JP2013126273A - 電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム - Google Patents
電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013126273A JP2013126273A JP2011272677A JP2011272677A JP2013126273A JP 2013126273 A JP2013126273 A JP 2013126273A JP 2011272677 A JP2011272677 A JP 2011272677A JP 2011272677 A JP2011272677 A JP 2011272677A JP 2013126273 A JP2013126273 A JP 2013126273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- motor
- rotor
- stator
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 414
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 115
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 88
- 238000007667 floating Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0493—Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor
- F16C32/0497—Active magnetic bearings for rotary movement integrated in an electrodynamic machine, e.g. self-bearing motor generating torque and radial force
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
【解決手段】回転子が磁気力を発生しながら回転する電動機の固定子11は、回転子の回転トルクを発生させる電動機電流を生成する電動機電流生成部13を接続するための第1の端子Um、VmおよびWmと、回転子の半径方向に磁気力を発生させる支持電流を生成する支持電流生成部14を接続するための第2の端子Us、VsおよびWsと、一端が第1の端子Um、VmおよびWmに接続され、他端が第2の端子Us、VsおよびWsに接続された第1の巻線Ums、VmsおよびWmsと、一端が第1の端子Um、VmおよびWmに接続され、他端が電動機の中性点Nに接続された第2の巻線Umn、VmnおよびWmnと、を備える。
【選択図】図1
Description
2 制御装置
2−1 電動機制御部
2−2 支持制御部
2−2−1 支持制御演算部
2−2−2 PID制御部
11 固定子
12 回転子
13 電動機電流生成部
14 支持電流生成部
15x、15y 位置センサ
20 ケース
21 主軸
22、53、63 インペラー
23 SPM型回転子
24 リング
25 永久磁石
26、31、41、64 回転子
27、52、62 吐出口
28 スラスト磁石
29、34、44、67、68 固定子
30 コイルエンド
32、42、65 突極
33−1、43−1、66−1 スロット
33−2、43−2、66−2 スラストコイル
51、61 流入口
N 中性点
U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12 歯
Um、Vm、Wm、Am、Bm 第1の端子
Ums、Vms、Wms、Ams、Bms 第1の巻線
Us、Vs、Ws、As、Bs 第2の端子
Umn、Vmn、Wmn、Amn、Bmn 第2の巻線
Claims (7)
- 回転子が磁気力を発生しながら回転する電動機の固定子であって、
回転子の回転トルクを発生させる電動機電流を生成する電動機電流生成部を接続するための第1の端子と、
回転子の半径方向に磁気力を発生させる支持電流を生成する支持電流生成部を接続するための第2の端子と、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が前記第2の端子に接続された第1の巻線と、
一端が前記第1の端子に接続され、他端が電動機の中性点に接続された第2の巻線と、
を備えることを特徴とする固定子。 - 前記第1の巻線および前記第2の巻線は、対峙する回転子の回転方向に沿って前記固定子上に設けられた複数の歯のうち、前記第2の端子から流入する支持電流が前記第1の巻線を経由して前記第2の巻線を流れて前記第1の巻線および前記第2の巻線により支持力を発生する起磁力が発生し、かつ、前記第1の端子から流入する電動機電流が前記第1の巻線および前記第2の巻線に分岐して分かれて流れて前記第1の巻線および前記第2の巻線によりトルクを発生する起磁力が発生することになる歯に、それぞれ配置される請求項1に記載の固定子。
- 前記第1の巻線および前記第2の巻線は、対峙する回転子の回転方向に沿って前記固定子上に設けられた複数の歯のうち、前記第2の端子から流入する支持電流が前記第1の巻線を経由して前記第2の巻線を流れたときにそれぞれ発生する前記第1の巻線における誘起電圧および前記第2の巻線における誘起電圧が、大きさが等しくなおかつ向きが逆となるような歯にそれぞれ配置される請求項1または2に記載の固定子。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の固定子と、
半径方向にギャップを隔てて前記固定子と対峙した回転子であって、回転軸から半径方向外方に向いたバイアス磁束を発生するように着磁された永久磁石が設けられた回転子と、
を備え、
前記第2の端子から流入する支持電流が前記第1の巻線を経由して前記第2の巻線を流れて前記第1の巻線および前記第2の巻線により発生した支持磁束と前記回転子に設けられた前記永久磁石により発生したバイアス磁束とにより磁束の粗密が発生して、前記回転子を前記固定子に対して磁気浮上させる支持力が発生し、
前記第1の端子から流入する電動機電流が前記第1の巻線および前記第2の巻線に分岐して分かれて流れて前記第1の巻線および前記第2の巻線により発生した電動機磁束と前記回転子に設けられた前記永久磁石により発生したバイアス磁束とにより、前記回転子を回転させるための回転トルクが発生することを特徴とする電動機。 - 前記固定子における前記第1の巻線および前記第2の巻線により発生した支持磁束の極数は、前記回転子に設けられた前記永久磁石により発生したバイアス磁束の極数よりも2極多いかもしくは2極少ない請求項4に記載の電動機。
- 請求項4または5に記載の電動機と、
前記電動機電流を生成する電動機電流生成部と、
前記支持電流を生成する支持電流生成部と、
を備えることを特徴とする電動機システム。 - 請求項4または5に記載の電動機と、
前記電動機の前記回転子および前記固定子にスラスト方向に磁束を発生する手段と、
を備え、
前記スラスト方向の磁束に基づきスラスト電磁力を発生することを特徴とする電動機システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011272677A JP5930367B2 (ja) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011272677A JP5930367B2 (ja) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013126273A true JP2013126273A (ja) | 2013-06-24 |
JP5930367B2 JP5930367B2 (ja) | 2016-06-08 |
Family
ID=48777233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011272677A Active JP5930367B2 (ja) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5930367B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014121098A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-30 | Tokyo Institute Of Technology | ベアリングレスモータ、回転機および非接触磁気力支持ポンプ |
WO2015019463A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 株式会社日立製作所 | 電動機システムおよび磁気軸受システム |
CN107852068A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-03-27 | 拉普兰塔理工大学 | 控制磁悬浮和转矩生成的控制设备和方法 |
WO2018066288A1 (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024116846A1 (ja) * | 2022-11-28 | 2024-06-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ベアリングレスモータ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4644832B2 (ja) * | 2007-01-22 | 2011-03-09 | 学校法人東京理科大学 | 回転電気機械 |
WO2011114912A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 学校法人東京理科大学 | ベアリングレスモータ |
-
2011
- 2011-12-13 JP JP2011272677A patent/JP5930367B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4644832B2 (ja) * | 2007-01-22 | 2011-03-09 | 学校法人東京理科大学 | 回転電気機械 |
WO2011114912A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 学校法人東京理科大学 | ベアリングレスモータ |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6015031215; K. Miyashita, M. Ooshima, M. Nasir Uddin: 'Design of a Time-divided Torque and Suspension Force Control Type Bearingless Motor' Power and Energy Society General Meeting, 2011 IEEE , 20110729, P.1-P.4 * |
JPN6015031217; Akira Chiba, Kazuki Sotome, Yuto Iiyama, M. Azizur Rahman: 'A Novel Middle-Point-Current-Injection-Type Bearingless PM Synchronous Motor for Vibration Suppressi' Industry Applications, IEEE Transactions Vol.47,No.4, 20110718, P.1700-P.1706 * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014121098A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-30 | Tokyo Institute Of Technology | ベアリングレスモータ、回転機および非接触磁気力支持ポンプ |
WO2015019463A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 株式会社日立製作所 | 電動機システムおよび磁気軸受システム |
JPWO2015019463A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2017-03-02 | 株式会社日立製作所 | 電動機システムおよび磁気軸受システム |
TWI593890B (zh) * | 2013-08-08 | 2017-08-01 | Hitachi Ltd | Motor system and magnetic bearing system |
CN107852068A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-03-27 | 拉普兰塔理工大学 | 控制磁悬浮和转矩生成的控制设备和方法 |
US20180180095A1 (en) * | 2015-06-26 | 2018-06-28 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | A control device and a method for controlling magnetic levitation and torque generation |
EP3314733A4 (en) * | 2015-06-26 | 2018-12-19 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | A control device and a method for controlling magnetic levitation and torque generation |
CN107852068B (zh) * | 2015-06-26 | 2020-06-02 | 拉普兰塔理工大学 | 控制磁悬浮和转矩生成的控制设备和方法 |
US11286983B2 (en) | 2015-06-26 | 2022-03-29 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Control device and a method for controlling magnetic levitation and torque generation |
WO2018066288A1 (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
JP2018061375A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社Soken | 回転電機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5930367B2 (ja) | 2016-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Asama et al. | Proposal and analysis of a novel single-drive bearingless motor | |
JP5930367B2 (ja) | 電動機、この電動機の固定子、およびこの電動機を備える電動機システム | |
JP6327887B2 (ja) | 電動機および電動機システム | |
JP4616405B2 (ja) | ベアリングレスモータ | |
Oishi et al. | A novel parallel motor winding structure for bearingless motors | |
JP6391358B2 (ja) | 電動機システム | |
Zürcher et al. | Motor torque and magnetic levitation force generation in bearingless brushless multipole motors | |
JP6455725B2 (ja) | 回転電機 | |
Sugimoto et al. | Design of homopolar consequent-pole bearingless motor with wide magnetic gap | |
US20210404473A1 (en) | High-efficiency magnetic coupling and levitation pump | |
Yamamoto et al. | Experimental estimation of a 5-axis active control type bearingless canned motor pump | |
Sugimoto et al. | Axial vibration suppression by field flux regulation in two-axis actively positioned permanent magnet bearingless motors with axial position estimation | |
JP6627706B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2010279230A (ja) | アキシャル型磁気浮上モータおよびアキシャル型磁気浮上モータを備えたアキシャル型磁気浮上遠心ポンプ | |
Sugimoto et al. | Design of SPM and IPM rotors in novel one-axis actively positioned single-drive bearingless motor | |
JP6376409B2 (ja) | 交流励磁同期回転電機 | |
Asama et al. | A novel concept of a single-drive bearingless motor | |
Gruber et al. | Design variants of the bearingless segment motor | |
Sun et al. | Out rotor bearingless brushless DC motor for flywheel energy storage | |
JP2016163495A (ja) | 電動機および電動機システム | |
Miyashita et al. | Design of a time-divided torque and suspension force control type bearingless motor | |
Miyamoto et al. | Verification of a novel 5-axis active control type bearingless canned motor pump utilizing passive magnetic bearing function for high power | |
EP1257042A2 (en) | Magnetically levitated motor | |
Miyoshi et al. | Axial vibration suppression by field flux regulation in two-axis actively positioned permanent magnet bearingless motors with axial position estimation | |
JP6078874B2 (ja) | ベアリングレスモータ、回転機および非接触磁気力支持ポンプ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141014 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150811 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151009 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5930367 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |