根である。また回
転子鉄心５には永久磁石７ａおよび７ｂを埋設し、４極
の回転子磁極が形成されている。また８および９は永久
磁石７ａ、７ｂの磁束短絡を防ぐためのスリットであ
る。
磁石式同期電動機の軸方向の部分断面図であり、図４は
図３の回転子の径方向断面図である。図３および図４に
おいて、１は固定子であり、積層電磁鋼板からなる固定
子鉄心２に巻線３を巻装して構成されている。４は回転
子であり、積層電磁鋼板からなる回転子鉄心５に設けた
導体バー用のスロット６をアルミダイカストにより充填
するとともに、回転子鉄心５の両端面に短絡環６を一体
成型して始動用かご形導体を形成している。６ａは短絡
環６と一体成型された内部冷却用の羽根である。また回
転子鉄心５には永久磁石７ａおよび７ｂを埋設し、４極
の回転子磁極が形成されている。また８および９は永久
磁石７ａ、７ｂの磁束短絡を防ぐためのスリットであ
る。
【０００５】ここで、固定子鉄心２の電磁鋼板の積厚Ｌ
s0と回転子鉄心５の積厚ＬR0とは図３に示されているよ
うに同一となっている。
s0と回転子鉄心５の積厚ＬR0とは図３に示されているよ
うに同一となっている。
【０００６】固定子は全閉の固定枠１０に収納され、回
転子４は軸１１に装着されて軸受１２で支障されて回転
する。１３は軸１１に装着された冷却用の羽根であり、
外カバーによって冷却風が固定枠１０の外周に送られて
電動機全体を冷却する構成となっている。
転子４は軸１１に装着されて軸受１２で支障されて回転
する。１３は軸１１に装着された冷却用の羽根であり、
外カバーによって冷却風が固定枠１０の外周に送られて
電動機全体を冷却する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に自己始動形永久
磁石式同期電動機の重要ポイントの一つは、始動してか
ら回転速度を上げていき同期速度に引き込まれるとき、
スムースに同期引き込みができることである。図５は電
動機が始動してから同期運転に到るまでに発生するトル
クの推移を示す２種類の電動機のトルク曲線である。
磁石式同期電動機の重要ポイントの一つは、始動してか
ら回転速度を上げていき同期速度に引き込まれるとき、
スムースに同期引き込みができることである。図５は電
動機が始動してから同期運転に到るまでに発生するトル
クの推移を示す２種類の電動機のトルク曲線である。
【０００８】一般に同期引き込み性はトルク曲線Ａおよ
びＢにおいて、始動中の最大トルクＴmAおよびＴmBが高
い程、また最大トルク時の回転数ＮTmAおよびＮTmBが高
くなって同期速度Ｎｓに近い程良好になる。従って電動
機のトルク曲線は曲線Ａよりも曲線Ｂの方がスムースに
同期引き込みができることになる。そのための方策とし
て回転子の始動用かご形導体の抵抗値Ｒ２を小さくする
ことが挙げられる。その理由は、自己始動形永久磁石式
同期電動機は始動時には誘導電動機として作動するが、
誘導電動機のトルク特性は良く知られているようにかご
形導体の抵抗値を小さくすると最大トルク時の回転数が
高くなり、特に単相誘導電動機の場合は最大トルクＴｍ
も同時に大きくなるという特徴を有しており、自己始動
形永久磁石式同期電動機が誘導電動機の回転子に永久磁
石を内蔵したものであることから、始動時のトルク曲線
は誘導電動機のトルク特性をそのまま反映したものとな
るためである。
びＢにおいて、始動中の最大トルクＴmAおよびＴmBが高
い程、また最大トルク時の回転数ＮTmAおよびＮTmBが高
くなって同期速度Ｎｓに近い程良好になる。従って電動
機のトルク曲線は曲線Ａよりも曲線Ｂの方がスムースに
同期引き込みができることになる。そのための方策とし
て回転子の始動用かご形導体の抵抗値Ｒ２を小さくする
ことが挙げられる。その理由は、自己始動形永久磁石式
同期電動機は始動時には誘導電動機として作動するが、
誘導電動機のトルク特性は良く知られているようにかご
形導体の抵抗値を小さくすると最大トルク時の回転数が
高くなり、特に単相誘導電動機の場合は最大トルクＴｍ
も同時に大きくなるという特徴を有しており、自己始動
形永久磁石式同期電動機が誘導電動機の回転子に永久磁
石を内蔵したものであることから、始動時のトルク曲線
は誘導電動機のトルク特性をそのまま反映したものとな
るためである。
【０００９】抵抗値Ｒ２は導体バーの抵抗値Ｒｂと短絡
環６の抵抗値Ｒｒとの和であり、導体バーや短絡環６の
断面積を大きくとればよい。しかしながら短絡環６の断
面積を大きくし過ぎるとアルミダイカストに巣ができ易
くなってかえってその抵抗値が大きくなったり、また導
体バーの断面積を増やすためにスロット間の距離を短く
し過ぎたり、スロットの深さを深くし過ぎたりすると、
永久磁石の発生磁束が回転子表面に出にくくなって回転
子磁極が弱くなったり、または固定子巻線の作る回転磁
界が回転子鉄心内を通過しにくくなってトルク振動を発
生することがある。従って回転子の始動用かご形導体の
抵抗値Ｒ２を小さくするのには一定の限度があり、良好
な同期引き込み性を確保する上でいろいろな困難が生じ
てくるという課題があった。
環６の抵抗値Ｒｒとの和であり、導体バーや短絡環６の
断面積を大きくとればよい。しかしながら短絡環６の断
面積を大きくし過ぎるとアルミダイカストに巣ができ易
くなってかえってその抵抗値が大きくなったり、また導
体バーの断面積を増やすためにスロット間の距離を短く
し過ぎたり、スロットの深さを深くし過ぎたりすると、
永久磁石の発生磁束が回転子表面に出にくくなって回転
子磁極が弱くなったり、または固定子巻線の作る回転磁
界が回転子鉄心内を通過しにくくなってトルク振動を発
生することがある。従って回転子の始動用かご形導体の
抵抗値Ｒ２を小さくするのには一定の限度があり、良好
な同期引き込み性を確保する上でいろいろな困難が生じ
てくるという課題があった。
【００１０】本発明は上記した課題を解決するもので、
良好な同期引き込み性を有する自己始動形永久磁石式同
期電動機を提供することを目的とする。
良好な同期引き込み性を有する自己始動形永久磁石式同
期電動機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、回転子鉄心の積厚を固定子鉄心の積厚より
も小さくしたものである。このことにより回転子の始動
用かご形導体の抵抗値を小さくすることができるので良
好な同期引き込み性を確保することができる。
に本発明は、回転子鉄心の積厚を固定子鉄心の積厚より
も小さくしたものである。このことにより回転子の始動
用かご形導体の抵抗値を小さくすることができるので良
好な同期引き込み性を確保することができる。
【００１２】また本発明は永久磁石を希土類磁石で形成
すれば、強い磁力が得られるので回転子や電動機全体を
小型軽量化することができる。
すれば、強い磁力が得られるので回転子や電動機全体を
小型軽量化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子
鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心
の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子鉄
心の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカ
ストで一体成型して始動用かご形導体を形成するととも
に、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した
回転子とからなる電動機であって、前記回転子鉄心の積
厚を前記固定子鉄心の積厚よりも小さくしたものであ
り、始動用かご形導体の抵抗値が小さくなるので、トル
ク曲線の始動中の最大トルク時の回転数が高くなること
により、良好な同期引き込み性が得られるという作用を
有する。
は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子
鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心
の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子鉄
心の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカ
ストで一体成型して始動用かご形導体を形成するととも
に、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した
回転子とからなる電動機であって、前記回転子鉄心の積
厚を前記固定子鉄心の積厚よりも小さくしたものであ
り、始動用かご形導体の抵抗値が小さくなるので、トル
ク曲線の始動中の最大トルク時の回転数が高くなること
により、良好な同期引き込み性が得られるという作用を
有する。
【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に、さらに、永久磁石を希土類磁石で形成
したものであり、強い磁力が得られるので回転子や電動
機全体を小型軽量化できるという作用を有する。
に記載の発明に、さらに、永久磁石を希土類磁石で形成
したものであり、強い磁力が得られるので回転子や電動
機全体を小型軽量化できるという作用を有する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明による自己始動形永久磁石式同
期電動機の実施例について図面を参照しながら説明す
る。なお従来と同一の構成については同一の符号を付し
て詳細な説明は省略する。
期電動機の実施例について図面を参照しながら説明す
る。なお従来と同一の構成については同一の符号を付し
て詳細な説明は省略する。
【００１６】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
る自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図であ
る。図２は図１の回転子の径方向断面図である。
る自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図であ
る。図２は図１の回転子の径方向断面図である。
【００１７】図１および図２において、１は固定子であ
り、電磁鋼板の積厚をＬS1とした固定子鉄心２に巻線３
を巻装して構成されている。４は回転子で、積厚ＬR1を
固定子鉄心２の積厚ＬS1よりも小さい値とした回転子鉄
心５にアルミダイカストで導体バー２１と短絡環６とを
一体的に成型して始動用かご形導体を形成している。
り、電磁鋼板の積厚をＬS1とした固定子鉄心２に巻線３
を巻装して構成されている。４は回転子で、積厚ＬR1を
固定子鉄心２の積厚ＬS1よりも小さい値とした回転子鉄
心５にアルミダイカストで導体バー２１と短絡環６とを
一体的に成型して始動用かご形導体を形成している。
【００１８】また導体バー２１の内側には永久磁石７を
埋設して上部の２個の同極性の永久磁石７で一つの回転
子磁極を作り、回転子４全体では２極の回転子磁極を形
成している。
埋設して上部の２個の同極性の永久磁石７で一つの回転
子磁極を作り、回転子４全体では２極の回転子磁極を形
成している。
【００１９】また２２はアルミが充填された磁束短絡防
止用のバリアスロットであり、バリアスロット２２の両
側の狭窄部２３を磁気飽和させることにより、上下の異
極性の永久磁石間の磁束短絡を防いでいる。
止用のバリアスロットであり、バリアスロット２２の両
側の狭窄部２３を磁気飽和させることにより、上下の異
極性の永久磁石間の磁束短絡を防いでいる。
【００２０】また２４は永久磁石７の保護用の非磁性の
端板であり、２５は回転子の軸穴である。
端板であり、２５は回転子の軸穴である。
【００２１】ここで回転子鉄心５の積厚が固定子鉄心２
の積厚ＬS1と同一としたときのトルク曲線が図５に示す
曲線Ａであったとする。
の積厚ＬS1と同一としたときのトルク曲線が図５に示す
曲線Ａであったとする。
【００２２】これを本実施例の如く、回転子鉄心の積厚
だけを小さくしてＬR1にすると、導体バー２１の抵抗値
は積厚に比例して下がり、始動用かご形導体全体の抵抗
値も小さくなる。
だけを小さくしてＬR1にすると、導体バー２１の抵抗値
は積厚に比例して下がり、始動用かご形導体全体の抵抗
値も小さくなる。
【００２３】自己始動形永久磁石式同期電動機が三相電
動機である場合、そのトルク曲線は最大トルクＴmAは変
わらないが最大トルク時の回転数ＮTmAは概念的にはＮ
TmBまで高くなって同期引き込み性が良化される。
動機である場合、そのトルク曲線は最大トルクＴmAは変
わらないが最大トルク時の回転数ＮTmAは概念的にはＮ
TmBまで高くなって同期引き込み性が良化される。
【００２４】また自己始動形永久磁石式同期電動機が単
相電動機である場合は最大トルク時の回転数が高くなる
のに加えて、最大トルクも増大し、トルク曲線は概念的
には図５の曲線Ｂのようになる。そのため同期引き込み
性はさらに向上し、極めてスムースに同期運転に入るこ
とができることとなる。
相電動機である場合は最大トルク時の回転数が高くなる
のに加えて、最大トルクも増大し、トルク曲線は概念的
には図５の曲線Ｂのようになる。そのため同期引き込み
性はさらに向上し、極めてスムースに同期運転に入るこ
とができることとなる。
【００２５】また永久磁石７の軸方向長さは一般的には
回転子鉄心２の積厚に近い長さに設定されている。上記
したように回転子鉄心２の積厚ＬR1を小さくするとそれ
に伴って永久磁石７も短くすることになるが、短くなっ
た見合い分だけ高磁束密度の材質の永久磁石を使用すれ
ば、回転子４から固定子１に入る永久磁石７による総磁
束量を同じにすることができ、電動機の電流や効率は従
来のままの値を維持することができる。
回転子鉄心２の積厚に近い長さに設定されている。上記
したように回転子鉄心２の積厚ＬR1を小さくするとそれ
に伴って永久磁石７も短くすることになるが、短くなっ
た見合い分だけ高磁束密度の材質の永久磁石を使用すれ
ば、回転子４から固定子１に入る永久磁石７による総磁
束量を同じにすることができ、電動機の電流や効率は従
来のままの値を維持することができる。
【００２６】なお本実施例の回転子４は２極の例をとっ
て説明したが、これに限るものではなく４極以上の回転
子磁極のものでも同様である。また永久磁石７の形状を
平板状のもので説明したが、円弧状等他の形状のもので
あってもよい。
て説明したが、これに限るものではなく４極以上の回転
子磁極のものでも同様である。また永久磁石７の形状を
平板状のもので説明したが、円弧状等他の形状のもので
あってもよい。
【００２７】以上のように本実施例によれば、電動機の
電流や効率を従来の値に維持したまま良好な同期引き込
み性をもつ自己始動形永久磁石式同期電動機を実現する
ことができる。
電流や効率を従来の値に維持したまま良好な同期引き込
み性をもつ自己始動形永久磁石式同期電動機を実現する
ことができる。
【００２８】（実施例２）図示はしないが、永久磁石を
ネオジウム・鉄・ボロン系のような希土類磁石で形成す
るので強い磁力を得られるため、回転子や電動機全体を
小型軽量化することができる。
ネオジウム・鉄・ボロン系のような希土類磁石で形成す
るので強い磁力を得られるため、回転子や電動機全体を
小型軽量化することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明は、
回転子鉄心の積厚を固定子鉄心の積厚よりも小さくした
ので、良好な同期引き込み性をもった自己始動形永久磁
石式同期電動機を提供することができる。
回転子鉄心の積厚を固定子鉄心の積厚よりも小さくした
ので、良好な同期引き込み性をもった自己始動形永久磁
石式同期電動機を提供することができる。
【００３０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に、さらに、永久磁石を希土類磁石で形成
したものであり、このことにより強い磁力が得られるの
で、回転子や電動機全体を小型軽量化することができ
る。
に記載の発明に、さらに、永久磁石を希土類磁石で形成
したものであり、このことにより強い磁力が得られるの
で、回転子や電動機全体を小型軽量化することができ
る。
【図１】本発明の実施例１による自己始動形永久磁石式
同期電動機の軸方向断面図
同期電動機の軸方向断面図
【図２】図１の回転子の径方向断面図
【図３】従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方
向の部分断面図
向の部分断面図
【図４】図３の回転子の径方向断面図
【図５】自己始動形永久磁石式同期電動機のトルク曲線
を示す図
を示す図
１ 固定子 ２ 固定子鉄心 ３ 巻線 ４ 回転子 ５ 回転子鉄心 ６ 短絡環 ７ 永久磁石 ２１ 導体バー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 輝雄 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H621 AA01 BB10 GA01 GA04 GA16 HH01 HH10 5H622 AA01 CA02 CA07 CA12 CA13 CB03 CB05 CB06 PP03 PP10 PP11 PP14 PP16
Claims (2)
- 【請求項１】 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、
前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、
回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前
記回転子鉄心の軸方向の両端面に位置する短絡環とをア
ルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成
するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石
を埋設した回転子とからなる電動機であって、前記回転
子鉄心の積厚を前記固定子鉄心の積厚よりも小さくした
ことを特徴とする自己始動形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項２】 永久磁石を希土類磁石で形成したことを
特徴とする請求項１記載の自己始動形永久磁石式同期電
動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25703499A JP2001086670A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 自己始動形永久磁石式同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25703499A JP2001086670A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 自己始動形永久磁石式同期電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001086670A true JP2001086670A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17300834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25703499A Pending JP2001086670A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 自己始動形永久磁石式同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001086670A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE38977E1 (en) * | 1998-03-06 | 2006-02-14 | Fasco Industries, Inc. | Noise reduction motor design and method |
| CN102545432A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 采用导电套的自起动永磁同步电机转子 |
| CN106787572A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-05-31 | 大连碧蓝节能环保科技有限公司 | 分段移相起动变极变速永磁同步电动机 |
| CN106877612A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-20 | 河南全新机电设备有限公司 | 一种永磁同步电机的转子结构 |
| JP2019213456A (ja) * | 2019-09-24 | 2019-12-12 | 株式会社日立製作所 | 回転電機 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25703499A patent/JP2001086670A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE38977E1 (en) * | 1998-03-06 | 2006-02-14 | Fasco Industries, Inc. | Noise reduction motor design and method |
| CN102545432A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 采用导电套的自起动永磁同步电机转子 |
| CN106787572A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-05-31 | 大连碧蓝节能环保科技有限公司 | 分段移相起动变极变速永磁同步电动机 |
| CN106787572B (zh) * | 2016-12-24 | 2018-11-16 | 大连碧蓝节能环保科技有限公司 | 分段移相起动变极变速永磁同步电动机 |
| CN106877612A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-20 | 河南全新机电设备有限公司 | 一种永磁同步电机的转子结构 |
| JP2019213456A (ja) * | 2019-09-24 | 2019-12-12 | 株式会社日立製作所 | 回転電機 |
| JP7137543B2 (ja) | 2019-09-24 | 2022-09-14 | 株式会社日立インダストリアルプロダクツ | 回転電機 |
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