JP2007060828A - 界磁子、電動機及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1磁極面1aにおいて現れる磁極の個数よりも少ない個数で第2磁極面1bに磁極が現れ、第1磁極面1aに対向する第1電機子3のスロット数よりも第2磁極面1bに対向する第2電機子2のスロット数が少ない電動機においては、通常の運転時には、第1電機子3に電機子電流を流して磁束量が多い第1磁極面1aの界磁を用いて効率を高める。他方、第2電機子2に電機子電流を流して磁束量が少ない第2磁極面1bの界磁を用いて高速運転もできる。この際、界磁を弱める際に動作する機構部を設けたり、d軸電流を流したりすることは前提とされない。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる電動機の構造を示す断面図であり、同電動機の回転軸に垂直な断面を呈している。
し、主として定格運転時に利用する電機子を第1電機子3とすることが望ましい。
図2は本発明の第2の実施の形態にかかる電動機の構造を示す断面図であり、同電動機の回転軸に垂直な断面を呈している。図3は図2の一部を拡大して示す断面図である。
図4は本発明の第3の実施の形態にかかる電動機の構造を示す断面図であり、同電動機の回転軸に垂直な断面を呈している。図5は図4の一部を拡大して示す断面図である。
図6は本発明の第4の実施の形態にかかる電動機の構造を分解して示す斜視図である。
図7は本発明の第5の実施の形態にかかる電動機の構造を分解して示す斜視図である。
図8は本発明の第6の実施の形態にかかる電動機の構造を分解して示す斜視図である。
図9及び図10は、空隙121と、磁石113,114との位置関係についての第1及び第2の変形を示す部分的な断面図であり、図3に対応している。もちろんこれらの変形は、空隙121と、磁石111,116との位置関係にも適用することができる。またこれらの図においては第2の実施の形態に対応して磁石115が存在している場合を例示している。しかし第3の実施の形態に対応して磁石115が存在していない場合にも適用することができる。
1a,1b,4a,4b 磁極面
101〜108,111〜116,401〜408,411,416,120a,121a,121d 磁石
11〜14,41,42,402,405 磁性体
120,121,121b 空隙
S0,S1 スリット
100,400 ヨーク
Claims (16)
- 第1個数((2n+1)m)の対で第1磁極が現れる第1磁極面(1a;4a)と、
前記第1磁極面と対向して前記第1個数よりも小さな第2個数(m)の対で第2磁極が現れる第2磁極面(1b;4b)と
を備える界磁子(1;4)。 - 前記第1個数は前記第2の個数の3倍である、請求項1記載の界磁子(1;4)。
- 前記第1磁極に磁束を供給する前記第1個数((2n+1)m)の二倍の個数の磁極で着磁される第1磁石(103〜108;403〜408)と、
前記第2磁極に磁束を供給する前記第2個数(m)の二倍の個数の磁極で着磁される第2磁石(101,102;401,402)と、
前記第1磁極面と前記第2磁極面との間に設けられた磁性体のヨーク(100;400)と
を更に備える、請求項1記載の界磁子(1;4)。 - 前記第2磁極面(1b)を有する磁性体(12;14;42;41,42,402,405)と、
前記第2個数(m)の二倍の個数(2m)の群に区分されて複数設けられ、各々が前記第1磁極面と前記磁性体に対して異なる極性の磁極を呈する磁石(111〜116;411〜416)と、
隣接する前記群の境界で設けられ、磁束の通過を阻害する複数の第1磁気障壁(121,121d;S0,S1,421)と
を更に備える、請求項1記載の界磁子(1;4)。 - 前記群の各々において隣接する前記磁石の境界において前記第1磁極面(1a;4a)と前記磁性体(12;42)との間での磁束の通過を阻害する第2磁気障壁(120,120a,121a;S1)を更に備え、
前記第1個数((2n+1)m)は、3以上の奇数の所定数(2n+1)と前記第2個数(m)との積であり、
前記群の各々の前記磁石の個数は前記所定数に等しく、
前記群の各々で、前記磁石が前記磁性体に呈する第1極性の前記磁極の総面積と、前記磁石が前記磁性体に呈する第2極性の前記磁極の総面積とは異なり、
隣接する前記磁石は、前記第1磁極面に対して相互に異なる極性の前記磁極を呈する、請求項4記載の界磁子(1;4)。 - 前記第2磁気障壁(120a,121a)は、
当該第2磁気障壁に隣接する前記磁石に対して、当該磁石が前記第1磁極面(1a)に向ける磁極と同極性の磁極を向けて配置される磁石である、請求項5記載の界磁子。 - 前記第1磁気障壁(121d)は、
当該第1磁気障壁に隣接する前記磁石に対して、当該磁石が前記第2磁極面(1b)に向ける磁極と同極性の磁極を向けて配置される磁石である、請求項4乃至請求項6のいずれか一つに記載の界磁子。 - 前記第1磁気障壁を介して隣接する前記磁石(111,113,114,116;403,405,406,408)は、他の前記磁石(112,115;404,407)と比較してその磁極の面積が大きい、請求項5記載の界磁子。
- 前記磁性体(14;41,42,402,405)は前記第1磁極面(1a;4a)をも有し、
前記第1個数((2n+1)m)は、3以上の奇数の所定数(2n+1)と前記第2個数(m)との積であり、
前記群の各々の前記磁石の個数は前記所定数よりも小さくかつ2以上であり、
前記第1磁気障壁を介して隣接する前記磁石(111,113,114,116;403,405,406,408)は、前記第1磁極面に対して相互に異なる極性の前記磁極を呈し、
前記群において前記磁石は、前記第1磁極面に対して同極性の前記磁極を呈する、請求項4記載の界磁子。 - 前記第1磁極面(1a)と前記第2磁極面(1b)とは円筒状である、請求項1乃至請求項9のいずれか一つに記載の界磁子(1)。
- 前記第1磁極面(1a)は前記第2磁極面(1b)よりも外周側に位置する、請求項10記載の界磁子。
- 前記第1磁極面(4a)と前記第2磁極面(4b)とは平板状である、請求項1乃至請求項9のいずれか一つに記載の界磁子(4)。
- 第1回転磁界を発生する第1電機子(3;6)と、
前記第1電機子と対向して前記第1回転磁界よりも少ない極数で第2回転磁界を発生する第2電機子(2;5)と、
前記第1電機子に前記第1磁極面(1a;4a)が、前記第2電機子に前記第2磁極面(1b;4b)が、それぞれ対向して配置される、請求項1乃至請求項9のいずれか一つに記載の界磁子(1;4)と
を備える電動機。 - 円筒状に配置されて巻線が巻回された歯部(301〜309)を有し、第1回転磁界を発生する第1電機子(3)と、
前記第1電機子と対向して円筒状に配置されて巻線が巻回された歯部(201〜203)を有し、前記第1回転磁界よりも少ない極数で第2回転磁界を発生する第2電機子(2)と、
前記第1電機子に前記第1磁極面(1a)が、前記第2電機子に前記第2磁極面(1b)が、それぞれ対向して配置される、請求項10又は請求項11に記載の界磁子(1)と
を備える電動機。 - 平板状に配置されて巻線が巻回された歯部(601〜609)を有し、第1回転磁界を発生する第1電機子(6)と、
前記第1電機子と対向して平板状に配置され巻線が巻回された歯部(501〜503)を有し、前記第1回転磁界よりも少ない極数で第2回転磁界を発生する第2電機子(5)と、
前記第1電機子に前記第1磁極面(4a)が、前記第2電機子に前記第2磁極面(4b)が、それぞれ対向して配置される、請求項12記載の界磁子(4)と
を備える電動機。 - 請求項13乃至請求項15のいずれか一つに記載の電動機を駆動する方法であって、
前記電動機の通常運転時には前記第1回転磁界あるいは前記第1回転磁界及び前記第2回転磁界の両方を用い、前記通常運転よりも高速の運転では第2回転磁界のみを用い、それぞれ駆動する電動機の駆動方法。
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