JP2002142426A - 永久磁石式回転電機 - Google Patents
永久磁石式回転電機Info
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Abstract
る。 【解決手段】突極集中巻線を有する固定子と、該固定子
に回転ギャップをもって配置され、回転子鉄心打抜の収
納穴内に、永久磁石8と非磁性部位9が周方向に複数個
配置固定された、補助突極を有する回転子6とを備え、
回転子の極数と固定子スロット数がP(2の倍数):M
(3の倍数)である永久磁石回転電機において、永久磁
石が積厚方向に2分割されており、各々の永久磁石と非
磁性部位の配置が積厚方向に逆とし、PとMの最小公倍
数をgcd(P,M)とし、gcd(P,M)/P=xとしたと
き、回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長さbと非磁性部
位の長さaの比率を設定する。 【効果】永久磁石をスキューすることなく、コギングト
ルクを低減できる。
Description
機に係り、特に突極集中巻線を有する固定子と、該固定
子に回転ギャップをもって配置され、複数個の永久磁石
が回転子鉄心内部に周方向に配置固定された、補助突極
を有する回転子とを備え、回転子の極数がP(2の倍
数)、固定子スロット数がM(3の倍数)である永久磁
石式回転電機およびそれを用いたエレベータに関する。
久磁石式回転電機においては、特開2000−2014
62号公報に回転子極数m=16(1+Z),固定子ス
ロット数n=18(1+Z)、(但しZは1以上の整
数)とする構成のモータが示されている。この技術は、
磁石が回転子表面に配置された表面磁石型回転電機にお
いて、回転子極数と固定子スロット数の最小公倍数を大
きくすることにより、コギングトルクを低減している。
01462号公報に記載されたものは、エレベータ用の
突極集中巻線を有する表面磁石型回転電機において回転
子極数m=16(1+Z),固定子スロット数n=18
(1+Z)、(但しZは1以上の整数)の構成をとるこ
とにより、mとnの最小公倍数を大きくして、コギング
トルクを低減している。しかし、mとnの最小公倍数の
コギングトルク、例えば、Z=1の場合の回転子極数3
2,固定子スロット数36の回転電機において、1回転
で288周期、1極当り9周期のコギングトルクに対し
ては、配慮がなされていない。
ば、回転ギャップ面の磁束の変化が比較的少ないので、
コギングトルクは比較的小さいが、永久磁石が回転子鉄
心内部に周方向に配置固定された、所謂埋込磁石型回転
電機においては、回転ギャップ面の磁束の変化が大きい
のでコギングトルクが大きくなり、最小公倍数の周期の
コギングトルクも大きくなりやすい。コギングトルクの
大きな回転電機をエレベータに適用すると、ロープ,荷
室間の機械共振系で脈動が増幅され、荷室搭乗者に不快
な振動を与える。
り、低コギングトルクとした永久磁石式回転電機を提供
することを目的とするものである。
快な振動を与えない(ロープ,荷室間の機械共振系で低
脈動とする)、低コギングトルクの永久磁石式回転電機
を用いたエレベータを提供することである。
線を有する固定子と、該固定子に回転ギャップをもって
配置され、回転子鉄心打抜の収納穴内に、永久磁石と非
磁性部位が周方向に複数個配置固定された、補助突極を
有する回転子とを備え、回転子の極数がP(2の倍
数)、固定子スロット数がM(3の倍数)である永久磁
石回転電機において、前記永久磁石が積厚方向に2分割
されており、各々の永久磁石と非磁性部位の配置が積厚
方向に逆とすることにより達成される。また、前記Pと
Mの最小公倍数をgcd(P,M)とし、gcd(P,M)/P=
xとしたとき、前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長
さbと非磁性部位の長さaの比率をb/a=xと設定す
ることが好ましい。
振動を与えない(ロープ,荷室間の機械共振系で低脈動
とする)ため、前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長
さbと非磁性部位の長さaの比率を低コギングトルクと
なるよう設定した永久磁石式回転電機をエレベータに用
いることにより達成される。
いて説明する。先ず、本発明を回転子極数10,固定子
スロット数12の突極集中巻線方式で出力3.7kW の
永久磁石式回転電機に適用した第1実施例につき5極を
示した図1を参照して説明する。図1において固定子1
は、ほぼ環状をなすコアバック2と12個のティース3
にU相の固定子巻線U1、及びV相の固定子巻線V1、
並びにW相の固定子巻線W1を夫々巻線して構成されて
いる。固定子鉄心の内周部には、各スロットに対応して
開口部4が形成されている。なお、巻線の際には、コア
バック2とティース3が分割されていた方が巻線が容易
であるが、分割されてあっても、非分割であっても構わ
ない。
回転子鉄心7を嵌合固着し、この回転子鉄心の外周部周
方向に形成された打抜の周方向長さbの収納部に、N極
とS極とが交互になるように着磁されてるネオジウム製
の永久磁石8と周方向長さaの非磁性部位を各収納部に
軸方向から挿入して組込むことによって構成され、固定
子の内部にコアバック2の内周部と所定のギャップ5を
有する状態で回転可能に配置されている。また、永久磁
石間の部位は補助突極を構成している。なお、回転子鉄
心7は収納部形成用の孔が形成された硅素鋼板を多数枚
積層して構成されている。
き、永久磁石8はL/2の長さで2分割されており、永
久磁石8と非磁性部位9の位置を図2に示すように逆に
する。
12の最小公倍数gcd(P,M)は60なので、gcd(P,
M)/P=60/10=x=6、1極(電気角180
度)当り6周期のコギングトルクが発生する。このコギ
ングトルクを低減するため、非磁性部位9の周方向長さ
aと打抜収納部の長さbの比を1:6とする。
界解析結果を図3に、時計回り方向に設けた磁界解析結
果を図4に、夫々の形状でのコギングトルクを図5,図
6に示す。図6と図6の波形はちょうど半周期ずれてお
り、各々を打ち消すことができる。図7に本発明のコギ
ングトルク波形を示す。本発明のコギングトルクのピー
クからピーク迄の大きさは0.7Nm であり、本発明の
構成としない場合のコギングトルクに比べて大幅に低減
できる(例えば図5,図6のコギングトルク5Nmの1
/7に低減できる。)。
スキューしたこととほぼ等価の効果が得られる。スキュ
ーの場合は回転子コア締結用に、長手方向に通しボルト
等の穴が必要なため、回転子コアが2種類必要である
が、本発明では回転子コアの打抜型は1つで良い。
度上ある程度の幅を持つ。回転子の打抜穴及び磁石の製
作精度を考慮すると、機械角で±1度程度の幅となる。
用性を確認するため、極数20極でスロット数24スロ
ットの回転電機について同様の検討を行った。反時計回
り方向に非磁性部位9を設けた磁場解析結果を図8に示
す。この場合においてもaとbの比は1:6なので、先
の例と同様にコギングトルクを低減できる。
ットの検討結果として、反時計回り方向に非磁性部位9
を設けた磁場解析結果を図9に示す。この場合、最小公
倍数gcd(P,M)は144なので、gcd(P,M)/P=1
44/16=x=9、1極(電気角180度)当り9周
期のコギングトルクが発生する。よって、非磁性部位9
の周方向長さaと打抜収納部の長さbの比を1:9とす
ることにより、先の例と同様にコギングトルクを低減で
きる。
ットの検討結果として、反時計回り方向に非磁性部位9
を設けた磁場解析結果を図10に示す。この場合、最小
公倍数gcd(P,M)は48なので、gcd(P,M)/P=4
8/16=x=3、1極(電気角180度)当り3周期
のコギングトルクが発生する。よって、非磁性部位9の
周方向長さaと打抜収納部の長さbの比を1:3とする
ことにより、先の例と同様にコギングトルクを低減でき
る。
る影響を把握するため、磁石形状をアーク型とした場合
でも、同様の検討を行った。極数が16でスロット数が
24スロットの検討結果として、反時計回り方向に非磁
性部位9を設けた磁場解析結果を図11に、反時計回り
方向に非磁性部位9を設けた場合のコギングトルク波形
を図12に、時計回りに非磁性部位9を設けた場合のコ
ギングトルク波形を図13に、本発明のコギングトルク
波形を図14に示す。本発明のコギングトルクのピーク
からピーク迄の大きさは0.06Nm であり、磁石形状
をアーク型とした場合でもコギングトルクを低減でき
る。
で示した矩形に限らず、アーク型等色々な形状で成り立
つ。また、永久磁石8はネオジウム磁石以外でも良く、
永久磁石の個数(極数)とスロット数も突極集中巻線が
成立する範囲で任意に設定できる。なお、コギングトル
クの低減が必要なものは、エレベータ用や電気自動車用
回転電機に適用可能で、回転電機の構造も、内転型,外
転型に限らず、リニアモータなどにも応用できる。
は、エレベータの駆動モータとして用いた場合に有効で
ある。所謂埋込磁石型回転電機においては、回転ギャッ
プ面の磁束の変化が大きいのでコギングトルクが大きく
なり、最小公倍数の周期のコギングトルクも大きくなり
やすい。コギングトルクの大きな回転電機をエレベータ
に適用すると、ロープ,荷室間の機械共振系で脈動が増
幅され、荷室搭乗者に不快な振動を与える。
ングトルク低減、もしくは、モータのコギングトルクを
低減するため、コギングトルクを打ち消すトルクを出力
する制御を行っており、いずれも高コストの一因となっ
ている。
る電動機の高コストもしくは振動低減制御による高コス
トとすることなく、回転電機のコギングトルクを低減で
き、荷室搭乗者に不快な振動を与えない快適なエレベー
タを得ることができる。
コギングトルク低減を可能とした永久磁石式回転電機を
提供することができる。
(ロープ,荷室間の機械共振系で低脈動とする)、より
快適なエレベータを提供することができる。
示す図。
の磁場解析を示す図。
磁場解析を示す図。
に適用し、非磁性部位が反時計回り方向にある場合の磁
場解析を示す図。
に適用し、非磁性部位が反時計回り方向にある場合の磁
場解析を示す図。
機に適用し、非磁性部位が反時計回り方向にある場合の
磁場解析を示す図。
状アーク型の回転電機に適用し、非磁性部位が反時計回
り方向にある場合の磁場解析を示す図。
合のコギングトルク波形を示す図。
状アーク型の回転電機に適用した場合のコギングトルク
波形を示す図。
子開口部、5…ギャップ部、6…回転子、7…回転子鉄
心、8…永久磁石、9…非磁性部位、10…回転軸、1
1…補助突極。
Claims (7)
- 【請求項1】突極集中巻線を有する固定子と、該固定子
に回転ギャップをもって配置され、回転子鉄心打抜の収
納穴内に、永久磁石と非磁性部位が周方向に複数個配置
固定された、補助突極を有する回転子とを備え、回転子
の極数がP(2の倍数)、固定子スロット数がM(3の
倍数)である永久磁石回転電機であって、 前記永久磁石が積厚方向に2分割されており、各々の永
久磁石と非磁性部位の配置が積厚方向に逆であることを
特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項2】請求項1記載において、前記PとMの最小
公倍数をgcd(P,M)とし、gcd(P,M)/P=xとした
とき、前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長さbと非
磁性部位の長さaの比率を、 b/a=x としたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項3】請求項1記載において、前記永久磁石の極
数Pと前記固定子のスロット数Mの比が10:12であ
り、前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長さbと非磁
性部位の長さaの比率を、 b/a=6 としたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項4】請求項1記載において、前記永久磁石の極
数Pと前記固定子のスロット数Mの比が8:9であり、
前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長さbと非磁性部
位の長さaの比率を、 b/a=9 としたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項5】請求項1記載において、前記永久磁石の極
数Pと前記固定子のスロット数Mの比が2:3であり、
前記回転子鉄心打抜の収納穴の周方向長さbと非磁性部
位の長さaの比率を、 b/a=3 としたことを特徴とする永久磁石回転電機。 - 【請求項6】請求項1又は2記載において、永久磁石挿
入穴と永久磁石の断面形状が長方形であることを特徴と
する永久磁石回転電機。 - 【請求項7】請求項1又は2記載において、永久磁石挿
入穴と永久磁石の断面形状がアーク型であることを特徴
とする永久磁石回転電機。
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JP2000334909A JP3840892B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 永久磁石式回転電機 |
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- 2000-10-30 JP JP2000334909A patent/JP3840892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010158130A (ja) * | 2008-12-29 | 2010-07-15 | Hitachi Ltd | 永久磁石式回転電機、及びこれを用いたエレベータ装置 |
CN105009417A (zh) * | 2013-01-28 | 2015-10-28 | 三菱电机株式会社 | 永磁体式旋转电机 |
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