JP2003333813A - Rotor of synchronous reluctance motor - Google Patents

Rotor of synchronous reluctance motor

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JP2003333813A
JP2003333813A JP2002140291A JP2002140291A JP2003333813A JP 2003333813 A JP2003333813 A JP 2003333813A JP 2002140291 A JP2002140291 A JP 2002140291A JP 2002140291 A JP2002140291 A JP 2002140291A JP 2003333813 A JP2003333813 A JP 2003333813A
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JP
Japan
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rotor
electromagnetic steel
synchronous reluctance
reluctance motor
magnetic
Prior art date
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Application number
JP2002140291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nashiki
政行 梨木
Takanori Yokochi
孝典 横地
Original Assignee
Okuma Corp
オークマ株式会社
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor which has little magnetic flux and has sufficient strength. <P>SOLUTION: For a rotor, a rotor shaft 1 is arranged at the center, and a pair of discoid support members 23 composed of nonmagnetic substances are fixed to the rotor shaft 1. A rotor iron core serving as a magnetic path for the rotor is made by radially arranging a plurality of electromagnetic steel plates 21 stacked. Then, surfaces of the two supporting members 23 are formed with cuts corresponding to the plurality of electromagnetic plates 21, and the plurality of electromagnetic plates 21 are retained by the support members 23 in a pair with ends in the axial direction of the rotor shaft of the electromagnetic steel plate engaged with the cuts. Gaps among the plurality of trough- shaped electromagnetic plates 21 constitute nonmagnetic parts 22 forming air layers. Moreover, the nonmagnetic part 22 may be constituted of resin or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明はシンクロナスリラク
タンスモータのロータ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor structure for a synchronous reluctance motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のシンクロナスリラクタンスモータ
の例として、図9に3相4極のシンクロナスリラクタン
スモータの例を示す。1はロータ軸、2はロータ軸方向
に積層されたロータ電磁鋼板である。図10は図9の部
分拡大図である。3は磁極間を磁気的に接続する細い磁
路であり、細い磁路3の間は各空隙あるいは非磁性体で
構成されるスリット4が配置されている。5はラジアル
方向のつなぎ部であり、磁気的には不要であり、モータ
の電磁気的動作上はむしろ漏れ磁束が通るため有害な物
であるが、電磁鋼板のロータ軸へ固定される強固な中央
部分と各細い磁路とを機械的に接続し、構造的に補強し
ている。ロータの外周のつなぎ部6も同様にロータ全体
を補強しているが、ロータ回転方向への漏れ磁束を発生
させており、有害な面もある。7はステータであり、3
相4極の交流巻き線が複数のステータ磁極9間の各スロ
ット8に巻回されている。
2. Description of the Related Art As an example of a conventional synchronous reluctance motor, FIG. 9 shows an example of a three-phase four-pole synchronous reluctance motor. Reference numeral 1 is a rotor shaft, and 2 is a rotor electromagnetic steel plate laminated in the rotor axial direction. FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. Reference numeral 3 is a thin magnetic path that magnetically connects the magnetic poles, and slits 4 each made of a void or a non-magnetic material are arranged between the thin magnetic paths 3. Reference numeral 5 is a connecting portion in the radial direction, which is magnetically unnecessary and is harmful because electromagnetic flux of the motor rather causes leakage flux, but it is a strong center fixed to the rotor shaft of the electromagnetic steel plate. The part and each thin magnetic path are mechanically connected and structurally reinforced. Similarly, the connecting portion 6 on the outer circumference of the rotor also reinforces the entire rotor, but it causes a leakage magnetic flux in the rotor rotation direction, which is harmful. 7 is a stator, 3
A phase 4 pole AC winding is wound around each slot 8 between a plurality of stator poles 9.
【0003】図9の3相4極のシンクロナスリラクタン
スモータの基本動作を説明するために図11にモデル化
した2極のシンクロナスリラクタンスモータを示す。N
PMは磁極間に磁束を通す細い磁路であり、ハッチング
した部分であるSGは各細い磁路NPMの間に配置され
た空隙でなるスリットである。すなわち、図11のロー
タは上下方向には磁気抵抗が小さく、左右方向には磁気
抵抗が大きい構造となっている。7はステータを表して
いる。ロータを励磁するため励磁電流idが流され、ロ
ータは図視するN,Sに励磁され、磁束φdがつくられ
る。この磁束φdを発生させる方向へトルク電流iqが
流され、フレミングの左手の法則に従って、力F1を発
生する。トルク電流iqは同時に磁束φqも同時に生成
し、励磁電流idと磁束φqの積に比例する力F2も同
時に生成する。この動作の結果、このモータは力(F1
−F2)に比例した回転トルクT∝φd・iq−φq・
idを発生する。
FIG. 11 shows a modeled 2-pole synchronous reluctance motor for explaining the basic operation of the 3-phase 4-pole synchronous reluctance motor shown in FIG. N
PM is a thin magnetic path that allows a magnetic flux to pass between the magnetic poles, and SG, which is a hatched portion, is a slit that is a gap arranged between the thin magnetic paths NPM. That is, the rotor of FIG. 11 has a structure in which the magnetic resistance is small in the vertical direction and large in the horizontal direction. Reference numeral 7 represents a stator. An exciting current id is supplied to excite the rotor, and the rotor is excited by N and S as shown in the figure, and a magnetic flux φd is created. The torque current iq is caused to flow in the direction in which the magnetic flux φd is generated, and the force F1 is generated according to Fleming's left-hand rule. The torque current iq simultaneously generates the magnetic flux φq, and simultaneously generates the force F2 proportional to the product of the exciting current id and the magnetic flux φq. As a result of this action, this motor is forced by force (F1
-F2) Rotational torque T ∝φd ・ iq-φq ・
Generate id.
【0004】図11のモータの動作をベクトル図で示す
と図12となる。ただし、モータの巻き線抵抗、漏れイ
ンダクタンス、鉄損及びその他の損失分は無視してい
る。i0は励電流idとトルク電流iqとの合成した電
流であり、モータへはこの電流が、ロータの回転に同期
して通電されている。ロータが回転角周波数ωで回転し
ているとし、d軸方向インダクタンスLd、q軸方向イ
ンダクタンスLqとすると、励磁電流idを流した方向
へは電圧Vd
FIG. 12 is a vector diagram showing the operation of the motor shown in FIG. However, the motor winding resistance, leakage inductance, iron loss and other losses are ignored. i0 is a combined current of the excitation current id and the torque current iq, and this current is supplied to the motor in synchronization with the rotation of the rotor. Assuming that the rotor is rotating at the rotational angular frequency ω and the d-axis direction inductance is Ld and the q-axis direction inductance is Lq, the voltage Vd flows in the direction in which the exciting current id flows.
【数1】 Vd∝−Lq・diq/dt∝−ω・Lq・iq ・・・・(1) の電圧が発生し、iqを流した方向へは電圧Vq[Equation 1]     Vd∝-Lq · diq / dt∝-ω · Lq · iq ··· (1) Voltage is generated, and voltage Vq is applied in the direction of flowing iq.
【数2】 Vq∝Ld・did/dt∝ω・Ld・id ・・・・(2) の電圧が発生する。電圧V0は前記電圧Vd、Vqの合
成電圧である。モータの出力パワーPは、
[Formula 2] Vq∝Ld · did / dt∝ω · Ld · id (2) The voltage is generated. The voltage V0 is a combined voltage of the voltages Vd and Vq. The output power P of the motor is
【数3】 P∝ω・Ld・id・iq−ω・Lq・iq・id =ω・(Ld−Lq)・id・iq ・・・・(3) ∝V0・i0・cos(θpr) として表される。ここで、θprは電圧V0と電流i0
との位相差であり、cos(θpr)は力率である。こ
の力率の値が、シンクロナスリラクタンスモータの特性
として重要な値である。
[Formula 3] P∝ω · Ld · id · iq−ω · Lq · iq · id = ω · (Ld−Lq) · id · iq ··· (3) ∝V0 · i0 · cos (θpr) expressed. Where θpr is voltage V0 and current i0
And cos (θpr) is the power factor. The value of this power factor is an important value as a characteristic of the synchronous reluctance motor.
【0005】既知のように、電圧VとインダクタンスL
と磁束φの関係は、V=L・di/dt=N・dφ/d
tであるから、L・i=N・φであり、モータの動作に
おいても電流成分と磁束成分は比例の関係にある。
As is known, the voltage V and the inductance L
And the magnetic flux φ is V = L · di / dt = N · dφ / d
Since t, L · i = N · φ, and the current component and the magnetic flux component are in a proportional relationship even in the operation of the motor.
【0006】但し、これらの関係が成立する条件は、d
軸方向インダクタンスLd、q軸方向インダクタンスL
qとが一定の値であり、磁気的に線形である必要があ
る。しかし通常、モータは磁性鋼板の磁気的に非線形な
領域まで活用して運転しており、前記の式では正確な表
現とは言えない。磁気飽和等の磁気的非線形性も含めて
考える必要がある。
However, the condition for establishing these relationships is d
Axial inductance Ld, q Axial inductance L
It is necessary that q and q have a constant value and are magnetically linear. However, the motor is usually operated by utilizing the magnetically non-linear region of the magnetic steel plate, and the above expression cannot be said to be an accurate expression. It is necessary to consider magnetic non-linearity such as magnetic saturation.
【0007】なお、シンクロナスリラクタンスの特徴
は、ロータが磁性鋼板だけで構成されているので材料コ
ストと製作コストが小さく安価なモータを実現できるこ
と、界磁磁束を制御することが可能であるため高速回転
まで定パワー制御が実現できること、ロータ側に2次電
流を必要としない構成なのでモータ効率が高いことなど
が上げられる。
The characteristic of the synchronous reluctance is that the rotor is composed only of magnetic steel plates, so that an inexpensive motor with a small material cost and a low manufacturing cost can be realized, and the magnetic field flux can be controlled, so that the high speed is achieved. The constant power control can be realized up to the rotation, and the motor efficiency is high because the secondary current is not required on the rotor side.
【0008】次に、構造的にも本発明に類似したアキシ
ャリラミネイテッドロータの断面図を図13に示す。1
0はロータ軸、11は電磁鋼板、12は電磁鋼板の間の
非磁性体部、13は前記電磁鋼板11を固定するボルト
である。図14に電磁鋼板11の例を示す。14はボル
ト固定のための穴である。
Next, FIG. 13 shows a sectional view of an axially laminated rotor which is structurally similar to the present invention. 1
Reference numeral 0 is a rotor shaft, 11 is an electromagnetic steel plate, 12 is a non-magnetic member between the electromagnetic steel plates, and 13 is a bolt for fixing the electromagnetic steel plate 11. FIG. 14 shows an example of the electromagnetic steel sheet 11. 14 is a hole for fixing a bolt.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図8、図9に示す従来
のシンクロリラクタンスモータは、それぞれに分割され
た磁路を持っており、強度を保つために接続するつなぎ
部がロータ磁極境界部、ロータ外周に存在している。し
かし、これらのつなぎ部は電磁気的な機能上は有害であ
り、極細く作られるため、ロータ強度が低いという問題
がある。特に、工作機械の主軸のように5,000回転
/分以上の高速回転で使用する場合は、強大な遠心力が
ロータ各部へ作用し、非常に大きな問題である。
The conventional synchronous reluctance motors shown in FIGS. 8 and 9 have magnetic paths divided into respective parts, and a connecting portion connected to maintain strength is a rotor magnetic pole boundary portion. It exists on the outer circumference of the rotor. However, these joints are harmful in terms of electromagnetic function, and are extremely thin, so that the rotor strength is low. In particular, when it is used at a high-speed rotation of 5,000 revolutions / minute or more like a spindle of a machine tool, a strong centrifugal force acts on each part of the rotor, which is a very serious problem.
【0010】また、前記つなぎ部を通過する漏れ磁束も
トルク発生上有害であり、モータの力率を低下させてい
るという問題がある。
Further, there is a problem that the leakage magnetic flux passing through the connecting portion is also harmful in torque generation and reduces the power factor of the motor.
【0011】図13に示すアキシャリラミネイテッドロ
ータの場合は、ボルト強度の問題、組立精度など製作上
の問題等がある。特に、工作機械の主軸のようにロータ
軸の内部を切削水供給など他の用途に使用する場合に
は、ボルト固定が物理的に困難な場合もある。
In the case of the axially laminated rotor shown in FIG. 13, there are problems in bolt strength, manufacturing accuracy and other manufacturing problems. In particular, when the inside of the rotor shaft, such as the main shaft of a machine tool, is used for other purposes such as supplying cutting water, bolt fixing may be physically difficult.
【0012】なお、ロータ強度を上げるため、ロータ軸
方向の中間部にロータを補強するための部材を配置する
場合には、その補強部材の部分が電磁気的にはモータと
して作用しないため、トルクが減少するという問題があ
る。
In order to increase the strength of the rotor, when a member for reinforcing the rotor is arranged at the intermediate portion in the axial direction of the rotor, the reinforcing member does not electromagnetically act as a motor, so that the torque is increased. There is a problem of decrease.
【0013】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
ものであり、漏れ磁束が少なく、且つ、十分な強度を有
するロータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a rotor having a small leakage magnetic flux and a sufficient strength.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、巻線が巻装さ
れたステータと、前記ステータの内側に配置されたロー
タとを備えるシンクロナスリラクタンスモータのロータ
であって、樋形状の複数の電磁鋼板をラジアル方向に重
ねて配置して形成されたロータ鉄心と、ロータ軸に固定
され、前記複数の樋状電磁鋼板の軸方向の両端を保持す
る支持部材と、を含むものである。これにより、凹状電
磁鋼板はロータ支持部材で強固に固定され、モータは例
えば5,000回転/分以上の高速回転時の遠心力にも
耐えられることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a rotor for a synchronous reluctance motor comprising a stator around which a winding is wound, and a rotor disposed inside the stator, the rotor comprising a plurality of troughs. It includes a rotor core formed by stacking electromagnetic steel sheets in a radial direction and a support member fixed to the rotor shaft and holding both ends of the plurality of gutter-shaped electromagnetic steel sheets in the axial direction. As a result, the concave electromagnetic steel plate is firmly fixed by the rotor support member, and the motor can withstand the centrifugal force at the time of high-speed rotation of, for example, 5,000 rpm.
【0015】ここで支持部材の保持方法として、前記支
持部材は、前記樋状電磁鋼板の軸方向端部が嵌合される
切り欠きを有することが好ましい。これにより、樋状電
磁鋼板はロータ軸方向のほぼ全域に渡って存在し、その
全域がモータの磁気回路として機能する。よって、ロー
タ支持部材のスペース的な問題が解消される。
As a method of holding the support member, it is preferable that the support member has a notch into which the axial end of the gutter-shaped electromagnetic steel plate is fitted. As a result, the gutter-shaped magnetic steel sheet exists over almost the entire area in the axial direction of the rotor, and the entire area functions as a magnetic circuit of the motor. Therefore, the space problem of the rotor support member is solved.
【0016】別の支持部材の保持方法として、前記ロー
タ鉄心は、そのロータ軸方向の端部に突部を有し、ま
た、前記支持部材は、前記突部が嵌合される凹部を有す
ることが好ましい。
As another method of holding the support member, the rotor core has a protrusion at the end portion in the axial direction of the rotor, and the support member has a recess into which the protrusion is fitted. Is preferred.
【0017】また、前記樋状電磁鋼板の縁部には、ロー
タ外周表面上を回転方向に延設した耳部が備えられてい
ることが好ましい。これにより、ステータとロータ間の
磁気抵抗を低減して、モータ出力トルクの増大を図るこ
とができる。
Further, it is preferable that an edge portion of the gutter-shaped electromagnetic steel sheet is provided with an ear portion extending in a rotational direction on an outer peripheral surface of the rotor. As a result, the magnetic resistance between the stator and the rotor can be reduced, and the motor output torque can be increased.
【0018】ここで、前記支持部材の外周表面の凹部
を、前記耳部に対応した形状としたり、前記支持部材
を、ロータ外周より小さい直径の円盤とすることが好ま
しい。
Here, it is preferable that the concave portion on the outer peripheral surface of the support member has a shape corresponding to the ear portion, or that the support member is a disk having a diameter smaller than the outer circumference of the rotor.
【0019】また、前記ロータ軸に、前記ロータ鉄心お
よび前記支持部材からなるロータユニットが複数配置さ
れていることが好ましい。これにより、モータ回転速度
に応じた強度のロータユニット構成とし、モータ出力仕
様に応じてそのユニットをロータ軸上に複数個配置する
ことにより所望のモータを実現する。モータ回転数が高
いほど、遠心力が強大になるので、前記凹状電磁鋼板が
ロータ軸方向に短めになり、前記ロータユニットの数が
多くなる関係となる。
Further, it is preferable that a plurality of rotor units each including the rotor core and the supporting member are arranged on the rotor shaft. As a result, a rotor unit having a strength corresponding to the motor rotation speed is formed, and a plurality of the units are arranged on the rotor shaft according to the motor output specifications to realize a desired motor. Since the centrifugal force becomes stronger as the motor rotation speed becomes higher, the concave electromagnetic steel plate becomes shorter in the rotor axial direction, and the number of rotor units increases.
【0020】また、前記積層された樋状電磁鋼板により
形成される各磁極の中央部に、前記ロータ軸に固定さ
れ、ロータ外周表面まで延設された磁路部材を備えるこ
とが好ましい。この磁路部材は、電磁鋼板をロータ軸方
向に積層して形成するとよい。
Further, it is preferable that a magnetic path member fixed to the rotor shaft and extending to the outer peripheral surface of the rotor is provided at the central portion of each magnetic pole formed by the laminated gutter-shaped electromagnetic steel plates. This magnetic path member may be formed by laminating electromagnetic steel plates in the axial direction of the rotor.
【0021】本発明は、巻線が巻装されたステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータとを備えるシン
クロナスリラクタンスモータのロータであって、穴を有
する樋形状の電磁鋼板をラジアル方向に重ねて配置して
形成されたロータ鉄心と、前記穴の周囲に非磁性体を充
填して形成された固定部材と、を含むものである。これ
により、樋状電磁鋼板が相互に固定され、ロータが強固
に構成される。充填する非磁性体は、ステンレス、樹脂
等である。また、前記板状の磁路部材は、その板面に穴
を有し、前記磁路部材は、前記穴の周囲に非磁性体を充
填して形成された固定部材により固定されることが好ま
しい。
According to the present invention, a stator having a winding wound thereon,
A rotor of a synchronous reluctance motor comprising a rotor arranged inside the stator, the rotor core being formed by stacking gutter-shaped electromagnetic steel sheets having holes in a radial direction, and the periphery of the holes. And a fixing member formed by filling a non-magnetic material therewith. As a result, the gutter-shaped electromagnetic steel plates are fixed to each other, and the rotor is firmly constructed. The non-magnetic material to be filled is stainless steel, resin, or the like. Further, it is preferable that the plate-shaped magnetic path member has a hole in its plate surface, and the magnetic path member is fixed by a fixing member formed by filling a nonmagnetic material around the hole. .
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】図1に本発明の第一の実施形態で
あるシンクロナスリラクタンスモータのロータを示す。
本実施形態のロータは、中心にロータ軸1が配置され、
このロータ軸1には非磁性体でなる円盤形状の一対の支
持部材23が固定されている。このロータの磁路となる
ロータ鉄心は、樋形状の複数の電磁鋼板21をラジアル
方向に重ねて配置して形成されている。そして、2つの
支持部材23には、複数の電磁鋼板21に対応した切り
欠きが設けられており、電磁鋼板のロータ軸方向の端部
がこれらの切り欠きに勘合することにより、これら複数
の電磁鋼板21は一対の支持部材23で保持されてい
る。複数の樋状電磁鋼板21間の隙間は、空気層となっ
ている非磁性部22である。また、この非磁性部22
は、樹脂等で構成してもよい。
1 shows a rotor of a synchronous reluctance motor according to a first embodiment of the present invention.
In the rotor of this embodiment, the rotor shaft 1 is arranged at the center,
A pair of disc-shaped support members 23 made of a non-magnetic material are fixed to the rotor shaft 1. The rotor core that serves as the magnetic path of the rotor is formed by stacking a plurality of gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 in the radial direction. Then, the two support members 23 are provided with notches corresponding to the plurality of electromagnetic steel plates 21, and the ends of the electromagnetic steel plates in the rotor axial direction are fitted into these notches, so The steel plate 21 is held by a pair of support members 23. A gap between the plurality of gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 is a non-magnetic portion 22 which is an air layer. In addition, the non-magnetic portion 22
May be made of resin or the like.
【0023】本実施形態では、各電磁鋼板は他の部材と
磁気的に絶縁されているため、漏れ磁束が少なく、ま
た、支持部材23に保持されるため十分な強度を有す
る。図9及び図10に示す従来技術のロータと比較して
も、つなぎ部5,6がないため、ロータの各磁路である
樋状電磁鋼板21をロータ支持部材23により強固に固
定することができ、高速回転での運転が可能となる。電
磁気的な作用の点では、図9に示す従来技術のロータは
つなぎ部5,6より磁束が漏れるが、本実施形態の場
合、樋状電磁鋼板21が磁気的に独立して配置されてい
るため漏れ磁束が小さく、図11,図12で説明したφ
qを小さくでき、q軸方向インダクタンスLqを小さく
することが可能である。従って、電流ioと磁束との位
相差であるθprを小さくすることができ、トルクが増
加し、力率cosθprが増加する。
In this embodiment, since each electromagnetic steel sheet is magnetically insulated from other members, the magnetic flux leakage is small, and since it is held by the supporting member 23, it has sufficient strength. Compared with the conventional rotor shown in FIGS. 9 and 10, since the connecting portions 5 and 6 are not provided, it is possible to firmly fix the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21, which is each magnetic path of the rotor, by the rotor support member 23. It can be operated at high speed. In terms of electromagnetic action, magnetic flux leaks from the connecting portions 5 and 6 in the conventional rotor shown in FIG. 9, but in the case of this embodiment, the gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 are arranged magnetically independently. Therefore, the leakage magnetic flux is small, and φ described in FIGS.
It is possible to reduce q and the q-axis direction inductance Lq. Therefore, θpr, which is the phase difference between the current io and the magnetic flux, can be reduced, the torque increases, and the power factor cos θpr increases.
【0024】また、支持部材23の切り欠かれた部分に
も樋状電磁鋼板21が配置されるため、樋状電磁鋼板2
1で形成されるロータ表面の磁気回路はロータの軸方向
のほぼ全域に渡って存在する。その結果、一方の支持部
材23の外側面から他方の支持部材23の外側面までの
ロータの軸方向全長をロータ支持部材23の厚みに関わ
らず小さくすることができ、ロータ長さを小さくするこ
とができ、モータ用の軸受け等の周辺部材をロータに近
接して配置することができるのでモータの小型化、機器
の小型化を実現することができる。なお、前記切り欠き
部の軸方向形状は、図5のロータ支持部材の例に示すよ
うに、軸方向に貫通させることもでき、さらにロータ長
を短縮することができる。特に、機器組み込み構造のモ
ータを設計する場合、機器の都合上、ロータの長さを極
小にすることを求められることが多く、ロータ支持部材
の厚みがロータ長に影響しないと言うことは重要であ
る。
Further, since the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 is arranged also in the notched portion of the support member 23, the gutter-shaped electromagnetic steel plate 2
The magnetic circuit on the surface of the rotor formed by No. 1 exists over almost the entire area in the axial direction of the rotor. As a result, the axial total length of the rotor from the outer surface of one support member 23 to the outer surface of the other support member 23 can be reduced regardless of the thickness of the rotor support member 23, and the rotor length can be reduced. Since peripheral members such as bearings for the motor can be arranged close to the rotor, the motor can be downsized and the device can be downsized. The axial shape of the cutout portion can be axially penetrated as shown in the example of the rotor support member of FIG. 5, and the rotor length can be further shortened. In particular, when designing a motor with a built-in device, it is often required to minimize the length of the rotor for the convenience of the device, and it is important to say that the thickness of the rotor support member does not affect the rotor length. is there.
【0025】また、図1の例では、軸付ロータの例を図
示しているが、工作機械の主軸へ組み込むビルトインモ
ータの場合は、図1の構成のロータにおいてロータ軸1
を除く、樋状電磁鋼板21と支持部材23のみから成る
組立体を構成すれば、支持部材23中央の貫通穴に主軸
に通すことで、組立体を主軸へ組み込むことが可能であ
る。また、このとき、前記のように、ロータ長を極小と
することもできる。
In the example of FIG. 1, an example of a rotor with a shaft is shown. However, in the case of a built-in motor incorporated in the main shaft of a machine tool, in the rotor having the configuration of FIG.
Except for the above, if an assembly including only the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 and the support member 23 is configured, the assembly can be incorporated into the main shaft by passing the main shaft through the through hole in the center of the support member 23. At this time, the rotor length can be minimized as described above.
【0026】図2は図1のロータ中央部の断面図であ
る。樋状電磁鋼板21により4極の磁路が形成されたシ
ンクロナスリラクタンスモータのロータである。複数の
樋状電磁鋼板21間の隙間には、永久磁石24が配置さ
れており、この永久磁石24によりモータ性能が向上さ
れる。永久磁石24の配置される部位、磁石の数、量、
磁石の種類、磁石の形状等は、必要とするモータ性能に
応じて選択される。
FIG. 2 is a sectional view of the central portion of the rotor shown in FIG. This is a rotor of a synchronous reluctance motor in which a four-pole magnetic path is formed by a gutter-shaped electromagnetic steel plate 21. A permanent magnet 24 is disposed in the gap between the gutter-shaped electromagnetic steel plates 21, and the permanent magnet 24 improves the motor performance. Where the permanent magnets 24 are arranged, the number and amount of magnets,
The type of magnet and the shape of the magnet are selected according to the required motor performance.
【0027】次に、第一の実施形態の変形例について説
明する。変形例に係るロータを構成する樋状電磁鋼板2
1を図3に、支持部材を図5に示す。
Next, a modification of the first embodiment will be described. Gutter-shaped electromagnetic steel plate 2 constituting a rotor according to a modification
1 is shown in FIG. 3, and a supporting member is shown in FIG.
【0028】図3に示す樋状電磁鋼板21では、そのロ
ータ軸方向の端部には、ロータ支持部材23の凹部に勘
合される鋼板突部27が設けられている。組み立てられ
た時にロータの外周表面に位置する縁部28は、鋼板が
折り曲げられることで、ロータ回転方向に延設した耳部
28Aが備えられた構成となっている。この耳部28A
を設けることにより、ロータの回転位置がステータの歯
とどのような相対的回転位置にあっても、ステータの歯
と前記樋状電磁鋼板21との間の磁気抵抗を低減できる
様に作用するため、トルクを増加し、またトルクリップ
ルを低減することができる効果がある。なお、上述の耳
部28Aは鋼板を折り曲げて形成しているが、鋼板とは
別の他部材を付加して固定することにより形成してもよ
い。
In the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 shown in FIG. 3, a steel plate projection 27 that fits into the recess of the rotor support member 23 is provided at the end portion in the axial direction of the rotor. The edge portion 28, which is located on the outer peripheral surface of the rotor when assembled, has a structure in which a steel plate is bent to include an ear portion 28A extending in the rotor rotation direction. This ear 28A
By providing the rotor, the magnetic resistance between the stator teeth and the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 can be reduced regardless of the relative rotation position of the rotor and the stator teeth. In addition, the torque can be increased and the torque ripple can be reduced. In addition, although the above-mentioned ear | edge part 28A is formed by bending a steel plate, you may form it by adding and fixing another member different from a steel plate.
【0029】なお、図1のロータの例では、樋状電磁鋼
板21は種々の製作方法で製作することが可能である
が、量産の方法としては、金型を用いて電磁鋼板をプレ
ス打ち抜きし、その後、プレス成形して折り曲げて形成
することにより低コストでの生産が可能であり、組立も
容易である。なお、図3の樋状電磁鋼板例は3面の平面
からなり、2ヶ所の折り曲げ部があるが、円弧状など他
の種類の樋状形状であっても良い。また、磁路方向に細
長い切り欠き部26は、後述するが、ロータの補強ある
いは静的な磁気特性上、有用であり、追加することもで
きる。
In the example of the rotor of FIG. 1, the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 can be manufactured by various manufacturing methods. As a mass-production method, the electromagnetic steel plate is stamped and punched using a mold. After that, by press forming and bending to form, low cost production is possible, and assembly is also easy. Note that the gutter-shaped electromagnetic steel sheet example of FIG. 3 is composed of three flat surfaces and has two bent portions, but other types of gutter-shaped shapes such as arc shapes may be used. The notch 26 elongated in the magnetic path direction will be described later, but is useful in terms of reinforcing the rotor or static magnetic characteristics, and can be added.
【0030】また、樋状電磁鋼板21は、図4に示すよ
うに構成することもできる。図4の樋状電磁鋼板21
は、樋状電磁鋼板の縁部28にスリット29を入れた構
造の電磁鋼板である。シンクロナスリラクタンスモータ
の場合、ステータの巻線電流により理想的な回転磁界が
ロータに印可されると仮定すれば、ロータに常に一定の
磁束を誘起することも理論的に可能であるが、現実的に
は、ロータ、ステータの構造の離散性、電流制御装置の
不完全さがあり、ロータには脈動した起磁力が印可され
磁束の脈動が発生し、鉄損が発生する。図4の電磁鋼板
の端部28は、ロータ回転時に特に局部的な磁束変動が
大きく、渦電流が発生しやすいので、スリット29を追
加して軸方向の電気抵抗を部分的に大きくしている。そ
の結果、回転時のロータ鉄損を低減することができる。
Further, the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 can also be constructed as shown in FIG. Gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 of FIG.
Is an electromagnetic steel plate having a structure in which a slit 29 is formed in the edge portion 28 of the gutter-shaped electromagnetic steel plate. In the case of a synchronous reluctance motor, it is theoretically possible to always induce a constant magnetic flux in the rotor, assuming that an ideal rotating magnetic field is applied to the rotor by the winding current of the stator. Has a discrete structure of the rotor and the stator and an incomplete current control device, and a pulsating magnetomotive force is applied to the rotor to cause pulsation of magnetic flux, resulting in iron loss. At the end 28 of the electromagnetic steel plate of FIG. 4, the magnetic flux fluctuations are particularly large at the time of rotor rotation, and eddy currents are easily generated. Therefore, slits 29 are added to partially increase the electrical resistance in the axial direction. . As a result, rotor iron loss during rotation can be reduced.
【0031】図5は、変形例に係るロータ支持部材23
の側面図である。ロータ支持部材23には複数の貫通し
た凹部30,31が設けられており、この凹部30,3
1は図3、図4の鋼板突部27と勘合する。この勘合部
は溶接での結合、接着剤での固定、圧入などの種々方法
で確実に固定することが可能である。なお、凹部30,
31は貫通していない穴であっても良い。また、支持部
材23を導電性の物質で構成した場合には、鋼板突部2
7と前記支持部材23との間の勘合部に絶縁紙などを挟
む、あるいは、セラミック、樹脂等の電気抵抗の大きな
材料でコーテイングをするなどの方法で電気的に絶縁す
ると、支持部材23に誘導電流が流れ込むことを防止す
ることができ、有効である。
FIG. 5 shows a rotor support member 23 according to a modification.
FIG. The rotor support member 23 is provided with a plurality of recesses 30, 31 penetrating therethrough.
1 is fitted with the steel plate protrusion 27 of FIGS. 3 and 4. The fitting portion can be securely fixed by various methods such as welding, fixing with an adhesive, and press fitting. The recess 30,
31 may be a hole that does not penetrate. When the support member 23 is made of a conductive material, the steel plate projection 2
7 is guided to the support member 23 when electrically insulating by sandwiching an insulating paper or the like in the fitting portion between the support member 23 and the support member 23, or by coating with a material having a large electric resistance such as ceramic or resin. This is effective because it can prevent current from flowing in.
【0032】また、ロータ支持部材23の外周に位置す
る凹部30は、ロータに組み込んだときにロータ外周表
面に位置する部分であり、磁束が有効にロータとステー
タ間に存在できるように工夫されている。すなわち、凹
部30は、樋状電磁鋼板21の耳部に対応した形状とな
っている。これにより、トルクの増加が図られている。
また図5の構成の変形として、ロータ支持部材の直径を
ロータ直径より小さくすることにより、図5のロータ支
持部材の凹部30がない構成とし、より単純な形状のロ
ータ支持部材とすることもできる。
The concave portion 30 located on the outer circumference of the rotor support member 23 is a portion located on the outer circumferential surface of the rotor when it is incorporated in the rotor, and is devised so that the magnetic flux can effectively exist between the rotor and the stator. There is. That is, the recess 30 has a shape corresponding to the ear of the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21. As a result, the torque is increased.
Further, as a modification of the configuration of FIG. 5, by making the diameter of the rotor support member smaller than the diameter of the rotor, the rotor support member of FIG. .
【0033】上述の実施形態では、電磁鋼板21を支持
部材23で保持しているため、高い強度が得られている
が、ロータをさらに高速回転で用い、遠心力が強大にな
る場合には、図6に示すような構成とすると好適であ
る。図6に示すロータでは、ロータ軸1に、樋状電磁鋼
板37,38,39を積層して形成されたロータ鉄心お
よびその両端を保持する支持部材36からなるロータユ
ニットが複数組設けられている。ロータ支持部材36を
数多く配置することにより一層の強化を図ることができ
る。従って、求められる最大回転数、ロータ強度に応じ
て、前記強化部材36のロータ軸方向ピッチと使用個数
を自在に設計することが可能であり、超高速回転モータ
の設計が可能である。この時、樋状電磁鋼板37,3
8,39は軸方向に直列に配列される構造となる。な
お、各ロータ鉄心、即ち、樋状電磁鋼板の組がロータ軸
1に取り付けられる角度を互いに回転方向にシフトして
配列することにより、モータのトルクリップルを低減す
ることも可能である。図6の構成とすると、前記したよ
うに、ロータ支持部材36の厚み、数に関わらず、ロー
タ全外周面に樋状電磁鋼板の端部を配置することができ
るのため、モータの特性をほとんど落とすことなくロー
タの強化が可能である。
In the above-described embodiment, since the electromagnetic steel plate 21 is held by the support member 23, high strength is obtained. However, when the rotor is used at a higher speed and the centrifugal force becomes strong, It is preferable to have a configuration as shown in FIG. In the rotor shown in FIG. 6, the rotor shaft 1 is provided with a plurality of rotor units each including a rotor core formed by laminating gutter-shaped electromagnetic steel plates 37, 38, 39 and support members 36 holding both ends thereof. . Further strengthening can be achieved by arranging a large number of rotor support members 36. Therefore, it is possible to freely design the pitch of the reinforcing member 36 in the rotor axial direction and the number of the reinforcing members 36 to be used according to the required maximum rotation speed and rotor strength, and it is possible to design an ultra-high speed rotation motor. At this time, gutter-shaped electromagnetic steel plates 37, 3
8 and 39 have a structure in which they are arranged in series in the axial direction. It is also possible to reduce the torque ripple of the motor by arranging the rotor iron cores, that is, the sets of gutter-shaped electromagnetic steel plates so that the angles at which they are attached to the rotor shaft 1 are shifted relative to each other in the rotational direction. With the configuration of FIG. 6, as described above, the end portion of the gutter-shaped electromagnetic steel plate can be arranged on the entire outer peripheral surface of the rotor regardless of the thickness and number of the rotor support members 36, so that the characteristics of the motor can be improved. It is possible to strengthen the rotor without dropping it.
【0034】図13に示すアキシャリラミネイテッドロ
ータに比較して、非磁性体部12も不要である。工作機
械の主軸へビルトインモータとして組み込む場合は、主
軸のロータ軸の内部を切削水供給など他の用途に使用す
る場合が多く、ボルト固定が物理的、強度的に困難な場
合もあるが、本実施形態の構造の場合は、ロータ支持部
材36の中央穴部をロータ軸に圧入などの方法により固
定すればよいので、軸に貫通穴が設けられた構造のロー
タを製作することができる。つまり、ロータ軸の径を大
きくして貫通穴を設けることも容易に可能である。
Compared to the axially laminated rotor shown in FIG. 13, the non-magnetic material portion 12 is also unnecessary. When it is built into the spindle of a machine tool as a built-in motor, the inside of the rotor shaft of the spindle is often used for other purposes such as supplying cutting water, and it may be difficult to fix the bolt physically and mechanically. In the case of the structure of the embodiment, the central hole portion of the rotor support member 36 may be fixed to the rotor shaft by a method such as press fitting, so that a rotor having a structure in which a through hole is provided in the shaft can be manufactured. That is, it is possible to easily increase the diameter of the rotor shaft to provide the through hole.
【0035】図7(a)に本発明の第二の実施形態を示
す。本実施形態のロータでは、ロータの磁極の中央部に
は、ロータ軸1に固定され、ロータ外周表面まで延設さ
れる板状の磁路部材33が配置されている。この磁路部
材33は、溶接、接着、またはロータ軸1と一体成型す
ることで、ロータ軸1に直接固定されている。この板状
部材33と軸1との結合は、鋳造により一体物としてを
形成したり、鍛造による整形をすることで、一体物を製
作することもできる。また、軸1は中空軸のカラーであ
っても良い。ビルトインモータの場合は、軸1を中空の
カラーとし、対象機器に取り付けることが多い。その他
の部分は図1のロータと同様な構成であり、図1の前記
樋状電磁鋼板21と同様な磁性部材21が配置される。
ロータの各磁路の内、中央部の磁路33が一番質量が大
きい。したがって、その中央部の磁路をロータ軸へ直接
固定することにより、ロータのより一層の強化を図るこ
とができる。中央部の磁路33を通る磁束はロータ軸1
を通るので、ロータ軸1を磁路の一部として活用するこ
とができ、ロータ中心近辺のスペースを広くすることが
できる効果がある。また、各樋状電磁鋼板21の間の間
隔を広くすることによりq軸方向の漏れ磁束を低減する
ことが可能でありq軸インダクタンスが低減でき、その
結果、力率の向上、トルクの増加も実現できる。なお、
磁路33は形状の変形、応用も可能であり、また、ロー
タ軸方向に電磁鋼板が積層された積層部材であっても良
い。
FIG. 7A shows a second embodiment of the present invention. In the rotor of this embodiment, a plate-shaped magnetic path member 33 that is fixed to the rotor shaft 1 and extends to the outer peripheral surface of the rotor is arranged at the center of the magnetic poles of the rotor. The magnetic path member 33 is directly fixed to the rotor shaft 1 by welding, bonding, or integrally molding with the rotor shaft 1. The plate-shaped member 33 and the shaft 1 can be connected to each other by forming a single body by casting or shaping the body by forging to manufacture a single body. Further, the shaft 1 may be a hollow shaft collar. In the case of a built-in motor, the shaft 1 has a hollow collar and is often attached to the target device. The other parts have the same structure as the rotor of FIG. 1, and a magnetic member 21 similar to the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 of FIG. 1 is arranged.
Among the magnetic paths of the rotor, the central magnetic path 33 has the largest mass. Therefore, the rotor can be further strengthened by directly fixing the central magnetic path to the rotor shaft. The magnetic flux passing through the magnetic path 33 at the center is the rotor shaft 1
Since it passes through, the rotor shaft 1 can be utilized as a part of the magnetic path, and there is an effect that the space near the center of the rotor can be widened. In addition, it is possible to reduce the leakage magnetic flux in the q-axis direction by widening the space between the gutter-shaped electromagnetic steel plates 21, and it is possible to reduce the q-axis inductance. As a result, the power factor is improved and the torque is increased. realizable. In addition,
The magnetic path 33 can be modified in shape and applied, and may be a laminated member in which electromagnetic steel plates are laminated in the rotor axial direction.
【0036】板状部材33以外の前記樋状電磁鋼板21
の固定方法は、図1のようにロータ支持部材23で固定
するか、あるいは、図13のようなボルト固定、接着固
定など種々固定方法が適用可能である。
The gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 other than the plate member 33.
As the fixing method of (1), various fixing methods such as fixing with the rotor support member 23 as shown in FIG. 1 or bolt fixing, adhesive fixing as shown in FIG. 13 can be applied.
【0037】特に、工作機械の主軸用ビルトインモータ
の場合、ロータ中心部に切削水を通したり、工具のクラ
ンプ装置等を配置するため、大きな貫通穴が必要であ
り、ロータの磁気的部材、磁気的な遮蔽をするための空
間、主軸の強度を確保するための主軸構造等で、スペー
スを取り合うことになり、空間的な配置問題が重要なポ
イントとなってくる。その点、図7(a)の構成のロー
タは、磁路33を通る磁束がロータ軸1に代わる主軸部
材を通る構成とすることができ、大きなスペース余裕を
作り出すことができるメリットがある。一方では、高速
の回転が求められ、大きな遠心力がかかることも多く、
モータトルク特性とロータ強度の両立が求められる。
In particular, in the case of a built-in motor for a spindle of a machine tool, a large through hole is required because cutting water is passed through the center of the rotor and a clamp device for a tool is arranged. The space is made up of a space for effective shielding, a spindle structure for securing the strength of the spindle, etc., and the spatial layout problem becomes an important point. In this respect, the rotor having the configuration of FIG. 7A can be configured such that the magnetic flux passing through the magnetic path 33 passes through the main shaft member that replaces the rotor shaft 1, and has a merit that a large space margin can be created. On the other hand, high-speed rotation is required, and a large centrifugal force is often applied,
Both motor torque characteristics and rotor strength are required to be compatible.
【0038】図8は、第二の実施形態の変形例である。
この変形例においても、磁極中央部に磁路部材35が配
置されており、磁路部材35は、図8に示す形状に打ち
抜き加工した電磁鋼板を軸方向に積層して形成される。
その他の部分は図1のロータと同様な構成であり、図1
の樋状電磁鋼板21と同様な磁性部材24が配置されて
いる。中央磁路である積層磁路部材35は、圧入などの
方法でロータ軸に強固に固定されており、図1のロータ
と比較してもロータがより一層、強化されており、高速
回転での使用が可能である。また、積層磁路35の部分
はうず電流の発生を防止するため、鉄損を低減できると
いう効果もある。なお、この磁極中央部の磁路部材35
は、変形、応用も可能であり、積層体ではなく1体の強
磁性体であっても良い。磁極中央部の積層磁路35以外
の前記樋状電磁鋼板21の固定方法は、図1のようにロ
ータ支持部材23で固定するか、あるいは、図13のよ
うなボルト固定、接着固定など種々固定方法が適用可能
である。
FIG. 8 shows a modification of the second embodiment.
Also in this modification, the magnetic path member 35 is arranged at the center of the magnetic pole, and the magnetic path member 35 is formed by axially laminating electromagnetic steel plates punched into the shape shown in FIG.
Other parts have the same structure as the rotor of FIG.
A magnetic member 24 similar to the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 is arranged. The laminated magnetic path member 35, which is the central magnetic path, is firmly fixed to the rotor shaft by a method such as press fitting, and the rotor is further strengthened as compared with the rotor of FIG. It can be used. In addition, since the eddy current is prevented from being generated in the laminated magnetic path 35, the iron loss can be reduced. The magnetic path member 35 at the center of the magnetic pole
Can be modified and applied, and may be a single ferromagnetic body instead of the laminated body. The trough-shaped electromagnetic steel plate 21 other than the laminated magnetic path 35 at the central portion of the magnetic pole is fixed by the rotor support member 23 as shown in FIG. 1, or various fixing such as bolt fixing or adhesive fixing as shown in FIG. The method is applicable.
【0039】次に本発明の他の実施形態を説明する。基
本的な構造は、図1,図6の構造であって、図3に示す
ように樋状電磁鋼板21に貫通した穴25,26を設
け、ロータ内部のこれらの穴25,26の位置へ樹脂、
あるいは、ステンレス、アルミ等の非磁性体を注型した
構造である。複数の樋状電磁鋼板21は接続用の穴25
を通じて樹脂等により接続固定されるので、強固なロー
タを構成することができる。前記接続用の穴25,26
は、前記樋状電磁鋼板21内の磁束が通り易いように磁
路方向に長い長穴とした方が有利である。なお、ロータ
回転数がさほど大きくない場合には遠心力も小さいの
で、この構造のロータにおいて、前記ロータ支持部材2
3を省略する事も可能であり、その場合は鋼板突部27
も不要である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic structure is the structure shown in FIGS. 1 and 6, and as shown in FIG. 3, holes 25 and 26 penetrating the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 are provided, and the holes 25 and 26 are located inside the rotor. resin,
Alternatively, it is a structure in which a non-magnetic material such as stainless steel or aluminum is cast. The plurality of gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 have holes 25 for connection.
Since it is connected and fixed by a resin or the like through, a strong rotor can be constructed. Holes 25, 26 for connection
Is advantageous in that the elongated hole is elongated in the magnetic path direction so that the magnetic flux in the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 can easily pass therethrough. Since the centrifugal force is small when the number of rotations of the rotor is not so large, in the rotor of this structure, the rotor support member 2
3 can be omitted, in which case the steel plate protrusion 27
Is also unnecessary.
【0040】次に本発明の他の実施形態を説明する。図
7(a)に示す板状部材33の側面には、図7(b)に
示すように穴41が設けられている。このような構造で
ロータ内部へ樹脂、アルミニューム等の非磁性体を注
型、成形すれば、板状部材33の表裏を一体的に結合で
きるので強固なロータとすることが可能である。さらに
は、図3に示す樋状電磁鋼板21と組み合わせた場合、
穴25,26を介して樹脂、アルミニューム等の非磁性
体でロータ全体を固定することができ、板状部材33が
ロータ軸1に強固に結合されていることから、非常に強
固なロータを実現することができる。ロータへ樹脂、ア
ルミニューム等の非磁性体を注型、成形する場合、図7
において40で図示した部分および図示していないがロ
ータ内部に非磁性体が充填、固形化される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. A hole 41 is provided on the side surface of the plate member 33 shown in FIG. 7A as shown in FIG. 7B. If a non-magnetic material such as resin or aluminum is cast and molded into the rotor with such a structure, the front and back of the plate-shaped member 33 can be integrally connected, so that a strong rotor can be obtained. Furthermore, when combined with the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21 shown in FIG.
The entire rotor can be fixed with a non-magnetic material such as resin or aluminum through the holes 25 and 26, and the plate member 33 is firmly coupled to the rotor shaft 1. Can be realized. When casting and molding a non-magnetic material such as resin or aluminum to the rotor,
At 40, the non-magnetic material is filled and solidified in the portion shown by 40 and not shown.
【0041】なお、第一の実施形態(図1、図2)にお
いては、樋状電磁鋼板21を3枚に重ねた例を示した
が、積層する樋状電磁鋼板21の枚数は3枚に限られる
ものではなく、より多くの電磁鋼板を積層した構造であ
っても良い。
In the first embodiment (FIGS. 1 and 2), three gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 are stacked, but the number of gutter-shaped electromagnetic steel plates 21 to be stacked is three. The structure is not limited, and may have a structure in which more electromagnetic steel plates are laminated.
【0042】また、ロータ外周寸法については、ロータ
とステータ間のエアギャップを小さく、厳密な値とする
ため、樋状電磁鋼板、支持部材などでロータを組み立て
た後に旋削あるいは研削等の機械加工を行うこともでき
る。
As for the outer circumference of the rotor, in order to make the air gap between the rotor and the stator small and to have a strict value, after the rotor is assembled with a gutter-shaped electromagnetic steel plate, a supporting member, etc., machining such as turning or grinding is performed. You can also do it.
【0043】ロータのバランス取りは、前記強化部材2
3あるいは前記樋状電磁鋼板21の一部を削り取ること
により行うことができる。
Balancing of the rotor is performed by the reinforcing member 2
3 or by cutting off a part of the gutter-shaped electromagnetic steel plate 21.
【0044】また、以上の説明では、3相、4極、分布
巻きのモータについて説明したが、相数、極数は限定す
るものではなく、巻き線についてはU,V,W各相の磁
路が集中し、各相の磁路へ各相の巻き線を個別に巻き込
んだ、いわゆる集中巻きの構成も可能である。また、リ
ニアモータへの応用も可能である。
Further, in the above description, a three-phase, four-pole, distributed winding motor has been described, but the number of phases and the number of poles are not limited, and the winding has magnetic fields of U, V, and W phases. A so-called concentrated winding configuration is also possible in which the paths are concentrated and the windings of each phase are individually wound in the magnetic paths of each phase. Further, it can be applied to a linear motor.
【0045】上述の実施形態により、例えば、出力5K
W以上の容量の大きなシンクロナスリラクタンスモータ
であっても、ロータを強固な構造にすることができ、
5,000回転/分以上の高速回転時の遠心力にも耐え
られるようにすることができる。特に、求められる最大
回転数、ロータ強度に応じて、支持部材のロータ軸方向
ピッチと使用個数を自在に設計することが可能であり、
超高速回転モータの設計が可能である。また、工作機械
の主軸等の用途でロータ軸の内径側を使用することも構
造的に容易であり、いわゆる、貫通型モータの構成も可
能である。
According to the above embodiment, for example, output 5K
Even with a synchronous reluctance motor having a large capacity of W or more, the rotor can have a strong structure,
It is possible to withstand the centrifugal force at the time of high speed rotation of 5,000 rpm or more. In particular, it is possible to freely design the pitch of the supporting member in the axial direction of the rotor and the number of used members according to the required maximum rotation speed and rotor strength.
It is possible to design ultra-high speed rotary motors. Further, it is structurally easy to use the inner diameter side of the rotor shaft for applications such as the main shaft of a machine tool, and a so-called through-type motor can be configured.
【0046】また、従来のロータ補強構造であるつなぎ
部を排除できるため、q軸方向漏れ磁束を低減でき、力
率の改善、トルクの増加が図れる。
Further, since the connecting portion which is the conventional rotor reinforcing structure can be eliminated, the leakage flux in the q-axis direction can be reduced, the power factor can be improved, and the torque can be increased.
【0047】また、上述の実施形態の構成が比較的簡単
であり、低コスト化も実現できる。特に、前記樋状電磁
鋼板には複数の穴を設け、ロータに樹脂、あるいは、ス
テンレス等非磁性金属鋳物を注型、充填するロータ構造
は、非常に単純な構成であり、低コストである。
Further, the structure of the above-described embodiment is relatively simple, and cost reduction can be realized. In particular, the rotor structure in which a plurality of holes are provided in the gutter-shaped electromagnetic steel plate and a rotor or a non-magnetic metal casting such as stainless is cast and filled into the rotor has a very simple structure and is low in cost.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、シンクロナスリラクタ
ンスモータのロータにおいて、漏れ磁束を少なくし、且
つ、十分な強度を得ることができる。
According to the present invention, in a rotor of a synchronous reluctance motor, it is possible to reduce leakage flux and obtain sufficient strength.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 本発明の実施形態に係るシンクロナスリラク
タンスモータのロータ例である。
FIG. 1 is an example of a rotor of a synchronous reluctance motor according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1のロータの断面図である。2 is a cross-sectional view of the rotor of FIG.
【図3】 第一の実施形態に係るロータの磁路部材であ
る樋状電磁鋼板の変形例である。
FIG. 3 is a modified example of the gutter-shaped electromagnetic steel plate that is the magnetic path member of the rotor according to the first embodiment.
【図4】 第一の実施形態に係るロータの磁路部材であ
る樋状電磁鋼板の他の変形例である。
FIG. 4 is another modified example of the gutter-shaped electromagnetic steel plate that is the magnetic path member of the rotor according to the first embodiment.
【図5】 第一の実施形態に係るロータの支持部材の変
形例である。
FIG. 5 is a modification of the support member of the rotor according to the first embodiment.
【図6】 第一の実施形態に係るロータの変形例であ
る。
FIG. 6 is a modification of the rotor according to the first embodiment.
【図7】 第二の実施形態に係るシンクロナスリラクタ
ンスモータのロータ例である。
FIG. 7 is an example of a rotor of the synchronous reluctance motor according to the second embodiment.
【図8】 他の実施形態に係るシンクロナスリラクタン
スモータのロータ例である。
FIG. 8 is an example of a rotor of a synchronous reluctance motor according to another embodiment.
【図9】 従来のシンクロナスリラクタンスモータの例
である。
FIG. 9 is an example of a conventional synchronous reluctance motor.
【図10】 図9の部分拡大図である。FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG.
【図11】 図9のモータの2極モデル図である。11 is a 2-pole model diagram of the motor of FIG. 9. FIG.
【図12】 シンクロリラクタンスモータのベクトル図
である。
FIG. 12 is a vector diagram of a synchronous reluctance motor.
【図13】 従来のアキシャリラミネイテッドロータの
例である。
FIG. 13 is an example of a conventional axially laminated rotor.
【図14】 図13のロータを構成する磁路部材の例で
ある。
FIG. 14 is an example of a magnetic path member forming the rotor of FIG.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 ロータ軸、21 樋状電磁鋼板、22 非磁性部、
23 支持部材、24永久磁石、25,26 穴、27
突部、28 縁部、28A 耳部、29スリット。
1 rotor shaft, 21 gutter-shaped electromagnetic steel plate, 22 non-magnetic part,
23 support members, 24 permanent magnets, 25, 26 holes, 27
Protrusions, 28 edges, 28A ears, 29 slits.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H002 AA02 AA08 AB05 AC08 AD04 AE00 5H619 AA01 BB24 PP02 PP04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H002 AA02 AA08 AB05 AC08 AD04                       AE00                 5H619 AA01 BB24 PP02 PP04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 巻線が巻装されたステータと、前記ステ
    ータの内側に配置されたロータとを備えるシンクロナス
    リラクタンスモータのロータであって、 樋形状の複数の電磁鋼板をラジアル方向に重ねて配置し
    て形成されたロータ鉄心と、 ロータ軸に固定され、前記複数の樋状電磁鋼板の軸方向
    の両端を保持する支持部材と、を含むことを特徴とする
    シンクロナスリラクタンスモータのロータ。
    1. A rotor of a synchronous reluctance motor, comprising: a stator having a winding wound around it; and a rotor disposed inside the stator, wherein a plurality of gutter-shaped electromagnetic steel sheets are stacked in a radial direction. A rotor for a synchronous reluctance motor, comprising: a rotor iron core arranged and formed; and a support member that is fixed to a rotor shaft and holds both ends of the plurality of gutter-shaped electromagnetic steel plates in the axial direction.
  2. 【請求項2】 前記支持部材は、前記樋状電磁鋼板の軸
    方向端部が嵌合される切り欠きを有することを特徴とす
    る請求項1に記載のシンクロナスリラクタンスモータの
    ロータ。
    2. The rotor for a synchronous reluctance motor according to claim 1, wherein the support member has a notch into which an axial end of the gutter-shaped electromagnetic steel plate is fitted.
  3. 【請求項3】 前記ロータ鉄心は、そのロータ軸方向の
    端部に突部を有し、 また、前記支持部材は、前記突部が嵌合される凹部を有
    することを特徴とする請求項1に記載のシンクロナスリ
    ラクタンスモータのロータ。
    3. The rotor core has a protrusion at an end in the rotor axial direction, and the support member has a recess into which the protrusion is fitted. The rotor of the synchronous reluctance motor according to 1.
  4. 【請求項4】 前記樋状電磁鋼板の縁部には、ロータ外
    周表面上を回転方向に延設した耳部が備えられているこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のシ
    ンクロナスリラクタンスモータのロータ。
    4. The edge portion of the gutter-shaped electromagnetic steel plate is provided with an ear portion extending in the rotational direction on the outer peripheral surface of the rotor, according to any one of claims 1 to 3. A rotor for the described synchronous reluctance motor.
  5. 【請求項5】 前記支持部材の外周表面の凹部は、前記
    耳部に対応した形状であることを特徴とする請求項2〜
    4のいずれか一つに記載のシンクロナスリラクタンスモ
    ータのロータ。
    5. The recess on the outer peripheral surface of the support member has a shape corresponding to the ear portion.
    4. The rotor of the synchronous reluctance motor according to any one of 4 above.
  6. 【請求項6】 前記支持部材は、ロータ外周より小さい
    直径の円盤であることを特徴とする請求項2〜4のいず
    れか一つに記載のシンクロナスリラクタンスモータのロ
    ータ。
    6. The rotor of a synchronous reluctance motor according to claim 2, wherein the support member is a disk having a diameter smaller than the outer circumference of the rotor.
  7. 【請求項7】 前記ロータ軸に、前記ロータ鉄心および
    前記支持部材からなるロータユニットが複数配置されて
    いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記
    載のシンクロナスリラクタンスモータのロータ。
    7. The synchronous reluctance motor according to claim 1, wherein a plurality of rotor units including the rotor core and the support member are arranged on the rotor shaft. Rotor.
  8. 【請求項8】 前記積層された樋状電磁鋼板により形成
    される各磁極の中央部に、前記ロータ軸に固定され、ロ
    ータ外周表面まで延設された磁路部材を備えたことを特
    徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のシンクロ
    ナスリラクタンスモータのロータ。
    8. A magnetic path member fixed to the rotor shaft and extending to an outer peripheral surface of the rotor is provided at a central portion of each magnetic pole formed by the laminated gutter-shaped electromagnetic steel plates. A rotor of the synchronous reluctance motor according to any one of claims 1 to 7.
  9. 【請求項9】 前記磁路部材は、電磁鋼板をロータ軸方
    向に積層して形成されたことを特徴とする請求項8に記
    載のシンクロナスリラクタンスモータのロータ。
    9. The rotor of a synchronous reluctance motor according to claim 8, wherein the magnetic path member is formed by laminating electromagnetic steel plates in the axial direction of the rotor.
  10. 【請求項10】 巻線が巻装されたステータと、前記ス
    テータの内側に配置されたロータとを備えるシンクロナ
    スリラクタンスモータのロータであって、 穴を有する樋形状の電磁鋼板をラジアル方向に重ねて配
    置して形成されたロータ鉄心と、 前記穴の周囲に非磁性体を充填して形成された固定部材
    と、を含むことを特徴とするシンクロナスリラクタンス
    モータのロータ。
    10. A rotor of a synchronous reluctance motor comprising a stator having a winding wound around it and a rotor arranged inside the stator, wherein gutter-shaped electromagnetic steel plates having holes are stacked in a radial direction. A rotor of a synchronous reluctance motor, comprising: a rotor iron core formed by arranging the rotor core and a fixing member formed by filling a non-magnetic material around the hole.
  11. 【請求項11】 前記板状の磁路部材は、その板面に穴
    を有し、 前記磁路部材は、前記穴の周囲に非磁性体を充填して形
    成された固定部材により固定されることを特徴とする請
    求項8又は10に記載のシンクロナスリラクタンスモー
    タのロータ。
    11. The plate-shaped magnetic path member has a hole in its plate surface, and the magnetic path member is fixed by a fixing member formed by filling a non-magnetic material around the hole. The rotor of the synchronous reluctance motor according to claim 8 or 10.
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