JP2564801B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JP2564801B2 JP2564801B2 JP61111541A JP11154186A JP2564801B2 JP 2564801 B2 JP2564801 B2 JP 2564801B2 JP 61111541 A JP61111541 A JP 61111541A JP 11154186 A JP11154186 A JP 11154186A JP 2564801 B2 JP2564801 B2 JP 2564801B2
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- Japan
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- main
- positive
- triangular wave
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の極磁を有する界磁部と所定間隙を
有して対向配設される主突起部を有する電機子鉄心を備
えた回転電機に関するものである。
有して対向配設される主突起部を有する電機子鉄心を備
えた回転電機に関するものである。
この種従来の回転電機として第４図に示すように巻線
（4a）（4b）（4c）を施すために電機子鉄心（２）に巻
線用溝（3a）（3b）（3c）を設け、かつ円環状の永久磁
石からなる界磁部（１）内面に所定間隙をあけて対向す
る主突起部（2a（2b）（2c）を設けたものが知られてお
り、この回転電機においては、この様な突極構造でない
回転電機に比べて電機子鉄心（２）に多くの界磁磁束を
鎖交させることができるため、小型、軽量で大きな出力
が得られるという利点を有するものである。
（4a）（4b）（4c）を施すために電機子鉄心（２）に巻
線用溝（3a）（3b）（3c）を設け、かつ円環状の永久磁
石からなる界磁部（１）内面に所定間隙をあけて対向す
る主突起部（2a（2b）（2c）を設けたものが知られてお
り、この回転電機においては、この様な突極構造でない
回転電機に比べて電機子鉄心（２）に多くの界磁磁束を
鎖交させることができるため、小型、軽量で大きな出力
が得られるという利点を有するものである。
しかるに、この様に構成された回転電機にあっては、
界磁部（１）が第２次調波成分を基本成分として、第４
次、第６次、第８次、…などの高調波成分を含んでお
り、電機子鉄心（２）が主突起部（2a）（2b）（2c）の
磁気的不均一性から、第３次調波成分を基本成分とし
て、第６次、第９次、第12次、…などの高調波成分を含
んでいるため、第６次、第12次、第18次、…などの調波
成分が主に影響してコギング力が生ずることになるもの
であった。
界磁部（１）が第２次調波成分を基本成分として、第４
次、第６次、第８次、…などの高調波成分を含んでお
り、電機子鉄心（２）が主突起部（2a）（2b）（2c）の
磁気的不均一性から、第３次調波成分を基本成分とし
て、第６次、第９次、第12次、…などの高調波成分を含
んでいるため、第６次、第12次、第18次、…などの調波
成分が主に影響してコギング力が生ずることになるもの
であった。
この様なコギング力を減少させるために、例えば特公
昭58−42707号公報、特公昭58−42708号に示されるよう
に、電機子鉄心（２）の主突起部（2a）（2b）（2c）に
補助溝を設け、巻線用溝（3a）（3b）（3c）と補助溝と
からなる溝の全体が電機子鉄心（２）の中心に対して等
角度間隔に配置したものが知られている。
昭58−42707号公報、特公昭58−42708号に示されるよう
に、電機子鉄心（２）の主突起部（2a）（2b）（2c）に
補助溝を設け、巻線用溝（3a）（3b）（3c）と補助溝と
からなる溝の全体が電機子鉄心（２）の中心に対して等
角度間隔に配置したものが知られている。
しかるに、上記の様に電機子鉄心（２）の主突起部
（2a）（2b）（2c）に補助溝を形成したものであって
も、高調波成分を有し、コギング力の低減に限度がある
という問題点を有しているものであった。
（2a）（2b）（2c）に補助溝を形成したものであって
も、高調波成分を有し、コギング力の低減に限度がある
という問題点を有しているものであった。
この発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、
コギング力が小さく、高精度の回転が得られる回転電機
を得ることを目的とするものである。
コギング力が小さく、高精度の回転が得られる回転電機
を得ることを目的とするものである。
この発明の第１の発明に係る回転電機は、電機子鉄心
の各主突起部における対向面に、半周期が２π/Sであ
り、隣接主突起部との間の巻線用溝の中心位置を零位相
とする正弦波の正半波と、２π/S・（ｍ＋１）（但し、
ｍは２以上で、１つの主突起部に設けようとする補助溝
形成位置の数）の周期をもち、上記正弦波と同振幅で上
記巻線用溝の中心位置を正の頂点とする三角波の各正半
波との幾何学的交点から求められる幅（幅０を含む）の
補助溝を、上記三角波の正の各頂点位置にそれぞれ形成
したものである。
の各主突起部における対向面に、半周期が２π/Sであ
り、隣接主突起部との間の巻線用溝の中心位置を零位相
とする正弦波の正半波と、２π/S・（ｍ＋１）（但し、
ｍは２以上で、１つの主突起部に設けようとする補助溝
形成位置の数）の周期をもち、上記正弦波と同振幅で上
記巻線用溝の中心位置を正の頂点とする三角波の各正半
波との幾何学的交点から求められる幅（幅０を含む）の
補助溝を、上記三角波の正の各頂点位置にそれぞれ形成
したものである。
第２の発明に係る回転電機は、上記第１の発明におけ
る正弦波と三角波の各正半波との幾何学的交点から求め
られる幅に相当する数（０を含む）の補助溝を、上記三
角波の正の各頂点位置にそれぞれ形成したものである。
る正弦波と三角波の各正半波との幾何学的交点から求め
られる幅に相当する数（０を含む）の補助溝を、上記三
角波の正の各頂点位置にそれぞれ形成したものである。
上記第１、第２の発明においては、複数の補助溝が、
電機子鉄心の磁気的不均一性の調波成分における基本的
調波成分の比率を高め、コギング力に関係する高調波成
分を減少させる。
電機子鉄心の磁気的不均一性の調波成分における基本的
調波成分の比率を高め、コギング力に関係する高調波成
分を減少させる。
以下にこの発明の第１の発明の一実施例を第１図に基
づいて説明すると、図において、（１）は回転子を構成
する円環状の永久磁石からなる２つの磁極を有する界磁
部、（２）はこの界磁部の内側に同心的に配置された固
定子となる電機子鉄心で、上記界磁部（１）の着磁内面
に所定間隙をもつて対向する対向面を有する３つの主突
起部（2a）（2b）（2c）が設けられているとともに、こ
れら主突起部（2a）（2b）（2c）間に巻線用溝（3a）
（3b）（3c）が形成されているものである。（4a）（4
b）（4c）は上記電機子鉄心（２）の各主突起部（2a）
（2b）（2c）の基部に巻装された巻線、（5a1）（5a2）
（5a3）（5a4）（5b1）（5b2）（5b3）（5b4）（5c1）
（5c2）（5c3）（5c4）は上記電機子鉄心（２）の各主
突起部（2a）（2b）（2c）における対向面に、電機子鉄
心（２）の中心に対して等角度間隔、この実施例におい
ては20゜｛＝２π/3×（５＋１）｝、の位置に回転軸心
（図面上紙面に対して垂直な軸心）と平行して形成され
た補助溝で、各補助溝の幅が、この実施例においては、
電機子鉄心（２）の磁気的不均一性が３次の正弦波とな
るように、120゜（＝２π/3）の周期をもち各巻線用溝
（3a）（3b）（3c）の中心位置を零位相とする正弦波の
正半波と、これと同一振幅で20゜｛＝２π/3×（５＋
１）｝の周期をもち上記巻線用溝（3a）（3b）（3c）の
中心位置を正の頂点とする三角波との幾何学的交点から
求められる。
づいて説明すると、図において、（１）は回転子を構成
する円環状の永久磁石からなる２つの磁極を有する界磁
部、（２）はこの界磁部の内側に同心的に配置された固
定子となる電機子鉄心で、上記界磁部（１）の着磁内面
に所定間隙をもつて対向する対向面を有する３つの主突
起部（2a）（2b）（2c）が設けられているとともに、こ
れら主突起部（2a）（2b）（2c）間に巻線用溝（3a）
（3b）（3c）が形成されているものである。（4a）（4
b）（4c）は上記電機子鉄心（２）の各主突起部（2a）
（2b）（2c）の基部に巻装された巻線、（5a1）（5a2）
（5a3）（5a4）（5b1）（5b2）（5b3）（5b4）（5c1）
（5c2）（5c3）（5c4）は上記電機子鉄心（２）の各主
突起部（2a）（2b）（2c）における対向面に、電機子鉄
心（２）の中心に対して等角度間隔、この実施例におい
ては20゜｛＝２π/3×（５＋１）｝、の位置に回転軸心
（図面上紙面に対して垂直な軸心）と平行して形成され
た補助溝で、各補助溝の幅が、この実施例においては、
電機子鉄心（２）の磁気的不均一性が３次の正弦波とな
るように、120゜（＝２π/3）の周期をもち各巻線用溝
（3a）（3b）（3c）の中心位置を零位相とする正弦波の
正半波と、これと同一振幅で20゜｛＝２π/3×（５＋
１）｝の周期をもち上記巻線用溝（3a）（3b）（3c）の
中心位置を正の頂点とする三角波との幾何学的交点から
求められる。
次に、これら補助溝（5a1）〜（5a4）（5b1）〜（5b
4）（5c1）〜（5c4）を各主突起部（2a）（2b）（2c）
の対向面に形成する方法について第２図に基づいて説明
する。第２図は、各主突起部（2a）（2b）（2c）におい
て補助溝が同様に形成されるため１つの主突起部（2a）
について示してあり、また判りやすくするために主突起
部（2a）の対向面を直線に展開して示してある。まず、
主突起部の数が３つであるため、半周期が120゜である
正半波の正弦波Ａを描く。この正弦波Ａと横軸Ｃとの交
点は主突起部（2a）の両側における巻線用溝（3a）（3
b）の中心と一致する。次に補助溝を等角度間隔に設け
るために補助溝を形成するための位置の数、この実施例
においては５ケ所、に基づいて20゜の周期をもつ三角波
Ｂを描く。この三角波Ｂは正弦波Ａと振幅を同じとし、
かつ巻線用溝（3a）（3b）の中心に正の頂点が位置する
ようになされている。これら正弦波Ａと三角波Ｂとの幾
何学的交点により等角度間隔における各位置の補助溝の
幅が決定されているものである。なお、主突起部（2a）
の中間点においては正弦波Ａと三角波Ｂの各頂点が交点
となっているため、幅０の補助溝となり、つまり、補助
溝が形成されなくなるものである。
4）（5c1）〜（5c4）を各主突起部（2a）（2b）（2c）
の対向面に形成する方法について第２図に基づいて説明
する。第２図は、各主突起部（2a）（2b）（2c）におい
て補助溝が同様に形成されるため１つの主突起部（2a）
について示してあり、また判りやすくするために主突起
部（2a）の対向面を直線に展開して示してある。まず、
主突起部の数が３つであるため、半周期が120゜である
正半波の正弦波Ａを描く。この正弦波Ａと横軸Ｃとの交
点は主突起部（2a）の両側における巻線用溝（3a）（3
b）の中心と一致する。次に補助溝を等角度間隔に設け
るために補助溝を形成するための位置の数、この実施例
においては５ケ所、に基づいて20゜の周期をもつ三角波
Ｂを描く。この三角波Ｂは正弦波Ａと振幅を同じとし、
かつ巻線用溝（3a）（3b）の中心に正の頂点が位置する
ようになされている。これら正弦波Ａと三角波Ｂとの幾
何学的交点により等角度間隔における各位置の補助溝の
幅が決定されているものである。なお、主突起部（2a）
の中間点においては正弦波Ａと三角波Ｂの各頂点が交点
となっているため、幅０の補助溝となり、つまり、補助
溝が形成されなくなるものである。
この様に構成された回転電機にあっては、巻線（4a）
（4b）（4c）に周知の駆動回路によって電流を流すと、
界磁部（１）との電磁的相互作用を発生して回転トルク
が発生し、界磁部（１）が電機子鉄心（２）に対して回
転させられることになる。
（4b）（4c）に周知の駆動回路によって電流を流すと、
界磁部（１）との電磁的相互作用を発生して回転トルク
が発生し、界磁部（１）が電機子鉄心（２）に対して回
転させられることになる。
この様に回転している場合に、電機子鉄心の磁気的不
均一性の調波成分は、補助溝（5a1）〜（5a4）（5b1）
〜（5b4）（5c1）〜（5c4）の作用により基本成分であ
る第３成分の比率が増加し、高調波成分は減少すること
になる。従って、コギング力に影響する第６次、第12
次、第24次、…などの調波成分が非常に減少し、コギン
グ力が非常に低減されることになるものである。
均一性の調波成分は、補助溝（5a1）〜（5a4）（5b1）
〜（5b4）（5c1）〜（5c4）の作用により基本成分であ
る第３成分の比率が増加し、高調波成分は減少すること
になる。従って、コギング力に影響する第６次、第12
次、第24次、…などの調波成分が非常に減少し、コギン
グ力が非常に低減されることになるものである。
以上の第１の発明の実施例では、第２図の三角波Ｂの
各頂点位置（溝形成位置）に１個ずつ、三角波Ｂと正弦
波Ａとの幾何学的交点から求められる幅（幅０を含む）
を持った補助溝を設けているが、これに対し第２の発明
では、すべての補助溝の幅を同じとし、各溝形成位置に
上記第１の発明で求められた補助溝の幅に相当する数
（数０を含む）の補助溝を設けるようにしたのである。
各頂点位置（溝形成位置）に１個ずつ、三角波Ｂと正弦
波Ａとの幾何学的交点から求められる幅（幅０を含む）
を持った補助溝を設けているが、これに対し第２の発明
では、すべての補助溝の幅を同じとし、各溝形成位置に
上記第１の発明で求められた補助溝の幅に相当する数
（数０を含む）の補助溝を設けるようにしたのである。
第３図は、この第２の発明の一実施例を示すものであ
り、第１図に示した幅の小さい補助溝（5a2）（5a3）
（5b2）（5b3）（5c2）（5c3）の形成位置には、その小
さい幅に相当する数、即ちそれぞれ１つずつの補助溝
（5a2）（5a3）（5b2）（5b3）（5c2）（5c3）を設け、
幅の大きい補助溝（5a1）（5a4）（5b1）（5b4）（5c
1）（5c4）の形成位置には、その大きい幅に相当する
数、即ちそれぞれ２つずつの補助溝（5a11）（5a12）
（5a41）（5a42）（5b11）（5b12）（5b41）（5b42）
（5c11）（5c12）（5c41）（5c42）を設けるようにした
ものである。また、第２図の幅０の補助溝形成位置には
数０の補助溝、即ち補助溝は形成されないのである。
り、第１図に示した幅の小さい補助溝（5a2）（5a3）
（5b2）（5b3）（5c2）（5c3）の形成位置には、その小
さい幅に相当する数、即ちそれぞれ１つずつの補助溝
（5a2）（5a3）（5b2）（5b3）（5c2）（5c3）を設け、
幅の大きい補助溝（5a1）（5a4）（5b1）（5b4）（5c
1）（5c4）の形成位置には、その大きい幅に相当する
数、即ちそれぞれ２つずつの補助溝（5a11）（5a12）
（5a41）（5a42）（5b11）（5b12）（5b41）（5b42）
（5c11）（5c12）（5c41）（5c42）を設けるようにした
ものである。また、第２図の幅０の補助溝形成位置には
数０の補助溝、即ち補助溝は形成されないのである。
この様に構成された回転電機においても上記第１図に
示した実施例と同様の効果を奏するものである。
示した実施例と同様の効果を奏するものである。
なお、上記実施例においては、界磁部（１）の磁極数
が２であり、電機子鉄心（２）における主突起部の数を
３とし、１つの主突起部に補助溝を形成する位置を５と
したものについて説明したが、これに限られるものでは
ないのである。
が２であり、電機子鉄心（２）における主突起部の数を
３とし、１つの主突起部に補助溝を形成する位置を５と
したものについて説明したが、これに限られるものでは
ないのである。
以上に述べたように、この発明の第１の発明では、電
機子鉄心の各主突起部における対向面に、半周期が２π
/Sであり、隣接主突起部との間の巻線用溝の中心位置を
零位相とする正弦波の正半波と、２π/S・（ｍ＋２）
（但し、ｍは２以上で、１つの主突起部に設けようとす
る補助溝形成位置の数）の周期をもち、上記正弦波と同
振幅で上記巻線用溝の中心位置を正の頂点とする三角波
の各正半波との幾何学的交点から求められる幅（幅０を
含む）の補助溝を、また、第２の発明ではその幅に相当
する数（０を含む）の補助溝を、上記三角波の正の各頂
点位置にそれぞれ形成したので、電機子鉄心の磁気的不
均一性の調波成分における高調波成分を非常に少ないも
のとすることができ、コギング力を減少できるため、精
度の高い回転が得られるという効果を有するものであ
る。
機子鉄心の各主突起部における対向面に、半周期が２π
/Sであり、隣接主突起部との間の巻線用溝の中心位置を
零位相とする正弦波の正半波と、２π/S・（ｍ＋２）
（但し、ｍは２以上で、１つの主突起部に設けようとす
る補助溝形成位置の数）の周期をもち、上記正弦波と同
振幅で上記巻線用溝の中心位置を正の頂点とする三角波
の各正半波との幾何学的交点から求められる幅（幅０を
含む）の補助溝を、また、第２の発明ではその幅に相当
する数（０を含む）の補助溝を、上記三角波の正の各頂
点位置にそれぞれ形成したので、電機子鉄心の磁気的不
均一性の調波成分における高調波成分を非常に少ないも
のとすることができ、コギング力を減少できるため、精
度の高い回転が得られるという効果を有するものであ
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は補
助溝を形成するための一方法を説明するための図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第４図は従来
の回転電機を示す構成図である。 図において（１）は界磁部、（２）は電機子鉄心、（2
a）（2b）（2c）は主突起部、（3a）（3b）（3c）は巻
線溝、（4a）（4b）（4c）は巻線、（5a1）（5a11）（5
a12）（5a2）（5a3）（5a4）（5a41）（5a42）（5b1）
（5b11）（5b12）（5b2）（5b3）（5b4）（5b41）（5b4
2）（5c1）（5c2）（5c21）（5c22）（5c3）（5c4）（5
c41）（5c42）は補助溝である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
助溝を形成するための一方法を説明するための図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第４図は従来
の回転電機を示す構成図である。 図において（１）は界磁部、（２）は電機子鉄心、（2
a）（2b）（2c）は主突起部、（3a）（3b）（3c）は巻
線溝、（4a）（4b）（4c）は巻線、（5a1）（5a11）（5
a12）（5a2）（5a3）（5a4）（5a41）（5a42）（5b1）
（5b11）（5b12）（5b2）（5b3）（5b4）（5b41）（5b4
2）（5c1）（5c2）（5c21）（5c22）（5c3）（5c4）（5
c41）（5c42）は補助溝である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】複数の磁極を有する界磁部、この界磁部と
所定間隙を有して対向配置されるＳ個（但し、Ｓは２以
上の整数）の主突起部を有する電機子鉄心、この電機子
鉄心の各主突起部に巻装される複数相の巻線を備え、上
記界磁部と電機子鉄心のいずれか一方が回転される回転
電機において、上記電機子鉄心の各主突起部における対
向面に、半周期が２π/Sであり、隣接主突起部との間の
巻線用溝の中心位置を零位相とする正弦波の正半波と、
２π/S・（ｍ＋１）（但し、ｍは２以上で、１つの主突
起部に設けようとする補助溝形成位置の数）の周期をも
ち、上記正弦波と同振幅で上記巻線用溝の中心位置を正
の頂点とする三角波の各正半波との幾何学的交点から求
められる幅（幅０を含む）の補助溝を、上記三角波の正
の各頂点位置にそれぞれ形成したことを特徴とする回転
電機。 - 【請求項２】複数の磁極を有する界磁部、この界磁部と
所定間隙を有して対向配置されるＳ個（但し、Ｓは２以
上の整数）の主突起部を有する電機子鉄心、この電機子
鉄心の各主突起部に巻装される複数相の巻線を備え、上
記界磁部と電機子鉄心のいずれか一方が回転される回転
電機において、上記電機子鉄心の各主突起部における対
向面に、半周期が２π/Sであり、隣接主突起部との間の
巻線用溝の中心位置を零位相とする正弦波の正半波と、
２π/S・（ｍ＋１）（但し、ｍは２以上で、１つの主突
起部に設けようとする補助溝形成位置の数）の周期をも
ち、上記正弦波と同振幅で上記巻線用溝の中心位置を正
の頂点とする三角波の各正半波との幾何学的交点から求
められる幅に相当する数（０を含む）の補助溝を、上記
三角波の正の各頂点位置にそれぞれ形成したことを特徴
とする回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61111541A JP2564801B2 (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61111541A JP2564801B2 (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268347A JPS62268347A (ja) | 1987-11-20 |
| JP2564801B2 true JP2564801B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=14563980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61111541A Expired - Lifetime JP2564801B2 (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564801B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3691345B2 (ja) | 2000-05-25 | 2005-09-07 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石型電動機 |
| US6853105B2 (en) | 2000-05-25 | 2005-02-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Permanent magnet motor |
| EP1246349A3 (en) * | 2001-03-30 | 2005-09-07 | Japan Servo Co. Ltd. | Permanent magnet motor |
| JP5576145B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2014-08-20 | アスモ株式会社 | モータ制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842708B2 (ja) * | 1977-06-07 | 1983-09-21 | 松下電器産業株式会社 | 電動機 |
-
1986
- 1986-05-15 JP JP61111541A patent/JP2564801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62268347A (ja) | 1987-11-20 |
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