JP2018107876A - Dual-stator motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つのステータを備えるデュアルステータモータに関する。 The present invention relates to a dual stator motor including two stators.
モータには、ロータとロータの径方向外側に位置するステータとから成るインナーロータ型のものと、ロータとロータの径方向内側に位置するステータとから成るアウターロータ型のものとがある(例えば、特許文献1参照)。 The motor includes an inner rotor type composed of a rotor and a stator positioned radially outside the rotor, and an outer rotor type composed of a rotor and a stator positioned radially inside the rotor (for example, Patent Document 1).
また、ステータに装着するコイルには、集中巻コイルと分布巻コイルとがある。集中巻コイルは、ステータの一つのティースに一つのコイルを巻き付けたものであり、ステータの軸方向外方に張出すコイルエンドのスペースは小さくなるが、磁束の利用率が分布巻コイルに比し劣る。一方、分布巻コイルは、ステータの複数のティースに跨って一つのコイルを巻き付けたものであり、磁束の利用率が向上するものの、ステータの軸方向外方に張出すコイルエンドのスペースが大きくなる。 Further, there are concentrated winding coils and distributed winding coils as coils to be mounted on the stator. A concentrated winding coil is a single coil wound around one tooth of a stator, and the space of the coil end protruding outward in the axial direction of the stator is small, but the utilization factor of magnetic flux is smaller than that of a distributed winding coil. Inferior. On the other hand, the distributed winding coil is obtained by winding one coil across a plurality of teeth of the stator, and the utilization rate of the magnetic flux is improved, but the space of the coil end extending outward in the axial direction of the stator becomes large. .
ここで、コイルエンドは、トルクに寄与しない部分である。従って、分布巻コイルを装着したステータを備えるモータにおいては、コイルエンドのスペースによる出力密度の低下を改善することが望まれる。 Here, the coil end is a portion that does not contribute to torque. Therefore, in a motor including a stator equipped with distributed winding coils, it is desired to improve a decrease in output density due to a coil end space.
本発明は、以上の点に鑑み、一つのモータ部の分布巻コイルのコイルエンドのスペースを別のモータ部の配置スペースに活用して、出力密度の低下を改善できるようにしたデュアルステータモータを提供することをその課題としている。 In view of the above points, the present invention provides a dual stator motor that can improve the reduction in output density by utilizing the space of the coil end of the distributed winding coil of one motor unit as the arrangement space of another motor unit. The issue is to provide.
上記課題を解決するために、本発明は、第1ロータと、第1ロータの径方向外側に位置する、分布巻コイルを装着した第1ステータとから成るインナーロータ型の第1モータ部と、第1ロータの軸端に連結された、分布巻コイルのコイルエンドの径方向内側に位置する第2ロータと、第2ロータの径方向内側に位置する、集中巻コイルを装着した第2ステータとから成るアウターロータ型の第2モータ部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an inner rotor type first motor unit that includes a first rotor and a first stator that is mounted on the radially outer side of the first rotor and on which distributed winding coils are mounted. A second rotor connected to the shaft end of the first rotor and positioned radially inward of the coil end of the distributed winding coil; and a second stator mounted with concentrated winding coils positioned radially inward of the second rotor; And an outer rotor type second motor section.
本発明によれば、第1モータ部の構成要素である第1ステータに装着する分布巻コイルのコイルエンドのスペースを第2モータ部の配置スペースに活用できる。従って、分布巻コイルのコイルエンドのスペースによる出力密度の低下を第2モータ部により改善できる。 According to the present invention, the space of the coil end of the distributed winding coil attached to the first stator that is a component of the first motor unit can be utilized as the arrangement space of the second motor unit. Therefore, the decrease in output density due to the coil end space of the distributed winding coil can be improved by the second motor unit.
ところで、コストダウンを図るには、第1ロータと第2ロータを、環状の同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコアを有するものとすることが望まれる。この場合、ロータコアの第1ロータとなる部分の外周寄り部分に永久磁石を埋設して、第1モータ部を永久磁石同期モータで構成すると共に、ロータコアの第2ロータとなる部分の内周寄りの部分に永久磁石を埋設して、第2モータ部も永久磁石同期モータで構成することが考えられる。然し、これでは、ロータコアの径方向の厚さを大きくすることが必要になり、モータが大径化してしまう。 By the way, in order to reduce the cost, it is desired that the first rotor and the second rotor have a common rotor core formed by stacking annular core plates having the same shape. In this case, a permanent magnet is embedded in a portion near the outer periphery of the portion that becomes the first rotor of the rotor core, and the first motor portion is configured by a permanent magnet synchronous motor, and the portion near the inner periphery of the portion that becomes the second rotor of the rotor core. It is conceivable that a permanent magnet is embedded in the portion, and the second motor unit is also composed of a permanent magnet synchronous motor. However, this requires an increase in the radial thickness of the rotor core, which increases the diameter of the motor.
そのため、第1ロータと第2ロータを、環状の同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコアを有するものとする場合は、ロータコアの第1ロータとなる部分の外周寄り部分に永久磁石を埋設して、第1モータ部を永久磁石同期モータで構成し、一方、ロータコアの第2ロータとなる部分を含む内周面に突極性を付与する溝を設けて、第2モータ部をリラクタンス同期モータで構成することが望ましい。これによれば、ロータコアの径方向の厚さを大きくせずに済み、モータが大径化することを回避できる。 Therefore, when the first rotor and the second rotor have a common rotor core formed by stacking annular core plates having the same shape, the first rotor and the second rotor are permanently attached to the outer peripheral portion of the portion that becomes the first rotor of the rotor core. A magnet is embedded, and the first motor part is constituted by a permanent magnet synchronous motor. On the other hand, a groove for imparting saliency is provided on an inner peripheral surface including a portion to be the second rotor of the rotor core, and the second motor part is provided. It is desirable to configure with a reluctance synchronous motor. According to this, it is not necessary to increase the radial thickness of the rotor core, and the motor can be prevented from increasing in diameter.
図1、図2を参照して、本発明の実施形態のデュアルステータモータは、インナーロータ型の第1モータ部11と、アウターロータ型の第2モータ部12とを備えている。第1モータ部11は、第1ロータ21と、第1ロータ21の径方向外側に位置する第1ステータ31とから成る。 Referring to FIGS. 1 and 2, the dual stator motor embodiment of the present invention includes a first motor part 1 1 of the inner rotor type, and a second motor section 1 2 of the outer rotor type. The first motor section 1 1 is composed of first and rotor 2 1, the first stator 3 1 Metropolitan located radially outward of the first rotor 2 1.
第1ステータ31には、当該ステータ31の複数のティース31aに跨って一つのコイルを巻き付けた分布巻コイル41が装着されている。ここで、分布巻コイル41のコイルエンド41aは、第1ステータ31から軸方向外方に大きく張出す。このコイルエンド41aは、トルクに寄与しない部分であるため、第1モータ部11のみでは、コイルエンド41aのスペースにより出力密度が低下する。 The first stator 3 1, distributed winding coil 4 1 wrapped with one coil over a plurality of teeth 3 1 a of the stator 3 1 is mounted. Here, the coil end 4 1 a of the distributed winding coil 4 1 out largely Zhang from the first stator 3 1 axially outward. The coil end 4 1 a are the portions that do not contribute to torque, with only the first motor section 1 1, the output density decreases by the space of the coil end 4 1 a.
第2モータ部12は、第1ロータ21の軸端に連結された、分布巻コイル41のコイルエンド41aの径方向内側に位置する第2ロータ22と、第2ロータ22の径方向内側に位置する第2ステータ32とから成る。第2ステータ32には、当該ステータ32の一つのティース32aに一つのコイルを巻き付けた集中巻コイル42が装着されている。 The second motor section 1 2 is connected to the first rotor 2 first shaft end, the second rotor 2 2 located radially inside the coil end 4 1 a of the distributed winding coil 4 1, the second rotor 2 comprising a second stator 3 2 which is located radially inward of 2. The second stator 3 2, concentrated winding coil 4 2 wrapped with one coil in one of the teeth 3 2 a of the stator 3 2 is mounted.
これによれば、第1ステータ31に装着する分布巻コイル41のコイルエンド41aのスペースを第2モータ部12の配置スペースに活用できる。従って、分布巻コイル41のコイルエンド41aのスペースによる出力密度の低下を第2モータ部12により改善できる。 According to this, you can take advantage of the distributed winding coil 4 1 of the coil end 4 1 a space for mounting the first stator 3 1 to the second motor section 1 2 of arrangement space. Therefore, a reduction in power density by distributed winding coil 4 1 of the coil end 4 1 a space can be improved by the second motor unit 1 2.
また、本実施形態において、第1ロータ21と第2ロータ22は、環状の同一形状のコアプレート(図示せず)を積層して構成される共通のロータコア21を有している。尚、ロータコア21は、第1ロータ21となる部分の内周において、スペーサ5を介してモータの回転軸6に連結される。尚、スペーサ5は、磁性体と非磁性体の何れであってもよい。
Further, in the present embodiment, the first rotor 2 1 and the second rotor 2 2, have a
ロータコア21の外周寄りの部分には、コアプレートに形成した孔が連続することで構成される磁石挿入孔21aが周方向の間隔を存して複数設けられている。そして、ロータコア21の第1ロータ21となる部分の外周寄りの部分に、各磁石挿入孔21aに挿入した状態で各永久磁石22を埋設している。これにより、第1モータ部11は、永久磁石同期モータで構成される。尚、永久磁石22の埋設部分は、ロータコア21の第1ロータ21になる部分に限定されている。
In the portion near the outer periphery of the
ロータコア21の第2ロータ22となる部分を含む内周面には、コアプレートに形成した切欠きが連続することで構成される、突極性を付与する溝21bが周方向の間隔を存して複数設けられている。これにより、第2モータ部12は、リラクタンス同期モータで構成される。
The inner peripheral surface including a second rotor 2 2 become part of the
尚、無負荷時にロータコア21に流れる永久磁石22の磁束分布を示す図3から明らかなように、溝21bは、磁束密度が低い部分、即ち、各永久磁石22の周方向中央部の径方向内方に設けられている。これにより、ロータコア21に流れる永久磁石22の磁束への溝21bの影響を最小限に抑えられる。
As is apparent from FIG. 3 showing the magnetic flux distribution of the
ところで、第1ロータ21の軸端に、これとは別体の第2ロータ22を連結することも可能であるが、これではコストが高くなる。これに対し、本実施形態では、第1ロータ21と第2ロータ22を同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコア21を有するものとしているため、コストダウンを図ることができる。
Meanwhile, the first rotor 2 1 shaft end, which The Although it is possible to connect the second rotor 2 2 separate, cost increases in this. In contrast, in the present embodiment, since it is assumed to have a first rotor 2 1 a
この場合、ロータコア21の第2ロータ22となる部分の内周寄り部分に第2の永久磁石を埋設して、第2モータ部12を第1モータ部11と同様の永久磁石同期モータで構成することも考えられる。然し、これでは、ロータコア21の径方向の厚さを大きくして、第2の永久磁石の埋設スペースを確保することが必要になり、モータが大径化してしまう。一方、本実施形態では、ロータコア21の内周面に溝21bを設けるだけであるため、ロータコア21の径方向の厚さを大きくせずに済み、モータが大径化すること回避できる。
In this case, the inner peripheral portion close to the second rotor 2 2 become part of the
また、永久磁石同期モータでは、高回転域においてコイルに誘起される逆起電圧が大きくなって、所定回転数以上で回転させることができなくなる。一方、リラクタンス同期モータは、永久磁石同期モータに比し出力トルクは小さくなるものの、高回転域でも安定して回転させることができる。従って、永久磁石同期モータで構成される第1モータ部11とリラクタンス同期モータで構成される第2モータ部12に各別の駆動回路(インバータ)を接続し、トルクが必要な低中速回転域では第1モータ部11を駆動し、然程トルクを必要としない高回転域では第2モータ部12を駆動するようにしてもよい。 Further, in the permanent magnet synchronous motor, the counter electromotive voltage induced in the coil in the high rotation range becomes large and cannot be rotated at a predetermined rotation speed or higher. On the other hand, the reluctance synchronous motor has a smaller output torque than the permanent magnet synchronous motor, but can be rotated stably even in a high rotation range. Therefore, to connect each separate driving circuit (inverter) to the second motor section 1 2 formed of the first motor section 1 1 and the reluctance synchronous motor consists of a permanent magnet synchronous motor, low and medium speed required torque in the rotation zone drives the first motor section 1 1, in a high speed region that does not require a not that much torque may be driven a second motor unit 1 2.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。例えば、図1、図2はモータの軸方向一方の半部のみを示しているため、第2モータ部12が1個しかないが、モータの軸方向他方の半部の分布巻コイルのコイルエンドの径方向内側にも第2モータ部を設けることが可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to this, A various change can be implemented in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, FIGS. 1 and 2 show only one half of the motor in the axial direction, so there is only one second
11…第1モータ部、12…第2モータ部、21…第1ロータ、22…第2ロータ、21…ロータコア、21b…溝、22…永久磁石、31…第1ステータ、32…第2ステータ、41…分布巻コイル、41a…コイルエンド、42…集中巻コイル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1 ... 1st motor part, 1 2 ... 2nd motor part, 2 1 ... 1st rotor, 2 2 ... 2nd rotor, 21 ... Rotor core, 21b ... Groove, 22 ... Permanent magnet, 3 1 ... 1st stator, 3 2 ... second stator, 4 1 ... distributed winding coil, 4 1 a ... coil end, 4 2 ... concentrated winding coil.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016250506A JP2018107876A (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Dual-stator motor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2016250506A JP2018107876A (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Dual-stator motor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021114452A1 (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 深圳市中悦机电科技有限公司 | Permanent magnet motor |
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2016
- 2016-12-26 JP JP2016250506A patent/JP2018107876A/en active Pending
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