JP2015073343A - Rotary electric machine and hoist for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばモータや発電機等として用いられ、ステータに対して回転するロータに永久磁石が含まれている回転電機及びこの回転電機を備えたエレベータ用巻上機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine that is used as, for example, a motor or a generator and includes a permanent magnet in a rotor that rotates with respect to a stator, and an elevator hoisting machine including the rotating electric machine.
従来、ロータヨークに複数の永久磁石用の穴を設け、永久磁石を各永久磁石用の穴に挿入することにより、複数の永久磁石をロータヨーク内に埋め込んだ回転電機(埋め込み磁石型回転電機)が知られている(例えば特許文献1)。また、複数のヨークを継ぎ合わせて円環状のロータヨークを構成し、ロータヨークに複数の永久磁石を埋めてロータを構成した回転電機も提案されている(例えば特許文献2)。 Conventionally, a rotary electric machine (embedded magnet type rotary electric machine) in which a plurality of permanent magnets are embedded in a rotor yoke by providing a plurality of holes for permanent magnets in the rotor yoke and inserting the permanent magnets into the holes for each permanent magnet is known. (For example, Patent Document 1). There has also been proposed a rotating electrical machine in which a plurality of yokes are joined to form an annular rotor yoke, and a rotor is configured by filling a plurality of permanent magnets in the rotor yoke (for example, Patent Document 2).
特許文献1、2に示されている従来の埋め込み磁石型ロータを用いた回転電機では、ステータの反磁界による永久磁石の減磁は緩和されるが、ロータヨークに永久磁石用の穴を設ける必要がある。特に、ロータヨークが鋳物である場合には、例えば永久磁石が矩形状を呈している場合には永久磁石を埋め込む穴を永久磁石形状に合わせて切削加工を行うことが困難であり、加工時間が大幅に増える(穴幅が小さかったり、内角の半径が小さい場合には、小さな刃物で加工する必要がある)。また、放電加工で行う場合についても同様に加工の手間が極端に大きくなってしまうという課題があった。
In the rotating electrical machines using the conventional embedded magnet type rotors disclosed in
また、各永久磁石がロータヨーク内に埋められているので(埋め込み磁石型)、各磁極間の漏れ磁束が多くなり、回転電機の出力トルクが低下するという課題もあった。 Further, since each permanent magnet is embedded in the rotor yoke (embedded magnet type), there is a problem that the leakage magnetic flux between the magnetic poles increases and the output torque of the rotating electrical machine decreases.
また、これらの回転電機の場合、各永久磁石をロータヨークに埋め込んで固定してから永久磁石への着磁を行なうことが各永久磁石の埋め込み作業の安全性と信頼性を確保するために一般的となっている。このために、複数の磁極を形成する各永久磁石に対して着磁を行なう必要があり、個々の永久磁石の着磁が不完全になる場合があった。これは未着磁領域から進む永久磁石の減磁要因となり、回転電機の信頼性が低下するという課題があった。 In the case of these rotating electric machines, it is common to secure the safety and reliability of the embedding work of each permanent magnet by embedding each permanent magnet in the rotor yoke and fixing the permanent magnet. It has become. For this reason, it is necessary to magnetize each permanent magnet forming a plurality of magnetic poles, and the magnetization of each permanent magnet may be incomplete. This becomes a demagnetizing factor of the permanent magnet that proceeds from the unmagnetized region, and there is a problem that the reliability of the rotating electrical machine is lowered.
また、着磁する際に用いる着磁ヨークの構造が複雑で、高価なものとなり、回転電機の製造コストを押し上げる要因となった。さらに、特許文献2に示されている回転電機では、ロータヨークを製造するときに、複数のヨークを継ぎ合わせる工程が生じてしまい、回転電機の製造の手間がさらにかかってしまうという課題があった。
In addition, the structure of the magnetizing yoke used for magnetizing is complicated and expensive, which increases the manufacturing cost of the rotating electrical machine. Furthermore, the rotating electrical machine disclosed in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の減磁を抑制できるとともに、信頼性、生産性の高い回転電機、及びエレベータ用巻上機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide a rotating electrical machine and an elevator hoisting machine that can suppress demagnetization of a permanent magnet and have high reliability and high productivity. Objective.
この発明に係る回転電機は、
円環状のバックヨーク部から前記バックヨーク部の径方向内周側に突出した複数の磁極ティース部を有するステータ鉄心と前記ステータ鉄心に設けられた電機子コイルとを有するステータと、
複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ1つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持されているものである。
The rotating electrical machine according to this invention is
A stator having a stator core having a plurality of magnetic pole teeth protruding from the annular back yoke to the radially inner periphery of the back yoke, and an armature coil provided on the stator core;
A rotor yoke that is rotatably provided so as to be opposed to the inner peripheral side tips of the plurality of magnetic teeth portions, and extends in the axial direction of the rotor yoke. In a rotating electrical machine composed of a rotor having a plurality of permanent magnets arranged in the circumferential direction of the rotor yoke to form,
The unit magnetic pole unit constituting the magnetic pole of the rotor is composed of the permanent magnet and a magnetic pole yoke made of a magnetic material separate from the rotor yoke, which has a magnet housing hole for housing and holding the permanent magnet. ,
The unit magnetic pole units are held on the outer peripheral surface of the rotor yoke at a predetermined interval in the circumferential direction of the rotor yoke.
この発明に係るエレベータ用巻上機は、エレベータの籠を駆動する上述の回転電機を備えたものである。 An elevator hoisting machine according to the present invention includes the above-described rotating electric machine that drives an elevator car.
この発明による回転電機、エレベータ用巻上機によれば、ロータの各磁極として、磁極ヨークに永久磁石を埋め込んだ単位磁極ユニットを用いるので、永久磁石埋め込み型のロータ構造でありながらステータと対向する側の磁極間が空気を介して離間しているので、磁極間の漏れ磁束が低減でき、回転電機、エレベータ用巻上機の効率を向上できる。 According to the rotating electrical machine and elevator hoist according to the present invention, the unit magnetic pole unit in which the permanent magnet is embedded in the magnetic pole yoke is used as each magnetic pole of the rotor. Since the magnetic poles on the side are separated by air, the leakage magnetic flux between the magnetic poles can be reduced, and the efficiency of the rotating electrical machine and the elevator hoisting machine can be improved.
また、各永久磁石への着磁は、単位磁極ユニット毎に行うことができるので、各永久磁石への着磁を確実に実施できる。これにより、各永久磁石の未着磁領域を無くすことが可能であり、回転電機の効率の向上とステータの反磁界による永久磁石の減磁を抑制でき、信頼性の高い高性能な回転電機、エレベータ用巻上機が得られる。 Moreover, since the magnetization to each permanent magnet can be performed for every unit magnetic pole unit, the magnetization to each permanent magnet can be implemented reliably. As a result, it is possible to eliminate the unmagnetized region of each permanent magnet, and it is possible to improve the efficiency of the rotating electrical machine and suppress the demagnetization of the permanent magnet due to the demagnetizing field of the stator. An elevator hoist is obtained.
さらに、ロータヨークの材料として、鋳物が使用されていても埋め込み磁石型のロータ構造を容易に構成できるので、リラクタンストルクの活用が容易となり回転電機、エレベータ用巻上機の効率を向上できる。また、磁極ヨークをプレス成形する場合、磁極ヨークを単位磁極ユニットの小さなサイズで打ち抜くことができるので、円環状や円弧状で打ち抜く場合に比べて材料歩留りを向上できる。また、表面磁石型ロータ構造の永久磁石を単位磁極ユニットに置き替えることにより埋め込み磁石型ロータ構造に変更可能なので、ロータ構造のバリエーションを容易に変えることができ、容易に磁石配置構造の異なるロータの生産が可能となる。 Further, even if a casting is used as the material of the rotor yoke, the embedded magnet type rotor structure can be easily configured, so that the reluctance torque can be easily utilized and the efficiency of the rotating electrical machine and the elevator hoisting machine can be improved. Further, when the magnetic pole yoke is press-molded, the magnetic pole yoke can be punched with a small size of the unit magnetic pole unit, so that the material yield can be improved as compared with the case of punching in an annular shape or an arc shape. In addition, since the permanent magnet of the surface magnet type rotor structure can be changed to the embedded magnet type rotor structure by replacing it with the unit magnetic pole unit, the variation of the rotor structure can be easily changed, and the rotor with a different magnet arrangement structure can be easily changed. Production becomes possible.
実施の形態1.
以下、本願発明の実施の形態1に係る回転電機を、図を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る回転電機100の断面図である。
図2は、回転電機100を図1のX−X線で切断した断面図である。
図3は、図1、2に示すロータ3の構成を示す平面図である。
図4は、図3の要部拡大図である。
図5は、実施の形態1に係る単位磁極ユニット32を示す平面図と側面図である。
以下の説明内で、単に「周方向」「径方向」「軸方向」という時は、ロータ3の周方向、径方向、軸方向をいうものとする。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of rotating
2 is a cross-sectional view of the rotating
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the
4 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 5 is a plan view and a side view showing the unit
In the following description, the terms “circumferential direction”, “radial direction”, and “axial direction” refer to the circumferential direction, radial direction, and axial direction of the
回転電機100は、ステータ2とロータ3からなる。ステータ2のステータ鉄心21は、環状のバックヨーク部21aとこのバックヨーク部21aから径方向内側に突出した磁極ティース部21bからなる。磁極ティース部21bにはインシュレータ23を介して設けられた駆動コイル24を備える。そして、ステータ2は、中央部に支軸71を有する筐体7に嵌め込まれている。この支軸71にベアリング9を介して回転可能にロータ3が取り付けられている。
The rotating
ロータ3は、磁極ティース先端部21bsと対向するように、ステータ2の内側に配置されている。ロータ3は、フライホイル形状を有するロータヨーク31と、このロータヨーク31が磁極ティース先端部21bsと対向する外周面に、交互に極性が異なるように所定の間隔を開けてロータヨーク31の軸方向に延在するように配置された単位磁極ユニット32で構成されている。
The
単位磁極ユニット32は、ロータヨーク31とは別体として、磁極ヨーク32aと永久磁石41〜44(永久磁石41と永久磁石42のセット、又は永久磁石43と永久磁石44のセットのいずれかのセット)とで構成されている。磁極ヨーク32aには、永久磁石41〜44を収納する磁石収納穴32h1、32h2が設けられており、その中に2本の永久磁石のセットが収納固定されている。磁極ヨーク32aは、例えば電磁鋼板からプレス成形したコアを複数枚積層固定したものである。磁極ティース先端部21bsと対向する側が円弧状外周面32a1であり、円弧状外周面32a1の裏側の面が、ロータヨーク31への固定部である平面状の取付面32a2である。
The unit
永久磁石41、42は、ロータ3の回転中心である支軸71の軸心と単位磁極ユニット32の中心を通る径方向の軸線A−Aに対して対称、かつ、磁極ティース部21b側から見た場合に、ロータ3の軸方向に垂直な断面が、ハの字状を呈するように例えば2個配置されている。すなわち、図4に示すように、2つの永久磁石41、42の単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端である端部41a、42aが、内側の他端である端部41b、42bより、ロータ3の外周側に位置するように配置されている。永久磁石43、44についても同様である。
The
単位磁極ユニット32の極性はロータ3の周方向に交互に反対になる。すなわち、図4の左端の単位磁極ユニット32では、永久磁石41、42は、ロータ3の内側がN極となるように配置されており、中央の単位磁極ユニット32では、永久磁石43、44は、ロータ3の内側がS極となるように配置されている。そして右側の単位磁極ユニット32では、永久磁石41、42は、ロータ3の内側がN極となるように配置されている。
The polarities of the unit
ロータヨーク31には、単位磁極ユニット32を周方向に位置決めするための位置決め突起部31Tが、周方向に等間隔に軸方向に延在するように設けられている。なお、単位磁極ユニット32は、ロータヨーク31に接着剤によって固定されている。
The
このように、ロータ3の単位磁極ユニット32は、磁極ヨーク32aに永久磁石41、42又は永久磁石43、44を埋め込んで各磁極を構成し、それぞれの単位磁極ユニット32(磁極)の間は、空気を介して離間しているので、各単位磁極ユニット32間の漏れ磁束が低減でき、回転電機100の効率を向上できる。
In this way, the unit
また、永久磁石41〜44への着磁を、単位磁極ユニット32単位で行うことができるので、ステータ2を着磁ヨークとして着磁する場合よりも、永久磁石41〜44への着磁を確実に実施でき、未着磁領域を無くすことが可能となる。これにより回転電機100の効率の向上とステータ2の反磁界による永久磁石41〜44の減磁を抑制でき(永久磁石に未着磁領域があると反磁界により未着磁領域から減磁するから)、信頼性の高く高性能な回転電機100が得られる。さらに、単位磁極ユニット32単位で永久磁石41〜44への着磁ができるので、例えば空芯コイル等を用いた簡単な着磁装置で着磁可能となり、安価に回転電機100を製造できる。
Further, since the
さらに、ロータヨーク31の材料として、例えば鋳物が使用されていても、永久磁石を埋め込む穴を別途加工する必要がないので、埋め込み磁石型のロータ3を容易に構成できる。これにより、リラクタンストルクの活用が容易となり、回転電機100の効率を更に向上できる。
Further, even if, for example, a casting is used as the material of the
さらに、磁極ヨーク32aのヨーク片をプレス成形し、これを積層して磁極ヨーク32aを構成する場合は、各ヨーク片を小さなサイズで打ち抜くことができるので、円環状や円弧状で打ち抜く場合に比べて材料歩留りを向上できる。
Further, when the yoke pieces of the
さらに、永久磁石を直接ロータヨークに貼り付けていた従来の表面磁石型ロータ構造の永久磁石を、本発明に係る単位磁極ユニット32に置き替えることにより埋め込み磁石型ロータ構造に簡単に変更可能となる。これにより、ロータ構造のバリエーションを容易に変えることができ、磁石配置構造の異なるロータの生産が容易になる。
Furthermore, by replacing the permanent magnet of the conventional surface magnet type rotor structure in which the permanent magnet is directly attached to the rotor yoke with the unit
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図6は、本発明の実施の形態2に係るロータ203の要部拡大平面図であり、実施の形態1の図4に相当する図である。
実施の形態1との違いは、単位磁極ユニット232の中で、各永久磁石41〜44が、磁極ヨーク232aの取付面232a2側に寄せて設けられている点である。これにより、磁極ヨーク部の永久磁石41〜44より外周側に相当する部分232dの面積を増やすことができるので、当該部分232dを通る横軸(q軸)磁束φqが通り易くなり横軸(q軸)インダクタンスLqが大きくなる。よって横軸(q軸)インダクタンスLqと直軸(d軸)インダクタンスLdとの差Lq−Ldが大きくなるため、Lq−Ldに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、突極性が向上し、リラクタンストルクを活用し易くなり、モータの駆動力を向上できる。
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 6 is an enlarged plan view of a main part of the
The difference from the first embodiment is that in the unit
実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係るロータ303の要部拡大平面図である。
図7に示すように、永久磁石341〜344の磁極ヨーク332a取付面332a2側に、径方向に垂直な面取り341b〜344bを設けて軸方向断面が5角形となるように形成し、磁石収納穴332h1、332h2もその形状に合わせると、さらに各永久磁石341〜344を取付面332a2側に寄せることが可能となり、磁極ヨーク部の永久磁石341〜344より外周側に相当する部分332dの面積を増やすことができるので、当該部分332dを通る横軸(q軸)磁束φqが通り易くなり横軸(q軸)インダクタンスLqが大きくなる。よって横軸(q軸)インダクタンスLqと直軸(d軸)インダクタンスLdとの差Lq−Ldが大きくなるため、Lq−Ldに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、リラクタンストルクを活用し易くなる。
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 7 is an enlarged plan view of a main part of the
As shown in FIG. 7,
実施の形態4.
以下、本発明の実施の形態4に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図8は、本発明の実施の形態4に係るロータ403の要部拡大平面図であり、実施の形態1の図4に相当する図である。実施の形態1との違いは、各永久磁石41〜44は、ロータ403の回転中心である支軸71の軸心と単位磁極ユニット432の中心を通る径方向の軸線A−Aに対して対称、かつ、ロータ403の回転中心側から見た場合に、ロータ403の軸方向に垂直な断面が、ハの字状を呈するように例えば2個配置されている点である。すなわち、図8に示すように、2つの永久磁石41、42の単位磁極ユニット432の周方向の端部側の一端である端部41a、42aが、内側の他端である端部41b、42bより、ロータ403の内周側に位置するように配置されている点である。
Embodiment 4 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 8 is an enlarged plan view of a main part of a
各永久磁石41、42をこのように配置すると、単位磁極ユニット432の磁束分布を円弧状外周面32a1に沿うようにできるので磁束密度分布が略矩形波状となり、回転電機の駆動トルクを向上できる。
By arranging the
実施の形態5.
以下、本発明の実施の形態5に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図9は、本発明の実施の形態5に係るロータ503Xの要部拡大平面図であり、実施の形態1の図4に相当する図である。
図10は、本発明の実施の形態5に係るロータ503Yの要部拡大平面図であり、実施の形態4の図8に相当する図である。
Embodiment 5 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 9 is an enlarged plan view of a main part of a
FIG. 10 is an enlarged plan view of a main part of a
各図において磁極ヨーク532Xa、532Yaの取付面532Xa2、532Ya2の中央に、凹部532Xa3、532Ya3が軸方向に設けられている。これらの凹部532Xa3、532Ya3は、単位磁極ユニット532X、532Yをロータヨーク31に接着固定する際の接着剤塗布用の領域である。このように、凹部532Xa3、532Ya3を設けることによって、接着層の厚みを所定の厚さ分だけ確保できるので、単位磁極ユニット532X、532Yをロータヨーク31に強固に接着可能となる。
In each figure, recesses 532Xa3 and 532Ya3 are provided in the axial direction at the center of the mounting surfaces 532Xa2 and 532Ya2 of the magnetic pole yokes 532Xa and 532Ya. These concave portions 532Xa3 and 532Ya3 are regions for applying an adhesive when the unit
凹部532Xa3、532Ya3の厚さDyは、使用する接着剤に依存するが、約0.03〜0.15mm程度に設定すると接着強度が安定するとともに、凹部532Xa3、532Ya3による磁束密度の低下も無視できる程度となる。また、凹部532Xa3、532Ya3を設けることにより、永久磁石41〜44を通る直軸(d軸)磁束が通りにくくなり直軸(d軸)インダクタンスLdが小さくなる。よって横軸(q軸)インダクタンスLqと直軸(d軸)インダクタンスLdとの差Lq−Ldが大きくなるため、Lq−Ldに比例するリラクタンストルクが大きくなる。このため、突極性が向上しリラクタンストルクを活用し易くなるので、回転電機の駆動力を向上できる。
The thickness Dy of the recesses 532Xa3 and 532Ya3 depends on the adhesive to be used. However, when the thickness is set to about 0.03 to 0.15 mm, the adhesive strength is stabilized and the decrease in magnetic flux density due to the recesses 532Xa3 and 532Ya3 can be ignored. It will be about. Further, by providing the recesses 532Xa3 and 532Ya3, it is difficult for the direct axis (d axis) magnetic flux passing through the
実施の形態6.
以下、本発明の実施の形態6に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図11は、本発明の実施の形態6に係るロータ603の要部拡大平面図であり、実施の形態4の図8に相当する図である。
単位磁極ユニット632を構成する磁極ヨーク632aの取付面632a2側に、凹部632a3に繋がり、永久磁石41、42間の磁性部材を分断し、永久磁石41、42のステータ2側の面の近傍までに渡る溝部632a4を設けている。溝部632a4は、永久磁石41、42の間を半分以上仕切っていれば良い。
Embodiment 6 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 11 is an enlarged plan view of a main part of a
On the mounting surface 632a2 side of the
図12(a)は、溝部632a4を設けた場合の、単位磁極ユニット632の着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
図12(b)は、溝部32a4を設けない場合(図10参照)の、単位磁極ユニット532Yの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
空芯コイルを用いて単位磁極ユニット632単位で永久磁石に着磁を行う場合、このように溝部632a4を設けることによって、磁極ヨーク632a内でのパーミアンス変化により着磁時の磁束の流れφを永久磁石41、42の近傍で永久磁石41、42を磁化したい方向(永久磁石41、42の図における上下面に垂直)に合わせることができ、永久磁石41、42の着磁を効率良く行うことができる。また、左右に2個設けられている永久磁石41、42間の漏れ磁束も低減可能となるので、回転電機の効率を向上できる。
なお、説明の都合上、上述の説明では、着磁の前後、共に「永久磁石41、42」との表現を使用した。
FIG. 12A is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux when the unit
FIG. 12B is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux when the
When the permanent magnet is magnetized by the unit
For convenience of explanation, in the above description, the expressions “
実施の形態7.
以下、本発明の実施の形態7に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図13は、本発明の実施の形態7に係る、ロータ703の要部拡大平面図である。単位磁極ユニットのロータヨークへの取付面の形状を、これまでの説明では平面状としていたが、図13に示すように曲面状の取付面732a2としても良い。この場合、単位磁極ユニット732を位置決めする位置決め突起部を省略すると、ロータヨーク731の加工を容易に行うことができる。
Embodiment 7 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 13 is an enlarged plan view of a main part of the
実施の形態8.
以下、本発明の実施の形態8に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図14は、本発明の実施の形態8に係るロータ803の要部拡大平面図であり、実施の形態1の図4に相当する図である。
Embodiment 8 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 14 is an enlarged plan view of a main part of a
単位磁極ユニット832を構成する磁極ヨーク832aの取付面832a2側に、凹部832a3に繋がり、永久磁石41、42間に頂部が位置するように溝部832a4を設けている。
実施の形態6の溝部632a4とは、溝部の深さが異なる。溝部832a4は、永久磁石41、42の間を半分未満仕切っていれば良い。
A groove portion 832a4 is provided on the mounting surface 832a2 side of the
The depth of the groove is different from the groove 632a4 of the sixth embodiment. The groove part 832a4 should just partition between the
図15(a)は、溝部832a4を設けた場合の、単位磁極ユニット832の着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
図15(b)は、溝部832a4を設けない場合(図9参照)の、単位磁極ユニット532Xの着磁時の磁束の流れを示す模式図である。
空芯コイルを用いて単位磁極ユニット832単位で永久磁石41、42に着磁を行う場合、このように溝部832a4を設けることによって、磁極ヨーク832a内でのパーミアンス変化により着磁時の磁束の流れφを永久磁石41,42近傍で永久磁石41、42を磁化したい方向(永久磁石41、42の図における上下面に垂直)に合わせることができ、永久磁石41、42の着磁を効率良くに行うことができる。また、左右に設けられている永久磁石41、42間の漏れ磁束も低減可能となるので、回転電機の効率を向上できる。
FIG. 15A is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux when the unit
FIG. 15B is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux when the
When the
実施の形態9.
以下、本発明の実施の形態9に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図16は、本発明の実施の形態9に係るロータ903Xの要部拡大平面図であり、実施の形態1の図4に相当する図である。
図17は、本発明の実施の形態9に係るロータ903Yの要部拡大平面図であり、実施の形態4の図8に相当する図である。
Embodiment 9 FIG.
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 16 is an enlarged plan view of a main part of a
FIG. 17 is an enlarged plan view of a main part of a
単位磁極ユニット932X、932Yの磁極ヨーク932Xa、932Yaの、それぞれのロータの周方向両端面には、端部切り欠き部32e(スリット)を設けている。端部切り欠き部32eを設けることによって、永久磁石41〜44の、端部切り欠き部32e側の漏れ磁束を低減できるので、回転電機の効率を向上できる。また図示していないが、端部切り欠き部32eは、ロータ903X、903Yの軸方向全てにある必要は無く、例えば単位磁極ユニット932X、932Yの軸方向端部が図4の断面から成り、それ以外の部分が図16のような端部切り欠き部を有していても良い。
実施の形態10.
以下、本発明の実施の形態10に係る回転電機を、図を用いて、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図18(a)は、本発明の実施の形態10に係るロータ1003の側面図である。
図18(b)は、ロータ1003の要部拡大平面図である。
図18(a)に示すように、ロータ1003外周面には軸方向に並ぶ2つの単位磁極ユニット1032が、周方向に所定の角度だけずらされた状態(スキューして)で配置され、これらがペアで一磁極を形成する。
Hereinafter, the rotating electrical machine according to the tenth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
FIG. 18A is a side view of a
FIG. 18B is an enlarged plan view of a main part of the
As shown in FIG. 18A, two unit
このように、2つの単位磁極ユニット1032をスキューさせて用いることによって、ロータ1003の磁極の段スキュー構造を容易に構成することができ、回転電機のトルクリップルを低減できる。なお、段スキュー構造を採用しても実施の形態1と同様に単位磁極ユニット1032単位で着磁を行うので、従来の永久磁石埋め込み型の回転子のように着磁が不完全になることがなく、反磁界により未着磁領域から減磁して駆動力が低下することもない。また、空芯コイル等の簡単な着磁装置で着磁可能であることは他の実施の形態と同様である。
Thus, by using the two unit
実施の形態11.
以下、本発明の実施の形態11に係る回転電機を、図を用いて説明する。
図19は、これまで説明した各実施の形態に係る回転電機100を使用するエレベータ用巻上機10の断面図である。エレベータ用巻上機10は、エレベータの籠を駆動するために使用する。
Embodiment 11 FIG.
Hereinafter, a rotating electrical machine according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 19 is a cross-sectional view of an
ロータヨーク1131にはエレベータの籠を牽引するロープを巻きつける綱車1131aを設け、ロータヨーク1131の内側にはロータ1103の回転を制動するブレーキ50が設けられている。なお、ロータヨーク1131には鋳鉄が用いられている。このように、ロータヨーク1131として、鋳物が使用されていても埋め込み磁石型のロータ1103を容易に構成できるので、リラクタンストルクの活用が可能となり回転電機の効率を向上できる。
The
なお、実施の形態1及び実施の形態11では、一つの駆動コイル24を一つの磁極ティース部に設けた集中巻の形態のステータ構造としているが、駆動コイル24が複数の磁極ティース部を跨ぐ分布巻の形態のステータ構造としても良い。
In the first embodiment and the eleventh embodiment, the stator structure is in the form of concentrated winding in which one
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
100 回転電機、2 ステータ、21 ステータ鉄心、21a バックヨーク部、
21b 磁極ティース部、21bs 磁極ティース先端部、23 インシュレータ、
24 駆動コイル、
3,203,303,403,503X,503Y,603,703,803,903X,903Y,1003,1103 ロータ、
31,731,1131 ロータヨーク、31T 突起部、
32,232,432,532X,532Y,632,732,832,932X,1032 単位磁極ユニット、
32a,232a,332a,532Xa,632a,832a,932Xa 磁極ヨーク、
32a1 円弧状外周面、
32a2,232a2,332a2,532Xa2,632a2,732a2,832a2 取付面、
32a3,532Xa3,832a3 凹部、
32a4,632a4,832a4 溝部、32e 端部切り欠き部、
32h1,32h2,332h1,332h2 磁石収納穴、
41〜44,341〜344 永久磁石、7 筐体、71 支軸、9 ベアリング、
10 エレベータ用巻上機、50 ブレーキ、1131a 綱車。
100 rotating electric machine, 2 stator, 21 stator iron core, 21a back yoke part,
21b magnetic pole tooth part, 21bs magnetic pole tooth tip part, 23 insulator,
24 drive coil,
3,203,303,403,503X, 503Y, 603,703,803,903X, 903Y, 1003,1103 rotor,
31,731,1131 rotor yoke, 31T protrusion,
32,232,432,532X, 532Y, 632,732,832,932X, 1032 unit magnetic pole unit,
32a, 232a, 332a, 532Xa, 632a, 832a, 932Xa magnetic pole yoke,
32a1 arcuate outer peripheral surface,
32a2, 232a2, 332a2, 532Xa2, 632a2, 732a2, 832a2 mounting surface,
32a3, 532Xa3, 832a3 recess,
32a4, 632a4, 832a4 groove, 32e end notch,
32h1, 32h2, 332h1, 332h2 magnet housing holes,
41-44, 341-344 permanent magnet, 7 housing, 71 spindle, 9 bearing,
10 Elevator hoisting machine, 50 brakes, 1131a sheave.
Claims (14)
複数の前記磁極ティース部の内周側先端と対向するように回転可能に設けられたロータヨーク及び、前記ロータヨークの軸方向に延在し、各前記磁極ティース部と対向して、それぞれ1つの磁極を形成するように前記ロータヨークの周方向に配置された、複数の永久磁石とを有するロータとからなる回転電機において、
前記ロータの磁極を構成する単位磁極ユニットは、前記永久磁石と、前記永久磁石を収納して保持する磁石収納穴を有し、前記ロータヨークとは別体の磁性材料からなる磁極ヨークとで構成し、
前記単位磁極ユニットは、前記ロータヨークの周方向に所定の間隔で離間して、前記ロータヨークの外周面に保持されている回転電機。 A stator having a stator core having a plurality of magnetic pole teeth protruding from the annular back yoke to the radially inner periphery of the back yoke, and an armature coil provided on the stator core;
A rotor yoke that is rotatably provided so as to be opposed to the inner peripheral side tips of the plurality of magnetic teeth portions, and extends in the axial direction of the rotor yoke. In a rotating electrical machine composed of a rotor having a plurality of permanent magnets arranged in the circumferential direction of the rotor yoke to form,
The unit magnetic pole unit constituting the magnetic pole of the rotor is composed of the permanent magnet and a magnetic pole yoke made of a magnetic material separate from the rotor yoke, which has a magnet housing hole for housing and holding the permanent magnet. ,
The rotating electric machine is configured such that the unit magnetic pole units are held on the outer peripheral surface of the rotor yoke, spaced apart from each other at a predetermined interval in the circumferential direction of the rotor yoke.
それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの外周側に位置するように配置されている請求項2に記載の回転電機。 The plurality of permanent magnets are symmetrical with respect to a radial axis passing through the rotation center of the rotor and the center of the unit magnetic pole unit, and
3. The rotating electrical machine according to claim 2, wherein one end of each of the permanent magnets on the end side in the circumferential direction of the unit magnetic pole unit is disposed so as to be positioned on the outer peripheral side of the rotor from the other end.
それぞれの前記永久磁石の前記単位磁極ユニットの周方向の端部側の一端が他端より、前記ロータの内周側に位置するように配置されている請求項2に記載の回転電機。 The plurality of permanent magnets are symmetrical with respect to a radial axis passing through the rotation center of the rotor and the center of the unit magnetic pole unit, and
The rotating electrical machine according to claim 2, wherein one end of each of the permanent magnets on the end side in the circumferential direction of the unit magnetic pole unit is located on the inner peripheral side of the rotor from the other end.
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