JP2021069148A - Rotor and variable field motor - Google Patents
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Abstract
【課題】磁石の不可逆減磁を抑制する。【解決手段】ロータコア15、ロータコア15の周方向に間隔をおいて配置されロータコア15の径方向の一方向に着磁されて磁極となる複数の磁石16、およびロータコア15に形成され各磁石16の間に形成されて磁極となる突極40を含み、ステータによって径方向で対向するように取り囲まれ、ステータから界磁磁束を受ける、可変界磁モータ用のロータにおいて、ロータコア15は、磁石16のロータコア軸方向端面とモータとしてロータを組み付けた際のステータのステータコアの軸方向端面よりも軸方向外方に突出するコア延長部60を含み、当該コア延長部60は、磁石16のロータコア径方向外方に設けられる。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress irreversible demagnetization of a magnet. SOLUTION: A rotor core 15, a plurality of magnets 16 arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor core 15 and magnetized in one direction in the radial direction of the rotor core 15 to become magnetic poles, and each magnet 16 formed on the rotor core 15 In a rotor for a variable field motor, which includes a salient pole 40 formed between them and serves as a magnetic pole, is surrounded by a stator so as to face each other in the radial direction, and receives a field magnetic flux from the stator, the rotor core 15 is a magnet 16. The rotor core axial end surface and the core extension portion 60 projecting outward in the axial direction from the axial end surface of the stator core of the stator when the rotor is assembled as a motor are included, and the core extension portion 60 is outside the rotor core radial direction of the magnet 16. It is provided on the side. [Selection diagram] Fig. 6
Description
本発明は、磁石と突極を周方向において交互に配置した、可変界磁モータ用のロータと、それを備える可変界磁モータに関する。 The present invention relates to a rotor for a variable field motor in which magnets and salient poles are alternately arranged in the circumferential direction, and a variable field motor including the rotor.
ロータに取り付ける磁石を半数に減らしたハーフマグネット型モータの一例として、コンシクエントポール型モータが知られており、そのロータがコンシクエントポール型ロータと呼ばれる。このコンシクエントポール型ロータでは、ロータコアと一体に形成された突極と、一方向に着磁された磁石とが周方向に交互に配置される。また、コンシクエントポール型ロータを備える可変界磁モータも知られている。可変界磁モータでは、界磁ヨークからロータに向かう磁束を、界磁コイルを用いて制御することにより、弱め界磁制御、強め界磁制御などが行える(例えば特許文献1参照)。 As an example of a half magnet type motor in which the number of magnets attached to the rotor is reduced to half, a concave pole type motor is known, and the rotor is called a concave pole type rotor. In this sequential pole type rotor, salient poles formed integrally with the rotor core and magnets magnetized in one direction are alternately arranged in the circumferential direction. Further, a variable field motor including a concave pole type rotor is also known. In the variable field motor, the magnetic flux from the field yoke to the rotor can be controlled by using a field coil to perform field weakening control, field strengthening control, and the like (see, for example, Patent Document 1).
コンシクエントポール型ロータを備える可変界磁モータでは、界磁コイルに電流を通電することによって発生する界磁電流磁束(界磁磁束とも言う)が磁石の着磁方向とは逆向きに作用する。図16は、コンシクエントポール型ロータを備える可変界磁モータにおいて、ロータに作用する3相電流磁束および界磁電流磁束を示す図である。図16に示すように、ロータ114のロータコア115に配置された磁石116は、ロータコア115の径方向外方(矢印AR11の方向)に着磁されており、3相電流磁束および界磁電流磁束AR12は、ステータ120のステータコア121から、磁石116の着磁方向AR11とは逆向きにロータコア115へ流れ込む。
In a variable field motor provided with a sequential pole type rotor, the field current magnetic flux (also referred to as field magnetic flux) generated by energizing the field coil with a current acts in the direction opposite to the magnetizing direction of the magnet. FIG. 16 is a diagram showing a three-phase current magnetic flux and a field current magnetic flux acting on the rotor in a variable field motor including a sequential pole type rotor. As shown in FIG. 16, the
界磁電流磁束と3相電流磁束は、図16に示すように、磁石116の径方向外方におけるロータコア115の軸方向端部に集中し、磁石116の軸方向端部の逆磁界AR13を増加させる。そして、磁石116に作用する逆磁界がある閾値以上に増加した場合には、磁石116が不可逆減磁を起こし、磁石116の磁力が弱まってしまう。
As shown in FIG. 16, the field current magnetic flux and the three-phase current magnetic flux are concentrated at the axial end of the
本発明の目的は、コンシクエントポール型ロータを備える可変界磁モータにおいて、ロータの磁石の不可逆減磁を抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress irreversible demagnetization of a magnet of a rotor in a variable field motor including a sequential pole type rotor.
本発明は、ロータコア、前記ロータコアの周方向に間隔をおいて配置され前記ロータコアの径方向の一方向に着磁されて磁極となる複数の磁石、および前記ロータコアに形成され前記各磁石の間に形成されて磁極となる突極を含み、ステータによって径方向で対向するように取り囲まれ、前記ステータから界磁磁束を受ける、可変界磁モータ用のロータであって、前記ロータコアは、前記磁石のロータコア軸方向端面とモータとしてロータを組み付けた際の前記ステータのステータコアの軸方向端面よりも軸方向外方に突出するコア延長部を含み、前記コア延長部は、前記磁石のロータコア径方向外方に設けられる。 The present invention comprises a rotor core, a plurality of magnets arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor core and magnetized in one direction in the radial direction of the rotor core to form magnetic poles, and between the rotor cores formed on the rotor core. A rotor for a variable field motor that includes salient poles formed to serve as magnetic poles, is surrounded by a stator so as to face each other in the radial direction, and receives a field magnetic flux from the stator. The rotor core is a rotor of the magnet. The rotor core axial end surface and the core extension portion protruding axially outward from the axial end surface of the stator core of the stator when the rotor is assembled as a motor are included, and the core extension portion is outward in the rotor core radial direction of the magnet. It is provided in.
この構成によれば、磁石の軸方向端面とステータコアの軸方向端面よりも軸方向外方に突出したコア延長部が、磁石の径方向外方(ロータコア径方向外方)に設けられるので、磁束が集中するロータコアの軸方向端部(コア延長部の軸方向端部)を、磁石から離すことができる。そのため、磁石に作用する逆磁界を減少させることができ、磁石の不可逆減磁を抑制することができる。 According to this configuration, the axial end face of the magnet and the core extension portion protruding axially outward from the axial end face of the stator core are provided on the radial outer side of the magnet (rotor core radial outer side), so that the magnetic flux The axial end of the rotor core (the axial end of the core extension) where the magnetic flux is concentrated can be separated from the magnet. Therefore, the reverse magnetic field acting on the magnet can be reduced, and the irreversible demagnetization of the magnet can be suppressed.
また、本発明において、前記コア延長部は、前記ロータコアの軸方向端部全体にわたって設けられてもよい。 Further, in the present invention, the core extension portion may be provided over the entire axial end portion of the rotor core.
また、本発明において、前記磁石のロータコア径方向外方に設けられる前記コア延長部は、磁石外方コア延長部であり、複数の前記磁石外方コア延長部のそれぞれを互いに結合するように前記ロータコアの外周端に設けられた前記コア延長部である外周コア延長部を含む、としてもよい。 Further, in the present invention, the core extension portion provided on the outer side in the rotor core radial direction of the magnet is a magnet outer core extension portion, and the plurality of magnet outer core extension portions are connected to each other. The outer peripheral core extension portion, which is the core extension portion provided at the outer peripheral end of the rotor core, may be included.
この構成によれば、コア延長部の機械強度を高めることができる。 According to this configuration, the mechanical strength of the core extension portion can be increased.
また、本発明において、前記ロータコアのシャフト孔の周辺に円環状に設けられた前記コア延長部である内周コア延長部と、前記外周コア延長部と前記内周コア延長部を接続するように前記ロータコアの突極に設けられた前記コア延長部である接続コア延長部と、を含む、としてもよい。 Further, in the present invention, the inner peripheral core extension portion which is the core extension portion provided in an annular shape around the shaft hole of the rotor core is connected to the outer peripheral core extension portion and the inner peripheral core extension portion. It may include a connection core extension portion which is the core extension portion provided at the salient pole of the rotor core.
この構成によれば、コア延長部の機械強度をさらに高めることができる。 According to this configuration, the mechanical strength of the core extension portion can be further increased.
また、本発明において、前記磁石のロータコア径方向外方に比べて前記磁石のロータコア径方向内方は、前記コア延長部が少ない、としてもよい。 Further, in the present invention, the core extension portion may be smaller in the rotor core radial direction of the magnet than in the rotor core radial direction outer direction of the magnet.
この構成によれば、磁石のロータコア径方向内方のコア延長部が少ないことにより磁石側の磁気抵抗が高いままとなり、界磁電流トルクの増加を期待できる。 According to this configuration, the magnetic resistance on the magnet side remains high due to the small number of core extension portions inward in the rotor core radial direction of the magnet, and an increase in field current torque can be expected.
また、本発明において、前記磁石のロータコア径方向外方に比べて前記磁石のロータコア径方向内方は、前記コア延長部が少なく、前記ロータコアの突極に設けられた前記コア延長部である突極コア延長部と、前記ロータコアのシャフト孔の周辺に円環状に設けられた前記コア延長部である内周コア延長部と、を含み、前記外周コア延長部と前記内周コア延長部は、前記突極コア延長部により接続される、としてもよい。 Further, in the present invention, there are fewer core extension portions in the rotor core radial direction inner direction of the magnet than in the rotor core radial direction outer direction of the magnet, and the protrusions that are the core extension portions provided at the salient poles of the rotor core. The polar core extension portion and the inner peripheral core extension portion which is the core extension portion provided in an annular shape around the shaft hole of the rotor core are included, and the outer peripheral core extension portion and the inner peripheral core extension portion include the outer peripheral core extension portion and the inner peripheral core extension portion. It may be connected by the salient pole core extension portion.
この構成によれば、磁石のロータコア径方向内方のコア延長部が少ないことにより磁石側の磁気抵抗が高いままとなり、突極コア延長部が設けられることにより突極の磁気抵抗が減少するので、磁石極と突極の磁気抵抗差が拡大して界磁電流トルクを増加させることができる。また、コア延長部の機械強度を高めることができる。 According to this configuration, the magnetic resistance on the magnet side remains high due to the small number of core extension portions in the rotor core radial direction of the magnet, and the magnetic resistance of the salient pole is reduced by providing the salient pole core extension portion. , The reluctance difference between the magnet pole and the salient pole can be expanded to increase the field current torque. In addition, the mechanical strength of the core extension portion can be increased.
また、本発明に係る可変界磁モータは、上述したようなロータを含む。 Further, the variable field motor according to the present invention includes the rotor as described above.
本発明によれば、コンシクエントポール型ロータを備える可変界磁モータにおいて、ロータの磁石の不可逆減磁を抑制することができる。 According to the present invention, in a variable field motor including a sequential pole type rotor, irreversible demagnetization of the rotor magnet can be suppressed.
以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。全ての図面において同様の要素には同一または同様の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Similar elements are designated by the same or similar reference numerals in all drawings, and duplicate description will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments described herein.
図1は、実施形態1の可変界磁モータ10aの全体構成を示す図である。なお、モータケースは図示を省略している。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the
シャフト12は、丸棒状の出力軸であり、シャフト12の周囲にロータ14aが固定されている。ロータ14aは、ロータコア15と、ロータコア15に配置された複数の磁石16を含む。ロータコア15は、電磁鋼板や圧粉磁粉などの磁性体で構成され、全体として円筒状である。この例では、複数の磁石16のそれぞれはロータコア15の外周に近い位置に配置されている。磁石16は、永久磁石であり、軸方向に伸びる板状で軸方向に伸びる磁石孔18に挿入固定されている。ロータ14aは、コンシクエントポール型であり、磁極は、磁石16によるものと、ロータコア15に形成された突極によるものが、周方向に交互に位置して構成される。全ての磁石16は、同一方向に着磁されており、この例では径方向外方に着磁されている。
The
ロータ14aの周囲には、円環状のステータ20が所定の間隙(ギャップ)を介しロータ14aを取り囲むように配置されている。ステータ20は、ステータコア21と、ステータコイル26(3相コイルとも言う)を含む。ステータコア21は、外周側に位置する円環状のステータヨーク22と、ステータヨーク22から径方向内方に伸びる複数のティース24を含む。図2に示すように、ティース24は周方向に一定の間隔をおいて形成されており、隣接する2つのティース24の間がスロットになっている。そして、このスロットを利用して、ステータコイル26がティース24に巻回される。図1においては、ステータコイル26の軸方向に突出するコイルエンド部分を示してある。この例において、ステータコイル26は、3相のコイルであり、ここに3相交流電流を流すことで回転磁界を形成する。なお、ステータコイル26へ3相交流電流を流すことで生じる磁束を3相電流磁束と呼ぶ。
An
ステータヨーク22には、界磁ヨーク30が接続されている。界磁ヨーク30は、ステータヨーク22から軸方向両側に伸びる円環状の外壁部32と、径方向内方に伸びるドーナツ板状の側壁部34と、側壁部34からロータ14aの軸方向端面に向かって伸びる円環状の内壁部36を含む。また、内壁部36の先端部がロータ14aの軸方向端面と対向している。このような界磁ヨーク30を設けることでロータ14aとステータ20の間に界磁ヨーク30を介する磁気回路が構成される。そして、内壁部36と側壁部34の交差部の内側に界磁コイル38が配置され、この界磁コイル38に電流を流すことによって、界磁ヨーク30が磁化され、弱め界磁、強め界磁などの制御が可能である。このように、可変界磁モータ10aでは、磁石16による界磁だけでなく界磁コイル38への界磁電流によって界磁を制御できる。なお、界磁コイル38へ界磁電流を流すことで生じる磁束を界磁電流磁束または界磁磁束と呼ぶ。界磁ヨーク30の内壁部36の中心側は、シャフト12に軸受け50を介し回転可能に支持されている。
A
なお、図1では、界磁ヨーク30をステータヨーク22の軸方向の両側方から軸方向に伸びるように構成しているが、ステータヨーク22の外周側からステータヨーク22を取り囲むように構成してもよい。
In FIG. 1, the
図2は、可変界磁モータ10aの一部の径方向断面図である。磁石16の周方向に隣接する位置には突極40が形成される。この例では、磁石16の着磁向きは径方向外方である。従って、磁石16の磁極は径方向外方を向き、突極40の磁極は径方向内方を向いている。磁石孔18の周方向両側には、軸方向に伸びる孔42が設けられている。孔42と磁石孔18の間にはブリッジ46aが形成されており、孔42とロータコア15の外周端の間にはブリッジ46bが形成されている。
FIG. 2 is a radial cross-sectional view of a part of the
図3は、実施形態1のロータ14aの構成を示す斜視図である。この例では、ロータ14aに4つの磁石16が配置されている。従って、ロータ14aは、磁石16の磁極と突極40の磁極を合わせて8極の磁極を有している。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
ここで、図1に示すように、ロータ14aのロータコア15は、磁石16の軸方向端面とステータコア21の軸方向端面よりも軸方向外方に突出したコア延長部60を含んでいる。コア延長部60は、ロータコア15の他の部分(ロータコア本体と言う)と一体で形成されており、電磁鋼板や圧粉磁粉などの磁性体で構成される。但し、コア延長部60は、ロータコア本体とは別体の磁性体をロータコア本体に取り付けたものであってもよい。図3に示すように、実施形態1のロータ14aは、コア延長部60がロータコア15の軸方向端部全体にわたって設けられる。なお、コア延長部60のうち、磁石16の径方向外方に設けられるコア延長部を磁石外方コア延長部60aと呼ぶ。
Here, as shown in FIG. 1, the
図4は、実施形態1の可変界磁モータ10aを動作させた時に、ロータ14aに作用する3相電流磁束および界磁電流磁束を示す図である。図4において、AR1は磁石16の着磁向き、AR2は3相電流磁束及び界磁電流磁束、AR3は磁石16の軸方向端部における逆磁界を表す。図4に示すように、実施形態1の可変界磁モータ10aによれば、磁石16の軸方向端面とステータコア21の軸方向端面よりも軸方向外方に突出したコア延長部60が、磁石16の径方向外方に設けられる(符号60a参照)。従って、3相電流磁束及び界磁電流磁束AR2が集中するロータコア15の軸方向端部(コア延長部60aの軸方向端部)を磁石16から離すことができる。よって、磁石16の軸方向端部に作用する逆磁界AR3を減少させることができる。図5は、シミュレーションによって計算した、従来技術(図16に示したモータ100)の磁石と、実施形態1の磁石に作用する逆磁界の大きさを示す図である。この図に示すように、従来技術に比べて、実施形態1の磁石に作用する逆磁界は小さくなる。実施形態1によれば、このように磁石16に作用する逆磁界を減少させることができるため、磁石16の不可逆減磁を抑制することができる。従って、磁石16の不可逆減磁を起因としたモータトルクの減少を抑制することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a three-phase current magnetic flux and a field current magnetic flux acting on the
次に、実施形態2〜5の可変界磁モータ10b〜10eについて説明する。実施形態2〜5の可変界磁モータ10b〜10eは、コア延長部60がロータコア15の軸方向端部に部分的に設けられる点で、実施形態1の可変界磁モータ10aとは異なる。その他のモータの構成は、実施形態1の可変界磁モータ10aと同じであるため、適宜、説明を省略する。
Next, the
図6は、実施形態2の可変界磁モータ10bのロータ14bの構成を示す斜視図である。実施形態2のロータ14bは、コア延長部60が磁石16の径方向外方のみに設けられる。すなわち、磁石外方コア延長部60aのみが設けられる。この構成においても、磁石16の軸方向端部に作用する逆磁界を減少させることができる。図7は、シミュレーションによって計算した、従来技術(図16に示したモータ100)の磁石と、実施形態2の磁石16に作用する逆磁界の大きさを示す図である。この図に示すように、従来技術に比べて、実施形態2の磁石に作用する逆磁界は小さくなる。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the
また、図6に示すように、実施形態2のロータ14bは、磁石16の近くにあるブリッジ46a、46bの軸方向の磁性体の厚みが、実施形態1のロータ14aに比べて薄くなっており、ブリッジ46a、46bの磁気抵抗が高くなっている。この構造により、ブリッジ46a、46bを通って磁束が流れて磁石16のN、S極の間で磁束が短絡する状態(図6の一点鎖線参照、短絡磁束の発生)を抑制することができる。よって、磁石16からの磁束に起因するモータトルク(磁石トルクとも言う)を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 6, in the
さらに、実施形態2のロータ14bは、磁石16の径方向内方の磁性体の軸方向厚みが、実施形態1のロータ14aに比べて薄くなっており、磁石極の磁気抵抗が高くなっている。この構造により、界磁電流磁束に起因するモータトルク(界磁電流トルクとも言う)の増加も期待できる。なお、界磁電流トルクについては、後で詳しく説明する。図8は、シミュレーションによって計算した、実施形態1のモータ10aと、実施形態2のモータ10bのトルクの比較結果を示す図である。図8には、実施形態1のモータ10aのトルクを100%とした時の実施形態2のモータ10bのトルクの割合が示されている。この図に示すように、実施形態1のモータ10aのトルクに比べて、実施形態2のモータ10bのトルクは大きくなる。
Further, in the
次に、実施形態3の可変界磁モータ10cについて説明する。図9は、実施形態3の可変界磁モータ10cのロータ14cの構成を示す斜視図である。実施形態3のロータ14cは、複数の磁石外方コア延長部60aに加えて、複数の磁石外方コア延長部60aのそれぞれを互いに結合するようにロータコア15の外周端に設けられたコア延長部である外周コア延長部60bを含んでいる。この構成によれば、複数の磁石外方コア延長部60aがリング状に結合されることで、コア延長部の機械強度を高めることができる。また、実施形態3のモータ10cにおいても、磁石16の軸方向端部に作用する逆磁界を減少させることができる。図10は、シミュレーションによって計算した、従来技術(図16に示したモータ100)の磁石と、実施形態3の磁石16に作用する逆磁界の大きさを示す図である。
Next, the
次に、実施形態4の可変界磁モータ10dについて説明する。図11は、実施形態4の可変界磁モータ10dのロータ14dの構成を示す斜視図である。実施形態4のロータ14dは、複数の磁石外方コア延長部60aと外周コア延長部60bに加えて、ロータコア15のシャフト孔52の周辺に円環状に設けられたコア延長部である内周コア延長部60cと、外周コア延長部60bと内周コア延長部60cを接続するようにロータコア15の突極40に設けられたコア延長部である接続コア延長部60dを含んでいる。なお、接続コア延長部60dは、外周コア延長部60bと内周コア延長部60cを結ぶ、梁と言うこともできる。この構造によれば、実施形態3のロータ14cに比べて、コア延長部の機械強度をさらに高めることができる。また、実施形態4のモータ10dにおいても、磁石16の軸方向端部に作用する逆磁界を減少させることができる。図12は、シミュレーションによって計算した、従来技術(図16に示したモータ100)の磁石と、実施形態4の磁石16に作用する逆磁界の大きさを示す図である。
Next, the
次に、実施形態5の可変界磁モータ10eについて説明する。図13は、実施形態5の可変界磁モータ10eのロータ14eの構成を示す斜視図である。実施形態5のロータ14eは、実施形態4のロータ14dの接続コア延長部60dを突極全体に拡大した構造である。なお、突極全体に拡大したコア延長部を、突極コア延長部60eと呼ぶ。ここで、磁石16の径方向内方には、コア延長部が設けられない。実施形態5のロータ14eは、突極コア延長部60eにより突極の軸方向の磁性体が厚くなっており、突極の磁気抵抗が低くなっている。また、磁石16の径方向内方にはコア延長部が設けられないことにより磁石16の径方向内方の磁性体が薄くなっており、磁石側(磁石極)の磁気抵抗が高くなっている。なお、ここでは、磁石16の径方向内方にコア延長部が設けられないとしているが、磁石16の径方向内方にコア延長部が若干あってもよく、すなわち、磁石16のロータコア径方向外方に比べて磁石16のロータコア径方向内方はコア延長部が少ないとすればよい。
Next, the variable field motor 10e of the fifth embodiment will be described. FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of the rotor 14e of the variable field motor 10e of the fifth embodiment. The rotor 14e of the fifth embodiment has a structure in which the connecting
図13には、界磁電流磁束AR4の一部が示されている。例えば、モータトルクを高めようとする場合、図13に示すように界磁電流磁束AR4を径方向内方へ向かって流す。この際、界磁電流磁束の流れ方向とは反対の磁極の向きである磁石側(磁石極)に向かう界磁電流磁束を抑え、界磁電流磁束の流れ方向と同じ磁極の向きである突極に向かう界磁電流磁束を多くすることで、界磁電流磁束に起因するモータトルク(界磁電流トルク)を大きくすることができる。すなわち、磁石極の磁気抵抗を高くし、突極の磁気抵抗を低くする(磁石極と突極の磁気抵抗差を大きくする)ことで、界磁電流トルクを大きくすることができる。実施形態5のロータ14eは、上記したように、このような磁気抵抗差を有するため、界磁電流トルクを大きくすることができる。図15は、シミュレーションによって計算した、実施形態1、4、5の各モータのトルクの比較結果を示す図である。図15には、実施形態1のモータ10aのトルクを100%とした時の実施形態4、5のモータ10d、10eのトルクの割合が示されている。この図に示すように、実施形態1、4のモータ10a、10dのトルクに比べて、実施形態5のモータ10eのトルクは大きくなる。
FIG. 13 shows a part of the field current magnetic flux AR4. For example, when trying to increase the motor torque, the field current magnetic flux AR4 is flowed inward in the radial direction as shown in FIG. At this time, the field current magnetic flux toward the magnet side (magnet pole), which is the direction of the magnetic pole opposite to the flow direction of the field current magnetic flux, is suppressed, and the salient pole is in the same magnetic pole direction as the flow direction of the field current magnetic flux. By increasing the field current magnetic flux toward, the motor torque (field current torque) caused by the field current magnetic flux can be increased. That is, the field current torque can be increased by increasing the magnetic resistance of the magnet pole and lowering the magnetic resistance of the salient pole (increasing the magnetic resistance difference between the magnet pole and the salient pole). Since the rotor 14e of the fifth embodiment has such a magnetic resistance difference as described above, the field current torque can be increased. FIG. 15 is a diagram showing a comparison result of torques of the motors of the first, fourth, and fifth embodiments calculated by simulation. FIG. 15 shows the ratio of the torques of the
また、実施形態5のモータ10eにおいても、磁石16の軸方向端部に作用する逆磁界を減少させることができる。図14は、シミュレーションによって計算した、従来技術(図16に示したモータ100)の磁石と、実施形態5の磁石16に作用する逆磁界の大きさを示す図である。この図に示すように、従来技術に比べて、実施形態5の磁石に作用する逆磁界は小さくなる。
Further, also in the motor 10e of the fifth embodiment, the reverse magnetic field acting on the axial end portion of the
10a,10b,10c,10d,10e,100 モータ、12 シャフト、14a,14b,14c,14d,14e,114 ロータ、15,115 ロータコア、16,116 磁石、18 磁石孔、20,120 ステータ、21,121 ステータコア、22 ステータヨーク、24 ティース、26 ステータコイル(3相コイル)、30 界磁ヨーク、32 外壁部、34 側壁部、36 内壁部、38 界磁コイル、40 突極、42 孔、46a,46b ブリッジ、50 軸受け、52 シャフト孔、60 コア延長部、60a 磁石外方コア延長部、60b 外周コア延長部、60c 内周コア延長部、60d 接続コア延長部、60e 突極コア延長部、AR1,AR11 着磁向き、AR2、AR12 3相電流磁束及び界磁電流磁束、AR3,AR13 逆磁界、AR4 界磁電流磁束。
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 100 motors, 12 shafts, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 114 rotors, 15,115 rotor cores, 16,116 magnets, 18 magnet holes, 20,120 stators, 21,1 121 stator core, 22 stator yoke, 24 teeth, 26 stator coil (3-phase coil), 30 field yoke, 32 outer wall part, 34 side wall part, 36 inner wall part, 38 field coil, 40 salient poles, 42 holes, 46a, 46b bridge, 50 bearing, 52 shaft hole, 60 core extension, 60a magnet outer core extension, 60b outer core extension, 60c inner core extension, 60d connection core extension, 60e salient core extension, AR1 , AR11 magnetizing direction, AR2, AR12 3-phase current magnetic flux and field current magnetic flux, AR3, AR13 reverse magnetic field, AR4 field current magnetic flux.
Claims (7)
前記ロータコアは、前記磁石のロータコア軸方向端面とモータとしてロータを組み付けた際の前記ステータのステータコアの軸方向端面よりも軸方向外方に突出するコア延長部を含み、
前記コア延長部は、前記磁石のロータコア径方向外方に設けられる、
ロータ。 A rotor core, a plurality of magnets arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor core and magnetized in one direction in the radial direction of the rotor core to become magnetic poles, and magnetic fluxes formed on the rotor core and formed between the magnets. A rotor for a variable field motor that includes salient poles, is surrounded by a stator so as to face each other in the radial direction, and receives field magnetic flux from the stator.
The rotor core includes a rotor core axial end surface of the magnet and a core extension portion that projects axially outward from the axial end surface of the stator core of the stator when the rotor is assembled as a motor.
The core extension portion is provided outside the rotor core radial direction of the magnet.
Rotor.
前記コア延長部は、前記ロータコアの軸方向端部全体にわたって設けられる、
ロータ。 The rotor according to claim 1.
The core extension is provided over the entire axial end of the rotor core.
Rotor.
前記磁石のロータコア径方向外方に設けられる前記コア延長部は、磁石外方コア延長部であり、
複数の前記磁石外方コア延長部のそれぞれを互いに結合するように前記ロータコアの外周端に設けられた前記コア延長部である外周コア延長部を含む、
ロータ。 The rotor according to claim 1.
The core extension portion provided outside the rotor core radial direction of the magnet is a magnet outer core extension portion.
The outer peripheral core extension portion which is the core extension portion provided at the outer peripheral end of the rotor core so as to connect each of the plurality of magnet outer core extension portions to each other is included.
Rotor.
前記ロータコアのシャフト孔の周辺に円環状に設けられた前記コア延長部である内周コア延長部と、
前記外周コア延長部と前記内周コア延長部を接続するように前記ロータコアの突極に設けられた前記コア延長部である接続コア延長部と、を含む、
ロータ。 The rotor according to claim 3.
An inner peripheral core extension portion, which is the core extension portion provided in an annular shape around the shaft hole of the rotor core,
The outer peripheral core extension portion and the connection core extension portion, which is the core extension portion provided at the salient pole of the rotor core so as to connect the inner peripheral core extension portion, are included.
Rotor.
前記磁石のロータコア径方向外方に比べて前記磁石のロータコア径方向内方は、前記コア延長部が少ない、
ロータ。 The rotor according to claim 1.
The core extension portion is smaller in the rotor core radial direction of the magnet than in the rotor core radial direction outer direction of the magnet.
Rotor.
前記磁石のロータコア径方向外方に比べて前記磁石のロータコア径方向内方は、前記コア延長部が少なく、 前記ロータコアの突極に設けられた前記コア延長部である突極コア延長部と、前記ロータコアのシャフト孔の周辺に円環状に設けられた前記コア延長部である内周コア延長部と、を含み、
前記外周コア延長部と前記内周コア延長部は、前記突極コア延長部により接続される、
ロータ。 The rotor according to claim 3.
The rotor core radial inner side of the magnet has fewer core extension portions than the rotor core radial outer side of the magnet, and the salient pole core extension portion which is the core extension portion provided at the salient pole of the rotor core and the salient pole core extension portion. The inner peripheral core extension portion, which is the core extension portion provided in an annular shape around the shaft hole of the rotor core, is included.
The outer peripheral core extension portion and the inner peripheral core extension portion are connected by the salient pole core extension portion.
Rotor.
A variable field motor including the rotor according to any one of claims 1 to 6.
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