JP2003037967A - 集中巻磁石モータ - Google Patents
集中巻磁石モータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非通電期間の電機子巻線の誘起電圧から第３
高調波成分の信号を取り出して磁極位置の検出を行うこ
とができる集中巻磁石モータを提供する。 【解決手段】 ステータのスロット数をＳ、ロータの磁
極数を２ＰとしたときＳ＞２Ｐの関係にあり、電機子の
巻線を電機子鉄心のティースに直接巻き付けた集中巻磁
石モータであって、前記ロータに埋め込まれた磁石の回
転方向の角度で表した磁極幅θｒを前記ステータの鉄心
の回転方向の角度で表したティース先端幅θｓより小さ
くし、ロータの回転によって発生する磁束分布を台形波
状として非通電期間における前記電機子巻線への誘起電
圧の第３高調波成分を大きくしたことを特徴とし、前記
θｒと前記θｓとの比θｒ／θｓを３／４ないし３／
３．５の範囲とする。
高調波成分の信号を取り出して磁極位置の検出を行うこ
とができる集中巻磁石モータを提供する。 【解決手段】 ステータのスロット数をＳ、ロータの磁
極数を２ＰとしたときＳ＞２Ｐの関係にあり、電機子の
巻線を電機子鉄心のティースに直接巻き付けた集中巻磁
石モータであって、前記ロータに埋め込まれた磁石の回
転方向の角度で表した磁極幅θｒを前記ステータの鉄心
の回転方向の角度で表したティース先端幅θｓより小さ
くし、ロータの回転によって発生する磁束分布を台形波
状として非通電期間における前記電機子巻線への誘起電
圧の第３高調波成分を大きくしたことを特徴とし、前記
θｒと前記θｓとの比θｒ／θｓを３／４ないし３／
３．５の範囲とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、小型空気調和装
置（エアコン）の圧縮機駆動用モータとして使用される
磁石モータの構造に関する。
置（エアコン）の圧縮機駆動用モータとして使用される
磁石モータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型空気調和装置（エアコン）の
圧縮機駆動用モータは、ブラシレスＤＣモータをインバ
ータ制御して可変速駆動する場合が多い。この磁石モー
タの本体部分は図７に断面図を示す磁石モータの構造と
なっており、ロータ４５の磁極位置の検出により印加す
る電圧および周波数をインバータによって制御して閉ル
ープ制御を行い、所定の回転速度で回転して所定のトル
クを発生する。インバータ制御のためのロータの磁極位
置を検出する信号を得るには種々の方法があるが、通
常、非通電期間に電機子巻線に磁石４６の磁束によって
発生する誘起電圧から回転速度の３倍の周波数の信号を
検出して利用するのが一般的である。
圧縮機駆動用モータは、ブラシレスＤＣモータをインバ
ータ制御して可変速駆動する場合が多い。この磁石モー
タの本体部分は図７に断面図を示す磁石モータの構造と
なっており、ロータ４５の磁極位置の検出により印加す
る電圧および周波数をインバータによって制御して閉ル
ープ制御を行い、所定の回転速度で回転して所定のトル
クを発生する。インバータ制御のためのロータの磁極位
置を検出する信号を得るには種々の方法があるが、通
常、非通電期間に電機子巻線に磁石４６の磁束によって
発生する誘起電圧から回転速度の３倍の周波数の信号を
検出して利用するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の方法で
は、非通電期間の電機子巻線の誘起電圧から回転速度の
３倍の周波数の信号を得られることが前提であり、この
ため電機子巻線の巻線方式は複数のティース間にまたが
って巻き付ける分布巻きとする必要があり、トルク発生
のために有利な集中巻を採用することができないという
課題があった。
は、非通電期間の電機子巻線の誘起電圧から回転速度の
３倍の周波数の信号を得られることが前提であり、この
ため電機子巻線の巻線方式は複数のティース間にまたが
って巻き付ける分布巻きとする必要があり、トルク発生
のために有利な集中巻を採用することができないという
課題があった。
【０００４】図８および図９を参照してこの課題につい
て説明する。図８は、図７に示したモータ断面４１のモ
ータに電機子巻線をスロット３によって電機子鉄心のテ
ィース４に直接巻き付けた集中巻を採用したときの磁束
φの分布と誘起電圧Ｖを示す図である。また図９は、図
８の誘起電圧とその基本波成分、高調波合計および第３
次高調波成分の大きさを示した図である。これらの図か
らわかるように図７の構成による磁石モータの電機子巻
線を集中巻としたときは、磁束φは正弦波に近くなり、
誘起電圧Ｖの第３次高調波成分が極めて小さく、この成
分信号を利用してロータの磁極位置を検出することは困
難であることがわかる。
て説明する。図８は、図７に示したモータ断面４１のモ
ータに電機子巻線をスロット３によって電機子鉄心のテ
ィース４に直接巻き付けた集中巻を採用したときの磁束
φの分布と誘起電圧Ｖを示す図である。また図９は、図
８の誘起電圧とその基本波成分、高調波合計および第３
次高調波成分の大きさを示した図である。これらの図か
らわかるように図７の構成による磁石モータの電機子巻
線を集中巻としたときは、磁束φは正弦波に近くなり、
誘起電圧Ｖの第３次高調波成分が極めて小さく、この成
分信号を利用してロータの磁極位置を検出することは困
難であることがわかる。
【０００５】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、電機子巻線を集中巻としながら、非通電期間の電
機子巻線の誘起電圧から第３高調波成分の信号を取り出
して磁極位置の検出を行うことができる集中巻磁石モー
タを提供することを目的とする。
ので、電機子巻線を集中巻としながら、非通電期間の電
機子巻線の誘起電圧から第３高調波成分の信号を取り出
して磁極位置の検出を行うことができる集中巻磁石モー
タを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステータのスロット数をＳ、ロータの磁極数を２Ｐ
としたときＳ＞２Ｐの関係にあり、電機子の巻線を電機
子鉄心のティースに直接巻き付けた集中巻磁石モータで
あって、前記ロータに埋め込まれた磁石の回転方向の角
度で表した磁極幅θｒを前記ステータの鉄心の回転方向
の角度で表したティース先端幅θｓより小さくし、ロー
タの回転によって発生する磁束分布を台形波状として非
通電期間における前記電機子巻線への誘起電圧の第３高
調波成分を大きくしたことを特徴とする集中巻磁石モー
タを提供する。
は、ステータのスロット数をＳ、ロータの磁極数を２Ｐ
としたときＳ＞２Ｐの関係にあり、電機子の巻線を電機
子鉄心のティースに直接巻き付けた集中巻磁石モータで
あって、前記ロータに埋め込まれた磁石の回転方向の角
度で表した磁極幅θｒを前記ステータの鉄心の回転方向
の角度で表したティース先端幅θｓより小さくし、ロー
タの回転によって発生する磁束分布を台形波状として非
通電期間における前記電機子巻線への誘起電圧の第３高
調波成分を大きくしたことを特徴とする集中巻磁石モー
タを提供する。
【０００７】この発明によれば、非通電期間における電
機子巻線への誘起電圧の第３高調波成分を大きくしてこ
の信号を利用してロータ位置を検出することにより、エ
ンコーダ等の位置検出センサを必要とせず、またはセン
サベクトル制御のように高速な演算素子も必要とせず、
疑似正弦波駆動や通電角が１２０°を超える広角通電制
御が可能となる。
機子巻線への誘起電圧の第３高調波成分を大きくしてこ
の信号を利用してロータ位置を検出することにより、エ
ンコーダ等の位置検出センサを必要とせず、またはセン
サベクトル制御のように高速な演算素子も必要とせず、
疑似正弦波駆動や通電角が１２０°を超える広角通電制
御が可能となる。
【０００８】これにより、制御回路の簡素化を図ること
ができ、信頼性の向上やコストダウンを図ることができ
る。
ができ、信頼性の向上やコストダウンを図ることができ
る。
【０００９】また、疑似正弦波駆動や通電角が１２０°
を超える広角通電制御を行うことにより、モータ騒音の
低減や高調波による鉄損の低減によるモータの高効率化
も期待できる。
を超える広角通電制御を行うことにより、モータ騒音の
低減や高調波による鉄損の低減によるモータの高効率化
も期待できる。
【００１０】さらに、スロットＳと極数２Ｐとの関係
が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮機で常用運転される１０
０ｒｐｓを超える高速運転領域でも鉄損の増加を抑制す
ることができる。
が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮機で常用運転される１０
０ｒｐｓを超える高速運転領域でも鉄損の増加を抑制す
ることができる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
集中巻磁石モータにおいて、前記θｒと前記θｓとの比
θｒ／θｓを３／４ないし３／３．５の範囲としたこと
を特徴とする。
集中巻磁石モータにおいて、前記θｒと前記θｓとの比
θｒ／θｓを３／４ないし３／３．５の範囲としたこと
を特徴とする。
【００１２】この発明によれば、ロータの磁石の回転方
向の角度で表した磁極幅θｒとステータの鉄心の回転方
向の角度で表したティース先端幅θｓとの比の望ましい
範囲を与えることにより、非通電期間に発生する第３高
調波を実用レベルとすることができる。
向の角度で表した磁極幅θｒとステータの鉄心の回転方
向の角度で表したティース先端幅θｓとの比の望ましい
範囲を与えることにより、非通電期間に発生する第３高
調波を実用レベルとすることができる。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロータの磁石
は、該磁石の磁束の方向を回転中心と前記電機子鉄心の
ティースとを結ぶ方向に固定したことを特徴とする。
２記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロータの磁石
は、該磁石の磁束の方向を回転中心と前記電機子鉄心の
ティースとを結ぶ方向に固定したことを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、磁石の磁束の方向を規
定することによって有効にトルクを発生させることがで
き、非通電期間に発生する第３高調波を実用レベルとす
ることができる。
定することによって有効にトルクを発生させることがで
き、非通電期間に発生する第３高調波を実用レベルとす
ることができる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石は、該磁石を２つに分離して接合部を回転中心
に向けて折り曲げ、Ｖ字型としたことを特徴とする。
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石は、該磁石を２つに分離して接合部を回転中心
に向けて折り曲げ、Ｖ字型としたことを特徴とする。
【００１６】この発明によれば、１極の磁石を２つに分
離してＶ字型とし、合成した磁束の向きを回転中心と前
記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定することが
でき、強力な磁束を発生させることができる。
離してＶ字型とし、合成した磁束の向きを回転中心と前
記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定することが
でき、強力な磁束を発生させることができる。
【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１から３
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石は、該磁石を３つに分離して２つの接合部で挟
まれた中間の磁石を回転中心に向けて移動させ、Ｕ字型
としたことを特徴とする。
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石は、該磁石を３つに分離して２つの接合部で挟
まれた中間の磁石を回転中心に向けて移動させ、Ｕ字型
としたことを特徴とする。
【００１８】この発明によれば、１極の磁石を３つに分
離してＵ字型とし、合成した磁束の向きを回転中心と前
記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定することが
でき、強力な磁束を発生させることができる。
離してＵ字型とし、合成した磁束の向きを回転中心と前
記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定することが
でき、強力な磁束を発生させることができる。
【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１から５
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石間の鉄心は、隣り合う磁石間に空気層を設けて
磁気短絡を起こさないようにしたことを特徴とする。
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石間の鉄心は、隣り合う磁石間に空気層を設けて
磁気短絡を起こさないようにしたことを特徴とする。
【００２０】この発明によれば、隣り合う磁石間の磁気
抵抗を増加させることによって電機子を通らない磁束を
抑制することができる。
抵抗を増加させることによって電機子を通らない磁束を
抑制することができる。
【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１から５
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石間の鉄心は、隣り合う磁石間の前記ステータと
のギャップを長くして磁気短絡を起こさないようにした
ことを特徴とする。
のいずれか記載の集中巻磁石モータにおいて、前記ロー
タの磁石間の鉄心は、隣り合う磁石間の前記ステータと
のギャップを長くして磁気短絡を起こさないようにした
ことを特徴とする。
【００２２】この発明によれば、隣り合う磁石間の磁気
抵抗を増加させることによって電機子を通らない磁束を
抑制することができる。
抵抗を増加させることによって電機子を通らない磁束を
抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図を参照しながら説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、この発明の第１の実施の
形態による集中巻磁石モータの構造を示す断面図であ
る。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝６、磁極数
２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の電機子鉄心
がロータ５と向き合う面のティース４の回転方向の角度
で表したティース先端幅をθｓとし、ロータ５に埋め込
まれた磁石６の回転方向の角度で表した磁極幅をθｒと
したとき、θｓ＞θｒの関係になっている。さらにロー
タ５の鉄心の外周のティース４と向き合う外周のうち、
磁石６がない部分のエアギャップ７を他の部分のエアギ
ャップより長くしてある。これは磁石６による磁束がス
テータ２のティース４を通らずロータ６の中で磁路が形
成される磁気短絡を回避する効果を持っている。
いて図を参照しながら説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、この発明の第１の実施の
形態による集中巻磁石モータの構造を示す断面図であ
る。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝６、磁極数
２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の電機子鉄心
がロータ５と向き合う面のティース４の回転方向の角度
で表したティース先端幅をθｓとし、ロータ５に埋め込
まれた磁石６の回転方向の角度で表した磁極幅をθｒと
したとき、θｓ＞θｒの関係になっている。さらにロー
タ５の鉄心の外周のティース４と向き合う外周のうち、
磁石６がない部分のエアギャップ７を他の部分のエアギ
ャップより長くしてある。これは磁石６による磁束がス
テータ２のティース４を通らずロータ６の中で磁路が形
成される磁気短絡を回避する効果を持っている。
【００２４】このエアギャップ７の変形例として、図２
に示すようにロータ１５の鉄心の外周のティース４と向
き合う部分のうち、磁石６がない部分に空気層１７を設
けることもできる。この実施の形態のみではなく、後述
する第２、第３の実施の形態についても図２と同様の変
形例が考えられる。
に示すようにロータ１５の鉄心の外周のティース４と向
き合う部分のうち、磁石６がない部分に空気層１７を設
けることもできる。この実施の形態のみではなく、後述
する第２、第３の実施の形態についても図２と同様の変
形例が考えられる。
【００２５】次に図３および図４によってこの実施の形
態の動作について説明する。図３にはロータ５の磁石６
による磁束φと誘起電圧Ｖが示してあり、磁束φは台形
波状となり、非通電期間にモータ端子に現れる誘起電圧
Ｖも凹凸が大きな波形となっている（図８参照）。図４
は誘起電圧Ｖとその基本成分、高調波合計および第３次
高調波成分の大きさを示した図である。図９と比較して
もわかるように第３高調波成分が大きくなっており、こ
の信号成分によってロータ５の磁極位置の検出を行うこ
とができる。
態の動作について説明する。図３にはロータ５の磁石６
による磁束φと誘起電圧Ｖが示してあり、磁束φは台形
波状となり、非通電期間にモータ端子に現れる誘起電圧
Ｖも凹凸が大きな波形となっている（図８参照）。図４
は誘起電圧Ｖとその基本成分、高調波合計および第３次
高調波成分の大きさを示した図である。図９と比較して
もわかるように第３高調波成分が大きくなっており、こ
の信号成分によってロータ５の磁極位置の検出を行うこ
とができる。
【００２６】したがって、エンコーダ等の位置検出セン
サを必要とせず、またはセンサベクトル制御のように高
速な演算素子も必要とせず、疑似正弦波駆動や通電角が
１２０°を超える広角通電制御が可能となる。これによ
り、制御回路の簡素化を図ることができ、信頼性の向上
やコストダウンを図ることができる。また、疑似正弦波
駆動や通電角が１２０°を超える広角通電制御を行うこ
とにより、モータ騒音の低減や高調波による鉄損の低減
によるモータの高効率化も期待できる。さらに、スロッ
トＳと極数２Ｐとの関係が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮
機で常用運転される１００ｒｐｓを超える高速運転領域
でも鉄損の増加を抑制することができる。
サを必要とせず、またはセンサベクトル制御のように高
速な演算素子も必要とせず、疑似正弦波駆動や通電角が
１２０°を超える広角通電制御が可能となる。これによ
り、制御回路の簡素化を図ることができ、信頼性の向上
やコストダウンを図ることができる。また、疑似正弦波
駆動や通電角が１２０°を超える広角通電制御を行うこ
とにより、モータ騒音の低減や高調波による鉄損の低減
によるモータの高効率化も期待できる。さらに、スロッ
トＳと極数２Ｐとの関係が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮
機で常用運転される１００ｒｐｓを超える高速運転領域
でも鉄損の増加を抑制することができる。
【００２７】＜第２の実施の形態＞図５は、この発明の
第２の実施の形態による集中巻磁石モータの構造を示す
断面図である。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝
６、磁極数２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の
電機子鉄心がロータ２５と向き合う面のティース４の回
転方向の角度で表したティース先端幅をθｓとし、ロー
タ２５に埋め込まれた磁石２６の回転方向の角度で表し
た磁極幅をθｒとしたとき、θｓ＞θｒの関係になって
いる。この実施の形態が上述の第１の実施の形態と異な
る点は、磁石２６の形状であり、１極の磁石を図に示す
ように２つに分離してＶ字型とし、合成した磁束の向き
を回転中心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に
固定することができ、強力な磁束を発生させることがで
きる。
第２の実施の形態による集中巻磁石モータの構造を示す
断面図である。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝
６、磁極数２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の
電機子鉄心がロータ２５と向き合う面のティース４の回
転方向の角度で表したティース先端幅をθｓとし、ロー
タ２５に埋め込まれた磁石２６の回転方向の角度で表し
た磁極幅をθｒとしたとき、θｓ＞θｒの関係になって
いる。この実施の形態が上述の第１の実施の形態と異な
る点は、磁石２６の形状であり、１極の磁石を図に示す
ように２つに分離してＶ字型とし、合成した磁束の向き
を回転中心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に
固定することができ、強力な磁束を発生させることがで
きる。
【００２８】第３高調波発生のメカニズムは、上述の第
１の実施の形態と同様であり、第３高調波成分が大きく
なっており、この信号成分によってロータ５の磁極位置
の検出を行うことができる。
１の実施の形態と同様であり、第３高調波成分が大きく
なっており、この信号成分によってロータ５の磁極位置
の検出を行うことができる。
【００２９】＜第３の実施の形態＞図６は、この発明の
第３の実施の形態による集中巻磁石モータの構造を示す
断面図である。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝
６、磁極数２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の
電機子鉄心がロータ３５と向き合う面のティース４の回
転方向の角度で表したティース先端幅をθｓとし、ロー
タ３５に埋め込まれた磁石３６の回転方向の角度で表し
た磁極幅をθｒとしたとき、θｓ＞θｒの関係になって
いる。この実施の形態が上述の第１の実施の形態と異な
る点は、磁石３６の形状であり、１極の磁石を図に示す
ように３つに分離してＵ字型とし、合成した磁束の向き
を回転中心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に
固定することができ、強力な磁束を発生させることがで
きる。
第３の実施の形態による集中巻磁石モータの構造を示す
断面図である。この図に示すモータは、スロット数Ｓ＝
６、磁極数２Ｐ＝４の場合を示しており、ステータ２の
電機子鉄心がロータ３５と向き合う面のティース４の回
転方向の角度で表したティース先端幅をθｓとし、ロー
タ３５に埋め込まれた磁石３６の回転方向の角度で表し
た磁極幅をθｒとしたとき、θｓ＞θｒの関係になって
いる。この実施の形態が上述の第１の実施の形態と異な
る点は、磁石３６の形状であり、１極の磁石を図に示す
ように３つに分離してＵ字型とし、合成した磁束の向き
を回転中心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に
固定することができ、強力な磁束を発生させることがで
きる。
【００３０】第３高調波発生のメカニズムは、上述の第
１の実施の形態と同様であり、第３高調波成分が大きく
なっており、この信号成分によってロータ５の磁極位置
の検出を行うことができる。
１の実施の形態と同様であり、第３高調波成分が大きく
なっており、この信号成分によってロータ５の磁極位置
の検出を行うことができる。
【００３１】以上、本発明の３つの実施の形態の動作を
図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態
に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態
に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３２】たとえば、この発明のモータの適用は圧縮
機駆動用に限られるものではなく、その他の負荷であっ
てもよい。また、この実施の形態のスロット数６と極数
４に限られるものではなく、Ｓ＞２Ｐの関係にあるスロ
ット数と極数であればよい。
機駆動用に限られるものではなく、その他の負荷であっ
てもよい。また、この実施の形態のスロット数６と極数
４に限られるものではなく、Ｓ＞２Ｐの関係にあるスロ
ット数と極数であればよい。
【００３３】
【発明の効果】これまでに説明したように、この発明に
よれば以下の効果が得られる。請求項１の発明によれ
ば、非通電期間における電機子巻線への誘起電圧の第３
高調波成分を大きくしてこの信号を利用してロータ位置
を検出することにより、エンコーダ等の位置検出センサ
を必要とせず、またはセンサベクトル制御のように高速
な演算素子も必要とせず、疑似正弦波駆動や通電角が１
２０°を超える広角通電制御が可能となる。
よれば以下の効果が得られる。請求項１の発明によれ
ば、非通電期間における電機子巻線への誘起電圧の第３
高調波成分を大きくしてこの信号を利用してロータ位置
を検出することにより、エンコーダ等の位置検出センサ
を必要とせず、またはセンサベクトル制御のように高速
な演算素子も必要とせず、疑似正弦波駆動や通電角が１
２０°を超える広角通電制御が可能となる。
【００３４】これにより、制御回路の簡素化を図ること
ができ、信頼性の向上やコストダウンを図ることができ
る。
ができ、信頼性の向上やコストダウンを図ることができ
る。
【００３５】また、疑似正弦波駆動や通電角が１２０°
を超える広角通電制御を行うことにより、モータ騒音の
低減や高調波による鉄損の低減によるモータの高効率化
も期待できる。
を超える広角通電制御を行うことにより、モータ騒音の
低減や高調波による鉄損の低減によるモータの高効率化
も期待できる。
【００３６】さらに、スロットＳと極数２Ｐとの関係
が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮機で常用運転される１０
０ｒｐｓを超える高速運転領域でも鉄損の増加を抑制す
ることができる。
が、Ｓ＞２Ｐであるため、圧縮機で常用運転される１０
０ｒｐｓを超える高速運転領域でも鉄損の増加を抑制す
ることができる。
【００３７】請求項２の発明によれば、ロータの磁石の
回転方向の角度で表した磁極幅θｒとステータの鉄心の
回転方向の角度で表したティース先端幅θｓとの比の望
ましい範囲を与えることにより、非通電期間に発生する
第３高調波を実用レベルとすることができる。
回転方向の角度で表した磁極幅θｒとステータの鉄心の
回転方向の角度で表したティース先端幅θｓとの比の望
ましい範囲を与えることにより、非通電期間に発生する
第３高調波を実用レベルとすることができる。
【００３８】請求項３の発明によれば、磁石の磁束の方
向を規定することによって有効にトルクを発生させるこ
とができ、非通電期間に発生する第３高調波を実用レベ
ルとすることができる。
向を規定することによって有効にトルクを発生させるこ
とができ、非通電期間に発生する第３高調波を実用レベ
ルとすることができる。
【００３９】請求項４の発明によれば、１極の磁石を２
つに分離してＶ字型とし、合成した磁束の向きを回転中
心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定する
ことができ、強力な磁束を発生させることができる。
つに分離してＶ字型とし、合成した磁束の向きを回転中
心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定する
ことができ、強力な磁束を発生させることができる。
【００４０】請求項５の発明によれば、１極の磁石を３
つに分離してＵ字型とし、合成した磁束の向きを回転中
心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定する
ことができ、強力な磁束を発生させることができる。
つに分離してＵ字型とし、合成した磁束の向きを回転中
心と前記電機子鉄心のティースとを結ぶ方向に固定する
ことができ、強力な磁束を発生させることができる。
【００４１】請求項６または請求項７の発明によれば、
隣り合う磁石間の磁気抵抗を増加させることによって電
機子を通らない磁束を抑制することができる。
隣り合う磁石間の磁気抵抗を増加させることによって電
機子を通らない磁束を抑制することができる。
【図１】 この発明の第１の実施の形態による集中巻磁
石モータの構造を示す断面図。
石モータの構造を示す断面図。
【図２】 第１の実施形態の変形例による集中巻磁石モ
ータの構造を示す断面図。
ータの構造を示す断面図。
【図３】 ロータ５の磁石６による磁束φと誘起電圧Ｖ
が示した図。
が示した図。
【図４】 起電圧Ｖとその基本成分、高調波合計および
第３次高調波成分の大きさを示した図。
第３次高調波成分の大きさを示した図。
【図５】 この発明の第２の実施の形態による集中巻磁
石モータの構造を示す断面図。
石モータの構造を示す断面図。
【図６】 この発明の第３の実施の形態による集中巻磁
石モータの構造を示す断面図。
石モータの構造を示す断面図。
【図７】 従来の技術による磁石モータの構造を示す断
面図。
面図。
【図８】 図７に示したモータ断面４１のモータに電機
子巻線をスロット３によって電機子鉄心のティース４に
直接巻き付けた集中巻を採用したときの磁束φの分布と
誘起電圧Ｖを示す図。
子巻線をスロット３によって電機子鉄心のティース４に
直接巻き付けた集中巻を採用したときの磁束φの分布と
誘起電圧Ｖを示す図。
【図９】 図８の誘起電圧とその基本波成分、高調波合
計および第３次高調波成分の大きさを示した図。
計および第３次高調波成分の大きさを示した図。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、４１…モータ断面
２…ステータ
３…スロット
４…ティース
５、１５、２５、３５、４５…ロータ
６、２６、３６、４６…磁石
７…エアーギャップ
１７…空気層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AA09 AE00
5H621 AA01 AA04 BB10 GA04 HH01
PP10
5H622 AA03 CA02 CA07 CA10 CA11
CB06
Claims (7)
- 【請求項１】 ステータのスロット数をＳ、ロータの
磁極数を２ＰとしたときＳ＞２Ｐの関係にあり、電機子
の巻線を電機子鉄心のティースに直接巻き付けた集中巻
磁石モータであって、 前記ロータに埋め込まれた磁石の回転方向の角度で表し
た磁極幅θｒを前記ステータの鉄心の回転方向の角度で
表したティース先端幅θｓより小さくし、 ロータの回転によって発生する磁束分布を台形波状とし
て非通電期間における前記電機子巻線への誘起電圧の第
３高調波成分を大きくしたことを特徴とする集中巻磁石
モータ。 - 【請求項２】 前記θｒと前記θｓとの比θｒ／θｓ
を３／４ないし３／３．５の範囲としたことを特徴とす
る請求項１記載の集中巻磁石モータ。 - 【請求項３】 前記ロータの磁石は、 該磁石の磁束の方向を回転中心と前記電機子鉄心のティ
ースとを結ぶ方向に固定したことを特徴とする請求項１
または２記載の集中巻磁石モータ。 - 【請求項４】 前記ロータの磁石は、 該磁石を２つに分離して接合部を回転中心に向けて折り
曲げ、Ｖ字型としたことを特徴とする請求項１から３の
いずれか記載の集中巻磁石モータ。 - 【請求項５】 前記ロータの磁石は、 該磁石を３つに分離して２つの接合部で挟まれた中間の
磁石を回転中心に向けて移動させ、Ｕ字型としたことを
特徴とする請求項１から３のいずれか記載の集中巻磁石
モータ。 - 【請求項６】 前記ロータの磁石間の鉄心は、 隣り合う磁石間に空気層を設けて磁気短絡を起こさない
ようにしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか
記載の集中巻磁石モータ。 - 【請求項７】 前記ロータの磁石間の鉄心は、 隣り合う磁石間の前記ステータとのギャップを長くして
磁気短絡を起こさないようにしたことを特徴とする請求
項１から５のいずれか記載の集中巻磁石モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222738A JP2003037967A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | 集中巻磁石モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222738A JP2003037967A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | 集中巻磁石モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003037967A true JP2003037967A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19056174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001222738A Withdrawn JP2003037967A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | 集中巻磁石モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003037967A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006115684A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機の磁気回路構造 |
| KR100821545B1 (ko) | 2005-04-14 | 2008-04-11 | 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 | 영구 자석 매설형 회전 전기 기기, 카에어컨용 모터 및 밀폐형 전동 압축기 |
| JP2009142064A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Nippon Densan Corp | ブラシレスモータ |
| CN101860092A (zh) * | 2009-04-02 | 2010-10-13 | 马渊马达株式会社 | 磁极铁心以及使用磁极铁心的直流电动机 |
| WO2012150717A1 (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | ダイキン工業株式会社 | 回転電機 |
| JP2014143807A (ja) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Asmo Co Ltd | モータ |
| US10862357B2 (en) | 2015-03-18 | 2020-12-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Permanent-magnet-embedded electric motor, blower, and refrigerating air conditioner |
| CN112165195A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-01 | 安徽美芝精密制造有限公司 | 电机和压缩机 |
-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222738A patent/JP2003037967A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
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|---|---|---|---|
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