JP3365534B2 - 磁石同期回転機の永久磁石付回転子 - Google Patents
磁石同期回転機の永久磁石付回転子Info
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Description
巻上機等に適用され可変速を要求れされる大容量負荷の
回転駆動装置に用いられる磁石同期回転機の永久磁石付
回転子に関する。
部分断面図を示すものであり、図5は回転機の要部縦断
面図、図6は回転子鉄心の部分断面図である。さて、回
転子の界磁磁極に永久磁石を使用する磁石同期回転機
は、界磁の強さをほぼ一定にすることができるので、固
定子の電機子巻線に供給れされる電源をインバータ制御
して周波数を可変して回転磁界を生成することにより回
転子の回転速度を精度良く制御可変することができると
ともに、回転子の駆動力も回転磁界に比例して発生させ
ることができるので可変速駆動用の電動機に用いられて
いる。また、界磁を励磁する電源を必要としないので、
機器の小形化ができるとともに、回転電機の保守管理が
低減されるという特徴を有している。また、最近は高保
持力を有する永久磁石が開発実用化され、これを用いて
永久磁石付回転子からなる磁石同期回転機の適用拡大が
図られ、また大容量の大形回転機をも開発されている。
磁界を生成する固定子1は、フレーム2に取り付けられ
た電機子鉄心3と、この電機子鉄心3の内径側の周方向
に設けられたスロット4内に挿着された電機子巻線5と
から構成され、この電機子巻線3に供給されるインバー
タ電源による周波数制御により、可変可能な周期を有す
る回転磁界が形成される。電機子鉄心3の内径側に貫挿
され配置されている回転子6は、回転子鉄心7の外周に
複数の永久磁石8が搭載された構成からなっており、こ
の永久磁石8が生成する磁束と前記した電機子巻線5が
形成する回転磁界との相互作用により回転子6に回転駆
動力を発生する。図6に示すように、回転子6の回転子
鉄心7の外周上に搭載されている永久磁石8は、例えば
稀土類磁石としてサマリュウムコバルト及びネオジュウ
焼結からなる場合には一般に大型化できないために、小
片の永久磁石を複数個回転子鉄心7表面に接着材9で固
定して一極を構成している。従って、従来は磁石同期回
転機も小容量の比較的小形機が適用対象となっていた。
また、この稀土類磁石は多孔質で腐食し易いために永久
磁石8の表面を樹脂の表面塗装層10を施してある。
期回転機は比較的小形の、中小容量機を対象としてお
り、前記したように複数の小片の表面積の限られた永久
磁石を設けた回転子からなる構成においては、電機子巻
線に供給されるのインバータ電源中に含まれる高周波成
分による永久磁石内の誘起電圧も低いために、これによ
る永久磁石内に発生する渦電流損の大きさも小さく、永
久磁石の過熱や、これによる回転機の効率低下に大きな
影響は与えることはなかった。
て、大きな極面積を有する永久磁石付回転子からなる大
形で大容量の磁石同期回転機を製作する場合には、前記
した小片の永久磁石を互いに接触させて多数配列させて
一つの極を構成することが、一般的に行われている。一
方、最近の圧延方式による稀土類磁石が登場するにおよ
んで、前記した焼結方式による稀土類磁石の10倍以上
にも及ぶ大形の永久磁石が開発され、大容量・大形の磁
石同期電動機の回転子への適用が検討されるようになっ
た。このような大形の永久磁石を回転子鉄心に複数個配
列して、一つの極を形成する場合には、磁石間の絶縁が
不充分の場合には、前記した電機子に供給されるインバ
ータ電源の高周波成分により生成される高調波磁束によ
る誘起電圧も高くなるために、永久磁石8内に生成され
る渦電流も大きくなり、前記した永久磁石8の表面に塗
布した樹脂の表面塗装層10では、永久磁石8間での渦
電流の分断効果に耐えられず絶縁破壊して短絡し、極全
体を周回する大電流が流れ、前記した永久磁石の過熱及
び効率低下を招く可能性があるという問題があった。
形磁石は、従来の焼結方式と比して機械的強度が強いた
めに、図7に示すように永久磁石8aに複数個のボルト
挿入孔12を設けて、これらのボルト挿入孔12に絶縁
被覆を施したボルト13を貫挿させて回転子鉄心7にネ
ジ留めして固定することが可能となったが、前記したボ
ルト13の表面に絶縁被覆を施したものを採用しても、
永久磁石磁8aのボルト締め時にボルト13の頭部と永
久磁石8との界面13a及び回転子鉄心7とネジ留め部
との界面13bで電気的な接触をする可能性が高く、こ
れにより渦電流路を形成するとともに、ボルト13及び
回転子鉄心7は永久磁石8aより抵抗値が小さいため
に、渦電流の生成による発生損失は拡大する傾向にある
という問題もあった。
大容量の大形磁石同期回転機の回転子鉄心に搭載される
永久磁石内に発生する渦電流損失の低減を図ることにあ
る。
ために、この発明は、回転子鉄心の外周に複数個の小片
の永久磁石を軸方向及び周方向に配して極を構成してな
る回転子と、この回転子の外周側に対向する電機子鉄心
と、この電機子鉄心のスロット内に挿着された電機子巻
線とからなる固定子とから構成される磁石同期回転機に
おいて、前記永久磁石の側面に絶縁フィルム又は絶縁テ
ープを巻回して絶縁層を形成し、前記永久磁石間を絶縁
するものとする(請求項1)。
した複数のボルトで電機子鉄心に固定する場合には、前
記永久磁石の対角線上に複数のボルト挿入孔を一直線に
設け、これらのボルト挿入孔にボルトを挿入して回転子
鉄心に前記永久磁石をネジ留め固定するのがよい(請求
項2)。
構成する永久磁石の表面には、樹脂の表面塗装層を施し
てあり、この塗装層によっても小容量の小形の磁石同期
回転機では永久磁石間の渦電流路を分断することも期待
されるが、この表面塗装層の本来の目的は前記したよう
に耐蝕性の向上のために設けてあるので、インバータ電
源の高周波成分により生成する高周波磁束による誘起電
圧が高い場合には充分な絶縁機能を有することを期待で
きない。したがって、永久磁石側面に新たに絶縁層を設
けることによりこの誘起電圧による永久磁石間の絶縁耐
力を向上させ、永久磁石間の短絡による渦電流の通流を
防止することができる。
数のボルト挿入孔を設けて回転子鉄心にネジ留めして固
定する場合には、ボルトの配列位置を多角形とならなら
ないように直線状に配置することにより、ボルトと導電
接触して回転子鉄心を介して周回する渦電流が、一直線
上に配列されているボルト間で互いに相殺して通流する
ので渦電流の形成を防止することが可能となる。
図1〜図3はこの発明の実施例になる磁石同期回転機の
永久磁石付回転子の構成を示すものであって、図1は永
久磁石の側面に絶縁層を設けた回転子鉄心の部分断面
図、図2は図1の平面図、図3は図1のP部の拡大断面
図ある。図1〜図3は、前記した小片の永久磁石を用い
て、大きな極面積を構成する大形の磁石同期回転機の永
久磁石付回転子の場合の永久磁石の配置を示すものであ
り、永久磁石8間に絶縁層11を挿入したものである。
この絶縁層11の構成は、図3に示す表面に樹脂の表面
塗装層10を施した永久磁石8の側面に沿って片面に接
着層が塗布されたポリエステル又はボリイミド等からな
るフィルムを所定数巻回して絶縁層11を形成したもの
を、回転子鉄心7に接着材で固定してある。これによ
り、永久磁石8間の絶縁が強化され、前記した大形機に
おけるインバータ電源により電機子巻線から生成される
高周波磁束による誘起電圧が高い場合においても、永久
磁石8間の通電路を遮断できるので渦電流損の増大を阻
止することができる。
るフイルムを巻回するものの他に、集成マイカとフイル
ムあるいは織布,不織布からなる複合材に接着樹脂を処
理したテープを巻回して構成することもできる。また、
前記したフイルム及び複合材を永久磁石8の側面に巻回
して、回転子鉄7に設置した後、永久磁石8間に樹脂を
流し込んで樹脂硬化させ絶縁層11を形成させることに
より、前記した永久磁石8間の絶縁強化をすることがで
きるとともに、この硬化樹脂により永久磁石8を回転子
鉄心7へより強固に接着固定させることができる。
なる永久磁石単体を一つ毎にボルトにて固定子鉄心に固
定する構成を示す。図4の(a)は、この発明になる単
体の永久磁石にボルトを配置した平面図、(b)はこの
発明の効果を説明するためのボルトの配置図である。ボ
ルト13にて永久磁石8aを回転子鉄心7へ固定(図
7)する方法は、前記したように圧延方式で製作される
稀土類磁石では、機械強度が焼結方式によるものよりは
るかに強く、磁石に孔加工ができるようになったために
可能になったものである。このボルト13と永久磁石8
a、及び固定子鉄心7(図7)間で電気的に接触するこ
とがあるため、ボルト13の配列を例えば(b)のボル
ト131,132及び133のように三角形状の多角形
状に配置した場合には、永久磁石8aに生成される渦電
流14aは、前記したボルト131,132及び133
を周回して流れる渦電流を形成する。このため、(a)
のようにボルト134,135及び136を一直線状に
配置することにより、ボルト13と永久磁石8aを周回
する渦電流14b及び14cは、ボルト134,135
及び136間で互いに逆方向に通流して相殺されるの
で、永久磁石8a内に渦電流が形成するのを防止するこ
とができる。
ンバータによる可変周波駆動からなる複数の永久磁石を
回転子鉄心に搭載して構成される永久磁石付回転子から
なる大容量負荷の大形磁石同期回転機において、前記し
たインバータ電源の高周波成分により生成する高周波磁
束による永久磁石内に高い誘起電圧が生成される場合に
おいても、永久磁石間の側面に絶縁層を設け、永久磁石
間の絶縁を強化することにより、前記誘起電圧により生
成される渦電流の通流を防止でき、これにより永久磁石
の過熱及び効率低下を防止することが可能となる。
体毎に複数のボルトにて回転子鉄心にネジ留めして固定
する場合に、ボルトの配列を一直線上になるように配列
することにより、永久磁石内の渦電流の形成を防止する
ことができ、、前記した永久磁石間の絶縁層の効果と相
まって、大面積を形成する永久磁石を周回する大電流の
生成を防止でき、前記したように永久磁石の異常過熱と
これによる回転機の効率低下を回避することが可能とな
る。
久磁石の側面に絶縁層を設けた回転子鉄心の部分断面図
である。
のボルトにて固定子鉄心に固定した永久磁石の平面図で
あり、(b)はこの発明を説明するための図である。
部断面図である。
した部分断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】回転子鉄心の外周に複数個の小片の永久磁
石を軸方向及び周方向に配して極を構成してなる回転子
と、この回転子の外周側に対向する電機子鉄心と、この
電機子鉄心のスロット内に挿着された電機子巻線とから
なる固定子とから構成される磁石同期回転機において、前記永久磁石の側面に絶縁フィルム又は絶縁テープを巻
回して絶縁層を形成し、前記 永久磁石間を絶縁したこと
を特徴とする磁石同期回転機の永久磁石付回転子。 - 【請求項2】前記永久磁石の対角線上に複数のボルト挿
入孔を一直線に設け、これらのボルト挿入孔にボルトを
挿入して回転子鉄心に前記永久磁石をネジ留め固定した
ことを特徴とする請求項1記載の磁石同期回転機の永久
磁石付回転子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10305995A JP3365534B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 磁石同期回転機の永久磁石付回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10305995A JP3365534B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 磁石同期回転機の永久磁石付回転子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08280146A JPH08280146A (ja) | 1996-10-22 |
JP3365534B2 true JP3365534B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=14344113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10305995A Expired - Fee Related JP3365534B2 (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 磁石同期回転機の永久磁石付回転子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3365534B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4336446B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2009-09-30 | 信越化学工業株式会社 | 希土類焼結永久磁石焼結体と永久磁石型同期モータ |
JP4075226B2 (ja) * | 1999-07-09 | 2008-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 永久磁石回転子の永久磁石 |
GB0613941D0 (en) * | 2006-07-13 | 2006-08-23 | Pml Flightlink Ltd | Electronically controlled motors |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP10305995A patent/JP3365534B2/ja not_active Expired - Fee Related
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