JP2001186735A - Reluctance motor - Google Patents

Reluctance motor

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JP2001186735A
JP2001186735A JP36528099A JP36528099A JP2001186735A JP 2001186735 A JP2001186735 A JP 2001186735A JP 36528099 A JP36528099 A JP 36528099A JP 36528099 A JP36528099 A JP 36528099A JP 2001186735 A JP2001186735 A JP 2001186735A
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rotor
flux barrier
magnetic
slit
reluctance motor
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Satoru Fujimura
哲 藤村
Masaya Inoue
正哉 井上
Michio Nakamoto
道夫 中本
Norihiro Achiwa
典弘 阿知和
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
三菱電機株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reluctance motor which is in combination of the numbers of slots of a rotor and a stator being small in torque ripple per revolution and also capable of reducing the floating loss and capable of being accelerated by synchronous/asynchronous torque at induction start, ensure mechanical strength in a slit form that a salient pole ratio can be taken large and further enables self start, even in condition that load large in resistant torque is connected, with a commercial power source. SOLUTION: A reluctance motor is equipped with flux barrier slits which are six layers per pole in radial direction and besides in which equilateral rotor slots are arranged to be eleven slots per pole, and out of them, the flux barrier slits in the second to sixth layers are in convex from in the center direction of the rotor, and a part near the end of the flux barrier slit is narrowed.

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、リラクタンストル
クを利用した同期電動機であり、とくに商用電源で反抗
トルクの大きな負荷を接続した場合も容易に自己始動が
可能なリラクタンスモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor utilizing reluctance torque, and more particularly to a reluctance motor which can easily start itself even when a load having a large resistance torque is connected with a commercial power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、ロータ半径方向に1極当たり1
層以上多層に間隔をおいて配置された複数組のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形をなす形状
をなし、d軸とq軸の磁気抵抗の差によるリラクタンス
トルクで回転する電動機であり、商用電源で自己始動は
不可能である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows one rotor per pole in the radial direction of the rotor.
A motor in which a plurality of sets of flux barrier slits arranged at intervals of more than one layer have a shape protruding toward the center of the rotor, and rotate with reluctance torque due to a difference in d-axis and q-axis magnetic resistance. Self-starting with commercial power is not possible.
【0003】前記従来の電動機では、フラックスバリア
の層数が2から3層と少ない場合、一回転当りのトルク
変動が大きくなる問題がある。また、フラックスバリア
の層数が多くなると、高次の磁束に進入により、漂遊負
荷損が増大するという問題もあった。
In the conventional motor, when the number of layers of the flux barrier is as small as two to three, there is a problem that the torque fluctuation per rotation becomes large. Further, when the number of layers of the flux barrier increases, there is a problem that stray load loss increases due to penetration of higher-order magnetic flux.
【0004】さらに、誘導始動する場合には、スロット
数の選択によっては、誘導始動時に同期・非同期トルク
によって加速不能となる問題があった。
Further, in the case of induction start, there is a problem that the acceleration cannot be performed due to the synchronous / asynchronous torque during the induction start depending on the selection of the number of slots.
【0005】また、高速回転で回転する電動機の場合
は、ロータの強度確保が必要であり、従来は、図6に示
すフラックスバリアスリットの中央にリブを設け、ロー
タ最外周部の薄肉で連結される厚さをある程度確保する
ことで、ロータの強度を確保している。しかし、d軸と
q軸の磁気抵抗の差が小さいほどリラクタンストルクは
小さくなるために、この方法では漏れ磁束が多くなるこ
とから磁気抵抗の差が小さくなり、リラクタンストルク
が小さくなるという問題がある。また、モータを始動さ
せるためには高価な制御装置を必要とした。
In the case of a motor rotating at a high speed, it is necessary to secure the strength of the rotor. Conventionally, a rib is provided at the center of the flux barrier slit shown in FIG. By securing a certain thickness, the strength of the rotor is ensured. However, the smaller the difference between the d-axis and the q-axis magnetic resistances, the smaller the reluctance torque. Therefore, in this method, the leakage magnetic flux increases, so that the difference in the magnetic resistances decreases, and the reluctance torque decreases. . In addition, an expensive control device was required to start the motor.
【0006】打ち抜き加工のみで作成した鉄心では真円
にすることが容易ではなく、薄板鉄心を積層し圧着カシ
メによって形成されたロータは強度が小さいため切削・
研削によるロータの外径加工によって真円にできないた
め、図6の空隙が不均一となり、大きな磁気騒音が発生
しやすい。同時に、3層以上の長穴スロットを設けたロ
ータ最外周部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くするに
は鉄心変形などの問題から切削加工に限界がある。その
ため、この薄肉連結部が厚くなってしまい、漏れ磁束に
よる突極比低下が深刻で性能が著しく低下するという問
題点もあった。
[0006] It is not easy to make a perfect circle with an iron core made only by punching, and a rotor formed by laminating thin iron cores and crimping is low in strength, so that it is difficult to cut and form a rotor.
Since the rotor cannot be made a perfect circle by grinding the outer diameter of the rotor, the air gap shown in FIG. 6 becomes uneven, and large magnetic noise is likely to be generated. At the same time, there is a limit to cutting work due to problems such as core deformation in order to minimize the thickness of the thin-walled connecting portion at the outermost periphery of the rotor provided with three or more slots. For this reason, the thin connecting portion becomes thick, and there is a problem that the salient pole ratio is seriously reduced due to the leakage magnetic flux, and the performance is significantly reduced.
【0007】ここで、前記従来技術では、商用電源で自
己始動ができず、突極比の大きく取れるスリット形状と
機械強度の両立が確保できず、ロータを真円にできない
ことから磁気騒音が発生し易かった。
Here, in the above-mentioned conventional technology, self-starting cannot be performed with a commercial power source, a balance between a slit shape capable of obtaining a large salient pole ratio and mechanical strength cannot be ensured, and the rotor cannot be made a perfect circle, so that magnetic noise is generated. It was easy.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】一回転当りのトルク変
動が小さく、また漂遊損を低減できるようなフラックス
バリアの層数であって、かつまた、クローリングによる
始動停滞の発生しないロータ・ステータスロット数の組
み合わせのリラクタンスモータを提供することを課題と
する。さらに、突極比が大きく取れるスリット形状で機
械強度を確保し、商用電源で反抗トルクの大きな負荷を
接続した状態でも自己始動を可能とし、磁気騒音を低減
したリラクタンスモータを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The number of layers of the flux barrier which has a small fluctuation in torque per rotation and can reduce the stray loss, and the number of rotor status lots which do not cause the start and stop due to the crawling. An object of the present invention is to provide a reluctance motor having a combination of the above. Further, the present invention provides a reluctance motor that has a slit shape capable of obtaining a large salient pole ratio, secures mechanical strength, enables self-starting even when a load having a large resistance torque is connected with a commercial power supply, and reduces magnetic noise.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明によ
れば、リラクタンスモータにおいて、ロータのフラック
スバリアスリットがロータ半径方向に1極あたり6層で
あり、かつ1極当り等価的ロータスロットが11スロッ
トとなるように配置され、第2層から第6層のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形の形状をな
している。
According to a first aspect of the present invention, in a reluctance motor, a flux barrier slit of a rotor has six layers per pole in a radial direction of the rotor, and an equivalent rotor slot per pole is provided. Are arranged so as to be 11 slots, and the flux barrier slits of the second to sixth layers have a convex shape toward the center of the rotor.
【0010】本発明の第二の発明によれば、ロータのフ
ラックスバリアスリットに注入した非磁性材料からなる
注入部材と、ロータ両端面に各スリット内の非磁性材料
を結合する短絡環形状の非磁性材料の結合部材を備えて
いる。
According to the second aspect of the present invention, an injection member made of a non-magnetic material injected into the flux barrier slit of the rotor, and a short-circuit ring-shaped non-magnetic material for joining the non-magnetic material in each slit to both end surfaces of the rotor. A coupling member made of a magnetic material is provided.
【0011】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り一体形成する。
According to the third aspect of the present invention, the non-magnetic material injection member to be injected into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped coupling member provided on the rotor end face are integrally formed by die casting.
【0012】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける短絡
環形状の結合部材を銅または銅合金、アルミニウムまた
はアルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材
料でダイカスト法により一体形成し、2次導体を形成す
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a member for injecting into the flux barrier slit and a short-ring-shaped coupling member provided on the end face of the rotor are made of a nonmagnetic conductive material such as copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy. A secondary conductor is formed integrally by a die casting method using a material having a property.
【0013】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットの一部を狭くした縮小部を設ける。
According to the fifth aspect of the present invention, a reduced portion in which a part of the flux barrier slit is narrowed is provided.
【0014】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうち、ロータ外周円となす角度の大き
いスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くする。
According to the sixth aspect of the present invention, of the flux barrier slits, a part of the flux barrier slit having a large angle with the rotor outer circumference near the rotor outer circumference is made narrower.
【0015】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストする。
According to the seventh aspect of the present invention, a non-magnetic insulator is inserted into a part of the non-magnetic conductive injection member injected into the flux barrier slit, and the flux barrier slit and the short-circuit ring are die-cast integrally. I do.
【0016】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材を注入後に回転子外径を切
削加工または、研削加工によりロータ外径を加工する。
According to the eighth aspect of the present invention, the outer diameter of the rotor is cut or ground after the non-magnetic material is injected into the flux barrier slit.
【0017】[0017]
【作用】本発明の第一の発明によれば、相帯高調波次数
を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするため、1
極当り等価的ロータスロットが11スロットとなるよう
にフラックスバリアスリットが配置されているので、一
回転当りのトルク変動が小さく、また漂遊損を低減する
ことができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to avoid the phase band harmonic order and to reduce the entering harmonic magnetic flux, 1
Since the flux barrier slits are arranged so that the equivalent rotor slot per pole is 11 slots, torque fluctuation per rotation is small, and stray loss can be reduced.
【0018】本発明の第二の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えることで半径方向
及びに円周方向において機械的強度を向上することがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, the injection member of the non-magnetic material injected into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped non-magnetic material for joining the non-magnetic material in each slit to both end surfaces of the rotor. The provision of the coupling member can improve the mechanical strength in the radial direction and the circumferential direction.
【0019】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り、一体形成したことによって容易に堅牢なロータを提
供できる。
According to the third aspect of the present invention, the injection member of the non-magnetic material injected into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped coupling member provided on the rotor end face are easily formed by the die casting method. A robust rotor can be provided.
【0020】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける結合
部材とを銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金のような、非磁性で導電性のある材料でダイカ
スト法により一体形成し、2次導体を形成したことによ
って商用電源による自己始動が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the member for injecting into the flux barrier slit and the connecting member provided on the rotor end face are made of non-magnetic and conductive material such as copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy. Since the secondary conductor is formed integrally with the material by die-casting, self-starting by a commercial power supply becomes possible.
【0021】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットの一部を狭くしたことによって商用電源
で始動する時の始動トルクを大きくすることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the starting torque when starting with a commercial power supply can be increased by narrowing a part of the flux barrier slit.
【0022】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうちロータ外周円となす角の大きいス
リットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによっ
て商用電源で始動する時の始動トルクを大きくすること
ができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the starting torque at the time of starting with the commercial power supply is obtained by narrowing a part of the flux barrier slit having a large angle with the rotor outer circumference near the rotor outer circumference. Can be increased.
【0023】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストしたことによって2
次抵抗を大きくすることができ、商用電源で始動する時
の始動トルクを大きくすることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, a non-magnetic insulator is inserted into a part of the non-magnetic conductive injection member injected into the flux barrier slit, and the flux barrier slit and the short-circuit ring are die-cast integrally. By doing 2
The secondary resistance can be increased, and the starting torque when starting with commercial power can be increased.
【0024】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the rotor barrier deformation due to the outer diameter processing is suppressed by injecting the non-magnetic material into the flux barrier slit portion, and the thin connecting portion on the outer peripheral portion of the rotor is made as thin as possible. To be able to Further, since the rotor outer diameter is processed by cutting or grinding the rotor outer diameter, the air gap between the stator and the rotor can be made uniform, and magnetic noise can be reduced.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明のリラクタンスモータにお
いては、1極当りのステータスロット数と、ロータのフ
ラックスバリアスリットにより形成される1極当りの等
価的ロータスロットとの最小公倍数を大きくすることに
より、一回転当りのトルク変動を小さくすることができ
る。このためには、ロータのフラックスバリアスリット
により形成される1極当りの等価的ロータスロット数と
して大きな素数を取ることが望ましい。この時、素数と
して5、7は相帯高調波と同じ次数でありクローリング
が発生してしまうため、素数としては11以上の素数で
なければならない。一方、漂遊損低減のためには、高次
の磁束の進入を防ぐために、ロータスロット数は少ない
方が望ましい。この3つの条件を満足するためには、1
極当りのロータスロット数として11スロットが望まし
い。このため、前記の目的を達成するために本発明で
は、フラックスバリアスロットの作る1極当りの等価的
ロータスロット数が11となるように、一極当り6層の
フラックスバリアスリットを設けることで、クローリン
グを発生せず、トルク変動、漂遊損の低減を可能とす
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the reluctance motor of the present invention, the least common multiple of the number of status lots per pole and the equivalent rotor slot per pole formed by the flux barrier slit of the rotor is increased. In addition, the torque fluctuation per rotation can be reduced. For this purpose, it is desirable to take a large prime number as the equivalent number of rotor slots per pole formed by the flux barrier slits of the rotor. At this time, the prime numbers 5 and 7 have the same order as the phase band harmonics and crawling occurs. Therefore, the prime numbers must be 11 or more prime numbers. On the other hand, in order to reduce stray loss, it is desirable that the number of rotor slots be small in order to prevent entry of higher-order magnetic flux. In order to satisfy these three conditions, 1
11 slots are desirable as the number of rotor slots per pole. For this reason, in order to achieve the above object, in the present invention, six layers of flux barrier slits are provided per pole so that the equivalent number of rotor slots per pole created by the flux barrier slot is 11. Crawling does not occur and torque fluctuation and stray loss can be reduced.
【0026】さらに非磁性材料:たとえばアルミ等をス
リットに充填しダイカストすることにより、機械強度を
満足し、突極比が大きくとれ、商用電源で自己始動を可
能とする。さらに、ロータ外径を加工することにより、
空隙を均一とし磁気騒音を低減する。
Further, a non-magnetic material: for example, aluminum or the like is filled in the slit and die-casted, thereby satisfying mechanical strength, a large salient pole ratio, and self-starting with a commercial power supply. Furthermore, by processing the rotor outer diameter,
Uniform air gap reduces magnetic noise.
【0027】以下に、図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0028】実施の形態1 図1は、本発明のリラクタンスモータのロータ(回転
子)の構成を示す図であり、1はロータを構成する鉄心
のコアシートであり、その正面図を示す。ロータはコア
シート1を積層して形成する。2a〜2fは回転方向の
磁気抵抗差を形成するための6層からなるフラックスバ
リアスリットであり、1極当りの等価的なロータスロッ
ト数が11となるように配置されている。3a〜3c
は、フラックスバリアスリットの端部近傍の一部の幅を
狭くした、スリットの縮小部である。コアシート1のパ
ターンは、以後の実施の形態についても共通である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a view showing a configuration of a rotor (rotor) of a reluctance motor according to the present invention, and 1 is a front view of an iron core sheet constituting the rotor. The rotor is formed by laminating the core sheets 1. Numerals 2a to 2f denote flux barrier slits composed of six layers for forming a magnetic resistance difference in the rotation direction, and are arranged so that the equivalent number of rotor slots per pole is 11. 3a-3c
Is a reduced portion of the slit in which the width of a part near the end of the flux barrier slit is reduced. The pattern of the core sheet 1 is common to the following embodiments.
【0029】1極当りのロータスロット数は、1回転当
りのトルク変動を小さくするために1極当りのステータ
スロット数との最小公倍数を大きくすることが望まし
く、このためには大きな素数であることが望ましい。一
方、高次の磁束の侵入による漂遊損失を少なくする観点
からは小さい素数であることが望ましい。素数のうち5
と7は相帯高調波と同じ次数であるためクローリング
(空隙磁束密度の高調波成分により発生する同期・非同
期トルクによって、すべり−トルク曲線に鞍点ができる
現象。この鞍点で安定してしまい、加速できない場合が
ある)が発生するので避けなければならない。以上の3
つの条件から、ロータスロット数として11を選択し
た。スリットによる等価的なロータスロット数が11と
なるように、フラックスバリアスリット2a〜2fは6
層とした。
It is desirable that the number of rotor slots per pole is increased by the least common multiple of the number of status lots per pole in order to reduce torque fluctuation per rotation, and therefore a large prime number is required. Is desirable. On the other hand, a small prime number is desirable from the viewpoint of reducing stray loss due to invasion of higher-order magnetic flux. 5 out of prime numbers
And 7 are of the same order as the phase band harmonics, so crawling (a phenomenon in which a saddle point is formed in the slip-torque curve due to synchronous / asynchronous torque generated by the harmonic component of the air gap magnetic flux density. May occur), which must be avoided. Above 3
From the three conditions, 11 was selected as the number of rotor slots. The flux barrier slits 2a to 2f are 6 so that the equivalent number of rotor slots due to the slits is 11.
Layers.
【0030】ステータの1極当りのスロット数は、前記
の3条件との組合わせの良好な数として9スロットとし
た。ただし、ステータのスロット数は9に限るものでは
ない。
The number of slots per pole of the stator was set to 9 as a favorable number in combination with the above three conditions. However, the number of slots in the stator is not limited to nine.
【0031】ロータの1極当りのスロット数を11とす
ることにより、1回転当りのトルク変動が小さく、漂遊
損失が小さく、誘導始動をした場合のクローリングの発
生を防止できるリラクタンスモータを提供することがで
きる。
To provide a reluctance motor in which the number of slots per pole of the rotor is set to 11, so that fluctuation in torque per rotation is small, stray loss is small, and crawling can be prevented from occurring when starting by induction. Can be.
【0032】実施の形態2 本実施の形態は、図1に示すフラックスバリアスリット
2a〜2fの中に非磁性材料を注入し、これらをロータ
の軸方向端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部
材で結合し、固定したものである。このようにすること
によって、ロータの半径方向および円周方向の機械的強
度を改善することができ、そのため高速回転の可能なリ
ラクタンスモータを提供することができる。また、機械
的強度を改善できることにより、フラックスバリアスリ
ット端部の薄肉連結部を薄くすることが可能であり、漏
洩磁束を減少させて突極比の大きいロータを構成するこ
とができる。
Embodiment 2 In this embodiment, a nonmagnetic material is injected into the flux barrier slits 2a to 2f shown in FIG. 1 and these are provided on the axial end face of the rotor. And fixed together. By doing so, the mechanical strength in the radial and circumferential directions of the rotor can be improved, so that a reluctance motor capable of high-speed rotation can be provided. In addition, since the mechanical strength can be improved, the thin connecting portion at the end of the flux barrier slit can be made thinner, and the leakage magnetic flux can be reduced to form a rotor having a large salient pole ratio.
【0033】実施の形態3 本実施の形態は、実施の形態2におけるフラックスバリ
アスリットへの非磁性の注入部材とロータ端面に設けた
短絡環形状の非磁性の結合部材をダイカスト法により一
体に形成したものである。
Embodiment 3 In this embodiment, the non-magnetic injection member into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped non-magnetic coupling member provided on the rotor end surface in Embodiment 2 are integrally formed by die casting. It was done.
【0034】本実施の形態によれば、実施の形態2にお
ける機械的強度をより一層改善できるとともに、容易に
製作することができる。
According to the present embodiment, the mechanical strength in the second embodiment can be further improved and the device can be easily manufactured.
【0035】実施の形態4 本実施の形態は、実施の形態2、3におけるフラックス
バリアスリットへの非磁性の注入部材およびロータ端面
に設けた短絡環形状の結合部材を銅または銅合金、ある
いはアルミニウムまたはアルミニウム合金のような非磁
性の導電性材料としたものである。
Embodiment 4 This embodiment is different from Embodiments 2 and 3 in that the non-magnetic injection member into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped coupling member provided on the rotor end face are made of copper or copper alloy, or aluminum. Alternatively, a non-magnetic conductive material such as an aluminum alloy is used.
【0036】図2は本実施の形態のリラクタンスモータ
のロータの構造を示す一部破断斜視図であり、フラック
スバリアスリット内に注入した非磁性導電性材料の構造
を示すために、ローターの一部を破断し、鉄心を除いた
状態を示している。図において4a〜4fはフラックス
バリアスリット内に注入した非磁性導電性材料である。
5はロータの外径面、6はロータの軸方向端面に設けた
短絡環であり、スリット注入部材4a〜4fとともに2
次導体を形成している。このような2次導体はダイカス
ト法により一体に形成することができる。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the structure of the rotor of the reluctance motor according to the present embodiment. In order to show the structure of the nonmagnetic conductive material injected into the flux barrier slit, a part of the rotor is shown. Is broken and the iron core is removed. In the figure, reference numerals 4a to 4f denote nonmagnetic conductive materials injected into the flux barrier slits.
Reference numeral 5 denotes an outer diameter surface of the rotor, and reference numeral 6 denotes a short-circuit ring provided on an axial end surface of the rotor.
The next conductor is formed. Such a secondary conductor can be integrally formed by a die casting method.
【0037】本実施の形態では、銅、アルミニウムなど
の2次導体に2次電流が流れトルクが得られるので、自
己始動が可能である。ここで、フラックスバリア層を6
層として1極当りの等価的なロータスロット数を11と
してあるので、クローリングを発生することがなく、安
定した自己始動が可能である。また自己始動が可能なた
め、始動のための制御装置を必要としない。
In the present embodiment, since a secondary current flows through a secondary conductor such as copper or aluminum and a torque is obtained, self-starting is possible. Here, the flux barrier layer is 6
Since the equivalent number of rotor slots per pole is set to 11 as a layer, stable self-starting is possible without occurrence of crawling. Further, since self-starting is possible, a control device for starting is not required.
【0038】実施の形態5 本実施の形態は、実施の形態4におけるフラックスバリ
アスロット内の2次導体に、ロータ表面に近い位置に厚
さの縮小部を設けたものである。図1において、3a〜
3cはフラックスバリアスリットのロータ外周円近傍の
一部の幅を狭くしたスリットの縮小部である。このよう
な縮小部を有するフラックスバリアスリットに非極性導
電性材料を注入して形成した2次導体は、図2の4a〜
4cに示すようにロータ表面に近い位置に厚さの縮小部
が形成される。
Embodiment 5 In this embodiment, the secondary conductor in the flux barrier slot according to Embodiment 4 is provided with a reduced thickness portion at a position near the rotor surface. In FIG. 1, 3a-
Reference numeral 3c denotes a reduced portion of the slit in which the width of a part of the flux barrier slit near the outer circumference of the rotor is reduced. Secondary conductors formed by injecting a non-polar conductive material into the flux barrier slit having such a reduced portion are shown in FIGS.
As shown in FIG. 4c, a reduced thickness portion is formed near the rotor surface.
【0039】このような形状の2次導体は、かご型誘導
電動機における2重かご型構造と同様に作用し、始動時
の2次抵抗を高めることができるので、始動トルクを大
きくすることができる。そのため、商用電源で反抗トル
クの大きな負荷を接続した場合でも自己始動が可能であ
る。
The secondary conductor having such a shape operates similarly to the double cage structure of the cage induction motor, and can increase the secondary resistance at the time of starting, so that the starting torque can be increased. . Therefore, self-starting is possible even when a load having a large resistance torque is connected with a commercial power supply.
【0040】実施の形態6 本実施の形態は、実施の形態5において縮小部を設ける
フラックスバリアスリットをスリット長の長いものに限
定したものである。図1に示すようにフラックスバリア
スリット2a〜2fのうちスリット長の長い2a〜2c
にのみスリットの縮小部3a〜3c設けている。この結
果、図2に示すようにフラックスバリアスリットに注入
された2次導体4a〜4fのうち4d〜4fにのみ厚さ
の縮小部が形成されている。
Embodiment 6 This embodiment is different from Embodiment 5 in that the flux barrier slit provided with the reduction portion is limited to a long slit length. As shown in FIG. 1, of the flux barrier slits 2a to 2f, the slit lengths 2a to 2c are long.
Only the slits 3a to 3c are provided. As a result, as shown in FIG. 2, a reduced thickness portion is formed only in 4d to 4f of the secondary conductors 4a to 4f injected into the flux barrier slit.
【0041】フラックスバリアスリットの幅の縮小部は
2次導体に薄肉部を形成し、誘導始動時に2重かご型導
体として作用し、始動トルクを増大する効果を有する
が、一方ではフラックスバリアの一部の磁気抵抗を減少
させ、突極比を劣化させる。したがってフラックスバリ
アスリットの縮小部は大きな2重かご型効果の得られる
ものに限定して設けるのが得策である。そのような条件
は、フラックスバリアスリットの端部がロータ外周円と
なす角度が大きいことである。そのためスリット長の長
いフラックスバリアスリットを選んで幅の縮小部を設け
る。フラックスバリアスリットとロータ外周円のなす角
度としては、たとえば45度以上とするのが望ましい。
The reduced portion of the width of the flux barrier slit forms a thin portion in the secondary conductor, acts as a double cage type conductor at the time of induction startup, and has the effect of increasing the starting torque. The magnetic resistance of the portion is reduced, and the salient pole ratio is deteriorated. Therefore, it is advisable to provide the reduced portion of the flux barrier slit limited to a portion that can provide a large double cage effect. Such a condition is that the angle formed by the end of the flux barrier slit with the outer circumference of the rotor is large. Therefore, a flux barrier slit having a long slit length is selected to provide a reduced width portion. The angle formed between the flux barrier slit and the outer circumference of the rotor is preferably, for example, 45 degrees or more.
【0042】このように、縮小部を設けるフラックスバ
リアスリットを限定することにより、突極比の低下を抑
えながら始動トルクを増大させることができる。
As described above, by limiting the flux barrier slit provided with the reduced portion, it is possible to increase the starting torque while suppressing a decrease in the salient pole ratio.
【0043】実施の形態7 本実施の形態は、請求項4における非磁性導電性材料に
よる2次導体4a〜4f(図2)の一部を非磁性絶縁材
料におき替えたものである。
Embodiment 7 In this embodiment, a part of the secondary conductors 4a to 4f (FIG. 2) made of a nonmagnetic conductive material in claim 4 is replaced with a nonmagnetic insulating material.
【0044】図5は本実施の形態の2次導体の構成を示
すものであり、図において、2次導体は導電性材料部分
4a〜4fと絶縁物よりなる部分10a〜10eから構
成されている。導電性2次導体4a〜4fは図4に示す
ように短絡環6で両端面を短絡されている。またこのよ
うな導電性材料と絶縁物から構成される2次導体もダイ
カスト法により一体に形成することができる。
FIG. 5 shows the structure of the secondary conductor according to the present embodiment. In the figure, the secondary conductor is composed of conductive material portions 4a to 4f and portions 10a to 10e made of an insulator. . Both ends of the conductive secondary conductors 4a to 4f are short-circuited by a short-circuit ring 6 as shown in FIG. Further, such a secondary conductor made of a conductive material and an insulator can be integrally formed by a die casting method.
【0045】この実施の形態では2次導体の形状が誘導
電動機のかご型2次導体の形状に近いものとなり、2次
抵抗を高めて始動トルクを増大させることができる。
In this embodiment, the shape of the secondary conductor is close to the shape of the cage type secondary conductor of the induction motor, and the secondary resistance can be increased to increase the starting torque.
【0046】実施の形態8 本実施の形態は、実施の形態2〜7においてフラックス
バリアスリットに非磁性体を注入したロータの外径面5
を切削加工または研削索加工により真円度を高めたもの
である。フラックスバリアスリットに非磁性材料を注入
したロータは、径方向にも円周方向にも機械的強度が大
きく、ロータの外周部を機械加工することができる。図
3はロータを機械加工することにより真円度を高め、か
つスリット端部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くした
ロータをステータ中に組込んだ状態を示している。図に
おいて、7はステータ、8はロータ、9はステータとロ
ータの間の空隙を示している。ただし、空隙の幅は実際
より拡大して表わしている。
Embodiment 8 In this embodiment, the outer diameter surface 5 of the rotor in which the non-magnetic material is injected into the flux barrier slit in Embodiments 2 to 7 is described.
The roundness is increased by cutting or grinding rope processing. The rotor in which the nonmagnetic material is injected into the flux barrier slit has high mechanical strength in both the radial direction and the circumferential direction, so that the outer peripheral portion of the rotor can be machined. FIG. 3 shows a state where the roundness is increased by machining the rotor and the thickness of the thin connecting portion at the slit end is reduced to the minimum, and the rotor is assembled in the stator. In the figure, 7 is a stator, 8 is a rotor, and 9 is a gap between the stator and the rotor. However, the width of the gap is shown larger than it actually is.
【0047】フラックスバリアスリットに非磁性材料を
注入せず空洞としたリラクタンスモータのロータは、フ
ラックスバリアスリット端部の薄肉連結部の機械的強度
が弱く、とくに3層以上のスリットを有するロータでは
薄肉連結部の幅を少なくとも0.5〜1mm程度にする
必要があり、そのうえ機械加工が不可能であった。本実
施の形態のようにフラックスバリアスリット内に非磁性
材料を注入して中実構造としたものではスリット端部の
薄肉連結部の幅を0.4mm以下とすることができ、か
つ非磁性材料注入後にさらに機械加工により薄肉連結部
の幅をさらに縮小することができる。このため漏洩磁束
を著しく減少させることができ、突極比を大きくするこ
とができる。
The rotor of the reluctance motor in which the non-magnetic material is not injected into the flux barrier slit has a low mechanical strength at the thin connecting portion at the end of the flux barrier slit. Particularly, the rotor having three or more slits is thin. The width of the connecting portion must be at least about 0.5 to 1 mm, and furthermore, machining cannot be performed. In the case of a solid structure in which a non-magnetic material is injected into the flux barrier slit as in this embodiment, the width of the thin connecting portion at the slit end can be set to 0.4 mm or less, and the non-magnetic material After the injection, the width of the thin connecting portion can be further reduced by machining. Therefore, the leakage magnetic flux can be significantly reduced, and the salient pole ratio can be increased.
【0048】またロータ外周部の機械加工によりロータ
表面の真円度を高めることができるので、ロータとステ
ータ間の空隙を均一にすることができ、磁気騒音の小さ
なリラクタンスモータを提供することができる。また、
ロータとステータ間の空隙を0.2mm以下まで小さく
することができるので、ロータの突極軸方向の磁束を増
加させることができ、ロータの突極比の改善とともに高
力率のリラクタンスモータを提供することができる。
Further, the roundness of the rotor surface can be increased by machining the outer peripheral portion of the rotor, so that the gap between the rotor and the stator can be made uniform, and a reluctance motor with low magnetic noise can be provided. . Also,
Since the air gap between the rotor and the stator can be reduced to 0.2 mm or less, the magnetic flux in the salient pole direction of the rotor can be increased, and the salient pole ratio of the rotor is improved and a high power factor reluctance motor is provided. can do.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明の第一の発明によれば、相帯高調
波次数を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするた
め、1極当り等価的ロータスロットが11スロットとな
るようにフラックスバリアスリットが配置されているの
で、一回転当りのトルク変動が小さく、さらに漂遊損を
低減することができるリラクタンスモータを提供するこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to avoid the phase band harmonic order and reduce the entering harmonic flux, the flux is set so that the equivalent rotor slot per pole becomes 11 slots. Since the barrier slits are provided, it is possible to provide a reluctance motor capable of reducing fluctuation in torque per rotation and reducing stray loss.
【0050】本発明の第二の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えているので高速回
転で運転することが可能なリラクタンスモータを提供す
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the injection member of the non-magnetic material injected into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped non-magnetic material for joining the non-magnetic material in each slit to both end surfaces of the rotor. Since the coupling member is provided, it is possible to provide a reluctance motor that can operate at high speed.
【0051】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部材をダ
イカスト法より、一体形成したことによって、堅牢なリ
ラクタンスモータを提供することができる。
According to the third aspect of the present invention, the non-magnetic material injection member to be injected into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped non-magnetic material coupling member provided on the rotor end face are integrally formed by die casting. Thus, a robust reluctance motor can be provided.
【0052】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する注入部材とロータ端面に設け
る結合部材とを銅または同合金、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材料で
ダイカスト法によりで一体形成し、2次導体を形成した
ことによって、高価な制御装置を用いなくても自己始動
可能なリラクタンスモータを提供することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the injection member for injecting into the flux barrier slit and the coupling member provided on the rotor end face are made of a non-magnetic conductive material such as copper or the same alloy, aluminum or aluminum alloy. By forming the secondary conductor integrally with a certain material by the die casting method, it is possible to provide a reluctance motor that can be self-started without using an expensive control device.
【0053】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたこ
とによって、始動時の2次抵抗を高めることができるの
で始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大
きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタン
スモータを提供することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the secondary resistance at the time of starting can be increased by narrowing a part of the flux barrier slit near the outer circumference of the rotor, so that the starting torque can be increased, and It is possible to provide a reluctance motor capable of self-starting even when a load having a large resistance torque is connected to the power supply.
【0054】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうちロータ外周円となす角度の大きな
スリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによ
って、始動時の2次抵抗を高めることができるので、始
動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大きな
負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタンスモ
ータを提供することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the secondary resistance at the time of starting is increased by narrowing a portion of the flux barrier slit near the outer circumference of the rotor which is formed at a large angle with the outer circumference of the rotor. Therefore, a reluctance motor capable of increasing the starting torque and capable of self-starting even when a load having a large resistance torque is connected to a commercial power supply can be provided.
【0055】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットへの注入部材と短絡環形状の結合部材とを一体にダ
イカストしたことによって、2次抵抗を大きくすること
により始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルク
の大きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラク
タンスモータを提供することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, a non-magnetic insulator is inserted into a part of the non-magnetic conductive injection member to be injected into the flux barrier slit, so that the injection member into the flux barrier slit and the short-circuit ring shape are formed. It is possible to provide a reluctance motor capable of self-starting even when a load having a large resistance torque is connected with a commercial power supply by increasing the secondary resistance by integrally casting the coupling member with the coupling member. it can.
【0056】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, by injecting a non-magnetic material into the flux barrier slit, deformation of the rotor due to outer diameter processing is suppressed, and the thin connecting portion on the outer periphery of the rotor is made as thin as possible. To be able to Further, since the rotor outer diameter is processed by cutting or grinding the rotor outer diameter, the air gap between the stator and the rotor can be made uniform, and magnetic noise can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明のリラクタンスモータのロータ鉄心の
構成を示すコアシートの正面図である。
FIG. 1 is a front view of a core sheet showing a configuration of a rotor core of a reluctance motor of the present invention.
【図2】 本発明のリラクタンスモータのロータの一部
を破断した斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a rotor of the reluctance motor of the present invention.
【図3】 本発明のリラクタンスモータのステータとロ
ータの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a stator and a rotor of the reluctance motor of the present invention.
【図4】 本発明のリラクタンスモータのロータの側面
図である。
FIG. 4 is a side view of the rotor of the reluctance motor of the present invention.
【図5】 本発明のリラクタンスモータのロータの一部
を破断した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view in which a part of a rotor of the reluctance motor of the present invention is cut away.
【図6】 従来のリラクタンスモータのステータとロー
タの断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a stator and a rotor of a conventional reluctance motor.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 コアシート、2a,2b,2c,2d,2e,2f
フラックスバリアスリット、3a,3b,3c スリ
ットの縮小部、4a,4b,4c 2次導体、5 ロー
タ外径面、6 短絡環、7 ステータ、8 ロータ、9
空隙、10 絶縁物、11 リブ。
1 core sheet, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f
Flux barrier slit, 3a, 3b, 3c Reduced portion of slit, 4a, 4b, 4c Secondary conductor, 5 rotor outer diameter surface, 6 short-circuit ring, 7 stator, 8 rotor, 9
Air gap, 10 insulators, 11 ribs.
フロントページの続き (72)発明者 中本 道夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 阿知和 典弘 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5H002 AA01 AA09 AB07 AC06 AE08 5H619 AA00 AA01 AA10 BB01 BB06 BB22 BB24 PP02 PP04 Continued on the front page. (72) Michio Nakamoto, 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Mitsubishi Electric Co., Ltd. (72) Norihiro Achiwa 2-3-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Mitsubishi F term (reference) in Denki Co., Ltd. 5H002 AA01 AA09 AB07 AC06 AE08 5H619 AA00 AA01 AA10 BB01 BB06 BB22 BB24 PP02 PP04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 リラクタンスモータにおいて、ロータ半
    径方向に1極あたり6層であり、かつ1極当り等価的ロ
    ータスロットが11スロットとなるように配置されたフ
    ラックスバリアスリットを備え、そのうち第2層から第
    6層のフラックスバリアスリットがロータの中心方向に
    凸形の形状を形成したロータであることを特徴とするリ
    ラクタンスモータ。
    1. A reluctance motor comprising a flux barrier slit having six layers per pole in the radial direction of the rotor and having an equivalent rotor slot of 11 slots per pole. A reluctance motor characterized in that the flux barrier slit of the sixth layer is a rotor in which a convex shape is formed in the center direction of the rotor.
  2. 【請求項2】 フラックスバリアスリットに注入した非
    磁性材料の注入部材と、ロータ両端面に各スリット内の
    非磁性材料を結合する短絡環形状の非磁性材料の結合部
    材とを備えたことを特徴とする請求項1記載のリラクタ
    ンスモータ。
    2. A rotor comprising: a non-magnetic material injection member injected into the flux barrier slit; and a short-circuit ring-shaped non-magnetic material coupling member for coupling the non-magnetic material in each slit to both end surfaces of the rotor. The reluctance motor according to claim 1, wherein
  3. 【請求項3】 前記フラックスバリアスリットに注入す
    る非磁性材料の注入部材とロータ端面に備えた短絡環形
    状の結合部材をダイカスト法より一体形成したことを特
    徴とする請求項2記載のリラクタンスモータ。
    3. The reluctance motor according to claim 2, wherein an injection member of a non-magnetic material to be injected into the flux barrier slit and a short-ring-shaped coupling member provided on an end face of the rotor are integrally formed by a die casting method.
  4. 【請求項4】 前記フラックスバリアスリットへの注入
    部材とロータ端面に設ける結合部材とを銅または銅合
    金、アルミまたはアルミ合金のような、非磁性で導電性
    のある材料でダイカスト法により一体形成し、2次導体
    を形成したことを特徴とする請求項2または3記載のリ
    ラクタンスモータ。
    4. An injecting member into the flux barrier slit and a coupling member provided on the rotor end face are integrally formed by a die-casting method using a non-magnetic and conductive material such as copper, a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy. 4. The reluctance motor according to claim 2, wherein a secondary conductor is formed.
  5. 【請求項5】 前記フラックスバリアスリットの一部を
    狭くしたことを特徴とする請求項1、2、3または4記
    載のリラクタンスモータ。
    5. The reluctance motor according to claim 1, wherein a part of the flux barrier slit is narrowed.
  6. 【請求項6】 前記フラックスバリアスリットのうちロ
    ータ外周円となす角度の大きいスリットの端部近傍の一
    部を狭くしたことを特徴とする請求項5記載のリラクタ
    ンスモータ。
    6. The reluctance motor according to claim 5, wherein a part of the flux barrier slit near the end of the slit that forms a large angle with the outer circumference of the rotor is narrowed.
  7. 【請求項7】 前記フラックスバリアスリットに注入す
    る非磁性導電性注入部材の一部分に非磁性の絶縁体を挿
    入し、フラックスバリアスリットへの注入部材とロータ
    端面に設ける短絡環形状の結合部材とを一体にダイカス
    トしたこと特徴とする請求項4記載のリラクタンスモー
    タ。
    7. A non-magnetic insulator is inserted into a part of the non-magnetic conductive injection member to be injected into the flux barrier slit, and the injection member into the flux barrier slit and the short-circuit ring-shaped coupling member provided on the rotor end face are combined. 5. The reluctance motor according to claim 4, wherein the motor is die-cast.
  8. 【請求項8】 フラックスバリアスリット部に非磁性材
    を注入後に回転子外径を切削加工または、研削加工によ
    りロータ外径を加工したことを特徴とする請求項2、
    3、4、5、6または7記載のリラクタンスモータ。
    8. The rotor outer diameter is processed by cutting or grinding the outer diameter of the rotor after injecting a non-magnetic material into the flux barrier slit portion.
    The reluctance motor according to 3, 4, 5, 6 or 7.
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