JP2001112193A - Motor - Google Patents

Motor

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JP2001112193A
JP2001112193A JP28275199A JP28275199A JP2001112193A JP 2001112193 A JP2001112193 A JP 2001112193A JP 28275199 A JP28275199 A JP 28275199A JP 28275199 A JP28275199 A JP 28275199A JP 2001112193 A JP2001112193 A JP 2001112193A
Authority
JP
Japan
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rotor
teeth
magnetic field
electric motor
stator
Prior art date
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Application number
JP28275199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Sadanaga
雄一郎 定永
Yuichi Nakamura
友一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JP2001112193A publication Critical patent/JP2001112193A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a maximum magnetic field strength H being not applied to the surface of a rotor because the magnetic field strength H has an angle with reference to a magnetic flux density B, when the direction of the magnetic flux density B and that of the magnetic field strength H do not always agree, and when the magnetic field strength H differs according to the kind of a material or the magnitude of the magnetic flux density B, i.e., when teeth are continued to be directed toward the central direction of the rotor in a motor in conventional cases. SOLUTION: In this motor, a rotor 1 is provided, and a stator 2 which is arranged so as to face the rotor 1 is provided. The angle of inclination of a magnetic field strength H, passing a part between a tooth 6 and a tooth 6, is formed at a nearly identical angle with reference to the radial direction which passes the center of the rotor 1, and the iron loss of the motor is low by making use of the magnetic field strength efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータに対してス
テータのティースの傾斜角度を磁界方向とほぼ同一方向
にすることによって、トルクリップルの抑制、鉄損低減
効果、銅損低減効果、効率向上効果のある電動機に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor, in which the inclination angle of teeth of a stator is substantially the same as the direction of a magnetic field, thereby suppressing torque ripple, reducing iron loss, reducing copper loss, and improving efficiency. The present invention relates to an effective electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電動機として、図9のような同期
機を示す。ロータ51と、前記ロータの外周に配置し、
各スロット54の中に一次導体55を巻回したステータ
52、及び軸53とから構成され、ロータ51とステー
タ52の間にロータ51が回転できるようにギャップ5
7が設けられている。ロータ51は、その外周面に永久
磁石58が貼り付けられている。この時、ステータ52
のティース56は、ロータ51の中心を向いており、テ
ィース56に傾斜角のないものであった。
2. Description of the Related Art A conventional synchronous motor is shown in FIG. A rotor 51, disposed on the outer periphery of the rotor,
A stator 52 having a primary conductor 55 wound in each slot 54 and a shaft 53, and a gap 5 is provided between the rotors 51 so that the rotor 51 can rotate.
7 are provided. The rotor 51 has a permanent magnet 58 attached to the outer peripheral surface thereof. At this time, the stator 52
The teeth 56 are directed toward the center of the rotor 51 and have no inclination angle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年の研究によれば、
図2に示すとおり、磁束密度Bと磁界強度Hの方向は必
ずしも一致せず、材料の種類や磁束密度Bの大きさによ
って異なることがわかっている。つまり、従来の電動機
のようにティースがロータの中心方向を向いている構成
であると、磁界強度Hが磁束密度Bに対して角度をもっ
ているために、ロータの表面に最大の磁界強度Hがかか
らない。
According to recent research,
As shown in FIG. 2, it is known that the directions of the magnetic flux density B and the magnetic field strength H do not always match, and differ depending on the type of material and the magnitude of the magnetic flux density B. In other words, if the teeth are oriented toward the center of the rotor as in a conventional motor, the maximum magnetic field strength H is not applied to the surface of the rotor because the magnetic field strength H is at an angle to the magnetic flux density B. .

【0004】本発明はこのように、磁束密度Bと磁界強
度Hの方向は必ずしも一致しないことを鑑み、高効率で
回転駆動する電動機を提供することを目的とする。
[0004] In view of the fact that the directions of the magnetic flux density B and the magnetic field strength H do not always coincide with each other, an object of the present invention is to provide a motor that is driven to rotate with high efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、ロ
ータと前記ロータに対向して配置したステータとを備え
た電動機において、ティースと前記ティースを通過する
磁界強度Hの傾斜角度を、前記ロータの中心を通る半径
方向に対して、ほぼ同じ角度として形成されているもの
とし、磁界強度を有効に利用して低鉄損の電動機を提供
しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an electric motor having a rotor and a stator arranged opposite to the rotor, wherein the inclination angle of the teeth and the magnetic field strength H passing through the teeth is set to the above-mentioned value. The rotor is formed to have substantially the same angle with respect to the radial direction passing through the center of the rotor, and it is intended to provide a motor with low iron loss by effectively utilizing the magnetic field strength.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本願発明の電動機は、ロータと、
前記ロータに対向して配置したステータとを備え、前記
ステータのティースが、前記ロータの中心を通る半径方
向に対して傾斜しており、前記ティースの傾斜角度α
は、前記ティースを通過する磁界方向と磁束密度方向の
角度差βとほぼ同じ角度であり、磁界強度Hがロータの
外周へ垂直に入るので磁界強度を有効に利用することが
できる。更に、ステータのティースを複数個傾斜させ、
その他のティースはロータに対して直進するような構成
にしてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electric motor according to the present invention comprises a rotor,
A stator disposed opposite to the rotor, wherein the teeth of the stator are inclined with respect to a radial direction passing through the center of the rotor, and the inclination angle α of the teeth is
Is substantially the same as the angle difference β between the direction of the magnetic field passing through the teeth and the direction of the magnetic flux density. Since the magnetic field strength H is perpendicular to the outer periphery of the rotor, the magnetic field strength can be used effectively. Furthermore, a plurality of teeth of the stator are inclined,
Other teeth may be configured to go straight to the rotor.

【0007】また、本願発明の電動機はロータと、前記
ロータに対向して配置したステータとを備え、前記ロー
タのスロット間部は、前記ロータの中心を通る半径方向
に対して傾斜しており、前記スロット間部の傾斜角度
α’は、前記スロット間部を通過する磁界方向と磁束密
度方向の角度差β’とほぼ同じ角度である誘導方式で駆
動し、ロータから発生する磁界強度Hがステータの内周
に垂直に入ることができる。また、スロット間部は、ロ
ータの回転方向に傾斜するとよい。
Further, the electric motor of the present invention includes a rotor and a stator disposed opposite to the rotor, and a slot between the slots is inclined with respect to a radial direction passing through the center of the rotor. The inclination angle α ′ of the inter-slot portion is driven by an induction method in which the angle difference β ′ between the direction of the magnetic field passing through the inter-slot portion and the magnetic flux density direction is substantially the same, and the magnetic field intensity H generated from the rotor is You can enter the inside of the vertical. Further, it is preferable that the inter-slot portion is inclined in the rotation direction of the rotor.

【0008】[0008]

【実施例】(実施例1)図1は、永久磁石を備えた同期
電動機の実施例を示す。ステータ2とロータ1及び軸3
からなり、ステータ2とロータ1の間にロータ1が回転
できるようギャップ7が設けられている。そして各スロ
ット4の中に一次巻線5が設けられている。ロータ1は
その外周面に永久磁石8が張り付けられている。また、
ティース6はロータ1の中心を通る直線11に対し、傾
斜角度βを付けてある。直線12は、ティース6がロー
タ1の外周面に向かう中心線であり、隣り合うスロット
4の中間を通過する直線である。
FIG. 1 shows an embodiment of a synchronous motor having a permanent magnet. Stator 2, rotor 1 and shaft 3
And a gap 7 is provided between the stator 2 and the rotor 1 so that the rotor 1 can rotate. A primary winding 5 is provided in each slot 4. The rotor 1 has a permanent magnet 8 attached to its outer peripheral surface. Also,
The teeth 6 have an inclination angle β with respect to a straight line 11 passing through the center of the rotor 1. The straight line 12 is a center line where the teeth 6 are directed to the outer peripheral surface of the rotor 1 and is a straight line passing through the middle of the adjacent slots 4.

【0009】ステータ2に分布巻きを施した一次巻線5
に、電流を流すことにより、ステータ2に磁束が発生す
る。この磁束はステータ2のティース6から、ギャップ
7を通過し、ロータ1に磁路を形成する。磁束は最短距
離を通過するため、ティース6を通過する磁束は、ロー
タ2に対し垂直方向を向いている。
Primary winding 5 in which stator 2 is distributed-wound
Then, a magnetic flux is generated in the stator 2 by passing a current. This magnetic flux passes through the gap 7 from the teeth 6 of the stator 2 and forms a magnetic path in the rotor 1. Since the magnetic flux passes through the shortest distance, the magnetic flux passing through the teeth 6 is oriented in a direction perpendicular to the rotor 2.

【0010】本願実施例の特徴は、ティース6がロータ
1の外周に対し、ロータ1の回転方向に傾斜角αで傾い
ている点である。
The feature of this embodiment is that the teeth 6 are inclined with respect to the outer periphery of the rotor 1 at an inclination angle α in the rotation direction of the rotor 1.

【0011】図3は従来の電動機の構成を示しており、
ティースの方向がロータ中心を通る半径方向と同一であ
る。このような構成において磁界密度Bはティース方向
と同一であるが、磁界強度Hの方向は、磁界密度Bに対
し、角度αだけ傾いている。この角度αは、ロータの回
転方向の反対に傾いており、ティースの材質により異な
るが、本実施例で使用するMS1においては、5〜10
°の傾きである。
FIG. 3 shows the structure of a conventional motor.
The direction of the teeth is the same as the radial direction passing through the center of the rotor. In such a configuration, the magnetic field density B is the same as the teeth direction, but the direction of the magnetic field strength H is inclined with respect to the magnetic field density B by an angle α. This angle α is inclined in the direction opposite to the rotation direction of the rotor, and varies depending on the material of the teeth.
° inclination.

【0012】本実施例は、図4に示すとおりティース6
をロータ1の回転方向に傾けることにより、磁界強度H
の方向がロータ1の外周に対し垂直となるようにして、
磁界強度Hの方向はティース6の方向と同一であるの
で、ティース6の傾斜角度βを磁界強度Hと磁束密度B
との傾斜角度αをほぼ同一(|α−β|<5°)とする
ことで、ロータ2の表面に最大の磁界強度Hを入力する
ことができる。これにより、少ない電流で大きな磁界を
発生させるので、トルクの大きさに対して鉄損を小さく
することができる。
In this embodiment, as shown in FIG.
Is inclined in the rotation direction of the rotor 1 so that the magnetic field strength H
In a direction perpendicular to the outer periphery of the rotor 1,
Since the direction of the magnetic field strength H is the same as the direction of the teeth 6, the inclination angle β of the teeth 6 is determined by the magnetic field strength H and the magnetic flux density B.
Is approximately the same (| α−β | <5 °), the maximum magnetic field strength H can be input to the surface of the rotor 2. As a result, a large magnetic field is generated with a small current, so that the iron loss can be reduced with respect to the magnitude of the torque.

【0013】なお、実施例に示す電動機は、正逆どちら
の方向においても回転が可能であるが、電動機の回転方
向は主に正方向(R方向)に回転するものが好ましい。
なぜならばティースの方向はロータの回転に合わせて動
くというのは困難であるので一方向に回転するものが好
ましい。
Although the electric motor shown in the embodiment can rotate in both forward and reverse directions, it is preferable that the electric motor rotates mainly in the forward direction (R direction).
Because it is difficult for the direction of the teeth to move in accordance with the rotation of the rotor, it is preferable that the teeth rotate in one direction.

【0014】なお、ステータの巻線は集中巻きであって
も、分布巻きのいずれであってもかまわない。また、ス
テータは図8に示すようなステータコア81を環状に連
結してステータと分割コアであってもよい。
The winding of the stator may be either concentrated winding or distributed winding. Further, the stator may be a stator and a split core obtained by connecting a stator core 81 as shown in FIG.

【0015】(実施例2)実施例2は、図5に示すよう
な電動機であり、複数個のティース21は傾斜角βで傾
いており、他のティース22は傾斜しておらず、ロータ
1の表面に対して垂直になっている。なお単相の電動機
で主巻線部と補巻線部においてティースの傾斜角が異な
ってもよい。
(Embodiment 2) Embodiment 2 is an electric motor as shown in FIG. 5, in which a plurality of teeth 21 are inclined at an inclination angle β, and the other teeth 22 are not inclined. Perpendicular to the surface. The inclination angle of the teeth may be different between the main winding part and the auxiliary winding part in the single-phase motor.

【0016】(実施例3)実施例3は、図6のような電
動機であり、二次導体31がロータに埋め込まれている
ものである。そして、ティース6はロータ1の中心を通
る直線11に対し、傾斜角度βを付けた直線12の傾き
角を付けてあります。同期電動機と同様に誘導機にあっ
ても同様な効果を得ることができる。
(Embodiment 3) Embodiment 3 is an electric motor as shown in FIG. 6, in which a secondary conductor 31 is embedded in a rotor. The teeth 6 have the inclination angle of a straight line 12 having an inclination angle β with respect to a straight line 11 passing through the center of the rotor 1. Similar effects can be obtained with an induction motor as with a synchronous motor.

【0017】更に、31をロータの中心を通る半径方向
の直線32に対し、傾斜角β’だけ二次導体傾け、この
傾斜角β’を、二次導体で発生する磁束強度Hと磁束密
度Bとの角度差α’とをほぼ同じにして、磁束強度Hを
ステータ2の内周に対して垂直に入力するようにしても
よい。
Further, the secondary conductor 31 is inclined by 31 with respect to a radial straight line 32 passing through the center of the rotor by an inclination angle β ′, and the inclination angle β ′ is determined by the magnetic flux intensity H and the magnetic flux density B generated in the secondary conductor. And the angle difference α ′ may be substantially the same, and the magnetic flux intensity H may be input perpendicularly to the inner circumference of the stator 2.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のとおり、本発明はステータのティ
ース部又は、ロータのスロット部の少なくともどちらか
一方が、ロータの中心を通る半径方向に対し、磁界方向
とほぼ同じ傾斜角をもって形成されているため、磁気損
失が減少することでトルクリップルの抑制、鉄損低減効
果、銅損低減効果、効率向上効果が得られる。
As described above, according to the present invention, at least one of the teeth portion of the stator and the slot portion of the rotor is formed to have substantially the same inclination angle as the magnetic field direction with respect to the radial direction passing through the center of the rotor. Therefore, the reduction of the magnetic loss can suppress torque ripple, reduce iron loss, reduce copper loss, and improve efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願実施例を示す平面図FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present application.

【図2】磁束密度Bと磁界強度Hの角度差を表す概念図FIG. 2 is a conceptual diagram showing an angle difference between a magnetic flux density B and a magnetic field strength H.

【図3】図1のティース部分拡大図FIG. 3 is an enlarged view of the teeth of FIG. 1;

【図4】図2のティース部分拡大図FIG. 4 is an enlarged view of the teeth of FIG. 2;

【図5】同実施例2の平面図FIG. 5 is a plan view of the second embodiment.

【図6】同実施例3の平面図FIG. 6 is a plan view of the third embodiment.

【図7】同実施例3に示す他の電動機の平面図FIG. 7 is a plan view of another electric motor according to the third embodiment.

【図8】ステータの分割コアの平面図FIG. 8 is a plan view of a split core of the stator.

【図9】従来例の電動機の断面図FIG. 9 is a sectional view of a conventional electric motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロータ 2 ステータ 3 軸 4 スロット 5 一次巻線 6 ティース 7 ギャップ 8 永久磁石 9 二次導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 Stator 3 Axis 4 Slot 5 Primary winding 6 Teeth 7 Gap 8 Permanent magnet 9 Secondary conductor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータと、前記ロータに対向して配置し
たステータとを備え、前記ステータのティースが、前記
ロータの中心を通る半径方向に対して傾斜しており、前
記ティースの傾斜角度αは、前記ティースを通過する磁
界強度方向と磁束密度方向の角度差βとほぼ同じ角度で
ある電動機。
1. A stator comprising: a rotor; and a stator disposed opposite to the rotor, wherein teeth of the stator are inclined with respect to a radial direction passing through a center of the rotor, and an inclination angle α of the teeth is An electric motor having substantially the same angle as the angle difference β between the direction of the magnetic field passing through the teeth and the direction of the magnetic flux density.
【請求項2】 ティースは、ロータの回転方向に傾斜し
た請求項1記載の電動機。
2. The electric motor according to claim 1, wherein the teeth are inclined in a rotation direction of the rotor.
【請求項3】 ステータのティースを複数個傾斜させ、
その他のティースはロータに対して直進している請求項
1記載の電動機。
3. A plurality of stator teeth are inclined,
2. The electric motor according to claim 1, wherein the other teeth travel straight with respect to the rotor.
【請求項4】 ロータと、前記ロータに対向して配置し
たステータとを備え、前記ロータのスロット間部は、前
記ロータの中心を通る半径方向に対して傾斜しており、
前記スロット間部の傾斜角度α’は、前記スロット間部
を通過する磁界方向と磁束密度方向の角度差β’とほぼ
同じ角度である誘導方式で駆動する電動機。
4. A rotor comprising: a rotor; and a stator disposed to face the rotor, wherein an inter-slot portion of the rotor is inclined with respect to a radial direction passing through a center of the rotor.
An electric motor driven by an induction method in which the inclination angle α ′ of the inter-slot portion is substantially the same as the angle difference β ′ between the direction of the magnetic field passing through the inter-slot portion and the direction of the magnetic flux density.
【請求項5】 スロット間部は、ロータの回転方向に傾
斜した誘導方式で駆動する請求項4記載の電動機。
5. The electric motor according to claim 4, wherein the inter-slot portion is driven by an induction method inclined in the rotation direction of the rotor.
【請求項6】 請求項1又は請求項4記載の電動機を備
え、この電動機により圧縮動作を行う圧縮機。
6. A compressor comprising the electric motor according to claim 1 or 4, wherein the electric motor performs a compression operation.
【請求項7】 請求項1又は請求項4記載の電動機を備
え、この電動機により熱交換を行う空調機。
7. An air conditioner comprising the electric motor according to claim 1 or 4 and performing heat exchange by the electric motor.
【請求項8】 請求項1又は請求項4記載の電動機を備
え、この電動機によりプロペラを一方向のみに回転する
ファン装置。
8. A fan device comprising the motor according to claim 1 or 4, wherein the motor rotates a propeller in only one direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098947A (en) * 2010-02-03 2010-04-30 Panasonic Corp Brushless motor
JP5704288B1 (en) * 2014-04-24 2015-04-22 三菱電機株式会社 Stator for rotating electric machine, rotating electric machine using this stator, and method for inserting coil in stator of rotating electric machine
EP3977596A4 (en) * 2019-05-31 2023-11-15 BHE Turbomachinery, LLC Motor generator with improved air gap flux alignment

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