JP2020141554A - Permanent magnet type motor - Google Patents

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Abstract

To provide a permanent magnet type motor that can be made further efficient.SOLUTION: A permanent magnet type motor 1 comprises a rotor 10 rotating around a rotation axis A and a stator 20. The rotor 10 includes a first permanent magnet 13 with an N pole arranged radially outward, a second permanent magnet 14 with an S pole arranged radially outward, and a magnetic member 15 arranged on the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14. The stator 20 includes a plurality of drive coils 22 that generate a rotating magnetic field for rotating the rotor 10, and a permeability modulation coil that has a component in which the magnetic flux generated by the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is orthogonal to the direction through which the magnetic member 15 passes and generates a magnetic flux passing through the magnetic member 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、永久磁石型モータに関する。 The present invention relates to a permanent magnet type motor.

永久磁石が設けられたロータと、回転磁界を発生させるステータと、を備え、永久磁石と回転磁界との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によりロータが回転する永久磁石型モータが知られている(例えば特許文献1参照)。 A permanent magnet type motor that includes a rotor provided with a permanent magnet and a stator that generates a rotating magnetic field, and the rotor rotates due to a magnetic attraction or repulsion force generated between the permanent magnet and the rotating magnetic field is known. (See, for example, Patent Document 1).

特開2018−182999号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-18299

上述したような永久磁石型モータでは、高効率化のために、低速高トルク運転及び高速低トルク運転の双方が可能であることが好ましい。それらの双方を可能とするために、例えば、駆動コイルに負の電流を流して逆磁界を発生させることで、ロータからステータに鎖交する磁束量を調整することが考えられる。しかし、そのような方法では、負の電流を流すことにより駆動コイルで生じる損失(銅損)が大きいため、高効率化は難しい。 In the permanent magnet type motor as described above, it is preferable that both low-speed and high-torque operation and high-speed and low-torque operation are possible in order to improve efficiency. In order to enable both of them, for example, it is conceivable to adjust the amount of magnetic flux interlinking from the rotor to the stator by passing a negative current through the drive coil to generate a reverse magnetic field. However, in such a method, it is difficult to improve efficiency because the loss (copper loss) generated in the drive coil by passing a negative current is large.

本発明は、高効率化を図ることができる永久磁石型モータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a permanent magnet type motor capable of improving efficiency.

本発明の永久磁石型モータは、回転軸周りに回転するロータと、ステータと、を備え、ロータは、N極部が径方向外側に配置された第1永久磁石と、S極部が径方向外側に配置された第2永久磁石と、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路上に配置された磁性部材と、を有し、ステータは、ロータを回転させるための回転磁界を発生させる複数の駆動コイルと、第1永久磁石及び第2永久磁石による磁束が磁性部材を通る方向と直交する成分を有し且つ磁性部材を通る磁束を発生させる透磁率変調コイルと、を有する。 The permanent magnet type motor of the present invention includes a rotor and a stator that rotate around a rotation axis, and the rotor includes a first permanent magnet whose north pole portion is arranged radially outside and an south pole portion in the radial direction. It has a second permanent magnet arranged on the outside and a magnetic member arranged on a magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet, and the stator provides a rotating magnetic field for rotating the rotor. It has a plurality of driving coils to be generated, and a magnetic permeability modulation coil having a component in which the magnetic flux generated by the first permanent magnet and the second permanent magnet is orthogonal to the direction through which the magnetic member passes and generating the magnetic flux passing through the magnetic member.

この永久磁石型モータでは、ロータが、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路上に配置された磁性部材を有し、ステータが、透磁率変調磁束を発生させる透磁率変調コイルを有している。透磁率変調磁束は、第1永久磁石及び第2永久磁石による磁石磁束が磁性部材を通る方向と直交する成分を有し、磁性部材を通る。透磁率変調磁束を磁性部材に通すと、磁性部材の透磁率が低下する。そのため、透磁率変調磁束の磁束量を調整することで、磁性部材の透磁率を調整することができる。磁性部材の透磁率が低下すると、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路の磁気抵抗が増加する。これにより、第1永久磁石と第2永久磁石との間における漏れ磁束が減少し、第1永久磁石及び第2永久磁石からステータに鎖交する磁束が増加する。したがって、透磁率変調磁束を調整することで、ロータからステータに鎖交する磁束量を調整することができる。よって、この永久磁石型モータによれば、上述したような従来手法とは異なる方法でロータからステータに鎖交する磁束量を調整することができ、高効率化を図ることが可能となる。 In this permanent magnet type motor, the rotor has a magnetic member arranged on the magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet, and the stator provides a magnetic permeability modulation coil that generates a magnetic permeability modulation magnetic flux. Have. The magnetic permeability-modulated magnetic flux has a component that is orthogonal to the direction in which the magnetic flux generated by the first permanent magnet and the second permanent magnet passes through the magnetic member, and passes through the magnetic member. Permeability When the modulated magnetic flux is passed through the magnetic member, the magnetic permeability of the magnetic member decreases. Therefore, the magnetic permeability of the magnetic member can be adjusted by adjusting the magnetic flux amount of the magnetic permeability modulation magnetic flux. When the magnetic permeability of the magnetic member decreases, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet increases. As a result, the leakage flux between the first permanent magnet and the second permanent magnet is reduced, and the magnetic flux interlinking the stator from the first permanent magnet and the second permanent magnet is increased. Therefore, by adjusting the magnetic permeability modulation magnetic flux, the amount of magnetic flux interlinking from the rotor to the stator can be adjusted. Therefore, according to this permanent magnet type motor, the amount of magnetic flux interlinking from the rotor to the stator can be adjusted by a method different from the conventional method as described above, and high efficiency can be achieved.

磁性部材は、軟磁性材料により形成されていてもよい。この場合、磁性部材の透磁率を容易に調整することができる。 The magnetic member may be made of a soft magnetic material. In this case, the magnetic permeability of the magnetic member can be easily adjusted.

ロータは、ロータ本体を有し、第1永久磁石及び第2永久磁石は、ロータ本体に埋め込まれていてもよい。この場合、リラクタンストルクを利用することができ、一層の高効率化を図ることができる。また、ロータの小型化を図ることもできる。 The rotor has a rotor body, and the first permanent magnet and the second permanent magnet may be embedded in the rotor body. In this case, the reluctance torque can be used, and further high efficiency can be achieved. In addition, the size of the rotor can be reduced.

磁性部材は、第1永久磁石と第2永久磁石とを互いに接続するようにロータ本体に形成された溝部内に配置されていてもよい。この場合、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路の磁気抵抗を好適に変化させることができる。また、ロータの一層の小型化を図ることもできる。 The magnetic member may be arranged in a groove formed in the rotor body so as to connect the first permanent magnet and the second permanent magnet to each other. In this case, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet can be preferably changed. Further, the rotor can be further miniaturized.

ロータは、ロータ本体を有し、磁性部材は、ロータ本体に埋め込まれていてもよい。この場合、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路の磁気抵抗を好適に変化させることができる。また、ロータの一層の小型化を図ることもできる。 The rotor has a rotor body, and the magnetic member may be embedded in the rotor body. In this case, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet can be preferably changed. Further, the rotor can be further miniaturized.

磁性部材は、径方向において、第1永久磁石及び第2永久磁石よりも外側に配置されていてもよい。この場合、第1永久磁石と第2永久磁石との間の磁路の磁気抵抗を一層好適に変化させることができる。 The magnetic member may be arranged outside the first permanent magnet and the second permanent magnet in the radial direction. In this case, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet can be changed more preferably.

ステータは、透磁率変調コイルを一対有し、一対の透磁率変調コイルは、それぞれ、回転軸に平行な軸方向における磁性部材の一方側と他方側とに配置されていてもよい。この場合、透磁率変調磁束を磁性部材に好適に通すことができる。 The stator has a pair of magnetic permeability modulation coils, and the pair of magnetic permeability modulation coils may be arranged on one side and the other side of the magnetic member in the axial direction parallel to the rotation axis, respectively. In this case, the magnetic permeability modulation magnetic flux can be suitably passed through the magnetic member.

磁性部材は、回転軸に平行な軸方向において互いに向かい合う第1部分及び第2部分を含み、透磁率変調コイルは、軸方向において、第1部分と第2部分との間に配置されていてもよい。この場合、透磁率変調磁束を磁性部材に好適に通すことができる。 The magnetic member includes a first portion and a second portion facing each other in an axial direction parallel to the rotation axis, and the magnetic permeability modulation coil may be arranged between the first portion and the second portion in the axial direction. Good. In this case, the magnetic permeability modulation magnetic flux can be suitably passed through the magnetic member.

ロータは、回転軸に沿って延在するシャフトを有し、透磁率変調コイルは、シャフトを囲んでいてもよい。この場合、透磁率変調磁束を好適に発生させることができる。 The rotor has a shaft extending along the axis of rotation, and the permeability modulation coil may surround the shaft. In this case, the magnetic permeability modulation magnetic flux can be preferably generated.

本発明の永久磁石型モータは、複数の駆動コイルに多相交流電流を供給するインバータを更に備え、インバータは、インバータの零相電流が透磁率変調コイルに流れるように、透磁率変調コイルに電気的に接続されていてもよい。この場合、駆動コイルに多相交流電流を供給するインバータにより、透磁率変調コイルに電流を流すことができる。 The permanent magnet type motor of the present invention further includes an inverter that supplies a multi-phase alternating current to a plurality of drive coils, and the inverter supplies electricity to the magnetic permeability modulation coil so that the zero-phase current of the inverter flows through the magnetic permeability modulation coil. May be connected. In this case, an inverter that supplies a multi-phase alternating current to the drive coil allows a current to flow through the magnetic permeability modulation coil.

本発明によれば、高効率化を図ることができる永久磁石型モータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a permanent magnet type motor capable of improving efficiency.

実施形態に係る永久磁石型モータ(PMモータ)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the permanent magnet type motor (PM motor) which concerns on embodiment. 図1のII−II線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the line II-II of FIG. ロータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotor. (a)は、非磁気飽和状態におけるロータを示す模式的な断面図であり、(b)は、磁気飽和状態におけるロータを示す模式的な断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a rotor in a non-magnetically saturated state, and (b) is a schematic cross-sectional view showing a rotor in a magnetically saturated state. (a)及び(b)は、透磁率変調方法を説明するための斜視図である。(A) and (b) are perspective views for explaining the magnetic permeability modulation method. ロータに生じる磁界分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the magnetic field distribution generated in a rotor. (a)及び(b)は、透磁率変調コイルの起磁力を変化させたときの誘起電圧波形を示すグラフである。(A) and (b) are graphs showing the induced voltage waveform when the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil is changed. (a)は、誘起電圧の高速フーリエ変換(FFT)分析の結果を示すグラフであり、(b)は、トルクのFFT分析の結果を示すグラフである。(A) is a graph showing the result of fast Fourier transform (FFT) analysis of the induced voltage, and (b) is a graph showing the result of FFT analysis of torque. 電流位相とトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the current phase and torque. PMモータの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of a PM motor. 第1変形例に係るPMモータの断面図である。It is sectional drawing of the PM motor which concerns on 1st modification. 実施形態に係るPMモータについての誘起電圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the induced voltage waveform about the PM motor which concerns on embodiment. 第1変形例に係るPMモータについての誘起電圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the induced voltage waveform about the PM motor which concerns on 1st modification. (a)は、実施形態に係るPMモータについての誘起電圧のFFT分析の結果を示すグラフであり、(b)は、第1変形例に係るPMモータについての誘起電圧のFFT分析の結果を示すグラフである。(A) is a graph showing the result of FFT analysis of the induced voltage for the PM motor according to the embodiment, and (b) shows the result of FFT analysis of the induced voltage for the PM motor according to the first modification. It is a graph. (a)は、実施形態に係るPMモータのトルク波形を示すグラフであり、(b)は、第1変形例に係るPMモータのトルク波形を示すグラフである。(A) is a graph showing the torque waveform of the PM motor according to the embodiment, and (b) is a graph showing the torque waveform of the PM motor according to the first modification. (a)は、実施形態に係るPMモータについてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフであり、(b)は、第1変形例に係るPMモータについてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフである。(A) is a graph showing the result of FFT analysis of torque for the PM motor according to the embodiment, and (b) is a graph showing the result of FFT analysis of torque for the PM motor according to the first modification. is there. 第2変形例に係るPMモータの断面図である。It is sectional drawing of the PM motor which concerns on 2nd modification. (a)は、第2変形例に係るPMモータのトルク波形を示すグラフであり、(b)は、第2変形例に係るPMモータについてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフである。(A) is a graph showing the torque waveform of the PM motor according to the second modification, and (b) is a graph showing the result of FFT analysis of the torque of the PM motor according to the second modification. (a)は、第2変形例に係るPMモータの6次トルクリプルを示すグラフであり、(b)は、当該トルクリプルを低減するための零相電流の例を示すグラフである。(A) is a graph showing a sixth-order torque ripple of the PM motor according to the second modification, and (b) is a graph showing an example of a zero-phase current for reducing the torque ripple. (a)は、図19(b)の零相電流を用いた場合のトルク波形を示すグラフであり、(b)は、(a)のトルクについてのFFT分析の結果を示すグラフである。(A) is a graph showing a torque waveform when the zero-phase current of FIG. 19 (b) is used, and (b) is a graph showing the result of FFT analysis for the torque of (a).

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
[PMモータの構成]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals will be used for the same or equivalent elements, and duplicate description will be omitted.
[PM motor configuration]

図1〜図4に示されるように、実施形態に係る永久磁石型モータ(以下、PMモータともいう)1は、回転軸A周りに回転するロータ10と、ステータ20と、を備えている。PMモータ1は、永久磁石同期モータとも呼ばれる。PMモータ1は、例えば、車両に搭載されて車両の動力源として用いられてもよいし、洗濯機等の他の機械に搭載されて用いられてもよい。 As shown in FIGS. 1 to 4, the permanent magnet type motor (hereinafter, also referred to as PM motor) 1 according to the embodiment includes a rotor 10 rotating around a rotation axis A and a stator 20. The PM motor 1 is also called a permanent magnet synchronous motor. The PM motor 1 may be mounted on a vehicle and used as a power source for the vehicle, or may be mounted on another machine such as a washing machine and used.

ロータ10は、ロータ本体11と、シャフト12と、複数(この例では2つ)の第1永久磁石13と、複数(この例では2つ)の第2永久磁石14と、複数(この例では4つ)の磁性部材15と、を有している。ロータ本体11は、例えば、Z軸方向(回転軸Aに平行な軸方向)に積層された複数の電磁鋼板により構成されており、略円筒状の外形を有している。シャフト12は、例えば、金属材料により円形の棒状に形成されている。シャフト12は、回転軸Aに沿って延在し、ロータ本体11を貫通している。ロータ本体11は、シャフト12に固定されており、シャフト12と共に回転軸A周りに回転する。 The rotor 10 includes a rotor body 11, a shaft 12, a plurality of (two in this example) first permanent magnets 13, a plurality of (two in this example) second permanent magnets 14, and a plurality (in this example). It has four) magnetic members 15. The rotor main body 11 is composed of, for example, a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in the Z-axis direction (axial direction parallel to the rotation axis A), and has a substantially cylindrical outer shape. The shaft 12 is formed of, for example, a metal material into a circular rod shape. The shaft 12 extends along the rotation axis A and penetrates the rotor body 11. The rotor body 11 is fixed to the shaft 12 and rotates around the rotation shaft A together with the shaft 12.

第1永久磁石13及び第2永久磁石14の各々は、例えば、ネオジム磁石により矩形板状に形成されており、ロータ本体11に形成された溝部17内に配置されてロータ本体11に埋め込まれている。第1永久磁石13及び第2永久磁石14は、周方向に交互に並んでいる。なお、周方向とは、回転軸Aを中心とする円の周方向を意味する。 Each of the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is formed in a rectangular plate shape by, for example, a neodymium magnet, is arranged in the groove portion 17 formed in the rotor main body 11, and is embedded in the rotor main body 11. There is. The first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 are alternately arranged in the circumferential direction. The circumferential direction means the circumferential direction of the circle centered on the rotation axis A.

各第1永久磁石13は、N極部13nが径方向外側に位置し且つS極部13sが径方向内側に位置するように、配置されている(図4)。一対の第1永久磁石13は、互いに平行に延在している。一対の第1永久磁石13のS極部13sは、シャフト12(回転軸A)を介して向かい合っている。なお、径方向とは、回転軸Aを中心とする円の径方向を意味する。 Each of the first permanent magnets 13 is arranged so that the N pole portion 13n is located on the outer side in the radial direction and the S pole portion 13s is located on the inner side in the radial direction (FIG. 4). The pair of first permanent magnets 13 extend parallel to each other. The S poles 13s of the pair of first permanent magnets 13 face each other via the shaft 12 (rotation axis A). The radial direction means the radial direction of the circle centered on the rotation axis A.

各第2永久磁石14は、N極部14nが径方向内側に位置し且つS極部14sが径方向外側に位置するように、配置されている(図4)。一対の第2永久磁石14は、互いに平行に延在している。一対の第2永久磁石14のN極部14nは、シャフト12(回転軸A)を介して向かい合っている。一対の第1永久磁石13のS極部13sが向かい合う方向と一対の第2永久磁石14のN極部14nが向かい合う方向とは、直交している。 Each of the second permanent magnets 14 is arranged so that the north pole portion 14n is located inside in the radial direction and the south pole portion 14s is located outside in the radial direction (FIG. 4). The pair of second permanent magnets 14 extend parallel to each other. The north pole portions 14n of the pair of second permanent magnets 14 face each other via the shaft 12 (rotation axis A). The direction in which the S poles 13s of the pair of first permanent magnets 13 face each other and the direction in which the north poles 14n of the pair of second permanent magnets 14 face each other are orthogonal to each other.

第1永久磁石13及び第2永久磁石14においては、N極部13n,14n及びS極部13s,14sが周方向に交互に並んでいる。各第1永久磁石13及び第2永久磁石14は、径方向に沿った磁界を発生させる。 In the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14, the north pole portions 13n and 14n and the south pole portions 13s and 14s are alternately arranged in the circumferential direction. Each of the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 generates a magnetic field along the radial direction.

各磁性部材15は、例えば、ソフトフェライト等の軟磁性材料により、直方体状に形成されている。各磁性部材15は、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路上に配置されている。各磁性部材15は、ロータ本体11に形成された溝部18内に配置され、ロータ本体11に埋め込まれている。 Each magnetic member 15 is formed in a rectangular parallelepiped shape by, for example, a soft magnetic material such as soft ferrite. Each magnetic member 15 is arranged on a magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14. Each magnetic member 15 is arranged in a groove 18 formed in the rotor main body 11 and is embedded in the rotor main body 11.

溝部18は、第1永久磁石13と第2永久磁石14とを互いに接続するように(換言すれば、第1永久磁石13が配置される溝部17と第2永久磁石14が配置される溝部17とを互いに接続するように)、ロータ本体11に形成されている。溝部18内は、例えば空隙となっている。溝部18は、フラックスバリアとも呼ばれる。 The groove portion 18 connects the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 to each other (in other words, the groove portion 17 in which the first permanent magnet 13 is arranged and the groove portion 17 in which the second permanent magnet 14 is arranged. Is formed on the rotor body 11 so as to connect the two to each other. The inside of the groove 18 is, for example, a void. The groove portion 18 is also called a flux barrier.

各溝部18は、溝部17から延在する一対の延在部18aと、一対の延在部18aに接続され、磁性部材15が配置された配置部18bと、を有している。一対の延在部18aは、溝部17から径方向外側に、互いに平行に延在している。配置部18bは、平面視において(Z軸方向から見た場合に)矩形状を呈している。磁性部材15は、径方向において、第1永久磁石13及び第2永久磁石14よりも外側に配置されている。 Each groove portion 18 has a pair of extending portions 18a extending from the groove portion 17 and an arrangement portion 18b connected to the pair of extending portions 18a and in which the magnetic member 15 is arranged. The pair of extending portions 18a extend radially outward from the groove portion 17 in parallel with each other. The arrangement portion 18b has a rectangular shape (when viewed from the Z-axis direction) in a plan view. The magnetic member 15 is arranged outside the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 in the radial direction.

ステータ20は、ステータ本体21と、複数(この例では6つ)の駆動コイル22と、一対の透磁率変調コイル23と、を有している。ステータ本体21は、略円筒状に形成され、ロータ10を囲んでいる。ステータ本体21は、例えば、SMC(Soft Magnetic composite)等の軟磁性複合材料により形成されている。この場合、ステータ本体21の成形を容易化することができる。ステータ本体21は、Z軸方向に積層された複数の電磁鋼板により構成されてもよい。 The stator 20 includes a stator body 21, a plurality of (six in this example) drive coils 22, and a pair of magnetic permeability modulation coils 23. The stator body 21 is formed in a substantially cylindrical shape and surrounds the rotor 10. The stator body 21 is made of, for example, a soft magnetic composite material such as SMC (Soft Magnetic composite). In this case, the molding of the stator body 21 can be facilitated. The stator main body 21 may be composed of a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the Z-axis direction.

ステータ本体21には、径方向内側に突出した複数(この例では6つ)のティース21aが設けられており、これらのティース21aの各々に駆動コイル22が巻回されている。駆動コイル22は、一対のU相コイル22Aと、一対のV相コイル22Bと、一対のW相コイル22Cと、を含んでいる。一対のU相コイル22A、一対のV相コイル22B、及び一対のW相コイル22Cは、それぞれ、ロータ10を介して互いに向かい合う一対のティース21aに巻回されている。U相コイル22A、V相コイル22B及びW相コイル22Cは、後述するインバータ30から三相交流電流が供給されることにより、ロータ10を回転させるための回転磁界を発生させる。図1及び図2では駆動コイル22が簡略化して示されているが、各駆動コイル22は、螺旋状に巻かれて円筒状の外形を有するコイルにより構成されている。 The stator body 21 is provided with a plurality of (six in this example) teeth 21a protruding inward in the radial direction, and a drive coil 22 is wound around each of these teeth 21a. The drive coil 22 includes a pair of U-phase coils 22A, a pair of V-phase coils 22B, and a pair of W-phase coils 22C. The pair of U-phase coils 22A, the pair of V-phase coils 22B, and the pair of W-phase coils 22C are each wound around a pair of teeth 21a facing each other via a rotor 10. The U-phase coil 22A, the V-phase coil 22B, and the W-phase coil 22C generate a rotating magnetic field for rotating the rotor 10 by supplying a three-phase alternating current from the inverter 30, which will be described later. Although the drive coil 22 is shown in a simplified manner in FIGS. 1 and 2, each drive coil 22 is composed of a coil that is spirally wound and has a cylindrical outer shape.

また、ステータ本体21には、Z軸方向内側に突出した一対の突出部21bが設けられており、これらの突出部21bの各々に透磁率変調コイル23が巻回されている。各突出部21bは、例えば、円環状に形成され、シャフト12を囲んでいる。そのため、透磁率変調コイル23も、シャフト12を囲んでいる。一対の透磁率変調コイル23は、それぞれ、Z軸方向における磁性部材15の一方側と他方側とに配置されている。一対の透磁率変調コイル23は、Z軸方向において、ロータ本体11を介して互いに向かい合っている。図2では透磁率変調コイル23が簡略化して示されているが、各透磁率変調コイル23は、螺旋状に巻かれて円筒状の外形を有するコイルにより構成されている。 Further, the stator body 21 is provided with a pair of protruding portions 21b protruding inward in the Z-axis direction, and a magnetic permeability modulation coil 23 is wound around each of these protruding portions 21b. Each protrusion 21b is formed in an annular shape, for example, and surrounds the shaft 12. Therefore, the magnetic permeability modulation coil 23 also surrounds the shaft 12. The pair of magnetic permeability modulation coils 23 are arranged on one side and the other side of the magnetic member 15 in the Z-axis direction, respectively. The pair of magnetic permeability modulation coils 23 face each other via the rotor body 11 in the Z-axis direction. Although the magnetic permeability modulation coil 23 is shown in a simplified manner in FIG. 2, each magnetic permeability modulation coil 23 is composed of a coil that is spirally wound and has a cylindrical outer shape.

各透磁率変調コイル23は、後述するインバータ30から零相電流が供給されることにより、透磁率変調磁束(磁界)S1を発生させる(図2)。透磁率変調磁束S1は、径方向における外側から内側に向けて、磁性部材15を通る。透磁率変調磁束S1が磁性部材15を通る方向は、第1永久磁石13及び第2永久磁石14による磁石磁束S2が磁性部材15を通る方向と直交する(交差する)。図4(a)に示されるように、磁石磁束S2は、周方向に沿って磁性部材15を通る。磁石磁束S2は、溝部18に沿って磁性部材15を通るとみなすこともできる。
[PMモータの動作]
Each magnetic permeability modulation coil 23 generates a magnetic permeability modulation magnetic flux (magnetic field) S1 by supplying a zero-phase current from an inverter 30 described later (FIG. 2). The magnetic permeability modulation magnetic flux S1 passes through the magnetic member 15 from the outside to the inside in the radial direction. The direction in which the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 passes through the magnetic member 15 is orthogonal (intersects) with the direction in which the magnetic flux S2 by the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 passes through the magnetic member 15. As shown in FIG. 4A, the magnetic flux S2 passes through the magnetic member 15 along the circumferential direction. The magnetic flux S2 can also be considered to pass through the magnetic member 15 along the groove 18.
[Operation of PM motor]

図5は、PMモータ1における透磁率変調の原理を説明するための図である。図5(a)に示されるように、透磁率変調磁束S1が磁性部材15を通っていない場合、磁石磁束S2は、磁性部材15を通り易い。一方、図5(b)に示されるように、透磁率変調磁束S1が磁性部材15を通っている場合、磁性部材15の透磁率が低下し、磁石磁束S2が磁性部材15を通り難くなる。したがって、透磁率変調磁束S1の磁束量を調整することで、磁性部材15の透磁率を調整することができ、磁性部材15を通る磁石磁束S2の磁束量を調整することができる。例えば、磁性部材15が磁気飽和するように透磁率変調磁束S1を磁性部材15に通すことで、磁性部材15の透磁率を空気の透磁率と同程度にまで低下させることができる。なお、磁性部材を通る磁石磁束と直交する成分を有する磁束を磁性部材に通すことで、磁性部材を通る磁石磁束の磁束量を調整することができるとの知見は、本発明者が見出したものである。 FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of magnetic permeability modulation in the PM motor 1. As shown in FIG. 5A, when the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 does not pass through the magnetic member 15, the magnetic flux S2 easily passes through the magnetic member 15. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 passes through the magnetic member 15, the magnetic permeability of the magnetic member 15 decreases, and it becomes difficult for the magnetic magnetic flux S2 to pass through the magnetic member 15. Therefore, by adjusting the magnetic flux amount of the magnetic permeability modulation magnetic flux S1, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be adjusted, and the magnetic flux amount of the magnetic flux S2 passing through the magnetic member 15 can be adjusted. For example, by passing the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 through the magnetic member 15 so that the magnetic member 15 is magnetically saturated, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be reduced to the same level as the magnetic permeability of air. The present inventor has found that the amount of magnetic flux of the magnet magnetic flux passing through the magnetic member can be adjusted by passing a magnetic flux having a component orthogonal to the magnetic flux of the magnet passing through the magnetic member through the magnetic member. Is.

図4(a)には、磁性部材15が磁気飽和していない非磁気飽和状態におけるロータ10が示されており、図4(b)には、磁性部材15が磁気飽和している磁気飽和状態におけるロータ10が示されている。非磁気飽和状態では、透磁率変調コイル23に励磁電流が印加されず、磁気飽和状態では、透磁率変調コイル23に励磁電流が印加される。 FIG. 4A shows the rotor 10 in a non-magnetically saturated state in which the magnetic member 15 is not magnetically saturated, and FIG. 4B shows a magnetically saturated state in which the magnetic member 15 is magnetically saturated. The rotor 10 in is shown. In the non-magnetic saturation state, no exciting current is applied to the magnetic permeability modulation coil 23, and in the magnetic saturation state, an exciting current is applied to the magnetic permeability modulation coil 23.

非磁気飽和状態においては、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路が短絡する(磁路の磁気抵抗が低い)。そのため、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間における磁石磁束S2の漏れ量が多くなり、ステータ20に鎖交する磁石磁束S2が少なくなる。その結果、非磁気飽和状態では、PMモータ1の速度起電力定数が小さくなり、PMモータ1が高速低トルク運転に適した状態となる。 In the non-magnetic saturation state, the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is short-circuited (the magnetic resistance of the magnetic path is low). Therefore, the amount of leakage of the magnet magnetic flux S2 between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 increases, and the magnet magnetic flux S2 interlinking with the stator 20 decreases. As a result, in the non-magnetically saturated state, the speed electromotive force constant of the PM motor 1 becomes small, and the PM motor 1 becomes a state suitable for high-speed and low-torque operation.

磁気飽和状態においては、非磁気飽和状態と比べて、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路の磁気抵抗が高くなる。磁気飽和状態では、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間において磁石磁束S2が漏れず(磁石磁束S2の漏れ量が少なくなり)、そのため、ステータ20に鎖交する磁石磁束S2が多くなる。その結果、磁気飽和状態では、非磁気飽和状態と比べて、PMモータ1の速度起電力定数が大きくなり、PMモータ1が低速高トルク運転に適した状態となる。PMモータ1では、高速運転時に透磁率変調コイル23に印加される励磁電流は、低速運転時に透磁率変調コイル23に印加される励磁電流よりも小さくなる。 In the magnetically saturated state, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 becomes higher than in the non-magnetically saturated state. In the magnetic saturation state, the magnet magnetic flux S2 does not leak between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 (the amount of leakage of the magnet magnetic flux S2 decreases), so that the magnet magnetic flux S2 interlinking with the stator 20 More. As a result, in the magnetically saturated state, the speed electromotive force constant of the PM motor 1 becomes larger than in the non-magnetically saturated state, and the PM motor 1 becomes a state suitable for low-speed and high-torque operation. In the PM motor 1, the exciting current applied to the magnetic permeability modulation coil 23 during high-speed operation is smaller than the exciting current applied to the magnetic permeability modulation coil 23 during low-speed operation.

図6は、ロータ10に生じる磁界分布の例を示す図である。解析には、JMAG-Designer 17.0(登録商標)を用いた。透磁率変調コイル23の起磁力を1800ATとした。磁性部材15をソフトフェライト(JFE製MB1H)により形成した。図6から、透磁率変調コイル23に電流を流すことにより、磁性部材15の全域の磁界が5000A/m程度になっていることが分かる。MB1Hの初期比透磁率は1600であり、飽和磁束密度は0.5Tである。MB1Hでは、磁界が5000A/mのときに磁束密度が飽和磁束密度に達し、比透磁率が80程度にまで低下する。以上の結果から、透磁率変調コイル23の起磁力を利用することにより、磁性部材15の透磁率変調が可能であることが分かる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the magnetic field distribution generated in the rotor 10. JMAG-Designer 17.0 (registered trademark) was used for the analysis. The magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 was set to 1800 AT. The magnetic member 15 was formed of soft ferrite (MB1H manufactured by JFE). From FIG. 6, it can be seen that the magnetic field over the entire magnetic member 15 is about 5000 A / m by passing a current through the magnetic permeability modulation coil 23. The initial relative permeability of MB1H is 1600 and the saturation magnetic flux density is 0.5T. In MB1H, when the magnetic field is 5000 A / m, the magnetic flux density reaches the saturated magnetic flux density, and the relative magnetic permeability drops to about 80. From the above results, it can be seen that the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be modulated by using the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23.

図7は、透磁率変調コイル23の起磁力を変化させたときの無負荷誘起電圧波形を示すグラフである。図7(a)には、ロータ10を1800min−1で回転させ、透磁率変調コイル23の起磁力を0ATとしたときの起電圧波形が示されている。図7(a)には、ロータ10を1800min−1で回転させ、透磁率変調コイル23の起磁力を1800ATとしたときの起電圧波形が示されている。図8(a)は、誘起電圧のFFT分析の結果を示すグラフであり、図8(b)は、駆動コイル22におけるq軸の起磁力(q軸電機子起磁力)を600ATとしたときのトルクのFFT分析の結果を示すグラフである。図8中の「Air」は、磁性部材15を空気に置き換えた場合の結果を示している。 FIG. 7 is a graph showing a no-load induced voltage waveform when the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 is changed. FIG. 7A shows an electromotive voltage waveform when the rotor 10 is rotated at 1800 min -1 and the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 is set to 0AT. FIG. 7A shows an electromotive voltage waveform when the rotor 10 is rotated at 1800 min -1 and the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 is 1800 AT. FIG. 8A is a graph showing the result of FFT analysis of the induced voltage, and FIG. 8B shows a case where the q-axis magnetomotive force (q-axis armature magnetomotive force) of the drive coil 22 is 600AT. It is a graph which shows the result of FFT analysis of torque. “Air” in FIG. 8 shows the result when the magnetic member 15 is replaced with air.

図7(a)、図7(b)及び図8(a)より、透磁率変調コイル23の起磁力が1800ATのときには、起磁力が0ATのときと比べて、誘起電圧の基本波成分が30%程度大きくなっていることが分かる。また、図8(b)より、透磁率変調コイル23の起磁力が1800ATのときには、起磁力が0ATのときと比べて、平均トルクが17%程度大きくなっていることが分かる。以上の結果から、透磁率変調コイル23の起磁力により、誘起電圧における基本波成分の調整が可能であることが分かる。 From FIGS. 7 (a), 7 (b) and 8 (a), when the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 is 1800AT, the fundamental wave component of the induced voltage is 30 as compared with the case where the magnetomotive force is 0AT. It can be seen that it is about% larger. Further, from FIG. 8B, it can be seen that when the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23 is 1800AT, the average torque is about 17% larger than that when the magnetomotive force is 0AT. From the above results, it can be seen that the fundamental wave component in the induced voltage can be adjusted by the magnetomotive force of the magnetic permeability modulation coil 23.

図9は、駆動コイル22におけるq軸の起磁力が600ATである条件下で電流位相を15度間隔で変化させて測定した電流位相−トルク特性を示すグラフである。図9より、PMモータ1は、弱め界磁領域に最大トルク/電流制御(MTPA:Maximum torque per ampere)点が存在する逆突極性を有することが分かる。 FIG. 9 is a graph showing a current phase-torque characteristic measured by changing the current phase at intervals of 15 degrees under the condition that the magnetomotive force of the q-axis in the drive coil 22 is 600 AT. From FIG. 9, it can be seen that the PM motor 1 has a reverse polarity in which a maximum torque per ampere (MTPA) point exists in the field weakening region.

図10は、PMモータ1の回路構成を示す図である。図10に示されるように、PMモータ1は、インバータ30を更に備えている。インバータ30は、複数(この例では2つ)の直流電源31と、それらと電気的に接続された複数(この例では6つ)のスイッチング素子32と、を有している。インバータ30は、ステータ20の駆動コイル22に電気的に接続されており、駆動コイル22に三相交流電流を供給する。インバータ30では、3つの駆動コイル22が接続された中性点33と、直流電源31同士を接続する直流バス部34とを電気的に接続する電流経路35が設けられている。透磁率変調コイル23は、電流経路35上に設けられている。これにより、インバータ30から透磁率変調コイル23に零相電流を流すことができる。 FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration of the PM motor 1. As shown in FIG. 10, the PM motor 1 further includes an inverter 30. The inverter 30 has a plurality of (two in this example) DC power supplies 31 and a plurality of (six in this example) switching elements 32 electrically connected to them. The inverter 30 is electrically connected to the drive coil 22 of the stator 20, and supplies a three-phase alternating current to the drive coil 22. The inverter 30 is provided with a current path 35 that electrically connects the neutral point 33 to which the three drive coils 22 are connected and the DC bus unit 34 that connects the DC power supplies 31 to each other. The magnetic permeability modulation coil 23 is provided on the current path 35. As a result, a zero-phase current can flow from the inverter 30 to the magnetic permeability modulation coil 23.

インバータ30は、回転磁界を発生させるための三相平衡電流(正相電流)に加えて、零相電流iを制御することができる。PMモータ1では、零相電流iと透磁率変調コイル23(零相巻線)によって生じる零相起磁力が透磁率変調に利用される。図10に示される回路の0軸、d軸及びq軸に関する電圧方程式を以下に示す。

ここで、v,v,vはそれぞれ0dq軸上の電圧であり、i,i,iはそれぞれ0dq軸上の電流であり、Rは駆動コイル22の巻線抵抗であり、Rは透磁率変調コイル23の巻線抵抗であり、L,L,Lは0dq軸上のインダクタンスであり、Ψは0dq軸上の界磁磁石磁束鎖交数であり、pは微分演算子であり、ωは角速度である。式(1)より、0dq軸の各軸における電流を独立して制御できることが分かる。
[作用及び効果]
The inverter 30 can control the zero-phase current i 0 in addition to the three-phase balanced current (positive-phase current) for generating a rotating magnetic field. In the PM motor 1, the zero-phase magnetomotive force generated by the zero-phase current i 0 and the magnetic permeability modulation coil 23 (zero-phase winding) is used for magnetic permeability modulation. The voltage equations for the 0-axis, d-axis and q-axis of the circuit shown in FIG. 10 are shown below.

Here, v 0, v d, v q is the voltage on each 0dq axis, i 0, i d, i q is the current on each 0dq axis, in winding resistance R a drive coil 22 Yes, R 0 is the winding resistance of the magnetic permeability modulation coil 23, L 0 , L d , L q is the inductance on the 0 dq axis, and Ψ f is the field magnet magnetic flux chain crossover on the 0 dq axis. , P is the differential operator and ω is the angular velocity. From equation (1), it can be seen that the current in each axis of the 0dq axis can be controlled independently.
[Action and effect]

PMモータ1では、ロータ10が、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路上に配置された磁性部材15を有し、ステータ20が、透磁率変調磁束S1を発生させる透磁率変調コイル23を有している。透磁率変調磁束S1は、第1永久磁石13及び第2永久磁石14による磁石磁束S2が磁性部材15を通る方向と直交する成分を有し、磁性部材15を通る。透磁率変調磁束S1を磁性部材15に通すと、磁性部材15の透磁率が低下する。そのため、透磁率変調磁束S1の磁束量を調整することで、磁性部材15の透磁率を調整(変調)することができる。磁性部材15の透磁率が低下すると、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路の磁気抵抗が増加する。これにより、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間における漏れ磁束が減少し、第1永久磁石13及び第2永久磁石14からステータ20に鎖交する磁束が増加する。したがって、透磁率変調磁束S1を調整することで、ロータ10からステータ20に鎖交する磁束量を調整することができる。すなわち、可変界磁を実現することができる。よって、このPMモータ1によれば、上述したような従来手法とは異なる方法でロータ10からステータ20に鎖交する磁束量を調整することができ、高効率化を図ることが可能となる。PMモータ1では、軟磁性材料の磁気飽和特性を積極的に活用することにより、逆突極性を有しながら、純電磁気的に可変界磁を実現することができる。また、三次元磁路を利用した透磁率変調を実現することができる。 In the PM motor 1, the rotor 10 has a magnetic member 15 arranged on a magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14, and the stator 20 generates a magnetic permeability-modulated magnetic flux S1. It has a magnetic flux modulation coil 23. The magnetic permeability modulation magnetic flux S1 has a component perpendicular to the direction in which the magnetic flux S2 by the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 passes through the magnetic member 15, and passes through the magnetic member 15. When the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 is passed through the magnetic member 15, the magnetic permeability of the magnetic member 15 decreases. Therefore, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be adjusted (modulated) by adjusting the magnetic flux amount of the magnetic permeability modulation magnetic flux S1. When the magnetic permeability of the magnetic member 15 decreases, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 increases. As a result, the leakage flux between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is reduced, and the magnetic flux interlinking the stator 20 from the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is increased. Therefore, by adjusting the magnetic permeability modulation magnetic flux S1, the amount of magnetic flux interlinking from the rotor 10 to the stator 20 can be adjusted. That is, a variable field can be realized. Therefore, according to this PM motor 1, the amount of magnetic flux interlinking from the rotor 10 to the stator 20 can be adjusted by a method different from the conventional method as described above, and high efficiency can be achieved. In the PM motor 1, by positively utilizing the magnetic saturation characteristic of the soft magnetic material, it is possible to realize a variable field purely electromagnetically while having a reverse polarity. Further, it is possible to realize magnetic permeability modulation using a three-dimensional magnetic path.

PMモータ1における可変界磁方法は、制御性、電源電圧利用率及びスイッチング損の観点から優れている。以下、この点について説明する。可変界磁を実現するための他の手法として、界磁巻線から発生する静止磁界を用いて、ギャップ磁束の増減を可能する方法が検討されている。しかし、この方法には、界磁巻線用のDC/DCコンバータにおける損失や、増磁及び減磁を行うための界磁銅損による損失が大きいという課題がある。また、ダイオード及びFET等のスイッチング素子数が多いため、スイッチング損が大きいという課題がある。これに対し、PMモータ1における零相電流iを利用する方法では、零相電流iをコモンモード電圧によって制御できるため、インバータ30のスイッチング回数は変化せず、スイッチング損への影響は僅かである。また、可変速特性の向上を目的として当該可変界磁方法を用いる場合、零相電流iが直流電流として利用されるため、モータ中性点の電位変動は巻線抵抗による電圧降下分のみである。よって、零相電流iを重畳することによる電源電圧利用率への影響もほとんど無く、従来手法と比べて銅損を低減することができる。更に、零相電流iを透磁率変調コイル23の起磁力源として利用する場合、三相巻線(駆動コイル22)に零相電流iが流れることによって生じる起磁力はトルク発生に直接寄与しないため、三相巻線に生じる零相分の銅損は無駄な損失となり得る。しかし、この損失は零相起磁力を零相巻線の巻数によって補い、零相電流iの直流値を小さくすることにより最小限に抑えることができる。 The variable field method in the PM motor 1 is excellent in terms of controllability, power supply voltage utilization rate, and switching loss. This point will be described below. As another method for realizing the variable field, a method capable of increasing or decreasing the gap magnetic flux by using a static magnetic field generated from the field winding is being studied. However, this method has a problem that a loss in a DC / DC converter for field winding and a loss due to field copper loss for magnetizing and demagnetizing are large. Further, since the number of switching elements such as diodes and FETs is large, there is a problem that the switching loss is large. In contrast, in the method using the zero-phase current i 0 at the PM motor 1, since the zero-phase current i 0 can be controlled by the common mode voltage, the switching frequency of the inverter 30 does not change, the only effect on the switching losses Is. Further, when the variable field method is used for the purpose of improving the variable speed characteristic, since the zero-phase current i 0 is used as a direct current, the potential fluctuation at the neutral point of the motor is only the voltage drop due to the winding resistance. is there. Therefore, there is almost no effect on the power supply voltage utilization rate by superimposing the zero-phase current i 0 , and the copper loss can be reduced as compared with the conventional method. Furthermore, when using a zero-phase current i 0 as magnetomotive force source permeability modulation coil 23, magnetomotive force caused by flowing zero-phase current i 0 in the three-phase winding (driving coil 22) is directly contribute to the torque generation Therefore, the zero-phase copper loss that occurs in the three-phase winding can be a wasteful loss. However, this loss is compensated by the turns of the zero-phase winding ReishoOkoshi force, it can be minimized by reducing the DC value of the zero-phase current i 0.

可変界磁を実現するための他の手法として、回転子を軸方向に2分割し、それらの一方を他方に対して機械的に捻ることにより可変界磁を実現する方法が検討されている。しかし、この方法では、回転子の構造が極めて複雑になるとの課題や、捻転動作のために別のサーボモータを組み込まなければならないとの課題がある。これに対し、PMモータ1における可変界磁制御方法によれば、構造を簡易化することができると共に、そのようなサーボモータを省略することができる。 As another method for realizing the variable field, a method of dividing the rotor into two in the axial direction and mechanically twisting one of them with respect to the other to realize the variable field has been studied. However, this method has a problem that the structure of the rotor becomes extremely complicated and a problem that another servomotor must be incorporated for the twisting operation. On the other hand, according to the variable field control method in the PM motor 1, the structure can be simplified and such a servomotor can be omitted.

PMモータ1では、磁性部材15が、軟磁性材料により形成されている。これにより、磁性部材15の透磁率を容易に調整することができる。 In the PM motor 1, the magnetic member 15 is made of a soft magnetic material. Thereby, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be easily adjusted.

PMモータ1では、第1永久磁石13及び第2永久磁石14が、ロータ本体11に埋め込まれている。これにより、リラクタンストルクを利用することができ、一層の高効率化を図ることができる。また、ロータ10の小型化を図ることもできる。 In the PM motor 1, the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 are embedded in the rotor main body 11. As a result, the reluctance torque can be utilized, and further high efficiency can be achieved. Further, the size of the rotor 10 can be reduced.

PMモータ1では、磁性部材15が、第1永久磁石13と第2永久磁石14とを互いに接続するようにロータ本体11に形成された溝部18内に配置されている。これにより、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路の磁気抵抗を好適に変化させることができる。また、ロータ10の一層の小型化を図ることもできる。 In the PM motor 1, the magnetic member 15 is arranged in the groove portion 18 formed in the rotor main body 11 so as to connect the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 to each other. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 can be suitably changed. Further, the rotor 10 can be further miniaturized.

PMモータ1では、磁性部材15が、ロータ本体11に埋め込まれている。これにより、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路の磁気抵抗を好適に変化させることができる。また、ロータ10の一層の小型化を図ることもできる。 In the PM motor 1, the magnetic member 15 is embedded in the rotor body 11. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 can be suitably changed. Further, the rotor 10 can be further miniaturized.

PMモータ1では、磁性部材15が、径方向において、第1永久磁石13及び第2永久磁石14よりも外側に配置されている。これにより、第1永久磁石13と第2永久磁石14との間の磁路の磁気抵抗を一層好適に変化させることができる。 In the PM motor 1, the magnetic member 15 is arranged outside the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 in the radial direction. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic path between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 can be changed more preferably.

PMモータ1では、一対の透磁率変調コイル23が、それぞれ、Z軸方向における磁性部材15の一方側と他方側とに配置されている。これにより、透磁率変調磁束S1を磁性部材15に好適に通すことができる。 In the PM motor 1, a pair of magnetic permeability modulation coils 23 are arranged on one side and the other side of the magnetic member 15 in the Z-axis direction, respectively. As a result, the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 can be suitably passed through the magnetic member 15.

PMモータ1では、透磁率変調コイル23が、シャフト12を囲んでいる。これにより、透磁率変調磁束S1を好適に発生させることができる。 In the PM motor 1, the magnetic permeability modulation coil 23 surrounds the shaft 12. Thereby, the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 can be preferably generated.

PMモータ1は、複数の駆動コイル22に三相交流電流を供給するインバータ30を備え、インバータ30が、インバータ30の零相電流が透磁率変調コイル23に流れるように、透磁率変調コイル23に電気的に接続されている。これにより、駆動コイル22に三相交流電流を供給するインバータ30により、透磁率変調コイル23に電流を流すことができる。
[変形例]
The PM motor 1 includes an inverter 30 that supplies a three-phase AC current to a plurality of drive coils 22, and the inverter 30 uses the magnetic permeability modulation coil 23 so that the zero-phase current of the inverter 30 flows through the magnetic permeability modulation coil 23. It is electrically connected. As a result, the inverter 30 that supplies the three-phase alternating current to the drive coil 22 allows the current to flow through the magnetic permeability modulation coil 23.
[Modification example]

図11に示される第1変形例に係るPMモータ1Aでは、磁性部材15は、Z軸方向において互いに向かい合う第1部分15a及び第2部分15bを有している。透磁率変調コイル23は、一対ではなく1つ設けられ、Z軸方向において第1部分15aと第2部分15bとの間に配置されている。透磁率変調コイル23は、シャフト12を囲んでいる。透磁率変調コイル23が発生させる透磁率変調磁束S1は、径方向における外側から内側に向けて第1部分15aを通り、径方向における内側から外側に向けて第2部分15bを通る。ロータ本体11、第1永久磁石13及び第2永久磁石14も、Z軸方向に2分割されている。駆動コイル22は、径方向内側に突出した一対のティース21aに巻回されている(共巻きされている)。一対のティース21aは、ステータ本体21におけるZ軸方向の両端に配置されている。 In the PM motor 1A according to the first modification shown in FIG. 11, the magnetic member 15 has a first portion 15a and a second portion 15b facing each other in the Z-axis direction. The magnetic permeability modulation coil 23 is provided not as a pair but as one, and is arranged between the first portion 15a and the second portion 15b in the Z-axis direction. The magnetic permeability modulation coil 23 surrounds the shaft 12. The magnetic permeability modulation magnetic flux S1 generated by the magnetic permeability modulation coil 23 passes through the first portion 15a from the outside to the inside in the radial direction and passes through the second portion 15b from the inside to the outside in the radial direction. The rotor body 11, the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 are also divided into two in the Z-axis direction. The drive coil 22 is wound (co-wound) around a pair of teeth 21a protruding inward in the radial direction. The pair of teeth 21a are arranged at both ends of the stator body 21 in the Z-axis direction.

第1変形例に係るPMモータ1Aによっても、上記実施形態と同様に、高効率化を図ることが可能となる。また、PMモータ1Aでは、透磁率変調コイル23が第1部分15aと第2部分15bとの間に配置されているため、Z軸方向における小型化や、ステータ20の構成の簡易化を図ることができる。駆動コイル22が一対のティース21aに巻回されているため、巻線抵抗の低減及び構造の簡易化を図ることができる。 The PM motor 1A according to the first modification also makes it possible to improve efficiency as in the above embodiment. Further, in the PM motor 1A, since the magnetic permeability modulation coil 23 is arranged between the first portion 15a and the second portion 15b, it is possible to reduce the size in the Z-axis direction and simplify the configuration of the stator 20. Can be done. Since the drive coil 22 is wound around the pair of teeth 21a, the winding resistance can be reduced and the structure can be simplified.

図12は、実施形態に係るPMモータ1についての零相起磁力を0AT及び1800ATとしたときの誘起電圧波形を示すグラフであり、図13は、第1変形例に係るPMモータ1Aについての零相起磁力を0AT及び900ATとしたときの誘起電圧波形を示すグラフである。図14(a)は、PMモータ1についての誘起電圧のFFT分析の結果を示すグラフであり、図14(b)は、PMモータ1Aについての誘起電圧のFFT分析の結果を示すグラフである。なお、各部の材料、各コイルの巻数及び磁石体積については、PMモータ1,1A間で同一とした。 FIG. 12 is a graph showing induced voltage waveforms when the zero-phase magnetomotive force of the PM motor 1 according to the embodiment is 0AT and 1800AT, and FIG. 13 is a graph showing zero for the PM motor 1A according to the first modification. It is a graph which shows the induced voltage waveform when the magnetomotive force is 0AT and 900AT. FIG. 14A is a graph showing the result of FFT analysis of the induced voltage for the PM motor 1, and FIG. 14B is a graph showing the result of FFT analysis of the induced voltage for the PM motor 1A. The material of each part, the number of turns of each coil, and the volume of the magnet were the same between the PM motors 1 and 1A.

図12〜図14より、零相起磁力の有無により、無負荷誘起電圧の基本波成分を40%程度調整可能であることが分かる。また、第1変形例に係るPMモータ1Aでは、無負荷誘起電圧に偶数次高調波が重畳しないことが分かる。実施形態に係るPMモータ1では、零相磁束が第1永久磁石13及び第2永久磁石14におけるN極部及びS極部の一方を強め、他方を弱めるため、偶数次高調波が重畳される。これに対し、第1変形例に係るPMモータ1Aでは、図11における上段においてはN極部及びS極部の一方を強め、下段においてはN極部及びS極部の他方を強めるように零相磁束が作用するので、全体として磁極の偏りがなく偶数次高調波が重畳されない。また、図14より、PMモータ1AではPMモータ1の半分の零相起磁力でPMモータ1と同等の可変界磁性能を得られることが分かる。これは、PMモータ1Aのような磁気回路とすることにより、PMモータ1における上下2つの零相磁束の磁路を共通化できるためであると考えられる。 From FIGS. 12 to 14, it can be seen that the fundamental wave component of the no-load induced voltage can be adjusted by about 40% depending on the presence or absence of the zero-phase magnetomotive force. Further, it can be seen that in the PM motor 1A according to the first modification, even-order harmonics are not superimposed on the no-load induced voltage. In the PM motor 1 according to the embodiment, since the zero-phase magnetic flux strengthens one of the north and south poles of the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 and weakens the other, even-order harmonics are superimposed. .. On the other hand, in the PM motor 1A according to the first modification, one of the north pole and the south pole is strengthened in the upper stage in FIG. 11, and the other of the north pole and the south pole is strengthened in the lower stage. Since the phase magnetic flux acts, there is no bias in the magnetic poles as a whole, and even-order harmonics are not superimposed. Further, from FIG. 14, it can be seen that the PM motor 1A can obtain the same variable field performance as the PM motor 1 with a zero-phase magnetomotive force half that of the PM motor 1. It is considered that this is because the magnetic paths of the two upper and lower zero-phase magnetic fluxes in the PM motor 1 can be shared by using a magnetic circuit such as the PM motor 1A.

図15(a)は、PMモータ1のトルク波形を示すグラフであり、図15(b)は、PMモータ1Aのトルク波形を示すグラフである。図16(a)は、PMモータ1についてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフであり、図16(b)は、PMモータ1についてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフである。回転速度は1800min−1とし、駆動コイル22におけるq軸の起磁力を600ATとした。 FIG. 15A is a graph showing the torque waveform of the PM motor 1, and FIG. 15B is a graph showing the torque waveform of the PM motor 1A. FIG. 16A is a graph showing the result of FFT analysis of torque for PM motor 1, and FIG. 16B is a graph showing the result of FFT analysis of torque for PM motor 1. The rotation speed was 1800 min -1, and the magnetomotive force of the q-axis in the drive coil 22 was 600 AT.

図15及び図16より、平均トルクについてはPMモータ1,1A間でほとんど変わらないことが分かる。これは、PMモータ1AではPMモータ1の半分の零相起磁力で同量の無負荷誘起電圧を得られたためであると考えられる。また、図16より、PMモータ1Aではトルクリプルに含まれる3次成分を約87%低減できることが分かる。これは、PMモータ1Aの磁気回路を採用することにより、無負荷誘起電圧の偶数次高調波を低減することができたためであると考えられる。ただし、PMモータ1Aの磁気回路を採用することによりトルクの3次成分は低減できるが、コンシークエントポール形モータと類似した運転特性になる可変界磁原理は変わらないため、磁性部材15を空気に置き換えた理想状態と比べると平均出力トルクは若干小さくなる。 From FIGS. 15 and 16, it can be seen that the average torque is almost the same between the PM motors 1 and 1A. It is considered that this is because the PM motor 1A obtained the same amount of no-load induced voltage with the zero-phase magnetomotive force half that of the PM motor 1. Further, from FIG. 16, it can be seen that the PM motor 1A can reduce the tertiary component contained in the torque ripple by about 87%. It is considered that this is because the even-order harmonics of the no-load induced voltage could be reduced by adopting the magnetic circuit of the PM motor 1A. However, although the third-order component of torque can be reduced by adopting the magnetic circuit of the PM motor 1A, the variable field principle that has the same operating characteristics as the consequential pole type motor does not change, so the magnetic member 15 is made into air. The average output torque is slightly smaller than the replaced ideal state.

透磁率変調を利用した可変界磁手法の応用として、以下の応用例が挙げられる。
(1)可変速特性の向上が図られたPMモータ
上述した可変界磁手法によれば、運転領域に応じて速度起電力定数を連続的に調節することができる。この機能により、可変速特性を向上することができる。
The following application examples can be given as applications of the variable field method using magnetic permeability modulation.
(1) PM motor with improved variable speed characteristics According to the above-mentioned variable field method, the speed electromotive force constant can be continuously adjusted according to the operating region. With this function, the variable speed characteristic can be improved.

(2)トルクリプルの低減が図られたPMモータ
従来のPMモータでは、トルクリプルの低減や負荷トルク変動への対応が電機子磁束の制御により行われる。これに対し、上述した可変界磁手法では零相電流の制御により、電機子磁束に加えて界磁磁束も変化させることができる。このような制御自由度の増大により、電機子磁束に高調波成分が含まれる場合でも、その高調波に同期する高調波を界磁磁束に重畳させることにより、平均トルクの増加と同時にトルクリプルを低減することができる。
(2) PM motor with reduced torque ripple In a conventional PM motor, reduction of torque ripple and response to load torque fluctuation are performed by controlling the armature magnetic flux. On the other hand, in the variable field method described above, the field magnetic flux can be changed in addition to the armature magnetic flux by controlling the zero-phase current. Due to this increase in control flexibility, even if the armature magnetic flux contains harmonic components, the harmonics synchronized with the harmonics are superimposed on the field magnetic flux to increase the average torque and reduce torque ripple at the same time. can do.

(3)高効率運転領域拡大が図られたPMモータ
一般的に銅損と鉄損が拮抗する動作点がPMモータの最高効率点であるが、この最高効率は1つの性能指標として挙げられる。しかし、一般的なPMモータでは界磁を調整できないため、高効率領域は限られる。これに対し、上述した可変界磁手法では界磁を制御できるため、銅損と鉄損がバランスするように界磁磁束を制御することにより、高効率運転領域を拡大することができる。
(3) PM motor with expanded high-efficiency operating range Generally, the operating point where copper loss and iron loss compete with each other is the highest efficiency point of the PM motor, and this maximum efficiency can be cited as one performance index. However, since the field cannot be adjusted with a general PM motor, the high efficiency region is limited. On the other hand, since the field can be controlled by the variable field method described above, the high-efficiency operating range can be expanded by controlling the field magnetic flux so that the copper loss and the iron loss are balanced.

図17は、第2変形例に係るPMモータ1Bの断面図である。PMモータ1Bでは、トルクリプルの低減のために、Z軸方向に積層された複数の電磁鋼板によりティース21aが構成されている。これは、ティース21aに流れる磁束が2次元方向のみであるためである。その他の構造は、第1変形例に係るPMモータ1Aと同様である。ただし、トルクリプルの低減が目標であるため、可変界磁幅と低減するトルクリプルの振幅が同程度になるように、磁性部材15の形状が調整されている。第2変形例に係るPMモータ1Bによっても、上記実施形態と同様に、高効率化を図ることが可能となる。また、製造工程の簡素化及び渦電流損失の低減を図ることができる。また、バックヨークは電磁鋼板と圧粉磁心の両方により形成され、3次元磁気回路を構成している。 FIG. 17 is a cross-sectional view of the PM motor 1B according to the second modification. In the PM motor 1B, the teeth 21a is composed of a plurality of electromagnetic steel plates laminated in the Z-axis direction in order to reduce torque ripple. This is because the magnetic flux flowing through the teeth 21a is only in the two-dimensional direction. Other structures are the same as those of the PM motor 1A according to the first modification. However, since the goal is to reduce the torque ripple, the shape of the magnetic member 15 is adjusted so that the variable field width and the amplitude of the reduced torque ripple are about the same. The PM motor 1B according to the second modification also makes it possible to improve efficiency as in the above embodiment. In addition, the manufacturing process can be simplified and the eddy current loss can be reduced. Further, the back yoke is formed of both an electromagnetic steel plate and a dust core, and constitutes a three-dimensional magnetic circuit.

図18(a)は、第2変形例に係るPMモータ1Bのトルク波形を示すグラフであり、図18(b)は、PMモータ1BについてのトルクのFFT分析の結果を示すグラフである。回転速度は1800min−1とし、駆動コイル22におけるq軸の起磁力を600ATとし、零相起磁力を0AT及び900ATとした。図18より、磁性部材15の形状が調整されていることで、第1変形例に係るPMモータ1Aと比べて、零相起磁力の有無による平均トルクの差が小さくなり、6次成分の振幅と同程度になっていることが分かる。 FIG. 18A is a graph showing the torque waveform of the PM motor 1B according to the second modification, and FIG. 18B is a graph showing the result of FFT analysis of the torque of the PM motor 1B. The rotation speed was 1800 min- 1 , the magnetomotive force of the q-axis in the drive coil 22 was 600AT, and the zero-phase magnetomotive forces were 0AT and 900AT. From FIG. 18, by adjusting the shape of the magnetic member 15, the difference in the average torque depending on the presence or absence of the zero-phase magnetomotive force becomes smaller than that of the PM motor 1A according to the first modification, and the amplitude of the sixth component is reduced. It can be seen that it is about the same as.

図19(a)は、零相起磁力が0ATである場合の6次成分(トルクリプル)を示すグラフであり、図19(b)は、当該トルクリプルを低減するための零相電流の例を示すグラフである。図19に示される零相電流は、トルクが小さいときに絶対値が大きくなり、トルクが大きいときに絶対値が小さくなる電流波形を有する。 FIG. 19A is a graph showing a sixth-order component (torque ripple) when the zero-phase magnetomotive force is 0AT, and FIG. 19B shows an example of a zero-phase current for reducing the torque ripple. It is a graph. The zero-phase current shown in FIG. 19 has a current waveform in which the absolute value increases when the torque is small and the absolute value decreases when the torque is large.

図20(a)は、図19(b)の零相電流を用いた場合のトルク波形を示すグラフであり、図20(b)は、図20(a)のトルクについてのFFT分析の結果を示すグラフである。駆動コイル22におけるq軸の起磁力を600ATとし、零相起磁力を900ATとした。図20より、図19(b)に示されるような波形の零相電流を通電することにより、6次成分を約75%低減できることが分かる。また、平均トルクも零相起磁力が900ATの場合と比べて増加していることも分かる。 20 (a) is a graph showing a torque waveform when the zero-phase current of FIG. 19 (b) is used, and FIG. 20 (b) shows the result of FFT analysis for the torque of FIG. 20 (a). It is a graph which shows. The q-axis magnetomotive force of the drive coil 22 was 600 AT, and the zero-phase magnetomotive force was 900 AT. From FIG. 20, it can be seen that the sixth component can be reduced by about 75% by energizing the zero-phase current having the waveform shown in FIG. 19 (b). It can also be seen that the average torque is also increased as compared with the case where the zero-phase magnetomotive force is 900AT.

図19(b)に示されるような零相電流を通電することにより、同期座標系において界磁起磁力に6次高調波成分を発生させ、ステータ構造により不可避に発生する6次の電機子起磁力と同期させることができる。これにより、平均トルクに、交流零相電流実効値に応じた平均トルクの増加分に加え、6次成分の低減分を重畳させることができ、直流励磁時よりも小さな実効値でトルクリプルを抑制しながら平均トルクを増加させることができる。 By energizing a zero-phase current as shown in FIG. 19B, a sixth-order harmonic component is generated in the field magnetomotive force in the synchronous coordinate system, and a sixth-order armature is inevitably generated by the stator structure. It can be synchronized with the magnetic force. As a result, in addition to the increase in the average torque according to the effective value of the AC zero-phase current, the reduction in the sixth component can be superimposed on the average torque, and torque ripple is suppressed with an effective value smaller than that during DC excitation. However, the average torque can be increased.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、各構成の材料、形状及び配置には、上述した例に限らず、様々な材料、形状及び配置を採用することができる。磁性部材15は、必ずしも軟磁性材料により形成されていなくてもよく、軟磁性材料以外の磁性材料により形成されてもよい。この場合でも、磁性部材15の透磁率を変調することができる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, various materials, shapes and arrangements can be adopted for the materials, shapes and arrangements of each configuration, not limited to the above-mentioned examples. The magnetic member 15 does not necessarily have to be formed of a soft magnetic material, and may be formed of a magnetic material other than the soft magnetic material. Even in this case, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be modulated.

上記実施形態では、透磁率変調磁束S1が径方向に沿って磁性部材15を通っていたが、透磁率変調磁束S1は、第1永久磁石13及び第2永久磁石14による磁石磁束S2が磁性部材15を通る方向と直交する成分を有していればよい。例えば、透磁率変調磁束S1は、Z軸方向に沿って磁性部材15を通ってもよい。透磁率変調磁束S1は、第1永久磁石13及び第2永久磁石14による磁石磁束S2が磁性部材15を通る方向と交差してもよい。これらの場合でも、磁性部材15の透磁率を変調することができる。 In the above embodiment, the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 passes through the magnetic member 15 along the radial direction. However, in the magnetic permeability modulation magnetic flux S1, the magnetic flux S2 formed by the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 is a magnetic member. It suffices to have a component orthogonal to the direction passing through 15. For example, the magnetic permeability modulation magnetic flux S1 may pass through the magnetic member 15 along the Z-axis direction. The magnetic permeability modulation magnetic flux S1 may intersect the direction in which the magnetic flux S2 of the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 passes through the magnetic member 15. Even in these cases, the magnetic permeability of the magnetic member 15 can be modulated.

第1永久磁石13及び第2永久磁石14は、ロータ本体11の表面上に配置されてもよい。すなわち、ロータ10は、埋込磁石型ではなく、表面磁石型に構成されてもよい。磁性部材15は、ロータ本体11の表面上に配置されてもよい。 The first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 may be arranged on the surface of the rotor main body 11. That is, the rotor 10 may be configured as a surface magnet type instead of the embedded magnet type. The magnetic member 15 may be arranged on the surface of the rotor body 11.

磁性部材15の配置は上述した例に限られない。例えば、上述した磁性部材15に代えて又は加えて、径方向における第1永久磁石13及び第2永久磁石14よりも内側に磁性部材が配置されてもよい。第1永久磁石13と第2永久磁石14との間に磁性部材が配置されてもよい。インバータ30が透磁率変調コイル23に電気的に接続されず、他の電源により透磁率変調コイル23に電流が供給されてもよい。 The arrangement of the magnetic member 15 is not limited to the above-mentioned example. For example, instead of or in addition to the above-mentioned magnetic member 15, the magnetic member may be arranged inside the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14 in the radial direction. A magnetic member may be arranged between the first permanent magnet 13 and the second permanent magnet 14. The inverter 30 may not be electrically connected to the magnetic permeability modulation coil 23, and a current may be supplied to the magnetic permeability modulation coil 23 by another power source.

1…永久磁石型モータ(PMモータ)、10…ロータ、11…ロータ本体、12…シャフト、13…第1永久磁石、14…第2永久磁石、13n,14n…N極部、13s,14s…S極部、15…磁性部材、15a…第1部分、15b…第2部分、20…ステータ、22…駆動コイル、23…透磁率変調コイル、30…インバータ、A…回転軸、i…零相電流。 1 ... Permanent magnet type motor (PM motor), 10 ... Rotor, 11 ... Rotor body, 12 ... Shaft, 13 ... First permanent magnet, 14 ... Second permanent magnet, 13n, 14n ... N pole, 13s, 14s ... S pole part, 15 ... magnetic member, 15a ... first part, 15b ... second part, 20 ... stator, 22 ... drive coil, 23 ... magnetic permeability modulation coil, 30 ... inverter, A ... rotating shaft, i 0 ... zero Phase current.

Claims (10)

回転軸周りに回転するロータと、ステータと、を備え、
前記ロータは、
N極部が径方向外側に配置された第1永久磁石と、
S極部が径方向外側に配置された第2永久磁石と、
前記第1永久磁石と前記第2永久磁石との間の磁路上に配置された磁性部材と、を有し、
前記ステータは、
前記ロータを回転させるための回転磁界を発生させる複数の駆動コイルと、
前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石による磁束が前記磁性部材を通る方向と直交する成分を有し且つ前記磁性部材を通る磁束を発生させる透磁率変調コイルと、を有する、永久磁石型モータ。
It is equipped with a rotor that rotates around a rotation axis and a stator.
The rotor
The first permanent magnet with the N pole located on the outer side in the radial direction,
A second permanent magnet with the S pole located on the outer side in the radial direction,
It has a magnetic member arranged on a magnetic path between the first permanent magnet and the second permanent magnet.
The stator is
A plurality of drive coils that generate a rotating magnetic field for rotating the rotor, and
A permanent magnet type motor having a component in which the magnetic flux generated by the first permanent magnet and the second permanent magnet is orthogonal to the direction through which the magnetic member passes and a magnetic permeability modulation coil that generates a magnetic flux passing through the magnetic member. ..
前記磁性部材は、軟磁性材料により形成されている、請求項1に記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet type motor according to claim 1, wherein the magnetic member is made of a soft magnetic material. 前記ロータは、ロータ本体を有し、
前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石は、前記ロータ本体に埋め込まれている、請求項1又は2に記載の永久磁石型モータ。
The rotor has a rotor body and has a rotor body.
The permanent magnet type motor according to claim 1 or 2, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet are embedded in the rotor body.
前記磁性部材は、前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とを互いに接続するように前記ロータ本体に形成された溝部内に配置されている、請求項3に記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet type motor according to claim 3, wherein the magnetic member is arranged in a groove formed in the rotor body so as to connect the first permanent magnet and the second permanent magnet to each other. 前記ロータは、ロータ本体を有し、
前記磁性部材は、前記ロータ本体に埋め込まれている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
The rotor has a rotor body and has a rotor body.
The permanent magnet type motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic member is embedded in the rotor body.
前記磁性部材は、前記径方向において、前記第1永久磁石及び前記第2永久磁石よりも外側に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 The permanent magnet type motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic member is arranged outside the first permanent magnet and the second permanent magnet in the radial direction. 前記ステータは、前記透磁率変調コイルを一対有し、
前記一対の透磁率変調コイルは、それぞれ、前記回転軸に平行な軸方向における前記磁性部材の一方側と他方側とに配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
The stator has a pair of magnetic permeability modulation coils.
The permanent according to any one of claims 1 to 6, wherein each of the pair of magnetic permeability modulation coils is arranged on one side and the other side of the magnetic member in an axial direction parallel to the rotation axis. Magnet type motor.
磁性部材は、前記回転軸に平行な軸方向において互いに向かい合う第1部分及び第2部分を含み、
前記透磁率変調コイルは、前記軸方向において、前記第1部分と前記第2部分との間に配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
The magnetic member includes a first portion and a second portion facing each other in an axial direction parallel to the rotation axis.
The permanent magnet type motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic permeability modulation coil is arranged between the first portion and the second portion in the axial direction.
前記ロータは、前記回転軸に沿って延在するシャフトを有し、
前記透磁率変調コイルは、前記シャフトを囲んでいる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
The rotor has a shaft that extends along the axis of rotation.
The permanent magnet type motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the magnetic permeability modulation coil surrounds the shaft.
前記複数の駆動コイルに多相交流電流を供給するインバータを更に備え、
前記インバータは、前記インバータの零相電流が前記透磁率変調コイルに流れるように、前記透磁率変調コイルに電気的に接続されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
Further equipped with an inverter that supplies a multi-phase alternating current to the plurality of drive coils,
The permanent magnet according to any one of claims 1 to 9, wherein the inverter is electrically connected to the magnetic permeability modulation coil so that the zero-phase current of the inverter flows through the magnetic permeability modulation coil. Type motor.
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