JP2972907B2 - 集中巻固定子を有する永久磁石回転電機 - Google Patents
集中巻固定子を有する永久磁石回転電機Info
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- JP2972907B2 JP2972907B2 JP8154763A JP15476396A JP2972907B2 JP 2972907 B2 JP2972907 B2 JP 2972907B2 JP 8154763 A JP8154763 A JP 8154763A JP 15476396 A JP15476396 A JP 15476396A JP 2972907 B2 JP2972907 B2 JP 2972907B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石回転電機に
係り、特にトルクが大きく、高出力が得られる集中巻固
定子を有する永久磁石回転電機に関するものである。
係り、特にトルクが大きく、高出力が得られる集中巻固
定子を有する永久磁石回転電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーボモータのような高速応答性を要求
される永久磁石回転電機は、一般に固定子磁極を有し、
この磁極に固定子巻線を集中的に巻回する集中巻きが行
なわれるが、小型で、トルクが大きく、回転子イナーシ
ャの小さいことが望まれている。
される永久磁石回転電機は、一般に固定子磁極を有し、
この磁極に固定子巻線を集中的に巻回する集中巻きが行
なわれるが、小型で、トルクが大きく、回転子イナーシ
ャの小さいことが望まれている。
【０００３】回転子イナーシャを小さくするためには、
回転子が固定子磁極の内側に構成されるインナーロータ
構造とし、更に回転子外径を極めて小さな寸法としてい
る。固定子巻線は、固定子磁極間に形成される開口溝を
介して巻線機のノズルを用い固定子磁極に集中的に巻回
しているが、固定子磁極の多極化や、回転子外径の極小
化に伴い、固定子磁極の内径も小さくなることにより、
固定子巻線が巻回されるスロット断面積に対し、固定子
磁極間に形成される開口溝部の断面積がほぼ同等にな
り、固定子磁極への固定子巻線の総ターン数が制限され
ていた。
回転子が固定子磁極の内側に構成されるインナーロータ
構造とし、更に回転子外径を極めて小さな寸法としてい
る。固定子巻線は、固定子磁極間に形成される開口溝を
介して巻線機のノズルを用い固定子磁極に集中的に巻回
しているが、固定子磁極の多極化や、回転子外径の極小
化に伴い、固定子磁極の内径も小さくなることにより、
固定子巻線が巻回されるスロット断面積に対し、固定子
磁極間に形成される開口溝部の断面積がほぼ同等にな
り、固定子磁極への固定子巻線の総ターン数が制限され
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の集
中巻固定子を有する永久磁石回転電機によれば、固定子
磁極間に形成される開口溝の寸法に応じて固定子磁極へ
の固定子巻線の巻き数が制限されるため、モータのトル
クが小さくなり、高出力化を妨げていた。本発明の目的
は、上記の欠点を除き、固定子磁極に巻回される固定子
巻線の総ターン数を増加することにより、トルクが大き
く、しかも高出力が得られる永久磁石回転電機を提供す
ることにある。
中巻固定子を有する永久磁石回転電機によれば、固定子
磁極間に形成される開口溝の寸法に応じて固定子磁極へ
の固定子巻線の巻き数が制限されるため、モータのトル
クが小さくなり、高出力化を妨げていた。本発明の目的
は、上記の欠点を除き、固定子磁極に巻回される固定子
巻線の総ターン数を増加することにより、トルクが大き
く、しかも高出力が得られる永久磁石回転電機を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の集中巻固定子を
有する永久磁石回転電機は、Ｍ個の固定子磁極に集中的
に巻回した多相の固定子巻線と、上記固定子磁極間に形
成される開口溝とを備えた固定子と、Ｐ個の永久磁石磁
極を有する永久磁石回転子とを備え、上記永久磁石極数
Ｐと固定子磁極数ＭとをＰ：Ｍ＝６ｎ±２：６ｎ（ただ
し、ｎは２以上の整数）とした永久磁石回転電機におい
て、上記固定子磁極間に形成される開口溝内に入るよう
上記各固定子磁極に上記固定子磁極数Ｍの半分の個数の
追加固定子巻線を巻回し、この追加固定子巻線と上記固
定子巻線を各相毎に直列に接続する。
有する永久磁石回転電機は、Ｍ個の固定子磁極に集中的
に巻回した多相の固定子巻線と、上記固定子磁極間に形
成される開口溝とを備えた固定子と、Ｐ個の永久磁石磁
極を有する永久磁石回転子とを備え、上記永久磁石極数
Ｐと固定子磁極数ＭとをＰ：Ｍ＝６ｎ±２：６ｎ（ただ
し、ｎは２以上の整数）とした永久磁石回転電機におい
て、上記固定子磁極間に形成される開口溝内に入るよう
上記各固定子磁極に上記固定子磁極数Ｍの半分の個数の
追加固定子巻線を巻回し、この追加固定子巻線と上記固
定子巻線を各相毎に直列に接続する。
【０００６】
【０００７】
【作用】本発明の集中巻固定子を有する永久磁石回転電
機によれば、固定子巻線と固定子磁極間に形成される開
口溝に設けられた追加の固定子巻線を各相内で直列接続
することにより、各相の固定子巻線のターン数を増加す
ることができるので、大きなトルクが得られ、しかも、
高出力の永久磁石回転電機が得られる。
機によれば、固定子巻線と固定子磁極間に形成される開
口溝に設けられた追加の固定子巻線を各相内で直列接続
することにより、各相の固定子巻線のターン数を増加す
ることができるので、大きなトルクが得られ、しかも、
高出力の永久磁石回転電機が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【０００９】図１は本発明にかかわる永久磁石回転電機
の一実施例を示す。図１に示す電動機５０は、固定子３
０と回転子４０からなり、固定子３０は、固定子鉄心２
０と固定子巻線２１と固定子磁極間に形成される開口溝
２５内に配置された追加固定子巻線２２とで構成され
る。ここで、固定子鉄心２０は、例えば円環状の固定子
ヨーク２６と磁極１から１２で構成される１２個の固定
子磁極２７とからなる。
の一実施例を示す。図１に示す電動機５０は、固定子３
０と回転子４０からなり、固定子３０は、固定子鉄心２
０と固定子巻線２１と固定子磁極間に形成される開口溝
２５内に配置された追加固定子巻線２２とで構成され
る。ここで、固定子鉄心２０は、例えば円環状の固定子
ヨーク２６と磁極１から１２で構成される１２個の固定
子磁極２７とからなる。
【００１０】回転子４０は、着磁されたＮ，Ｓ極の極数
が１４個の永久磁石回転子１６と、鉄材からなる回転子
ヨーク１７と、回転子軸１８から構成される。
が１４個の永久磁石回転子１６と、鉄材からなる回転子
ヨーク１７と、回転子軸１８から構成される。
【００１１】固定子巻線２１は、Ｕ１＋，Ｕ１−，Ｕ２
−，Ｕ２＋のＵ相と、Ｗ１−，Ｗ１＋，Ｗ２＋，Ｗ２−
のＷ相と、Ｖ１＋，Ｖ１−，Ｖ２−，Ｖ２＋のＶ相から
構成される。追加固定子巻線２２は、磁極１に隣接する
開口溝２５内に追加されるよう磁極１に巻回されたＵ１
Ａ＋と、真向かいの磁極７に追加されたＵ２Ａ−のＵ相
分と、磁極３に追加されたＷ１Ａ−と、真向かいの磁極
９に追加されたＷ２Ａ＋のＷ相分と、磁極５に追加され
たＶ１Ａ＋と、磁極１１に追加されたＶ２Ａ−のＶ相分
の６個の巻線素子から構成される。
−，Ｕ２＋のＵ相と、Ｗ１−，Ｗ１＋，Ｗ２＋，Ｗ２−
のＷ相と、Ｖ１＋，Ｖ１−，Ｖ２−，Ｖ２＋のＶ相から
構成される。追加固定子巻線２２は、磁極１に隣接する
開口溝２５内に追加されるよう磁極１に巻回されたＵ１
Ａ＋と、真向かいの磁極７に追加されたＵ２Ａ−のＵ相
分と、磁極３に追加されたＷ１Ａ−と、真向かいの磁極
９に追加されたＷ２Ａ＋のＷ相分と、磁極５に追加され
たＶ１Ａ＋と、磁極１１に追加されたＶ２Ａ−のＶ相分
の６個の巻線素子から構成される。
【００１２】図２は、固定子磁極２７の各磁極１から１
２に巻回された固定子巻線２１と、固定子巻線２１の巻
回後に追加された追加固定子巻線２２の接続図を示す。
２に巻回された固定子巻線２１と、固定子巻線２１の巻
回後に追加された追加固定子巻線２２の接続図を示す。
【００１３】追加固定子巻線２２のＵ相のＵ１Ａ＋はＵ
１＋と同一方向に巻回され、Ｕ１＋とＵ１−間に直列に
接続され、Ｕ２Ａ−はＵ２−と同一方向に巻回され、Ｕ
２−とＵ２＋間に直列に接続される。同様に、Ｗ相のＷ
１Ａ−はＷ１−とＷ１＋間に直列に接続され、Ｗ２Ａ＋
はＷ２＋とＷ２−間に直列に接続され、Ｖ相のＶ１Ａ＋
はＶ１＋とＶ１−間に直列に接続され、Ｖ２Ａ−はＶ２
−とＶ２＋間に直列に接続される。このため、Ｕ相の固
定子巻線の巻線総ターン数は［（Ｕ１＋）＋（Ｕ１Ａ
＋）＋（Ｕ１−）＋（Ｕ２−）＋（Ｕ２Ａ−）＋（Ｕ２
＋）］となり、追加固定子巻線（Ｕ１Ａ＋）と（Ｕ２Ａ
−）のターン数分増加する。Ｗ相も（Ｗ１Ａ−）と（Ｗ
２Ａ＋）、Ｖ相も（Ｖ１Ａ＋）と（Ｖ２Ａ−）分ターン
数が増加する。
１＋と同一方向に巻回され、Ｕ１＋とＵ１−間に直列に
接続され、Ｕ２Ａ−はＵ２−と同一方向に巻回され、Ｕ
２−とＵ２＋間に直列に接続される。同様に、Ｗ相のＷ
１Ａ−はＷ１−とＷ１＋間に直列に接続され、Ｗ２Ａ＋
はＷ２＋とＷ２−間に直列に接続され、Ｖ相のＶ１Ａ＋
はＶ１＋とＶ１−間に直列に接続され、Ｖ２Ａ−はＶ２
−とＶ２＋間に直列に接続される。このため、Ｕ相の固
定子巻線の巻線総ターン数は［（Ｕ１＋）＋（Ｕ１Ａ
＋）＋（Ｕ１−）＋（Ｕ２−）＋（Ｕ２Ａ−）＋（Ｕ２
＋）］となり、追加固定子巻線（Ｕ１Ａ＋）と（Ｕ２Ａ
−）のターン数分増加する。Ｗ相も（Ｗ１Ａ−）と（Ｗ
２Ａ＋）、Ｖ相も（Ｖ１Ａ＋）と（Ｖ２Ａ−）分ターン
数が増加する。
【００１４】図３は、図１に示す本発明の集中巻固定子
を有する永久磁石回転電機における１２極分の磁極１か
ら４までの１／４断面の磁束分布図を示す。例えば磁極
３から空隙を通り永久磁石回転子１６と回転子ヨーク１
７を通過した磁束は、夫々異極の永久磁石回転子と空隙
を通り磁極２と４に分割され磁極３に戻る。このため、
直列に接続された固定子巻線２１と追加固定子巻線２２
に磁束が鎖交することにより、大きな誘起電圧が得られ
る。
を有する永久磁石回転電機における１２極分の磁極１か
ら４までの１／４断面の磁束分布図を示す。例えば磁極
３から空隙を通り永久磁石回転子１６と回転子ヨーク１
７を通過した磁束は、夫々異極の永久磁石回転子と空隙
を通り磁極２と４に分割され磁極３に戻る。このため、
直列に接続された固定子巻線２１と追加固定子巻線２２
に磁束が鎖交することにより、大きな誘起電圧が得られ
る。
【００１５】本発明が適用される永久磁石回転電機で
は、永久磁石極数Ｐと固定子磁極数Ｍとを、Ｐ：Ｍ＝６
ｎ±２：６ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）とする。な
お、永久磁石回転子は固定子磁極外側に配置されるアウ
ターロータタイプのものでも良い。
は、永久磁石極数Ｐと固定子磁極数Ｍとを、Ｐ：Ｍ＝６
ｎ±２：６ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）とする。な
お、永久磁石回転子は固定子磁極外側に配置されるアウ
ターロータタイプのものでも良い。
【００１６】図４は本発明の他の実施例を示し、この実
施例では、追加固定子巻線２２のＵ相では、磁極２に巻
回したＵ１Ａ−と、真向かいの磁極８に巻回した追加コ
イルＵ２Ａ＋とが追加され、Ｗ相では磁極４にＷ１Ａ
−、磁極１０にＷ２Ａ−が追加され、Ｖ相では磁極６に
Ｖ１Ａ−、磁極１２にＶ２Ａ＋が追加される。
施例では、追加固定子巻線２２のＵ相では、磁極２に巻
回したＵ１Ａ−と、真向かいの磁極８に巻回した追加コ
イルＵ２Ａ＋とが追加され、Ｗ相では磁極４にＷ１Ａ
−、磁極１０にＷ２Ａ−が追加され、Ｖ相では磁極６に
Ｖ１Ａ−、磁極１２にＶ２Ａ＋が追加される。
【００１７】追加固定子巻線は、各固定子磁極２７の磁
極１から１２の全てに巻回しても良い。
極１から１２の全てに巻回しても良い。
【００１８】なお、上記実施例は３相で、永久磁石回転
子４０の極数が１４個、固定子磁極数が１２個の電動機
を示すが、本発明は発電機に対しても同様に適用できる
ことは勿論である。更に、固定子巻線の接続図が同一と
なる永久磁石回転子４０の極数が１０個、固定子磁極数
が１２個の電動機と発電機に対しても適用できる。
子４０の極数が１４個、固定子磁極数が１２個の電動機
を示すが、本発明は発電機に対しても同様に適用できる
ことは勿論である。更に、固定子巻線の接続図が同一と
なる永久磁石回転子４０の極数が１０個、固定子磁極数
が１２個の電動機と発電機に対しても適用できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の集中巻固定子を有する永久磁石
回転電機は上記のような構成であるから、固定子巻線総
ターン数を増加することができ、従って、大きな誘起電
圧が得られるので、トルクが大きく、高出力の永久磁石
回転電機が得られるようになる大きな利益がある。
回転電機は上記のような構成であるから、固定子巻線総
ターン数を増加することができ、従って、大きな誘起電
圧が得られるので、トルクが大きく、高出力の永久磁石
回転電機が得られるようになる大きな利益がある。
【図１】本発明の永久磁石回転電機の縦断面図を示す。
【図２】本発明の集中巻固定子を有する永久磁石回転電
機における固定子巻線と追加固定子巻線の接続図を示
す。
機における固定子巻線と追加固定子巻線の接続図を示
す。
【図３】本発明の集中巻固定子を有する永久磁石回転電
機における磁束分布を示す。
機における磁束分布を示す。
【図４】本発明の集中巻固定子を有する永久磁石回転電
機の他の実施例における固定子巻線と追加固定子巻線の
接続図を示す。
機の他の実施例における固定子巻線と追加固定子巻線の
接続図を示す。
１ 磁極 ２ 磁極 ３ 磁極 ４ 磁極 ５ 磁極 ６ 磁極 ７ 磁極 ８ 磁極 ９ 磁極 １０ 磁極 １１ 磁極 １２ 磁極 １６ 永久磁石回転子 １７ 回転子ヨーク １８ 回転子軸 ２０ 固定子鉄心 ２１ 固定子巻線 ２２ 追加固定子巻線 ２５ 開口溝 ２６ 固定子ヨーク ２７ 固定子磁極 ３０ 固定子 ４０ 回転子 ５０ 電動機 Ｕ１Ａ＋ Ｕ相の追加固定子巻線 Ｕ１Ａ− Ｕ相の追加固定子巻線 Ｕ２Ａ＋ Ｕ相の追加固定子巻線 Ｕ２Ａ− Ｕ相の追加固定子巻線 Ｗ１Ａ− Ｗ相の追加固定子巻線 Ｗ１Ａ＋ Ｗ相の追加固定子巻線 Ｗ２Ａ＋ Ｗ相の追加固定子巻線 Ｗ２Ａ− Ｗ相の追加固定子巻線 Ｖ１Ａ＋ Ｖ相の追加固定子巻線 Ｖ１Ａ− Ｖ相の追加固定子巻線 Ｖ２Ａ− Ｖ相の追加固定子巻線 Ｖ２Ａ＋ Ｖ相の追加固定子巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−280643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−131041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102142（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−343236（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−126239（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−17374（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 3/28 H02K 3/18 H02K 21/16
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍ個の固定子磁極に集中的に巻回した多
相の固定子巻線と、上記固定子磁極間に形成される開口
溝とを備えた固定子と、Ｐ個の永久磁石磁極を有する永
久磁石回転子とを備え、上記永久磁石極数Ｐと固定子磁
極数ＭとをＰ：Ｍ＝６ｎ±２：６ｎ（ただし、ｎは２以
上の整数）とした永久磁石回転電機において、上記固定
子磁極間に形成される開口溝内に入るよう上記各固定子
磁極に上記固定子磁極数Ｍの半分の個数の追加固定子巻
線を巻回し、この追加固定子巻線と上記固定子巻線を各
相毎に直列に接続したことを特徴とする集中巻固定子を
有する永久磁石回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154763A JP2972907B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 集中巻固定子を有する永久磁石回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154763A JP2972907B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 集中巻固定子を有する永久磁石回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322455A JPH09322455A (ja) | 1997-12-12 |
| JP2972907B2 true JP2972907B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=15591368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8154763A Expired - Fee Related JP2972907B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 集中巻固定子を有する永久磁石回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972907B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891299B2 (en) | 2000-05-03 | 2005-05-10 | Moteurs Leroy-Somer | Rotary electric machine having a flux-concentrating rotor and a stator with windings on teeth |
| FR2821024B1 (fr) | 2001-02-20 | 2003-06-13 | Leroy Somer Moteurs | Element d'entrainement tel qu'une roue motrice ou un treuil de levage, comportant un moteur synchrone |
| FR2823612B1 (fr) | 2001-04-17 | 2003-06-13 | Leroy Somer Moteurs | Stator de machine tournante electrique comportant des bobines individuelles demontables |
| FR2823616B1 (fr) | 2001-04-17 | 2008-07-04 | Leroy Somer Moteurs | Machine electrique comportant au moins un detecteur de champ magnetique |
| WO2008033093A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Yi Min Amane Chu | Micro-coilless motor (mcm) |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP8154763A patent/JP2972907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09322455A (ja) | 1997-12-12 |
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