JP2005185061A - Linear motor - Google Patents
Linear motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005185061A JP2005185061A JP2003425440A JP2003425440A JP2005185061A JP 2005185061 A JP2005185061 A JP 2005185061A JP 2003425440 A JP2003425440 A JP 2003425440A JP 2003425440 A JP2003425440 A JP 2003425440A JP 2005185061 A JP2005185061 A JP 2005185061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- linear motor
- pole
- mover
- teeth
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 35
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N N-[[(5S)-2-oxo-3-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)-1,3-oxazolidin-5-yl]methyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C1O[C@H](CN1C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、工作機械等の産業機械で使用するリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor used in industrial machines such as machine tools.
従来から、工作機械等の産業機械では、高速、高精度化を実現するための手段としてリニアモータが使用されている。このようなリニアモータの中で、特に移動距離が長ストロークの機械において、高価な永久磁石を可動子側に配置することで、永久磁石の使用量を少なくして、モータの低コスト化を実現したリニアモータがある(特許文献1)。 Conventionally, in an industrial machine such as a machine tool, a linear motor has been used as a means for realizing high speed and high accuracy. Among these linear motors, especially in machines with long travel distances, the use of expensive permanent magnets on the mover side reduces the amount of permanent magnets used and reduces motor costs. There is a linear motor (Patent Document 1).
図17(a)は、上記特許文献に開示された従来のリニアモータである。また同(b)は、従来のリニアモータの永久磁石の着磁方向を示す図である。更に、図18は、従来のリニアモータの交流巻線の接続を示す図である。そして、図19は、上記特許文献に開示された従来のリニアモータに採用された台形形状の固定子突極を示す図である。図17(a)において、12は固定子であり例えば工作機械のベッドに固定される。固定子12は例えば電磁鋼板を積層して形成され、表面にはピッチPで固定子突極10が形成されている。また、11は可動子であり例えば工作機械のテーブルに固定され、工作機械のベッドとテーブル間に設けたころがりガイド等で図17のX軸方向に移動可能に支持される。可動子11も固定子12と同様、例えば電磁鋼板を積層して形成される。さらに、13,14,15は可動子1を構成するU,V,W相のティースであり、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するP/3ピッチだけずらして配置されている(各ティースのピッチは4P+P/3)。16,17,18は各ティースに巻回されたU,V,W相の交流巻線、19は可動子11の表面にN,S,N,・・の順に交互に配置された永久磁石であり、各相ティースには(b)で示すようにN,Sを一組とすると3組の永久磁石がピッチPで配置されている。20は可動子磁気ヨーク、21は固定子磁気ヨーク、22は交流巻線16,17,18にU→VWの方向に電流を与えた状態における磁束の様子を表している。尚、交流巻線16,17,18は、図18に示すようにU相,V相,W相が中性点で接続されているスター巻線に結線されている。
FIG. 17A shows a conventional linear motor disclosed in the above patent document. Moreover, the same (b) is a figure which shows the magnetization direction of the permanent magnet of the conventional linear motor. Further, FIG. 18 is a diagram showing connection of AC windings of a conventional linear motor. And FIG. 19 is a figure which shows the trapezoidal-shaped stator salient pole employ | adopted as the conventional linear motor disclosed by the said patent document. In FIG. 17A,
今、交流巻線16,17,18に電流を印加すると、3相のティースはY軸方向のプラスあるいはマイナス方向に励磁される。その際、永久磁石19のうち、交流巻線の励磁方向と同一の磁性方向に配置された永久磁石の磁束は強められ、励磁方向と反対の磁性方向に配置された永久磁石の磁束は弱められるため、各相のティースはN極もしくはS極のどちらか一方に励磁され、N極もしくはS極の大きな一つの磁極となる。そして各ティースおよび固定子側を通過した磁束は図17の22に示すような閉ループを構成する。この時、可動子と固定子の位置に応じた磁気吸引力が生ずることで、可動子に推力が発生する。
Now, when a current is applied to the
さらに詳しく磁束の流れについて説明する。今、U→V,W相、すなわち交流巻線16は図示した巻線方向、交流巻線17,18には図示した巻線方向と反対方向に電流を流すと、図17のティース13はS極に、ティース14,15はN極になり、磁束22で示すように、磁束はティース13からティース14,15に流れ、つぎに固定子12を通って再びティース13に戻るという磁路を形成する。すると、可動子11にはX軸方向に磁気吸引力が働き推力が発生する。
The flow of magnetic flux will be described in more detail. Now, when current flows in the U → V, W phase, that is, the winding direction of the AC winding 16 and the winding direction of the
図19に開示した台形形状の固定子突極は、リニアモータに電流を印加した場合に、ピーク推力を向上するために固定子突極の根元の部分を広く形成して固定子突極の磁気飽和を緩和する目的で採用される。 The trapezoidal stator salient pole disclosed in FIG. 19 is formed by widely forming the base portion of the stator salient pole to improve the peak thrust when a current is applied to the linear motor. Adopted to alleviate saturation.
図17に示した従来のリニアモータの特徴は、高価な永久磁石を可動子側に配置しているので、リニアモータのストロークが長くなる場合には永久磁石の使用量が少なく済むため、リニアモータの低コスト化を実現できることである。また、可動子の永久磁石19で構成された各相の複数の磁極を一つの巻線で励磁する巻線方式にしたので、巻線長が短くなり、電流が巻線内を流れる電気抵抗による損失、いわゆる銅損が小さくなり効率が高くなるという特徴も有する。
The feature of the conventional linear motor shown in FIG. 17 is that an expensive permanent magnet is arranged on the side of the mover. Therefore, when the stroke of the linear motor becomes long, the amount of permanent magnet used can be reduced. The cost reduction can be realized. In addition, since a plurality of magnetic poles of each phase composed of the
尚、交流巻線の接続方法については、図18に示したスター巻線の他にも、Δ巻線を採用することも可能である。 In addition to the star winding shown in FIG. 18, a Δ winding can be adopted as a method for connecting the AC winding.
しかし、上述したような従来のリニアモータには以下に説明するような課題があった。 However, the conventional linear motor as described above has problems as described below.
一般的に、工作機械においては、なめらかな加工面を得るために、リニアモータは一定の推力で各テーブルを駆動する必要がある。したがって、リニアモータの推力リップルは極力小さくする必要がある。ところが、従来のリニアモータにおいては、可動子11に設けられた永久磁石19のピッチと固定子12に設けられた固定子突極10の配置関係に起因して、比較的大きな推力リップルが発生してしまうという問題があった。
In general, in a machine tool, a linear motor needs to drive each table with a constant thrust in order to obtain a smooth machined surface. Therefore, it is necessary to make the thrust ripple of the linear motor as small as possible. However, in the conventional linear motor, a relatively large thrust ripple is generated due to the pitch of the
次に従来のリニアモータの推力リップルの発生周期について図17により説明する。リニアモータの推力リップルは、ティース13,14,15が固定子12を通過するときのパーミアンス変化に起因して発生する。今、ティース13が固定子突極10に対して移動していくと、ティース13は周期P/2毎に固定子突極10の右側、あるいは左側のいずれかの端部を通過し、この時のパーミアンス変化が最も大きくなる。これにより、ティース13が発生する推力リップル波形は周期P/2を主成分とした波形となる。一方、ティース14,15は、ティース13に対してX軸方向に相対的に、P/3だけずらして配置してある。このため、可動子11が移動していくと、P/2の1/3にあたるP/6周期毎にティース13,14,15のいずれかが固定子突極10の端部を通過することになり、P/6周期の推力リップルが発生する。
Next, the generation cycle of the thrust ripple of the conventional linear motor will be described with reference to FIG. The thrust ripple of the linear motor is generated due to a permeance change when the
また、ティースが固定子突極の左側と右側を通過するときでも若干のパーミアンス変化が生ずるため、P/6周期の半分のP/3周期の推力リップルも発生する。さらに図19においては、固定子突極が台形形状になっており、先端部の幅が(P/2)−(ΔP×2)になっている。このような状況では、固定子突極の角部は、固定子突極の幅がP/2の時と比べるとΔPだけずれているため、ΔPのリップル周期が発生する。さらに、図示していないが、固定子突極が台形形状ではなく図17のような長方形で、固定子突極の幅が(P/2)−(ΔP×2)である場合においても、台形形状の固定子突極の場合と同様の理由で、固定子突極の角部のずれ量ΔPに相当するリップル周期が発生する。かくして図17に示す従来のリニアモータの推力リップル波形は周期P/6を主成分として、それに周期P/3が重畳した波形となり、図19のような固定子突極が台形形状の場合には、さらに、周期ΔPが重畳した波形となるのである。 Further, even when the teeth pass through the left and right sides of the stator salient poles, a slight change in permeance occurs, so that a thrust ripple of P / 3 period, which is half of the P / 6 period, is also generated. Further, in FIG. 19, the stator salient pole has a trapezoidal shape, and the width of the tip is (P / 2) − (ΔP × 2). In such a situation, the corners of the stator salient poles are shifted by ΔP compared to when the width of the stator salient poles is P / 2, and therefore a ripple period of ΔP occurs. Further, although not shown in the drawing, the trapezoidal shape is also obtained when the stator salient pole is not trapezoidal but rectangular as shown in FIG. 17 and the width of the stator salient pole is (P / 2) − (ΔP × 2). For the same reason as in the case of the stator salient pole having the shape, a ripple period corresponding to the shift amount ΔP of the corner of the stator salient pole occurs. Thus, the thrust ripple waveform of the conventional linear motor shown in FIG. 17 is a waveform in which the period P / 6 is the main component and the period P / 3 is superimposed on it, and when the stator salient pole as shown in FIG. Furthermore, the waveform is a waveform in which the period ΔP is superimposed.
本発明は、上記問題点を解決するもので、可動子の永久磁石と固定子突極の配置を工夫することにより推力リップルを低減したリニアモータを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a linear motor with reduced thrust ripple by devising the arrangement of permanent magnets and stator salient poles.
上記のような問題点を解決するために、本発明におけるリニアモータは、軟磁性体で形成され表面に複数の固定子突極と固定子凹部を交互に備えた固定子と、前記固定子との間に所定の間隔をもって移動可能に支持された可動子とを含み、可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的に基準磁極ピッチPに対してP/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし、前記ティースの固定子に対向する面にNm組配置された永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えた可動子を有するリニアモータにおいて、
Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石のうち少なくとも一つが、基準磁極ピッチPに対して、可動子の移動方向に、
±(P/6)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
もしくは、
±(P/3)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
だけずれて配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a linear motor according to the present invention includes a stator that is formed of a soft magnetic material and includes a plurality of stator salient poles and stator recesses alternately on the surface, and the stator. The mover is movably supported at a predetermined interval between the mover, and the mover is formed of a soft magnetic material and is relatively P / 3 relative to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover. Three sets of teeth arranged at a shifted position and the N and S poles of the permanent magnets as one set, Nm sets of permanent magnets arranged on the surface facing the stator of the teeth, and a winding around the outer periphery of the teeth In a linear motor having a mover with a rotated three-phase AC winding,
Nm stator salient poles or stator recesses constituting a stator salient pole group repeatedly arranged every Nm × P intervals, or Nm S pole permanent magnets or N pole permanent magnets of each tooth. At least one of them in the moving direction of the mover with respect to the reference magnetic pole pitch P,
± (P / 6) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
Or
± (P / 3) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
It is characterized by being displaced by a distance.
Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石が、基準磁極ピッチPもしくは基準磁極ピッチPに対して、可動子の移動方向に、
±(P/6)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
もしくは、
±(P/3)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
だけずれて配置するようにして、推力リップルの成分であるP/6やP/3周期のリップルを相殺するようにしたので、高価な永久磁石を可動子側に配置することで低コストを実現し、なおかつ永久磁石で構成された各相の複数の磁極を一つの巻線で励磁する巻線方式にすることでモータ損失を低減し高効率化を実現しながら、従来リニアモータの課題であった推力リップルを低減したリニアモータを提供することができる。
Nm stator salient poles or stator recesses constituting a stator salient pole group repeatedly arranged at intervals of Nm × P, or Nm S pole permanent magnets or N pole permanent magnets of each tooth. , With respect to the reference magnetic pole pitch P or the reference magnetic pole pitch P,
± (P / 6) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
Or
± (P / 3) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
Since it is arranged so as to be offset, the ripples of P / 6 and P / 3 cycles, which are thrust ripple components, are offset, so low cost is realized by placing expensive permanent magnets on the mover side. However, it is a problem of the conventional linear motor while reducing motor loss and realizing high efficiency by adopting a winding system that excites a plurality of magnetic poles of each phase composed of permanent magnets with one winding. A linear motor with reduced thrust ripple can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係るリニアモータを示す図である。また、図2は実施例1のリニアモータの原理を説明する図である。図1において、12は固定子、10は固定子突極、11は可動子、13,14,15は可動子11を構成するU,V,W相のティース、16,17,18は各ティースに巻回されたU,V,W相の交流巻線、19は可動子11の表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、各ティースに6個づつ、S,Nを一組とすると、ピッチPの間隔で3組の永久磁石組が配置されている。そして、ティース13,14,15は、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するP/3ピッチだけずらして配置されている。これらの符号は従来のリニアモータを示す図17と同じである。
FIG. 1 is a diagram illustrating the linear motor according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the linear motor according to the first embodiment. In FIG. 1, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 11 is a mover, 13, 14 and 15 are teeth of U, V and W phases constituting the
一方、固定子突極10は、その幅が永久磁石19の幅と同じP/2の幅で構成されており、各相ティースの3組の永久磁石組に相当する3個の固定子突極を1グループとして、1個の基準固定子突極を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/3)だけずれるように配置し、3個の固定子突極グループをピッチP×3毎に繰り返して配置している。
On the other hand, the stator
より具体的に説明すると、まず、基準固定子突極を10a,10d,10eのようにピッチP×3毎に繰返し配置する。次に、基準固定子突極である10aの両側に位置する10b,10cを基準固定子突極10aとの間隔がP−(P/6)×(1/3)もしくは、P+(P/6)×(1/3)となるように配置するのである。また、10d,10eに代表される基準固定子突極の両側に位置する固定子突極についてもそれぞれ同様の配置とし、ピッチP×3毎に繰返し配置するのである。 More specifically, first, the reference stator salient poles are repeatedly arranged every pitch P × 3, such as 10a, 10d, and 10e. Next, the distance between the reference stator salient poles 10a and 10c located on both sides of the reference stator salient pole 10a is P− (P / 6) × (1/3) or P + (P / 6). ) × (1/3). The stator salient poles located on both sides of the reference stator salient poles represented by 10d and 10e are also arranged in the same manner, and are repeatedly arranged at every pitch P × 3.
次に、実施例1のリニアモータが実現する推力リップル低減効果について、その原理を説明する。 Next, the principle of the thrust ripple reduction effect realized by the linear motor according to the first embodiment will be described.
従来のリニアモータを示す図17において、U,V,Wの各相ティース13,14,15に固定された永久磁石19はS,Nを一組とすると3組がピッチPで配置され、同じく固定子12の固定子突極10もピッチPで配置されている。このように3組の永久磁石19と固定子突極10は同じピッチPで互いに向かい合って配置され、3組の永久磁石19と固定子突極には、ほぼ同じ磁束が生成されるため、結果的に、3組の永久磁石19と固定子突極の間には、それぞれ、ほぼ同じ大きさで、同じリップル周期(P/6)の推力が発生することになる。
In FIG. 17 showing a conventional linear motor, the
実施例1では、これら3組の永久磁石19と固定子突極の間に発生する推力リップルを、固定子突極のピッチをずらして配置することにより相殺する構造とした。
In the first embodiment, the thrust ripple generated between the three sets of
次に推力リップルを低減する実施例1の発明による固定子突極の配置について図2を用いて説明する。図2は、U相ティース13の3組の永久磁石19が発生する推力について示した図であり、横軸は固定子に対する可動子位置、縦軸は推力を示している。今、永久磁石と固定子突極10aの間に発生する推力波形を波形21、その他の2組の永久磁石と固定子突極10b,10cが発生する推力波形を波形22,23とすると、固定子突極10a,10b,10cをそれぞれ推力リップルの周期であるP/6の1/3ピッチだけ相対的にずらして配置すれば、それぞれの推力波形も、図2に示すようにリップル周期P/6の1/3ピッチだけ相対的にずれた関係となり、波形21,22,23を合算した波形は波形24のように推力リップルが消え一定の波形となる。
Next, the arrangement of the stator salient poles according to the invention of Example 1 for reducing the thrust ripple will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the thrust generated by the three sets of
以上説明したように、固定子12の固定子突極を上記のような関係に配置することにより、リニアモータの推力リップルを低減することができる。
As described above, the thrust ripple of the linear motor can be reduced by arranging the stator salient poles of the
尚、実施例1の発明によるリニアモータの構成は、基本的に3個の固定子突極を相対的にずらして配置する構成であるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ3の倍数組あれば、各ティースに配置した永久磁石の総組数に相当する固定子突極数の1/3づつを、それぞれ相対的にリップル周期P/6の1/3だけずらして配置することにより実施例1と同様の効果を得ることができる。尚、各相ティースの組数が6組、9組・・・と多くなると、リップル周期P/6の1/3だけずらすという固定子突極の配置の組合せが多くなるが、それらを規則的にまとめると次のようになる。すなわち、Nmを各相ティースに配設した永久磁石のS,Nの組数、Pを永久磁石組のピッチとすると、Nm個の固定子突極を1グループとして、Nm/3個を基準固定子突極としてPの基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りのNm×(2/3)個のうち、Nm/3個を基準磁極ピッチPの位置に対してX軸方向に−(P/6)×(1/3)だけずれた位置に配置し、最後のNm/3個を基準磁極ピッチPの位置に対してX軸方向に+(P/6)×(1/3)だけずれた位置に配置し、Nm個の固定子突極のグループをNm×P毎に繰返し配置すればよい。また、Nm×P毎に繰返し配置したNm個の固定子突極で構成されるグループ内の固定子突極の配置は、上述した条件を満たしていれば、必ずしも同じ配置である必要はない。
The configuration of the linear motor according to the invention of the first embodiment is basically a configuration in which the three stator salient poles are relatively displaced and arranged in each of the U-phase, V-phase, and W-phase teeth. If the number of N and S pairs of the
また、上記ずれ量の(P/6)項を(P/3)に変更すれば、リップル周期P/3成分のリップルを低減することもできる。 Further, if the (P / 6) term of the shift amount is changed to (P / 3), the ripple of the ripple period P / 3 component can be reduced.
図3は、実施例2に係るリニアモータを示す図である。図3において、12は固定子、10は固定子突極、11は可動子、13,14,15は可動子11を構成するU,V,W相のティース、16,17,18は各ティースに巻回されたU,V,W相の交流巻線、19は可動子11の表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、各ティースに6個づつ、S,Nを一組とすると、ピッチPの間隔で3組の永久磁石組が配設されている。そして、ティース13,14,15は、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するP/3ピッチだけずらして配置されている。これらは従来のリニアモータを示す図17の構成と同じである。また、28は固定子凹部である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the linear motor according to the second embodiment. In FIG. 3, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 11 is a mover, 13, 14 and 15 are teeth of U, V and W phases constituting the
ここで、実施例2のリニアモータの構成について説明する。実施例1のリニアモータが、固定子突極10の幅を同じにして、基準固定子突極である固定子突極10aに対して、その両側に位置する10b、10cの間隔を、それぞれP−(P/6)×(1/3)もしくはP+(P/6)×(1/3)だけずれた位置に配置し、固定子突極10a,10b,10cをピッチP×3毎に繰返し配置しているのに対して、実施例2のリニアモータは、図3に示すように、固定子凹部28の幅を同じにして、3個の固定子凹部の配置をリップル周期P/6の1/3だけ相対的にずらして配置したものである。すなわち、基準固定子凹部である固定子凹部28aに対して、その両側に位置する28b、28cの間隔を、それぞれP−(P/6)×(1/3)もしくはP+(P/6)×(1/3)だけずれた位置に配置し、固定子凹部28a,28b,28cをピッチP×3毎に繰返し配置している。以上のように配置することで、原理的に実施例1と同様の効果が得られ、推力リップルを低減することができる。
Here, the configuration of the linear motor according to the second embodiment will be described. In the linear motor according to the first embodiment, the stator
尚、実施例2のリニアモータは原理的に、実施例1と同じであるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ3の倍数組であれば、実施例1と同様に本発明を適用可能である。
Since the linear motor of the second embodiment is in principle the same as that of the first embodiment, the number of N and S pairs of the
図4は、実施例3に係るリニアモータを示す図である。また、図5は実施例3のリニアモータの原理を説明する図である。図3において、12は固定子、10は固定子突極、11は可動子、13,14はU,W相のティース、16は各ティースに巻回されたU相の交流巻線、19は可動子11の表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、各ティースに8個づつ、S,Nを一組とすると、ピッチPの間隔で4組の永久磁石組が配設されている。そして、ティース13,14,15は、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するP/3ピッチだけずらして配置されている。これらの符号は従来のリニアモータを示す図17と同じである。そして、固定子突極10は、その幅が永久磁石19の幅と同じP/2の幅で構成されており、各相ティースの永久磁石組数に相当する4個の固定子突極を1グループとして、2個の基準固定子突極を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/2)だけずれた位置に配置し、この4個の固定子突極グループをピッチP×4毎に繰返し配置している。より具体的に説明すると、まず、基準固定子突極である10f,10gを図4に示すようにピッチP×2毎に配置する。次に、基準固定子突極である10f,10gの右側に位置する10h,10iを基準固定子突極10f,10gとの間隔がP−(P/6)×(1/2)もしくは、P+(P/6)×(1/2)となるように配置し、固定子突極10f,10g,10h,10iのグループを、ピッチP×4で繰返し配置するのである。
FIG. 4 is a diagram illustrating the linear motor according to the third embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the linear motor according to the third embodiment. In FIG. 3, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 11 is a mover, 13 and 14 are U and W-phase teeth, 16 is a U-phase AC winding wound around each tooth, and 19 is Permanent magnets alternately arranged in the order of S, N, S,... On the surface of the
次に、実施例3のリニアモータが実現する推力リップル低減効果について、その原理を説明する。 Next, the principle of the thrust ripple reduction effect realized by the linear motor according to the third embodiment will be described.
U,V,Wの各相ティース13,14,15に固定された永久磁石19はS,Nを一組とすると4組がピッチPで配置されている。この時、固定子12の固定子突極10がピッチPで配置されているとすると。4組の永久磁石19と固定子突極10は同じピッチPで互いに向かい合って配置され、4組の永久磁石19と固定子突極には、ほぼ同じ磁束が生成されるため、結果的に、4組の永久磁石19と固定子突極の間には、それぞれ、ほぼ同じ大きさで、同じリップル周期P/6の推力が発生することになる。
The
実施例3では、これら4組の永久磁石19と固定子突極の間に発生する推力リップルを、固定子突極のピッチをずらして配置することにより打消す構造とした。
In the third embodiment, the thrust ripple generated between the four sets of
次に推力リップルを低減する実施例3の発明による固定子突極の配置について図5を用いて説明する。図5は、U相ティース13の4組の永久磁石19が発生する推力について示した図であり、横軸は固定子に対する可動子位置、縦軸は推力を示している。今、2組の永久磁石と固定子突極10fおよび10gの間に発生する推力波形を波形31、他の2組の永久磁石と固定子突極10hおよび10iの間に発生する推力波形を波形32とすると、固定子突極10f,10g,10h,10iを10f,10gと10h,10iの2組にわけ、基準固定子突極である10f,10gに対して、10h,10iを推力リップルの周期であるP/6の1/2ピッチだけ相対的にずらして配置することにより、それぞれの推力波形は、図5に示すようにリップル周期P/6の1/2ピッチだけ相対的にずれた関係となる。その結果、波形31,32を合算した波形も、波形33に示すように推力リップルが消え一定の波形となる。
Next, the arrangement of the stator salient poles according to the invention of Example 3 for reducing the thrust ripple will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the thrust generated by the four sets of
以上説明したように、固定子12の固定子突極を上記のような関係に配置することにより、リニアモータの推力リップルを低減することができる。
As described above, the thrust ripple of the linear motor can be reduced by arranging the stator salient poles of the
尚、実施例3の発明によるリニアモータの構成は、基本的に2個の固定子突極をずらして配置する構成であるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ偶数組であれば、各ティースに配置した永久磁石の総組数の1/2づつを、それぞれ相対的にリップル周期P/6の1/2だけずらして配置することにより実施例1と同様の効果を得ることができる。尚、各相ティースの組数が6組、8組・・・と多くなると、リップル周期P/6の1/2だけずらすという固定子突極の配置の組合せが多くなるが、それらを規則的にまとめると次のようになる。すなわち、Nmを各相ティースに配設した永久磁石のS,Nの組数、Pを永久磁石組のピッチとすると、Nm個の固定子突極を1グループとして、Nm/2個を基準固定子突極として基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りのNm/2個を基準磁極ピッチPの位置に対してX軸方向に−(P/6)×(1/2)、もしくは+(P/6)×(1/2)のずれた位置に配置し、Nm個の固定子突極のグループをNm×P毎に繰返し配置すればよい。また、Nm×P毎に繰返し配置したNm個の固定子突極で構成されるグループ内の固定子突極の配置は、上述した条件を満たしていれば、必ずしも同じ配置である必要はない。 The configuration of the linear motor according to the invention of the third embodiment is basically a configuration in which the two stator salient poles are arranged so as to be shifted, so that the permanent magnets arranged on the U-phase, V-phase, and W-phase teeth. If the number of N, S pairs of 19 is an even number, respectively, ½ of the total number of permanent magnets arranged on each tooth is shifted by ½ of the ripple period P / 6. The same effects as those of the first embodiment can be obtained by arranging them. In addition, when the number of pairs of each phase teeth is increased to 6 sets, 8 sets,..., The number of stator salient pole arrangements that are shifted by ½ of the ripple period P / 6 increases. In summary: That is, if Nm is the number of S, N pairs of permanent magnets arranged in each phase tooth, and P is the pitch of the permanent magnet group, Nm stator salient poles are made into one group, and Nm / 2 pieces are fixed as a reference. As the child salient poles, they are arranged at the position of the reference magnetic pole pitch P, and the remaining Nm / 2 pieces are − (P / 6) × (1/2) or + ( P / 6) × (1/2) may be disposed at a shifted position, and a group of Nm stator salient poles may be repeatedly disposed every Nm × P. Further, the arrangement of the stator salient poles in the group constituted by Nm stator salient poles repeatedly arranged for every Nm × P does not necessarily need to be the same as long as the above-described conditions are satisfied.
また、上記ずれ量の(P/6)項を(P/3)に変更すれば、リップル周期P/3成分のリップルを低減することもできる。 Further, if the (P / 6) term of the shift amount is changed to (P / 3), the ripple of the ripple period P / 3 component can be reduced.
図6は、実施例4に係るリニアモータを示す図である。図6において、12は固定子、10は固定子突極、11は可動子、13,14はU,W相のティース、16は各ティースに巻回されたU相の交流巻線、19は可動子11の表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、各ティースに8個づつ、S,Nを一組とすると、ピッチPの間隔で4組の永久磁石組が配設されている。そして、ティース13,14,15は、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するP/3ピッチだけずらして配置されている。これらの符号は従来のリニアモータを示す図17と同じである。また、28は固定子凹部である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the linear motor according to the fourth embodiment. In FIG. 6, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 11 is a mover, 13 and 14 are U and W-phase teeth, 16 is a U-phase AC winding wound around each tooth, and 19 is Permanent magnets alternately arranged in the order of S, N, S,... On the surface of the
ここで、実施例4のリニアモータの構成について説明する。実施例3のリニアモータが、固定子突極10の幅を同じにして、各相ティースの永久磁石組数に相当する4個の固定子突極を1グループとして、2個の基準固定子突極を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように配置し、この4個の固定子突極グループをピッチP×4毎に繰返し配置しているのに対して、実施例4のリニアモータは、図6に示すように、固定子凹部28の幅を同じにする。そして、各相ティースの組数に相当する4個の固定子凹部を1グループとして、そのうちの2個の基準固定子凹部を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように配置したものである。より具体的に説明すると、基準固定子突極である28f,28gを図6に示すようにピッチP×2毎に配置し、次に、基準固定子突極である28f,28gの右側に位置する28h,28iを基準固定子突極28f,28gとの間隔がP−(P/6)×(1/2)もしくは、P+(P/6)×(1/2)となるように配置し、固定子突極28f,28g,28h,28iのグループを、ピッチP×4で繰返し配置している。
Here, the configuration of the linear motor according to the fourth embodiment will be described. In the linear motor according to the third embodiment, the stator
以上のように配置することで、原理的に実施例3と同様の効果が得られ、推力リップルを低減することができる。 By arranging as described above, the same effect as that of the third embodiment can be obtained in principle, and thrust ripple can be reduced.
尚、実施例4のリニアモータは原理的に、実施例3と同じであるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のS,Nの組数は、それぞれ偶数組であれば、実施例3と同様に本発明を適用可能である。
Since the linear motor of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment in principle, the number of sets of S and N of the
図7は、実施例5に係るリニアモータを示す図で、従来のリニアモータを示す図17の各相ティースの永久磁石配置を、推力リップルを低減する配置に変更した図である。尚、その他の構成は図17と同じである。実施例1では、推力リップルを低減するために、各相ティースの3組の永久磁石組に相当する3個の固定子突極を1グループとして、1個の基準固定子突極を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/3)だけずれるように配置し、3個の固定子突極グループをピッチP×3毎に繰り返して配置した。 FIG. 7 is a diagram illustrating the linear motor according to the fifth embodiment, in which the permanent magnet arrangement of each phase tooth of FIG. 17 showing the conventional linear motor is changed to an arrangement that reduces thrust ripple. Other configurations are the same as those in FIG. In the first embodiment, in order to reduce thrust ripple, three stator salient poles corresponding to three permanent magnet groups of each phase teeth are grouped into one group, and one reference stator salient pole is defined as a reference magnetic pole pitch. It arrange | positions in the position of P, and arrange | positions the remaining two stator salient poles so as to be shifted relative to the position of the reference magnetic pole pitch P by (P / 6) × (1/3). Three stator salient pole groups were repeatedly arranged for every pitch P × 3.
これに対して、実施例5では、固定子突極は従来のリニアモータと同様基準磁極ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図7に示すように、永久磁石19のS極の幅を固定子突極ピッチPに対してP/2とし、永久磁石19aに対して、永久磁石19b,19cを相対的に(P/6)×(1/3)だけずれるように、19aと19bの間隔をP−(P/6)×(1/3)、19bと19cの間隔をP+(P/6)×(2/3)になるように配置してある。
On the other hand, in Example 5, the stator salient poles are arranged at the reference magnetic pole pitch P as in the conventional linear motor, and the arrangement of the permanent magnets is the width of the S poles of the
以上のように各相ティースの永久磁石を配置することにより、実施例1と同じ原理により、3組の永久磁石組が発生する推力リップルが、お互いに打消され推力リップルを低減することができる。 By arranging the permanent magnets of the respective phase teeth as described above, the thrust ripples generated by the three permanent magnet groups can be canceled each other and the thrust ripples can be reduced by the same principle as in the first embodiment.
尚、実施例5の発明によるリニアモータの構成は、基本的に3個の固定子突極を相対的にずらして配置する構成であるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ3の倍数組であれば、各ティースに配置したS極永久磁石の1/3づつを、それぞれ相対的にリップル周期P/6の1/3だけずらして配置することにより実施例1と同様の効果を得ることができる。尚、各相ティースの組数が6組、9組・・・と多くなると、リップル周期P/6の1/3だけずらすという永久磁石の配置の組合せが多くなるが、それらを規則的にまとめると次のようになる。すなわち、Nmを各相ティースに配設した永久磁石のS,Nの組数、Pを等間隔に配置された固定子突極のピッチである基準磁極ピッチとすると、各相ティースのS極永久磁石のNm/3個を基準固定子突極として基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りのNm×(2/3)個のうち、Nm/3個を基準磁極ピッチPの位置に対してX軸方向に−(P/6)×(1/3)、最後のNm/3個を基準磁極ピッチPの位置に対してX軸方向に+(P/6)×(1/3)なるように配置すればよい。また、各ティースの永久磁石の配置については、上述した永久磁石の配置条件を満たしていれば、U相,V相,W相のティースで必ずしも同じ配置である必要はない。
The configuration of the linear motor according to the invention of the fifth embodiment is basically a configuration in which the three stator salient poles are relatively displaced and arranged in each of the U-phase, V-phase, and W-phase teeth. If the number of N and S pairs of the
また、上記ずれ量の(P/6)項を(P/3)に変更すれば、リップル周期P/3成分のリップルを低減することもできる。 Further, if the (P / 6) term of the shift amount is changed to (P / 3), the ripple of the ripple period P / 3 component can be reduced.
図8は、実施例6に係るリニアモータを示す図で、従来のリニアモータを示す図17の各相ティースの永久磁石配置を、推力リップルを低減する配置に変更した図である。尚、その他の構成は図17と同じである。 FIG. 8 is a diagram illustrating the linear motor according to the sixth embodiment, and is a diagram in which the permanent magnet arrangement of each phase tooth of FIG. 17 showing the conventional linear motor is changed to an arrangement that reduces thrust ripple. Other configurations are the same as those in FIG.
実施例5では、固定子突極は従来のリニアモータと同様ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図7に示すように、永久磁石19のS極の幅を固定子突極ピッチPに対して、P/2とし、永久磁石19aに対して、永久磁石19b,19cを相対的に(P/6)×(1/3)だけずれるように、19aと19bの間隔をP−(P/6)×(1/3)、19bと19cの間隔をP+(P/6)×(2/3)になるように配置した。
In the fifth embodiment, the stator salient poles are arranged at a pitch P as in the conventional linear motor, and the permanent magnets are arranged as shown in FIG. , P / 2, and the distance between 19a and 19b is P − (− so that the
これに対して、実施例6では、固定子突極は従来のリニアモータと同様ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図8に示すように、永久磁石19のN極の幅を固定子突極ピッチPに対してP/2とし、永久磁石19dに対して、永久磁石19e,19fを相対的に(P/6)×(1/3)だけずれるように、19dと19eの間隔をP−(P/6)×(1/3)、19eと19fの間隔をP+(P/6)×(2/3)になるように配置した。
On the other hand, in Example 6, the stator salient poles are arranged at the pitch P as in the conventional linear motor, and the permanent magnet arrangement is fixed as shown in FIG. The distance between 19d and 19e is P / 2 with respect to the salient pole pitch P, and the
以上のように各相ティースの永久磁石を配置することにより、実施例5と同じ原理により、3組の永久磁石組が発生する推力リップルが、お互いに打消され推力リップルを低減することができる。 By arranging the permanent magnets of the respective phase teeth as described above, the thrust ripples generated by the three permanent magnet groups can be canceled each other and the thrust ripples can be reduced by the same principle as in the fifth embodiment.
尚、実施例6のリニアモータは原理的に、実施例5と同じであるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ3の倍数組であれば、実施例5と同様に本発明を適用可能である。
Since the linear motor of the sixth embodiment is the same as that of the fifth embodiment in principle, the number of N and S pairs of the
図9は、実施例7に係るリニアモータを示す図で、実施例3を示す図4の固定子突極をピッチPで均等に配置し、その替わりに、各相ティースの永久磁石配置を、推力リップルを低減する配置に変更した図である。尚、その他の構成は図17と同じである。実施例3では、推力リップルを低減するために、各相ティースの永久磁石組数に相当する4個の固定子突極を1グループとして、2個の基準固定子突極を基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りの2個の固定子突極を、基準磁極ピッチPの位置に対して、それぞれの相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように配置し、この4個の固定子突極グループをピッチP×4毎に繰返し配置した。 FIG. 9 is a diagram illustrating the linear motor according to the seventh embodiment, in which the stator salient poles of FIG. 4 showing the third embodiment are evenly arranged at the pitch P, and instead, the permanent magnet arrangement of each phase tooth is It is the figure changed into the arrangement | positioning which reduces thrust ripple. Other configurations are the same as those in FIG. In the third embodiment, in order to reduce the thrust ripple, four stator salient poles corresponding to the number of permanent magnet pairs of each phase tooth are set as one group, and two reference stator salient poles are set to a reference magnetic pole pitch P. The remaining two stator salient poles are arranged so as to be shifted relative to the position of the reference magnetic pole pitch P by (P / 6) × (1/2). Four stator salient pole groups were repeatedly arranged for every pitch P × 4.
これに対して、実施例7では、固定子突極は従来のリニアモータと同様ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図9に示すように、永久磁石19のS極の幅を固定子突極ピッチPに対してP/2とし、S極永久磁石19g,19hを基準磁極ピッチPの位置に配置し、S極永久磁石19i,19jを、永久磁石19g,19hに対して相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように、永久磁石19gと19iの間隔と、永久磁石19hと19jの間隔をそれぞれP+(P/6)×(1/2)になるように配置してある。
On the other hand, in the seventh embodiment, the stator salient poles are arranged at the pitch P as in the conventional linear motor, and the arrangement of the permanent magnets is fixed, as shown in FIG. 9, the width of the S poles of the
以上のように各相ティースの永久磁石を配置することにより、実施例3と同じ原理により、4組の永久磁石組が発生する推力リップルが、お互いに打消され推力リップルを低減することができる。 By disposing the permanent magnets of the respective phase teeth as described above, the thrust ripples generated by the four permanent magnet groups can be canceled each other and the thrust ripples can be reduced by the same principle as in the third embodiment.
尚、実施例7の発明によるリニアモータの構成は、基本的に2組の永久磁石組をずらして配置する構成であるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ偶数組であれば、各ティースに配置した永久磁石の総組数の1/2づつを、それぞれ相対的にリップル周期P/6の1/2だけずらして配置することにより実施例1と同様の効果を得ることができる。尚、各相ティースの組数が6組、8組・・・と多くなると、リップル周期P/6の1/2だけずらすという固定子突極の配置の組合せが多くなるが、それらを規則的にまとめると次のようになる。すなわち、Nmを各相ティースに配設した永久磁石のS,Nの組数、Pを等間隔に配置した固定子突極のピッチである基準磁極ピッチとすると、各相ティースのS極永久磁石のNm/2個を基準固定子突極として基準磁極ピッチPの位置に配置し、残りのNm/2個を基準位置に対してX軸方向に−(P/6)×(1/2)、もしくは+(P/6)×(1/2)の位置に配置すればよい。また、各ティースの永久磁石の配置については、上述した永久磁石の配置条件を満たしていれば、U相,V相,W相のティースで必ずしも同じ配置である必要はない。
The configuration of the linear motor according to the invention of the seventh embodiment is basically a configuration in which two sets of permanent magnets are shifted from each other, so that the
また、上記ずれ量の(P/6)項を(P/3)に変更すれば、リップル周期P/3成分のリップルを低減することもできる。 Further, if the (P / 6) term of the shift amount is changed to (P / 3), the ripple of the ripple period P / 3 component can be reduced.
図10は、実施例8に係るリニアモータを示す図で、実施例3を示す図4の固定子突極をピッチPで均等に配置し、その替わりに、各相ティースの永久磁石配置を、推力リップルを低減する配置に変更した図である。尚、その他の構成は図4と同じである。 FIG. 10 is a diagram illustrating a linear motor according to an eighth embodiment, in which the stator salient poles of FIG. 4 illustrating the third embodiment are evenly arranged at a pitch P, and instead, the permanent magnet arrangement of each phase tooth is as follows. It is the figure changed into the arrangement | positioning which reduces thrust ripple. Other configurations are the same as those in FIG.
実施例7では、推力リップルを低減するために、固定子突極は従来のリニアモータと同様ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図9に示すように、永久磁石19のS極の幅を固定子突極ピッチPに対してP/2とし、S極永久磁石19g,19hを基準磁極ピッチPの位置に配置し、S極永久磁石19i,19jを、永久磁石19g,19hに対して相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように、永久磁石19gと19iの間隔と、永久磁石19hと19jの間隔をP+(P/6)×(1/2)になるように配置した。
In Example 7, in order to reduce thrust ripple, the stator salient poles are arranged at a pitch P as in the conventional linear motor, and the arrangement of the permanent magnets is the same as that of the S poles of the
これに対して、実施例8では、固定子突極は従来のリニアモータと同様ピッチPで配置し、永久磁石の配置を、図10に示すように、永久磁石19のN極の幅を固定子突極ピッチPに対してP/2とし、N極永久磁石19k,19Lを基準磁極ピッチPの位置に配置し、S極永久磁石19m,19nを、永久磁石19k,19Lに対して相対的に(P/6)×(1/2)だけずれるように、永久磁石19kと19mの間隔と、永久磁石19Lと19nの間隔をP+(P/6)×(1/2)になるように配置してある。
On the other hand, in Example 8, the stator salient poles are arranged at the pitch P as in the case of the conventional linear motor, and the permanent magnet arrangement is fixed, as shown in FIG. 10, the width of the N pole of the
以上のように各相ティースの永久磁石を配置することにより、実施例7と同じ原理により、4組の永久磁石組が発生する推力リップルが、お互いに打消され推力リップルを低減することができる。 By arranging the permanent magnets of the respective phase teeth as described above, the thrust ripples generated by the four permanent magnet groups can be canceled each other and the thrust ripples can be reduced by the same principle as in the seventh embodiment.
尚、実施例8のリニアモータは原理的に、実施例7と同じであるため、U相,V相,W相の各ティースに配置した永久磁石19のN,Sの組数は、それぞれ偶数組であれば、実施例7と同様に本発明を適用可能である。
Since the linear motor of the eighth embodiment is the same as that of the seventh embodiment in principle, the number of sets of N and S of the
以上、実施例1〜実施例8について説明したが、例えば、実施例3を示す図4のリニアモータにおいて、固定子突極10fに対して、固定子突極10h,10g,10iをそれぞれ、基準磁極ピッチPに対して、+(P/6)×(1/4),+(P/6)×(2/4),+(P/6)×(3/4)だけずれた位置に配置にすると、4つの推力リップル波形がリップル周期P/6の1/4づつ、ずれた配置となり、推力リップルはお互いに打消される。
As described above, the first to eighth embodiments have been described. For example, in the linear motor of FIG. 4 showing the third embodiment, the stator
このように、リップル周期P/6を打消す配置は上記実施例1,3の他にもあるが、固定子突極のずれ量が、リップル周期であるP/6の(m/Nm)倍(但し、m:任意の整数、0<m<NmかつNm mod m=0)という関係であればP/6周期のリップルを打消すことができる。この関係を判り易くまとめると次のようになる。すなわち、
Nm個の固定子突極のうち少なくとも一つが、基準磁極ピッチPに対して、可動子の移動方向に、
±(P/6)×(m/Nm)…(1)
但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
だけずらして配置された関係にある。
Thus, although there are other arrangements for canceling the ripple period P / 6 in addition to the first and third embodiments, the amount of deviation of the stator salient pole is (m / Nm) times the ripple period P / 6. (However, if m is an arbitrary integer, 0 <m <Nm and Nm mod m = 0), the ripple of P / 6 period can be canceled. This relationship is summarized as follows. That is,
At least one of the Nm stator salient poles with respect to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover,
± (P / 6) × (m / Nm) (1)
Where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
They are in a relationship that is shifted by a distance.
また、背景技術で説明したように、図17,図19で説明した従来のリニアモータにおいて発生する周期P/3、周期ΔPのリップル成分についても、固定子突極の配置を上述した(1)式の(P/6)項をそれぞれP/3やΔPに変更した式に従って、ずらして配置すれば、上述した理由により、これらのリップル成分も打消すことができる。 Further, as described in the background art, the arrangement of the stator salient poles is also described above for the ripple component of the period P / 3 and the period ΔP generated in the conventional linear motor described in FIGS. 17 and 19 (1). If the (P / 6) term of the equation is shifted according to the equation changed to P / 3 or ΔP, these ripple components can also be canceled for the reason described above.
以上の考え方は、固定子凹部やS極永久磁石、N極永久磁石の配置をずらした発明も含めて実施例1〜実施例8の全てに適用可能である。 The above concept is applicable to all of the first to eighth embodiments including the invention in which the arrangement of the stator concave portion, the S pole permanent magnet, and the N pole permanent magnet is shifted.
ただし、他の例として、図4の固定子突極10fに対して、固定子突極10gを基準磁極ピッチPに対して+(P/6)×(1/2)だけずれた位置に配置し、固定子突極10fに対する10hの配置と、固定子突極10gに対する10iの配置を、同じ量だけリップル周期P/6の範囲内で任意にずらして配置すると、固定子突極10f,10hで合成される推力リップル波形と、固定子突極10g,10iで合成される推力リップル波形がリップル周期の1/2だけずれた配置となるため、推力リップルはお互いに打消される。
However, as another example, the stator
このように、リップル周期P/6を打消す固定子突極の配置は上述した±(P/6)×(m/Nm)で求められるずれ配置の他にも存在することがわかる。そこで、これらの配置も含めて、P/6のリップル周期を打消すことができる条件を考えてみると、リップル周期P/6を360°として、Nm個の固定子突極グループを構成する個々の固定子突極の基準磁極ピッチPに対するずれ量を角度に換算し、その値のsinの合計が0となるように配置すれば、Nm個の固定子突極のリップル波形は合計すると打消されることがわかる。この関係を数式で表すと、
Nm個の固定子突極グループを構成する個々の固定子突極の基準磁極ピッチPからのずれ量をそれぞれP1,P2,…Pnとすると、ずれ量P1,P2,…Pnは、
Σsin[(360×Pn)/(P/6)] =0:nは整数,n=1〜Nm…(2)
という式から求められるずれ量となる。
Thus, it can be seen that the arrangement of the stator salient poles that cancel the ripple period P / 6 exists in addition to the above-described misalignment arrangement obtained by ± (P / 6) × (m / Nm). Considering the conditions that can cancel the ripple period of P / 6 including these arrangements, the ripple period P / 6 is 360 °, and each of the Nm stator salient pole groups is configured. If the amount of deviation of the stator salient poles with respect to the reference magnetic pole pitch P is converted into an angle and the sum of the sins of the values is arranged to be 0, the ripple waveforms of the Nm stator salient poles are cancelled when summed up. I understand that When this relationship is expressed by a mathematical formula,
If the deviation amounts of the individual stator salient poles constituting the Nm stator salient pole groups from the reference magnetic pole pitch P are P1, P2,... Pn, the deviation amounts P1, P2,.
Σsin [(360 × Pn) / (P / 6)] = 0: n is an integer, n = 1 to Nm (2)
This is the amount of deviation obtained from the equation.
例えば、上述した固定子突極10fに対して、固定子突極10gを基準磁極ピッチPに対して+(P/6)×(1/2)だけずれた位置に配置し、固定子突極10fに対する10hの間隔と、固定子突極10gに対する10iの間隔を、共に基準磁極ピッチPに対して+(P/6)×(1/6)だけずらして配置した場合について考えてみる。今、10fの位置を0°とすると、10gはsin180°、10hはsin60°、10iはsin(180°+60°)となり、sin0°+sin180°+sin60°+sin240°=0となる。これは(2)式の条件を満たしているため、リップル周期P/6は打消される。
For example, with respect to the stator
また、背景技術で説明したように、図17,図19で説明した従来のリニアモータにおいて発生する周期P/3、周期ΔPのリップル成分についても、固定子突極の配置を上述した(2)式の(P/6)項をそれぞれP/3やΔPに変更した式に従って、ずらして配置すれば、上述した理由により、これらのリップル成分も打消すことができる。 Further, as described in the background art, the arrangement of the stator salient poles is also described above for the ripple component of the period P / 3 and the period ΔP generated in the conventional linear motor described in FIGS. 17 and 19 (2). If the (P / 6) term of the equation is shifted according to the equation changed to P / 3 or ΔP, these ripple components can also be canceled for the reason described above.
以上の考え方は、固定子凹部やS極永久磁石、N極永久磁石の配置をずらした発明も含めて実施例1〜実施例8の全てについて適用可能である。 The above concept is applicable to all of the first to eighth embodiments including the invention in which the arrangement of the stator concave portion, the S pole permanent magnet, and the N pole permanent magnet is shifted.
さらに、周期P/6、周期P/3、周期ΔPのうち2つのリップル成分を低減するために、例えば、周期P/6のリップル成分をS極永久磁石の配置を上記(1)式による配置にして打消し、周期P/3のリップル成分を、固定子突極を上記(2)式による配置にして打消すというように、上記実施例1〜8を組合せて適用したリニアモータも本発明に含まれる。 Further, in order to reduce two ripple components among the period P / 6, the period P / 3, and the period ΔP, for example, the arrangement of the S pole permanent magnet is arranged according to the above equation (1) with the ripple component of the period P / 6. Thus, the linear motor to which the first to eighth embodiments are applied in combination is also disclosed, in which the ripple component having the period P / 3 is canceled by arranging the stator salient poles according to the above equation (2). include.
図11は実施例9に係るリニアモータを示す図である。また、図12(a)は実施例9のリニアモータの原理を説明する図である。図11において、12は固定子、10は固定子突極、11は可動子、13,14、15はU,W相,V相のティース、16,17,18は各ティースに巻回されたU相の交流巻線、19は可動子11の表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、永久磁石のS,N極を一組とすると、各ティースには、ピッチPの間隔で3組の永久磁石組が配設されている。そして、ティース13,14,15は、基準磁極ピッチPsの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するPs/3ピッチだけずらして配置されている。これらの符号は従来のリニアモータを示す図17と同じである。そして、固定子突極10はピッチPs毎に均等に配置されており、固定子突極幅はPs/2に設定されている。そして、ピッチPsは、各ティースの全永久磁石組数をNm組とすると、Ps=P×3×Nm/(3×Nm+1)もしくは、Ps=P×3×Nm/(3×Nm−1)の関係となる、いわゆるバーニア配列に設定されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating the linear motor according to the ninth embodiment. FIG. 12A illustrates the principle of the linear motor according to the ninth embodiment. In FIG. 11, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 11 is a mover, 13, 14, and 15 are U, W, and V phase teeth, and 16, 17, and 18 are wound around each tooth. U-phase AC windings 19 are permanent magnets alternately arranged in the order of S, N, S,... At a pitch P / 2 on the surface of the
次に、実施例9のリニアモータが実現する推力リップル低減効果について、図12(a)を用いて、その原理を説明する。図12(a)はU相,V相,W相のティースの全永久磁石数に相当する(Nm×3)+1個の永久磁石19と、図11に示したピッチPs=P×3×Nm/(3×Nm+1)の関係に配置した固定子突極10とを並べて示した図である。
Next, the principle of the thrust ripple reduction effect realized by the linear motor according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12A shows (Nm × 3) +1
図12(a)に示した永久磁石19と固定子突極10の位置関係を見ると、30aと30eでS極永久磁石と固定子突極が対向し、30aと30eの中間にあたる30cの位置に向かって、S極永久磁石と固定子突極のずれ量が徐々に広がるような関係、すなわち、全永久磁石に相当する3×Nm組の間で、永久磁石と固定子突極が階調的にずれていくバーニア関係になっている。さらに、各相ティースは、その端部に相当する永久磁石19a,19b,19cの位置を見ればわかるように、基準磁極ピッチPsの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するPs/3ピッチだけずれて配置されることになる。
Looking at the positional relationship between the
以上のように永久磁石19と固定子突極10をバーニア配列することにより、永久磁石と固定子突極が階調的にずれるような関係に配置されるため、可動子11が移動する際のパーミアンス変化が緩やかになり、推力リップルが低減される。
By arranging the
尚、実施例9においては、各相ティースの永久磁石数が6個のモデルについて説明したが、その他の個数についても、上述したように、Ps=P×3×Nm/(3×Nm+1)もしくは、Ps=P×3×Nm/(3×Nm−1)の関係となるように永久磁石と固定子突極を配置することで、図11と同様に推力リップルを低減することができる。 In the ninth embodiment, the model in which the number of permanent magnets in each phase tooth is six has been described. However, as described above, Ps = P × 3 × Nm / (3 × Nm + 1) or By arranging the permanent magnet and the stator salient pole so that the relationship of Ps = P × 3 × Nm / (3 × Nm−1) is established, the thrust ripple can be reduced as in FIG.
また、実施例9を示す図11の各相ティースの幅を広げて、Nm組の永久磁石に、さらにn組(n:整数)の永久磁石を追加して取り付けることにより、実施例9よりも高いバーニア効果を得られ推力リップルを低減することができるようになる。その理由は、図12(a)において、S極永久磁石と固定子突極の相対位置は、30aから30cと、30cから30eまでが対称となっており、S極永久磁石は、30aもしくは30eから30cに向かって徐々に固定子突極との相対位置がずれていくような関係に配置されている。したがって、各ティースの幅を広げ、各ティースに配置した3組の永久磁石端に、30aから30cまでの幅になるように2組の永久磁石を追加することで、永久磁石と固定子突極の配置は、より理想的なバーニア配列にできるためである。 Further, by expanding the width of each phase tooth of FIG. 11 showing Example 9 and adding n sets (n: integer) of permanent magnets to Nm sets of permanent magnets, it is more than that of Example 9. A high vernier effect can be obtained and thrust ripple can be reduced. The reason for this is that in FIG. 12 (a), the relative positions of the S pole permanent magnet and the stator salient pole are symmetrical from 30a to 30c and 30c to 30e, and the S pole permanent magnet is 30a or 30e. From 30 to 30c so that the relative position with respect to the stator salient pole gradually shifts. Therefore, by expanding the width of each tooth and adding two sets of permanent magnets to the end of three sets of permanent magnets arranged on each tooth so as to have a width from 30a to 30c, the permanent magnet and the stator salient pole This is because a more ideal vernier arrangement can be achieved.
図12(b)は実施例10に係るリニアモータの3相ティース分の永久磁石と固定子突極の配置を示す図である。図12(b)において、12は固定子、10は固定子突極、19は図示しない3相のティース表面にピッチP/2毎にS,N,S・・の順に交互に配置された永久磁石であり、永久磁石のS,N極を一組とすると、各ティースには、ピッチPの間隔で3組の永久磁石組が配設されている。そして、固定子突極10はピッチPs毎に均等に配置されており、固定子突極幅はPs/2に設定されている。そして、ピッチPsは、各ティースの全永久磁石組数をNm組とすると、Ps=P×2×Nm/(2×Nm+1)もしくは、Ps=P×2×Nm/(2×Nm−1)の関係となるバーニア配列に設定されている。
FIG. 12B is a diagram illustrating an arrangement of permanent magnets and stator salient poles for three-phase teeth of the linear motor according to the tenth embodiment. In FIG. 12B, 12 is a stator, 10 is a stator salient pole, 19 is a permanent phase that is alternately arranged in the order of S, N, S,... Assuming that the S and N poles of the permanent magnets are a set, three sets of permanent magnets are arranged at intervals of the pitch P in each tooth. The stator
実施例9においては、3相ティース13,14,15は、ピッチPの間隔で配置した3×Nm組の永久磁石に対して、固定子突極ピッチPsを、Ps=P×3×Nm/(3×Nm+1)もしくは、Ps=P×3×Nm/(3×Nm−1)の関係になるようにバーニア配列しているが、実施例10では、推力リップルを低減する別の実施例として、1相のティースにピッチPの間隔で配置したNm組の永久磁石に対して、固定子突極をバーニア配列した。
In the ninth embodiment, the three-
図12(b)は、Nm=3組の場合について、実施例10におけるバーニア配列を示した図である。S極永久磁石は、30fもしくは30hから30gに向かって徐々に固定子突極との相対位置がずれていく関係にあり、U相ティース間でみれば、永久磁石と固定子突極間で、同じ方向に力が働くように階調的にずれていくような関係になっている。つまり、1相のティースにピッチPの間隔で配置したNm組の永久磁石に対して、固定子突極をバーニア配列するためには、1相分のティースの2倍に相当する2×Nm組の永久磁石に対する固定子突極のバーニア配置を求め、実際に2×Nm組の半分に相当するNm組を1相のティース分として使用すればよい。具体的には、各ティースの永久磁石の組数をNm組として、固定子突極ピッチPsを、
Ps=P×2×Nm/(2×Nm+1)もしくは、Ps=P×2×Nm/(2×Nm−1)の関係になるような配置にするのである。
FIG. 12B is a diagram showing a vernier arrangement in Example 10 in the case of Nm = 3 sets. The S-pole permanent magnet is in a relationship in which the relative position of the stator salient pole gradually shifts from 30f or 30h toward 30g, and when viewed between the U-phase teeth, between the permanent magnet and the stator salient pole, The relationship is such that the gradation shifts so that the force works in the same direction. That is, in order to arrange the stator salient poles in vernier arrangement with respect to Nm sets of permanent magnets arranged at intervals of pitch P on one phase of teeth, 2 × Nm sets corresponding to twice the teeth of one phase What is necessary is just to obtain | require the vernier arrangement | positioning of the stator salient pole with respect to this permanent magnet, and to actually use Nm group equivalent to a half of 2 * Nm group as a part for 1 phase teeth. Specifically, the number of permanent magnets of each tooth is Nm, and the stator salient pole pitch Ps is
The arrangement is such that Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm + 1) or Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm−1).
ただし、実施例10においても、実施例9と同様、3相の各ティースは、基準磁極ピッチPsの位置に対して、それぞれがX軸方向に相対的に電気角120°に相当するPs/3ピッチだけずらして配置しなければならない。つまり、図12(b)に示したバーニア配列を実際のリニアモータに適用する場合には、永久磁石19は、固定子突極に対して、相対的に19a,19b,19cの位置になるように配置される。
However, also in Example 10, as in Example 9, each of the three-phase teeth is Ps / 3 corresponding to an electrical angle of 120 ° relative to the reference magnetic pole pitch Ps. Must be shifted by the pitch. That is, when the vernier arrangement shown in FIG. 12B is applied to an actual linear motor, the
尚、実施例10においては、各相ティースの永久磁石数が6個のモデルについて説明したが、その他の個数についても、上述したように、Ps=P×2×Nm/(2×Nm+1)もしくは、Ps=P×2×Nm/(2×Nm−1)の関係となるように永久磁石と固定子突極を配置することで、推力リップルを低減することができる。 In the tenth embodiment, the model in which the number of permanent magnets in each phase tooth is six has been described. However, as described above, Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm + 1) or , Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm−1) By arranging the permanent magnet and the stator salient pole, the thrust ripple can be reduced.
また、実施例10の各相ティースの幅を短縮して、Nm組の永久磁石から、n組(n:整数)の永久磁石を削除することにより、実施例10よりも高い推力を得られることができるようになる。その理由は、実施例10における理想的なバーニア配置となる1相ティースあたりNm組の永久磁石において、永久磁石の移動方向端に位置する永久磁石は、推力の発生割合が少ないため、この部分を削除することで、より少ないモータ体積で、より大きな推力を出すことが可能となるためである。ただし、バーニア配列に関しては理想的ではなくなるため、推力リップルは若干増加する。 Further, by reducing the width of each phase tooth of Example 10 and deleting n sets (n: integer) of permanent magnets from Nm sets of permanent magnets, a thrust higher than that of Example 10 can be obtained. Will be able to. The reason for this is that in the permanent magnets of Nm sets per one-phase teeth in the ideal vernier arrangement in Example 10, the permanent magnet located at the end of the permanent magnet in the moving direction has a low thrust generation rate, so this portion is This is because, by deleting, a larger thrust can be produced with a smaller motor volume. However, since the vernier arrangement is not ideal, the thrust ripple slightly increases.
また、別の実施例として、実施例1〜10において、図13に示すように永久磁石の端部に面取り、あるいはRを設けることにより、推力リップルをさらに低減することができる。これは、可動子11が移動し、永久磁石の端部が固定子突極の端部を通過する際に、エアギャップが徐々に変化するため、推力リップルの原因となる急激なパーミアンス変化が緩やかになるためである。また、図14のように永久磁石間にギャップを設けて配置する構造や、図15に示すような固定子突極の端部に面取り、あるいはRを設けることによっても、図13と同様の効果を得ることができる。
As another example, in Examples 1 to 10, the thrust ripple can be further reduced by chamfering or providing R at the end of the permanent magnet as shown in FIG. This is because when the
また、実施例1〜10において、固定子突極や固定子凹部の幅をP/2として説明したが、P/2以外の幅の場合についても、上述したようにΔP周期のリップル成分は残るものの、推力リップルの主成分はP/6周期のリップル成分であるため、本発明を適用することで、このP/6周期のリップル成分を打消すことにより、推力リップルを大幅に低減することができる。 Further, in Examples 1 to 10, the width of the stator salient pole and the stator concave portion is described as P / 2. However, as described above, the ripple component of the ΔP period remains even in the case of a width other than P / 2. However, since the main component of the thrust ripple is a ripple component of P / 6 period, the thrust ripple can be greatly reduced by canceling out the ripple component of P / 6 period by applying the present invention. it can.
また、図17に示した従来のリニアモータの固定子突極の形状を図16に示すような、固定子突極の先端部付近の幅をP/2で平行に形成して、固定子突極の途中から底部に向かって台形形状にすることにより、周期ΔPのリップルが発生しないリニアモータとすることができる。さらに、図19で示した台形形状の固定子突極と同様、固定子突極底部付近の磁気飽和によるピーク推力の減少を防ぐこともできる。このような形状の固定子突極を設けたリニアモータに本発明を適用することにより、P/6やP/3のリップル成分を低減し、さらにリップル周期リップル周期ΔPのない極めて推力リップルの低いリニアモータを提供することができる。 Further, the shape of the stator salient pole of the conventional linear motor shown in FIG. 17 is formed in parallel with the width around the tip of the stator salient pole as shown in FIG. By forming a trapezoidal shape from the middle of the pole toward the bottom, a linear motor that does not generate a ripple with a period ΔP can be obtained. Furthermore, similarly to the trapezoidal stator salient pole shown in FIG. 19, it is possible to prevent a reduction in peak thrust due to magnetic saturation near the bottom of the stator salient pole. By applying the present invention to a linear motor having a stator salient pole having such a shape, the ripple component of P / 6 and P / 3 is reduced, and furthermore, the thrust ripple with a very low thrust ripple period ΔP is low. A linear motor can be provided.
また、実施例1〜8を組合せることにより、2つ以上の周期の推力リップル成分を低減可能であることは既に説明したが、同様の理由により、実施例9〜10と実施例1〜8の発明を組合せて、2つ以上の周期の推力リップル成分を打消すことも可能である。 In addition, it has already been described that the thrust ripple component of two or more cycles can be reduced by combining the first to eighth embodiments. However, for the same reason, the ninth to tenth embodiments and the first to eighth embodiments. It is also possible to cancel out thrust ripple components of two or more periods by combining the inventions of
さらに、本発明は、可動子と固定子の間に発生する磁気吸引力を相殺するために、特開2001−119919に開示されているような、2個の固定子を固定子突極が向かい合うように所定の間隔で配置し、固定子間に可動子を移動可能に配置した磁気吸引力相殺型のリニアモータについては、それぞれの固定子側と可動子の関係は、本発明による構成と同じであるから、本発明を適用することが可能である。 Further, in the present invention, the stator salient poles face two stators as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-119919 in order to cancel the magnetic attractive force generated between the mover and the stator. In the magnetic attraction force canceling type linear motor, which is arranged at a predetermined interval and movably arranged between the stators, the relationship between each stator side and the mover is the same as the configuration according to the present invention. Therefore, the present invention can be applied.
10 固定子突極、11 可動子、12 固定子、13,14,15 ティース、16,17,18 交流巻線、19 永久磁石。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的に基準磁極ピッチPに対してP/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にNm組配置された永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石のうち少なくとも一つが、基準磁極ピッチPに対して、可動子の移動方向に、
±(P/6)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
もしくは、
±(P/3)×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
だけずれて配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and provided alternately with a plurality of stator salient poles and stator recesses on the surface, and a mover supported movably at a predetermined interval between the stator,
The mover is made of a soft magnetic material and is arranged with three sets of teeth arranged at positions shifted by P / 3 relative to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover, and N and S of the permanent magnet. In a linear motor comprising a permanent magnet having a set of poles and Nm sets arranged on a surface facing the stator of the teeth, and a three-phase AC winding wound on the outer periphery of the teeth,
Nm stator salient poles or stator recesses constituting a stator salient pole group repeatedly arranged every Nm × P intervals, or Nm S pole permanent magnets or N pole permanent magnets of each tooth. At least one of them in the moving direction of the mover with respect to the reference magnetic pole pitch P,
± (P / 6) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
Or
± (P / 3) × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
A linear motor characterized by being displaced by a distance.
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的に基準磁極ピッチPに対してP/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にNm組配置された永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
前記固定子突極の先端部の幅が、(P/2)−(ΔP×2)であるとき、Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石のうち少なくとも一つが、基準磁極ピッチPに対して、可動子の移動方向に、
±ΔP×(m/Nm)但し、m:任意の整数(0<m<NmかつNm mod m=0)
だけずれて配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and provided alternately with a plurality of stator salient poles and stator recesses on the surface, and a mover supported movably at a predetermined interval between the stator,
The mover is made of a soft magnetic material and is arranged with three sets of teeth arranged at positions shifted by P / 3 relative to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover, and N and S of the permanent magnet. In a linear motor comprising a permanent magnet having a set of poles and Nm sets arranged on a surface facing the stator of the teeth, and a three-phase AC winding wound on the outer periphery of the teeth,
When the width of the tip of the stator salient pole is (P / 2) − (ΔP × 2), the Nm number of the stators constituting the stator salient pole group that is repeatedly arranged every Nm × P intervals. At least one of the salient salient poles or the stator recesses, or the Nm S-pole permanent magnets or the N-pole permanent magnets of each tooth, in the moving direction of the mover with respect to the reference magnetic pole pitch P,
± ΔP × (m / Nm) where m is an arbitrary integer (0 <m <Nm and Nm mod m = 0)
A linear motor characterized by being displaced by a distance.
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的に基準磁極ピッチPに対してP/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にNm組配置された永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石が、基準磁極ピッチPに対して、それぞれ、可動子の移動方向に、ずれ量P1,P2,…Pnだけずれた位置に配置されており、そのずれ量P1,P2,…Pnは、
Σsin[(360×Pn)/(P/6)] =0:nは整数,n=1〜Nm
もしくは、
Σsin[(360×Pn)/(P/3)] =0:nは整数,n=1〜Nm
の式から求められるずれ量であることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and provided alternately with a plurality of stator salient poles and stator recesses on the surface, and a mover supported movably at a predetermined interval between the stator,
The mover is made of a soft magnetic material and is arranged with three sets of teeth arranged at positions shifted by P / 3 relative to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover, and N and S of the permanent magnet. In a linear motor comprising a permanent magnet having a set of poles and Nm sets arranged on a surface facing the stator of the teeth, and a three-phase AC winding wound on the outer periphery of the teeth,
Nm stator salient poles or stator recesses constituting a stator salient pole group repeatedly arranged at intervals of Nm × P, or Nm S pole permanent magnets or N pole permanent magnets of each tooth. , Pn are arranged at positions shifted by shift amounts P1, P2,... Pn in the moving direction of the mover with respect to the reference magnetic pole pitch P, and the shift amounts P1, P2,.
Σsin [(360 × Pn) / (P / 6)] = 0: n is an integer, n = 1 to Nm
Or
Σsin [(360 × Pn) / (P / 3)] = 0: n is an integer, n = 1 to Nm
A linear motor characterized in that the amount of deviation is obtained from the equation (1).
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的に基準磁極ピッチPに対してP/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にNm組配置された永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
前記固定子突極の先端部の幅が、(P/2)−(ΔP×2)であるとき、Nm×P間隔毎に繰返し配置された固定子突極グループを構成するNm個の前記固定子突極もしくは前記固定子凹部、または前記各ティースのNm個のS極永久磁石もしくはN極永久磁石が、基準磁極ピッチPに対して、それぞれ、可動子の移動方向に、ずれ量P1,P2,…Pnだけずれた位置に配置されており、そのずれ量P1,P2,…Pnは、
Σsin[(360×Pn)/ΔP] =0:nは整数,n=1〜Nm
の式から求められるずれ量であることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and provided alternately with a plurality of stator salient poles and stator recesses on the surface, and a mover supported movably at a predetermined interval between the stator,
The mover is made of a soft magnetic material and is arranged with three sets of teeth arranged at positions shifted by P / 3 relative to the reference magnetic pole pitch P in the moving direction of the mover, and N and S of the permanent magnet. In a linear motor comprising a permanent magnet having a set of poles and Nm sets arranged on a surface facing the stator of the teeth, and a three-phase AC winding wound on the outer periphery of the teeth,
When the width of the tip of the stator salient pole is (P / 2) − (ΔP × 2), the Nm number of the stators constituting the stator salient pole group that is repeatedly arranged every Nm × P intervals. Nm S-pole permanent magnets or N-pole permanent magnets of the child salient poles or the stator recesses or the teeth with respect to the reference magnetic pole pitch P are respectively displaced in the moving direction of the mover P1, P2. ,... Pn are disposed at positions shifted by Pn, and the shift amounts P1, P2,.
Σsin [(360 × Pn) / ΔP] = 0: n is an integer, n = 1 to Nm
A linear motor characterized in that the amount of deviation is obtained from the equation (1).
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的にPs/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にピッチPの間隔でNm組配置され、N極もしくはS極の幅がP/2である永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
前記固定子突極が、Ps=P×3×Nm/(3×Nm+1)もしくは、
Ps=P×3×Nm/(3×Nm−1)なる位置に配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and having a plurality of stator salient poles having the same width at intervals of a pitch Ps on the surface, and a mover supported so as to be movable at a predetermined interval between the stators. Including
The mover is made of a soft magnetic material and includes three sets of teeth arranged at positions shifted by Ps / 3 relative to each other in the moving direction of the mover and the N and S poles of the permanent magnet as one set. Nm sets are arranged at a pitch P interval on the surface facing the stator, and the N-pole or S-pole width is P / 2, and the three-phase AC winding wound around the outer periphery of the teeth. In the linear motor with
The stator salient pole is Ps = P × 3 × Nm / (3 × Nm + 1) or
The linear motor is arranged at a position of Ps = P × 3 × Nm / (3 × Nm−1).
可動子は、軟磁性体で形成され可動子の移動方向にそれぞれ相対的にPs/3だけずれた位置に配置された3組のティースと、永久磁石のN,S極を一組とし前記ティースの固定子に対向する面にピッチPの間隔でNm組配置されN極もしくはS極の幅がP/2である永久磁石と、前記ティースの外周に巻回された3相交流巻線とを備えたリニアモータにおいて、
前記固定子突極が、Ps=P×2×Nm/(2×Nm+1)もしくは、
Ps=P×2×Nm/(2×Nm−1)なる位置に配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A stator formed of a soft magnetic material and having a plurality of stator salient poles having the same width at intervals of pitch Ps on the surface, and a mover supported so as to be movable at a predetermined interval between the stators. Including
The mover is made of a soft magnetic material, and includes three sets of teeth arranged at positions shifted relative to each other by Ps / 3 in the moving direction of the mover, and a pair of N and S poles of a permanent magnet. A permanent magnet having Nm or S poles with a width of P / 2, and a three-phase AC winding wound around the teeth. In the provided linear motor,
The stator salient pole is Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm + 1) or
The linear motor is arranged at a position of Ps = P × 2 × Nm / (2 × Nm−1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003425440A JP4402948B2 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003425440A JP4402948B2 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Linear motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005185061A true JP2005185061A (en) | 2005-07-07 |
JP4402948B2 JP4402948B2 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=34785324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003425440A Expired - Fee Related JP4402948B2 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Linear motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4402948B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007090776A1 (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine with uneven numbers of pole teeth |
JP2007318839A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Okuma Corp | Linear motor |
JP2008238335A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Okuma Corp | Structure of linear motor in machine tool |
WO2011118568A1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 日立金属株式会社 | Linear motor |
US8164223B2 (en) | 2008-03-03 | 2012-04-24 | Okuma Corporation | Linear motor mounting structure |
JP2016073005A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 日立金属株式会社 | Stator for linear motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02142977U (en) * | 1989-04-28 | 1990-12-04 | ||
JPH03245764A (en) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Linear step motor |
JP2000152599A (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Shinko Electric Co Ltd | Pulse motor |
JP2002101636A (en) * | 2000-09-20 | 2002-04-05 | Yaskawa Electric Corp | Linear motor |
JP2002238241A (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Yaskawa Electric Corp | Linear motor |
-
2003
- 2003-12-22 JP JP2003425440A patent/JP4402948B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02142977U (en) * | 1989-04-28 | 1990-12-04 | ||
JPH03245764A (en) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Linear step motor |
JP2000152599A (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Shinko Electric Co Ltd | Pulse motor |
JP2002101636A (en) * | 2000-09-20 | 2002-04-05 | Yaskawa Electric Corp | Linear motor |
JP2002238241A (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Yaskawa Electric Corp | Linear motor |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007090776A1 (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine with uneven numbers of pole teeth |
JP2009542167A (en) * | 2006-02-03 | 2009-11-26 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Electric machine with uneven pole teeth |
US8022587B2 (en) | 2006-02-03 | 2011-09-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical machine with nonuniform pole teeth |
JP2007318839A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Okuma Corp | Linear motor |
JP2008238335A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Okuma Corp | Structure of linear motor in machine tool |
US8164223B2 (en) | 2008-03-03 | 2012-04-24 | Okuma Corporation | Linear motor mounting structure |
WO2011118568A1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 日立金属株式会社 | Linear motor |
CN102792571A (en) * | 2010-03-23 | 2012-11-21 | 日立金属株式会社 | Linear motor |
JPWO2011118568A1 (en) * | 2010-03-23 | 2013-07-04 | 日立金属株式会社 | Linear motor |
JP5741573B2 (en) * | 2010-03-23 | 2015-07-01 | 日立金属株式会社 | Linear motor |
CN102792571B (en) * | 2010-03-23 | 2016-01-20 | 日立金属株式会社 | Linear electric machine |
JP2016073005A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 日立金属株式会社 | Stator for linear motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4402948B2 (en) | 2010-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4938355B2 (en) | Linear motor | |
JP4007339B2 (en) | AC motor and its control device | |
JP4473088B2 (en) | Linear motor | |
JP2008005665A (en) | Cylindrical linear motor and vehicle using it | |
US11863018B2 (en) | Reluctance motor | |
JP5289799B2 (en) | Linear motor | |
US20180069464A1 (en) | Linear Motor | |
JP2004357368A (en) | Motor using permanent magnet | |
JP5511713B2 (en) | Linear motor | |
JP2019075879A (en) | Rotary electric machine | |
JP4382437B2 (en) | Linear motor | |
WO2018083898A1 (en) | Motor | |
JP4402948B2 (en) | Linear motor | |
JP2009291069A (en) | Cylindrical linear motor and vehicle using the same | |
JP6452112B2 (en) | Reluctance motor | |
JPWO2002023702A1 (en) | Linear motor | |
US20020117905A1 (en) | Linear actuator | |
WO2022050016A1 (en) | Rotor of rotary electric machine and driving device of rotary electric machine | |
JP5734135B2 (en) | Electric machine and manufacturing method thereof | |
JP2004289919A (en) | Permanent magnet motor | |
JP3824060B2 (en) | Linear motor | |
TW201401733A (en) | Linear motor | |
JPH11308848A (en) | Linear motor | |
JP2021005946A (en) | Direct-acting electric motor | |
US20230231425A1 (en) | Motor and control device thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090907 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091027 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091030 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4402948 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151106 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |