JP2003274580A - 同期機 - Google Patents

同期機

Info

Publication number
JP2003274580A
JP2003274580A JP2002067546A JP2002067546A JP2003274580A JP 2003274580 A JP2003274580 A JP 2003274580A JP 2002067546 A JP2002067546 A JP 2002067546A JP 2002067546 A JP2002067546 A JP 2002067546A JP 2003274580 A JP2003274580 A JP 2003274580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
electrical steel
teeth
oriented electrical
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002067546A
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Fujisaki
敬介 藤崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2002067546A priority Critical patent/JP2003274580A/ja
Publication of JP2003274580A publication Critical patent/JP2003274580A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータの磁気特性を損なうことなく、材料
コストと製造コストとの双方を低減できる同期機を提供
する。 【解決手段】 固定子コイルが巻き回されるティースを
備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定して用
いる同期機であって、該ティースの先端部が方向性電磁
鋼板からなり、かつ、該ティース先端部を構成する方向
性電磁鋼板の磁化容易方向が前記ステータの径方向であ
ることを特徴とする同期機。前記ティースをティース本
体とティース先端部とに分割した構造とし、該ティース
の先端部が方向性電磁鋼板からなり、かつ、該ティース
先端部を構成する方向性電磁鋼板の磁化容易方向が前記
ステータの径方向であることを特徴とする請求項1に記
載の同期機。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定子コイルが巻
き回されるティースを備えたステータを複数枚、厚さ方
向に積層・固定して用いる同期機に関する。具体的に
は、ステータに配置される積層体に電磁鋼板を用いた永
久磁石同期機に関する。
【0002】
【従来の技術】永久磁石同期機は、ステータ(固定子)
に電流を流すことにより発生する磁場が、ロータ(回転
子)に埋め込まれた永久磁石に働いて、ロータが回転す
る同期機であって、保守性、制御性、耐環境性に優れ、
高効率、高力率運転が可能なモータとして産業・民生家
電分野を問わず広く用いられている。この場合。電気エ
ネルギーを同期機に流して、回転駆動力を得るようにす
るのが同期電動機であり、逆に、同期機を回転させて電
気エネルギーを同期機より取り出す場合は、同期発電機
となる。ここでは、両者を想定し、あわせて、同期機と
している、両者の構造は基本的には同じなので、以下詳
細説明では、同期電動機の例を中心に説明する。
【0003】図8および図9は、従来の同期機の断面を
示しており、ヨーク1およびティース2からなるステー
タ7の中心に、ロータ8が配置されている。ロータ8に
は永久磁石9が埋め込まれており、ステータ7に三相交
流を流すことにより発生する磁場が、この永久磁石9に
働くことによりロータ8が回転する。従来、同期機のス
テータは、鉄損を低減するために無方向性電磁鋼板(N
O)を積層することにより作られていた。無方向性電磁
鋼板は、図5に示すように、鋼板表面のどの方向にも一
様な比透磁率を有する鋼板であって、比較的鉄損の小さ
い材料として広く用いられているが、長時間連続運転す
る同期機のステータに用いる材料としては十分な磁気特
性が得られていなかった。
【0004】同期機に用いられる電磁鋼板の種類につい
ては、特開平7−67272号公報に、ステータのティ
ースとヨークとを分割する構造とし、ヨークには円周方
向を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板(GO)を用
い、ティースには径方向を磁化容易方向とする方向性電
磁鋼板を用いることにより鉄損を低減する方法が開示さ
れている。しかし、この従来技術は、ヨークとティース
の双方に価格が高い方向性電磁鋼板を用いており材料コ
ストが高くなるうえ、方向性電磁鋼板は加工しにくいと
いう問題点があった。また、この従来技術は、ティース
とヨークとを分割する構造となっており、部品数が多い
ため製造コストが高くなるという問題点もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来技術の問題点を解決し、ステータの磁気特性を損
なうことなく、材料コストと製造コストとの双方を低減
できる同期機を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ティース先端
部に方向性電磁鋼板を用いることにより、ステータの磁
気特性を損なうことなく、材料コストと製造コストとの
双方を低減できる同期機を提供するものであり、その要
旨は特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【0007】(1) 固定子コイルが巻き回されるティ
ースを備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定
して用いる同期機であって、該ティースの先端部が方向
性電磁鋼板からなり、かつ、該ティース先端部を構成す
る方向性電磁鋼板の磁化容易方向が前記ステータの径方
向であることを特徴とする同期機。 (2) 前記ティースをティース本体とティース先端部
とに分割した構造とし、該ティースの先端部が方向性電
磁鋼板からなり、かつ、該ティース先端部を構成する方
向性電磁鋼板の磁化容易方向が前記ステータの径方向で
あることを特徴とする(1)に記載の同期機。
【0008】(3) 前記ステータをヨークとティース
とに分割した構造とし、該ヨークが無方向性電磁鋼板か
らなり、該ティースが方向性電磁鋼板からなり、かつ、
該ティースを構成する方向性電磁鋼板の磁化容易方向が
前記ステータの径方向であることを特徴とする(1)に
記載の同期機。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1乃至
図7を用いて詳細に説明する。図1は、本発明における
ステータ(固定子)の構造を示す図である。ステータ7
は、外周部分のヨーク1と、コイルが巻き回されるティ
ース2とから主に構成されている。図1は、ヨーク1と
ティース2の一部を取り出して示しており、実際にはヨ
ーク1とティース2がロータ8の周囲に円周状に配置さ
れている。このティース2の先端部3を方向性電磁鋼板
(GO)とし、このティース先端部3を構成する方向性
電磁鋼板の磁化容易方向をステータの径方向(図1の矢
印で示す中心方向)としている。ティース先端部3の磁
化容易方向をステータの径方向とすることにより、ティ
ースを流れる磁束を隣接するティース2に流れにくく
し、ロータ8に流れる磁束を多くすることができ、その
結果、ステータにおける鉄損を低減することができる。
【0010】方向性電磁鋼板は、磁化容易方向が特定の
方向である電磁鋼板であり、磁化容易方向については無
方向性電磁鋼板より優れた磁気特性を有する。図2は、
本発明におけるステータの構造を示す図である。ステー
タ7は、ヨーク1、ティース2、ティース先端部3とか
ら構成されており、説明の都合上、それぞれの境界を、
ヨーク内部の境界4、ヨークとティースとの境界5、テ
ィースとティース先端部との境界6と呼ぶ。本発明は、
少なくともこのティース先端部3を方向性電磁鋼板と
し、その磁化容易方向をステータの径方向(図2の縞模
様の方向)とすることにより、ティースを流れる磁束が
ロータの方向に流れ易く、隣接するティースには流れに
くくすることにより、ステータにおける鉄損を低減する
ことができる。
【0011】図3乃至図7は、本発明に用いる電磁鋼板
の特性について示す図である。図3は、方向性電磁鋼板
および二方向性電磁鋼板の磁化容易方向の説明図であ
る。方向性電磁鋼板は圧延方向であるRD(Rolling Di
rection)が磁化容易方向となる。一方、二方向性電磁
鋼板は、圧延方向を二方向とし、さらに必要な熱処理を
施すことにより磁化容易方向を二方向とした鋼板であ
り、通常は、圧延方向に加えて、これと直角方向である
TD(Transverse Direction)が磁化容易方向となる。
【0012】図4は、方向性電磁鋼板および二方向性電
磁鋼板の磁気特性を示す図である。図4の横軸は磁界
H、縦軸は磁束密度Bであり鋼板の磁気特性の指標とな
る比透磁率はμ=B/Hとして表され、図4のグラフの
傾きに相当する。方向性電磁鋼板はθ=0(RD方向)
の磁気特性がよく、二方向性電磁鋼板はθ=0(RD方
向)およびθ=90(TD方向)の磁気特性がよい。図
5は、無方向性電磁鋼板の比透磁率(μ)の特性を示す
図である。無方向性電磁鋼板は、どの方向にも等しい磁
気特性を有するが、方向性電磁鋼板および二方向性電磁
鋼板に比べて比透磁率(μ)の値は低い。
【0013】図6は、方向性電磁鋼板の比透磁率(μ)
の特性を示す図である。方向性電磁鋼板は、圧延方向の
比透磁率(μR)の値が大きく、その他の方向は無方向
性電磁鋼板と同等である。図7は、二方向性電磁鋼板の
比透磁率(μ)の特性を示す図である。二方向性電磁鋼
板は、圧延方向の比透磁率(μR)および圧延方向と直
角方向の比透磁率(μT)の値が大きく、その他の方向
は無方向性電磁鋼板と同等である。
【0014】
【実施例】表1に、本発明の実施例および比較例を示
す。NO.1は、従来のステータであって、ヨーク、ティー
ス、ティース先端部を一体として無方向性電磁鋼板によ
り構成されている。無方向性電磁鋼板は、材料コストは
比較的安いが、方向性電磁鋼板に比べて磁気特性が劣る
ことから冷蔵庫や電気自動車用のモータのように長時間
連続運転に使用され、モータの効率が要求されるモータ
用としては十分ではない。
【0015】NO.2は、前述の特開平7−67272号公
報に開示されているステータであって、ヨークとティー
スとを分割構造として、ヨークを周方向(θ)、ティー
スをステータの径方向(r)を磁化容易方向とする方向
性電磁鋼板とするものである。方向性電磁鋼板は、圧延
方向の磁気特性に優れているが材料コストが高く、加工
がしにくいという問題点がある。しかも、ヨーク内部、
ヨークとティースを分割するため部品数が多く製造コス
トが高い。
【0016】NO.3は、発明例であって、ヨークとティー
スを無方向性電磁鋼板とし、ティース先端部のみ分割構
造として磁化容易方向をステータの径方向(r)とする
方向性電磁鋼板とする。これにより、ティースの大部分
は材料コストの安い無方向性電磁鋼板とし、最も重要な
ティース先端部のみ方向性電磁鋼板とすることにより、
磁気特性を維持しながら材料コストと製造コストの双方
を低減することができる。しかも、ヨーク内部および、
ヨークとティースの境界部を一体構造とするため部品数
が少なく製造コストが低減できる。NO.4は、発明例であ
って、ヨークとティースを二方向性電磁鋼板とし、ティ
ース先端部のみ分割構造として磁化容易方向をステータ
の径方向(r)とする方向性電磁鋼板とする。これによ
り、ティースとヨークを一体構造としても、主磁束の方
向と磁化容易方向とを一致させることができるので、優
れた磁気特性を持つ同期機を実現することができる。し
かも、ティース先端部を磁化容易方向をステータの径方
向(r)とする方向性電磁鋼板とするため、隣接するテ
ィースに流れる磁束が少なく、鉄損を低減することがで
きる。
【0017】NO.5は、発明例であって、ヨークを周方向
(θ)を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板、ティース
を無方向性電磁鋼板、ティース先端部をステータの径方
向(r)を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板とする。
これにより、磁気特性の良い方向性電磁鋼板と材料コス
トが安い無方向性電磁鋼板を組み合わせることにより、
磁気特性を維持しつつ材料コストを低減することができ
る。NO.6は、発明例であって、材質はN0.5と同じとし
て、ヨークとティースとを一体とする方向性電磁鋼板と
し、一枚の方向性電磁鋼板を曲げて製作することにより
主磁束の方向と磁化容易方向とを一致させで磁気特性を
向上させることができる。しかも、ヨーク内部、ヨーク
とティースの境界部を一体構造とするので部品数が少な
く、製造コストを低減することができる。
【0018】NO.7は、発明例であって、ヨークを無方向
性電磁鋼板、ティースとティース先端部をステータの径
方向(r)を磁化容易方向とする方向性電磁鋼板とす
る。これにより、磁気特性の良い方向性電磁鋼板と材料
コストの安い無方向性電磁鋼板を組み合わせることによ
り、磁気特性を維持しつつ材料コストを低減することが
できる。
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、ティース先端部に方向
性電磁鋼板を用いることにより、ステータの磁気特性を
損なうことなく、材料コストと製造コストとの双方を低
減できる同期機を提供することができる。また、磁気特
性の良い方向性電磁鋼板と材料コストの安い無方向性電
磁鋼板を組み合わせることにより、磁気特性を維持しつ
つ材料コストを低減することができるなど、産業上有用
な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明におけるステータの構造を示す図であ
る。
【図2】 本発明におけるステータの構造を示す図であ
る。
【図3】 方向性電磁鋼板および二方向性電磁鋼板の磁
化容易方向の説明図である。
【図4】 方向性電磁鋼板および二方向性電磁鋼板の磁
気特性を示す図である。
【図5】 無方向性電磁鋼板の比透磁率(μ)の特性を
示す図である。
【図6】 方向性電磁鋼板の比透磁率(μ)の特性を示
す図である。
【図7】 二方向性電磁鋼板の比透磁率(μ)の特性を
示す図である。
【図8】 従来の同期機の断面図である。
【図9】 従来の同期機の断面図である。
【符号の説明】
1 :ヨーク 2 : ティース 3 : ティース先端部 4 :ヨーク内部の境界 5 :ヨークとティースとの境界 6 :ティースとティース先端部との境界 7 :ステータ(固定子) 8 :ロータ(回転子) 9 :永久磁石

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子コイルが巻き回されるティースを
    備えたステータを複数枚、厚さ方向に積層・固定して用
    いる同期機であって、該ティースの先端部が方向性電磁
    鋼板からなり、かつ、該ティース先端部を構成する方向
    性電磁鋼板の磁化容易方向が前記ステータの径方向であ
    ることを特徴とする同期機。
  2. 【請求項2】 前記ティースをティース本体とティース
    先端部とに分割した構造とし、該ティースの先端部が方
    向性電磁鋼板からなり、かつ、該ティース先端部を構成
    する方向性電磁鋼板の磁化容易方向が前記ステータの径
    方向であることを特徴とする請求項1に記載の同期機。
  3. 【請求項3】 前記ステータをヨークとティースとに分
    割した構造とし、該ヨークが無方向性電磁鋼板からな
    り、該ティースが方向性電磁鋼板からなり、かつ、該テ
    ィースを構成する方向性電磁鋼板の磁化容易方向が前記
    ステータの径方向であることを特徴とする請求項1に記
    載の同期機。
JP2002067546A 2002-03-12 2002-03-12 同期機 Pending JP2003274580A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002067546A JP2003274580A (ja) 2002-03-12 2002-03-12 同期機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002067546A JP2003274580A (ja) 2002-03-12 2002-03-12 同期機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003274580A true JP2003274580A (ja) 2003-09-26

Family

ID=29198910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002067546A Pending JP2003274580A (ja) 2002-03-12 2002-03-12 同期機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003274580A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010259246A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Yaskawa Electric Corp 固定子鉄心およびそれを備えるモータ
WO2014180545A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-13 Tata Steel Uk Limited Multi-material rotor or stator pole for electric motors and generators and method for manufacturing such poles
JP2018057110A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 ミネベアミツミ株式会社 モータ用コア及びモータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010259246A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Yaskawa Electric Corp 固定子鉄心およびそれを備えるモータ
WO2014180545A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-13 Tata Steel Uk Limited Multi-material rotor or stator pole for electric motors and generators and method for manufacturing such poles
JP2018057110A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 ミネベアミツミ株式会社 モータ用コア及びモータ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Du et al. High torque density and low torque ripple shaped-magnet machines using sinusoidal plus third harmonic shaped magnets
AU2004247246B2 (en) Radial airgap, transverse flux motor
EP2266188B1 (en) Permanent magnet rotor with flux concentrating pole pieces
US7067950B2 (en) Efficient high-speed electric device using low-loss materials
EP1509988B1 (en) Rotary permanent magnet electric motor having stator pole shoes of varying dimensions
US20040251761A1 (en) Radial airgap, transverse flux motor
US20080246362A1 (en) Radial airgap, transverse flux machine
US20070057589A1 (en) Interior permanent magnet rotor and interior permanent magnet motor
JP4075226B2 (ja) 永久磁石回転子の永久磁石
JP4323940B2 (ja) 励磁機、界磁機およびそれを用いた同期機
JP2003274580A (ja) 同期機
JP2010068548A (ja) 電動機
JP2003264946A (ja) モータのステータ鉄心
JP2001008388A5 (ja) 平滑電機子巻線形acサーボモータのコア構造およびこのコア構造を用いた平滑電機子巻線形acサーボモータ
US20120025653A1 (en) Aggregate magnetization skew in a permanent magnet assembly
JP4323941B2 (ja) 励磁機、界磁機およびそれを用いた同期機
Singh et al. High torque density traction motor using soft magnetic composites material with surface ring-type Halbach-array PM rotor topology
JP2017051023A (ja) 回転電機
JP2003274581A (ja) 同期機
JP2006296001A (ja) 回転電機および電磁機器
JP2006280172A (ja) 直流モータ
JP2003264942A (ja) モータのステータ鉄心
JP2008263681A (ja) 交流モータ
JP5549326B2 (ja) モータの回転子、この回転子を有するモータ、及び、着磁装置
JP3984483B2 (ja) 同期電動機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040902

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070828

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071029

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071225