JP3424765B2 - 永久磁石形同期回転電機 - Google Patents
永久磁石形同期回転電機Info
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- JP3424765B2 JP3424765B2 JP06775194A JP6775194A JP3424765B2 JP 3424765 B2 JP3424765 B2 JP 3424765B2 JP 06775194 A JP06775194 A JP 06775194A JP 6775194 A JP6775194 A JP 6775194A JP 3424765 B2 JP3424765 B2 JP 3424765B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- groove
- type synchronous
- synchronous rotating
- electric machine
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の永久磁石で構成
した界磁と、鉄心に設けたスロット内に巻回した電機子
で構成した永久磁石形同期回転電機に関する。
した界磁と、鉄心に設けたスロット内に巻回した電機子
で構成した永久磁石形同期回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の永久磁石形同期回転電機のコギン
グトルクの減少するものとして以下の技術が提案されて
いる。第１の従来技術として、コギングトルクを無くす
ため、界磁をｍ個の永久磁石で構成し、しかも一極対と
なる一対の永久磁石が、電機子鉄心の３ｍ（ｍは正整
数）本のスロットに対向するタイプの回転機において、
回転方向に関し永久磁石の中央位置を角度で０°とした
とき、各永久磁石の各角度θ（角度は電気角）における
磁束密度Ｂ（θ）が、ｎを正整数、Ｂm を定数、θ1 ＝
９０°（１−２ｎ／３ｍ）、θ2 ＝−θ1 としたとき、
（１）−９０°＜＝θ＜＝θ2 の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂ
m ｃｏｓ（３ｍ（θ−θ2 ）／２ｎ）、（２）θ2 ＜θ
＜θ1 の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂm 、（３）θ1 ＜＝θ＜
＝９０°の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂm（３ｍ（θ−θ1 ）
／２ｎ）となる形状の永久磁石を用いて、各永久磁石の
磁束分布が中央でフラットに、両端で余弦波状に変化さ
せるものがある（例えば、特開昭６３−２９４２４４号
公報）。第２の従来技術として、効率や力率を犠牲にす
ることなくコギングトルクの低減を実現するため、ステ
ータスロット数を電機子巻線の整数倍かつ永久磁石の極
数で割った値が分数とし、ステータスロットに収納する
巻線の導体数を相帯の成分ベクトルの大きさにほぼ比例
した値にしたものがある（例えば、特開昭６０−２１６
７５９号公報）。
グトルクの減少するものとして以下の技術が提案されて
いる。第１の従来技術として、コギングトルクを無くす
ため、界磁をｍ個の永久磁石で構成し、しかも一極対と
なる一対の永久磁石が、電機子鉄心の３ｍ（ｍは正整
数）本のスロットに対向するタイプの回転機において、
回転方向に関し永久磁石の中央位置を角度で０°とした
とき、各永久磁石の各角度θ（角度は電気角）における
磁束密度Ｂ（θ）が、ｎを正整数、Ｂm を定数、θ1 ＝
９０°（１−２ｎ／３ｍ）、θ2 ＝−θ1 としたとき、
（１）−９０°＜＝θ＜＝θ2 の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂ
m ｃｏｓ（３ｍ（θ−θ2 ）／２ｎ）、（２）θ2 ＜θ
＜θ1 の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂm 、（３）θ1 ＜＝θ＜
＝９０°の区間で、Ｂ（θ）＝Ｂm（３ｍ（θ−θ1 ）
／２ｎ）となる形状の永久磁石を用いて、各永久磁石の
磁束分布が中央でフラットに、両端で余弦波状に変化さ
せるものがある（例えば、特開昭６３−２９４２４４号
公報）。第２の従来技術として、効率や力率を犠牲にす
ることなくコギングトルクの低減を実現するため、ステ
ータスロット数を電機子巻線の整数倍かつ永久磁石の極
数で割った値が分数とし、ステータスロットに収納する
巻線の導体数を相帯の成分ベクトルの大きさにほぼ比例
した値にしたものがある（例えば、特開昭６０−２１６
７５９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、第１および
第２の従来技術では、永久磁石をギャツプ面にもうけて
いるため、ベクトル制御する場合、ｑ軸磁束を制御でき
ず、高速回転には適さない。また、双方とも電機子鉄心
が一体のコアにより構成されているため、大型のものは
巻線作業がし難いという欠点があった。そこで、本発明
は、作業性のよい、ｑ軸磁束制御し易い、高速回転に適
した永久磁石形同期回転電機を提供することを目的とす
る。
第２の従来技術では、永久磁石をギャツプ面にもうけて
いるため、ベクトル制御する場合、ｑ軸磁束を制御でき
ず、高速回転には適さない。また、双方とも電機子鉄心
が一体のコアにより構成されているため、大型のものは
巻線作業がし難いという欠点があった。そこで、本発明
は、作業性のよい、ｑ軸磁束制御し易い、高速回転に適
した永久磁石形同期回転電機を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、複数の永久磁石で構成した界磁と、多相
多極巻線を巻回した電機子よりなる永久磁石形同期回転
電機において、電磁鋼板を軸方向に積層した円筒状の回
転子コア５と、この回転子コア５を扇形状に等分し、そ
の外径側・両端部に回転子コア５の残部を切り残した、
上面を直線とし、下面を両端の高さｈ2 を中央部の高さ
ｈ1 のほぼ１／２とした円弧で結んだ凸レンズ状のスリ
ット６を内径側に向かって凸に設け、このスリット６間
に、漏洩磁束防止用の三角形の溝８を設け、前記スリッ
ト６と対象形のｐ個の永久磁石をスリット６内に嵌合し
て界磁を構成し、電磁鋼板を軸方向に積層した円環状の
ヨーク２の内径側に設けたアリ溝に、外径側にヨーク２
のアリ溝に嵌合する凸部を設けたティース３に同一巻数
の集中巻の巻線４を巻回し、電機子磁極数とびで直列に
結線し、周方向に等ピッチで嵌合して構成した電機子を
構成する。
に、本発明は、複数の永久磁石で構成した界磁と、多相
多極巻線を巻回した電機子よりなる永久磁石形同期回転
電機において、電磁鋼板を軸方向に積層した円筒状の回
転子コア５と、この回転子コア５を扇形状に等分し、そ
の外径側・両端部に回転子コア５の残部を切り残した、
上面を直線とし、下面を両端の高さｈ2 を中央部の高さ
ｈ1 のほぼ１／２とした円弧で結んだ凸レンズ状のスリ
ット６を内径側に向かって凸に設け、このスリット６間
に、漏洩磁束防止用の三角形の溝８を設け、前記スリッ
ト６と対象形のｐ個の永久磁石をスリット６内に嵌合し
て界磁を構成し、電磁鋼板を軸方向に積層した円環状の
ヨーク２の内径側に設けたアリ溝に、外径側にヨーク２
のアリ溝に嵌合する凸部を設けたティース３に同一巻数
の集中巻の巻線４を巻回し、電機子磁極数とびで直列に
結線し、周方向に等ピッチで嵌合して構成した電機子を
構成する。
【０００５】
【作用】回転子コアの外径とスリットの上面には、半月
状のコアが形成され磁路断面積が大きくとれ、同一形状
の永久磁石の作る磁束が正弦波状になる。また、ティー
スを分割形にしたことにより、巻線作業をティース単独
・個別に行える。
状のコアが形成され磁路断面積が大きくとれ、同一形状
の永久磁石の作る磁束が正弦波状になる。また、ティー
スを分割形にしたことにより、巻線作業をティース単独
・個別に行える。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明の実施例を示す断面図である。一例
として、３相・９スロット・６極を例にしてある。１は
電機子であり、電磁鋼板を軸方向に積層した円環状のヨ
ーク２の内径側に設けたアリ溝２１に、外径側にヨーク
２のアリ溝２１に嵌合する凸部３１を設けた９個のティ
ース３を周方向に等ピッチで嵌合してある。したがっ
て、ティース間には９個のスロットＳ1 〜Ｓ9 が形成さ
れる。ティース３各々Ｔ1 ・・Ｔ9 には、同一巻数の集
中巻の巻線４を巻回してある。この巻線４各々の結線
は、図２（ａ）に示すように、Ｕ相はＴ1 ，Ｔ4 ，
Ｔ7、Ｖ相はＴ2 ，Ｔ5 ，Ｔ8 、Ｗ相はＴ3 ，Ｔ6 ，Ｔ
9 に巻回されており、各々の相は直列に接続してある。
従って、電機子１側には３相・６極の磁極が形成され
る。電機子巻線の合成起磁力ベクトルは、図２（ｂ）に
示すように、各相同一の大きさで、電機角で１２０°の
位相を持つ。ティース３の内径側には、電磁鋼板を軸方
向に積層した円筒状の回転子コア５の外径側を、空隙を
介し対向させてある。回転子コア５を扇形状に６等分
し、その外径側・両端部に回転子コア５の残部を切り残
した凸レンズ状のスリット６を、内径側に向かって凸に
設けてある。ここで、スリット６の形状は、上面を直線
とし、下面を両端の高さｈ2 を中央部の高さｈ1 のほぼ
１／２とした円弧としてある。回転子コア５の外径とス
リット６の上面には、半月状のコアが形成され、ｑ軸磁
束を通し易くしてある。回転子コア５の両端部の残部に
は、底を外径側にした各隅にＲを付けた三角形の漏洩磁
束防止用の溝８を設けてある。各々のスリット６には、
スリット６と対象形の永久磁石７を嵌合してあり、６極
の界磁を形成する。この時、永久磁石７の作る磁束は、
磁石形状に倣いほぼ正弦波状となる。第２の実施例を、
図３により説明する。実施例における凸レンズ状のスリ
ット６を台形に変え、内径側に向かって凸に設けてあ
る。ギャツプの磁束分布は、実施例ほど正弦波にはなら
ないが、正弦波に近い磁束分布が得られる。以下に、実
施例の漏洩磁束防止用の溝８をアンバランス・ウエイト
調整用に利用する例を説明する。第３の実施例を、図４
により説明する。溝８内には、非磁性体のスタッドボル
ト１０を軸方向に貫通させてある。スタッドボルト１０
の両端には、溝８の形状に合わせた底部を持つ座金１１
を設け、その底部を溝８に嵌合し、スタッドボルト１０
を回り止めしてある。座金１１の外側には、アンバラン
ス・ウエイト調整用のウエイト１２を、アンバランス量
に合わせ設けてある。ウエイト１２の外側に、ナット１
３を設け、スタッドボルト１０により、回転子コア５を
両側から締め付ける。なお、ナット１３をダブルナット
や液状の接着剤により回り止めするとよい。第４の実施
例を、図５により説明する。この例は、回転子コア５の
軸方向・両端に非磁性体のバランス・ウエイト調整用の
ディスク１４を設け、非磁性体のスタッドボルト１０
を、溝８内を軸方向に貫通させ、ナット１３によりディ
スク１４を両側から締め付ける。ディスク１４とナット
１３の回り止めは接着や溶接によって行う。バランス調
整は、ディスク１４をグラインダ等で削り取るようにす
る。第５の実施例を、図６により説明する。この例は、
第３の実施例を簡易にしたもので、溝８内に接着剤の塗
布や低融点・非磁性金属を流し込みにより軸方向に連続
する膜１５を形成し、回転子コア５を固定し、溝８の軸
方向端部の内部にアンバランス・ウエイト調整用のウエ
イト１６を、樹脂の接着や非磁性・金属片の溶接によ
り、回転子コア５に直接設けたものである。なお、ウエ
イト１４を溝８内に充填し、アンバランス量を削り取っ
ても良い。
る。図１は、本発明の実施例を示す断面図である。一例
として、３相・９スロット・６極を例にしてある。１は
電機子であり、電磁鋼板を軸方向に積層した円環状のヨ
ーク２の内径側に設けたアリ溝２１に、外径側にヨーク
２のアリ溝２１に嵌合する凸部３１を設けた９個のティ
ース３を周方向に等ピッチで嵌合してある。したがっ
て、ティース間には９個のスロットＳ1 〜Ｓ9 が形成さ
れる。ティース３各々Ｔ1 ・・Ｔ9 には、同一巻数の集
中巻の巻線４を巻回してある。この巻線４各々の結線
は、図２（ａ）に示すように、Ｕ相はＴ1 ，Ｔ4 ，
Ｔ7、Ｖ相はＴ2 ，Ｔ5 ，Ｔ8 、Ｗ相はＴ3 ，Ｔ6 ，Ｔ
9 に巻回されており、各々の相は直列に接続してある。
従って、電機子１側には３相・６極の磁極が形成され
る。電機子巻線の合成起磁力ベクトルは、図２（ｂ）に
示すように、各相同一の大きさで、電機角で１２０°の
位相を持つ。ティース３の内径側には、電磁鋼板を軸方
向に積層した円筒状の回転子コア５の外径側を、空隙を
介し対向させてある。回転子コア５を扇形状に６等分
し、その外径側・両端部に回転子コア５の残部を切り残
した凸レンズ状のスリット６を、内径側に向かって凸に
設けてある。ここで、スリット６の形状は、上面を直線
とし、下面を両端の高さｈ2 を中央部の高さｈ1 のほぼ
１／２とした円弧としてある。回転子コア５の外径とス
リット６の上面には、半月状のコアが形成され、ｑ軸磁
束を通し易くしてある。回転子コア５の両端部の残部に
は、底を外径側にした各隅にＲを付けた三角形の漏洩磁
束防止用の溝８を設けてある。各々のスリット６には、
スリット６と対象形の永久磁石７を嵌合してあり、６極
の界磁を形成する。この時、永久磁石７の作る磁束は、
磁石形状に倣いほぼ正弦波状となる。第２の実施例を、
図３により説明する。実施例における凸レンズ状のスリ
ット６を台形に変え、内径側に向かって凸に設けてあ
る。ギャツプの磁束分布は、実施例ほど正弦波にはなら
ないが、正弦波に近い磁束分布が得られる。以下に、実
施例の漏洩磁束防止用の溝８をアンバランス・ウエイト
調整用に利用する例を説明する。第３の実施例を、図４
により説明する。溝８内には、非磁性体のスタッドボル
ト１０を軸方向に貫通させてある。スタッドボルト１０
の両端には、溝８の形状に合わせた底部を持つ座金１１
を設け、その底部を溝８に嵌合し、スタッドボルト１０
を回り止めしてある。座金１１の外側には、アンバラン
ス・ウエイト調整用のウエイト１２を、アンバランス量
に合わせ設けてある。ウエイト１２の外側に、ナット１
３を設け、スタッドボルト１０により、回転子コア５を
両側から締め付ける。なお、ナット１３をダブルナット
や液状の接着剤により回り止めするとよい。第４の実施
例を、図５により説明する。この例は、回転子コア５の
軸方向・両端に非磁性体のバランス・ウエイト調整用の
ディスク１４を設け、非磁性体のスタッドボルト１０
を、溝８内を軸方向に貫通させ、ナット１３によりディ
スク１４を両側から締め付ける。ディスク１４とナット
１３の回り止めは接着や溶接によって行う。バランス調
整は、ディスク１４をグラインダ等で削り取るようにす
る。第５の実施例を、図６により説明する。この例は、
第３の実施例を簡易にしたもので、溝８内に接着剤の塗
布や低融点・非磁性金属を流し込みにより軸方向に連続
する膜１５を形成し、回転子コア５を固定し、溝８の軸
方向端部の内部にアンバランス・ウエイト調整用のウエ
イト１６を、樹脂の接着や非磁性・金属片の溶接によ
り、回転子コア５に直接設けたものである。なお、ウエ
イト１４を溝８内に充填し、アンバランス量を削り取っ
ても良い。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば下記
の効果がある。 １．ティースを分割形にしてあるので、巻線作業を単独
・個別に行えるので、製作し易い。 ２．回転子コアの外径とスリットの上面には、半月状の
コアが形成され磁路断面積が大きくとれるので、ｑ軸磁
束の制御がし易い。 ３．漏洩磁束防止用の溝を各隅にＲを付けた三角形にし
たので、応力集中が生じ難くコアの剛性が上がる。 ４．永久磁石の作る磁束を正弦波状にしたので、電機子
の作る磁界との相互作用によりコギングトルクが生じな
い。 ５．漏洩磁束防止用の溝を回転子の軸方向固定やバラン
ス調整用に兼用するので、磁路の利用断面積が増え、磁
気抵抗が減少する。
の効果がある。 １．ティースを分割形にしてあるので、巻線作業を単独
・個別に行えるので、製作し易い。 ２．回転子コアの外径とスリットの上面には、半月状の
コアが形成され磁路断面積が大きくとれるので、ｑ軸磁
束の制御がし易い。 ３．漏洩磁束防止用の溝を各隅にＲを付けた三角形にし
たので、応力集中が生じ難くコアの剛性が上がる。 ４．永久磁石の作る磁束を正弦波状にしたので、電機子
の作る磁界との相互作用によりコギングトルクが生じな
い。 ５．漏洩磁束防止用の溝を回転子の軸方向固定やバラン
ス調整用に兼用するので、磁路の利用断面積が増え、磁
気抵抗が減少する。
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図２】本発明の実施例を示す、（ａ）巻線の結線図、
（ｂ）巻線の起磁力ベクトル図。
（ｂ）巻線の起磁力ベクトル図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す部分断面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す側断面図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す側断面図。
【図６】本発明の第５の実施例を示す側断面図。
１ 電機子
２ ヨーク
２１ アリ溝
３ ティース
３１ 凸部
４ 巻線
５ 回転子コア
６ スリット
７ 永久磁石
８ 溝
１０ スタッドボルト
１１ 座金
１２、１６ ウエイト
１３ ナット
１４ ディスク
１５ 膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−294244（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−236685（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−43755（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−144774（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−80367（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−179851（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−139245（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/27
H02K 21/14
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の永久磁石で構成した界磁と、多相
多極巻線を巻回した電機子よりなる永久磁石形同期回転
機において、 電磁鋼板を軸方向に積層した円筒状の回転子コア５と、
この回転子コア５を扇形状に等分し、その外径側・両端
部に回転子コア５の残部を切り残した、上面を直線と
し、下面を両端の高さｈ2 を中央部の高さｈ1 のほぼ１
／２とした円弧で結んだ凸レンズ状のスリット６を内径
側に向かって凸に設け、このスリット６間に、漏洩磁束
防止用の三角形の溝８を設け、前記スリット６と対象形
のｐ個の永久磁石をスリット６内に嵌合して構成した界
磁と、 電磁鋼板を軸方向に積層した円環状のヨーク２の内径側
に設けたアリ溝に、外径側にヨーク２のアリ溝に嵌合す
る凸部を設けたティース３に同一巻数の集中巻の巻線４
を巻回し、電機子磁極数とびで直列に結線し、周方向に
等ピッチで嵌合して構成した電機子を備えたことを特徴
とする永久磁石形同期回転電機。 - 【請求項２】 前記回転子コア５に設けた溝８をバラン
ス調整用に用いる請求項１記載の永久磁石形同期回転電
機。 - 【請求項３】 前記バランス調整を、前記溝８内を軸方
向に貫通するスタッド・ボルト、回転子コア５の両端に
設けた設けた座金とバランス調整用のウエイトによる請
求項２記載の永久磁石形同期回転電機。 - 【請求項４】 前記バランス調整を、前記溝８内を軸方
向に貫通するスタッド・ボルト、回転子コア５の両端に
設けたディスクによる請求項２記載の永久磁石形同期回
転電機。 - 【請求項５】 前記バランス調整を、前記溝８内を軸方
向に形成した連続する膜と溝８内に固定したウエイトに
よる請求項２記載の永久磁石形同期回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06775194A JP3424765B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 永久磁石形同期回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06775194A JP3424765B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 永久磁石形同期回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07255138A JPH07255138A (ja) | 1995-10-03 |
| JP3424765B2 true JP3424765B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=13353965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06775194A Expired - Lifetime JP3424765B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 永久磁石形同期回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424765B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3551954B2 (ja) * | 1996-02-23 | 2004-08-11 | 松下電器産業株式会社 | 電動機 |
| EP0823771B1 (en) | 1996-02-23 | 2006-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor |
| JPH09285088A (ja) | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両 |
| US6140728A (en) * | 1998-08-21 | 2000-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric motor and electric power steering apparatus employing the electric motor |
| JP4598343B2 (ja) * | 1999-12-13 | 2010-12-15 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石形モータ |
| JP3523557B2 (ja) * | 2000-03-03 | 2004-04-26 | 株式会社日立製作所 | 永久磁石式回転電機及びそれを用いたハイブリット電気自動車 |
| JP2002101628A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Hitachi Ltd | 永久磁石式回転電機 |
| JP2003047185A (ja) | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Nissan Motor Co Ltd | 永久磁石式回転電機 |
| US6946766B2 (en) | 2002-08-28 | 2005-09-20 | Emerson Electric Co. | Permanent magnet machine |
| JP2007006657A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Meidensha Corp | 埋込磁石同期モータ |
| JP4737431B2 (ja) * | 2006-08-30 | 2011-08-03 | 信越化学工業株式会社 | 永久磁石回転機 |
| JP2008067474A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Mitsui High Tec Inc | 回転子 |
| KR102220863B1 (ko) * | 2014-10-07 | 2021-02-26 | 엘지이노텍 주식회사 | 로터, 이를 포함하는 모터 및 로터의 밸런스 교정방법 |
| CN110247495B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-02-01 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 转子冲片、转子铁心、电动汽车用驱动电机及制作方法 |
-
1994
- 1994-03-11 JP JP06775194A patent/JP3424765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07255138A (ja) | 1995-10-03 |
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