JP2013229958A - Synchronous motor - Google Patents

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Fumiki Yamaoka
史樹 山岡
Akiyoshi Satake
明喜 佐竹
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double rotor type synchronous motor in which cogging ripple is reduced, and ring winding can be employed even if the number of slots in a stator and the number of magnetic poles of a rotor are different on the inside and outside.SOLUTION: The synchronous motor includes a stator having a first stator tooth part 52 on the radial outside and a second stator tooth part 53 on the radial inside, a first rotor 56 disposed to face the first stator tooth part 52, and a second rotor 57 disposed to face the second stator tooth part 53. The number of slots Nsof the first stator tooth part 52, the number of slots Nsof the second stator tooth part 53, the number of magnetic poles Npof a first rotor, and the number of magnetic poles Npof a second rotor are set to satisfy a relational expression Ns±(Np/2)=2m, Ns=(Ns)/n, Np=2Ns×{(1/n)-1}+Np, where m is an integer of 1 or more, and n is an integer of 2 or more.

Description

本発明は、工作機械等に利用されるサーボ用途の同期電動機に関するものであり、特に低速時に大トルクを発生する同期電動機の巻線使用銅量の削減とコギングリップル低減を実現する固定子スロット数と回転子磁極数の関係、および巻線方法に関するものである。   The present invention relates to a synchronous motor for servo applications used in machine tools and the like, and in particular, the number of stator slots that realizes a reduction in the amount of copper used in winding of a synchronous motor that generates a large torque at a low speed and a reduction in cogging ripple. And the number of rotor magnetic poles, and a winding method.

図5に従来の同期電動機の主要部の断面図、および固定子の巻線方法を示す。同期電動機の固定子100は、磁性体101に設けられた歯部102と、歯部の間に構成されたスロット103を有する。また、固定子100内周面との間にギャップを介して、回転子107が設けられている。回転子107は、リング104に磁性体105を嵌込み、かつ、永久磁石106を配設固着させて構成される。また、固定子の巻線方式は図5に示すように1相の巻線が前記スロット103の間を跨ぐように円周方向に巻回されており、一般的に分布巻と呼ばれている。このような分布巻の固定子を有した同期電動機は一般的にトルクリップルが生じにくいため、滑らかに回転子を回転させることができ、かつ低回転域での高トルクを可能とする。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of a conventional synchronous motor and a method of winding the stator. The stator 100 of the synchronous motor includes a tooth portion 102 provided on the magnetic body 101 and a slot 103 formed between the tooth portions. In addition, a rotor 107 is provided between the inner peripheral surface of the stator 100 via a gap. The rotor 107 is configured by fitting a magnetic body 105 into a ring 104 and arranging and fixing a permanent magnet 106. As shown in FIG. 5, the stator winding method is such that one-phase winding is wound in the circumferential direction so as to straddle between the slots 103, and is generally called distributed winding. . Synchronous motors having such distributed winding stators are generally less susceptible to torque ripple, so that the rotor can be smoothly rotated and high torque can be achieved in a low rotation range.

従来技術において、分布巻の固定子は、滑らかに回転子を回転させることができ、かつ、回転域での高トルクを可能とする。しかし、分布巻は、巻線がスロット間を跨ぐように巻回されているため、コイルエンドの体積が大きくなり電動機の小型化が困難である。また、巻線材料である銅の使用量も多いため、巻線抵抗、銅損が増加して電動機が発熱しやすいという課題がある。   In the prior art, the distributed winding stator can smoothly rotate the rotor and enables high torque in the rotation region. However, since the distributed winding is wound so that the winding straddles between the slots, the volume of the coil end becomes large and it is difficult to reduce the size of the electric motor. Moreover, since the amount of copper used as the winding material is large, there is a problem that the winding resistance and copper loss increase, and the motor easily generates heat.

これに対して、特許文献1の様に、巻線を円環状に巻回する環状巻を有した固定子が存在する。特許文献1の固定子を有した同期電動機は、スロット間を跨ぐ巻線がなく、各巻線が重なり合わないため、コイルエンドの体積が小さくなり、電動機の小型化が可能である。また、銅の使用量が少なくなり、巻線抵抗と銅損が低下して電動機の発熱が低減される。ちなみに環状巻の巻線に流れる電流位相は、分布巻と同じである。   On the other hand, there is a stator having an annular winding for winding the winding in an annular shape as in Patent Document 1. The synchronous motor having the stator of Patent Document 1 does not have windings straddling between slots, and the windings do not overlap with each other. Therefore, the volume of the coil end is reduced, and the motor can be reduced in size. In addition, the amount of copper used is reduced, the winding resistance and copper loss are reduced, and the heat generation of the motor is reduced. Incidentally, the phase of the current flowing through the winding of the annular winding is the same as that of the distributed winding.

さらに、環状巻を有した固定子と、内側回転子と外側回転子とを備える電動機(以降、環状巻ダブルロータ型電動機と称す)が特許文献2の様に開示されている。環状巻ダブルロータ型電動機は、前記固定子から径方向に向かって内側と外側に突出した2つの歯部12、13と、前記歯部の間に構成された内側と外側スロット16、17を有した固定子10を構成し、前記固定子10の歯部12、13に対して一定の空隙を介して、内側と外側に永久磁石22、32を貼り合わせた回転子を2つ備え持つ構成となっている(環状巻ダブルロータ型電動機の図及び構成要素の番号は、特許文献2の図1参照。)。   Furthermore, an electric motor including a stator having an annular winding, an inner rotor, and an outer rotor (hereinafter referred to as an annular winding double rotor type motor) is disclosed as in Patent Document 2. The annular double rotor type motor has two tooth portions 12 and 13 projecting inward and outward in the radial direction from the stator, and inner and outer slots 16 and 17 formed between the tooth portions. The stator 10 is configured to have two rotors having permanent magnets 22 and 32 bonded to the inner side and the outer side through a certain gap with respect to the tooth portions 12 and 13 of the stator 10. (Refer to FIG. 1 of Patent Document 2 for the figure of the annular winding double rotor type motor and the number of the component.)

特許第3630991号公報Japanese Patent No. 3630991 特許第4670871号公報Japanese Patent No. 4670871

一般的に、特許文献1の様な環状巻の固定子を有した電動機は、固定子スロットと回転子の磁極間のパーミアンス変化によりコギングリップルが発生する。また、特許文献2の様な環状巻ダブルロータ型電動機は、一般的に前記固定子の内側スロットと外側スロットのスロット数が同数、かつ前記回転子の内側永久磁石と外側永久磁石の磁極数も同数の場合しか採用できない。   Generally, in an electric motor having an annular winding stator as in Patent Document 1, a cogging ripple is generated due to a permeance change between a stator slot and a magnetic pole of a rotor. In addition, an annularly wound double rotor type electric motor as in Patent Document 2 generally has the same number of slots in the inner and outer slots of the stator, and the number of magnetic poles of the inner and outer permanent magnets of the rotor. Only the same number of cases can be adopted.

そこで本発明は、同期電動機の固定子スロット数と回転子磁極数および位置関係を工夫することで、ダブルロータ型電動機で固定子スロット数と回転子磁極数が内側と外側で異なる場合でも環状巻を採用可能とし、かつコギングリップルを低減させることを目的としている。   Therefore, the present invention devises the number of stator slots, the number of rotor magnetic poles, and the positional relationship of the synchronous motor, so that even if the number of stator slots and the number of rotor magnetic poles are different between the inner side and the outer side in a double rotor type motor, The purpose is to reduce the cogging ripple.

本発明の同期電動機は、軟磁性材料から成る固定子と、回転方向に磁気抵抗の高低差を持つとともに表面または内部に永久磁石を備えた第1および第2の回転子と、を備える同期電動機であって、前記固定子は、径方向に外側に向かって開口したスロットを形成する第1の固定子歯部と、径方向に内側に向かって開口したスロットを形成する第2の固定子歯部と、前記第1、第2の固定子歯部で共通の固定子ヨーク部と、を有し、前記第1の回転子は、第1の固定子歯部に対向するように配置され、前記第2の回転子は、第2の固定子歯部に対向するように配置され、前記第1の固定子歯部で形成されるスロットと前記第2の固定子歯部で形成されるスロットに巻線が巻回され、第1の固定子歯部のスロット数Ns、および第2の固定子歯部のスロット数Ns、第1の回転子磁極数Np、および第2の回転子磁極数Npは、mを1以上の整数、nを2以上の整数としたとき、
Ns±(Np/2)=2m
Ns=(Ns)/n
Np=2・Ns×{(1/n)−1}+Np
の関係式が成り立つべく設定される、ことを特徴とする。
A synchronous motor according to the present invention includes a stator made of a soft magnetic material, and first and second rotors having a difference in magnetic resistance in the rotation direction and having permanent magnets on the surface or inside thereof. The stator includes a first stator tooth portion that forms a slot that opens radially outward, and a second stator tooth that forms a slot that opens radially inside. And a stator yoke portion common to the first and second stator tooth portions, and the first rotor is disposed so as to face the first stator tooth portion, The second rotor is disposed so as to face the second stator tooth portion, and a slot formed by the first stator tooth portion and a slot formed by the second stator tooth portion. the winding is wound, the number of slots Ns 1 of the first stator teeth, and a second stator The number of slots Ns 2 parts, the first rotor magnetic poles Np 1, and the second rotor poles Np 2 is an integer of 1 or more m, when n an integer of 2 or more,
Ns 1 ± (Np 1/2 ) = 2m
Ns 2 = (Ns 1 ) / n
Np 2 = 2 · Ns 1 × {(1 / n) −1} + Np 1
The relational expression is set so as to hold.

好適な態様では、一つの第1の固定子歯部の周方向中心と回転中心とを通る第一直線と、前記ヨーク部を挟んで前記一つの第1の固定子歯部の反対側に位置する前記第2の固定子歯部の周方向中心と前記回転中心とを通る第二直線と、のなす角度Δθが、0< Δθ <(2π/Ns2) [rad]である。   In a preferred aspect, the first straight line passing through the circumferential center and the rotation center of one first stator tooth portion is located on the opposite side of the one first stator tooth portion across the yoke portion. An angle Δθ formed by the second straight line passing through the circumferential center of the second stator tooth portion and the rotation center is 0 <Δθ <(2π / Ns2) [rad].

本発明によれば、前記関係式が成り立つ同期電動機を設計することで、固定子スロットと回転子磁極数が内側と外側で異なる場合でも環状巻を採用することができる。さらに、回転中心と第1の固定子歯部の中心を通る線と、回転中心と第2の固定子歯部の中心を通る線を前記関係式が成り立つように配置することで、固定子スロットと回転子の磁極間のパーミアンス変化により発生するコギングリップルを低減させることが可能である。   According to the present invention, by designing a synchronous motor that satisfies the above relational expression, it is possible to employ an annular winding even when the number of stator slots and the number of rotor magnetic poles are different between the inside and the outside. Further, by arranging a line passing through the center of rotation and the center of the first stator tooth portion and a line passing through the center of rotation and the center of the second stator tooth portion so that the above relational expression is satisfied, the stator slot It is possible to reduce cogging ripple caused by a permeance change between the magnetic poles of the rotor and the rotor.

本発明の第1の実施形態および第2の実施形態に係る環状巻の固定子を有したm=1、n=2の場合の同期電動機の断面図である。It is sectional drawing of the synchronous motor in case of m = 1 and n = 2 with the stator of the annular winding which concerns on the 1st Embodiment and 2nd Embodiment of this invention. 図1における固定子の巻線方法を表した部分図である。FIG. 2 is a partial view showing a stator winding method in FIG. 1. 本実施形態に係る同期電動機の駆動方法を示した図である。It is the figure which showed the drive method of the synchronous motor which concerns on this embodiment. 図1のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 従来技術に係る分布巻の固定子を有した同期電動機の断面図である。It is sectional drawing of the synchronous motor which has the stator of the distributed winding which concerns on a prior art.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態および第2の実施形態に係る環状巻の固定子を有した、m=1、n=2の場合の同期電動機である。図2は図1に示した同期電動機の固定子の巻線方法を示した図である。図3は、本実施形態に係る同期電動機の駆動方法を示した図である。図1、2、3を参照しながら、本実施形態を説明する。必ずしもm=nでなくてよい。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a synchronous motor having an annular winding stator according to the first and second embodiments when m = 1 and n = 2. FIG. 2 is a view showing a winding method of the stator of the synchronous motor shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a method for driving the synchronous motor according to the present embodiment. The present embodiment will be described with reference to FIGS. M is not necessarily n.

まず、構造について説明する。本電動機は、軟磁性材料から成る固定子50および回転子を有している。固定子50は、第1の固定子歯部52、第2の固定子歯部53、および、第1、第2の固定子歯部52,53で共通の固定子ヨーク部51を有している。第1の固定子歯部52は、径方向に外側に向かって開口した開口部を持ち、第2の固定子歯部53は、径方向内側に向かって開口した開口部を持つ。各第1の固定子歯部52の間には第1のスロット54、各第2の固定子歯部53の間には第2のスロット55が設けられている。   First, the structure will be described. This electric motor has a stator 50 and a rotor made of a soft magnetic material. The stator 50 includes a first stator tooth portion 52, a second stator tooth portion 53, and a stator yoke portion 51 common to the first and second stator tooth portions 52, 53. Yes. The first stator tooth portion 52 has an opening portion that opens radially outward, and the second stator tooth portion 53 has an opening portion that opens radially inward. A first slot 54 is provided between each first stator tooth portion 52, and a second slot 55 is provided between each second stator tooth portion 53.

また、回転子は、第1の固定子歯部52に対向するように備えられる第1の回転子56と、第2の固定子歯部53に対向するように備えられる第2の回転子57と、を備えている。これら回転子は、回転方向に磁気抵抗の高低差を持ち、表面または内部に永久磁石を備えている。   In addition, the rotor is provided with a first rotor 56 provided to face the first stator tooth portion 52 and a second rotor 57 provided to face the second stator tooth portion 53. And. These rotors have a difference in magnetic resistance in the direction of rotation, and have permanent magnets on the surface or inside.

巻線は、図2に示すように固定子ヨーク部を跨ぐよう第1のスロット54と第2のスロット55を円環状に巻回される。   As shown in FIG. 2, the winding is wound around the first slot 54 and the second slot 55 in an annular shape so as to straddle the stator yoke portion.

本実施の形態に係る電動機では、前記固定子のスロット数と前記回転子の磁極数の組み合わせを特殊な組み合わせとしている。具体的には、第1の固定子歯部52のスロット数をNs1、および第2の固定子歯部53のスロット数をNs、第1の回転子56の磁極数をNp、および第2の回転子57の磁極数をNp、mを1以上の整数で、nを2以上の整数としたとき、下記式1〜3の全てが成立するようにしている。
Ns±(Np/2)=2m 式1
Ns=(Ns)/n 式2
Np=2・Ns×{(1/n)−1}+Np 式3
In the electric motor according to the present embodiment, the combination of the number of slots of the stator and the number of magnetic poles of the rotor is a special combination. Specifically, Np 1 the number of magnetic poles of the first number of slots Ns second stator Ns1 the number of slots of the teeth 52, and the second stator teeth 53, the first rotor 56, and a When the number of magnetic poles of the second rotor 57 is Np 2 , m is an integer of 1 or more and n is an integer of 2 or more, all of the following formulas 1 to 3 are established.
Ns 1 ± (Np 1/2 ) = 2m Formula 1
Ns 2 = (Ns 1 ) / n Equation 2
Np 2 = 2 · Ns 1 × {(1 / n) −1} + Np 1 Formula 3

例えば、図1で示した電動機の場合、第1の回転子56の磁極数Npが32極であり、第2の回転子57の磁極数Npが14極である。また、第1固定子歯部52のスロット数Nsが18スロット、第2固定子歯部53のスロット数Nsが9スロットとなる。 For example, in the case of the electric motor shown in FIG. 1, the number of magnetic poles Np 1 of the first rotor 56 is 32 poles, and the number of magnetic poles Np 2 of the second rotor 57 is 14 poles. Further, the slot number Ns 1 of the first stator tooth portion 52 is 18 slots, and the slot number Ns 2 of the second stator tooth portion 53 is 9 slots.

次に、駆動方法の概要を説明する。第1の回転子56と第2の回転子57は磁極数が異なるため、同期周波数が異なる。特に図示しないが第1の回転子56、第2の回転子57に応じた位相と周波数を考慮した電流を重畳することで駆動が可能である。また、それぞれの回転子は機械的に独立して回転できるため、第1の回転子56または第2の回転子57に応じた位相・周波数の電流を印加することで第1の回転子56、第2の回転子57単独で回転させることも可能である。   Next, an outline of the driving method will be described. Since the first rotor 56 and the second rotor 57 have different numbers of magnetic poles, the synchronization frequencies are different. Although not particularly illustrated, driving is possible by superimposing currents in consideration of the phase and frequency corresponding to the first rotor 56 and the second rotor 57. In addition, since each rotor can be rotated mechanically independently, by applying a current having a phase and frequency corresponding to the first rotor 56 or the second rotor 57, the first rotor 56, It is also possible to rotate the second rotor 57 alone.

さらに、径方向に外側に向かって配置されている第1の回転子56は、慣性モーメントが大きくかつ磁極数が多いため高トルクであるが、誘起電圧が高く低速でしか回転できない。また、径方向に内側に向かって配置されている第2の回転子57は、慣性モーメントが小さく、かつ磁極数が少ないため高速で回転できるが、低いトルクしか出ない。上記の2つの回転子をクラッチ等の駆動機構で回転軸と連結して使用することで、それぞれの回転子の特性を活かすことができる。   Further, the first rotor 56 disposed radially outward has a high torque because of a large moment of inertia and a large number of magnetic poles, but has a high induced voltage and can rotate only at a low speed. Further, the second rotor 57 arranged inward in the radial direction has a small moment of inertia and a small number of magnetic poles, so that it can rotate at a high speed, but only a low torque is generated. By using the two rotors connected to the rotary shaft by a drive mechanism such as a clutch, the characteristics of the respective rotors can be utilized.

図3を用いて、具体的に説明する。固定子50は、フランジ60に固定し拘束されている。第1の回転子56と第2の回転子57は、回転軸61に固定されたクラッチ62で連結している。工作機械で同期電動機を位置決め用途として使用する場合、高トルクが必要になる。この場合、第1の回転子56と第2の回転子57をクラッチ62を介して回転軸61と連結する。これにより、2つの回転子のトルクを足し合わせて高トルクで位置決めすることができる。次に、同期電動機を旋盤の主軸の様に旋削用途で使用する場合、高速回転が必要になる。この場合、磁極数の多い第1の回転子56をクラッチから切り離して、第2の回転子57のみ回転軸61に連結する。これにより、高速回転で旋削することが可能である。なお、第1の回転子56と第2の回転子57と回転軸61を連結する駆動機構は、機械部品を用いたメカ的構造でもよいし、制御を用いた電気的構造でもよい。   This will be specifically described with reference to FIG. The stator 50 is fixed and restrained to the flange 60. The first rotor 56 and the second rotor 57 are connected by a clutch 62 fixed to the rotating shaft 61. When using a synchronous motor as a positioning application in a machine tool, a high torque is required. In this case, the first rotor 56 and the second rotor 57 are connected to the rotary shaft 61 via the clutch 62. As a result, the torques of the two rotors can be added together and positioned with high torque. Next, when the synchronous motor is used for a turning application like a main spindle of a lathe, high speed rotation is required. In this case, the first rotor 56 having a large number of magnetic poles is disconnected from the clutch, and only the second rotor 57 is connected to the rotating shaft 61. Thereby, it is possible to turn at high speed. The drive mechanism that connects the first rotor 56, the second rotor 57, and the rotating shaft 61 may be a mechanical structure using mechanical parts or an electric structure using control.

上述したように本実施形態によれば、第1の固定子と第2の固定子の歯数は異なるが、それぞれの回転子磁極によって固定子内で構成される磁極数は同じであるため、環状巻線が可能となる。よって、環状巻の特徴である、コイルエンド体積の低減による小型化、巻線使用銅量の削減による巻線抵抗、銅損の低下を活かすことができる。   As described above, according to the present embodiment, the number of teeth of the first stator and the second stator is different, but the number of magnetic poles configured in the stator by the respective rotor magnetic poles is the same. An annular winding is possible. Therefore, it is possible to take advantage of the characteristics of the annular winding, such as downsizing by reducing the coil end volume, winding resistance by reducing the amount of copper used in winding, and reduction in copper loss.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について、図1、4を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態および第2の実施形態に係る環状巻の固定子を有したm=1、n=2の場合の同期電動機を示した図である。図4は、図1のA部拡大図である。第2の実施形態では、第1の実施形態に比べて、固定子スロットと回転子の磁極間のパーミアンス変化により発生するコギングトルクを低減させることができる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a synchronous motor in the case of m = 1 and n = 2 having an annularly wound stator according to the first and second embodiments. FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG. In the second embodiment, compared with the first embodiment, the cogging torque generated by the permeance change between the stator slot and the magnetic pole of the rotor can be reduced.

n=2の場合、第1の回転子56−第1の固定子と、第2の回転子57−第2の固定子、それぞれに固定子スロット、磁極間のパーミアンス変化によりそれぞれコギングリップルが発生する。これに対し、図4に示すように、どちらか一方の固定子歯部に角度差Δθを0< Δθ <(2π/Ns2)[rad]の範囲で持たせる。別の言い方をすれば、一つの第1の固定子歯部52の周方向中心と回転中心とを結ぶ直線と、第1の固定子歯部52に対応する第2の固定子歯部53の周方向中心と回転中心とを結ぶ直線と、の成す角度Δθを、0< Δθ <(2π/Ns2)としている。なお、nは2に限定されず、2以上の整数であればよい。   In the case of n = 2, cogging ripple is generated due to permeance change between the first rotor 56-first stator and the second rotor 57-second stator, the stator slot, and the magnetic pole respectively. To do. On the other hand, as shown in FIG. 4, the angle difference Δθ is given to one of the stator tooth portions in the range of 0 <Δθ <(2π / Ns2) [rad]. In other words, the straight line connecting the circumferential center of one first stator tooth portion 52 and the center of rotation and the second stator tooth portion 53 corresponding to the first stator tooth portion 52. An angle Δθ formed by a straight line connecting the center in the circumferential direction and the rotation center is set to 0 <Δθ <(2π / Ns2). Note that n is not limited to 2, and may be an integer of 2 or more.

このように、第1固定子歯部の中心を通る線と第2の固定子歯部の中心を通る線に角度差を設けることで、それぞれの回転子と固定子で発生したコギングリップルを相殺でき、電動機全体で発生するコギングトルクを低減させることができる。   In this way, by providing an angle difference between the line passing through the center of the first stator tooth portion and the line passing through the center of the second stator tooth portion, cogging ripples generated in the respective rotor and stator are canceled out. And the cogging torque generated in the entire motor can be reduced.

50 固定子、51 固定子ヨーク部、52 第1の固定子歯部、53 第2の固定子歯部、54 第1のスロット、55 第2のスロット、56 第1の回転子、57 第2の回転子、60 フランジ、61 回転軸、62 クラッチ、100 固定子、101 磁性体、102 歯部、103 スロット、104 リング、105 磁性体、106 永久磁石、107 回転子。   50 Stator, 51 Stator Yoke, 52 First Stator Teeth, 53 Second Stator Teeth, 54 First Slot, 55 Second Slot, 56 First Rotor, 57 Second Rotor, 60 flange, 61 rotating shaft, 62 clutch, 100 stator, 101 magnetic body, 102 teeth, 103 slot, 104 ring, 105 magnetic body, 106 permanent magnet, 107 rotor.

Claims (2)

軟磁性材料から成る固定子と、回転方向に磁気抵抗の高低差を持つとともに表面または内部に永久磁石を備えた第1および第2の回転子と、を備える同期電動機であって、
前記固定子は、径方向に外側に向かって開口したスロットを形成する第1の固定子歯部と、径方向に内側に向かって開口したスロットを形成する第2の固定子歯部と、前記第1、第2の固定子歯部で共通の固定子ヨーク部と、を有し、
前記第1の回転子は、第1の固定子歯部に対向するように配置され、
前記第2の回転子は、第2の固定子歯部に対向するように配置され、
前記第1の固定子歯部で形成されるスロットと前記第2の固定子歯部で形成されるスロットに巻線が巻回され、
第1の固定子歯部のスロット数Ns、および第2の固定子歯部のスロット数Ns、第1の回転子磁極数Np、および第2の回転子磁極数Npは、mを1以上の整数、nを2以上の整数としたとき、
Ns±(Np/2)=2m
Ns=(Ns)/n
Np=2・Ns×{(1/n)−1}+Np
の関係式が成り立つべく設定される、
ことを特徴とする同期電動機。
A synchronous motor comprising a stator made of a soft magnetic material, and first and second rotors having a level difference in magnetic resistance in the rotation direction and having permanent magnets on the surface or inside thereof,
The stator includes a first stator tooth portion that forms a slot that opens radially outward, a second stator tooth portion that forms a slot that opens radially inside, and A stator yoke portion common to the first and second stator tooth portions,
The first rotor is disposed so as to face the first stator tooth portion,
The second rotor is disposed so as to face the second stator tooth portion,
A winding is wound around the slot formed by the first stator tooth portion and the slot formed by the second stator tooth portion,
The number of slots Ns second slot number Ns 1 of the first stator teeth, and the second stator teeth, the first rotor magnetic poles Np 1, and the second rotor poles Np 2 is, m Is an integer greater than or equal to 1, and n is an integer greater than or equal to 2,
Ns 1 ± (Np 1/2 ) = 2m
Ns 2 = (Ns 1 ) / n
Np 2 = 2 · Ns 1 × {(1 / n) −1} + Np 1
The relational expression of
A synchronous motor characterized by that.
請求項1に記載の同期電動機において、
一つの第1の固定子歯部の周方向中心と回転中心とを通る第一直線と、前記ヨーク部を挟んで前記一つの第1の固定子歯部の反対側に位置する前記第2の固定子歯部の周方向中心と前記回転中心とを通る第二直線と、のなす角度Δθが、0< Δθ <(2π/Ns2) [rad]であることを特徴とする同期電動機。
In the synchronous motor according to claim 1,
A first straight line passing through a circumferential center and a rotation center of one first stator tooth portion and the second fixing located on the opposite side of the one first stator tooth portion across the yoke portion A synchronous motor characterized in that an angle Δθ formed by a second straight line passing through the center in the circumferential direction of the child tooth portion and the rotation center is 0 <Δθ <(2π / Ns2) [rad].
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