JP2010088268A - Rotating electric machine - Google Patents
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Description
この発明は、円周状にほぼ等間隔に配列された複数の磁極を有するロータと、円周状にほぼ等間隔に配列された複数のスロットを有するステータとを備える回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine including a rotor having a plurality of magnetic poles arranged circumferentially at approximately equal intervals and a stator having a plurality of slots arranged circumferentially at approximately equal intervals.
特許文献1には、円周状にほぼ等間隔に配列されたn個の磁極テイースと、各磁極テイースにそれぞれ集中巻きされ且つ3相接続される固定子巻線と、各磁極テイースと対向する外径側全周に亘って等間隔に配列されたm個の永久磁石磁極とを備え、磁極テイースの個数nを18(1+Z)、永久磁石磁極の個数mを16(1+Z)(但し、Zは1以上の整数)にそれぞれ設定してなるモータが開示されている。このようなモータによれば、テイース数nと磁極数mの最小公倍数が大きいため、コギングが高次数となりコギングトルクによる振動振幅を軽減することができる。
しかしながら、このようなモータは高トルク、且つ低コギングトルクという点で優れているが、モータ自身に発生する振動に対してモータの強度で吸収しなければならないという問題がある。特にモータ軸では、回転方向、つまりねじり方向の強度に対しては、モータ軸がトルクを伝達するための軸であるから問題ないが、軸方向と直交する方向に発生する振動に対しては何らかの強度補強を施す必要となる。 However, although such a motor is excellent in terms of high torque and low cogging torque, there is a problem that vibration generated in the motor itself must be absorbed by the strength of the motor. In particular, in the motor shaft, there is no problem with respect to the strength in the rotational direction, that is, the torsional direction because the motor shaft is a shaft for transmitting torque, but there is some problem with respect to vibration generated in the direction orthogonal to the axial direction. Strength reinforcement is required.
それゆえ本発明は、高トルクを維持しつつ、共振のリスクが少なくモータ強度を必要以上に高める必要のない回転電機を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that maintains a high torque and has a low risk of resonance and does not need to increase motor strength more than necessary.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第1の発明の回転電機は、円周状にほぼ等間隔に配列されたP個の磁極を有するロータと、円周状にほぼ等間隔に配列されたS個のスロットを有するステータとを備える回転電機において、前記磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S としたことを特徴とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and a rotating electric machine according to a first aspect of the present invention includes a rotor having P magnetic poles arranged at substantially equal intervals in a circumferential shape, and a circumferential shape. In a rotating electrical machine including a stator having S slots arranged at substantially equal intervals, the relationship between the number P of the magnetic poles and the number S of the slots is expressed by P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S It is characterized by that.
第2の発明の回転電機は、円周状にほぼ等間隔に配列されたP個の磁極を有するロータと、円周状にほぼ等間隔に配列されたS個のスロットを有するステータとを備える回転電機において、前記磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S としたことを特徴とするものである。 A rotating electrical machine according to a second aspect of the present invention includes a rotor having P magnetic poles arranged in a circumferential manner at approximately equal intervals, and a stator having S slots arranged in a circumferential manner at substantially equal intervals. In the rotary electric machine, the relationship between the number P of the magnetic poles and the number S of the slots is P ≦ S−4 and P> (3/4) × S.
一般にロータが回転する間には、ステータから吸引又は引っ張りの力が発生する。つまりロータには、スロットS個分の振動が加わるとともに、磁極数Pとスロット数Sの差からZ次(Zは磁極数Pとスロット数Sの差)の変形モードをもたらす力がステータと対向する方向に潜在的に加わることとなる。上述した第1及び第2の発明の回転電機にあっては、この次数Zが4以上となるので、ステータと対向する方向のロータの変形が複雑化し、その分変形が小さくなる。 In general, during the rotation of the rotor, a suction or pulling force is generated from the stator. In other words, the rotor is subjected to vibrations corresponding to S slots, and a force that causes a Z-order deformation mode (Z is the difference between the number of magnetic poles P and the number of slots S) from the difference between the number of magnetic poles P and the number of slots S faces the stator. Will be potentially added in the direction of In the rotary electric machine according to the first and second inventions described above, since the order Z is 4 or more, the deformation of the rotor in the direction facing the stator is complicated, and the deformation is reduced accordingly.
従ってこの発明の回転電機によれば、回転時のロータの変形を小さくし、共振となり得る振動を回避することができるので、モータ強度を必要以上に高める必要がない。また、磁極数Pとスロット数Sとの比率を1に近づけて設定したことから高いトルクを維持することが可能である。 Therefore, according to the rotating electrical machine of the present invention, it is possible to reduce the deformation of the rotor during rotation and avoid vibrations that can cause resonance, so that it is not necessary to increase the motor strength more than necessary. Further, since the ratio between the number of magnetic poles P and the number of slots S is set close to 1, high torque can be maintained.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。ここに図1は、本発明に従う実施形態のアキシャルギャップ型の回転電機の概略断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an axial gap type rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention.
図1に示す回転電機1は、ディスク型モータであり、ケース3内にロータ5及びステータ7を備える。これらロータ5及びステータ7は、両者間の空隙(エアギャップ)9を介してロータ回転軸線方向に相互に対向配置されている。
A rotating
ロータ5は、磁性体よりなるディスク状のロータコア11に対し円周方向にほぼ等間隔に配設されたP個の永久磁石13を有する。これらの永久磁石13はステータに向く側の磁極がロータコア11の周方向に交互に異なるよう所定の間隔をおいて配置されている。ロータコア11の中心部11aはロータ回転軸15に固着して取り付けられ、この回転軸15は軸受16によりその両端が軸線方向変位不能にケース3内に回転自在に支持されている。
The
ステータ7は、バックコア17に対し円周方向にほぼ等間隔に配置された、電磁コイル19を巻装してなるS個のステータコア21を有する。ステータ7は、ステータコア21がエアギャップ9を挟んでロータ5と対面する向きにロータ5と同心に配置されている。さらにステータ7は、バックコア17を介してケース3に取り付けられている。さらにケース3には冷却水路23が設けられ、ステータ7が発する熱を吸収し冷却するための冷却液(図示省略)が循環される。回転軸15の端部にはロータの回転位置を検出するためのエンコーダ25が設けられている。
The
また、この実施形態では、永久磁石13の個数すなわち磁極の個数Pと、ステータコア21の個数すなわちステータコア21間のスロットの個数Sとは、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S の関係を満たしている。なお、本発明の他の実施形態では、永久磁石の個数Pとステータコアの個数Sとは、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S の関係を満たしている。
In this embodiment, the number P of
図1に示すアキシャルギャップ型の回転電機において、電磁コイル19を図示しないインバータにより励磁すると、ステータ7の周方向に回転磁界が形成され、周方向に交互に磁性が異なるP個の永久磁石13が埋設されたディスク状のロータ5が、ステータ7の発生する回転磁界に吸引反発され、回転磁界と同期速度で回転する。
In the axial gap type rotating electrical machine shown in FIG. 1, when the
次いで、本発明者が発明に至った経緯をスロット数Sが18、磁極数Pが20の従来のアキシャルギャップ型の回転電機を参考に説明する。 Next, the background of the inventor of the present invention will be described with reference to a conventional axial gap type rotating electrical machine having a slot number S of 18 and a magnetic pole number P of 20.
一般的な集中巻モータにおいて、スロット数をS、磁極数をPとするとロータに作用する磁気吸引加振力は、回転S次及びステータ対向方向|P−S|次モードの成分を多く持つ。ここにおけるS=18、P=20のアキシャルギャップ型の例では、潜在的に回転18次の影響と面2次モードの影響が大きくなる。つまり、図2に示すような低次(図2の例では面2次)の変形モードが生じるおそれがある。これによりロータ5の円盤強度、円盤の大きさに応じた振幅が生じ、回転数によっては共振を引き起こし、大きな振動となるおそれがある。特に、上記実施形態のアキシャルギャップ型のような回転電機において、高トルク化を期待してロータ直径を大きくした場合には、振動の問題はより顕著となる。
In a general concentrated winding motor, when the number of slots is S and the number of magnetic poles is P, the magnetic attractive excitation force acting on the rotor has many components of the rotation S order and the stator facing direction | PS | In the example of the axial gap type with S = 18 and P = 20 here, the influence of the rotation 18th order and the influence of the surface secondary mode are potentially large. That is, there is a possibility that a low-order deformation mode (secondary surface in the example of FIG. 2) as shown in FIG. As a result, an amplitude corresponding to the disk strength of the
従って、このような共振を防止するためには、ロータ5等を補強するか、図3(a)〜(d)に示すような低次の変形モードを回避する必要がある。一方で、スロット数Sと磁極数Pの差を単純に大きくすれば同時にトルクの低下につながるおそれがある。そこで、スロット数Sと磁極数Pとの関係を検討した結果、本発明に至った。
Therefore, in order to prevent such resonance, it is necessary to reinforce the
具体的に云うと、磁極の個数Pとスロットの個数Sとの関係が、P≧S+4、又はP≦S−4を満たせば、共振となり得る3次以下の振動を回避することができる。 More specifically, if the relationship between the number P of magnetic poles and the number S of slots satisfies P ≧ S + 4 or P ≦ S−4, it is possible to avoid third-order vibration or less that can cause resonance.
ここで磁極数及びスロット数の組み合わせ(以下、「スロットコンビネーション」という)とトルクとの関係を説明する。モータの効率を示す一つの指数として巻線係数が挙げられるが、巻線係数は分布係数と短節係数との積で表される。分布係数はインバータから多相駆動できれば必ず1になるので、インバータの性能を無視して考えた場合、短節係数が、スロットコンビネーションとトルクの関係を決定する要素となる。短節係数KTは、磁極数P及びスロット数Sとの関係で、
以上のことから、本発明における磁極数Pとスロット数Sの比率は、P≧S+4の場合には、P<(5/4)×Sとし、P≦S−4の場合には、P>(3/4)×Sとすることとした。 From the above, the ratio of the number of magnetic poles P to the number of slots S in the present invention is P <(5/4) × S when P ≧ S + 4, and P> when P ≦ S−4. (3/4) × S.
また、ステータへの駆動相数を5以上とすることが好ましい。これによればさらに振動を低減することができる。 Further, the number of driving phases to the stator is preferably 5 or more. According to this, vibration can be further reduced.
さらに、駆動相数をN又は2N(但しNは7以上の奇数)とすることがより好ましい。これによればさらに振動を低減することができる。 Furthermore, the number of drive phases is more preferably N or 2N (where N is an odd number of 7 or more). According to this, vibration can be further reduced.
さらに、スロットの個数Sを駆動相数Nの倍数とすることがより好ましい。これによればさらに振動を低減することができる。 Furthermore, it is more preferable that the number S of slots is a multiple of the number N of driving phases. According to this, vibration can be further reduced.
しかも、駆動相数Nと、スロットの個数Sと、磁極の個数Pとの関係である(N又は2N,S,P)を、(9,27,32)、(9,27,22)、(18,27,32)、(18,27,22)、(18,36,42)、(18,36,30)、(18、36,44)又は(18,36,28)とすることがより好ましい。これによればさらに振動を低減することができる。 Moreover, (N, 2N, S, P), which is the relationship between the number of drive phases N, the number of slots S, and the number of magnetic poles P, is (9, 27, 32), (9, 27, 22), (18, 27, 32), (18, 27, 22), (18, 36, 42), (18, 36, 30), (18, 36, 44) or (18, 36, 28) Is more preferable. According to this, vibration can be further reduced.
本発明の効果を確認するため、種々の駆動相数(5相(正巻のみ)、5相(正逆巻)、3相(正巻のみ)、3相(正逆巻)、7相(正巻のみ)、7相(正逆巻)、9相(正巻のみ)、9相(正逆巻))にて次の数式(2)に示す評価関数を用いて、スロットコンビネーションが軸方向振動に与える影響を数値化した。評価は、各スロットコンビネーションにつき、0回転から10000回転まで回転させたときにロータに生じる振動モードを積算して行う。具体的には、数式(2)からも分かるように、全振動モード(0〜4)にて全高調波振動の変形と共振回転数を算出し、各振動モード及び各高調波振動における変形を共振回転数で割ったものの総和値Iを危険度の評価値としている。これによれば、モードの次数が低いものは大きく評価され、また回転数が低いときの振動に対しても大きく評価される。つまり、高回転で高次数の振動が発生しても振動として共振のおそれがないので評点は低くなり、逆に低回転で低次数の振動が発生した場合は、共振となる可能性が高いので評点は高くなる。このような評価手法によれば、モータ運転点全域に亘っての共振のリスクを公平に比較可能である。なお、4次の振動モードについては強度的な問題は生じにくいが全回転域に亘って4次の振動が継続するなど、特異な情況が生じた場合、騒音等の問題を生じる可能性があるので評価点を低く設定すると共に評価対象とすることにしている。振動モードの0〜3のみを評価対象としても良い。また、高調波についてはあまり高次の高調波については大きな振幅とはなりにくく強度上の問題を生じ得ないので120次程度とした。
(5相(正巻のみ)駆動)
先ず、上記の評価手法を適用し、5相(正巻のみ)駆動の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図5に視覚的に示す。数値が小さいほど共振のリスクが小さいことを示す(以下、同じ)。この結果からも明らかなように、磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、
P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 又は、
P≦S−4 且つ P>(3/4)×S とすれば、共振のリスクが少なく、磁極数Pとスロット数Sとの比が2対3である一般的なモータに比べてトルクの高い、つまりP対Sが1対1に近いスロットコンビネーションが得られることが分かる。
(5-phase (normal winding only) drive)
First, FIG. 5 visually shows the relationship between the slot combination and the risk of resonance in the case of the five-phase (only normal winding) drive by applying the above evaluation method. The smaller the value, the smaller the risk of resonance (the same applies hereinafter). As is clear from this result, the relationship between the number P of magnetic poles and the number S of slots is
P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S or
If P ≦ S-4 and P> (3/4) × S, the risk of resonance is small, and the torque is smaller than that of a general motor in which the ratio of the number of magnetic poles P to the number of slots S is 2 to 3. It can be seen that a slot combination is obtained that is high, that is, P-to-S is close to 1: 1.
(5相(正逆巻)駆動)
上記の評価手法を適用し、5相(正逆巻)駆動(10相相当)の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図6に視覚的に示す。この結果から、5相駆動と同様に共振のリスクが少なく、一般的なモータに比べてトルクの高いスロットコンビネーションが得られ、特に、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 及び、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S の領域内では評価が5相駆動の場合よりも良好である、すなわち共振の恐れが少ないことがことが分かる。
(5-phase (forward / reverse winding) drive)
FIG. 6 visually shows the relationship between the slot combination and the risk of resonance in the case of five-phase (forward / reverse winding) driving (equivalent to ten phases) by applying the above evaluation method. From this result, as in the case of five-phase driving, there is less risk of resonance, and a slot combination with a higher torque than that of a general motor is obtained. In particular, P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S and P It can be seen that the evaluation is better than the case of five-phase driving in the region of ≦ S−4 and P> (3/4) × S, that is, there is less risk of resonance.
(3相(正巻のみ)駆動)
上記の評価手法を適用し、3相(正巻のみ)駆動の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図7に視覚的に示す。この結果から、5相駆動の場合に比べ若干評価が悪いものの同様の改善が見られる。
(3-phase (normal winding only) drive)
FIG. 7 visually shows the relationship between the slot combination and the risk of resonance in the case of three-phase (normal winding only) drive by applying the above evaluation method. From this result, the same improvement can be seen although the evaluation is slightly worse than in the case of five-phase driving.
(3相(正逆巻)駆動)
上記の評価手法を適用し、3相(正逆巻)駆動(6相相当)の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図8に視覚的に示す。この結果から、3相駆動の場合よりも良好、すなわち共振の恐れが少ないスロットコンビネーションが得られることが分かる。
(3-phase (forward / reverse winding) drive)
FIG. 8 visually shows the relationship between the slot combination and the risk of resonance in the case of three-phase (forward / reverse winding) drive (corresponding to six phases) by applying the above evaluation method. From this result, it can be seen that a slot combination that is better than that in the case of three-phase driving, that is, a risk of resonance is obtained.
(7相(正巻のみ)駆動)
上記の評価手法を適用し、7相(正巻のみ)駆動の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図9に視覚的に示す。この結果から、5相駆動と同様に共振のリスクが少なく、一般的なモータに比べてトルクの高いスロットコンビネーションが得られ、特に、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 及び、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S の領域内では評価が5相駆動の場合よりも良好である、すなわち共振の恐れが少ないことがことが分かる。
(7-phase (normal winding only) drive)
FIG. 9 visually shows the relationship between the slot combination and the risk of resonance in the case of 7-phase (normal winding only) drive by applying the above evaluation method. From this result, as in the case of five-phase driving, there is less risk of resonance, and a slot combination with a higher torque than that of a general motor is obtained. In particular, P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S and P It can be seen that the evaluation is better than the case of five-phase driving in the region of ≦ S−4 and P> (3/4) × S, that is, there is less risk of resonance.
(7相(正逆巻)駆動)
上記の評価手法を適用し、7相(正逆巻)駆動(14相相当)の場合のスロットコンビネーションと共振のリスクとの関係を図10に視覚的に示す。この結果から、7相駆動と同様に共振のリスクが少なく、一般的なモータに比べてトルクの高いスロットコンビネーションが得られ、特に、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 及び、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S の領域内では評価が7相駆動の場合よりも良好である、すなわち共振の恐れが少ないことがことが分かる。
(7-phase (forward / reverse winding) drive)
FIG. 10 visually shows the relationship between the slot combination and the resonance risk in the case of 7-phase (forward / reverse winding) driving (equivalent to 14-phase) by applying the above evaluation method. From this result, the risk of resonance is small as in the case of the seven-phase drive, and a slot combination having a higher torque than that of a general motor is obtained. In particular, P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S and P It can be seen that the evaluation is better than the case of 7-phase driving in the region of ≦ S−4 and P> (3/4) × S, that is, there is less fear of resonance.
(9相(正巻のみ)駆動)
上記の評価手法を適用し、9相(正巻のみ)駆動の場合のスロットコンビネーションと振動の関係を図11に視覚的に示す。この結果から、5相駆動と同様に共振のリスクが少なく、一般的なモータに比べてトルクの高いスロットコンビネーションが得られ、特に、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 及び、P≦S−4 且つ P>(3/4)×Sの領域内では評価が5相駆動の場合よりも良好である、すなわち共振の恐れが少ないことがことが分かる。
(9-phase (normal winding only) drive)
FIG. 11 visually shows the relationship between the slot combination and the vibration in the case of the nine-phase (normal winding only) drive by applying the above evaluation method. From this result, as in the case of five-phase driving, there is less risk of resonance, and a slot combination with a higher torque than that of a general motor is obtained. In particular, P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S and P It can be seen that the evaluation is better than that in the case of five-phase driving in the region of ≦ S-4 and P> (3/4) × S, that is, there is less fear of resonance.
(9相(正逆巻)駆動)
上記の評価手法を適用し、9相(正逆巻)駆動(18相相当)の場合のスロットコンビネーションと振動の関係を図12に視覚的に示す。この結果から、9相駆動と同様に共振のリスクが少なく、一般的なモータに比べてトルクの高いスロットコンビネーションが得られ、特に、P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 及び、P≦S−4 且つ P>(3/4)×S の領域内では評価が9相駆動の場合よりも良好である、すなわち共振の恐れが少ないことがことが分かる。
(9-phase (forward / reverse winding) drive)
FIG. 12 visually shows the relationship between the slot combination and vibration in the case of 9-phase (forward / reverse winding) drive (equivalent to 18 phases) by applying the above evaluation method. From this result, as in the case of the nine-phase drive, there is less risk of resonance, and a slot combination having a higher torque than that of a general motor can be obtained. In particular, P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S and P It can be seen that the evaluation is better than that in the case of nine-phase driving in the region of ≦ S-4 and P> (3/4) × S, that is, there is less risk of resonance.
以上の評価から、磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、
P≧S+4 且つ P<(5/4)×S 又は、
P≦S−4 且つ P>(3/4)×S とすれば、共振のリスクが少なく、磁極数Pとスロット数Sとの比が2対3である一般的なモータに比べてトルクの高い、つまりP対Sが1対1に近いスロットコンビネーションが得られ、さらに駆動相数が大きいほど振動が少ないことが分かる。
From the above evaluation, the relationship between the number P of magnetic poles and the number S of slots is
P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S or
If P ≦ S-4 and P> (3/4) × S, the risk of resonance is small, and the torque is smaller than that of a general motor in which the ratio of the number of magnetic poles P to the number of slots S is 2 to 3. It can be seen that the slot combination is high, that is, the P pair S is close to 1: 1, and the vibration is less as the number of driving phases is larger.
なお、正逆巻きコイルを用いた3相駆動(6相相当)の回転電機は、3相インバータで駆動可能である。巻線利用率及びコギングトルク等が良好となるスロットコンビネーションを有する3相(正逆巻)駆動の回転電機につき3相インバータで駆動した場合を図13に例示する。図13に示す回転電機は、スロット数が15、磁極数が14、駆動相数が6、分布係数が95.67%、短節係数が99.45%、巻線係数が95.14%である。一般的な3相駆動であれば、電気角が0、120、240度のタイミングのみで通電可能であるが、この例では、逆巻きコイルを用いることから、60、180、300度の通電と同等の通電も併せて可能となる(0度の反対が180度であるので、0度と180度におけるコイルを正巻コイルと逆巻コイルとし互いに並列で接続すれば、一相の電流で同時に0度及び180度の通電が達成可能である。120度の反転である300度及び240度の反転である420度(60度)も同様である。)。 Note that a three-phase drive (equivalent to six phases) rotating electrical machine using forward and reverse coils can be driven by a three-phase inverter. FIG. 13 illustrates a case where a three-phase (forward / reverse winding) rotating electric machine having a slot combination with which the winding utilization ratio, cogging torque, etc. are good is driven by a three-phase inverter. The rotating electrical machine shown in FIG. 13 has 15 slots, 14 magnetic poles, 6 driving phases, 95.67% distribution coefficient, 99.45% short node coefficient, and 95.14% winding coefficient. is there. If it is a general three-phase drive, it can be energized only at the timing of electrical angles of 0, 120, and 240 degrees. However, in this example, a reverse winding coil is used, so that it is equivalent to energization of 60, 180, and 300 degrees. (The opposite of 0 degree is 180 degrees, so if the coils at 0 degree and 180 degrees are connected in parallel as a normal winding coil and a reverse winding coil, they can be simultaneously 0 with a single phase current. A degree and 180 degrees energization can be achieved, as is a 120 degree reversal of 300 degrees and a 240 degree reversal of 420 degrees (60 degrees).
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の例に限定されるものでなく特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、この発明はラジアルギャップ型の回転電機にも好適に適用可能である。 Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described examples, and can be appropriately changed within the scope of the claims. For example, the present invention is a radial gap type rotation. The present invention can also be suitably applied to an electric machine.
かくして、本発明の回転電機によれば、回転時のロータの変形を小さくし、共振となり得る振動を回避することができるので、モータ強度を必要以上に高める必要がない。また、磁極数Pとスロット数Sとの比率を1に近づけて設定したことから高いトルクを維持することができる。 Thus, according to the rotating electrical machine of the present invention, it is possible to reduce the deformation of the rotor at the time of rotation and avoid the vibration that may cause resonance, so that it is not necessary to increase the motor strength more than necessary. Further, since the ratio between the number of magnetic poles P and the number of slots S is set close to 1, high torque can be maintained.
なお、この発明の回転電機においては、ステータへの駆動相数を5以上としても良く、これによればさらに振動を低減することができる。 In the rotating electrical machine of the present invention, the number of drive phases to the stator may be 5 or more, and according to this, vibration can be further reduced.
また、この発明の回転電機においては、駆動相数をN又は2N(但しNは7以上の奇数)としても良く、これによればさらに振動を低減することができる。 In the rotating electrical machine of the present invention, the number of drive phases may be N or 2N (where N is an odd number equal to or greater than 7), and vibration can be further reduced.
さらに、この発明の回転電機においては、スロットの個数Sを駆動相数Nの倍数としても良く、これによればさらに振動を低減することができる。 Furthermore, in the rotating electrical machine of the present invention, the number S of slots may be a multiple of the number N of drive phases, and according to this, vibration can be further reduced.
さらに、この発明の回転電機においては、駆動相数Nと、スロット数の個数Sと、磁極の個数Pとの関係である(N又は2N,S,P)を、(9,27,32)、(9,27,22)、(18,27,32)、(18,27,22)、(18,36,42)、(18,36,30)、(18、36,44)又は(18,36,28)としても良く、これによればさらに振動を低減することができる。 Furthermore, in the rotating electrical machine of the present invention, the relationship between the number of drive phases N, the number S of slots, and the number P of magnetic poles (N or 2N, S, P) is (9, 27, 32). , (9, 27, 22), (18, 27, 32), (18, 27, 22), (18, 36, 42), (18, 36, 30), (18, 36, 44) or ( 18, 36, 28), and according to this, vibration can be further reduced.
しかも、この発明は、ロータ及びステータをロータ回転軸線方向に相互に対向配置してなるディスク型モータに好適に用いることができ、これによれば、さらなる高トルク化をも達成可能である。 Moreover, the present invention can be suitably used for a disk-type motor in which the rotor and the stator are arranged opposite to each other in the rotor rotation axis direction, and according to this, it is possible to achieve even higher torque.
1 回転電機
3 ケース
5 ロータ
7 ステータ
9 エアギャップ
11 ロータコア
13 永久磁石
15 ロータ回転軸
16 軸受
17 バックコア
19 電磁コイル
21 ステータコア
23 冷却水路
25 エンコーダ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、
P≧S+4 且つ P<(5/4)×S
としたことを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine comprising a rotor having P magnetic poles arranged in a circumferential manner at approximately equal intervals, and a stator having S slots arranged in a circumferential manner at substantially equal intervals,
The relationship between the number P of the magnetic poles and the number S of the slots is
P ≧ S + 4 and P <(5/4) × S
Rotating electric machine characterized by that.
前記磁極の個数Pと前記スロットの個数Sとの関係を、
P≦S−4 且つ P>(3/4)×S
としたことを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine comprising a rotor having P magnetic poles arranged in a circumferential manner at approximately equal intervals, and a stator having S slots arranged in a circumferential manner at substantially equal intervals,
The relationship between the number P of the magnetic poles and the number S of the slots is
P ≦ S-4 and P> (3/4) × S
Rotating electric machine characterized by that.
(9,27,32)、(9,27,22)、(18,27,32)、(18,27,22)、(18,36,42)、(18,36,30)、(18、36,44)又は(18,36,28)とした、請求項4又は5に記載の回転電機。 (N or 2N, S, P), which is the relationship between the number N of driving phases, the number S of slots, and the number P of magnetic poles,
(9, 27, 32), (9, 27, 22), (18, 27, 32), (18, 27, 22), (18, 36, 42), (18, 36, 30), (18 36, 44) or (18, 36, 28). The rotating electrical machine according to claim 4 or 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008257478A JP2010088268A (en) | 2008-10-02 | 2008-10-02 | Rotating electric machine |
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---|---|---|---|---|
JP2004056871A (en) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Yaskawa Electric Corp | Thin direct drive motor |
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2008
- 2008-10-02 JP JP2008257478A patent/JP2010088268A/en active Pending
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