JP2010233308A - Synchronous motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synchronous motor that increases torque density. <P>SOLUTION: The synchronous motor 1 includes a rotor 4 having permanent magnets 5, 6, and a stator 2 supplied with a current so that a current magnetic field can be rotated. In an air gap between the rotor 4 and the stator 2, the first permanent magnets 5 produce a magnetic flux directed from the rotor 4 to the stator 2 and the second permanent magnets 6 produce a magnetic flux directed from the stator 2 to the rotor 4. The magnetic flux produced from the first permanent magnets 5 and the magnetic flux produced from the second permanent magnets 6 are different from each other in width in the direction of rotor rotation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、同期電動機に関する。   The present invention relates to a synchronous motor.

従来、トルク密度を向上させた同期電動機が知られている。この同期電動機では、固定子と回転子との空隙、又は、回転子内の空隙を円周方向に対して不均一に設け、磁石トルクが最大となる電流位相と、リラクタンストルクとが最大となる電流位相を近づけることにより、トルク密度を向上させている(例えば特許文献1及び2参照)。   Conventionally, a synchronous motor with improved torque density is known. In this synchronous motor, the gap between the stator and the rotor, or the gap in the rotor is unevenly provided in the circumferential direction, and the current phase at which the magnet torque is maximized and the reluctance torque are maximized. The torque density is improved by bringing the current phase closer (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平9−182330号公報JP-A-9-182330 特開2004−32947号公報JP 2004-32947 A

しかし、従来の同期電動機の場合、空隙が円周方向に不均一に設けられているため、回転子の回転方向、力行、及び回生によって、回転数対トルク特性が異なってしまうため、トルク密度の向上につながらない可能性があった。   However, in the case of the conventional synchronous motor, since the air gaps are unevenly provided in the circumferential direction, the rotational speed vs. torque characteristics differ depending on the rotation direction, power running, and regeneration of the rotor. There was a possibility that it did not lead to improvement.

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トルク密度を向上させることが可能な同期電動機を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a synchronous motor capable of improving torque density.

本発明の同期電動機は、磁束発生部材を有する回転子と、電流磁界を回転させることができるように電流が与えられる固定子と、を備えた同期電動機であって、前記回転子と前記固定子との間の空隙において、前記回転子から前記固定子に向かう磁束を発生させるN極磁束発生部材と、前記固定子から前記回転子に向かう磁束を発生させるS極磁束発生部材と、を有し、前記N極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、前記S極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが異なっていることを特徴とする。   A synchronous motor according to the present invention is a synchronous motor including a rotor having a magnetic flux generation member and a stator to which a current is applied so that a current magnetic field can be rotated. The rotor and the stator An N-pole magnetic flux generating member that generates a magnetic flux from the rotor toward the stator, and an S-pole magnetic flux generating member that generates a magnetic flux from the stator toward the rotor. The width of the magnetic flux generated from the N-pole magnetic flux generation member in the rotor rotation direction is different from the width of the magnetic flux generated from the S-pole magnetic flux generation member in the rotor rotation direction.

本発明によれば、N極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、S極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが異なっている。このため、N極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、S極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが同じ場合と比較して、基本波磁束密度が高くなり、通電した際に得られるトルクが大きくなる。従って、トルク密度を向上させることができる。   According to the present invention, the width of the magnetic flux generated from the N-pole magnetic flux generation member in the rotor rotation direction is different from the width of the magnetic flux generated from the S-pole magnetic flux generation member in the rotor rotation direction. For this reason, compared with the case where the width | variety of the rotor rotation direction of the magnetic flux which generate | occur | produces from a N pole magnetic flux generation member and the width | variety of the rotor rotation direction of the magnetic flux which generate | occur | produces from a S pole magnetic flux generation member are the same, fundamental wave magnetic flux density Increases, and the torque obtained when energized increases. Therefore, torque density can be improved.

本実施形態の同期電動機を示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。It is a block diagram which shows the synchronous motor of this embodiment, and has shown the cross section when cut by the plane perpendicular | vertical with respect to the rotating shaft direction of an electric motor. 本実施形態に係る同期電動機のギャップ磁束密度波形を示すグラフである。It is a graph which shows the gap magnetic flux density waveform of the synchronous motor which concerns on this embodiment. 第1永久磁石と第2永久磁石との幅が同一の場合におけるギャップ磁束密度波形を示すグラフである。It is a graph which shows a gap magnetic flux density waveform in case the width | variety of a 1st permanent magnet and a 2nd permanent magnet is the same. 第1永久磁石と第2永久磁石との幅の比を変化させたときのギャップ磁束密度実効値を示す第1のグラフである。It is a 1st graph which shows the gap magnetic flux density effective value when changing the ratio of the width | variety of a 1st permanent magnet and a 2nd permanent magnet. 第1永久磁石と第2永久磁石との幅の比を変化させたときのギャップ磁束密度実効値を示す第2のグラフである。It is a 2nd graph which shows the gap magnetic flux density effective value when changing the ratio of the width | variety of a 1st permanent magnet and a 2nd permanent magnet. 第2実施形態に係る同期電動機を示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。It is a block diagram which shows the synchronous motor which concerns on 2nd Embodiment, and has shown the cross section when cut by the plane perpendicular | vertical with respect to the rotating shaft direction of an electric motor. 第3実施形態に係る同期電動機を示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。It is a block diagram which shows the synchronous motor which concerns on 3rd Embodiment, and has shown the cross section when cut by the plane perpendicular | vertical with respect to the rotating shaft direction of an electric motor.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一又は同様の要素には同一の符号を付して説明を省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar element, and description is abbreviate | omitted.

図1は、本実施形態の同期電動機を示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。図1に示すように、同期電動機1は、固定子2と、固定子巻線3と、回転子4と、第1永久磁石(N極磁束発生部材)5と、第2永久磁石(S極磁束発生部材)6と、シャフト7とを備え、固定子2に電流磁界を回転させることができるように電流が与えられることにより、磁束発生部材5,6を有する回転子を回転させるものである。   FIG. 1 is a configuration diagram showing the synchronous motor of the present embodiment, and shows a cross section when cut along a plane perpendicular to the rotation axis direction of the motor. As shown in FIG. 1, the synchronous motor 1 includes a stator 2, a stator winding 3, a rotor 4, a first permanent magnet (N pole magnetic flux generating member) 5, and a second permanent magnet (S pole). The rotor having the magnetic flux generating members 5 and 6 is rotated by applying a current so that the current magnetic field can be rotated to the stator 2. .

固定子2は、磁性体の電磁鋼板が積層されて構成されたものである。固定子巻線3は、固定子2の突極部に巻回されており、通電さることにより磁束を発生させるものである。回転子4は、磁性体の電磁鋼板が積層されて構成されたものであり、固定子2とは一定の空隙だけ離れて配置され回転する構成となっている。第1永久磁石5は、回転子4のスリットに埋め込まれ、固定子2側にN極を有する磁石である。第2永久磁石6は、回転子4のスリットに埋め込まれ、固定子2側にS極を有する磁石である。シャフト7は、図示しない軸受で支持されており、回転子4と共に回転するものである。   The stator 2 is configured by laminating magnetic electromagnetic steel plates. The stator winding 3 is wound around the salient pole portion of the stator 2 and generates magnetic flux when energized. The rotor 4 is configured by laminating magnetic steel plates made of a magnetic material, and is configured to rotate by being spaced apart from the stator 2 by a certain gap. The first permanent magnet 5 is a magnet embedded in the slit of the rotor 4 and having an N pole on the stator 2 side. The second permanent magnet 6 is a magnet embedded in the slit of the rotor 4 and having an S pole on the stator 2 side. The shaft 7 is supported by a bearing (not shown) and rotates together with the rotor 4.

特に、本実施形態において第1永久磁石5の回転方向幅がwnであるのに対し、第2永久磁石6の回転方向幅はwsとなっており、異なっている。これにより、両者の磁束幅が異なることとなる。なお、wn>wsであり、両磁石5,6の磁気特性、及び半径方向と軸方向の寸法は同一である。   In particular, in the present embodiment, the rotation width of the first permanent magnet 5 is wn, whereas the rotation width of the second permanent magnet 6 is ws. Thereby, both magnetic flux width will differ. Note that wn> ws, the magnetic characteristics of both the magnets 5 and 6, and the dimensions in the radial direction and the axial direction are the same.

次に、本実施形態に係る同期電動機1のトルク密度向上について説明する。図2は、本実施形態に係る同期電動機1のギャップ磁束密度波形を示すグラフである。第1永久磁石5は第2永久磁石6と比べると幅が広いため発生する磁束も多く、その磁束が幅の狭い永久磁石6に集中して通るため、ギャップ磁束密度は永久磁石6付近の方が高くなる。このため、図2に示すように波形に隔たりが生じる。   Next, improvement in torque density of the synchronous motor 1 according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a graph showing a gap magnetic flux density waveform of the synchronous motor 1 according to the present embodiment. Since the first permanent magnet 5 is wider than the second permanent magnet 6, a large amount of magnetic flux is generated, and since the magnetic flux concentrates and passes through the narrow permanent magnet 6, the gap magnetic flux density is closer to the permanent magnet 6. Becomes higher. For this reason, as shown in FIG.

図3は、第1永久磁石5と第2永久磁石6との幅が同一の場合におけるギャップ磁束密度波形を示すグラフである。第1永久磁石5と第2永久磁石6との幅wn,wsが同一の場合、両者の永久磁石5,6が発生する磁束も同一のため、ギャップ磁束密度も両永久磁石付近で同一の波高値を示すこととなる。   FIG. 3 is a graph showing a gap magnetic flux density waveform when the widths of the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 are the same. When the widths wn and ws of the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 are the same, the magnetic fluxes generated by the permanent magnets 5 and 6 are the same, so that the gap magnetic flux density is the same in the vicinity of both permanent magnets. High value will be shown.

図4は、第1永久磁石5と第2永久磁石6との幅の比を変化させたときのギャップ磁束密度実効値を示す第1のグラフである。なお、図4に示すグラフでは、磁気飽和の影響を無視した場合の特性を示している。また、図4ではwn+ws=C(Cは一定の値)をいう条件としている。第1永久磁石5と第2永久磁石6との幅wn,wsを変化させた場合、第2永久磁石6の回転方向幅wsに対する第1永久磁石5の回転方向幅wnの比が大きくなるほど、ギャップ磁束密度実効値が高くなる傾向にある。このため、同じ実効値の電流を通電した場合、より大きなトルクを得ることができ、トルク密度やモータ効率の向上が見込める。   FIG. 4 is a first graph showing the effective value of the gap magnetic flux density when the width ratio between the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 is changed. The graph shown in FIG. 4 shows the characteristics when the influence of magnetic saturation is ignored. In FIG. 4, the condition is wn + ws = C (C is a constant value). When the widths wn and ws of the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 are changed, the ratio of the rotational direction width wn of the first permanent magnet 5 to the rotational direction width ws of the second permanent magnet 6 increases. The effective value of the gap magnetic flux density tends to increase. For this reason, when a current having the same effective value is applied, a larger torque can be obtained, and an improvement in torque density and motor efficiency can be expected.

図5は、第1永久磁石5と第2永久磁石6との幅の比を変化させたときのギャップ磁束密度実効値を示す第2のグラフである。なお、図5に示すグラフでは、磁気飽和の影響を考慮した場合の特性を示している。また、図5ではwn+ws=C(Cは一定の値)をいう条件としている。図4に示したように、第2永久磁石6の回転方向幅wsに対する第1永久磁石5の回転方向幅wnの比が大きくなるほど、ギャップ磁束密度実効値が高くなる傾向にある。しかし、幅が短くなった方の永久磁石6付近の磁束密度が高くなるので、電磁鋼板の磁気飽和が発生してしまう。このため、電磁鋼板の飽和磁束密度以上に磁束を集中させてもギャップ磁束密度は増加せず、図5に示すように、第1永久磁石5の回転方向幅wnと第2永久磁石6の回転方向幅wsとの比には最適値が存在する。すなわち、Wn:Ws=4:1程度とすることが最適といえる。このような理由から、本実施形態では、第1永久磁石5及び第2永久磁石6により発生する磁束が固定子2又は回転子4を構成する磁性体を通過する磁束密度は、磁性体の飽和磁束密度を超えないようにされている。これにより、磁気飽和による基本波磁束密度の低下を抑えることができ、より一層トルク密度を向上させることができる。   FIG. 5 is a second graph showing the effective value of the gap magnetic flux density when the ratio of the widths of the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 is changed. Note that the graph shown in FIG. 5 shows characteristics when the influence of magnetic saturation is taken into account. In FIG. 5, the condition is wn + ws = C (C is a constant value). As shown in FIG. 4, the effective value of the gap magnetic flux density tends to increase as the ratio of the rotational direction width wn of the first permanent magnet 5 to the rotational direction width ws of the second permanent magnet 6 increases. However, since the magnetic flux density near the permanent magnet 6 whose width is shorter becomes higher, magnetic saturation of the electromagnetic steel sheet occurs. For this reason, the gap magnetic flux density does not increase even if the magnetic flux is concentrated more than the saturation magnetic flux density of the electromagnetic steel sheet, and the rotational direction width wn of the first permanent magnet 5 and the rotation of the second permanent magnet 6 as shown in FIG. There is an optimum value for the ratio to the direction width ws. That is, it can be said that Wn: Ws = 4: 1 is optimal. For this reason, in this embodiment, the magnetic flux density at which the magnetic flux generated by the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 passes through the magnetic body constituting the stator 2 or the rotor 4 is the saturation of the magnetic body. The magnetic flux density is not exceeded. Thereby, the fall of the fundamental wave magnetic flux density by magnetic saturation can be suppressed, and a torque density can be improved further.

なお、本実施形態では、第1永久磁石5の方が第2永久磁石6よりも回転方向幅が大きくなっているが、これに限らず、第2永久磁石6の方が回転方向幅が大きくなっていてもよい。また、本実施形態では第1永久磁石5と第2永久磁石6の磁気特性を同一としたが、異なる特性の永久磁石を使用してもよい。例えば幅の広い方の永久磁石に安価な磁石を使用することで材料コストを低減できる。   In the present embodiment, the first permanent magnet 5 has a larger rotational direction width than the second permanent magnet 6. However, the present invention is not limited to this, and the second permanent magnet 6 has a larger rotational direction width. It may be. In the present embodiment, the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 have the same magnetic characteristics, but permanent magnets having different characteristics may be used. For example, the material cost can be reduced by using an inexpensive magnet for the wider permanent magnet.

このようにして、本実施形態に係る同期電動機1によれば、第1永久磁石5から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、第2永久磁石6から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが異なっている。このため、第1永久磁石5から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、第2永久磁石6から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが同じ場合と比較して、基本波磁束密度が高くなり、通電した際に得られるトルクが大きくなる。従って、トルク密度を向上させることができる。   Thus, according to the synchronous motor 1 according to the present embodiment, the width of the magnetic flux generated from the first permanent magnet 5 in the rotor rotation direction and the width of the magnetic flux generated from the second permanent magnet 6 in the rotor rotation direction. The width is different. For this reason, compared with the case where the width | variety of the rotor rotation direction of the magnetic flux which generate | occur | produces from the 1st permanent magnet 5 and the width | variety of the rotor rotation direction of the magnetic flux generate | occur | produced from the 2nd permanent magnet 6 is the same, fundamental wave magnetic flux density. Increases, and the torque obtained when energized increases. Therefore, torque density can be improved.

また、磁性体を通過する磁束密度は磁性体の飽和磁束密度を超えないため、磁気飽和による基本波磁束密度の低下を抑えることができ、より一層トルク密度を向上させることができる。   Moreover, since the magnetic flux density which passes a magnetic body does not exceed the saturation magnetic flux density of a magnetic body, the fall of the fundamental wave magnetic flux density by magnetic saturation can be suppressed, and a torque density can be improved further.

また、第1永久磁石5と第2永久磁石6とは磁気特性が異なるため、一方の磁束発生部材を安価なものにするなど可能となり、コスト低減につなげることができる。   In addition, since the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 have different magnetic characteristics, one of the magnetic flux generating members can be made inexpensive and the cost can be reduced.

次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態に係る同期電動機は第1実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。以下、第1実施形態との相違点を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The synchronous motor according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but a part of the configuration is different. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

図6は、第2実施形態に係る同期電動機1aを示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。図6に示すように、第1永久磁石5が平板形状とされているのに対し、第2永久磁石6は第1部材6aと第2部材6bとによって構成されてV字形状となっている。   FIG. 6 is a configuration diagram showing the synchronous motor 1a according to the second embodiment, and shows a cross section when cut along a plane perpendicular to the rotation axis direction of the motor. As shown in FIG. 6, the first permanent magnet 5 has a flat plate shape, whereas the second permanent magnet 6 has a V-shape formed by a first member 6a and a second member 6b. .

このように配置形状を異ならせることによっても、図5に示したようなN極磁極幅wnとS極磁極幅wsに差を設けることが可能となり、第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、永久磁石5,6a,6bは全て同一形状となっていることが望ましい。これにより、製造コストの低減も見込めるためである。さらに、第1永久磁石5をV字形状とし、第2永久磁石6を平板形状としてもよい。   Also by making the arrangement shapes different in this way, it becomes possible to provide a difference between the N-pole magnetic pole width wn and the S-pole magnetic pole width ws as shown in FIG. 5, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. . It is desirable that the permanent magnets 5, 6a, 6b have the same shape. This is because the manufacturing cost can be reduced. Further, the first permanent magnet 5 may be V-shaped and the second permanent magnet 6 may be flat.

このようにして、第2実施形態に係る同期電動機1aによれば、第1実施形態と同様に、トルク密度を向上させることができる。   Thus, according to the synchronous motor 1a according to the second embodiment, the torque density can be improved as in the first embodiment.

さらに、第2実施形態によれば、第1永久磁石5と第2永久磁石6とは、一方が平板形状であり、他方がV字形状となっている。このため、例えば第1永久磁石5と第2永久磁石6とを、1種類の形状且つ1種類の磁気特性としたとしても、トルク密度を向上させることができ、トルク密度の向上にあたり製造コストを抑えることができる。   Furthermore, according to the second embodiment, one of the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 has a flat plate shape and the other has a V shape. For this reason, for example, even if the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 have one type of shape and one type of magnetic characteristic, the torque density can be improved, and the manufacturing cost is reduced when the torque density is improved. Can be suppressed.

次に、本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態に係る同期電動機は第1実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。以下、第1実施形態との相違点を説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The synchronous motor according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment, but a part of the configuration is different. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

図7は、第3実施形態に係る同期電動機1bを示す構成図であり、電動機の回転軸方向に対して垂直な平面で切ったときの断面を示している。図7に示すように、第1永久磁石5と第2永久磁石6とは、それぞれの外周端部から、固定子2と回転子4との空隙までの距離であるブリッジ幅が、異なっている。具体的に、第1永久磁石5の外周端部から空隙までの半径方向距離はtnであり、第2永久磁石6の外周端部から空隙までの半径方向距離はtsであり、tn>tsとなっている。   FIG. 7: is a block diagram which shows the synchronous motor 1b which concerns on 3rd Embodiment, and has shown the cross section when cut by the plane perpendicular | vertical with respect to the rotating shaft direction of an electric motor. As shown in FIG. 7, the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 have different bridge widths, which are distances from the respective outer peripheral ends to the gap between the stator 2 and the rotor 4. . Specifically, the radial distance from the outer peripheral end of the first permanent magnet 5 to the air gap is tn, the radial distance from the outer peripheral end of the second permanent magnet 6 to the air gap is ts, and tn> ts. It has become.

永久磁石5,6から空隙までの距離tn,tsが異なることにより、空隙側を通過せず回転子4内で短絡する磁束の量が、永久磁石5と永久磁石6で差が生じるため、ギャップ磁束密度の波高値や永久磁石付近のギャップ磁束密度の波高値に差が生じ、第1実施形態例と同様の効果が得られる。更に、永久磁石5と永久磁石6に異なる特性の磁石を用いた場合、半径方向距離の大きい方に密度の高い永久磁石を配置することで、回転強度の向上も見込める。   Since the distances tn and ts from the permanent magnets 5 and 6 to the air gap are different, the amount of magnetic flux that does not pass through the air gap side and is short-circuited in the rotor 4 is different between the permanent magnet 5 and the permanent magnet 6. A difference occurs between the peak value of the magnetic flux density and the peak value of the gap magnetic flux density near the permanent magnet, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, when magnets having different characteristics are used for the permanent magnet 5 and the permanent magnet 6, the rotational strength can be improved by disposing a permanent magnet having a high density in the larger radial distance.

さらに、第3実施形態では、固定子2に巻き回された巻線3に対し電気角周波数の電流を通電するのに加えて、電気角周波数の2倍以上の高周波数電流を通電するようになっている。これにより、一層トルクを向上させることができるからである。   Furthermore, in the third embodiment, in addition to passing an electric angular frequency current to the winding 3 wound around the stator 2, a high frequency current more than twice the electric angular frequency is supplied. It has become. This is because the torque can be further improved.

なお、上記の高周波数とは、固定子2と回転子4との空隙の磁束密度の高周波成分のうち、最大となる周波数と同一であることが望ましい。トルク向上について最大化を図ることができるからである。   The high frequency is preferably the same as the highest frequency among the high frequency components of the magnetic flux density in the gap between the stator 2 and the rotor 4. This is because it is possible to maximize the torque improvement.

このようにして、第3実施形態に係る同期電動機1bによれば、第1実施形態と同様に、トルク密度を向上させることができる。   Thus, according to the synchronous motor 1b according to the third embodiment, the torque density can be improved as in the first embodiment.

また、第1永久磁石5と第2永久磁石6とは、それぞれの外周端部から、固定子2と回転子4との空隙までの距離が、異なっている。このため、例えば密度の高い磁束発生部材側のブリッジ幅を厚くすることで、トルク密度を向上させつつ、回転子の回転強度を向上させることができる。   Further, the first permanent magnet 5 and the second permanent magnet 6 are different from each other in the distance from the outer peripheral end portion to the gap between the stator 2 and the rotor 4. For this reason, for example, by increasing the bridge width on the high-density magnetic flux generating member side, the rotational strength of the rotor can be improved while improving the torque density.

また、固定子2に巻き回された巻線3に、電気角周波数の電流に加えて、電気角周波数の2倍以上の高周波数電流を通電するため、一層トルクを向上させることができる。   In addition to the electrical angular frequency current, a high frequency current that is twice or more the electrical angular frequency is supplied to the winding 3 wound around the stator 2, so that the torque can be further improved.

また、高周波数とは、固定子と回転子との空隙の磁束密度の高周波成分のうち、最大となる周波数と同一であるため、トルク向上について最大化を図ることができる。   Moreover, since the high frequency is the same as the highest frequency among the high frequency components of the magnetic flux density in the gap between the stator and the rotor, the torque improvement can be maximized.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention.

1,1a,1b…同期電動機
2…固定子
3…固定子巻線
4…回転子
5…第1永久磁石(N極磁束発生部材)
6…第2永久磁石(S極磁束発生部材)
7…シャフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Synchronous motor 2 ... Stator 3 ... Stator winding 4 ... Rotor 5 ... 1st permanent magnet (N pole magnetic flux generation member)
6 ... 2nd permanent magnet (S pole magnetic flux generating member)
7 ... Shaft

Claims (7)

磁束発生部材を有する回転子と、電流磁界を回転させることができるように電流が与えられる固定子と、を備えた同期電動機であって、
前記回転子と前記固定子との間の空隙において、前記回転子から前記固定子に向かう磁束を発生させるN極磁束発生部材と、前記固定子から前記回転子に向かう磁束を発生させるS極磁束発生部材と、を有し、
前記N極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅と、前記S極磁束発生部材から発生する磁束の回転子回転方向の幅とが異なっている
ことを特徴とする同期電動機。
A synchronous motor comprising a rotor having a magnetic flux generating member and a stator to which a current is applied so that a current magnetic field can be rotated,
In the gap between the rotor and the stator, an N-pole magnetic flux generating member that generates a magnetic flux from the rotor to the stator, and an S-pole magnetic flux that generates a magnetic flux from the stator to the rotor A generating member,
A synchronous motor, wherein a width of a magnetic flux generated from the N-pole magnetic flux generation member in a rotor rotation direction is different from a width of a magnetic flux generated from the S-pole magnetic flux generation member in a rotor rotation direction.
前記N極磁束発生部材及び前記S極磁束発生部材により発生する磁束が前記固定子又は前記回転子を構成する磁性体を通過する磁束密度は、前記磁性体の飽和磁束密度を超えない
ことを特徴とする請求項1に記載の同期電動機。
The magnetic flux density at which the magnetic flux generated by the N-pole magnetic flux generating member and the S-pole magnetic flux generating member passes through the magnetic body constituting the stator or the rotor does not exceed the saturation magnetic flux density of the magnetic body. The synchronous motor according to claim 1.
前記N極磁束発生部材と前記S極磁束発生部材とは、一方が平板形状であり、他方がV字形状となっている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の同期電動機。
One of the N-pole magnetic flux generating member and the S-pole magnetic flux generating member has a flat plate shape and the other has a V-shape. Synchronous motor.
前記N極磁束発生部材と前記S極磁束発生部材とは、それぞれの外周端部から、前記固定子と前記回転子との空隙までの距離であるブリッジ幅が、異なっている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の同期電動機。
The N-pole magnetic flux generation member and the S-pole magnetic flux generation member have different bridge widths, which are distances from the respective outer peripheral ends to the gap between the stator and the rotor. The synchronous motor according to any one of claims 1 to 3.
前記N極磁束発生部材と前記S極磁束発生部材とは磁気特性が異なる
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の同期電動機。
The synchronous motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the N-pole magnetic flux generation member and the S-pole magnetic flux generation member have different magnetic characteristics.
前記固定子に巻き回された巻線に対し電気角周波数の電流を通電するのに加えて、前記電気角周波数の2倍以上の高周波数電流を通電する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の同期電動機。
The high-frequency current more than twice the electrical angular frequency is passed in addition to passing a current of electrical angular frequency to the winding wound around the stator. 6. The synchronous motor according to any one of items 5.
前記高周波数とは、前記固定子と前記回転子との空隙の磁束密度の高周波成分のうち、最大となる周波数と同一である
ことを特徴とする請求項6に記載の同期電動機。
The synchronous motor according to claim 6, wherein the high frequency is the same as a maximum frequency among high frequency components of a magnetic flux density in a gap between the stator and the rotor.
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