JP2008252979A - Axial-gap type rotating machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アキシャルギャップ型回転機に関する。 The present invention relates to an axial gap type rotating machine.
アキシャルギャップ型モータは、巻線固定子と回転子とが回転軸に沿ってギャップを隔てて設けられた構成とされている。 The axial gap type motor has a configuration in which a winding stator and a rotor are provided with a gap along a rotation axis.
このようなアキシャルギャップ型モータでは、回転軸方向に沿って、巻線固定子と回転子との間で吸引力が作用してしまうため、軸受損失が大きくなったり、軸受寿命が短くなってしまう。そこで、軸方向に作用する力をキャンセルし、さらに、回転部分を少なくするために、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設ける形態が好まれる。 In such an axial gap type motor, a suction force acts between the winding stator and the rotor along the rotation axis direction, so that the bearing loss is increased and the bearing life is shortened. . Therefore, in order to cancel the force acting in the axial direction and further reduce the number of rotating parts, a configuration in which two winding stators are provided on both sides of one rotor is preferred.
なお、本発明に関連する従来技術としては、特許文献1がある。特許文献1は、ラジアルギャップ型のモータにおいて、各相毎に相対する極位置関係にある巻線同士を並列に接続することで、回転子の偏心を抑制する技術が開示されている。 In addition, there exists patent document 1 as a prior art relevant to this invention. Patent Document 1 discloses a technique for suppressing eccentricity of a rotor in a radial gap motor by connecting windings in a pole positional relationship facing each phase in parallel.
しかしながら、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設けた形態のアキシャルギャップ型モータでは、通常、回転子は径が大きい割には厚みが小さい形状なので、回転子をシャフトに保持する部分が短くなり、回転子が傾き易い傾向にある。また、回転子の径が比較的大きいので、僅かな傾きが回転子の外周部では大きなギャップ差となって現れる。そして、軸に直交する平面から傾いた状態で回転子が回転すると、振動や騒音を生じたり、また、回転子が巻線固定子に接してしまう恐れもある。また、一旦、回転子が傾いて巻線固定子に接近してしまうと、その部分で磁気抵抗が低下してより多くの磁束が通り、より回転子と巻線固定子とが接近してしまう恐れがある。これらは、高速運転時には特に問題となる。 However, in an axial gap type motor in which two winding stators are provided on both sides of a single rotor, the rotor is usually thin with respect to a large diameter, so the rotor is held on the shaft. The portion is shortened and the rotor tends to tilt easily. Further, since the diameter of the rotor is relatively large, a slight inclination appears as a large gap difference at the outer periphery of the rotor. And if a rotor rotates in the state inclined from the plane orthogonal to an axis | shaft, a vibration and a noise may be produced, and there exists a possibility that a rotor may contact a winding stator. Also, once the rotor is tilted and approaches the winding stator, the magnetic resistance decreases at that portion, more magnetic flux passes, and the rotor and winding stator approach more. There is a fear. These are particularly problematic during high speed operation.
なお、特許文献1は、回転子の外周に巻線固定子を設けたラジアルギャップ型のモータにおいて、回転子の偏心を抑制する技術を開示するにすぎず、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設けた形態のアキシャルギャップ型モータにおいて、回転子の傾きを有効に抑制し得る技術を開示ないし示唆するものではない。 Patent Document 1 merely discloses a technique for suppressing eccentricity of a rotor in a radial gap type motor in which a winding stator is provided on the outer periphery of the rotor. It does not disclose or suggest a technique capable of effectively suppressing the inclination of the rotor in the axial gap type motor provided with the winding stator.
そこで、本発明は、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設けた形態のアキシャルギャップ型回転機において、回転子の傾きを有効に抑制し得る技術を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of effectively suppressing the inclination of a rotor in an axial gap type rotating machine in which two winding stators are provided on both sides of one rotor. .
上記課題を解決するため、第1の態様に係るアキシャルギャップ型回転機は、回転軸(28)を中心として回転自在に配設された回転子(20;120;420;520;620;720;820;920)と、前記回転軸方向における前記回転子の両側に、前記回転子に対してギャップを隔てて対向するように配設された第1巻線固定子(30;230;430;530;730;830;930)及び第2巻線固定子(40;240;440;540;740;840;940)と、を備え、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子のそれぞれに同相の巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846;936,946)が複数設けられており、同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線(36;236;436;536;736;836;936)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子に設けられた巻線(46;346;446;546;746;846;946)とが直列に接続されることで複数の同相直列接続巻線組が構成され、これらの同相直列巻線接続組同士が並列に接続されているものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the axial gap type rotating machine according to the first aspect includes a rotor (20; 120; 420; 520; 620; 720) disposed so as to be rotatable about a rotating shaft (28). 820; 920) and first winding stators (30; 230; 430; 530) disposed on both sides of the rotor in the direction of the rotation axis so as to face the rotor with a gap therebetween. 730; 830; 930) and a second winding stator (40; 240; 440; 540; 740; 840; 940), comprising: the first winding stator and the second winding stator; Each is provided with a plurality of in-phase windings (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846; 936, 946). The windings (36; 236; 436; 536; 736; 836; 936) provided on the first winding stator and the windings at positions facing the windings with the rotating shaft interposed therebetween. The windings (46; 346; 446; 546; 746; 846; 946) provided in the second winding stator are connected in series to form a plurality of in-phase series connection winding sets, These in-phase series winding connection sets are connected in parallel.
第2の態様は、前記第1巻線固定子(30;230;430;530;730;830;930)及び前記第2巻線固定子(40;240;440;540;740;840;940)には、実質的に同じ配設態様及び実質的に同じ巻数で前記各巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846;936,946)が設けられており、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子は、磁気的に実質的に同じ固定子コア(30,40;230,240;430,440;530,540;730,740;830,840;930,940)を有するものである。 The second aspect is the first winding stator (30; 230; 430; 530; 730; 830; 930) and the second winding stator (40; 240; 440; 540; 740; 840; 940). ) With substantially the same disposition and substantially the same number of turns (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846; 936, 946). The first winding stator and the second winding stator are magnetically substantially the same stator core (30, 40; 230, 240; 430, 440; 530, 540; 730, 740; 830, 840; 930, 940).
第3の態様は、前記各同相直列接続巻線組は、前記第1巻線固定子(30;230;430;530;930)に設けられた巻線(36;236;436;536;936)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子(40;240;440;540;940)に設けられた巻線46;346;446;546;946)とだけが直列接続されたものである。 According to a third aspect, each of the in-phase series connection winding sets includes windings (36; 236; 436; 536; 936) provided in the first winding stator (30; 230; 430; 530; 930). ), And a winding 46 provided at the second winding stator (40; 240; 440; 540; 940) at a position opposed to the winding with the rotating shaft interposed therebetween. Only 346; 446; 546; 946) are connected in series.
第4の態様は、前記各同相直列接続巻線組は、前記第1巻線固定子(730;830)に設けられた巻線(736;836)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子(740;840)に設けられた巻線(746;846)に加えて、それらの巻線の近傍にある巻線(736,746;836,846)をも直列接続したものである。 According to a fourth aspect, each in-phase series connection winding set includes a winding (736; 836) provided in the first winding stator (730; 830), and the rotating shaft with respect to the winding. In addition to the windings (746; 846) provided in the second winding stator (740; 840), the windings located in opposition to each other across the windings (736, 746; 836, 846) are also connected in series.
第5の態様は、前記第1巻線固定子(30;230;730;830;930)及び前記第2巻線固定子(40;240;740;840;940)のそれぞれに、同相の巻線(36,46;236,346;736,746;836,846;936,946)が偶数個設けられると共に、その偶数の巻線が前記回転軸周りに略間隔で配設されており、前記第1巻線固定子側の各巻線(36;236;736;836;936)と、前記第2巻線固定子側の各巻線(46;346;746;846;946)とは、それらの間の平面を対称面として面対称の位置に配設されているものである。 In a fifth aspect, the first winding stator (30; 230; 730; 830; 930) and the second winding stator (40; 240; 740; 840; 940) are respectively wound in phase. Lines (36, 46; 236, 346; 736, 746; 836, 846; 936, 946) are provided, and the even number of windings are arranged at substantially intervals around the rotation axis, The windings on the first winding stator side (36; 236; 736; 836; 936) and the windings on the second winding stator side (46; 346; 746; 846; 946) The plane between them is arranged in a plane-symmetric position with the plane of symmetry as the plane of symmetry.
第6の態様は、前記第1巻線固定子(430;530)及び前記第2巻線固定子(440;540)のそれぞれに、3相の前記巻線(436,446;536,546)が各相毎に奇数個設けられると共に、その奇数の巻線が前記回転軸周りに略間隔で配設されており、前記第1巻線固定子側の各巻線(436;536)と前記第2巻線固定子側の各巻線(446;546)とは、それらの間の平面を対称面とする面対称の位置から前記回転軸を中心にして180゜ずらした位置関係にあるものである。 In a sixth aspect, the first winding stator (430; 530) and the second winding stator (440; 540) are respectively provided with three-phase windings (436, 446; 536, 546). Is provided for each phase, and the odd-numbered windings are arranged at substantially intervals around the rotation axis, and each winding (436; 536) on the first winding stator side and the first winding The windings (446; 546) on the two-winding stator side are in a positional relationship shifted from the plane-symmetrical position with the plane between them as a plane of symmetry by 180 ° about the rotation axis. .
第7の態様は、前記回転子(520;720;820)は、前記第1巻線固定子(530;730;830)側の面に磁極を呈する永久磁石(522a;722a;822a)と、前記第2巻線固定子(540;740;840)側の面に磁極を呈する永久磁石(522b;722b;822b)とが、独立した磁気回路を形成するように設けられており、同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線(536;736;836)と、前記第2巻線固定子に設けられた巻線(546;746;846)とを、前記回転軸を挟んで対向する位置に配設可能なように、前記回転子の前記第1巻線固定子側の面の磁極及び前記第2巻線固定子側の面の磁極が設定されているものである。 In a seventh aspect, the rotor (520; 720; 820) includes a permanent magnet (522a; 722a; 822a) that presents magnetic poles on a surface on the first winding stator (530; 730; 830) side; A permanent magnet (522b; 722b; 822b) having a magnetic pole on the surface on the second winding stator (540; 740; 840) side is provided so as to form an independent magnetic circuit, For each winding, the winding (536; 736; 836) provided in the first winding stator and the winding (546; 746; 846) provided in the second winding stator are The magnetic poles on the surface of the rotor on the side of the first winding stator and the magnetic poles on the surface of the side of the second winding stator are set so that they can be disposed at positions facing each other across the rotating shaft. Is.
第8の態様は、前記各同相直列接続巻線組が共通する一の中性点(60;260;462;760;960)にスター結線されているものである。 In the eighth aspect, each in-phase series connection winding set is star-connected to one common neutral point (60; 260; 462; 760; 960).
第9の態様は、前記各同相直列接続巻線組がそれぞれ独立する中性点(62a,62b,62c,62d)にスター結線されているものである。 In the ninth aspect, each of the in-phase series connection winding sets is star-connected to independent neutral points (62a, 62b, 62c, 62d).
第10の態様は、前記回転子(20;420;920)は、前記回転軸方向に沿って着磁された永久磁石(22;922)を有するものである。 In a tenth aspect, the rotor (20; 420; 920) has a permanent magnet (22; 922) magnetized along the direction of the rotation axis.
第11の態様は、前記永久磁石のうち前記回転軸方向に沿った両端に、軟磁性体によって構成された界磁子磁性体(24)が設けられたものである。 In an eleventh aspect, a field element magnetic body (24) made of a soft magnetic body is provided at both ends of the permanent magnet along the rotation axis direction.
第12の態様は、前記回転子(620)は、前記回転軸周りに配設され、前記回転軸を中心とする円の周方向に沿って着磁されると共に、その周方向に沿って隣設するもの同士では逆方向に着磁された複数の永久磁石(624)と、軟磁性体によって構成され、前記各永久磁石間に配設されたコア(622)と、を有するものである。 In a twelfth aspect, the rotor (620) is disposed around the rotation axis, is magnetized along a circumferential direction of a circle around the rotation axis, and is adjacent along the circumferential direction. What is provided includes a plurality of permanent magnets (624) magnetized in opposite directions and a core (622) made of a soft magnetic material and disposed between the permanent magnets.
第13の態様は、前記回転子(120)は、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子と対向する部分に突極性を有するリラクタンス回転子であるようにしたものである。 In a thirteenth aspect, the rotor (120) is a reluctance rotor having saliency at a portion facing the first winding stator and the second winding stator.
第14の態様は、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子は、前記巻線が巻回されるコア(34,44;934,944)を有するものである。 In a fourteenth aspect, the first winding stator and the second winding stator have cores (34, 44; 934, 944) around which the windings are wound.
第15の態様は、前記各巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846)が集中巻されているものである。 In the fifteenth aspect, the windings (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846) are concentratedly wound.
第16の態様は、前記各巻線(936,946)が分布巻されているものである。 In the sixteenth aspect, the windings (936, 946) are distributedly wound.
第1の態様に係るアキシャルギャップ型回転機によると、同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子に設けられた巻線とが直列に接続されている。このため、回転子が傾くと、前記第1巻線固定子に設けられた巻線とこれに直列接続された第2巻線固定子側の巻線とについて、同時に、対応するギャップが小さくなり、或は、対応するギャップが大きくなる。そして、小さくなったギャップに対応する各巻線では、その部分で磁気抵抗が小さくなってインダクタンスが増加し、これにより、電流が低下して吸引力が小さくなる。従って、両巻線固定子側で、回転子の傾きによりギャップが狭まった部分での吸引力を小さくすることができる。逆に、大きくなったギャップに対応する各巻線では、その部分で磁気抵抗が大きくなってインダクタンスが低下し、これにより電流が上昇して吸引力が大きくなる。従って、両巻線固定子側で、回転子の傾きによりギャップが狭まった部分での吸引力を小さくすることができる。これにより、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設けた形態のアキシャルギャップ型回転機において、回転子の傾きを有効に抑制し得る。 According to the axial gap type rotating machine according to the first aspect, with respect to the windings of the same phase, the windings provided on the first winding stator are opposed to the windings with the rotating shaft interposed therebetween. A winding located at a position and provided on the second winding stator is connected in series. For this reason, when the rotor is tilted, the corresponding gap between the winding provided on the first winding stator and the winding on the second winding stator side connected in series with the winding simultaneously decreases. Or the corresponding gap is increased. And in each winding corresponding to the gap which became small, magnetic resistance becomes small in that part, inductance increases, and thereby current falls and attractive power becomes small. Therefore, the suction force at the portion where the gap is narrowed by the inclination of the rotor can be reduced on the both-winding stator side. On the other hand, in each winding corresponding to the increased gap, the magnetic resistance is increased at that portion, and the inductance is decreased, whereby the current is increased and the attractive force is increased. Therefore, the suction force at the portion where the gap is narrowed by the inclination of the rotor can be reduced on the both-winding stator side. Thereby, in the axial gap type rotating machine in which two winding stators are provided on both sides of one rotor, the inclination of the rotor can be effectively suppressed.
また、第2の態様によると、巻線による磁界の発生態様及び各第1巻線固定子及び第2巻線固定子での磁気回路と同等にすることで、回転子の傾きをより有効に抑制し得る。 In addition, according to the second aspect, by making the magnetic field generated by the windings and the magnetic circuit in each of the first winding stator and the second winding stator equivalent, the rotor inclination can be made more effective. Can be suppressed.
第3の態様によると、回転軸周りに多数箇所で、多数箇所で吸引力をコントロールして回転子の傾きを抑制し得る。 According to the third aspect, the tilting force of the rotor can be suppressed by controlling the suction force at multiple locations around the rotation axis.
第4の態様によると、各同相直列接続巻線組同士を並列結線する箇所を減らして、第1巻線固定子と第2巻線固定子間での配線数を少なくすることができる。また、第1巻線固定子に設けられた巻線と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子に設けられた巻線とこれらの近傍にある巻線とを直列に接続しているため、回転子の傾きは有効に補正される。 According to the fourth aspect, it is possible to reduce the number of wires between the first winding stator and the second winding stator by reducing the number of places where the in-phase series connection winding groups are connected in parallel. A winding provided on the first winding stator, and a winding located at a position facing the winding with the rotation axis interposed therebetween, the winding provided on the second winding stator; Since the lines and the windings in the vicinity thereof are connected in series, the inclination of the rotor is effectively corrected.
第5の態様によると、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子のそれぞれに、同相の巻線が偶数個設けられている場合に、同相のものを回転軸を挟んで対向する位置に配設することができる。 According to the fifth aspect, when an even number of in-phase windings are provided on each of the first winding stator and the second winding stator, the in-phase ones are opposed to each other with the rotating shaft interposed therebetween. It can arrange | position in the position to do.
第6の態様によると、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子のそれぞれに、同相の巻線が奇数個設けられている場合に、同相のものを回転軸を挟んで対向する位置に配設することができる。 According to the sixth aspect, when an odd number of in-phase windings are provided on each of the first winding stator and the second winding stator, the in-phase ones face each other across the rotating shaft. It can arrange | position in the position to do.
第7の態様によると、前記回転子の第1巻線固定子側及び前記第2巻線固定子側のそれぞれで独立した磁気回路が構成されるので、同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線と、前記第2巻線固定子に設けられた巻線とを、前記回転軸を挟んで対向する位置に配設可能なように、前記回転子の前記第1巻線固定子側の面の磁極及び前記第2巻線固定子側の面の磁極を設定することができる。 According to the seventh aspect, since the independent magnetic circuit is formed on each of the first winding stator side and the second winding stator side of the rotor, the first winding is in the first phase and the first winding stator side. The winding of the rotor is arranged such that the winding provided in the winding stator and the winding provided in the second winding stator can be disposed at positions facing each other across the rotation shaft. The magnetic pole on the surface on the first winding stator side and the magnetic pole on the surface on the second winding stator side can be set.
第8の態様によると、循環電流を少なくできる。 According to the eighth aspect, the circulating current can be reduced.
また、第9の態様によると、結線が容易になる。 Moreover, according to the 9th aspect, a connection becomes easy.
第10の態様によると、回転軸方向に沿って一層の磁石で、両固定子に対して磁極を呈することができる。 According to the 10th aspect, a magnetic pole can be exhibited with respect to both stators with one layer of magnets along the rotation axis direction.
第11の態様によると、軟磁性体によって構成された界磁子磁性体によって、永久磁石に作用する減磁界の影響を緩和し、もって、永久磁石が減磁するのを防止できる。 According to the eleventh aspect, the field element magnetic body constituted by the soft magnetic body can alleviate the influence of the demagnetizing field acting on the permanent magnet, and thus prevent the permanent magnet from demagnetizing.
第12の態様によると、比較的少ない永久磁石によっても、第1巻線固定子及び第2巻線固定子のそれぞれに対して独立した磁気回路を構成できる。 According to the twelfth aspect, an independent magnetic circuit can be configured for each of the first winding stator and the second winding stator with relatively few permanent magnets.
第13の態様によると、リラクタンストルクによって回転子に働くトルクを増加させることができる。 According to the thirteenth aspect, the torque acting on the rotor can be increased by the reluctance torque.
また、第14の態様によると、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子は、前記巻線が巻回されるコアを有しているので、磁束漏れを小さくできる。 According to the fourteenth aspect, since the first winding stator and the second winding stator have a core around which the winding is wound, magnetic flux leakage can be reduced.
第15の態様によると、巻線が集中巻されているので、回転軸の周方向に沿って精密に傾きを制御して抑制できる。 According to the fifteenth aspect, since the windings are concentratedly wound, the inclination can be precisely controlled and suppressed along the circumferential direction of the rotating shaft.
第16の態様によると、各巻線が分布巻されているので、1つの巻線に対するインダクタンスの状態が、複数のティースのギャップ間隔に影響を与えるため、傾き補正効果が顕著である。 According to the sixteenth aspect, since each winding is distributedly wound, the state of the inductance with respect to one winding affects the gap interval between the plurality of teeth, so that the inclination correction effect is remarkable.
{第1実施形態}
以下、第1実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図1は本実施形態にかかるアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図であり、図2は同アキシャルギャップ型回転機をさらに分解した状態を示す分解斜視図であり、図3は同アキシャルギャップ型回転機における各巻線の結線図である。
{First embodiment}
Hereinafter, the axial gap type rotating machine according to the first embodiment will be described. 1 is an exploded perspective view showing an axial gap type rotating machine according to the present embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a state in which the axial gap type rotating machine is further disassembled, and FIG. 3 is the axial gap type rotating machine. It is a connection diagram of each coil | winding in a rotary machine.
このアキシャルギャップ型回転機10は、1つの回転子20を備えると共に、2つの固定子として第1巻線固定子30及び第2巻線固定子40を備えている。回転子20は、略円盤状に形成されており、2つの固定子30.40も略円盤状に形成されている。2つの固定子30,40は、回転子20の両面側に配設されており、当該回転子20を回転させるべく磁界を発生させる。
The axial gap
各部についてより詳細に説明する。 Each part will be described in more detail.
回転子20は、軸受によって回転自在に支持された回転軸部(共に図示省略)を介して所定の回転軸28周りに回転自在に配設されている。また、この回転子20は、回転軸28方向における両面において、当該回転軸28周りに交互の磁極を呈している。
The
具体的には、回転子20は、回転軸28周りに間隔をあけて複数の永久磁石22を有している。各永久磁石22は、回転軸28周りのドーナツ板状部材を複数(ここでは8つ)に分割した形状、即ち、回転軸28周りに延びる弧状かつ帯状の板形状に形成されている。また、各永久磁石22は、回転軸28に沿った方向、即ち、永久磁石22の厚み方向に着磁されており、その両面にN極又はS極の磁極を呈する。これらの永久磁石22は、回転軸28の周りで環状かつ交互の磁極を呈するように配設されている。これにより、回転軸28方向に沿って一層の永久磁石22によって、つまり、比較的少ない数の永久磁石22で、両固定子30,40に対して磁極を呈することができる。ここでは、回転子20は、8極として構成されている。そして、後述する各巻線36,46に3相交流を流すことによって、本回転子20が回転するようになっている。なお、リング状部材を周方向に、回転軸28方向に交互に着磁することによって、回転子20を構成してもよい。
Specifically, the
また、各永久磁石22の両面、即ち、各永久磁石22のうち回転軸28方向に沿った両端に、軟磁性体によって構成された界磁子磁性体24が設けられている。この界磁子磁性体24は、いわゆるロータコアとも呼ばれるものであり、ここでは、上記永久磁石22よりも大きい(ここでは一回り大きい)板形状に形成されており、上記永久磁石22の両面に重ね合せ状に配設されている。なお、ロータコアの永久磁石22に対する大きさは上記に限定されることはない。
A field element
この界磁子磁性体24によって、励磁された固定子30,40の外部磁界によって回転子20に減磁界が作用した場合に、各永久磁石22に作用する減磁界の影響を緩和し、もって、各永久磁石22が減磁するのを防止している。
When the demagnetizing field acts on the
なお、これらの各永久磁石22及び各回転子磁心24は、非磁性体によって形成されるホルダ(図示省略)によって上記配設形態で一体化した状態で保持されると共に、回転軸部に固定されている。なお、上記配設形態では、各永久磁石22及び各回転子磁心24は、隣設するもの同士間で、空隙又は非磁性体によって磁気的に分離されている。
The
第1巻線固定子30及び第2巻線固定子40は、回転軸28方向において回転子20の両側に、当該回転子20に対してギャップ(ここでは僅かなギャップ)を隔てて対向するように配設されている。各第1巻線固定子30及び第2巻線固定子40は、図示省略のケーシング等に固定されている。
The first winding
第1巻線固定子30は、第1バックヨークコア33と複数のティース(巻線コア)34とを有する第1固定子コア32と、複数の巻線36U1,36U2,36U3,36U4,36V1,36V2,36V3,36V4,36W1,36W2,36W3,36W4(以下、第1巻線固定子30に設けられた巻線を総称する場合には、単に巻線36という)とを有している。ここでは、第1巻線固定子30は、巻線36が各相4つずつ、合計12個設けられており、機械角30゜間隔で配設されている。つまり、本第1巻線固定子30は、12スロットの集中巻形態として構成されている。
The first winding
第1バックヨークコア33は、磁性体によって構成されており、略中央部に孔部32hが形成された略円盤状に形成されている。
The first
各ティース34は、第1バックヨークコア33のうち回転子20側の面に、回転軸28周りの周方向に沿って間隔をあけて環状に配設されている。なお、互いに周方向に隣接する各ティース34間は、略等間隔である。各ティース34は、回転軸28と略直交する方向において、2等辺三角形状の各長短を丸めた形状を有する厚板状に形成されており、回転軸28から外方向に向けて順次幅広になる姿勢で配設されている。このティース34は、断面積を大きく保ちつつより多くのコイルを巻回できるようにしつつ、互いに隣接するティース34間での磁束漏れを小さくする役割を有している。
The
各巻線36は、上記各ティース34に巻回されている。各巻線36は、上記ティース34の外周形状に応じた形状に巻回された略三角環状形状に形成されている。また、第1巻線固定子30は、同相の巻線36を複数、即ち、U相の巻線36U1,36U2,36U3,36U4を4つ、V相の巻線36V1,36V2,36V3,36V4を4つ、W相の巻線36W1,36W2,36W3,36W4を4つ有している。
Each winding 36 is wound around each
また、この第1巻線固定子30では、各ティース34の回転子20側の面に幅広磁心38がそれぞれ設けられている。各幅広磁心38は、回転軸28と略直交する平面において、ティース34よりも大きい(ここでは一回り大きな)広がりを有する板状部材に形成されており、本第1巻線固定子30と回転子20との対向面積を増してギャップ部分での磁気抵抗を小さくし、もって、回転子20の磁束がより多く鎖交できるようにしている。なお、この幅広磁心38を省略してもよい。
In the first winding
なお、上記第1バックヨークコア33、各ティース34及び各幅広磁心38は、軟磁性体、例えば、圧粉鉄心や積層鋼板等で構成される。これらは、全体を一体として形成してもよく、或は、製造上の必要性に応じて適宜分割し組合わせて形成してもよい。
The first
第2巻線固定子40は、上記第1巻線固定子30と同様構成を有しており、即ち、第2バックヨークコア43(第1バックヨークコア33に対応する)と複数のティース44(ティース34に対応する)とを有する第2固定子コア42(第1固定子コア32に対応する)と、複数の巻線46U5,46U6,46U7,46U8,46V5,46V6,46V7,46V8,46W5,46W6,46W7,46W8(上記巻線36U1,36U2,36U3,36U4,36V1,36V2,36V3,36V4,36W1,36W2,36W3,36W4に対応する、以下、第2巻線固定子40に設けられた巻線を総称する場合には、単に巻線46という)と、幅広磁心48(上記幅広磁心38に対応する)とを有している。
The second winding
上記固定子コア32,42は、形状、材料等において厳密に同じ構成である必要はないが、少なくとも磁気的には実質的に同じであることが好ましい。
The
これらの第1巻線固定子30と第2巻線固定子40とをそれらの相互関係で説明する。
The first winding
上記第1巻線固定子30では、巻線36は、回転軸28周りに3相交互に配設するようにして、より具体的には、巻線36U1を基準にして、図2の上方から見て右回りに巻線36V1,巻線36W1,巻線36U2,巻線36V2,巻線36W2,巻線36U3,巻線36V3,巻線36W3,巻線36U4,巻線36V4,巻線36W4の並び順で環状に配設されている。第2巻線固定子40では、回転軸28周りに上記第1巻線固定子30と同方向で3相交互に配設するようにして、より具体的には、巻線46U5を基準にして、図2の上方から見て右回りに巻線46V5,巻線46W5,巻線46U6,巻線46V6,巻線46W6,巻線46U7,巻線46V7,巻線46W7,巻線46U8,巻線46V8,巻線36W8の並び順で環状に配設されている。
In the first winding
また、U相に関して、巻線36U1,36U2,36U3,36U4と巻線46U5,46U6,46U7,46U8とは、回転子20を挟んで対向する位置に設けられている。V相に関しても、巻線36V1,36V2,36V3,36V4と巻線46V5,46V6,46V7,46V8とは対向する位置関係にあり、W相に関しても、巻線36W1,36W2,36W3,36W4と巻線46W5,46W6,46W7,46W8とは対向する位置関係にある。
Further, with respect to the U phase, the windings 36U1, 36U2, 36U3, 36U4 and the windings 46U5, 46U6, 46U7, 46U8 are provided at positions facing each other across the
つまり、第1巻線固定子30及び第2巻線固定子40には、実質的に同じ配設態様及び実質的に同じ巻数で、巻線36,46が設けられている。
That is, the first winding
このように巻線36,46による磁界の発生態様及び両巻線固定子30,40での磁気回路を同等にすることで、両巻線固定子30,40での磁気吸引力の発生態様を同じにし、後述する作用によって回転子20の傾きをより有効に抑制し得るようにしている。
Thus, by making the magnetic field generation mode by the windings 36 and 46 and the magnetic circuit in the both-winding
また、第1巻線固定子30及び第2巻線固定子のそれぞれに、同相の巻線36.46が偶数個(ここでは4つ)設けられている。そして、それらの偶数の巻線36,46が回転軸28周りに略等間隔で配設された上で、U相、V相、W相の配置に関して、それらの間の平面を対称面として面対称の位置に配設された構成となっている。
Each of the first winding
また、回転子20を基準にすると、第1巻線固定子30の各巻線36の巻回方向と第2巻線固定子40の各巻線46の巻回方向とは反対方向である。換言すれば、回転軸28に沿って一方側から見れば、第1巻線固定子30の各巻線36の巻回方向と第2巻線固定子40の各巻線46の巻回方向とは同方向である。ここで、巻線36,46の巻回方向とは、実際にコイル線をどちらの向きで巻いていくかということではなく、後述するようにして結線して電源側から中性点側に電流が流れる方向、つまり、電源側の端端部からティース34,44周りに巻回されて中性点側の端部に至る方向を意味している。なお、以下の各実施形態及び各変形例の説明でも巻線の巻回方向とは同内容を意味している。図2では、巻線36U1,36V1,36W1及び巻線46U5,46V5,46W5の外周側に付された矢印が巻線36,46の巻回方向を示している。なお、以下の各実施形態の説明でも、巻線の外周側に設けられた矢印はその巻回方向を示している。
With respect to the
これにより、両側の第1巻線固定子30の巻線36及び第2巻線固定子40の巻線46に所定相の電流が流れたとき、例えば、U相の巻線36U1,36U2,36U3,36U4及び46U5,46U6,46U7,46U8に電流が流れたとき、上側の第1巻線固定子30の巻線36U1,36U2,36U3,36U4には、図1及び図2の下向きに磁束が流れ、下側の第2巻線固定子40の巻線46U5,46U6,46U7,46U8には、図1及び図2の上向きに磁束が流れる。そして、一方の巻線36U1,36U2,36U3,36U4と、巻線46U5,46U6,46U7,46U8とは回転子20を挟んで対向しているので、第1巻線固定子30と第2巻線固定子40とは連続した磁気回路を構成することになる。
Thus, when a current of a predetermined phase flows through the winding 36 of the first winding
上記各巻線36,46は、次の態様で結線されている。即ち、図3に示すように、U相に関して、第1巻線固定子30に設けられた巻線36U1,36U2,36U3,36U4と、この巻線36U1,36U2,36U3,36U4に対して回転軸28を挟んで対向する巻線46U5,46U6,46U7,46U8であって第2巻線固定子40側に設けられたものとが直列に接続されることで、複数の同相直列接続巻線組が構成されている。そして、各巻線固定子30,40にU相の巻線36U1,36U2,36U3,36U4及び巻線46U5,46U6,46U7,46U8が偶数(ここでは4つ)設けられており、それらが面対称の位置に配設されているため、第1巻線固定子30側のU相の巻線36U1,36U2,36U3,36U4に対して回転軸28を挟んで対向する位置、即ち、回転軸28周りに機械角180゜ずれた位置には、第2巻線固定子40のU相の巻線46U5,46U6,46U7,46U8が配設される。そこで、そのような位置関係に配設されるもの同士、即ち、巻線36U1と巻線46U7、巻線36U2と巻線46U8、巻線36U3と巻線46U5、巻線36U4と巻線46U6同士をそれぞれ直列に接続することで、複数(ここでは4つ)の同相直列接続巻線組を構成している。そして、この複数(ここでは4つ)の同相直列接続巻線組同士を並列に接続している。
The windings 36 and 46 are connected in the following manner. That is, as shown in FIG. 3, with respect to the U phase, the windings 36U1, 36U2, 36U3, 36U4 provided in the first winding
また、V相、W相の各巻線36,46についても同様に接続している。そして、それらのU相、V相、W相の同相直列接続巻線組の一端を、共通する1つの中性点60にスター結線し、他端を3相交流の電源側に接続している。これにより、循環電流を少なくすることができる。
Further, the V-phase and W-phase windings 36 and 46 are similarly connected. Then, one end of the U-phase, V-phase, and W-phase in-phase series connection winding sets is star-connected to one common
なお、ここでは、回転軸28を挟んで対向する位置にある2つの巻線36,46だけを直列に接続した態様で説明しているが、より多くの巻線36,46を直列に接続してもよく、その場合の具体的な形態については後に説明する。
In this embodiment, only two windings 36 and 46 located opposite to each other with the
このように構成されたアキシャルギャップ型回転機10によると、回転子20の両端側に巻線固定子30,40が配設されているため、回転子20は、回転軸28方向に短く径方向に長い構成となり易い。そうすると、回転子20が僅かでも傾くと、回転子20の外周部近傍では、両巻線固定子30,40のギャップ差は大きくなってしまう傾向にある。特に、上記回転子20の形態からして、回転子20を回転軸部で保持する保持部分の長さは短くなる傾向にあるので、回転子20は傾き易い傾向にある。
According to the axial gap
そして、上記回転子20の傾きにより、第1巻線固定子30の所定のU相の巻線(例えば、巻線36U1)部分で、ギャップ長が最小になると、これと回転軸28を挟んで対向する位置にある第2巻線固定子40のU相の巻線(例えば、巻線46U7)部分でもギャップ長は最小になる。これらのU相の巻線(例えば、巻線36U1と巻線46U7)部分では、上記ギャップ長が小さくなることにより、そこでの磁気抵抗が小さくなる。そして、当該U相の巻線(例えば、巻線36U1と巻線46U7)で、第1巻線固定子30側の界磁子磁性体24での磁気的短絡が多いこと等が原因で、インダクタンスが大きくなり、これにより所定電圧下での電流が小さくなると共に通過磁束数が減少し、磁気吸引力が減少する。また、これらのU相の巻線(例えば、巻線36U1と巻線46U7)は、直列に接続されているので、それら相互作用によって自己のインダクタンス増加分以上に電流が小さくなると共に通過磁束数が減少して、磁気吸引力が減少する。
When the gap length is minimized at a predetermined U-phase winding (for example, the winding 36U1) of the first winding
これと同時に、上記のようにギャップが小さくなる部分に対して、回転子20を挟んで対向する所定のU相の巻線(例えば、巻線36U3,46U5)部分と、これと回転軸28を挟んで対向する位置にある第1巻線固定子30のU相の巻線(例えば、巻線36U3)部分では、同時にギャップ長は最大になり、そこでの磁気抵抗が大きくなる。そして、当該U相の巻線(例えば、巻線36U3と巻線46U5)では、第2巻線固定子40側の界磁子磁性体24での磁気的短絡が少ないこと等が原因で、インダクタンスが小さくなり、これにより所定電圧下での電流が大きくなると共に通過磁束数が増加して、磁気吸引力が増加する。また、これらのU相の巻線(例えば、巻線36U3と巻線46U5)は、直列に接続されているので、それらの相互作用によって自己のインダクタンス減少分以上に電流が大きくなると共に通過磁束数が増加して、磁気吸引力が増加する。
At the same time, a predetermined U-phase winding (for example, windings 36U3 and 46U5) facing the
しかも、ギャップが小さくなる部分に対応する巻線(例えば、巻線36U1,46U7)を含む同相直列接続巻線組と、ギャップが大きくなる部分に対応する巻線(例えば、巻線36U3,46U5)を含む同相直列接続巻線組とは並列接続されている。このため、一方の同相直列巻線接続組の電流増加又は減少の影響を受けても、他方の同相直列巻線接続組の電流が減少し又は増加するため、この点からも、電流の増加又は減少程度が大きくなって、磁気吸引力の増加及び減少程度がより大きくなり、より有効に回転子20の傾きが補正される。他のU相、W相に着目しても同様になる。
In addition, an in-phase series connection winding set including windings (for example, windings 36U1 and 46U7) corresponding to the portion where the gap is reduced, and windings (for example, windings 36U3 and 46U5) corresponding to the portion where the gap is increased. Are connected in parallel. For this reason, even if the current of one in-phase series winding connection set is affected or increased, the current of the other in-phase series winding connection set decreases or increases. As the degree of decrease increases, the degree of increase and decrease in magnetic attraction force increases, and the tilt of the
以上により、回転子20と両巻線固定子30,40間で、ギャップが小さくなった部分では、磁気吸引力を減らし、ギャップが大きくなった部分では磁気吸引力を増加させて、回転子20の傾きを解消して抑制することができる。特に、回転子20をより高速で回転させるほど、インピーダンスの差が拡大するので、より有効に傾き補正を是正すると考えられる。
As described above, between the
また、各同相直列接続巻線組は、回転軸28を挟んで対向する位置にある2つの巻線36,46だけを直列に接続した態様で説明しているため、両回転子20の外周周りに多数の同相直列接続巻線組が構成される。このため、回転軸28周りでより多数箇所で吸引力をコントロールして回転子20の傾きを有効に抑制できる。
Further, since each in-phase series connection winding set is described in a mode in which only two windings 36 and 46 located at positions facing each other across the
図4は巻線の結線図の変形例を示す図である。この変形例では、U相、V相、W相の各同相直列接続巻線組(これらは図3と同様にして巻線36,46を直列接続したものである)を、隣設する3相の同相直列接続巻線組を組合わせて、それぞれ独立する中性点62a,62b,62c,62dにスター結線している。より具体的には、巻線36U1と、これに対して回転軸28を挟んで対向する巻線であって第2巻線固定子40側に設けられた巻線46U7とが直列に接続されることで同相直列接続巻線組が構成されている。同様に、上記巻線36U1に隣設する巻線36V1とこれに対して回転軸28を挟んで対向する巻線であって第2巻線固定子40側に設けられた巻線46V7とが直列に接続されることで同相直列接続巻線組が構成されている。さらに、同様に、上記巻線36V1に隣設する巻線36W1とこれに対して回転軸28を挟んで対向する巻線であって第2巻線固定子40側に設けられた巻線46W7とが直列に接続されることで同相直列接続巻線組が構成されている。そして、これらの各相の同相直列接続巻線組の3つが中性点62aでスター結線されている。
FIG. 4 is a view showing a modification of the wiring connection diagram. In this modification, the U-phase, V-phase, and W-phase in-phase series-connected winding groups (these are windings 36 and 46 connected in series in the same manner as in FIG. 3) are arranged adjacent to each other in three phases. Are combined in a star connection to
同様にして、各相の他の3つの同相直列接続巻線組についても、それぞれ中性点62b,62c,62dでスター結線している。つまり、ここでは、4つのスター結線組が構成されている。そして、各スター結線組の各相の配線が共通のU相、V相、W相の電源線に接続されている。このような結線態様も、電源を基準にみると、各相の同相直列接続巻線組(例えば、巻線36U1と巻線46U7を含むもの、巻線36U2と巻線46U8とを含むもの、巻線36U3と巻線46U5とを含むもの、巻線36U4と巻線46U6とを含むもの)が並列に接続されている場合に含まれる。
Similarly, the other three in-phase series-connected winding groups of each phase are also star-connected at
このような結線態様では、第1巻線固定子30における所定相の巻線(例えば、巻線36U1)部分でギャップ長が最小になれば、回転軸28を挟んで対向する第2巻線固定子40側の巻線(例えば、巻線46U7)でもギャップ長が最小になる。また、これらに回転子20を挟んで対向する巻線(例えば、巻線36U3と巻線46U5)部分でギャップ長が最大になる。そして、上記図3に示す結線態様と同様作用により、回転子20の傾きを解消して抑制することができる。
In such a connection mode, when the gap length is minimized at a predetermined phase of the winding (for example, winding 36U1) in the first winding
また、例えば、U相からV相に電流が流れる場合を想定すると、U相の巻線36,46とV相の巻線36,46とは直列接続であると考えることができる。とすると、巻線36U1,46U7,36V1,46V4の部分でギャップ長が最小になれば、これらに流れる電流は小さくなる。一方、巻線36U3,46U5,36V3,46V5の部分ではギャップ長が最大になるので、これらに流れる電流は大きくなる。従って、上記のように巻線36,46間でギャップ長が最小又は最大になると考えても、上記と同様作用により、回転子20の傾きを解消することができる。
For example, assuming that a current flows from the U phase to the V phase, it can be considered that the U phase windings 36 and 46 and the V phase windings 36 and 46 are connected in series. Then, if the gap length is minimized at the portions of the windings 36U1, 46U7, 36V1, and 46V4, the current flowing through them becomes small. On the other hand, since the gap length is maximum in the portions of the windings 36U3, 46U5, 36V3, and 46V5, the current flowing through them becomes large. Therefore, even if the gap length between the windings 36 and 46 is considered to be minimum or maximum as described above, the tilt of the
また、このような結線態様は、各巻線36,46を別々の中性点62a,62b,62c,62dでスター結線するため、各巻線36,46間の結線部分を少なくすることができるというメリットがある。
In addition, such a connection mode is advantageous in that the connecting portions between the windings 36 and 46 can be reduced because the windings 36 and 46 are star-connected at different
また、図3に示す結線態様であっても、図4に示す結線態様であっても、第1巻線固定子30にある所定の巻線36と、これに対して180゜ずれた位置にある第2巻線固定子40側の巻線46とを直列で接続する必要があるため、そのわたり配線が長くなってしまう。そこで、各巻線36,46の接続端部を内周側から引出して径方向に沿って配線し、両巻線固定子30,40の外周側に沿って配設するようにして、わたり配線64(図1参照)を接続することで、当該わたり配線64を短くすることができる。
Further, in the connection mode shown in FIG. 3 or the connection mode shown in FIG. 4, the predetermined winding 36 in the first winding
また、各同相直列接続巻線組において、巻線固定子30,40のうちの一方に設けられる巻線36,46を電源側に配設してそれぞれ短絡して電源に接続すると共に、巻線固定子30,40のうちの他方に設けられる巻線36,46を中性点60,62a,62b,62c,62d側に配設して当該中性点60,62a,62b,62c,62d側に接続するようにすれば、各巻線36,46を並列接続するための結線部を巻線固定子30,40のいずれか一方内に収めてその結線長を短くすることができる。例えば、図3に示す結線態様の場合には、U相に関して、巻線36U1,36U2,36U3,36U4の一端部を第1巻線固定子30内で短絡して電源に接続すると共に、46U5,46U6,46U7,46U8を第2巻線固定子40内で結線して中性点60に接続すればよい。なお、他のV相、W相についても同様に結線すればよい。また、図4に示す結線態様の場合には、U相に関して、巻線36U1,36U2,36U3,36U4を第1巻線固定子30内でそれぞれ中性点62a,62b,62c,62dに接続し、巻線46U5,46U6,46U7,46U8を第2巻線固定子40内で短絡して電源に接続すればよい。なお、他のV相、W相についても同様に結線すればよい。
Further, in each in-phase series connection winding set, the windings 36 and 46 provided on one of the winding
{第2実施形態}
次に、第2実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。なお、上記第1実施形態と同様構成については、同一符号を付してその説明を省略する。図5は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Second Embodiment}
Next, an axial gap type rotating machine according to the second embodiment will be described. In addition, about the structure similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機110は、上記アキシャルギャップ型回転機10における回転子20に代えて、突極性を有する回転子120を備えた構成とすることで、リラクタンストルクによって回転運動を得るスイッチトリラクタンスモータを構成している。
The axial gap
すなわち、回転子120は、永久磁石を有さず、軟磁性体によって構成されている。回転子120は、図示省略の回転軸部に連結固定される回転子ヨーク部122と、回転子ヨーク部122から外周側に向けて突出する複数(ここでは8つ)の突極部124とを有している。各突極部124は、回転軸28周りに略等間隔で配設されており、両巻線固定子30,40に対して突極性を呈する。
That is, the
そして、上記各巻線36,46によって周方向に沿った連続的な磁気吸引力を発生させることによって、回転子120が回転するようになっている。
The
このようにスイッチトリラクタンスモータとして構成したアキシャルギャップ型回転機110においても、回転子120の傾きに対して、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、このとき第1巻線固定子30と第巻線固定子40のそれぞれの巻線36,46の巻回方向を紙面上部から見てそれぞれ逆にしてもよい。そのとき、上下の固定子30,40が作る磁気回路は回転子120の軸方向中心面に対して対称・独立したものとなる。そのため、インダクタンスの差が顕著となる。
In the axial gap
{第3実施形態}
次に、第3実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。なお、上記第1実施形態と同様構成については、同一符号を付してその説明を省略する。図6は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Third embodiment}
Next, an axial gap type rotating machine according to the third embodiment will be described. In addition, about the structure similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 6 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機210は、いわゆる補極構造を採用した例であり、第1実施形態に対して、巻線の配置態様が異なっている。すなわち、第1巻線固定子230では、巻線236U1,236W1,236V1,236U2,236W2,236V2(以下、これらの巻線を総称する場合には単に巻線236という)が、各ティース34に対して周方向に1つおきに巻回されている。換言すれば、上記第1実施形態における巻線36を周方向に1つおきに省略した構成とされている。また、第2巻線固定子240では、巻線246U3,246W3,246V3,246U4,246W4,246V4(以下、これらの巻線を総称する場合には単に巻線246という)が、各ティース44に対して周方向に1つおきに巻回されている。換言すれば、上記第1実施形態における巻線46を周方向に1つおきに省略した構成とされている。
This axial gap
なお、上記第1実施形態の場合と同様の能力を得るため、各巻線236,246の巻数は、巻線36,46の倍にすることが好ましい。 In order to obtain the same capability as in the first embodiment, the number of turns of each of the windings 236 and 246 is preferably double that of the windings 36 and 46.
なお、各巻線236,246の結線態様は、図7に示すように、U相に関しては、第1巻線固定子230に設けられた巻線236U1と、これに回転軸28を挟んで対向する第2巻線固定子240側の巻線246U3とが直列接続されることで、同相直列接続巻線組が構成される。また、同様の位置関係にあるもの、即ち、巻線236U2と巻線246U4とが直列に接続されて同相直列接続巻線組が構成される。そして、これらの2つの同相直列接続巻線組が並列に接続されている。また、V相、W相に関しても同様に巻線236,246が接続されて、これらが共通の中性点260にスター結線されている。
In addition, as shown in FIG. 7, the connection mode of the windings 236 and 246 is opposite to the winding 236 </ b> U <b> 1 provided in the first winding
もちろん、図4に示すのと同様に、各同相直列接続巻線組を2つに分けて、それぞれ別々の中性点にスター結線し、これらを電源に対して並列接続するようにしてもよい。 Of course, as shown in FIG. 4, each in-phase series connection winding group may be divided into two and star-connected to different neutral points, and these may be connected in parallel to the power source. .
このアキシャルギャップ型回転機210では、各巻線236,246に3相交流を流すと、各巻線236,246が巻回されたティース34,44では、当該巻線236,246に流れる電流に応じた磁束が発生する。また、各巻線236,246が巻回されていないティース34,44では、その両側のティース34,44で発生した第1の相及び第2の相(例えば、U相及びV相)に応じた磁束により、第3の相(例えば、W相)に応じた磁束が発生する。これにより、上記第1実施形態と同様の回転磁界を発生させることができる。
In this axial gap
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機210でも、回転子20の傾きに対して、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、巻線236,246数を少なくできるので、並列接続する巻線236,246の数が減り、結線をより簡易かつコンパクト化することができる。
Also in the axial gap
{第4実施形態}
第4実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図8は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Fourth embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the fourth embodiment will be described. FIG. 8 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機410は、集中巻形態で、6極9スロットにした例である。すなわち、このアキシャルギャップ型回転機410は、回転子420と、回転子420の両側に設けられた第1巻線固定子430及び第2巻線固定子440とを有している。
This axial gap
回転子420は、第1実施形態における8極の回転子20を、6極の回転子420にした点で異なっており、他は当該回転子20と同様構成である。
The
第1巻線固定子430及び第2巻線固定子440は、第1実施形態における12スロットの第1巻線固定子30及び第2巻線固定子40に対して以下の点で異なっている。すなわち、第1巻線固定子430は、第1固定子コア432に対して、9個の巻線436U1,436V1,436W1,436U2,436V2,436W2,436U3,436V3,436W3(以下、これらを総称する場合には、単に巻線436という)を回転軸28周りにこの順で配設した9スロット構成とされている。また、第2巻線固定子440は、第2固定子コア442に対して、9個の巻線446U4,446V4,446W4,446U5,446V5,446W5,446U6,446V6,446W6(以下、これらを総称する場合には、単に巻線446という)を回転軸28周りにこの順で配設した9スロット構成とされている。また、回転子420から見ると、両巻線固定子430,440の巻線436,446の巻回方向は同一方向、即ち、回転軸28の一方側から見ると異なる巻回方向とされている。各巻線固定子430,440のその他の構成は、上記巻線固定子30,40と同様である。このように配置すると、第1巻線固定子430とあるU相巻線446と隣接するV相巻線446の合成磁束はU+V+W=0であるので、−Wに等しくなる。一方、第1巻線固定子430のU相とV相との中間位置に対応する第2巻線固定子440の位置には、W相がくる。このW相巻線446は第1巻線固定子430側のものとは逆方向に巻回されているため、―Wであり、第1実施形態と同じ磁気回路を構成することが分かる。
The first winding
このように、各巻線固定子430,440が各相毎に奇数の巻線436,446を有する場合、両巻線固定子430,440間で回転軸28を挟んで対向する位置に、巻線436と巻線446とを配設するために、第1巻線固定子430側の各巻線436と第2巻線固定子440の各巻線446とは、U相、V相、W相の配置に関して、それらの間の平面を対称面とする面対称の位置から回転軸28を中心にして180゜ずらした位置関係に配設されている。これにより、例えば、巻線436U1と巻線446U4とが回転軸28を挟んで対向するようになる。
In this way, when each winding
このアキシャルギャップ型回転機410における結線態様は、図9に示すようになっている。すなわち、U相に関して、第1巻線固定子430の所定の巻線436U1と、これに回転軸28を挟んで対向する第2巻線固定子440側の巻線446U4とが直列接続されることで、同相直列接続巻線組が構成されている。同様に、巻線436U2と巻線446U5、巻線436U3と巻線446U6とがそれぞれ直列接続されることで、同相直列接続巻線組が構成されている。そして、これらの3つの同相直列接続巻線組が並列接続されている。また、U相、W相についても同様に接続され、これらが共通の中性点462でスター結線されている。もちろん、図4に示すのと同様に、各同相直列接続巻線組を3つにわけて、それぞれ別々の中性点にスター結線し、これらを電源に対して並列接続してもよい。
The connection mode in this axial gap
このアキシャルギャップ型回転機410では、第1巻線固定子430の所定相の巻線436に対して、第2巻線固定子440の他の2相の巻線446間が対向している。例えば、巻線436U1に対して、巻線446V5及び巻線446W5間が対向している。そして、第2巻線固定子440の他の2相の巻線446(例えば、巻線446V5及び巻線446W5)による合成磁界は、U+V+W=0より、第1巻線固定子430側の所定相の巻線436(例えば、436U1)に応じた磁界となる。これにより、両巻線固定子430,440は、その周方向に沿って各部で同期した回転磁界を発生させて、回転子420を回転させることができる。
In the axial gap
このアキシャルギャップ型回転機410は、第1巻線固定子430及び第2巻線固定子440のそれぞれに奇数の巻線436,446が設けられた場合に、巻線436と巻線446とを、回転軸28を挟んで対向位置に配設するための構成である。このアキシャルギャップ型回転機410によっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the axial gap
{第5実施形態}
第5実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図10は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Fifth embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the fifth embodiment will be described. FIG. 10 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機510は、集中巻形態で、6極9スロットにした例である。第1巻線固定子530は、第1固定子コア532に対して、9個の巻線536U1,536V1,536W1,536U2,536V2,536W2,536U3,536V3,536W3(以下、これらを総称する場合には、単に巻線536という)を回転軸28周りにこの順で配設した9スロット構成とされている。また、第2巻線固定子540は、第2固定子コア542に対して、9個の巻線546U4,546V4,546W4,546U5,546V5,546W5,546U6,546V6,546W6(以下、これらを総称する場合には、単に巻線546という)を回転軸28周りにこの順で配設した9スロット構成とされている。これらの巻線536及び巻線546の配置関係は、上記第4実施形態と同様である。つまり、第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540は、基本的には、上記第4実施形態における第1巻線固定子430及び第2巻線固定子440と同様構成である。異なる点は、巻線536,546の巻回方向である。すなわち、回転子520から見ると、両巻線固定子530,540の巻線536,546の巻回方向は互いに異なる方向、即ち、回転軸28の一方側から見ると同じ巻回方向とされている。
This axial gap
これらの各巻線536,546も上記第4実施形態と同様態様で結線されている。 These windings 536 and 546 are also connected in the same manner as in the fourth embodiment.
また、回転子520は、第1巻線固定子530側に磁極を呈する複数の永久磁石522aと、第2巻線固定子540側に磁極を呈する複数の永久磁石522bと、ロータバックヨーク524とを有している。
Further, the
各永久磁石522aは、第1巻線固定子530側に交互の磁極を呈し、各永久磁石522bは第2巻線固定子540側に交互の磁極を呈し、これらはロータバックヨーク524の両面に貼着けてある。また、各永久磁石522aと各永久磁石522bとは、ロータバックヨーク524を介して独立しており、それぞれ第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540との間で独立した磁気回路を形成するようになっている。
Each
このような回転子520では、第1巻線固定子530側と第2巻線固定子540側とで独立した磁気回路を形成するので、各巻線536,546を所望の位置に配設するように、各永久磁石522aと各永久磁石522bとの位置をずらして配設することができる。そこで、各相に関して、第1巻線固定子530に設けられた巻線536と、第2巻線固定子540に設けられた巻線546とが回転軸28を挟んで対向配置できるように、各永久磁石522aや各永久磁石522bによる磁極を設定することができる。
In such a
ここでは、回転子520の周方向所定部分で、第1巻線固定子530側の面及び第2巻線固定子540側の面の両方で同一の磁極を呈するように各永久磁石522aや各永久磁石522bによる磁極を設定することで、巻線536,546が上記位置関係に配設されるようにしている。
Here, each of the
かかるアキシャルギャップ型回転機510によっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、回転子520の両面で別々の磁気回路を形成しているため、両巻線固定子530,540の巻線536,546の設置態様に応じて各磁極を設定することで、各相の巻線536,546を、回転軸28を挟んで対向する位置に配設することができる。また、回転子520の両面で別々の磁気回路を形成しており、しかも、ロータバックヨーク524の磁路断面積が大きくなる傾向にあるため、回転子520の両面側でインダクタンスの差が生じ易い。このため、回転子520が傾いた場合に、磁気吸引力の差がより生じ易く、より有効に回転子520の傾きを解消することができる。
Also with this axial gap
{第6実施形態}
第6実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図11は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Sixth embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the sixth embodiment will be described. FIG. 11 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機610は、集中巻形態で、6極9スロットにした例であり、回転子620と、第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540とを備えている。第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540は、第5実施形態で説明したものと同様構成であるのでここでは説明を省略する。
This axial gap
回転子620は、回転軸28周りに配設された複数の永久磁石624と、各永久磁石624間に配設された軟磁性体により形成されたコア622とを有している。
The
各永久磁石624は、板状に形成されており、弧状棒状のコア622を介してリング状に連結されている。また、各永久磁石624は、回転軸28を中心とする円の周方向に沿って着磁されており、また、その着磁方向は、周方向に沿って隣設するもの同士の関係では互いに逆方向となっている。なお、この回転子620は、非磁性体で形成された回転軸部に固定され又は非磁性体のボスを介して回転軸部に固定される等、回転軸部への磁束漏洩を防止した態様で回転軸部に固定されている。
Each
この回転子620は、各コア622部分で、第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540の双方に対して、交互の磁極を呈する。この際、第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540のそれぞれに対して、独立した磁気回路を形成する。
The
このため、上記第5実施形態と同様の作用効果を奏する。加えて、比較的少ない永久磁石624の数で、第1巻線固定子530及び第2巻線固定子540のそれぞれに対して、独立した磁気回路を形成することができる。
For this reason, there exists an effect similar to the said 5th Embodiment. In addition, independent magnetic circuits can be formed for each of the first winding
{第7実施形態}
第7実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図12は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Seventh embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the seventh embodiment will be described. FIG. 12 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機710は、回転子720と、第1巻線固定子730及び第2巻線固定子740とを備えており、12極18スロットの形態として構成されている。
This axial gap
回転子720は、第1巻線固定子730側に磁極を呈する複数の永久磁石722aと、第2巻線固定子740側に磁極を呈する複数の永久磁石722bと、ロータバックヨーク724とを有している。
The
各永久磁石722aは、第1巻線固定子730側に交互の磁極を呈し、各永久磁石722bは第2巻線固定子740側に交互の磁極を呈し、これらはロータバックヨーク724の両面に貼着けてある。また、各永久磁石722aと各永久磁石722bとは、ロータバックヨーク724を介して独立しており、それぞれ第1巻線固定子730及び第2巻線固定子740との間で独立した磁気回路を形成するようになっている。
Each
また、回転子720の周方向の各部では、第1巻線固定子730及び第2巻線固定子740に対して異なる磁極を呈するように、各永久磁石722aと各永久磁石722bによる磁極が設定されている。
Moreover, in each part of the circumferential direction of the
また、第1巻線固定子730は、第1固定子コア732に対して、18個の巻線736U1,736V1,736W1,736U2,736V2,736W2,736U3,736V3,736W3,736U4,736V4,736W4,736U5,736V5,736W5,736U6,736V6,736W6(以下、これらを総称する場合には、単に巻線736という)を回転軸28周りにこの順で配設した18スロット構成とされている。また、第2巻線固定子740は、第2固定子コア742に対して、18個の巻線746U7,746V7,746W7,746U8,746V8,746W8,746U9,746V9,746W9,746U10,746V10,746W10,746U11,746V11,746W11,746U12,746V12,746W12(以下、これらを総称する場合には、単に巻線746という)を回転軸28周りにこの順で配設した18スロット構成とされている。そして、第1巻線固定子730の各巻線736と、第2巻線固定子740の各巻線746とが、U相、V相、W相の配置に関して、それらの間の平面を対称面として面対称の位置に配設されている。また、各巻線736,746の巻回方向は、回転子720を基準にすると逆方向、換言すれば、回転軸28に沿って一方側から見れば同方向である。
Further, the first winding
また、上記各巻線736,746の結線態様は図13に示すようになっている。すなわち、まず、第1の巻線固定子730に設けられた所定相の巻線736(例えば、巻線736U1)と、これに回転軸28を挟んで対向する第2の巻線固定子740側の所定相の巻線746(例えば、巻線746U10)とが直列接続される。これに加えて、同相の巻線であって近傍に存在するもの、より具体的には、他相の巻線を挟んで隣にある同相の巻線(例えば、巻線736U2及び巻線746U11)をも直列接続することで、同相直列接続巻線組が構成される。同様に同相直列接続巻線組を構成すると、各相毎に4つの同相直列接続巻線組が構成され、各相別に、各同相直列接続巻線組が並列接続されている。そして、これらの各相毎に並列接続されたものが、さらに、共通の中性点760にスター結線されている。もちろん、図4と同様に、上記各同相直列接続巻線組が複数に分けられ、それぞれ独立した中性点を介してスター結線され、これらがさらに電源に対して並列接続されていてもよい。
Further, the connection manner of the windings 736 and 746 is as shown in FIG. That is, first, a predetermined-phase winding 736 (for example, winding 736U1) provided on the first winding
かかるアキシャルギャップ型回転機710によっても、上記第5実施形態と同様の作用効果を得ることができる。加えて、上記のように近傍に存在する4つの巻線736,746を直列接続しているので、並列結線数が減り、結線をより簡易にすることができる。
Also with this axial gap
また、回転子720の周方向に沿って少なくとも3箇所で、ギャップの変動によって磁気吸引力をコントロールできれば、回転子720の傾きを有効に補正できる。このため、各巻線固定子730,740に18個以上の巻線736,746が設けられている場合に、結線数を減らしつつ、回転子720の傾きを補正できる有効な構成であるといえる。
In addition, if the magnetic attraction force can be controlled by changing the gap at at least three locations along the circumferential direction of the
{第8実施形態}
第8実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図14は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Eighth embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the eighth embodiment will be described. FIG. 14 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機810が上記第7実施形態と異なる点は、回転子820の磁極及び巻線836,846の巻回方向である。
The axial gap
すなわち、回転子820は、上記回転子720と同様に、第1巻線固定子830側に磁極を呈する複数の永久磁石822aと、第2巻線固定子840側に磁極を呈する複数の永久磁石822bと、ロータバックヨーク824とを有している。そして、回転子820の周方向の各部では、第1巻線固定子830及び第2巻線固定子840に対して同じ磁極を呈するように、各永久磁石822aと各永久磁石822bによる磁極が設定されている。
That is, the
また、第1巻線固定子830の第1固定子コア832に対して、18個の巻線836U1,836V1,836W1,836U2,836V2,836W2,836U3,836V3,836W3,836U4,836V4,836W4,836U5,836V5,836W5,836U6,836V6,836W6(以下、これらを総称する場合には、単に巻線836という)を回転軸28周りにこの順で配設した18スロット構成とされている。また、第2巻線固定子840は、第2固定子コア842に対して、18個の巻線846U7,846V7,846W7,846U8,846V8,846W8,846U9,846V9,846W9,846U10,846V10,846W10,846U11,846V11,846W11,846U12,846V12,846W12(以下、これらを総称する場合には、単に巻線846という)を回転軸28周りにこの順で配設した18スロット構成とされている。そして、各巻線836,846の巻回方向は、回転子820を基準にすると同方向、換言すれば、回転軸28に沿って一方側から見れば逆方向とされている。
In addition, 18 windings 836U1, 836V1, 836W1, 836U2, 836V2, 836W2, 836U3, 836V3, 836W3, 836U4, 836V4, 836W4, 836U5 with respect to the
なお、本アキシャルギャップ型回転機810のその他の構成は、上記アキシャルギャップ型回転機710と同様である。
The remaining configuration of the axial gap
このアキシャルギャップ型回転機810によっても、上記第7実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Also with this axial gap
{第9実施形態}
第9実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機について説明する。図15は本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転機を示す分解斜視図である。
{Ninth embodiment}
An axial gap type rotating machine according to the ninth embodiment will be described. FIG. 15 is an exploded perspective view showing the axial gap type rotating machine according to the present embodiment.
このアキシャルギャップ型回転機910は、分布巻の4極24スロットの形態であり、回転子920と、第1巻線固定子930及び第2巻線固定子940とを備えている。
This axial gap
回転子920は、複数(ここでは4つ)の永久磁石922と、各永久磁石922間に介在する介在コア924とを有しており、これらが略リング状に連なっている。各永久磁石922は、回転軸28方向に沿って着磁されており、第1巻線固定子930及び第2巻線固定子940に対してその周方向に沿って交互の磁極を呈する。介在コア924は、永久磁石922による磁極中心を示すd軸のインダクタンスよりも、極間を示すq軸のインダクタンスを大きくすることで、逆突極性を呈する。
The
第1巻線固定子930は、第1バックヨークコア933と、第1バックヨークコア933のうち回転子920側の面に回転軸28周りに突設された複数個(ここでは24個)のティース934とを有する第1固定子コア932と、巻線936U1,936U2,936U3,936U4,936V1,936V2,936V3,936V4,936W1,936W2,936W3,936W4(以下、これらを総称する場合には、単に巻線936という)とを備えている。
The first winding
巻線936U1,936U2,936U3,936U4は、最も上の層(第1バックヨークコア933に最も近い層)で、その順でかつ各間に1つのティース934を介在させるようにして、複数のティース934に亘って分布巻されている。また、巻線936V1,936V2,936V3,936V4は、中層で、上記と同様に分布巻されている。さらに、巻線936W1,936W2,936W3,936W4は、最も下の層(回転子920に最も近い層)で、上記と同様に分布巻されている。なお、各相の巻線936は、回転軸周りに1/3周ずれた位置関係に配設されている。
The windings 936U1, 936U2, 936U3, and 936U4 are the uppermost layer (the layer closest to the first back yoke core 933), and a plurality of teeth are arranged in that order with one
また、第2巻線固定子940は、第2バックヨークコア943と、第2バックヨークコア943のうち回転子920側の面に回転軸28周りに突設された複数個(ここでは24個)のティース944とを有する第2固定子コア942と、巻線946U5,946U6,946U7,946U8,946V5,946V6,946V7,946V8,946W5,946W6,946W7,946W8(以下、これらを総称する場合には、単に巻線946という)とを備えている。これらの各相の各巻線946は、上記第1巻線固定子930と同様態様で分布巻されている。第1巻線固定子930側の各巻線936と第2巻線固定子940側の各巻線946の配置関係は、各相の配置に関して、それらの間の面を基準にして面対称の位置関係にある。なお、各巻線936,946の巻回方向は、各層毎に、隣合うものが逆方向になるように設定されている。
Further, the second winding
また、上記各巻線936及び各巻線946は図16に示すようにして結線されている。すなわち、第1巻線固定子930の所定相の所定の巻線936(例えば、巻線936U1)と、これに対して回転軸28を挟んで対向する第2巻線固定子940側の同相の所定の巻線946(例えば、巻線946U7)とが直列接続されて、同相直列接続巻線組が構成されている。他の所定相の巻線936,946に関しても同様に直列接続され、各相毎に、4つの同相直列接続巻線組が構成される。そして、各相の同相直列接続巻線組同士が並列に接続され、これらがさらに共通の中性点960にスター結線されている。そして、各巻線936,946に3相交流を流すことによって、各巻線936,946の合成磁界によって、回転子720を回転させる磁界を発生させるようになっている。もちろん、図4に示すのと同態様で結線してもよい。
The windings 936 and 946 are connected as shown in FIG. That is, a predetermined winding 936 (for example, winding 936U1) of a predetermined phase of the first winding
このように各巻線936,946を分布巻したアキシャルギャップ型回転機910においても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、分布巻の形態では、複数のティース934,944のギャップ間隔の大小が、1つの巻線936,946のインダクタンスによる影響を受けるため、傾き補正の効果が顕著となる。
Thus, the axial gap
{変形例}
なお、上記実施形態では、各巻線をスター結線した例で説明したが、各相毎の同相直列接続巻線組を1つずつ又は複数デルタ結線してもよい。
{Modifications}
In addition, although the said embodiment demonstrated the example which star-connected each coil | winding, you may connect the in-phase series connection winding group for every phase one by one or several delta connection.
また、上記各アキシャルギャップ型回転機を駆動する電源としては、電圧一定駆動するものであっても電流一定駆動するものであっても上記作用効果を得ることができる。 In addition, as the power source for driving each axial gap type rotating machine, the above-mentioned effects can be obtained regardless of whether the voltage is constant or the current is constant.
なお、上記したアキシャルギャップ型回転電機は、モータとしても発電機としても使用することができる。 The axial gap type rotating electrical machine described above can be used as a motor or a generator.
また、上記各実施形態及び変形例に係る構成は、相互に反しない限り、互いに適宜組合わせることができる。 Moreover, the structure which concerns on each said embodiment and modification can be suitably combined mutually, unless it opposes mutually.
10;110;210;410;510;610;710;810;910 アキシャルギャップ型回転機
20;120;420;520;620;720;820;920 回転子
22;522a,522b;624;722a,722b;822a,822b;922 永久磁石
24 界磁子磁性体
28 回転軸
30;230;430;530;730;830;930 第1巻線固定子
32;432;532;732;832;932 第1固定子コア
33 第1バックヨークコア
34;934 ティース
36,36U1,36U2,36U3,36U4,36V1,36V2,36V3,36V4,36W1,36W2,36W3,36W4;236,236U1,236W1,236V1,236U2,236W2,236V2;436,436U1,436V1,436W1,436U2,436V2,436W2,436U3,436V3,436W3;536,536U1,536V1,536W1,536U2,536V2,536W2,536U3,536V3,536W3;736,736U1,736V1,736W1,736U2,736V2,736W2,736U3,736V3,736W3,736U4,736V4,736W4,736U5,736V5,736W5,736U6,736V6,736W6;836,836U1,836V1,836W1,836U2,836V2,836W2,836U3,836V3,836W3,836U4,836V4,836W4,836U5,836V5,836W5,836U6,836V6,836W6;936,936U1,936U2,936U3,936U4,936V1,936V2,936V3,936V4,936W1,936W2,936W3,936W4 巻線
38 幅広磁心
40;240;440;540;740;840;940 第2巻線固定子
42;442;542;742;842;942 第2固定子コア
43 第2バックヨークコア
44;944 ティース
46,46U5,46U6,46U7,46U8,46V5,46V6,46V7,46V8,46W5,46W6,46W7,46W8;246,246U3,246W3,246V3,246U4,246W4,246V4;446,446U4,446V4,446W4,446U5,446V5,446W5,446U6,446V6,446W6;546,546U4,546V4,546W4,546U5,546V5,546W5,546U6,546V6,546W6;746,746U7,746V7,746W7,746U8,746V8,746W8,746U9,746V9,746W9,746U10,746V10,746W10,746U11,746V11,746W11,746U12,746V12,746W12;846,846U7,846V7,846W7,846U8,846V8,846W8,846U9,846V9,846W9,846U10,846V10,846W10,846U11,846V11,846W11,846U12,846V12,846W12;946,946U5,946U6,946U7,946U8,946V5,946V6,946V7,946V8,946W5,946W6,946W7,946W8 巻線
48 幅広磁心
60;62a,62b,62c,62d;260;462;760;960 中性点
64 配線
122 回転子ヨーク部
124 突極部
524;724;824 ロータバックヨーク
622 コア
924 介在コア
10; 110; 210; 410; 510; 610; 710; 810; 910 Axial Gap Rotating Machine 20; 120; 420; 520; 620; 720; 820; 920 Rotor 22; 522a, 522b; 624; 722a, 722b 822a, 822b; 922 permanent magnet 24 field magnet magnetic body 28 rotating shaft 30; 230; 430; 530; 730; 830; 930 first winding stator 32; 432; 532; 732; 832; 932 first fixed Child core 33 First back yoke core 34; 934 teeth 36, 36U1, 36U2, 36U3, 36U4, 36V1, 36V2, 36V3, 36V4, 36W1, 36W2, 36W3, 36W4; 236, 236U1, 236W1, 236V1, 236U2, 236W2, 236V2; 436 436U1, 436V1, 436W1, 436U2, 436V2, 436W2, 436U3, 436V3, 436W3; 536,536U1,536V1,536W1,536U2,536V2,536W2,536U3,536V3,536W3; 736,736U1,736V1,736W1,736U2,36 736W2, 736U3, 736V3, 736W3, 736U4, 736V4, 736W4, 736U5, 736V5, 736W5, 736U6, 736V6, 736W6; 836U2, 836V1, 836W2, 836U3, 836V3, 836V3, 836U4, 3636 836W4, 836U5, 836V5, 836W5, 836U6, 836V6, 836 6; 936, 936U1, 936U2, 936U3, 936U4, 936V1, 936V2, 936V3, 936V4, 936W1, 936W2, 936W3, 936W4 Winding 38 Wide magnetic core 40; 240; 440; 540; 740; 840; 940 Child 42; 442; 542; 742; 842; 942 Second stator core 43 Second back yoke core 44; 944 teeth 46, 46U5, 46U6, 46U7, 46U8, 46V5, 46V6, 46V7, 46V8, 46W5, 46W6, 46W7 246W8; 246, 246U3, 246W3, 246V3, 246U4, 246W4, 246V4; 446, 446U4, 446V4, 446W4, 446U5, 446V5, 446W5, 446U6, 446V6, 446W6 546, 546U4, 546V4, 546W4, 546U5, 546V5, 546W5, 546U6, 546V6, 546W6; 746W11, 746U12, 746V12, 746W12; 844, 846U7, 846V7, 846W7, 846U8, 846V8, 846W8, 846U9, 846V9, 846W9, 846U10, 846V10, 846W10, 846U11, 846W8446, 4646 946U6, 946U7, 946U8, 946V , 946V6, 946V7, 946V8, 946W5, 946W6, 946W7, 946W8 Winding 48 Wide magnetic core 60; 62a, 62b, 62c, 62d; 260; 462; 760; 960 Neutral point 64 Wiring 122 Rotor yoke part 124 Salient pole part 524; 724; 824 Rotor back yoke 622 Core 924 Intervening core
Claims (16)
前記回転軸方向における前記回転子の両側に、前記回転子に対してギャップを隔てて対向するように配設された第1巻線固定子(30;230;430;530;730;830;930)及び第2巻線固定子(40;240;440;540;740;840;940)と、
を備え、
前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子のそれぞれに同相の巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846;936,946)が複数設けられており、
同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線(36;236;436;536;736;836;936)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子に設けられた巻線(46;346;446;546;746;846;946)とが直列に接続されることで複数の同相直列接続巻線組が構成され、これらの同相直列巻線接続組同士が並列に接続されている、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;710;810;910)。 A rotor (20; 120; 420; 520; 620; 720; 820; 920) disposed rotatably about a rotation axis (28);
First winding stators (30; 230; 430; 530; 730; 830; 930) disposed on both sides of the rotor in the direction of the rotation axis so as to face the rotor with a gap therebetween. ) And a second winding stator (40; 240; 440; 540; 740; 840; 940);
With
In-phase windings (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846; 936, 946) are respectively connected to the first winding stator and the second winding stator. ) Are provided,
The windings (36; 236; 436; 536; 736; 836; 936) provided in the first winding stator are opposed to the windings with the rotating shaft interposed therebetween with respect to the windings of the same phase. A plurality of in-phase series coils connected in series with the windings (46; 346; 446; 546; 746; 846; 946) provided in the second winding stator. An axial gap type rotating machine (10; 110; 210; 410; 510; 610; 710; 810; 910) in which a connection winding set is configured and these in-phase series winding connection sets are connected in parallel.
前記第1巻線固定子(30;230;430;530;730;830;930)及び前記第2巻線固定子(40;240;440;540;740;840;940)には、実質的に同じ配設態様及び実質的に同じ巻数で前記各巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846;936,946)が設けられており、
前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子は、磁気的に実質的に同じ固定子コア(30,40;230,240;430,440;530,540;730,740;830,840;930,940)を有する、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;710;810;910)。 The axial gap type rotating machine according to claim 1,
The first winding stator (30; 230; 430; 530; 730; 830; 930) and the second winding stator (40; 240; 440; 540; 740; 840; 940) are substantially Each winding (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846; 936, 946) with the same arrangement and substantially the same number of turns.
The first winding stator and the second winding stator are magnetically substantially the same stator core (30, 40; 230, 240; 430, 440; 530, 540; 730, 740; 830, 840; 930, 940), axial gap type rotating machines (10; 110; 210; 410; 510; 610; 710; 810; 910).
前記各同相直列接続巻線組は、前記第1巻線固定子(30;230;430;530;930)に設けられた巻線(36;236;436;536;936)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子(40;240;440;540;940)に設けられた巻線46;346;446;546;946)とだけが直列接続されたものである、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;910)。 An axial gap type rotating machine according to claim 1 or 2,
Each in-phase series connection winding set includes a winding (36; 236; 436; 536; 936) provided on the first winding stator (30; 230; 430; 530; 930), and this winding. Windings 46; 346; 446; 546 provided in the second winding stator (40; 240; 440; 540; 940), which are at positions facing each other with respect to the rotating shaft. 946) only in series, axial gap type rotating machines (10; 110; 210; 410; 510; 610; 910).
前記各同相直列接続巻線組は、前記第1巻線固定子(730;830)に設けられた巻線(736;836)と、この巻線に対して前記回転軸を挟んで対向する位置にある巻線であって前記第2巻線固定子(740;840)に設けられた巻線(746;846)に加えて、それらの巻線の近傍にある巻線(736,746;836,846)をも直列接続したものである、アキシャルギャップ型回転機(710;810)。 An axial gap type rotating machine according to claim 1 or 2,
Each in-phase series-connected winding group is positioned opposite to the winding (736; 836) provided on the first winding stator (730; 830) with the rotating shaft interposed therebetween. In addition to the windings (746; 846) provided in the second winding stator (740; 840), and windings (736, 746; 836) in the vicinity of those windings. , 846) are also connected in series, an axial gap type rotating machine (710; 810).
前記第1巻線固定子(30;230;730;830;930)及び前記第2巻線固定子(40;240;740;840;940)のそれぞれに、同相の巻線(36,46;236,346;736,746;836,846;936,946)が偶数個設けられると共に、その偶数の巻線が前記回転軸周りに略間隔で配設されており、
前記第1巻線固定子側の各巻線(36;236;736;836;936)と、前記第2巻線固定子側の各巻線(46;346;746;846;946)とは、それらの間の平面を対称面として面対称の位置に配設されている、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;710;810;910)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-4,
Each of the first winding stator (30; 230; 730; 830; 930) and the second winding stator (40; 240; 740; 840; 940) has an in-phase winding (36, 46; 236, 346; 736, 746; 836, 846; 936, 946), and the even number of windings are arranged at substantially intervals around the rotation axis,
The first winding stator side windings (36; 236; 736; 836; 936) and the second winding stator side windings (46; 346; 746; 846; 946) are: Axial gap type rotating machines (10; 110; 210; 710; 810; 910), which are arranged in plane-symmetric positions with the plane between them as a plane of symmetry.
前記第1巻線固定子(430;530)及び前記第2巻線固定子(440;540)のそれぞれに、3相の前記巻線(436,446;536,546)が各相毎に奇数個設けられると共に、その奇数の巻線が前記回転軸周りに略間隔で配設されており、
前記第1巻線固定子側の各巻線(436;536)と前記第2巻線固定子側の各巻線(446;546)とは、それらの間の平面を対称面とする面対称の位置から前記回転軸を中心にして180゜ずらした位置関係にある、アキシャルギャップ型回転機(410;510;610)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-4,
Each of the first winding stator (430; 530) and the second winding stator (440; 540) has an odd number of three-phase windings (436, 446; 536, 546) for each phase. And the odd number of windings are arranged at substantially intervals around the rotation axis,
The respective windings (436; 536) on the first winding stator side and the respective windings (446; 546) on the second winding stator side are plane-symmetrical positions having a plane between them as a symmetry plane. Axial gap type rotating machines (410; 510; 610) which are in a positional relationship shifted from each other by 180 ° around the rotation axis.
前記回転子(520;720;820)は、前記第1巻線固定子(530;730;830側の面に磁極を呈する永久磁石(522a;722a;822a)と、前記第2巻線固定子(540;740;840)側の面に磁極を呈する永久磁石(522b;722b;822b)とが、独立した磁気回路を形成するように設けられており、
同相の前記各巻線に関して、前記第1巻線固定子に設けられた巻線(536;736;836)と、前記第2巻線固定子に設けられた巻線(546;746;846)とを、前記回転軸を挟んで対向する位置に配設可能なように、前記回転子の前記第1巻線固定子側の面の磁極及び前記第2巻線固定子側の面の磁極が設定されている、アキシャルギャップ型回転機(510;710;820)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-4,
The rotor (520; 720; 820) includes a permanent magnet (522a; 722a; 822a) having a magnetic pole on the surface of the first winding stator (530; 730; 830) and the second winding stator. (540; 740; 840) and a permanent magnet (522b; 722b; 822b) having a magnetic pole on the surface thereof are provided so as to form an independent magnetic circuit,
For each winding in phase, windings (536; 736; 836) provided on the first winding stator and windings (546; 746; 846) provided on the second winding stator; So that the magnetic poles on the surface of the rotor on the side of the first winding stator and the magnetic poles on the surface of the side of the second winding stator are set. An axial gap type rotating machine (510; 710; 820).
前記各同相直列接続巻線組が共通する一の中性点(60;260;462;760;960)にスター結線されている、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;710;810;910)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-7,
Axial gap type rotating machines (10; 110; 210; 410; 510; which are star-connected to one neutral point (60; 260; 462; 760; 960) common to each of the in-phase series-connected winding sets. 610; 710; 810; 910).
前記各同相直列接続巻線組がそれぞれ独立する中性点(62a,62b,62c,62d)にスター結線されている、アキシャルギャップ型回転機(10)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-7,
An axial gap type rotating machine (10) in which each of the in-phase series connection winding sets is star-connected to independent neutral points (62a, 62b, 62c, 62d).
前記回転子(20;420;920)は、前記回転軸方向に沿って着磁された永久磁石(22;922)を有する、アキシャルギャップ型回転機(10;410;910)。 It is an axial gap type rotating machine in any one of Claims 1-9,
The rotor (20; 420; 920) is an axial gap type rotating machine (10; 410; 910) having a permanent magnet (22; 922) magnetized along the rotation axis direction.
前記永久磁石のうち前記回転軸方向に沿った両端に、軟磁性体によって構成された界磁子磁性体(24)が設けられた、アキシャルギャップ型回転機(10;410)。 The axial gap type rotating machine according to claim 10,
An axial gap type rotating machine (10; 410) in which a field element magnetic body (24) made of a soft magnetic body is provided at both ends of the permanent magnet along the rotation axis direction.
前記回転子(620)は、
前記回転軸周りに配設され、前記回転軸を中心とする円の周方向に沿って着磁されると共に、その周方向に沿って隣設するもの同士では逆方向に着磁された複数の永久磁石(624)と、
軟磁性体によって構成され、前記各永久磁石間に配設されたコア(622)と、
を有するアキシャルギャップ型回転機(610)。 It is an axial gap type rotating machine in any one of Claims 1-9,
The rotor (620)
A plurality of magnets arranged around the rotation axis and magnetized along the circumferential direction of a circle centered on the rotation axis and magnetized in opposite directions between adjacent ones along the circumferential direction A permanent magnet (624);
A core (622) made of a soft magnetic material and disposed between the permanent magnets;
An axial gap type rotating machine (610) having
前記回転子(120)は、前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子と対向する部分に突極性を有するリラクタンス回転子である、アキシャルギャップ型回転機(110)。 It is an axial gap type rotating machine in any one of Claims 1-9,
The axial gap type rotating machine (110), wherein the rotor (120) is a reluctance rotor having saliency at a portion facing the first winding stator and the second winding stator.
前記第1巻線固定子及び前記第2巻線固定子は、前記巻線が巻回されるコア(34,44;934,944)を有する、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;710;810;910)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-13,
The first winding stator and the second winding stator have an axial gap type rotating machine (10; 110; 210) having a core (34, 44; 934, 944) around which the winding is wound. 410; 510; 610; 710; 810; 910).
前記各巻線(36,46;236,346;436,446;536,546;736,746;836,846)が集中巻されている、アキシャルギャップ型回転機(10;110;210;410;510;610;710;810)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-14,
An axial gap type rotating machine (10; 110; 210; 410; 510) in which the windings (36, 46; 236, 346; 436, 446; 536, 546; 736, 746; 836, 846) are concentratedly wound. 610; 710; 810).
前記各巻線(936,946)が分布巻されている、アキシャルギャップ型回転機(910)。 It is an axial gap type rotary machine in any one of Claims 1-14,
An axial gap type rotating machine (910) in which the windings (936, 946) are distributedly wound.
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