JP2023029265A - Magnetizing device and magnetizing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータのロータに埋め込まれた磁石に着磁を行う、着磁装置及び着磁方法に関する。 The present invention relates to a magnetizing device and a magnetizing method for magnetizing a magnet embedded in a rotor of a motor.
モータのロータの内部に磁石が埋め込まれたブラシレスモータにおいて、ロータの内部に磁石を配置したモータが提案されている(例えば、特許文献1~特許文献2を参照。)。
2. Description of the Related Art Among brushless motors in which magnets are embedded inside the rotor of the motor, motors in which magnets are arranged inside the rotor have been proposed (see, for example,
また、ロータの磁石の着磁を行う際には、ロータの外側にコイルを備えた着磁ヨーク(外周ヨーク)を配置して、この着磁ヨークにより着磁を行っている(例えば、特許文献3を参照)。 Further, when magnetizing the magnet of the rotor, a magnetizing yoke (peripheral yoke) having a coil is arranged outside the rotor, and magnetization is performed by this magnetizing yoke (see, for example, Patent Documents 3).
磁石が様々な位置に配置されているロータに対して、磁石の着磁を行う場合でも、ロータの外側に外周ヨークを配置して、外周ヨークにより着磁を行うことが考えられる。 Even when magnetizing a rotor having magnets arranged at various positions, it is conceivable to arrange an outer yoke outside the rotor and perform magnetization by the outer yoke.
しかしながら、磁石の位置によっては、外周ヨークによって着磁したときに、磁石の内側の端部まで磁化されず、着磁が不十分になるという問題が起こり得る。 However, depending on the position of the magnet, when the magnet is magnetized by the outer yoke, the inner end of the magnet may not be magnetized, resulting in insufficient magnetization.
上述した問題の解決のために、本発明において、着磁が不十分になりうる磁石が配置されたロータに対して、磁石の全体を十分に着磁することができる、着磁装置及び着磁方法を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a magnetizing device and a magnetizing device capable of sufficiently magnetizing the entire magnets in a rotor having magnets that may be insufficiently magnetized are provided. It provides a method.
本発明の着磁装置は、モータのロータに配置された磁石を着磁する着磁装置であって、ロータは、複数個の磁石がロータに配置され、磁石が配置されている部分以外に、ロータを貫通する孔が設けられている構成であり、ヨークとコイルを有し、ロータの外側から磁石を着磁する第1の着磁部と、ヨークとコイルを有し、ロータを貫通する孔に挿入され、ロータの内部から磁石を着磁する第2の着磁部と、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを備えるものである。 A magnetizing device of the present invention is a magnetizing device that magnetizes a magnet arranged in a rotor of a motor. A first magnetizing portion which has a yoke and a coil and magnetizes a magnet from the outside of the rotor, and a hole which has the yoke and the coil and penetrates the rotor. a second magnetized portion inserted into the rotor to magnetize the magnet from the inside of the rotor; a first power source for applying a first current to the coil of the first magnetized portion; and a second power source for applying a second current to the coil of the coil.
本発明の着磁方法は、モータのロータに配置された磁石を着磁する着磁方法であって、ロータは、複数個の磁石がロータに配置され、磁石が配置されている部分以外に、ロータを貫通する孔が設けられている構成であり、ヨークとコイルを有し、ロータの外側に配置された、第1の着磁部と、ヨークとコイルを有し、ロータを貫通する孔に挿入された、第2の着磁部と、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを使用して、第1の電源から第1の着磁部のコイルに第1の電流を流して、第1の着磁部から磁石を着磁し、また、第2の電源から第2の着磁部のコイルに第2の電流を流して、第2の着磁部から磁石を着磁する。 The magnetization method of the present invention is a magnetization method for magnetizing a magnet arranged in a rotor of a motor. A first magnetized portion having a yoke and a coil and disposed outside the rotor, and a hole passing through the rotor having the yoke and the coil. The inserted second magnetized portion, the first power supply for applying a first current to the coil of the first magnetized portion, and the second current being applied to the coil of the second magnetized portion. Using a second power supply for and a first current from the first power supply to the coil of the first magnetizing section to magnetize the magnet from the first magnetizing section, and a second power supply for A second current is supplied from the power supply No. 2 to the coil of the second magnetizing portion to magnetize the magnet from the second magnetizing portion.
上述の本発明の着磁装置及び着磁方法によれば、第1の着磁部によって磁石を外側から着磁し、第2の着磁部によって磁石をロータの内部から着磁することができるため、磁石の全体を十分に着磁することが可能になる。 According to the magnetizing device and the magnetizing method of the present invention described above, the magnet can be magnetized from the outside by the first magnetizing portion and the magnet can be magnetized from the inside of the rotor by the second magnetizing portion. Therefore, it becomes possible to sufficiently magnetize the entire magnet.
また、本発明の着磁装置及び着磁方法によれば、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを有する。従って、第1の電源から第1の着磁部のコイルに流す第1の電流と、第2の電源から第2の着磁部のコイルに流す第2の電流とを、それぞれ制御することによって、効率良く磁石を着磁することが可能になる。 Further, according to the magnetizing device and the magnetizing method of the present invention, the first power source for applying the first current to the coil of the first magnetizing portion and the second power source to the coil of the second magnetizing portion. and a second power supply for supplying a current of . Therefore, by controlling the first current flowing from the first power source to the coil of the first magnetizing portion and the second current flowing from the second power source to the coil of the second magnetizing portion, , the magnet can be efficiently magnetized.
まず、本発明の具体的な実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について説明する。 First, prior to describing specific embodiments of the present invention, an outline of the present invention will be described.
モータのロータは、ロータに設けられた穴に、磁石が埋め込まれている。
モータのロータには、さらに、必要に応じて、磁石が埋め込まれている穴以外にも、穴又は孔(ロータを貫通する孔)を設けることがある。具体例としては、例えば、上記の特許文献1の図2の空隙部37や質量軽減孔38、特許文献2の図5のフラックスバリア62、等である。
このように、ロータの磁石が埋め込まれている部分以外に穴又は孔を設ける目的は、ロータの軽量化、ロータを空冷するため、磁石の挿入を容易にするため、フラックスバリアとするため、等が挙げられる。
そして、目的に応じて、適切な位置に、適切な寸法及び形状の穴又は孔が設けられる。
The rotor of the motor has magnets embedded in holes provided in the rotor.
The rotor of the motor may also be provided with holes or holes (holes passing through the rotor) in addition to the holes in which the magnets are embedded, if necessary. Specific examples thereof include the void 37 and the mass reduction hole 38 shown in FIG. 2 of
In this way, the purpose of providing holes or holes in areas other than the portion of the rotor where the magnets are embedded is to reduce the weight of the rotor, air-cool the rotor, facilitate the insertion of magnets, provide a flux barrier, and the like. is mentioned.
Then, depending on the purpose, a hole or hole having an appropriate size and shape is provided at an appropriate position.
本発明では、上記の磁石が埋め込まれている穴以外の、ロータに設けられている孔(ロータを貫通する孔)を利用して、この孔に挿入してロータの内部から磁石を着磁する、第2の着磁部を構成する。
さらに、本発明では、ロータの外側から磁石を着磁する第1の着磁部のコイルと、ロータの内部から磁石を着磁する第2の着磁部のコイルとに、それぞれ別の電源から電流を流して着磁を行うように構成する。
In the present invention, a hole provided in the rotor (a hole passing through the rotor) other than the hole in which the magnet is embedded is used, and the magnet is magnetized from the inside of the rotor by inserting the hole into the hole. , constitute a second magnetized portion.
Further, in the present invention, the coil of the first magnetized portion that magnetizes the magnet from the outside of the rotor and the coil of the second magnetized portion that magnetizes the magnet from the inside of the rotor are supplied from separate power sources. It is constructed so that magnetization is performed by applying an electric current.
本発明の着磁装置は、モータのロータに配置された磁石を着磁する着磁装置である。
そして、本発明の着磁装置では、ロータは、複数個の磁石がロータに配置され、磁石が配置されている部分以外に、ロータを貫通する孔が設けられている構成である。
さらに、本発明の着磁装置は、ヨークとコイルを有し、ロータの外側から磁石を着磁する第1の着磁部と、ヨークとコイルを有し、ロータを貫通する孔に挿入され、ロータの内部から磁石を着磁する第2の着磁部と、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを備える。
A magnetizing device of the present invention is a magnetizing device that magnetizes a magnet arranged on a rotor of a motor.
In the magnetizing device of the present invention, a plurality of magnets are arranged in the rotor, and holes penetrating through the rotor are provided in areas other than the portions where the magnets are arranged.
Furthermore, the magnetizing device of the present invention has a yoke and a coil, and has a first magnetizing portion that magnetizes the magnet from the outside of the rotor; a second magnetized portion for magnetizing the magnet from inside the rotor; a first power supply for applying a first current to the coil of the first magnetized portion; and a second power supply for supplying two currents.
本発明の着磁方法は、モータのロータに配置された磁石を着磁する着磁方法である。
そして、本発明の着磁方法では、ロータは、複数個の磁石がロータに配置され、磁石が配置されている部分以外に、ロータを貫通する孔が設けられている構成である。
さらに、本発明の着磁方法では、ヨークとコイルを有し、ロータの外側に配置された、第1の着磁部と、ヨークとコイルを有し、ロータを貫通する孔に挿入された、第2の着磁部と、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを使用する。そして、第1の電源から第1の着磁部のコイルに第1の電流を流して、第1の着磁部から磁石を着磁し、また、第2の電源から第2の着磁部のコイルに第2の電流を流して、第2の着磁部から磁石を着磁する。
A magnetization method of the present invention is a magnetization method for magnetizing a magnet arranged in a rotor of a motor.
In the magnetizing method of the present invention, the rotor is configured such that a plurality of magnets are arranged in the rotor, and holes passing through the rotor are provided in areas other than the portions where the magnets are arranged.
Furthermore, in the magnetization method of the present invention, a first magnetizing portion having a yoke and a coil and disposed outside the rotor; a second magnetized portion, a first power source for applying a first current to the coil of the first magnetized portion, and a second power supply for applying a second current to the coil of the second magnetized portion power supply and use. A first current is supplied from the first power source to the coil of the first magnetized portion to magnetize the magnet from the first magnetized portion, and the second magnetized portion is magnetized from the second power source. A second current is applied to the coil of to magnetize the magnet from the second magnetizing portion.
本発明において、第1の着磁部は、ロータの外側に配置されており、ロータの磁石を外側から着磁する。
第1の着磁部は、ヨークとコイルを有する構成とする。
そして、第1の着磁部のコイルには、第1の電源から第1の電流を流す構成とする。そのために、第1の着磁部のコイルには、第1の電源が電気的に接続される。
In the present invention, the first magnetizing portion is arranged outside the rotor and magnetizes the magnets of the rotor from the outside.
The first magnetized portion is configured to have a yoke and a coil.
A first current is supplied from a first power source to the coil of the first magnetized portion. Therefore, a first power source is electrically connected to the coil of the first magnetized portion.
本発明において、第2の着磁部は、ロータに設けられたロータを貫通する孔に挿入されるものであり、ロータの磁石をロータの内部から着磁する。
第2の着磁部も、ヨークとコイルを有する構成とする。
そして、第2の着磁部のコイルには、第2の電源から第2の電流を流す構成とする。そのために、第2の着磁部のコイルには、第2の電源が電気的に接続される。
この第2の電源と、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流す第1の電源とは、それぞれ個別の2つの電源である。第1の電源と第2の電源とをそれぞれ備えて、着磁装置が構成される。
In the present invention, the second magnetizing portion is inserted into a hole provided in the rotor and passing through the rotor, and magnetizes the magnet of the rotor from the inside of the rotor.
The second magnetized portion is also configured to have a yoke and a coil.
A second current is supplied from a second power source to the coil of the second magnetized portion. Therefore, a second power source is electrically connected to the coil of the second magnetized portion.
The second power supply and the first power supply for applying the first current to the coil of the first magnetizing portion are two separate power supplies. A magnetizing device is configured with a first power supply and a second power supply, respectively.
第1の電源と第2の電源とが個別の2つの電源であるので、第1の着磁部のコイルに流す第1の電流と、第2の着磁部のコイルに流す第2の電流とを、異なる電流とすることが可能になる。 Since the first power supply and the second power supply are two separate power supplies, the first current is passed through the coil of the first magnetized portion and the second current is passed through the coil of the second magnetized portion. and can be different currents.
第2の着磁部を挿入する、ロータに設けられたロータを貫通する孔としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
(1)隣接する磁石の間に設けられた孔(例えば、特許文献1の図2の質量軽減孔38)(2)磁石と同じ半径位置で磁石よりも内側に設けられた孔(例えば、特許文献1の図2の空隙部37)
(3)磁石と半径位置が異なり、磁石よりも内側に設けられた孔(例えば、特許文献2の図5のフラックスバリア62)
Examples of the hole penetrating through the rotor provided in the rotor into which the second magnetized portion is inserted have the following configuration.
(1) A hole provided between adjacent magnets (for example, the mass reduction hole 38 in FIG. 2 of Patent Document 1) (2) A hole provided inside the magnet at the same radial position as the magnet (for example, the Gaps 37 in FIG. 2 of Document 1)
(3) A hole provided inside the magnet at a radial position different from that of the magnet (for example, the flux barrier 62 in FIG. 5 of Patent Document 2)
ロータの磁石を着磁する際には、ロータに設けられた孔に第2の着磁部を挿入し、第1の着磁部の内側にロータを組み込む。
そして、第1の着磁部と第2の着磁部とから、それぞれロータの磁石を着磁する。
特に、第1の着磁部及び第2の着磁部がコイルを有する構成である場合には、第1の着磁部のコイルと第2の着磁部のコイルに、それぞれの電源から電流を流して、コイルに磁界を発生させる。これにより、第1の着磁部のコイルと第2の着磁部のコイルとから、それぞれロータの磁石を着磁することができる。
When magnetizing the magnet of the rotor, the second magnetized portion is inserted into the hole provided in the rotor, and the rotor is assembled inside the first magnetized portion.
Then, the magnets of the rotor are magnetized by the first magnetized portion and the second magnetized portion.
In particular, when the first magnetized portion and the second magnetized portion are configured to have coils, the coils of the first magnetized portion and the coils of the second magnetized portion are supplied with current from respective power sources. to generate a magnetic field in the coil. As a result, the magnets of the rotor can be magnetized by the coils of the first magnetized portion and the coils of the second magnetized portion.
本発明の着磁装置及び着磁方法によれば、第1の着磁部によって磁石を外側から着磁し、第2の着磁部によって、磁石をロータの内部から着磁することができるため、磁石の全体を十分に着磁することが可能になる。 According to the magnetizing device and the magnetizing method of the present invention, the magnet can be magnetized from the outside by the first magnetizing section and the magnet can be magnetized from the inside of the rotor by the second magnetizing section. , it becomes possible to sufficiently magnetize the entire magnet.
また、本発明の着磁装置及び着磁方法によれば、第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを有する。
これにより、第1の電源から第1の着磁部のコイルに流す第1の電流と、第2の電源から第2の着磁部のコイルに流す第2の電流とを、それぞれ制御することによって、効率良く磁石を着磁することが可能になる。
Further, according to the magnetizing device and the magnetizing method of the present invention, the first power source for applying the first current to the coil of the first magnetizing portion and the second power source to the coil of the second magnetizing portion. and a second power supply for supplying a current of .
Thereby, the first current flowing from the first power supply to the coil of the first magnetizing portion and the second current flowing from the second power supply to the coil of the second magnetizing portion can be controlled. Thus, the magnet can be efficiently magnetized.
なお、本発明の着磁装置において、好ましくは、第1の電流がピークになる時刻と、第2の電流がピークになる時刻とが、ほぼ一致するように、第1の電流及び第2の電流を流す構成とする。
さらに好ましくは、第1の電源あるいは第2の電源のいずれか一方に遅延回路が接続され、遅延回路により、第1の電流がピークになる時刻と、第2の電流がピークになる時刻とを、ほぼ一致させる構成とする。
これらの構成を採用することにより、さらに効率良く磁石を着磁することができる。
In the magnetizing device of the present invention, the first current and the second current are preferably arranged such that the time when the first current reaches its peak and the time when the second current reaches its peak substantially match each other. It is configured to allow current to flow.
More preferably, a delay circuit is connected to either the first power supply or the second power supply, and the delay circuit delays the time when the first current reaches its peak and the time when the second current reaches its peak. , and substantially match each other.
By adopting these configurations, the magnet can be magnetized more efficiently.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の着磁装置の概略構成図(斜視図)を示す。この図1は、着磁装置1にモータのロータ(回転子)20を組み込んだ状態を示している。
本実施の形態の着磁装置1は、ロータ20に埋め込まれた磁石21を着磁する装置である。
また、図1の着磁装置1の平面図を図2に示し、ロータ20の平面図を図3に示し、着磁装置1にロータ20を組み込んだ状態の平面図を図4に示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram (perspective view) of a magnetizing device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a magnetizing
A magnetizing
2 shows a plan view of the magnetizing
着磁装置1が着磁する対象であるロータ20は、シャフト(出力軸)24に接続されている。
磁石21は、ロータ20の半径方向に沿って放射状に設けられた穴22に埋め込まれている。
A
The
また、ロータ20の隣接する2つの磁石21の間の位置に、ロータ20を貫通する孔23が設けられている。
この孔23は、隣接する2つの磁石21の間の位置にあって、かつ、磁石21の内端よりも内側(シャフト24側)に張り出すように配置されている。
A
This
着磁装置1は、磁石21を着磁する第1の着磁部として、ロータ20の外側から磁石21を着磁する、外周ヨーク2及びコイル5を備える。
また、着磁装置1は、磁石21を着磁する第2の着磁部として、ロータ20の内部から磁石21を着磁する、内周ヨーク6及びコイル7を備える。
The magnetizing
The magnetizing
第1の着磁部を構成する外周ヨーク2は、ロータ20の外側を囲むように配置されており、外周ヨーク2の内周寄りの部分に設けられた孔3に、コイル5が挿入されコイル支持体4で絶縁、固定されている。
コイルは、例えば、2つのコイル5を結んで、コイル5の上方に略U字状に延びている構成とされる。
The
For example, the coil connects two
コイル支持体4は、例えば、ガラスエポキシ(エポキシガラス樹脂)等により構成することができる。
第1の着磁部のコイル5は、銅線等の導電率の高い線材により形成された電線を使用して、電線の周囲が絶縁性の被覆材で覆われた構成とすることができる。
第1の着磁部のコイル5に対しては、コイル5に電流を流すための電源が接続される。
The
The
A power supply for applying current to the
第2の着磁部を構成する内周ヨーク6は、ロータ20に設けられた孔23に挿入されている。
そして、内周ヨーク6にコイル7が設けられる。コイル7は、例えば、2つのコイル7を結んで、コイル7の上方に略U字状に延びている構成とされる。
The
A
内周ヨーク6は、例えば、ガラスエポキシ(エポキシガラス樹脂)等により構成することができる。
第2の着磁部のコイル7は、第1の着磁部の外周ヨーク2に設けられるコイル5と同様に、銅線等の導電率の高い線材により形成された電線を使用して、電線の周囲が絶縁性の被覆材で覆われた構成とすることができる。
第2の着磁部のコイル7に対しては、コイル7に電流を流すための電源が接続される。
The inner
The
A power source for applying current to the
また、本実施の形態の着磁装置1は、さらに、第1の着磁部のコイル5に電流を流すための電源と、第2の着磁部のコイル7に電流を流すための電源とが、それぞれ個別の2つの電源となっており、これら2つの電源を備えて構成される。
Further, the magnetizing
本実施の形態の着磁装置1の電源を含む回路ブロック図を、図5に示す。
本実施の形態の着磁装置1は、図5に示すように、CPU(中央処理装置)31、遅延回路32、第1ゲート回路33、第2ゲート回路34を有する。
FIG. 5 shows a circuit block diagram including a power source of the magnetizing
The magnetizing
CPU31は、着磁指令信号Smに基づいて、遅延回路32、第1ゲート回路33、第2ゲート回路34を制御する。
第1ゲート回路33は、第1の着磁部のコイル5に電流を流すための第1の電源となるものであり、CPU31の制御により、第1ゲート信号S1を発生させる。この第1ゲート信号S1のパルスに基づいて、第1の電流としてパルス状の電流が、第1の着磁部のコイル5に供給される。
第2ゲート回路34は、第2の着磁部のコイル7に電流を流すための第2の電源となるものであり、CPU31の制御により、第2ゲート信号S2を発生させる。この第2ゲート信号S2のパルスに基づいて、第2の電流としてパルス状の電流が、第2の着磁部のコイル7に供給される。
遅延回路32は、第2ゲート回路34に接続されており、第2ゲート回路34で発生する第2ゲート信号S2を、第1ゲート回路33で発生する第1ゲート信号S1に対して遅延させる。
The
The
The
The
ここで、本実施の形態の着磁装置1において、遅延回路32により、第2ゲート信号S2を第1ゲート信号S1に対して遅延させる理由について、以下に詳細に説明する。
Here, the reason why the
第1の着磁部(外周ヨーク2、コイル5)は、比較的制約が無いので、第1の着磁部のコイル5には、巻線径の大きいコイルが使用できる。
これに対して、第2の着磁部(内周ヨーク6、コイル7)は、ロータ20を貫通する孔23に挿入されるため、第2の着磁部のコイル7には、巻線径の小さいコイルを使用する必要が生じる。
また、着磁装置1には、多量のロータ20の着磁を行うことができるように耐久性が要求されるので、コイルの巻線に発生するジュール損(銅損)が問題となる。
Since the first magnetized portion (the
On the other hand, since the second magnetized portion (the
Moreover, since the magnetizing
第1の着磁部のコイル5は、巻線径の大きいコイルが使用されるため、抵抗やインダクタンスが大きい。そして、第1の着磁部のコイル5は、着磁するための磁界を得るために数kA~十数kAの電流を流す必要があり、電流のパルスの幅も大きくなる。
第2の着磁部のコイル7は、巻線径の小さいコイルが使用されるため、抵抗やインダクタンスが小さい。
ここで、仮に、1個の電源を、第1の着磁部のコイル5及び第2の着磁部のコイル7の両方に接続した場合には、第2の着磁部のコイル7にも、第1の着磁部のコイル5と同様の数kA~十数kAの電流が供給される。このとき、抵抗やインダクタンスが小さい第2の着磁部のコイル7におけるジュール損が必要以上に大きくなる。そのため、第2の着磁部のコイル7の耐久性に劣化が生じることがある。
Since the
Since a coil with a small winding diameter is used for the
Here, if one power supply is connected to both the
そこで、第1の着磁部のコイル5に電流を流すための第1の電源と、第2の着磁部のコイル7に電流を流すための第2の電源とを、それぞれ個別の電源として設ける。これにより、第1の着磁部のコイル5に流す電流(第1の電流)と第2の着磁部のコイル7に流す電流(第2の電流)を、それぞれの適切な電流量及びパルス幅にすることが可能になる。
この場合、第2の着磁部のコイル7の抵抗やインダクタンスが小さいので、第2の電源は、電流量が小さく、かつパルス幅の狭い電流を、第2の着磁部のコイル7に供給する。
Therefore, a first power supply for applying a current to the
In this case, since the resistance and inductance of the
しかしながら、第1の電源から第1の着磁部のコイル5に供給する第1の電流と、第2の電源から第2の着磁部のコイル7に供給する第2の電流とを、同時に供給すると、それぞれの電流のパルス幅が異なるため、電流がピークになる時刻が一致せず、効率良い着磁ができない。
However, the first current supplied from the first power source to the
そこで、本実施の形態の着磁装置1では、図5に示したように、第2の電源を構成する第2ゲート回路34に、遅延回路32を接続している。
これにより、第1の電源(第1ゲート回路33)から第1の着磁部のコイル5に供給されるパルス幅の広い第1の電流に対して、第2の電源(第2ゲート回路34)から第2の着磁部のコイル7に供給されるパルス幅の狭い第2の電流の供給を遅らせて、電流がピークになる時刻をほぼ一致させることが可能になる。そして、電流がピークになる時刻をほぼ一致させることにより、効率良い着磁が可能になる。
Therefore, in the magnetizing
As a result, the second power supply (second gate circuit 34 ) to the
本実施の形態の着磁装置1において、ロータ20の磁石21の着磁を行う際には、図1及び図4に示すように、ロータ20に設けられた孔23に、第2の着磁部の内周ヨーク6を挿入し、第1の着磁部の外周ヨーク2の内側にロータ20を組み込む。
そして、第1の電源(第1ゲート回路33)から第1の着磁部のコイル5に、また、第2の電源(第2ゲート回路34)から第2の着磁部のコイル7に、それぞれ電流を流すことにより、それぞれのコイル5,7に磁界を発生させて、ロータ20の外側から及びロータ20の内部から、それぞれ磁石21を着磁する。
これにより、配置されている磁石21の全体を十分に着磁することが可能になる。
In the magnetizing
Then, from the first power source (first gate circuit 33) to the
This makes it possible to sufficiently magnetize the entire arranged
上述の本実施の形態の着磁装置1によれば、外周ヨーク2とコイル5により構成された第1の着磁部と、内周ヨーク6とコイル7により構成された第2の着磁部とを備える。
これにより、第1の着磁部によって磁石21を外側から着磁し、第2の着磁部によって磁石21をロータ20の内部から着磁することができるため、磁石21の全体を十分に着磁することが可能になる。
According to the magnetizing
As a result, the
また、本実施の形態の着磁装置1によれば、第1の着磁部のコイル5に第1の電流を流すための第1の電源(第1ゲート回路33)と、第2の着磁部のコイル7に第2の電流を流すための第2の電源(第2ゲート回路34)とを有する。
これにより、第1の電源から第1の着磁部のコイル5に流す第1の電流と、第2の電源から第2の着磁部のコイル7に流す第2の電流とを、それぞれ制御することによって、効率良く磁石21を着磁することが可能になる。
Further, according to the magnetizing
Thereby, the first current flowing from the first power source to the
さらに、本実施の形態の着磁装置1によれば、第2の電源(第2ゲート回路34)に遅延回路32が接続され、遅延回路32により、第2の電源からの第2の電流を、第1の電源からの第1の電流に対して、遅らせることができる。これにより、第1の電流がピークになる時刻と、第2の電流がピークになる時刻とを、ほぼ一致させることが可能になるので、効率良い着磁が可能になる。
Furthermore, according to the magnetizing
(変形例)
第2の着磁部の内周ヨークを設けるためのロータの孔の位置は、上記の第1の実施の形態のような、隣接する2つの磁石の間の位置には限定されず、他の位置であっても構わない。
例えば、特許文献1の図2の空隙部37のように、磁石と同じ半径位置で磁石よりも内側に設けられた孔や、特許文献2の図5のフラックスバリア62のように、磁石と半径位置が一部重なる孔を使用することも可能である。
いずれの場合であっても、ロータの孔の位置に合うように、第2の着磁部の内周ヨーク及びコイルを構成すればよい。
(Modification)
The position of the hole in the rotor for providing the inner peripheral yoke of the second magnetized portion is not limited to the position between two adjacent magnets as in the first embodiment. It does not matter if it is the position.
For example, like the air gap 37 in FIG. 2 of
In either case, the inner yoke and coil of the second magnetized portion may be configured so as to match the positions of the rotor holes.
また、第1の実施の形態では、第1の着磁部と第2の着磁部の間に磁石23が配置されていたが、第1の着磁部、第2の着磁部、磁石、の3つの構成の位置関係は、特に限定されず、その他の位置関係とすることも可能である。
Further, in the first embodiment, the
また、第1の実施の形態では、ロータ20に設けられた穴22に磁石21が埋め込まれた構成であったが、磁石がロータに配置されたその他の構成、例えば、磁石がロータの表面に取付けられた構成も、採用することが可能である。
Further, in the first embodiment, the
また、第1の実施の形態では、ロータ20における磁石21の配置が放射状であったが、ロータにおける磁石の配置は、放射状に限定されず、その他の配置を採用することも可能であり、その他の配置であっても、第1の着磁部及び第2の着磁部によって、磁石の全体を十分に着磁することが可能になる。
その他の磁石の配置としては、例えば、特許文献2の図7の構成や特許文献3の図1の構成のように、磁石がロータの外周に沿って配置された構成が挙げられる。
Further, in the first embodiment, the
Other arrangements of magnets include, for example, a configuration in which magnets are arranged along the outer circumference of the rotor, such as the configuration of FIG. 7 of
また、第1の実施の形態では、第1の電流を幅の広いパルスとして、第2の電流を幅の狭いパルスとするので、第2の電流を流す第2の電源(第2ゲート回路34)に遅延回路32が接続されていた。
これに対して、例えば、第1の電流を第2の電流よりも幅の狭いパルスとする場合には、第1の電流を流す第1の電源の方に遅延回路を接続して、第1の電流及び第2の電流のそれぞれの電流がピークになる時刻をほぼ一致させる。
In the first embodiment, the first current is a wide pulse and the second current is a narrow pulse. ) was connected to the
On the other hand, for example, when the first current is a narrower pulse than the second current, a delay circuit is connected to the first power supply through which the first current flows, and the first and the peak times of the currents of the second current are almost matched.
<解析例>
ここで、実際に、第1の着磁部及び第2の着磁部を備えた本願発明の着磁装置の構成と、第1の着磁部のみを備えた着磁装置の構成とについて、ロータに配置された磁石の着磁を行ったときに磁石の数カ所の点において発生する磁界の大きさを、コンピュータ上のシミュレーションにより解析した。
なお、第1の着磁部のみを備えた着磁装置の構成は、本願発明の着磁装置の構成において、第2の着磁部のコイルに電流を流さないことにより、代用した。
<Analysis example>
Here, regarding the actual configuration of the magnetizing device of the present invention including the first magnetizing portion and the second magnetizing portion and the configuration of the magnetizing device including only the first magnetizing portion, A computer simulation was used to analyze the magnitude of the magnetic field generated at several points on the magnet when the magnet placed on the rotor was magnetized.
The configuration of the magnetizing device having only the first magnetizing portion is substituted by the configuration of the magnetizing device of the present invention by not applying current to the coil of the second magnetizing portion.
(解析例1)
解析例1のロータと着磁装置の概略構成図(要部の平面図)を、図6に示す。
図6では、平面形状が円形のロータ20及び着磁装置のうち、要部(繰り返しの1単位、放射状に配置された2本の磁石21の中心線を境界とする部分)の平面図を示す。
図6に示すように、磁石21は放射状に配置されている。
外周ヨーク2内のコイル5は、巻線が6本×2=12本であり、内周ヨーク6内のコイル7は巻線が2本である。内周ヨーク6は、隣接する2つの磁石21の間であり、磁石21の内側の端と同じ半径位置を含むように配置されている。
(Analysis example 1)
FIG. 6 shows a schematic configuration diagram (plan view of essential parts) of the rotor and the magnetizing device of Analysis Example 1. As shown in FIG.
FIG. 6 shows a plan view of a main part (one unit of repetition, a part bounded by the center line of two radially arranged magnets 21) of the
As shown in FIG. 6, the
The
発生磁界の解析は、磁石21の側面に近い3カ所(A1~A3)と磁石21の中心線付近の3カ所(A4~A6)で行った。
そして、外周ヨーク2内のコイル5に流す電流(以下、「外周ヨーク電流」と呼ぶ)を、18kA,19kA,20kA,21kAと変えて、内周ヨーク6内のコイル7に流す電流(以下、「内周ヨーク電流」と呼ぶ)を、0kA(電流を流さない),15kA,16kA,17kA,18kA,19kA,20kAと変えて、それぞれの電流の組み合わせにおいて、発生する磁界の大きさ(T)を解析した。
Analysis of the generated magnetic field was performed at three locations (A1 to A3) near the sides of the
Then, the current flowing through the
ここで、6カ所の点A1~A6のうち、発生する磁界が最も弱くなる点A6(磁石21の中心線上の最も内側の点)について、外周ヨーク電流及び内周ヨーク電流の組み合わせと発生磁界との関係を、表1及び図7に示す。
図7では、横軸を内周ヨーク電流、縦軸を発生磁界(T)、として、同じ外周ヨーク電流の値を線で結んでいる。
Here, out of the six points A1 to A6, the point A6 (the innermost point on the center line of the magnet 21) where the generated magnetic field is the weakest is the combination of the outer yoke current and the inner yoke current and the generated magnetic field. are shown in Table 1 and FIG.
In FIG. 7, the horizontal axis represents the inner peripheral yoke current, the vertical axis represents the generated magnetic field (T), and the values of the same outer peripheral yoke current are connected by lines.
表1と図7よりわかるように、内周ヨーク電流が0kAであり第1の着磁部のみを使用した場合と比較して、内周ヨーク電流が15~20kAであり第2の着磁部も使用した場合は、点A6における発生磁界に有意な差が見られた。
また、図7に示すように、1.5T以上の発生磁界が必要な場合、外周ヨーク電流20kAに対して、内周ヨーク電流を17kA以上とすれば良い。
As can be seen from Table 1 and FIG. 7, compared to the case where the inner yoke current is 0 kA and only the first magnetized portion is used, the inner yoke current is 15 to 20 kA and the second magnetized portion was also used, a significant difference was observed in the generated magnetic field at point A6.
As shown in FIG. 7, when a magnetic field of 1.5 T or more is required, the inner yoke current should be 17 kA or more for the outer yoke current of 20 kA.
また、6カ所の点A1~A6のうち、中央及び外側の点A1,A2,A4,A5では、内周ヨーク電流の有無によっては、発生する磁界の大きさや磁力線に明瞭な差がなかった。これらの点では、第1の着磁部の影響が大きく、第1の着磁部で十分に着磁できていると考えられる。
これに対して、内側の点A3,A6では、内周ヨーク電流の有無により、発生する磁界の大きさや磁力線に違いを生じていた。
従って、第2の着磁部も使用することにより、磁石の内側も十分に着磁することができ、所望の磁界が発生する範囲を拡大させることができる。
Further, among the six points A1 to A6, at the central and outer points A1, A2, A4, and A5, there was no clear difference in the magnitude of the generated magnetic field and magnetic lines of force depending on the presence or absence of the inner yoke current. In these respects, the influence of the first magnetized portion is large, and it is considered that the first magnetized portion is sufficiently magnetized.
On the other hand, at the inner points A3 and A6, the magnitude of the generated magnetic field and the lines of magnetic force are different depending on the presence or absence of the inner yoke current.
Therefore, by also using the second magnetized portion, the inside of the magnet can be sufficiently magnetized, and the range in which the desired magnetic field is generated can be expanded.
(解析例2)
解析例2のロータと着磁装置の概略構成図(要部の平面図)を、図8に示す。
図8では、平面形状が円形のロータ20及び着磁装置のうち、要部(繰り返しの1単位、外周ヨーク2内の隣接する2つのコイル支持体4の中心線を境界とする部分)の平面図を示す。
図8に示すように、ロータ20の半径方向に対して斜めに配置された2個の磁石21と、ロータ20の外周に沿って配置された1個の磁石21とで、合計3個の磁石21が略三角形状に配置されている。
外周ヨーク2内のコイル5は、巻線が12本×2=24本であり、内周ヨーク6内のコイル7は巻線が4本である。内周ヨーク6は、ロータ20の半径方向に対して斜めに配置された2個の磁石21の間であり、磁石21の内側の端と同じ半径位置よりも内側に配置されている。
発生磁界の解析は、ロータ20の半径方向に対して斜めに配置された磁石21の側面に近い6カ所(B1~B6)と、ロータ20の外周に沿って配置された磁石21の側面に近い6カ所(C1~C6)で行った。
そして、外周ヨーク電流を15kA,16kA,17kA,18kA,19kA,20kAと変えて、内周ヨーク電流を0kA(電流を流さない),10kA,11kA,12kA,13kA,14kA,15kAと変えて、それぞれの電流の組み合わせにおいて、発生する磁界の大きさ(T)を解析した。
(Analysis example 2)
FIG. 8 shows a schematic configuration diagram (plan view of essential parts) of the rotor and the magnetizing device of Analysis Example 2. As shown in FIG.
In FIG. 8, of the
As shown in FIG. 8, two
The
The generated magnetic field was analyzed at six locations (B1 to B6) near the side surface of the
Then, the outer yoke current is changed to 15 kA, 16 kA, 17 kA, 18 kA, 19 kA and 20 kA, and the inner yoke current is changed to 0 kA (no current flow), 10 kA, 11 kA, 12 kA, 13 kA, 14 kA and 15 kA. , the magnitude (T) of the generated magnetic field was analyzed.
ここで、12カ所の点B1~B6,C1~C6のうち、発生する磁界が最も弱くなる点B6(磁石21の最も内側の点)について、外周ヨーク電流及び内周ヨーク電流の組み合わせと発生磁界との関係を、表2及び図9に示す。
図9では、横軸を内周ヨーク電流、縦軸を発生磁界(T)、として、同じ外周ヨーク電流の値を線で結んでいる。
Here, of the 12 points B1 to B6 and C1 to C6, the point B6 (the innermost point of the magnet 21) where the generated magnetic field is the weakest is the combination of the outer yoke current and the inner yoke current and the generated magnetic field. are shown in Table 2 and FIG.
In FIG. 9, the horizontal axis represents the inner peripheral yoke current, the vertical axis represents the generated magnetic field (T), and the values of the same outer peripheral yoke current are connected by lines.
表2と図9よりわかるように、内周ヨーク電流が0kAであり第1の着磁部のみを使用した場合と比較して、内周ヨーク電流が10~15kAであり第2の着磁部も使用した場合は、点B6における発生磁界に有意な差が見られた。
また、図9に示すように、2.0T以上の発生磁界が必要な場合、外周ヨーク電流18kAに対しては、内周ヨーク電流を10kA以上とすれば良く、外周ヨーク電流17kAに対しては、内周ヨーク電流を13kA以上とすれば良い。
As can be seen from Table 2 and FIG. 9, compared to the case where the inner yoke current is 0 kA and only the first magnetized portion is used, the inner yoke current is 10 to 15 kA and the second magnetized portion was also used, a significant difference in the generated magnetic field at point B6 was observed.
As shown in FIG. 9, when a magnetic field of 2.0 T or more is required, an inner yoke current of 10 kA or more is sufficient for an outer yoke current of 18 kA, and an outer yoke current of 17 kA is , the inner yoke current should be 13 kA or more.
また、12カ所の点B1~B6,C1~C6のうち、点B1,B2,B4,B5,C1~C6では、内周ヨーク電流の有無によっては、発生する磁界の大きさや磁力線に明瞭な差がなかった。これらの点では、第1の着磁部の影響が大きく、第1の着磁部で十分に着磁できていると考えられる。
これに対して、内側の点B3,B6では、内周ヨーク電流の有無により、発生する磁界の大きさや磁力線に違いを生じていた。
従って、この解析例2の構成でも、解析例1の構成と同様に、第2の着磁部も使用することにより、磁石の内側も十分に着磁することができ、所望の磁界が発生する範囲を拡大させることができる。
At points B1, B2, B4, B5, and C1 to C6 among the 12 points B1 to B6 and C1 to C6, there is a clear difference in the magnitude of the generated magnetic field and magnetic lines of force depending on the presence or absence of the inner yoke current. there was no In these respects, the influence of the first magnetized portion is large, and it is considered that the first magnetized portion is sufficiently magnetized.
On the other hand, at the points B3 and B6 on the inner side, the magnitude of the generated magnetic field and the lines of magnetic force differed depending on the presence or absence of the inner yoke current.
Therefore, in the configuration of Analysis Example 2, similarly to the configuration of Analysis Example 1, by using the second magnetized portion, the inside of the magnet can be sufficiently magnetized, and a desired magnetic field is generated. You can extend the range.
解析例1及び解析例2の結果から、内側の点A3,A6,B3,B6以外の点では、第1の着磁部だけでもほぼ十分に着磁されている。従って、磁石の着磁、即ちN極とS極の形成は、第1の着磁部だけでも可能である。また、ロータにおける磁石の配置によらず、第1の着磁部によって磁石を着磁することができる。 From the results of Analysis Example 1 and Analysis Example 2, points other than inner points A3, A6, B3, and B6 are substantially sufficiently magnetized even by the first magnetized portion alone. Therefore, the magnetization of the magnet, that is, the formation of the N pole and the S pole, can be performed only by the first magnetized portion. Further, the magnet can be magnetized by the first magnetizing portion regardless of the arrangement of the magnet on the rotor.
また、第1の着磁部及び第2の着磁部を使用した場合には、第1の着磁部だけでは十分に着磁することが難しい、内側の点A3,A6,B3,B6も、十分に着磁することができるので、磁石全体を十分に着磁することができる。 In addition, when the first and second magnetized portions are used, the inner points A3, A6, B3, and B6, which are difficult to magnetize sufficiently with only the first magnetized portion, , can be sufficiently magnetized, so that the entire magnet can be sufficiently magnetized.
なお、第2の着磁部により磁石全体を十分に着磁する作用効果は、第2の着磁部と磁石との距離に影響されるが、ロータに設けた第2の着磁部と磁石との距離はあまり大きくはならない。従って、ロータにおける磁石及び第2の着磁部の配置に関わらず、上記の第2の着磁部により磁石全体を十分に着磁する作用効果は、ある程度得られる。 The effect of sufficiently magnetizing the entire magnet by the second magnetizing portion is affected by the distance between the second magnetizing portion and the magnet. distance should not be too large. Therefore, regardless of the arrangement of the magnets and the second magnetized portion on the rotor, the effect of sufficiently magnetizing the entire magnet by the second magnetized portion can be obtained to some extent.
1 着磁装置、2 外周ヨーク、3 孔、4 コイル支持体、5 コイル、6 内周ヨーク、7 コイル、20 ロータ、21 磁石、22 穴、23 孔、24 シャフト(出力軸)、31 CPU、32 遅延回路、33 第1ゲート回路、34 第2ゲート回路
1 magnetizing
Claims (5)
前記ロータは、複数個の前記磁石が前記ロータに配置され、前記磁石が配置されている部分以外に、前記ロータを貫通する孔が設けられている構成であり、
ヨークとコイルを有し、前記ロータの外側から前記磁石を着磁する第1の着磁部と、
ヨークとコイルを有し、前記ロータを貫通する孔に挿入され、前記ロータの内部から前記磁石を着磁する第2の着磁部と、
前記第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、
前記第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源と、
を備える
着磁装置。 A magnetizing device for magnetizing a magnet arranged in a rotor of a motor,
The rotor has a configuration in which a plurality of the magnets are arranged in the rotor, and a hole penetrating the rotor is provided in a portion other than the portion where the magnets are arranged,
a first magnetizing section having a yoke and a coil and magnetizing the magnet from the outside of the rotor;
a second magnetizing portion having a yoke and a coil, inserted into a hole passing through the rotor, and magnetizing the magnet from inside the rotor;
a first power source for applying a first current to the coil of the first magnetized portion;
a second power source for applying a second current to the coil of the second magnetized portion;
A magnetizing device.
前記ロータは、複数個の前記磁石が前記ロータに配置され、前記磁石が配置されている部分以外に、前記ロータを貫通する孔が設けられている構成であり、
ヨークとコイルを有し、前記ロータの外側に配置された、第1の着磁部と、
ヨークとコイルを有し、前記ロータを貫通する孔に挿入された、第2の着磁部と、
前記第1の着磁部のコイルに第1の電流を流すための第1の電源と、
前記第2の着磁部のコイルに第2の電流を流すための第2の電源とを使用して、
前記第1の電源から前記第1の着磁部のコイルに前記第1の電流を流して、前記第1の着磁部から前記磁石を着磁し、
また、前記第2の電源から前記第2の着磁部のコイルに前記第2の電流を流して、前記第2の着磁部から前記磁石を着磁する
着磁方法。 A magnetization method for magnetizing a magnet arranged in a rotor of a motor, comprising:
The rotor has a configuration in which a plurality of the magnets are arranged in the rotor, and a hole penetrating the rotor is provided in a portion other than the portion where the magnets are arranged,
a first magnetized portion having a yoke and a coil and arranged outside the rotor;
a second magnetized portion having a yoke and a coil and inserted into a hole passing through the rotor;
a first power source for applying a first current to the coil of the first magnetized portion;
using a second power source for applying a second current to the coil of the second magnetizing portion,
applying the first current from the first power supply to the coil of the first magnetized portion to magnetize the magnet from the first magnetized portion;
and magnetizing the magnet from the second magnetizing section by applying the second current from the second power supply to the coil of the second magnetizing section.
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