JP2002281719A - Full-pitch winding double salient pole type reluctance motor - Google Patents

Full-pitch winding double salient pole type reluctance motor

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JP2002281719A
JP2002281719A JP2001084274A JP2001084274A JP2002281719A JP 2002281719 A JP2002281719 A JP 2002281719A JP 2001084274 A JP2001084274 A JP 2001084274A JP 2001084274 A JP2001084274 A JP 2001084274A JP 2002281719 A JP2002281719 A JP 2002281719A
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stator
salient pole
pole
reluctance motor
pole type
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Masashi Sakuma
昌史 佐久間
Giyouo Ba
暁鴎 馬
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high-torque performance by decreasing a percentage of torque ripple in a full-pitch winding double salient pole type reluctance motor. SOLUTION: A full-pitch winding double salient pole type reluctance motor includes a full-pitch winding salient pole stator, and a salient pole rotor positioned rotatably on the inner periphery side of the stator. A pole front end width WS2 of a stator pole wound with a stator winding to a pole front end width WS1 (WS2/WS1) is set to 0.5 to 0.85.

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、全節巻双突極型リ
ラクタンスモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a full-section double salient pole type reluctance motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】全節巻双突極型リラクタンスモータは、
スイッチトリラクタンスモータの巻線仕様を、集中巻き
形式から全節巻き形式に変更して形成されているもの
で、ステータ巻線を、ステータ磁極を横断して全節巻き
にすることにより形成される。全節巻双突極型リラクタ
ンスモータは、集中巻スイッチトリラクタンスモータに
比較して、相互インダクタンスの変化に基づく突極比が
大きくなること、および、より高いトルク/電流比を実
現できることから、近年大いに注目されているリラクタ
ンスモータである。
2. Description of the Related Art A fully wound double salient pole type reluctance motor has
This is formed by changing the winding specification of a switch reluctance motor from a concentrated winding type to an all-winding type, and is formed by winding the stator winding across the stator poles and winding it all the way. . All-section wound double salient pole type reluctance motors have recently achieved a higher salient pole ratio based on a change in mutual inductance and a higher torque / current ratio than a concentrated winding switch reluctance motor. It is a reluctance motor that has received much attention.

【0003】全節巻双突極型リラクタンスモータは、集
中巻スイッチトリラクタンスモータに比較して、駆動電
流の極性の点からバイポーラ電流駆動に適し、汎用イン
バータ駆動による廉価な可変速ドライブシステムへの適
用に期待されている。特表平7−504079号公報に
は、全節巻双突極型リラクタンスモータの一例が示され
ている。
[0003] Compared to a concentrated winding switch reluctance motor, a full-pitch double salient pole type reluctance motor is suitable for bipolar current drive in terms of the polarity of drive current, and is suitable for an inexpensive variable speed drive system driven by a general-purpose inverter. Expected for application. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-504079 discloses an example of a fully wound double salient pole type reluctance motor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の全節
巻双突極型リラクタンスモータにおいては、上記公報に
開示されている静トルク波形にみられるように、汎用イ
ンバータによるY結線駆動を想定した場合には、トルク
リップル割合が大きくて、高トルク化を図ることができ
ていない。従って、本発明の目的は、全節巻双突極型リ
ラクタンスモータにおいて、トルクリップル割合を低く
して、高トルク性能化を図ることにある。
By the way, in the conventional full-section double-pole salient-pole reluctance motor, as shown in the static torque waveform disclosed in the above-mentioned publication, Y-connection drive by a general-purpose inverter is assumed. In this case, the torque ripple ratio is large, and high torque cannot be achieved. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to achieve high torque performance by reducing the torque ripple ratio in a full-section double salient pole type reluctance motor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、全節巻双突極
型リラクタンスモータに関するもので、本発明に係る全
節巻双突極型リラクタンスモータはステータ巻線を全節
巻きされている突極型ステータと、同突極型ステータの
内周側に回転可能に位置する突極型ロータを備えるリラ
クタンスモータであって、ステータ巻線が巻線されてい
るステータ磁極の磁極先端部幅WS1に対する磁極部幅
WS2(WS2/WS1)を0.5〜0.85に設定し
ていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a fully-wound double salient pole type reluctance motor, and a full-wound double salient pole type reluctance motor according to the present invention has a stator winding fully wound. What is claimed is: 1. A reluctance motor comprising a salient pole type stator and a salient pole type rotor rotatably positioned on an inner peripheral side of the salient pole type stator, wherein a magnetic pole tip width WS1 of a stator magnetic pole on which a stator winding is wound. , The width WS2 (WS2 / WS1) of the magnetic pole portion is set to 0.5 to 0.85.

【0006】本発明に係る全節巻双突極型リラクタンス
モータにおいては、前記突極型ステータのステータ磁極
の磁極先端部幅WS1と前記突極型ロータのロータ磁極
の磁極先端部幅WR1とを同一寸法に設定すること、前
記突極型ロータが有するロータ磁極を前記突極型ステー
タの対向面から離間する径方向に漸次幅狭に形成して同
ロータ磁極の磁極部幅WR2を前記ステータ磁極の磁極
部幅WS2と同一幅に設定すること、前記突極型ステー
タおよび前記突極型ロータの各バックヨーク幅WSY,
WRYを前記突極型ステータのステータ磁極の磁極部幅
WS2以上に設定すること等が好ましい。尚、本発明に
おいては、全節巻とはコイルピッチと磁極ピッチとが等
しくなるように巻線されることであり、リラクタンスモ
ータにおける磁極ピッチは、同時に励磁される逆極性の
2つの連続的な極間の周縁距離のことである。また、双
突極型とは突極型ステータと突極型ロータとの突極が互
いに対向するように構成されることを意味する。
[0006] In the full-boiled double salient pole type reluctance motor according to the present invention, the pole tip width WS1 of the stator poles of the salient pole type stator and the pole tip width WR1 of the rotor poles of the salient pole type rotor are determined. The same size is set, and a rotor magnetic pole of the salient pole type rotor is gradually narrowed in a radial direction away from an opposing surface of the salient pole type stator, and a magnetic pole portion width WR2 of the rotor magnetic pole is set to the stator pole. The width y2 of the back yoke of the salient pole type stator and the salient pole type rotor is set to be the same as the magnetic pole width WS2.
It is preferable to set WRY to be equal to or more than the magnetic pole width WS2 of the stator magnetic pole of the salient pole type stator. In the present invention, the full-turn winding means that the coil pitch and the magnetic pole pitch are wound so as to be equal, and the magnetic pole pitch in the reluctance motor is two continuous windings of opposite polarity that are simultaneously excited. It is the peripheral distance between the poles. The double salient pole type means that the salient poles of the salient pole type stator and the salient pole type rotor are configured to face each other.

【0007】[0007]

【発明の作用・効果】本発明に係る全節巻双突極型リラ
クタンスモータにおいては、基本的には、ステータ巻線
が巻線されているステータ磁極の磁極先端部幅WS1に
対する磁極部幅WS2(WS2/WS1)を0.5〜
0.85に設定しているものである。当該全節巻双突極
型リラクタンスモータにおいて、ステータ磁極の磁極先
端部幅WS1と磁極部幅WS2との関係をこのように設
定すれば、汎用インバータによるY結線駆動を行う場
合、リラクタンストルクが大きくかつトルクリップル割
合が小さいという両条件を満たすことができて、高性能
で廉価な全節巻双突極型リラクタンスモータを構成する
ことができる。
The function and effect of the present invention are as follows. In the all-pole double salient pole reluctance motor according to the present invention, basically, the magnetic pole width WS2 with respect to the magnetic pole tip width WS1 of the stator magnetic pole on which the stator winding is wound. (WS2 / WS1) 0.5 to
It is set to 0.85. If the relationship between the magnetic pole tip width WS1 and the magnetic pole width WS2 of the stator poles is set in this way in the full-section double salient pole type reluctance motor, the reluctance torque increases when performing Y-connection driving by a general-purpose inverter. In addition, both conditions that the torque ripple ratio is small can be satisfied, and a high-performance and inexpensive all-section double salient pole type reluctance motor can be configured.

【0008】本発明に係る全節巻双突極型リラクタンス
モータにおいて、突極型ステータのステータ磁極の磁極
先端部幅WS1と突極型ロータのロータ磁極の磁極先端
部幅WR1とを同一寸法に設定するようにすれば、ま
た、突極型ロータが有するロータ磁極を突極型ステータ
の対向面から離間する径方向に漸次幅狭に形成してロー
タ磁極の磁極部幅WR2をステータ磁極の磁極部幅WS
2と同一幅に設定するようにすれば、さらにまた、突極
型ステータおよび突極型ロータの各バックヨーク幅WS
Y,WRYを突極型ステータのステータ磁極の磁極部幅
WS2以上に設定するようにすれば、より高性能の全節
巻双突極型リラクタンスモータを構成することができ
る。
[0008] In the full-boiled double salient pole type reluctance motor according to the present invention, the pole tip width WS1 of the stator poles of the salient pole type stator and the pole tip width WR1 of the rotor poles of the salient pole type rotor are set to the same size. If it is set, the rotor magnetic pole of the salient pole type rotor is gradually narrowed in the radial direction away from the facing surface of the salient pole type stator, and the magnetic pole portion width WR2 of the rotor magnetic pole is set to the magnetic pole of the stator magnetic pole. Part width WS
2, the back yoke width WS of each of the salient pole type stator and the salient pole type rotor is further increased.
If Y and WRY are set to be equal to or larger than the magnetic pole portion width WS2 of the stator poles of the salient pole type stator, it is possible to configure a higher performance all-pole double salient pole type reluctance motor.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図1は従来の集中巻スイッチトリラクタンスモ
ータである第1のリラクタンスモータ10を示し、図2
は本発明に係る全節巻双突極型リラクタンスモータであ
る第2のリラクタンスモータ20を示し、図3は本発明
に係る全節巻双突極型リラクタンスモータである第3の
リラクタンスモータ30を示している。本発明に係る各
リラクタンスモータ20,30は、汎用インバータによ
るY結線駆動を行う3相の高性能の全節巻双突極型リラ
クタンスモータである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first reluctance motor 10 which is a conventional concentrated winding switch reluctance motor, and FIG.
FIG. 3 shows a second reluctance motor 20 which is a fully-reversed double salient pole type reluctance motor according to the present invention. FIG. 3 shows a third reluctance motor 30 which is a fully-reversed double salient pole type reluctance motor according to the present invention. Is shown. Each of the reluctance motors 20 and 30 according to the present invention is a three-phase, high-performance, full-section, double-pole, salient-pole reluctance motor that performs Y-connection driving using a general-purpose inverter.

【0010】集中巻スイッチトリラクタンスモータであ
る第1のリラクタンスモータ10は、突極型ステータ1
1と、突極型ステータ11の内周側に回転可能に支持さ
れて位置する突極型ロータ12を備え、突極型ステータ
11の内周側に多数設けた各ティースにステータ巻線1
3を独立して集中的に巻線して、突極型ステータ11の
内周側に12個のステータ磁極11aを構成している。
一方、突極型ロータ12は、突極型ステータ11の内周
に対向する外周側に、突極型ステータ11の内周側へ突
出する多数の突起部を備え、突極型ステータ11の内周
に回転可能に支持された状態で、ステータ磁極11aに
対向する8個のロータ磁極12aを構成している。
A first reluctance motor 10 which is a concentrated winding switch reluctance motor includes a salient pole type stator 1
And a salient pole type rotor 12 rotatably supported and positioned on the inner peripheral side of the salient pole type stator 11.
3 are independently and collectively wound to form twelve stator magnetic poles 11a on the inner peripheral side of the salient pole type stator 11.
On the other hand, the salient pole type rotor 12 includes a large number of protrusions projecting toward the inner peripheral side of the salient pole type stator 11 on the outer peripheral side facing the inner peripheral side of the salient pole type stator 11. Eight rotor magnetic poles 12a opposed to the stator magnetic poles 11a are configured to be rotatably supported on the circumference.

【0011】当該リラクタンスモータ10においては、
ステータ磁極11aはロータ磁極12aの磁極先端部の
先端から離間する径方向に略同一幅に、ロータ磁極12
aはステータ磁極11aの磁極先端部の先端から離間す
る径方向に略同一幅に形成され、かつ、ステータ磁極1
1aとロータ磁極12aとは互いに同一幅Woに形成さ
れている。かかる構成は、リラクタンスモータ10を小
型化するための手段であって、モータトルクの発生時
に、ステータ磁極11aを交差する最大磁束がその磁束
先端部でほぼ磁気飽和するように設定するためである。
In the reluctance motor 10,
The stator magnetic pole 11a has the same width in the radial direction as to be separated from the tip of the magnetic pole tip of the rotor magnetic pole 12a.
a is formed to have substantially the same width in the radial direction that is spaced apart from the tip of the magnetic pole tip of the stator magnetic pole 11a.
1a and the rotor magnetic pole 12a are formed to have the same width Wo. This configuration is a means for reducing the size of the reluctance motor 10, and is for setting the maximum magnetic flux crossing the stator magnetic pole 11a to be substantially magnetically saturated at the tip of the magnetic flux when the motor torque is generated.

【0012】これに対して、本発明に係る全節巻双突極
型リラクタンスモータである第2リラクタンスモータ2
0は、突極型ステータ21と、突極型ステータ21の内
周側に回転可能に支持されて位置する突極型ロータ22
を備えている点では、集中巻スイッチトリラクタンスモ
ータであるリラクタンスモータ10と同様であるが、当
該リラクタンスモータ20においては、ステータ巻線2
3が突極型ステータ21の多数のティースの全てに全節
巻きされていて、12個のステータ磁極21aを構成し
ている。ステータ巻線23は、3つのティースを内包す
るように巻線されている。一方、突極型ロータ22は、
突極型ステータ21の内周に対向する外周側に、突極型
ステータ21の内周側へ突出する多数の突起部を備え、
突極型ステータ21の内周に回転可能に支持された状態
で、ステータ磁極21aに対向する8個のロータ磁極2
2aを構成している。
On the other hand, the second reluctance motor 2 which is a full-section double salient pole type reluctance motor according to the present invention.
Reference numeral 0 denotes a salient pole type stator 21 and a salient pole type rotor 22 rotatably supported and positioned on the inner peripheral side of the salient pole type stator 21.
The reluctance motor 20 is the same as the reluctance motor 10 that is a concentrated winding switch reluctance motor in the point that
3 is fully wound around all of the many teeth of the salient pole type stator 21 to form 12 stator magnetic poles 21a. The stator winding 23 is wound so as to include three teeth. On the other hand, the salient pole type rotor 22
On the outer peripheral side facing the inner periphery of the salient pole type stator 21, there are provided a large number of protrusions projecting toward the inner peripheral side of the salient pole type stator 21,
The eight rotor magnetic poles 2 facing the stator magnetic poles 21a while being rotatably supported on the inner periphery of the salient pole type stator 21
2a.

【0013】また、本発明に係る全節巻双突極型リラク
タンスモータである第3のリラクタンスモータ30は、
突極型ステータ31と、突極型ステータ31の内周側に
回転可能に支持されて位置する突極型ロータ32を備え
ていて、突極型ステータ31の多数のティースの全てに
全節巻のステータ巻線33が巻線されていて、12個の
ステータ磁極31aを構成している。ステータ巻線33
は、第2のリラクタンスモータ20におけるステータ巻
線23と同様の手法で巻線されている。一方、突極型ロ
ータ32は、突極型ステータ31の内周に対向する外周
側に、突極型ステータ31の内周側に突出する多数の突
起部を備え、突極型ステータ31の内周に回転可能に支
持された状態で、ステータ磁極31aに対向する8個の
ロータ磁極32aを構成している。
A third reluctance motor 30, which is a full-section double salient pole type reluctance motor according to the present invention, comprises:
A salient pole type stator 31 and a salient pole type rotor 32 rotatably supported and positioned on the inner peripheral side of the salient pole type stator 31 are provided. , And constitutes 12 stator magnetic poles 31a. Stator winding 33
Are wound in the same manner as the stator winding 23 in the second reluctance motor 20. On the other hand, the salient pole type rotor 32 is provided with a large number of projections projecting toward the inner peripheral side of the salient pole type stator 31 on the outer peripheral side facing the inner peripheral side of the salient pole type stator 31. Eight rotor magnetic poles 32a opposing the stator magnetic poles 31a are supported rotatably around the circumference.

【0014】しかして、全節巻双突極型リラクタンスモ
ータである第2のリラクタンスモータ20においては、
図2に示すように、突極型ステータ21のステータ磁極
21aは、その磁極先端部の先端から所定長さの間で
は、その先端からロータ磁極22aの磁極先端部の先端
から離間する径方向に漸次幅狭に形成され、その後のバ
ックヨーク21bまでの間では同一幅に形成されてい
る。一方、突極型ロータ22のロータ磁極22aは、ス
テータ磁極21aの磁極先端部の先端から離間する径方
向に、バックヨーク22bまでの間略同一幅に形成され
ている。かかる構成により、ステータ磁極21aの磁極
先端部幅WS1に対する磁極部幅WS2(WS2/WS
1)は0.5〜0.85に設定されている。また、ステ
ータ磁極21aの磁極先端部幅WS1とロータ磁極22
aの磁極先端部幅WR1とは同一寸法に設定されてお
り、かつ、突極型ステータ21および突極型ロータ22
の各バックヨーク幅WSY,WRYは、ステータ磁極2
1aの磁極部幅WS2以上に設定されている。
Thus, in the second reluctance motor 20 which is a full-section double salient pole type reluctance motor,
As shown in FIG. 2, the stator pole 21 a of the salient pole type stator 21 has a radial length away from the tip of the rotor pole 22 a from the tip of the rotor pole 22 a during a predetermined length from the tip of the pole tip. The width is gradually reduced, and is the same width up to the subsequent back yoke 21b. On the other hand, the rotor magnetic pole 22a of the salient pole type rotor 22 is formed to have substantially the same width in a radial direction away from the tip of the magnetic pole tip of the stator magnetic pole 21a up to the back yoke 22b. With this configuration, the magnetic pole width WS2 (WS2 / WS) with respect to the magnetic pole tip width WS1 of the stator magnetic pole 21a.
1) is set to 0.5 to 0.85. The width WS1 of the magnetic pole tip of the stator magnetic pole 21a and the width of the rotor magnetic pole 22
a and the salient pole type stator 21 and the salient pole type rotor 22
The back yoke widths WSY and WRY of the
The magnetic pole portion width WS2 is set to be equal to or larger than 1a.

【0015】また、全節巻双突極型リラクタンスモータ
である第3のリラクタンスモータ30においては、図3
に示すように、突極型ステータ31のステータ磁極31
aは、その磁極先端部の先端から所定長さの間では、そ
の先端からロータ磁極32aの磁極先端部の先端から離
間する径方向に漸次幅狭に形成され、その後のバックヨ
ーク31bまでの間では同一幅に形成されている。一
方、突極型ロータ32は、その磁極先端部の先端から所
定長さの間では、その先端からステータ磁極31aの磁
極先端部の先端から離間する径方向に漸次幅狭に形成さ
れ、その後のバックヨーク32bまでの間では同一幅に
形成されている。かかる構成により、ステータ磁極31
aの磁極先端部幅WS1に対する磁極部幅WS2(WS
2/WS1)は0.5〜0.85に設定されている。ま
た、ステータ磁極31aの磁極先端部幅WS1とロータ
磁極32aの磁極先端部幅WR1とは同一寸法に、か
つ、ステータ磁極31aの磁極部幅WS2とロータ磁極
32aの磁極部幅WR2とは同一寸法に設定されてい
る。また、突極型ステータ31および突極型ロータ32
の各バックヨーク幅WSY,WRYは、ステータ磁極3
1aの磁極部幅WS2以上に設定されている。
Further, in a third reluctance motor 30 which is a full-section wound double salient pole type reluctance motor, FIG.
As shown in FIG.
a is formed to be gradually narrower in the radial direction away from the tip of the magnetic pole tip of the rotor magnetic pole 32a from the tip for a predetermined length from the tip of the magnetic pole tip, and to the back yoke 31b thereafter. Are formed in the same width. On the other hand, the salient pole type rotor 32 is formed so as to be gradually narrower in the radial direction away from the tip of the magnetic pole tip of the stator pole 31a from the tip thereof for a predetermined length from the tip of the magnetic pole tip. The same width is formed up to the back yoke 32b. With this configuration, the stator poles 31
a of the magnetic pole tip width WS1 with respect to the magnetic pole tip width WS1 (WS2
2 / WS1) is set to 0.5 to 0.85. Further, the pole tip width WS1 of the stator pole 31a is the same as the pole tip width WR1 of the rotor pole 32a, and the pole width WS2 of the stator pole 31a is the same as the pole width WR2 of the rotor pole 32a. Is set to Further, the salient pole type stator 31 and the salient pole type rotor 32
Each of the back yoke widths WSY and WRY of the stator pole 3
The magnetic pole portion width WS2 is set to 1a or more.

【0016】なお、当該リラクタンスモータ30におい
ては、突極型ロータ32のロータ磁極32aの形状に伴
い、各ロータ磁極32a間に形成される空間部32cが
袋状を呈することから、空間部32cに符号34で示す
樹脂製の充填材を充填すること等で突極型ロータ32の
外周の凹凸を少なくすることが好ましい。充填材34を
全ての空間部32cに充填することにより、突極型ロー
タ32の回転時の風切り動作を解消して、風切りに起因
するモータトルクの低減を防止することができる。
In the reluctance motor 30, the space 32c formed between the rotor magnetic poles 32a has a bag shape due to the shape of the rotor magnetic poles 32a of the salient pole type rotor 32. It is preferable to reduce irregularities on the outer periphery of the salient pole type rotor 32 by filling a resin filler indicated by reference numeral 34 or the like. By filling all the space portions 32c with the filler 34, the wind-off operation at the time of rotation of the salient-pole type rotor 32 can be eliminated, and the reduction of the motor torque due to the wind-off can be prevented.

【0017】このように、本発明に係る全節巻双突極型
リラクタンスモータである各リラクタンスモータ20,
30においては、基本的には、ステータ巻線23,33
が巻線されているステータ磁極21a,31aの磁極先
端部幅WS1に対する磁極部幅WS2(WS2/WS
1)を0.5〜0.85に設定しているものである。ス
テータ磁極21aの磁極先端部幅WS1と磁極部幅WS
2との関係をこのように設定すれば、汎用インバータに
よるY結線駆動を行う場合、リラクタンストルクが大き
くかつトルクリップル割合が小さいという両条件を満た
すことができて、高性能の全節巻双突極型リラクタンス
モータを構成することができる。
As described above, each reluctance motor 20, which is a full-section wound double salient pole type reluctance motor according to the present invention,
30, basically, the stator windings 23, 33
Pole width WS2 (WS2 / WS) with respect to the pole tip width WS1 of the stator poles 21a and 31a on which the windings are wound.
1) is set to 0.5 to 0.85. Magnetic pole tip width WS1 and magnetic pole width WS of stator pole 21a
In the case of performing the Y-connection drive by the general-purpose inverter, both conditions of a large reluctance torque and a small torque ripple ratio can be satisfied, and a high-performance all-section twin-pole collision can be satisfied. A polar reluctance motor can be configured.

【0018】また、第2のリラクタンスモータ20や第
3のリラクタンスモータ30のごとく、突極型ステータ
21,31のステータ磁極21a,31aの磁極先端部
幅WS1と、突極型ロータ22,32のロータ磁極22
a,32aの磁極先端部幅WR1とを同一寸法に設定す
るようにすれば、また、突極型ロータ32のロータ磁極
32aを突極型ステータ31の対向面から離間する径方
向に漸次幅狭に形成して、ロータ磁極32aの磁極部幅
WR2をステータ磁極31aの磁極部幅WS2と同一幅
に設定するようにすれば、さらにまた、突極型ステータ
21,31および突極型ロータ22,32の各バックヨ
ーク幅WSY,WRYを突極型ステータ21,31のス
テータ磁極21a,31aの磁極部幅WS2以上に設定
するようにすれば、より高性能の全節巻双突極型リラク
タンスモータを構成することができる。
Further, like the second reluctance motor 20 and the third reluctance motor 30, the widths WS1 of the magnetic pole tips of the stator poles 21a, 31a of the salient pole type stators 21, 31 and the widths WS1 of the salient pole type rotors 22, 32 are provided. Rotor pole 22
If the width WR1 of the magnetic pole tip of the a and 32a is set to the same size, the width of the rotor magnetic pole 32a of the salient pole type rotor 32 gradually decreases in the radial direction away from the facing surface of the salient pole type stator 31. If the magnetic pole portion width WR2 of the rotor magnetic pole 32a is set to be the same as the magnetic pole portion width WS2 of the stator magnetic pole 31a, the salient pole type stators 21, 31 and the salient pole type rotor 22, By setting the back yoke widths WSY and WRY of the 32 to be equal to or greater than the magnetic pole width WS2 of the stator poles 21a and 31a of the salient pole type stators 21 and 31, a higher performance all-section double salient pole reluctance motor can be obtained. Can be configured.

【0019】[0019]

【実施例】本実施例では、図2に示す形式の全節巻双突
極型リラクタンスモータであって、ステータ磁極の磁極
先端部幅WS1と磁極部幅WS2との関係を適宜に変更
した4種類のリラクタンスモータ(RM1,RM2,R
M3,RM4,RM5)を作成し、ステータ磁極の磁極
先端部幅WS1と磁極部幅WS2との関係(WS2/W
S1)がリラクタンモータの平均トルク、および、トル
クリップル割合に及ぼす影響について検討するものであ
る。
This embodiment relates to a full-recession wound double salient pole type reluctance motor of the type shown in FIG. 2, in which the relationship between the magnetic pole tip width WS1 and the magnetic pole width WS2 of the stator poles is appropriately changed. Types of reluctance motors (RM1, RM2, R
M3, RM4, RM5), and the relationship (WS2 / W) between the magnetic pole tip width WS1 and the magnetic pole width WS2 of the stator pole.
The effect of S1) on the average torque of the reluctant motor and the torque ripple ratio is examined.

【0020】本実施例で作成した各リラクタンスモータ
(RM1,RM2,RM3,RM4,RM5)は、図2
に示す第2のリラクタンスモータ20とは同一形式のも
ので、ステータ磁極の磁極先端部幅WS1と磁極部幅W
S2との関係(WS2/WS1)のみを異にするもので
ある。各リラクタンスモータ(RM1,RM2,RM
3,RM4,RM5)においては、ステータ磁極の磁極
先端部幅WS1と磁極部幅WS2との関係(WS2/W
S1)が、1、0.84、0.77、0.59、0.5
になるように設定し、このように設定された各リラクタ
ンスモータについて静トルク波形を測定して、図5に示
す静トルク波形を得た。
Each of the reluctance motors (RM1, RM2, RM3, RM4, RM5) created in the present embodiment are shown in FIG.
Is the same type as the second reluctance motor 20, and has a magnetic pole tip width WS1 and a magnetic pole width W of the stator poles.
Only the relationship (WS2 / WS1) with S2 is different. Each reluctance motor (RM1, RM2, RM
, RM4, RM5), the relationship (WS2 / W) between the magnetic pole tip width WS1 and the magnetic pole width WS2 of the stator magnetic poles.
S1) is 1, 0.84, 0.77, 0.59, 0.5
The static torque waveform was measured for each of the reluctance motors set as described above, and the static torque waveform shown in FIG. 5 was obtained.

【0021】また、本実施例では、当該静トルク波形か
ら平均トルクおよびトルクリップ割合を算出し、その結
果を、表1に示すとともに、(WS2/WS1)と平均
トルク比およびトルクリップル割合比の関係を図6のグ
ラフに示す。なお、比較のために、図1に示す集中巻ス
イッチトリラクタンスモータ10と同様に形成した集中
巻スイッチトリラクタンスモータ(SRM)においてW
S1とWR1とを同一としたものの静トルク波形、平均
トルクおよびトルクリップ割合を併せて示す。
In this embodiment, the average torque and the torque ripple ratio are calculated from the static torque waveform, and the results are shown in Table 1. In addition, (WS2 / WS1) and the average torque ratio and the torque ripple ratio ratio are calculated. The relationship is shown in the graph of FIG. For comparison, in a concentrated winding switch reluctance motor (SRM) formed similarly to the concentrated winding switch reluctance motor 10 shown in FIG.
The static torque waveform, the average torque, and the torque clip ratio for the case where S1 and WR1 are the same are also shown.

【0022】但し、各リラクタンスモータ(RM1,R
M2,RM3,RM4,RM5)においては、ステータ
磁極数が12、ロータ磁極数が8であって、矩形波駆動
120度通電の場合、平均トルクは図5に示す静トルク
波形で、突極型ロータ回転範囲15度分をそれぞれ平均
トルク(Nm)が最大となるように設定して求める。ま
た、トルクリップル割合(%)は、同範囲内での(トル
ク最大と最小の差)/平均トルクとしている。
However, each reluctance motor (RM1, R
M2, RM3, RM4, and RM5), when the number of stator poles is 12, the number of rotor poles is 8, and the rectangular wave drive is 120-degree energized, the average torque is a static torque waveform shown in FIG. The rotor rotation range for 15 degrees is set and determined so that the average torque (Nm) is maximized. Further, the torque ripple ratio (%) is (the difference between the maximum torque and the minimum) / the average torque within the same range.

【0023】なお、各リラクタンスモータ(RM1,R
M2,RM3,RM4,RM5)においては、同一電流
にてモータ銅損が同一となるように巻線を設定してい
る。また、全節巻双突極型リラクタンスモータである各
リラクタンスモータ(RM1,RM2,RM3,RM
4,RM5:汎用インバータによるY結線駆動を行う全
節巻双突極型リラクタンスモータ)と、集中巻スイッチ
トリラクタンスモータ(SRM:独立通電を行う集中巻
スイッチトリラクタンスモータ)間において、同程度の
平均トルクが得られるように、各リラクタンスモータ
(RM1,RM2,RM3,RM4,RM5)のコア軸
方向長さを集中巻スイッチトリラクタンスモータ(SR
M)のコア軸方向長さの0.73倍としている。これ
は、汎用インバータによるY結線駆動を行う全節巻双突
極型リラクタンスモータは、集中巻スイッチトリラクタ
ンスモータに比較して、突極型ロータのコア外径、突極
型ステータのコア外径が共通の場合には、コア軸方向単
位長さ当たりのトルクが増加するためである。
Each reluctance motor (RM1, R
M2, RM3, RM4, and RM5), the windings are set so that the motor copper loss is the same at the same current. Further, each reluctance motor (RM1, RM2, RM3, RM) which is a full-section double salient pole type reluctance motor is used.
4, RM5: The same degree between a full-section double salient pole type reluctance motor that performs Y-connection driving by a general-purpose inverter and a concentrated winding switch reluctance motor (SRM: a concentrated winding switch reluctance motor that performs independent energization) In order to obtain an average torque, the length of each reluctance motor (RM1, RM2, RM3, RM4, RM5) in the core axis direction is controlled by a concentrated winding switch reluctance motor (SR).
M) is 0.73 times the core axial length. This is because the all-pole wound double salient pole type reluctance motor that performs Y-connection drive by a general-purpose inverter has a core outer diameter of a salient pole type rotor and a core outer diameter of a salient pole type stator compared to a concentrated winding switch reluctance motor. Is common, the torque per unit length in the core axial direction increases.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】図5に示す静トルク波形および表1を参照
すると明らかなように、各リラクタンスモータ(RM
1,RM2,RM3,RM4,RM5)においては、平
均トルクについては(WS2/WS1)が0.6〜1の
範囲、トルクリップル割合については(WS2/WS
1)が0.5〜0.85の範囲において良好である。但
し、平均トルクの変化は、トルクリップル割合の変化に
比較して小さいため、トルクリップル割合の変化の小さ
い範囲で(WS2/WS1)を設定することが好まし
く、(WS2/WS1)は0.5〜0.85の範囲に設
定するのが良い。
As apparent from the static torque waveform shown in FIG. 5 and Table 1, each reluctance motor (RM
1, RM2, RM3, RM4, RM5), (WS2 / WS1) is in the range of 0.6 to 1 for the average torque, and (WS2 / WS) for the torque ripple ratio.
1) is good in the range of 0.5 to 0.85. However, since the change in the average torque is small compared to the change in the torque ripple ratio, it is preferable to set (WS2 / WS1) in a small range where the change in the torque ripple ratio is small, and (WS2 / WS1) is 0.5. It is better to set it in the range of 0.85.

【0026】以上の結果から明らかなように、集中巻ス
イッチトリラクタンスモータ(SRM)の突極型ステー
タコアをそのまま使用して全節巻きを施して形成した全
節巻双突極型リラクタンスモータ(RM1)において
は、Y結線矩形波駆動120度通電すると、トルク発生
範囲が狭くなるとともにトルクリップル割合が大きくな
る。一方、(WS2/WS1)を0.5〜0.85の範
囲に設定した各リラクタンスモータ(RM2,RM3,
RM4,RM5)においては、トルクリップル割合が大
幅に減少する。この点について、図4に示すリラクタン
スモータに基づいて説明する。
As is apparent from the above results, the full-pole double salient pole type reluctance motor (RM1) formed by performing full-pitch winding using the salient-pole type stator core of the concentrated winding switch reluctance motor (SRM) as it is. In ()), when the Y-connection rectangular wave drive is energized at 120 degrees, the torque generation range becomes narrow and the torque ripple ratio increases. On the other hand, each reluctance motor (RM2, RM3,
In RM4, RM5), the torque ripple ratio is greatly reduced. This point will be described based on the reluctance motor shown in FIG.

【0027】図4の(a)〜(d)は、図5に示す静ト
ルク波形における突極型ロータ角度22.5度、25.
5度、37.5度、45度の状態を示し、また、各図に
は発生磁極および磁束を示している。全節巻双突極型リ
ラクタンスモータにおいて、トルクを発生するのは、
(a)〜30度の角度範囲ではロータ磁極Aであり、3
0度〜(c)の角度範囲ではロータ磁極A,Bであり、
(c)〜(d)の角度範囲ではロータ磁極Bである。全
節巻双突極型リラクタンスモータの(WS2/WS1)
が1の場合(RM1)には、(c)〜(d)の角度範囲
においてロータ磁極Aを通る磁束が減少し、ロータ磁極
Bを通る磁束が増加する。このため、当該角度範囲で
は、ロータ磁極A,Bを通る総磁束に変化がないため、
発生トルクが急激に低下する。この現象は、図5に示す
静トルク波形のグラフに明確に認められる。
4A to 4D show the salient pole type rotor angle 22.5 degrees, 25.
5 degrees, 37.5 degrees, and 45 degrees are shown, and each figure shows a generated magnetic pole and a magnetic flux. The torque that generates torque in a full-section wound double salient pole type reluctance motor is
(A) In the angle range of 30 to 30 degrees, the rotor magnetic pole A is
In the angle range from 0 degree to (c), the rotor poles are A and B,
The rotor magnetic pole B is present in the angle ranges (c) to (d). (WS2 / WS1) of a full-section wound double salient pole type reluctance motor
Is 1 (RM1), the magnetic flux passing through the rotor magnetic pole A decreases and the magnetic flux passing through the rotor magnetic pole B increases in the angle range of (c) to (d). Therefore, in the angle range, the total magnetic flux passing through the rotor magnetic poles A and B does not change.
The generated torque drops sharply. This phenomenon is clearly seen in the static torque waveform graph shown in FIG.

【0028】このようなリラクタンスモータ(RM1)
に対して、(WS2/WS1)を1より小さく設定した
場合(RM2〜RM5)には、ロータ磁極Aを通る磁束
が制限されるので、(c)〜(d)の角度範囲では、ロ
ータ磁極Aを通る磁束の減少に比較してロータ磁極Bを
通る磁束の増加が上回り、ロータ磁極A,Bを通る総磁
束が増加してトルクを発生する。一方、(a)〜(c)
の角度範囲では、ロータ磁極Aのトルクに寄与する角度
範囲が狭くなってトルクが減少する。この結果、リラク
タンスモータ(RM2〜RM5)では、広い角度範囲に
おいてトルクを発生し得るようになって、トルクリップ
ル割合が改善されるものである。
Such a reluctance motor (RM1)
On the other hand, when (WS2 / WS1) is set to be smaller than 1, (RM2 to RM5), the magnetic flux passing through the rotor magnetic pole A is limited, so that the rotor magnetic pole is limited in the angular range of (c) to (d). As compared with the decrease in the magnetic flux passing through A, the increase in the magnetic flux passing through the rotor magnetic pole B exceeds the increase, and the total magnetic flux passing through the rotor magnetic poles A and B increases to generate torque. On the other hand, (a) to (c)
In the angle range described above, the angle range that contributes to the torque of the rotor magnetic pole A becomes narrow, and the torque decreases. As a result, in the reluctance motors (RM2 to RM5), torque can be generated in a wide angle range, and the torque ripple ratio is improved.

【0029】これにより、リラクタンスモータ(RM2
〜RM5)は、Y結線駆動において、低トルクリップル
を達成することができて、高い信頼性が要請される用途
に好適に使用することができる。また、当該リラクタン
スモータ(RM2〜RM5)では、これを廉価に提供す
ることができる。
Thus, the reluctance motor (RM2
To RM5) can achieve low torque ripple in the Y-connection drive, and can be suitably used for applications requiring high reliability. Further, the reluctance motors (RM2 to RM5) can provide this at a low cost.

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

【図1】集中巻スイッチトリラクタンスモータを示す概
略的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a concentrated winding switch reluctance motor.

【図2】本発明に係る全節巻双突極型リラクタンスモー
タの一例を示す概略的構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a full-section wound double salient pole type reluctance motor according to the present invention.

【図3】本発明に係る全節巻双突極型リラクタンスモー
タの他の一例を示す概略的構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of a full-section wound double salient pole type reluctance motor according to the present invention.

【図4】全節巻双突極型リラクタンスモータの作動を説
明する概略的構成図(a)〜(d)である。
FIGS. 4A to 4D are schematic configuration diagrams (a) to (d) illustrating the operation of a full-section double salient pole type reluctance motor.

【図5】各リラクタンスモータの静トルク波形を示すグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing a static torque waveform of each reluctance motor.

【図6】各リラクタンスモータの平均トルク比およびト
ルクリップル割合比を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an average torque ratio and a torque ripple ratio of each reluctance motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30…リラクタンスモータ、11,21,
31…突極型ステータ、11a,21a,31a…ステ
ータ磁極、12,22,32…突極型ロータ、12a,
22a,32a…ロータ磁極、21b,22b,31
b,32b…バックヨーク、32c…空間部、13,2
3,33…ステータ巻線、34…充填材、A,B…ロー
タ磁極。
10, 20, 30 ... reluctance motor, 11, 21,
31 salient pole type stator, 11a, 21a, 31a stator magnetic pole, 12, 22, 32 ... salient pole type rotor, 12a,
22a, 32a ... rotor poles, 21b, 22b, 31
b, 32b: back yoke, 32c: space, 13, 2
3, 33: stator winding, 34: filler, A, B: rotor magnetic pole.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 37/04 H02K 37/04 F // H02K 1/16 1/16 A Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H02K 37/04 H02K 37/04 F // H02K 1/16 1/16 A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステータ巻線を全節巻きされている突極型
ステータと、同突極型ステータの内周側に回転可能に位
置する突極型ロータを備えている全節巻双突極型リラク
タンスモータにおいて、前記突極型ステータにおけるス
テータ磁極の磁極先端部幅WS1に対する磁極部幅WS
2(WS2/WS1)が0.5〜0.85に設定されて
いることを特徴とする全節巻双突極型リラクタンスモー
タ。
1. A salient pole type stator having a salient pole type stator in which a stator winding is fully wound and a salient pole type rotor rotatably positioned on an inner peripheral side of the salient pole type stator. Pole width WS1 with respect to the pole tip width WS1 of the stator pole in the salient pole type stator
2 (WS2 / WS1) is set in the range of 0.5 to 0.85.
【請求項2】請求項1に記載の全節巻双突極型リラクタ
ンスモータにおいて、前記突極型ステータのステータ磁
極の磁極先端部幅WS1と前記突極型ロータのロータ磁
極の磁極先端部幅WR1とは同一寸法に設定されている
ことを特徴とする全節巻双突極型リラクタンスモータ。
2. A salient pole type reluctance motor according to claim 1, wherein said salient pole type stator has a pole tip width WS1 of a stator pole and a pole tip width of a rotor pole of said salient pole type rotor. WR1 is set to have the same dimensions as a full-pitch double salient pole type reluctance motor.
【請求項3】請求項1に記載の全節巻双突極型リラクタ
ンスモータにおいて、前記突極型ロータが有するロータ
磁極は前記突極型ステータの対向面から離間する径方向
に漸次幅狭に形成されていて、同ロータ磁極の磁極部幅
WR2は前記ステータ磁極の磁極部幅WS2と同一幅に
設定されていることを特徴とする全節巻双突極型リラク
タンスモータ。
3. The reluctance motor according to claim 1, wherein the rotor magnetic poles of the salient pole type rotor gradually become narrower in a radial direction away from an opposing surface of the salient pole type stator. And a magnetic pole portion width WR2 of the rotor magnetic pole is set to be the same as the magnetic pole portion width WS2 of the stator magnetic pole.
【請求項4】請求項1,2または3に記載の全節巻双突
極型リラクタンスモータにおいて、前記突極型ステータ
および前記突極型ロータの各バックヨーク幅WSY,W
RYは、前記突極型ステータのステータ磁極の磁極部幅
WS2以上に設定されていることを特徴とする全節巻双
突極型リラクタンスモータ。
4. A reversal motor according to claim 1, 2 or 3, wherein the back yoke widths WSY, W of the salient pole type stator and the salient pole type rotor are different.
RY is set to be greater than or equal to the magnetic pole width WS2 of the stator poles of the salient pole type stator.
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