JP2008312297A - Multiple-phase claw-pole type motor and rotor for the same - Google Patents

Multiple-phase claw-pole type motor and rotor for the same Download PDF

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Shigeru Kadokawa
滋 角川
Hidetoshi Enatsu
秀俊 江夏
Masaji Kitamura
正司 北村
Takafumi Ogata
尚文 尾方
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make cogging torque into a sine-wave shape in a multiple-phase claw-pole type motor. <P>SOLUTION: In a multiple-phase claw-pole type motor, each magnet constituting a rotor is molded so that a gap in-between a magnetic-pole face has a narrow central part and wide circumferential both sides while a gap is provided between each magnet. By this, it suppresses the occurrence of cogging torque due to manufacturing errors between phases. Consequently, it is possible to obtain a smoothly rotating motor that has a small torque pulsation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、産業用,家電,自動車分野等で使用される多相クローポール型モータのモータ構造に関するものである。   The present invention relates to a motor structure of a multi-phase claw pole type motor used in the industrial, home appliance, automobile field and the like.

モータは、産業用,家電,自動車分野などの電気エネルギーを機械出力に変換する駆動用機器として使用される。クローポール型のモータは、安価な構造と駆動回路の簡単さなどから、OA用機器,自動車機器などに使用されており、通常は特開2002−359938号公報などのように2相ステッピングモータとして構成されている。モータ形式には、単相,2相,3相があり、用途によって使い分けがなされている。その中でも3相モータは制御性が良く、少ないトランジスタ数で駆動できる利点がある。   A motor is used as a drive device that converts electrical energy into mechanical output for industrial, household, and automotive fields. The claw pole type motor is used for OA equipment, automobile equipment, etc. because of its inexpensive structure and simplicity of drive circuit, and is usually used as a two-phase stepping motor as disclosed in JP-A-2002-359938. It is configured. There are single-phase, two-phase, and three-phase motor types, depending on the application. Among them, the three-phase motor has the advantage of good controllability and can be driven with a small number of transistors.

通常、上述したようなクローポール型のモータは、特開2002−359938号公報に示されるようにステータコアの材料はSPCC等の圧延鋼板であり、折り曲げによって爪磁極部分を構成し、そのコアで円筒状に巻線されたコイルを挟み込む構造となっている。   Normally, a claw pole type motor as described above is made of a rolled steel plate such as SPCC as shown in JP-A-2002-359938, and a claw pole portion is formed by bending, and the core is cylindrical. It is structured to sandwich a coil wound in a shape.

しかし、この構造は、磁気特性に劣るSPCCを用いるため、コア内に発生する鉄損が大きくなるという問題がある。また、SPCCを折り曲げするために、コアの折り曲げられた部分に残留応力が発生し、歪によって磁気特性の更なる劣化を招いてしまう。その折り曲げ部は特に磁束が集中する部分である為に、鉄損が大きく発生し、効率の悪いモータとなっている。また、折り曲げで塑性加工した内径側の磁極コアは、片持ち梁構造となって真円度は非常に悪い。このため、真円度の影響でコギングトルクが大きいといった問題を有しており、現状では、効率,トルク脈動,振動,騒音などを問題にしない用途に採用されている。   However, since this structure uses SPCC which is inferior in magnetic properties, there is a problem that iron loss generated in the core becomes large. Further, since the SPCC is bent, residual stress is generated in the bent portion of the core, and the magnetic characteristics are further deteriorated by the strain. Since the bent part is a part where the magnetic flux is particularly concentrated, a large iron loss occurs and the motor is inefficient. In addition, the magnetic pole core on the inner diameter side that is plastically processed by bending has a cantilever structure and has a very poor roundness. For this reason, there is a problem that the cogging torque is large due to the influence of the roundness, and at present, it is used for applications in which efficiency, torque pulsation, vibration, noise, etc. are not a problem.

これらの問題を解決するために、特開2006−296188号公報のように、爪磁極は磁性粉を圧縮して形成する方法が考案されている。この方法を用いると、爪磁極の成形自由度および精度が従来方式に比較して飛躍的に向上することから、クローポール型のモータの適用範囲を飛躍的に広める技術として期待されている。また、同公報に記載されているように、磁化特性の良好な磁性粉を用いることで、高効率のモータを得ることができ、更に、永久磁石は、その磁極面との隙間が中心部が狭く周方向の両側が広くなるように形成することにより、鎖交磁束の実効値を低減させずに極間漏れ磁束を低減させて磁束を有効に利用することができる。   In order to solve these problems, a method of forming the claw magnetic poles by compressing magnetic powder has been devised as disclosed in JP-A-2006-296188. When this method is used, the degree of freedom in forming the claw magnetic pole and the accuracy are greatly improved as compared with the conventional method, and therefore, it is expected as a technique for dramatically expanding the application range of the claw pole type motor. In addition, as described in the publication, a high-efficiency motor can be obtained by using magnetic powder having good magnetization characteristics. Further, the permanent magnet has a gap between the magnetic pole surface and the central portion. By forming it so that both sides in the circumferential direction are narrow, the inter-pole leakage magnetic flux can be reduced and the magnetic flux can be used effectively without reducing the effective value of the interlinkage magnetic flux.

特開2002−359938号公報JP 2002-359938 A 特開2006−296188号公報JP 2006-296188 A

解決しようとする課題は、圧粉磁心を用いて磁極爪を構成した多相クローポール型モータにおいて、コギングトルクを低減するモータ構造及びその低減方法を確立することにある。特開2006−296188号公報に記載のクローポール型モータは、固定子が相毎に独立する構造となるため、その独立した相の位置関係は組立誤差などによって変化する。その位置関係は、3相モータであれば、電気角で120度ごとにずれる構造となっていることが必須であるが、前述した組立時の誤差などによって、微小に変化し、誤差によるコギングトルクが発生する。この誤差によるコギングトルクは、もともとの設計で決定するコギングトルクに比べ、周期が大きく、絶対値も数倍から数十倍と大きいことが特徴である。コギングトルクは、モータ回転時のトルクリップルや、回転の滑らかさに寄与するものであり、振動,騒音の原因となるものである。従って、コギングトルクは、精密機械や、家電,自動車などモータが適用される全ての領域において重要視される特性でありその低減が望まれている。また、永久磁石は、その磁極面との隙間が中心部が狭く周方向の両側が広くなるように形成することにより、鎖交磁束の実効値を低減させずに極間漏れ磁束を低減させて磁束を有効に利用することができるが、その反面、磁束を有効に利用することからギャップの磁束密度の高調波成分が大きくなり、磁石取り付け位置などの製作誤差により、大きなコギングトルクが発生してしまう課題があった。   The problem to be solved is to establish a motor structure for reducing cogging torque and a method for reducing the same in a multiphase claw pole motor in which magnetic pole claws are formed using a dust core. Since the claw pole type motor described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-296188 has a structure in which the stator is independent for each phase, the positional relationship between the independent phases changes due to an assembly error or the like. In the case of a three-phase motor, it is essential that the positional relationship be deviated every 120 degrees in electrical angle. However, the positional relationship changes slightly due to the error during assembly described above, and the cogging torque due to the error. Will occur. The cogging torque due to this error is characterized by a longer period and a larger absolute value of several to several tens of times than the cogging torque determined by the original design. The cogging torque contributes to torque ripple at the time of motor rotation and smoothness of rotation, and causes vibration and noise. Therefore, cogging torque is a characteristic that is regarded as important in all areas where motors such as precision machines, home appliances, and automobiles are applied, and reduction thereof is desired. In addition, the permanent magnet is formed so that the gap with the magnetic pole surface is narrow in the center and wide on both sides in the circumferential direction, thereby reducing the leakage flux between the poles without reducing the effective value of the flux linkage. The magnetic flux can be used effectively, but on the other hand, since the magnetic flux is used effectively, the harmonic component of the magnetic flux density of the gap increases, and a large cogging torque is generated due to manufacturing errors such as the magnet mounting position. There was a problem.

多相クローポール型モータにおいて、ロータを構成する磁石は、前記磁極面との隙間が中心部が狭く周方向の両側が広くなるように成形し、かつ各磁石間に隙間を設けたことである。   In the multiphase claw pole type motor, the magnet constituting the rotor is formed such that the gap with the magnetic pole surface is narrow at the center and wide on both sides in the circumferential direction, and a gap is provided between the magnets. .

本発明の多相クローポール型モータは、コギングトルクを正弦波状にすることができる。これにより、相間での製作誤差によるコギングトルクの発生を抑制し、トルク脈動の小さい、滑らかに回転するモータを得ることができる。   The multiphase claw pole type motor of the present invention can make the cogging torque sinusoidal. Thereby, generation of cogging torque due to manufacturing errors between phases can be suppressed, and a smoothly rotating motor with small torque pulsation can be obtained.

以下、図面に沿って本発明の内容を説明する。   The contents of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には極数が16極の3相クローポール型モータの構造を断面図によって示す。この実施例の回転子は蒲鉾状の磁石を隙間を設けて配置しており、磁石がシャフト1に接着などの方法で固定されている回転子構造となっている。その回転子は、軸方向両端をハウジング7に保持されるベアリング8A,8Bで回転可能に保持される構造となっている。固定子は、ハウジングに保持され内径側の面が、回転子の外径側の面と空隙を介して対抗する。このモータの固定子は、1相分が独立して存在する構造であり、軸方向にA相,B相、C相と配置されて3相モータを構成する。   FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a three-phase claw pole motor having 16 poles. The rotor of this embodiment has a rotor structure in which bowl-shaped magnets are arranged with a gap and the magnets are fixed to the shaft 1 by bonding or the like. The rotor has a structure in which both axial ends are rotatably held by bearings 8 </ b> A and 8 </ b> B held by the housing 7. The stator is held by the housing, and the surface on the inner diameter side opposes the surface on the outer diameter side of the rotor via a gap. The stator of this motor has a structure in which one phase exists independently, and is arranged in the axial direction as an A phase, a B phase, and a C phase to constitute a three-phase motor.

磁石は、各相ごとに電気角で120度だけずらして配置してあり、各相は16極の磁石で構成されている。軸方向に配置される固定子コアは、それぞれが電気角で120度毎、その回転方向位置が異なるよう配置される。本実施例の16極モータでは、電気角120度は、機械的な角度で15度であり、A,B,Cがそれぞれ15度ずつずれる形となる。磁石の極の周方向位置を図示するような位置とすると、AからCの各断面での回転子磁石の極の位置は同じとなる。A断面では爪磁極中心と磁石の極の中心が一致する。B断面は爪磁極の位置が15度ずれた位置となり、C断面では、爪磁極の位置がAに比べて30度ずれた位置となるような位置関係で構成される。   The magnets are arranged with an electrical angle shifted by 120 degrees for each phase, and each phase is composed of a 16-pole magnet. The stator cores arranged in the axial direction are arranged so that their rotational directions are different every 120 degrees in electrical angle. In the 16-pole motor of this embodiment, the electrical angle of 120 degrees is a mechanical angle of 15 degrees, and A, B, and C are shifted by 15 degrees. Assuming that the positions of the magnet poles in the circumferential direction are as shown in the figure, the positions of the poles of the rotor magnet in the cross sections A to C are the same. In the A section, the center of the claw magnetic pole coincides with the center of the pole of the magnet. The section B is configured so that the position of the claw magnetic pole is deviated by 15 degrees, and the position of the claw magnetic pole is shifted by 30 degrees from the position A in the C section.

このクローポール型モータの一相分のコギングトルクは、回転子の起磁力の大きさと、爪磁極の形状によって決まるものであり、設計時に或る程度は把握することができる。   The cogging torque for one phase of the claw pole motor is determined by the magnitude of the magnetomotive force of the rotor and the shape of the claw magnetic pole, and can be grasped to some extent at the time of design.

以下、図2及び図3では、相間の組立誤差が生じた場合に、コギングトルクが大きくなることを説明する。   Hereinafter, in FIG. 2 and FIG. 3, it will be described that the cogging torque increases when an assembly error between phases occurs.

図2には、FEM(電磁場解析)を用いてクローポール型モータのコギングトルクを計算した例を示す。爪磁極の形状と、一相分のコア形状を示す。図2(a)には、24極のクローモータの電気角一周期分(機械角度30°)のFEMメッシュモデルを示す。このメッシュモデルを用いて、磁石,爪磁極の磁気特性を入力条件としてモータのコギングトルクを計算した結果を図2(b)に示す。回転子磁石を0°から30°回転させると、磁石極と爪磁極の関係によって空隙磁束密度が変化し、正弦波状の2周期のトルクが発生することがわかる。この1相に発生するコギングトルクは、どの相においても同様のコギングトルクが発生するが、図1で示したように、磁石極の位置は軸方向同一であるが、固定子の爪磁極位置は、電気角で120度ずつずれた位置となるので、B相,C相に発生するコギングトルクは、図2(b)のコギングトルクの周期が、電気角で120度ずつずれたコギングトルクが発生することになる。各相のコギングトルクを図2(c)に示す。コギングトルクの波形(振幅,周期)は同じで、位相のみ、120度ずつずれた波形となる。3相モータとして見た場合のコギングトルクは、3相分の合成である。図2(d)にその合成トルク波形を示す。3相分を合成することで、モータとしてのコギングトルクは、一相分コギングトルクの振幅の1/30と非常に小さくすることができることがわかる。   FIG. 2 shows an example in which the cogging torque of the claw pole type motor is calculated using FEM (electromagnetic field analysis). The shape of the claw magnetic pole and the core shape for one phase are shown. FIG. 2A shows an FEM mesh model for one electrical angle period (mechanical angle 30 °) of a 24-pole claw motor. FIG. 2B shows the result of calculating the cogging torque of the motor using this mesh model and using the magnetic characteristics of the magnet and the claw magnetic pole as input conditions. It can be seen that when the rotor magnet is rotated from 0 ° to 30 °, the gap magnetic flux density changes depending on the relationship between the magnet pole and the claw magnetic pole, and a sinusoidal two-cycle torque is generated. As for the cogging torque generated in one phase, the same cogging torque is generated in any phase, but as shown in FIG. 1, the position of the magnet pole is the same in the axial direction, but the position of the claw magnetic pole of the stator is The cogging torque generated in the B-phase and C-phase is shifted by 120 degrees in electrical angle. Therefore, the cogging torque in FIG. Will do. The cogging torque for each phase is shown in FIG. The cogging torque waveform (amplitude, period) is the same, and only the phase is shifted by 120 degrees. The cogging torque when viewed as a three-phase motor is a composite of three phases. FIG. 2 (d) shows the resultant torque waveform. It can be seen that by synthesizing the three phases, the cogging torque as a motor can be reduced to 1/30 of the amplitude of the cogging torque for one phase.

このモータを製造するにあたり、組立時の誤差が発生する。すなわち許容寸法公差内で位置関係にズレが生じる問題である。図2に示した24極のモータの場合には、電気角一周期分が機械角度で30°であり、組立の許容公差を±0.5 度程度に設計したとすると、電気角でのズレ量は、±6度となる。図3には、組立誤差によって一相が機械角度で0.5 度ずれた場合の例を示す。図3(a)に示すように、A,B相は、機械的な角度で10度ずれた状態で組立てられたものとし、C相が、B相に対して本来は10度ずれるべきところを9.5 度として組立てられたものとする。このとき、各相のコギングトルクは、図3(b)に示すように、A相とB相のトルクは、電気角で120度ずれた関係で、B相とC相が114度ずれた関係となる。この3相分のコギングトルクを合成した結果を図3(c)に示す。結果、コギングトルクの振幅は、設計値に対して10倍以上と大きくなる。周期も電気角一周期に対して2次と、もともとの3相モータのコギングトルクである6次よりも大きくなり、回転時に低周波の振動,騒音の原因となる。   In manufacturing this motor, an error during assembly occurs. That is, there is a problem that the positional relationship is deviated within the allowable dimensional tolerance. In the case of the 24-pole motor shown in FIG. 2, if the electrical angle for one cycle is 30 ° in mechanical angle and the tolerance for assembly is designed to be about ± 0.5 °, the deviation in electrical angle is assumed. The amount will be ± 6 degrees. FIG. 3 shows an example in which one phase is shifted by 0.5 degrees in mechanical angle due to an assembly error. As shown in FIG. 3 (a), it is assumed that the A and B phases are assembled with a mechanical angle shifted by 10 degrees, and the C phase should be shifted by 10 degrees from the B phase. Assume that it is assembled at 9.5 degrees. At this time, as shown in FIG. 3B, the cogging torque of each phase is a relationship in which the A phase and B phase torques are shifted by 120 degrees in electrical angle, and the B phase and C phase are shifted by 114 degrees. It becomes. The result of synthesizing the three phases of cogging torque is shown in FIG. As a result, the amplitude of the cogging torque becomes as large as 10 times or more than the design value. The cycle is also secondary to one electrical angle cycle and larger than the 6th order which is the cogging torque of the original three-phase motor, and causes low-frequency vibration and noise during rotation.

この組立誤差によるコギングトルクを低減する為には、組立の精度を向上することが必須となるが、各部品の精度や、材料特性のばらつき、組立誤差の積算などを考慮するとその誤差を毎回ゼロにすることは非常に困難であることが容易に推測できる。   In order to reduce the cogging torque due to this assembly error, it is essential to improve the assembly accuracy. However, considering the accuracy of each part, variation in material characteristics, integration error, etc., the error is zero every time. It can be easily guessed that it is very difficult to do.

以上、図2および図3では、各相のコギングトルクが正弦波に近い場合を用いて、その場合でも、組立誤差によって無視できない大きさのコギングトルクが発生することを説明してきた。しかし、一般には、コギングトルクの波形は爪磁極および磁石の形状に依存するものであり、従来は、各相のコギングトルクを正弦波化することは、現実には困難であった。そこで、以下の実施例では各相のコギングトルクを正弦波化し、組立誤差が発生してもコギングトルクの発生を抑制するようなモータ構造を提案する。   As described above, in FIGS. 2 and 3, it has been described that the cogging torque of each phase is close to a sine wave, and even in that case, a cogging torque having a magnitude that cannot be ignored is generated due to an assembly error. However, in general, the waveform of the cogging torque depends on the shape of the claw magnetic pole and the magnet, and it has been difficult in practice to convert the cogging torque of each phase into a sine wave. Therefore, in the following embodiment, a motor structure is proposed in which the cogging torque of each phase is converted into a sine wave and the generation of the cogging torque is suppressed even if an assembly error occurs.

図4に本発明の実施例による多相クローポール型モータの断面図を示す。回転子鉄心14の表面に永久磁石15が取り付けてあり、ギャップ19を介して、爪磁極16および17が円環状のコイル18を挟み込む構造をしている。永久磁石は、固定子と回転子のギャップを中心部が狭く周方向の両側が広くなるように(蒲鉾状に)成形し、かつ、各磁石間に隙間を設けたことを特徴としている。また、図示のように磁石外周部の曲率半径を、ロータを構成する各磁石に爪磁極の側から接する円20の半径より小さくしていることに特徴がある。このような磁石の形状と配置することにより、ギャップの磁束密度の角度方向の分布を正弦波状にすることが出来、高調波成分を小さくすることが出来る。このような配置及び形状は、最適化計算により一義的に決まるものである。磁石の周方向の取り付け誤差が電気角でΔθの場合、n次高調波との干渉によりnΔθの大きさでコギングトルクが発生し、高調波成分の次数が高くなるほどコギングトルク発生へが高くなる物理現象があるが、本発明のようにギャップの磁束密度の周方向分布を正弦波化し高調波成分を抑えることによって、磁石の取り付け誤差に対してコギングトルクの発生を小さくするロバストな設計とすることが出来る。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a multiphase claw pole type motor according to an embodiment of the present invention. A permanent magnet 15 is attached to the surface of the rotor core 14, and the claw magnetic poles 16 and 17 sandwich the annular coil 18 through the gap 19. The permanent magnet is characterized in that the gap between the stator and the rotor is formed so as to be narrow at the center and wide at both sides in the circumferential direction (in a bowl shape), and a gap is provided between the magnets. Further, as shown in the figure, the radius of curvature of the outer periphery of the magnet is characterized by being smaller than the radius of a circle 20 in contact with each magnet constituting the rotor from the claw magnetic pole side. By arranging the magnet in such a shape, the distribution of the magnetic flux density in the gap in the angular direction can be made sinusoidal, and the harmonic component can be reduced. Such an arrangement and shape are uniquely determined by optimization calculation. When the mounting error in the circumferential direction of the magnet is Δθ in electrical angle, cogging torque is generated at the magnitude of nΔθ due to interference with the nth-order harmonic, and the higher the order of the harmonic component, the higher the cogging torque is generated. Although there is a phenomenon, as in the present invention, by making the circumferential distribution of the magnetic flux density of the gap into a sine wave and suppressing harmonic components, a robust design that reduces the generation of cogging torque against magnet mounting errors is made. I can do it.

図5(a)に磁石形状を最適化する前の磁石21の初期形状を、図5(b)に最適化後(本発明)の磁石15の形状を示す。このように、初期形状においては各磁石の間には隙間を設けず、かつ磁石の外周形状は円筒形状である。   FIG. 5A shows the initial shape of the magnet 21 before optimizing the magnet shape, and FIG. 5B shows the shape of the magnet 15 after optimization (the present invention). Thus, in the initial shape, no gap is provided between the magnets, and the outer peripheral shape of the magnet is a cylindrical shape.

図6に磁石形状を最適化する前の初期形状および、最適化後の磁石形状における一相分のコギングトルクを示す。線22が図5(a)に示す場合、線23が図5(b)に示す場合のコギングトルク波形である。このように、コギングトルクを正弦波化しようとすると、図5(a)(b)に示すように、各磁石の間に隙間ができ、かつ、磁石外周部の曲率半径を、ロータを構成する各磁石に爪磁極の側から接する円20の半径より小さくjなることがわかる。このような形状は、最適化問題を数値計算によって解くことで一義的に決まるものであり、その結果こそが、本発明の主張するところである。   FIG. 6 shows the cogging torque for one phase in the initial shape before optimizing the magnet shape and in the magnet shape after optimization. When the line 22 is shown in FIG. 5A, the line 23 is the cogging torque waveform in the case shown in FIG. 5B. As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), when the cogging torque is converted into a sine wave, a gap is formed between the magnets, and the radius of curvature of the outer periphery of the magnet constitutes the rotor. It can be seen that j is smaller than the radius of the circle 20 in contact with each magnet from the claw magnetic pole side. Such a shape is uniquely determined by solving the optimization problem by numerical calculation, and the result is what the present invention claims.

以上のように、本発明の多相クローポール型モータは、コギングトルクを正弦波状にすることができる。これにより、相間での製作誤差によるコギングトルクの発生を抑制し、トルク脈動の小さい、滑らかに回転するモータを得ることができる。また、コギングトルク,トルク脈動を小さくすることで、モータの振動,騒音を低減することができ、本モータを適用したシステムの静粛性向上などの効果が期待できる。   As described above, the multiphase claw pole type motor of the present invention can make the cogging torque sinusoidal. Thereby, generation of cogging torque due to manufacturing errors between phases can be suppressed, and a smoothly rotating motor with small torque pulsation can be obtained. Further, by reducing the cogging torque and torque pulsation, the vibration and noise of the motor can be reduced, and the effect of improving the quietness of the system to which this motor is applied can be expected.

多相クローポール型モータの構造を示した断面図。Sectional drawing which showed the structure of the multiphase claw pole type motor. クローポール型モータFEM解析用メッシュモデルとそのモデルを用いてコギングトルクの解析を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the cogging torque using the mesh model for claw pole type | mold motor FEM analysis, and its model. クローポール型モータのB相とC相間の位置関係に誤差がある場合のモータコア位置関係を示す斜視図とその場合のFEM解析でのコギングトルク計算結果を示す図である。It is a perspective view which shows the motor core positional relationship when there is an error in the positional relationship between the B phase and the C phase of the claw pole type motor, and a diagram showing the cogging torque calculation result in the FEM analysis in that case. 本発明の多相クローポール型モータの断面図。Sectional drawing of the multiphase claw pole type motor of this invention. 回転子の磁石形状を示した図。The figure which showed the magnet shape of the rotor. コギングトルクの波形を示した図。The figure which showed the waveform of the cogging torque.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸
2 回転子
3,14 回転子鉄心
4 永久磁石
5 固定子
6U,6V,6W 固定子鉄心
7 ハウジング
15 磁石
16,17 爪磁極
19 ギャップ
1 axis 2 rotor 3, 14 rotor core 4 permanent magnet 5 stator 6U, 6V, 6W stator core 7 housing 15 magnets 16, 17 claw magnetic pole 19 gap

Claims (8)

上側爪磁極と下側爪磁極にリング状の巻線されたコイルを挟み込んで1相を構成し、それと同一の形状の相を少なくとも2個軸方向に配置して構成する固定子と、
磁石を備えた回転子とを有する多相クローポール型モータにおいて、
前記磁石は、固定子と回転子のギャップを中心部が狭く周方向の両側が広くなるように成形し、かつ、各磁石間に隙間を設けたことを特徴とする多相クローポール型モータ。
A stator in which a ring-shaped coil is sandwiched between an upper claw magnetic pole and a lower claw magnetic pole to constitute one phase, and at least two phases having the same shape are arranged in the axial direction;
In a multiphase claw pole type motor having a rotor with a magnet,
The magnet is formed such that the gap between the stator and the rotor is narrow at the center and wide on both sides in the circumferential direction, and a gap is provided between the magnets.
請求項1において、
前記磁石の表面形状は、ほぼ単一の曲率半径を有することを特徴とする多相クローポール型モータ。
In claim 1,
The surface shape of the magnet has a substantially single radius of curvature.
請求項2において、
前記曲率半径は、前記回転子を構成する各磁石に、爪磁極の側から接する円の半径より小さいことを特徴とする多相クローポール型モータ。
In claim 2,
The multiphase claw pole motor, wherein the radius of curvature is smaller than the radius of a circle in contact with each magnet constituting the rotor from the claw magnetic pole side.
請求項1において、
前記磁石は、前記回転子の表面に配置されていることを特徴とする多相クローポール型モータ。
In claim 1,
The multiphase claw pole motor, wherein the magnet is disposed on a surface of the rotor.
請求項1において、
前記ギャップの磁束密度の周方向の分布を正弦波化したことを特徴とする多相クローポール型モータ。
In claim 1,
A multiphase claw pole type motor characterized in that the distribution of the magnetic flux density in the gap in the circumferential direction is made sinusoidal.
請求項1において、
コギングトルクを正弦波化したことを特徴とする多相クローポール型モータ。
In claim 1,
A multi-phase claw pole type motor characterized by cogging torque converted into a sine wave.
上側爪磁極と下側爪磁極にリング状の巻線されたコイルを挟み込んで1相を構成し、それと同一の形状の相を少なくとも2個軸方向に配置して構成する固定子と、
磁石を備えた回転子とを有する多相クローポール型モータにおいて、
前記磁石は蒲鉾上であり、かつ、各磁石間に隙間を設けたことを特徴とする多相クローポール型モータ。
A stator in which a ring-shaped coil is sandwiched between an upper claw magnetic pole and a lower claw magnetic pole to constitute one phase, and at least two phases having the same shape are arranged in the axial direction;
In a multiphase claw pole type motor having a rotor with a magnet,
A multiphase claw pole type motor characterized in that the magnets are on the top and a gap is provided between each magnet.
上側爪磁極と下側爪磁極にリング状の巻線されたコイルを挟み込んで1相を構成し、それと同一の形状の相を少なくとも2個軸方向に配置して構成する固定子の磁極面にギャップを介して、磁石を備えた多相クローポール型モータの回転子において、
前記磁石は、固定子と回転子のギャップを中心部が狭く周方向の両側が広くなるように成形し、かつ、各磁石間に隙間を設けたことを特徴とする多相クローポール型モータの回転子。
On the magnetic pole surface of the stator, a single phase is formed by sandwiching a ring-shaped coil between the upper and lower claw magnetic poles, and at least two phases having the same shape are arranged in the axial direction. In the rotor of a multi-phase claw pole type motor with a magnet through a gap,
The magnet is formed such that the gap between the stator and the rotor is narrow at the center and wide on both sides in the circumferential direction, and a gap is provided between the magnets. Rotor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110943557A (en) * 2019-11-14 2020-03-31 湖南大学 Halbach array permanent magnet synchronous motor

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