JP2016174459A - Switched reluctance rotary machine - Google Patents

Switched reluctance rotary machine Download PDF

Info

Publication number
JP2016174459A
JP2016174459A JP2015052870A JP2015052870A JP2016174459A JP 2016174459 A JP2016174459 A JP 2016174459A JP 2015052870 A JP2015052870 A JP 2015052870A JP 2015052870 A JP2015052870 A JP 2015052870A JP 2016174459 A JP2016174459 A JP 2016174459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
reactor
switched reluctance
yoke
rotor yoke
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
Application number
JP2015052870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6492817B2 (en
Inventor
成文 遠嶋
Narifumi Tojima
成文 遠嶋
武弘 軸丸
Takehiro Jikumaru
武弘 軸丸
俊幸 平尾
Toshiyuki Hirao
俊幸 平尾
朋浩 松田
Tomohiro Matsuda
朋浩 松田
典久 半田
Norihisa Handa
典久 半田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2015052870A priority Critical patent/JP6492817B2/en
Publication of JP2016174459A publication Critical patent/JP2016174459A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6492817B2 publication Critical patent/JP6492817B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switched reluctance rotary machine capable of securing an installation space for a reactor and capable of decreasing an overall device size.SOLUTION: A switched reluctance motor 1 includes: a rotor 10 having an annular rotor yoke 11 and a rotor salient pole 12 projected from an outer peripheral surface 11a of the rotor yoke 11; and an outer stator 20 having a stator coil 23 facing the rotor salient pole 12. The rotor yoke 11 has a space part 13 inside in a radial direction and a reactor 30 disposed at the space part 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スイッチトリラクタンス回転機に関するものである。   The present invention relates to a switched reluctance rotating machine.

スイッチトリラクタンス回転機は、ロータに永久磁石や巻線がなく、ロータとステータとの間に生じる磁気吸引力によって動作する構成となっている。スイッチトリラクタンス回転機は、原理的に振動、騒音等の課題があるが、構造が簡単で堅牢、高速回転にも耐えることができ、また、ネオジム磁石等の高価な永久磁石が不要であるため安価であるという特徴を有しており、近年、低コストで信頼性に優れた回転機として、実用化に向けての研究開発が進められている。このようなスイッチトリラクタンス回転機として、例えば、下記特許文献1に記載されたリラクタンス型電動機が知られている。   The switched reluctance rotating machine has a configuration in which a rotor does not have permanent magnets or windings and operates by a magnetic attractive force generated between the rotor and the stator. Switched reluctance rotating machines have problems such as vibration and noise in principle, but the structure is simple and robust, can withstand high-speed rotation, and expensive permanent magnets such as neodymium magnets are unnecessary. In recent years, research and development for practical application of a rotating machine with low cost and excellent reliability has been promoted. As such a switched reluctance rotating machine, for example, a reluctance motor described in Patent Document 1 below is known.

特開平5−336715号公報JP-A-5-336715

ところで、上記先行技術のようなリラクタンス型電動機においては、高出力時に、電動機側のインダクタンスが大きいため、駆動電圧が一般的に不足する。この対策のため、電動機を駆動させるインバータ側に昇圧回路を設ける。しかしながら、昇圧回路に使用するリアクトルは、大電流を扱うためにサイズが大型化する傾向がある。したがって、リアクトルの設置スペースを確保するために、装置全体が大型化する問題があった。   By the way, in the reluctance type electric motor as in the above prior art, the drive voltage is generally insufficient because the inductance on the electric motor side is large at the time of high output. As a countermeasure, a booster circuit is provided on the inverter side that drives the motor. However, the reactor used in the booster circuit tends to increase in size in order to handle a large current. Therefore, in order to secure the installation space for the reactor, there is a problem that the entire apparatus is enlarged.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、リアクトルの設置スペースを確保し、装置全体を小型化できるスイッチトリラクタンス回転機の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switched reluctance rotating machine that can secure an installation space for a reactor and can downsize the entire apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明は、環状のロータヨーク及び前記ロータヨークの外周面から突出するロータ突極を有するロータと、前記ロータ突極と対向するステータコイルを有するアウターステータと、を有するスイッチトリラクタンス回転機であって、前記ロータヨークは、径方向内側に空間部を有し、前記空間部に配置されたリアクトルを有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ロータのロータヨークの径方向内側に空間部を設け、この空間部にリアクトルを配置する。これにより、アウターステータとロータとの間の基本的構造は変えずに、ロータの径方向内側にリアクトルを組み込むことができる。したがって、回転機本体の外側にリアクトルの設置スペースを確保する必要がなく、装置全体を小型化できる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes an annular rotor yoke, a rotor having a rotor salient pole protruding from the outer peripheral surface of the rotor yoke, and an outer stator having a stator coil facing the rotor salient pole. In the switched reluctance rotating machine, a configuration is adopted in which the rotor yoke has a space portion on a radially inner side and a reactor disposed in the space portion.
By adopting this configuration, in the present invention, a space portion is provided on the radially inner side of the rotor yoke of the rotor, and the reactor is disposed in this space portion. As a result, the reactor can be incorporated radially inward of the rotor without changing the basic structure between the outer stator and the rotor. Therefore, it is not necessary to secure a reactor installation space outside the rotating machine body, and the entire apparatus can be reduced in size.

また、本発明においては、前記リアクトルは、環状のヨーク部及び前記ヨーク部の外周面から突出して前記ロータヨークの内周面に対しギャップをあけて対向する突部を有するコアと、前記突部に巻かれたコイルと、を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、コイルを巻いたコアの突部をロータヨークの内周面にギャップをあけて対向させ、コアとロータヨークとを通る閉磁路を形成し、リアクトルのインダクタンスを大きくする。ロータが回転しても、ロータヨークの内周面とコアの突部とのギャップは変化しないため、コアとロータヨークとの実効透磁率も変化せず、安定したリアクトル機能を持たせることができる。
Further, in the present invention, the reactor includes an annular yoke portion, a core that protrudes from the outer peripheral surface of the yoke portion and has a protrusion that faces the inner peripheral surface of the rotor yoke with a gap therebetween, and the protrusion A configuration of having a wound coil is employed.
By adopting this configuration, in the present invention, the projecting portion of the core wound with the coil is opposed to the inner peripheral surface of the rotor yoke with a gap therebetween to form a closed magnetic path passing through the core and the rotor yoke, and the inductance of the reactor is increased. Enlarge. Even when the rotor rotates, the gap between the inner peripheral surface of the rotor yoke and the protruding portion of the core does not change, so that the effective magnetic permeability between the core and the rotor yoke does not change, and a stable reactor function can be provided.

また、本発明においては、直流電源と、直流電流を交流電流に変換して前記アウターステータに供給するインバータと、前記直流電源と前記インバータとの間に設けられた昇圧回路と、を有し、前記リアクトルは、前記昇圧回路を構成する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、大電流を扱うためにサイズが大型化する傾向がある昇圧回路のリアクトルを、ロータの径方向内側に組み込むことで、装置全体の小型化に大きく寄与できる。
In the present invention, a DC power supply, an inverter that converts a DC current into an AC current and supplies the AC to the outer stator, and a booster circuit provided between the DC power supply and the inverter, The reactor employs a configuration that constitutes the booster circuit.
By adopting this configuration, the present invention greatly contributes to downsizing of the entire device by incorporating the reactor of the booster circuit, which tends to increase in size to handle a large current, inside the rotor in the radial direction. it can.

また、本発明においては、前記ロータヨークは、前記アウターステータと前記リアクトルとの磁気特性に応じた厚みを有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、アウターステータとリアクトルとの磁気特性に応じてロータヨークの厚みを十分に確保しておくことで、アウターステータからロータヨークに流れ込む磁束と、リアクトルからロータヨークに流れ込む磁束との干渉を起こさないようにすることができる。
Moreover, in this invention, the structure that the said rotor yoke has the thickness according to the magnetic characteristic of the said outer stator and the said reactor is employ | adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, by sufficiently securing the thickness of the rotor yoke according to the magnetic characteristics of the outer stator and the reactor, the magnetic flux flowing from the outer stator to the rotor yoke, and the reactor yoke flows from the reactor to the rotor yoke. Interference with magnetic flux can be prevented.

本発明によれば、リアクトルの設置スペースを確保し、装置全体を小型化できるスイッチトリラクタンス回転機が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switched reluctance rotary machine which can ensure the installation space of a reactor and can reduce the whole apparatus in size is obtained.

本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの断面図である。It is sectional drawing of the switched reluctance motor in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの回路図である。It is a circuit diagram of the switched reluctance motor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータのリアクトル直流重畳特性を示すグラフである。It is a graph which shows the reactor direct current | flow superimposition characteristic of the switched reluctance motor in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの出力とリアクトルに流す電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the switched reluctance motor in embodiment of this invention, and the electric current sent through a reactor. 本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの磁束密度分布とリアクトルに流す電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnetic flux density distribution of the switched reluctance motor in embodiment of this invention, and the electric current sent through a reactor.

以下、本発明のスイッチトリラクタンス回転機について図面を参照して説明する。以下の説明では、スイッチトリラクタンス回転機としてスイッチトリラクタンスモータを例示する。   The switched reluctance rotating machine of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a switched reluctance motor is exemplified as the switched reluctance rotating machine.

図1は、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1の断面図である。図2は、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1の回路図である。
スイッチトリラクタンスモータ1は、図1に示すモータ本体2と、モータ本体2を駆動させる図2に示すモータ駆動装置3と、を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a switched reluctance motor 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the switched reluctance motor 1 according to the embodiment of the present invention.
The switched reluctance motor 1 includes a motor main body 2 shown in FIG. 1 and a motor driving device 3 shown in FIG.

モータ本体2は、図1に示すように、ロータ10と、アウターステータ20と、リアクトル30と、を有する。本実施形態のスイッチトリラクタンスモータ1は、U相、V相、W相の3相モータであり、ステータ側の極数が12個、ロータ側の極数が8個の3相12/8極構造となっている。   As shown in FIG. 1, the motor main body 2 includes a rotor 10, an outer stator 20, and a reactor 30. The switched reluctance motor 1 of this embodiment is a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase motor. The number of poles on the stator side is twelve, and the number of poles on the rotor side is eight. It has a structure.

ロータ10は、例えば、電磁鋼板が軸方向(図1において紙面垂直方向)に複数積層された磁性体である。ロータ10は、ロータヨーク11と、ロータ突極12と、を有する。ロータヨーク11は、環状である。ロータヨーク11の外周面11aには、ロータ突極12が設けられている。ロータ突極12は、外周面11aに複数設けられている。本実施形態のロータ突極12は、外周面11aに45°間隔で8個設けられている。   The rotor 10 is, for example, a magnetic body in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). The rotor 10 includes a rotor yoke 11 and a rotor salient pole 12. The rotor yoke 11 is annular. A rotor salient pole 12 is provided on the outer peripheral surface 11 a of the rotor yoke 11. A plurality of rotor salient poles 12 are provided on the outer peripheral surface 11a. Eight rotor salient poles 12 of this embodiment are provided on the outer peripheral surface 11a at 45 ° intervals.

一方、ロータヨーク11の内周面11bには、ロータ突極12が設けられていない。すなわち、内周面11bの軸方向と直交する断面輪郭は、円である。また、内周面11bの中心は、ロータ10の回転中心と一致する。ロータヨーク11は、径方向内側に空間部13を有する。空間部13は、内周面11bによって囲まれる。空間部13は、軸方向に延在する円柱状の空間である。   On the other hand, the rotor salient pole 12 is not provided on the inner peripheral surface 11 b of the rotor yoke 11. That is, the cross-sectional contour orthogonal to the axial direction of the inner peripheral surface 11b is a circle. Further, the center of the inner peripheral surface 11 b coincides with the rotation center of the rotor 10. The rotor yoke 11 has a space portion 13 on the radially inner side. The space 13 is surrounded by the inner peripheral surface 11b. The space 13 is a cylindrical space extending in the axial direction.

アウターステータ20は、ロータ10の外側に配置されている。アウターステータ20は、ステータヨーク21と、ステータ突極22と、ステータコイル23と、を有する。ステータヨーク21は、磁性体から形成されている。ステータヨーク21は、環状である。ステータ突極22は、ステータヨーク21と一体で設けられている。ステータ突極22は、ステータヨーク21から径方向内側に向かって突出している。   The outer stator 20 is disposed outside the rotor 10. The outer stator 20 includes a stator yoke 21, a stator salient pole 22, and a stator coil 23. The stator yoke 21 is made of a magnetic material. The stator yoke 21 is annular. The stator salient pole 22 is provided integrally with the stator yoke 21. The stator salient poles 22 project radially inward from the stator yoke 21.

ステータ突極22は、ステータヨーク21の内周に30°間隔で12個設けられている。ステータコイル23は、周方向で隣り合うステータ突極22間に形成されるスロット開口部を利用して、ステータ突極22のそれぞれに巻かれている。ステータコイル23は、周方向に沿ってU相→V相→W相→U相→…の順に相分けされて配置されている。ステータコイル23には、駆動電流として三相交流電流がモータ駆動装置3から供給される。   Twelve stator salient poles 22 are provided on the inner circumference of the stator yoke 21 at 30 ° intervals. The stator coil 23 is wound around each of the stator salient poles 22 using a slot opening formed between the stator salient poles 22 adjacent in the circumferential direction. The stator coils 23 are arranged in the order of U phase → V phase → W phase → U phase →... Along the circumferential direction. A three-phase alternating current is supplied from the motor driving device 3 to the stator coil 23 as a driving current.

モータ駆動装置3は、図2に示すように、直流電源4と、直流電流を交流電流に変換してアウターステータ20のステータコイル23に供給するインバータ5と、直流電源とインバータ5との間に設けられた昇圧回路6と、昇圧回路6の出力電圧を平滑する平滑コンデンサ7と、を有する。昇圧回路6は、リアクトル30と、スイッチング素子8と、ダイオード9と、を有する。昇圧回路6は、周知のように、スイッチング素子8を交互にON/OFFし、リアクトル30の磁気エネルギーの蓄積/放出を繰り返すことで、ダイオード9を介して平滑コンデンサ7を充電し、昇圧させるものである。   As shown in FIG. 2, the motor driving device 3 includes a direct current power source 4, an inverter 5 that converts direct current into alternating current and supplies the stator coil 23 of the outer stator 20, and between the direct current power source and the inverter 5. It has a booster circuit 6 provided and a smoothing capacitor 7 that smoothes the output voltage of the booster circuit 6. The step-up circuit 6 includes a reactor 30, a switching element 8, and a diode 9. As is well known, the step-up circuit 6 turns on / off the switching elements 8 alternately and repeatedly accumulates / releases the magnetic energy of the reactor 30, thereby charging the smoothing capacitor 7 via the diode 9 to boost the voltage. It is.

昇圧回路6を構成するリアクトル30は、図1に示すように、ロータヨーク11の径方向内側の空間部13に配置されている。リアクトル30は、モータ本体2の筐体に支持される。リアクトル30は、コア31と、コイル32と、を有する。コア31は、磁性体から形成されている。コア31は、ヨーク部33と、突部34と、を有する。   As shown in FIG. 1, the reactor 30 constituting the booster circuit 6 is disposed in the space 13 on the radially inner side of the rotor yoke 11. The reactor 30 is supported by the housing of the motor body 2. Reactor 30 has a core 31 and a coil 32. The core 31 is made of a magnetic material. The core 31 has a yoke portion 33 and a protrusion 34.

ヨーク部33は、環状である。ヨーク部33の外周面33aには、突部34が設けられている。突部34は、外周面33aに複数設けられている。本実施形態の突部34は、外周面33aに45°間隔で8個設けられている。突部34は、ロータヨーク11の内周面11bに対しギャップをあけて対向している。   The yoke part 33 is annular. A protrusion 34 is provided on the outer peripheral surface 33 a of the yoke portion 33. A plurality of protrusions 34 are provided on the outer peripheral surface 33a. In the present embodiment, eight protrusions 34 are provided on the outer peripheral surface 33a at 45 ° intervals. The protrusion 34 is opposed to the inner peripheral surface 11 b of the rotor yoke 11 with a gap.

コイル32は、突部34に巻かれている。コイル32は、周方向で隣り合う突部34を二つ一組として巻かれる第1コイル32a、第2コイル32b、第3コイル32c、第4コイル32dを有する。第1コイル32a〜第4コイル32dは、コア31とロータヨーク11とを通る閉磁路40をそれぞれ形成する。本実施形態では、第1コイル32a〜第4コイル32dが並列接続されてリアクトル30を構成している。なお、第1コイル32a〜第4コイル32dが直列接続されてリアクトル30を構成してもよい。   The coil 32 is wound around the protrusion 34. The coil 32 includes a first coil 32a, a second coil 32b, a third coil 32c, and a fourth coil 32d that are wound as a pair of protrusions 34 that are adjacent in the circumferential direction. The first coil 32 a to the fourth coil 32 d form a closed magnetic path 40 that passes through the core 31 and the rotor yoke 11. In the present embodiment, the first coil 32 a to the fourth coil 32 d are connected in parallel to constitute the reactor 30. The first coil 32a to the fourth coil 32d may be connected in series to constitute the reactor 30.

上記構成によれば、図1に示すように、ロータヨーク11の径方向内側に設けられた空間部13にリアクトル30が配置される。これにより、アウターステータ20とロータ10との間の基本的構造は変えずに、ロータ10の径方向内側にリアクトル30を組み込むことができる。したがって、モータ本体2の外側にリアクトル30の設置スペースを確保する必要がなく、装置全体を小型化できる。   According to the above configuration, as shown in FIG. 1, the reactor 30 is arranged in the space portion 13 provided on the radially inner side of the rotor yoke 11. Thereby, the reactor 30 can be incorporated in the radial inside of the rotor 10 without changing the basic structure between the outer stator 20 and the rotor 10. Therefore, it is not necessary to secure an installation space for the reactor 30 outside the motor body 2, and the entire apparatus can be downsized.

また、本実施形態のリアクトル30は、昇圧回路6を構成するものであり、大電流を扱うためにサイズが大型化する傾向がある。したがって、このリアクトル30を、ロータ10の径方向内側に組み込むことで、装置全体の小型化に大きく寄与できる。すなわち、図2で示す点線で囲まれたモータ本体2とリアクトル30が一つのハードとしてまとめられ、コンパクトになる。   Further, the reactor 30 of the present embodiment constitutes the booster circuit 6 and tends to increase in size in order to handle a large current. Therefore, incorporating this reactor 30 inside the rotor 10 in the radial direction can greatly contribute to downsizing of the entire apparatus. That is, the motor main body 2 and the reactor 30 surrounded by a dotted line shown in FIG.

本実施形態のリアクトル30は、図1に示すように、環状のヨーク部33及びヨーク部33の外周面33aから突出してロータヨーク11の内周面11bに対しギャップをあけて対向する突部34を有するコア31と、突部34に巻かれたコイル32と、を有する。この構成によれば、コイル32を巻いたコア31の突部34をロータヨーク11の内周面11bにギャップをあけて対向させ、コア31とロータヨーク11とを通る閉磁路40を形成し、リアクトル30のインダクタンスを大きくすることができる。ロータ10が回転しても、ロータ突極12が無い内周面11bとコア31の突部34とのギャップは変化しないため、コア31とロータヨーク11との実効透磁率も変化せず、安定したリアクトル30機能を持たせることができる。   As shown in FIG. 1, the reactor 30 of the present embodiment includes an annular yoke portion 33 and a protruding portion 34 that protrudes from the outer peripheral surface 33 a of the yoke portion 33 and faces the inner peripheral surface 11 b of the rotor yoke 11 with a gap. And a coil 32 wound around the protrusion 34. According to this configuration, the protrusion 34 of the core 31 around which the coil 32 is wound is opposed to the inner peripheral surface 11 b of the rotor yoke 11 with a gap therebetween, thereby forming the closed magnetic path 40 passing through the core 31 and the rotor yoke 11. The inductance can be increased. Even when the rotor 10 rotates, the gap between the inner peripheral surface 11b without the rotor salient pole 12 and the protrusion 34 of the core 31 does not change, so the effective magnetic permeability between the core 31 and the rotor yoke 11 does not change and is stable. A reactor 30 function can be provided.

図3は、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1のリアクトル直流重畳特性を示すグラフである。図3に示すように、縦軸はインダクタンス[mH]であり、横軸は電流[A]である。
図3は、ロータヨーク11の内周面11bとコア31の突部34とのギャップを0.5〜2mmまで変化させたときの静磁場解析結果を示している。図3に示すように、ギャップが小さいほどインダクタンスが増加することが分かる。また、逆に、ギャップが大きいほど、幅広い電流領域で安定したインダクタンスを持つことが分かる。
FIG. 3 is a graph showing the reactor DC superposition characteristics of the switched reluctance motor 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the vertical axis represents inductance [mH] and the horizontal axis represents current [A].
FIG. 3 shows a static magnetic field analysis result when the gap between the inner peripheral surface 11b of the rotor yoke 11 and the protrusion 34 of the core 31 is changed from 0.5 to 2 mm. As shown in FIG. 3, it can be seen that the inductance increases as the gap decreases. Conversely, it can be seen that the larger the gap, the more stable the inductance in a wide current region.

また、本実施形態においては、ロータヨーク11は、アウターステータ20とリアクトル30との磁気特性に応じた厚みを有する。図1に示すように、ロータヨーク11の厚みを十分に確保しておくことで、アウターステータ20からロータヨーク11に流れ込む磁束と、リアクトル30からロータヨーク11に流れ込む磁束との干渉を起こさないようにすることができる。具体的に、ロータヨーク11の径方向における厚みは、磁路となるロータ突極12の径方向における長さの2倍以上であることが好ましい。また、ロータヨーク11の径方向における厚みは、磁路となるロータ突極12の周方向における幅以上であることが好ましい。   In the present embodiment, the rotor yoke 11 has a thickness corresponding to the magnetic characteristics of the outer stator 20 and the reactor 30. As shown in FIG. 1, by ensuring a sufficient thickness of the rotor yoke 11, interference between the magnetic flux flowing from the outer stator 20 into the rotor yoke 11 and the magnetic flux flowing from the reactor 30 into the rotor yoke 11 is prevented. Can do. Specifically, the thickness in the radial direction of the rotor yoke 11 is preferably at least twice the length in the radial direction of the rotor salient pole 12 serving as a magnetic path. Moreover, it is preferable that the thickness in the radial direction of the rotor yoke 11 is equal to or larger than the width in the circumferential direction of the rotor salient pole 12 serving as a magnetic path.

図4は、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1の出力とリアクトル30に流す電流との関係を示すグラフである。図5は、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1の磁束密度分布とリアクトル30に流す電流との関係を示す図である。
図4は、リアクトル30に流す電流を0〜400Aまで変化させたときのスイッチトリラクタンスモータ1の出力(トルク)の変化を示している。図4に示すように、負荷率が80〜100%のいずれのスイッチトリラクタンスモータ1においても、リアクトル30に流す電流によってスイッチトリラクタンスモータ1の出力に影響がないことが分かる。また、図5(a)〜図5(c)に示す磁束密度分布からも明らかなように、リアクトル30に電流を流した場合でも、ロータヨーク11に十分な厚みを持たせているので、ロータ10の磁束密度が飽和することがなく、スイッチトリラクタンスモータ1の出力の低下が生じずに運転できることが分かる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the output of the switched reluctance motor 1 and the current passed through the reactor 30 in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the magnetic flux density distribution of the switched reluctance motor 1 and the current flowing through the reactor 30 in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows changes in the output (torque) of the switched reluctance motor 1 when the current flowing through the reactor 30 is changed from 0 to 400A. As shown in FIG. 4, it can be seen that in any switched reluctance motor 1 with a load factor of 80 to 100%, the current flowing through the reactor 30 does not affect the output of the switched reluctance motor 1. Further, as is apparent from the magnetic flux density distributions shown in FIGS. 5A to 5C, even when a current is passed through the reactor 30, the rotor yoke 11 has a sufficient thickness. It can be seen that the operation can be performed without causing the output of the switched reluctance motor 1 to decrease.

このように、上述の本実施形態によれば、環状のロータヨーク11及びロータヨーク11の外周面11aから突出するロータ突極12を有するロータ10と、ロータ突極12と対向するステータコイル23を有するアウターステータ20と、を有するスイッチトリラクタンスモータ1であって、ロータヨーク11は、径方向内側に空間部13を有し、空間部13に配置されたリアクトル30を有する、という構成を採用することによって、リアクトル30の設置スペースを確保し、装置全体を小型化できるスイッチトリラクタンスモータ1が得られる。   Thus, according to the above-described embodiment, the rotor 10 having the annular rotor yoke 11 and the rotor salient pole 12 protruding from the outer peripheral surface 11a of the rotor yoke 11, and the outer having the stator coil 23 facing the rotor salient pole 12 are provided. A switched reluctance motor 1 having a stator 20, wherein the rotor yoke 11 has a space portion 13 on the radially inner side and a reactor 30 disposed in the space portion 13. A switched reluctance motor 1 can be obtained that can secure an installation space for the reactor 30 and can downsize the entire apparatus.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、リアクトルを昇圧回路に使用した構成を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、降圧回路、ACリアクトル、DCリアクトル等として使用してもよい。また、リアクトルが複数のコイルを含む場合、それぞれを同一の用途でなく別の用途で使用してもよい。   For example, in the above embodiment, the configuration in which the reactor is used in the booster circuit is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration, and may be used as, for example, a step-down circuit, an AC reactor, a DC reactor, or the like. . Moreover, when a reactor contains a some coil, you may use each for another use instead of the same use.

また、例えば、上記実施形態では、3相モータを例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されることなく、2相モータ、4相モータ、5相モータ等にも適用することができる。また、3相モータにおいて12/8極構造を例示して説明したが、本発明はこの極数に限定されず、例えば6/4極構造や18/12極構造等であってもよい。   Further, for example, in the above embodiment, a three-phase motor has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration, and can be applied to a two-phase motor, a four-phase motor, a five-phase motor, and the like. it can. In addition, although a 12 / 8-pole structure has been described as an example in a three-phase motor, the present invention is not limited to this number of poles, and may be, for example, a 6 / 4-pole structure or an 18 / 12-pole structure.

また、例えば、上記実施形態では、本発明のスイッチトリラクタンス回転機を、モータに適用した構成について例示したが、本発明はこの構成に限定されることなく、発電機にも適用することができる。また、発電機においては、大型の風力発電機に好適に適用することができる。   Further, for example, in the above embodiment, the switched reluctance rotating machine of the present invention is exemplified for the configuration applied to the motor, but the present invention is not limited to this configuration and can also be applied to the generator. . Moreover, in a generator, it can apply suitably for a large sized wind generator.

1 スイッチトリラクタンスモータ(スイッチトリラクタンス回転機)
4 直流電源
5 インバータ
6 昇圧回路
10 ロータ
11 ロータヨーク
11a 外周面
11b 内周面
12 ロータ突極
13 空間部
20 アウターステータ
23 ステータコイル
30 リアクトル
31 コア
32 コイル
33 ヨーク部
33a 外周面
34 突部
1 Switched reluctance motor (switched reluctance rotating machine)
4 DC power supply 5 Inverter 6 Booster circuit 10 Rotor 11 Rotor yoke 11a Outer peripheral surface 11b Inner peripheral surface 12 Rotor salient pole 13 Space portion 20 Outer stator 23 Stator coil 30 Reactor 31 Core 32 Coil 33 York portion 33a Outer peripheral surface 34 Protrusion

Claims (4)

環状のロータヨーク及び前記ロータヨークの外周面から突出するロータ突極を有するロータと、前記ロータ突極と対向するステータコイルを有するアウターステータと、を有するスイッチトリラクタンス回転機であって、
前記ロータヨークは、径方向内側に空間部を有し、
前記空間部に配置されたリアクトルを有する、ことを特徴とするスイッチトリラクタンス回転機。
A switched reluctance rotating machine having an annular rotor yoke and a rotor having a rotor salient pole projecting from the outer peripheral surface of the rotor yoke, and an outer stator having a stator coil facing the rotor salient pole,
The rotor yoke has a space portion on the radially inner side,
A switched reluctance rotating machine having a reactor disposed in the space.
前記リアクトルは、
環状のヨーク部及び前記ヨーク部の外周面から突出して前記ロータヨークの内周面に対しギャップをあけて対向する突部を有するコアと、
前記突部に巻かれたコイルと、を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチトリラクタンス回転機。
The reactor is
A core having a ring-shaped yoke part and a projecting part protruding from the outer peripheral surface of the yoke part and facing the inner peripheral surface of the rotor yoke with a gap;
The switched reluctance rotating machine according to claim 1, further comprising a coil wound around the protrusion.
直流電源と、
直流電流を交流電流に変換して前記アウターステータに供給するインバータと、
前記直流電源と前記インバータとの間に設けられた昇圧回路と、を有し、
前記リアクトルは、前記昇圧回路を構成する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチトリラクタンス回転機。
DC power supply,
An inverter that converts direct current into alternating current and supplies the outer stator;
A booster circuit provided between the DC power supply and the inverter;
The switched reluctance rotating machine according to claim 1, wherein the reactor constitutes the booster circuit.
前記ロータヨークは、前記アウターステータと前記リアクトルとの磁気特性に応じた厚みを有する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のスイッチトリラクタンス回転機。   The switched reluctance rotating machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor yoke has a thickness corresponding to magnetic characteristics of the outer stator and the reactor.
JP2015052870A 2015-03-17 2015-03-17 Switched reluctance rotating machine Active JP6492817B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015052870A JP6492817B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Switched reluctance rotating machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015052870A JP6492817B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Switched reluctance rotating machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016174459A true JP2016174459A (en) 2016-09-29
JP6492817B2 JP6492817B2 (en) 2019-04-03

Family

ID=57009184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015052870A Active JP6492817B2 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Switched reluctance rotating machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6492817B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0775213A (en) * 1993-06-29 1995-03-17 Hitachi Ltd Electric car and drive unit therefor
JP2001258224A (en) * 2000-03-08 2001-09-21 Mitsubishi Electric Corp Synchronous motor and drive system using the same
JP2003304661A (en) * 2002-04-09 2003-10-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Three-phase dynamo-electric machine
WO2014109218A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 株式会社Ihi Double stator switched reluctance rotating machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0775213A (en) * 1993-06-29 1995-03-17 Hitachi Ltd Electric car and drive unit therefor
JP2001258224A (en) * 2000-03-08 2001-09-21 Mitsubishi Electric Corp Synchronous motor and drive system using the same
JP2003304661A (en) * 2002-04-09 2003-10-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Three-phase dynamo-electric machine
WO2014109218A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 株式会社Ihi Double stator switched reluctance rotating machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6492817B2 (en) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5742804B2 (en) Rotating electric machine rotor and rotating electric machine
JP5682600B2 (en) Rotating electrical machine rotor
US11050330B2 (en) Field winding type rotary machine
JP2013055872A (en) Switched reluctance motor
JP2007043897A (en) Salient pole electric machine
US20130069453A1 (en) Mechanically commutated switched reluctance motor
US20130134805A1 (en) Switched reluctance motor
US20130214623A1 (en) Switched reluctance motor
US20190280540A1 (en) Synchronous Machine with Magnetic Rotating Field Reduction and Flux Concentration
JP2013021749A (en) Rotary electric machine system
JP2014176284A (en) Double stator type switched reluctance rotating machine
JP6497173B2 (en) Switched reluctance rotating machine
JP6138075B2 (en) 2-phase synchronous motor
JP2012182942A (en) Rotary electric machine
JP6657940B2 (en) Rotating electric machine
JP4303579B2 (en) Three-dimensional stator structure rotating machine
JPWO2021090387A1 (en) Rotor and rotating machine
JP6492817B2 (en) Switched reluctance rotating machine
JP6451990B2 (en) Rotating electric machine
JP2014030293A (en) Rotor of rotary electric machine
JP2016178801A (en) Switched reluctance rotary machine and rotary device
JP5460807B1 (en) Synchronous motor
JP2014176137A (en) Double stator type switched reluctance rotating machine
US20200028424A1 (en) Permanent magnet three phase machine for high speed applications having low vibration and low resistive losses
JP6432778B2 (en) Rotating electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180828

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20181009

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181109

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: 20190205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190218

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6492817

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151