JP3461960B2 - 突極形塊状磁極の回転子 - Google Patents

突極形塊状磁極の回転子

Info

Publication number
JP3461960B2
JP3461960B2 JP08406595A JP8406595A JP3461960B2 JP 3461960 B2 JP3461960 B2 JP 3461960B2 JP 08406595 A JP08406595 A JP 08406595A JP 8406595 A JP8406595 A JP 8406595A JP 3461960 B2 JP3461960 B2 JP 3461960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole
rotor
magnetic pole
salient
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP08406595A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08289516A (ja
Inventor
大典 平松
正直 南波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP08406595A priority Critical patent/JP3461960B2/ja
Publication of JPH08289516A publication Critical patent/JPH08289516A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3461960B2 publication Critical patent/JP3461960B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、突極形同期電動機に係
り、優れた始動時特性、特に軸ねじり振動の加振源とな
る脈動トルクを低減する特性を実現させる突極形塊状磁
極の回転子に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は従来技術による突極形塊状磁極の
回転子の構造を示す。回転子の最外周の部位にある磁極
片2は、塊状磁性体で構成され、界磁コイル7が巻装さ
れる磁極には、ボルト3で固定されており、これらとシ
ャフト9を主構成コンポーネントとして塊状磁極同期電
動機の回転子を構成している。この従来構成における磁
極片2は通常、強磁性体の材料で鍜鋼等の鋼材材が使用
される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図9に示す従来技術の
同期電動機を始動する際は、誘導電動機として始動し、
同期速度近くで界磁巻線を励磁して同期引き入れを行っ
て運転する。誘導電動機として始動する際の始動特性を
決定する二次回路を構成する磁極片2は誘導電動機にお
ける銅材のローターバーに比較して、その電気伝導度が
低い為、その始動特性は、誘導電動機特性で良く知られ
ている高抵抗始動特性を示す。また、突極形同期電動機
では、直軸と横軸でインピーダンスに差があり、その影
響で始動時の非同期運転中、回転子磁極の位置によって
発生トルクが変化する、いわゆる脈動トルクを伴う。こ
の脈動トルクは、負荷の機械を含めた軸系のねじり振動
に対し、悪影響を与え、軸系設計に常に注意を要する点
である。
【0004】そこで本発明の目的は、突極形同期電動機
の始動運転時の脈動トルクを低減し、回転子、特に横軸
インピーダンスを小さくする磁極構造を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために、一体に形成された塊状の磁極片を磁極胴
にボルト締めして各磁極を構成する突極形塊状磁極の回
転子において、磁極胴と磁極片の接する部分の前記磁極
胴もしくは前記磁極片に軸方向に溝を設け、この溝に前
記磁極片より高い導電性の材料より成る導電部材を埋め
込むようにする。また、各磁極に設けられた前記導電部
材をその軸方向の両端部で導電性材料の短絡部材によっ
て互いに接続して短絡するようにする。また、短絡部材
を前記磁極胴もしくは前記磁極片の軸方向両端部に配設
し、前記導電部材の軸方向両端部で接続するようにす
る。またさらに、前記導電部材は前記溝に溶融した高い
導電性の材料を鋳込んで形成するようにした突極形塊状
磁極の回転子を提供する。
【0006】
【作用】以上の構成により本発明では、塊状の磁極片を
磁極胴にボルト締めして各磁極を構成する突極形塊状磁
極の回転子において、磁極胴と磁極片の接する部分の前
記磁極胴もしくは前記磁極片に軸方向に溝を設け、この
溝に前記磁極片より高い導電性の材料より成る導電部材
を埋め込むようにして、回転子側の横軸回路の抵抗を小
さくしインピーダンスを小さくする。また、各磁極に設
けられた前記導電部材をその軸方向の両端部で導電性材
料の短絡部材によって互いに接続して短絡するように
し、横軸回路の磁極端部でのリターン回路の抵抗値を減
らすようにする。また、短絡部材を前記磁極片の軸方向
両端部に配設し、前記導電部材の軸方向両端部で接続す
るようにし、横軸磁束を完全に鎖交する短絡回路を構成
するようにする。
【0007】
【実施例】図1は本発明による突極形同期電動機の回転
子磁極構造の実施例を示す断面図である。磁極胴1は、
回転子軸と一体構造である。磁極片2は磁極胴1の最外
周部に配設され、ボルト3で締結されている。
【0008】磁極胴1の磁極片2に接する側の、中央部
に軸方向に磁極胴1全長に亘る溝4が設けられ、その溝
4には磁極片2の材料より電気伝導度の高いバー5(例
えば銅または銅合金)が埋め込まれている。
【0009】このバー5は特に絶縁されておらず、溝4
の寸法とは隙間ができないような寸法で構成されている
ので、組み立て状態では、磁極片2及び磁極胴1とは、
接触している状態である。
【0010】図2は、図1のA−A断面の図である。磁
極胴1の軸方向両端面部には、電気伝導度の高い(例え
ば銅または銅合金)板状の短絡板6で、回転子上の他の
磁極に設けられる、同様の短絡板とは一体あるいは連結
されて配設されている。
【0011】バー5と磁極胴1の端部に設けられる短絡
板6は、銀ロー付け等の方法で接合されている。次に本
発明の回転子は、次のように組み立てられる。
【0012】回転子軸と一体構造になっている各磁極胴
1の上部中心に軸方向溝4を旋削する。磁極胴1の軸方
向両端部に、短絡板6をボルト等の締結部品8で固定す
る。この短絡板6は、銅または銅合金の材質であって、
上部中心には磁極胴1と同様の溝が設けられている。
【0013】次に、溝4に銅または銅合金等の高い導電
性材料で構成されるバー5(導電部材)を組み立て、そ
の後、軸方向端部で短絡板6と銀ロー付けにて接続す
る。全てのバー5と短絡板6を接続した後、界磁コイル
7を納め、磁極片2を組み立て、ボルト3で締結する。
この様にして組み立てた回転子外観は図9に示される従
来の回転子構造と殆ど変化はない。
【0014】次に本実施例による構成の作用を説明す
る。図3は始動途中の非同期状態において、特に磁極表
面付近を通る磁束の様子を模式的に示したものである。
図3(a)は、停止状態のすべり=1.0の直軸磁束2
0を表し、図3(b)は、すべり=1.0の横軸磁束2
1、図4(a)は、同期状態に近いすべり=0.02の
直軸磁束22、図4(b)は、すべり=0.02の横軸
磁束23を示す。
【0015】これらの説明図で分かるように、停止状態
では、塊状磁極片2の表面の渦電流によって、磁極片2
の極表面にしか磁束が浸透しないが、同期状態に近くな
ると、磁極を通る磁束の周波数が低くなり、物理学で良
く知られているように、磁束浸透深さが深くなるため、
磁極片2の深い部分にまで磁束が通る。この際、特に、
図4(b)に示す横軸磁束23の一部は、磁極片2と磁
極胴3の間に構成されたバー5と鎖交するようになる。
この鎖交磁束によってバー5に誘導される電流が短絡板
6を通して流れる。すなわち、横軸回路の電流が流れる
ことになる。
【0016】もちろん、直軸磁束22は、界磁コイル8
と磁束が鎖交し(図4(a)参照)、放電抵抗等で短絡
された界磁コイルに誘導電流が流れる。これは直軸回路
の電流を構成する。
【0017】図3,図4の磁束模式図から、同期速度近
くではバー5や界磁コイル7に磁束が鎖交する事にな
り、それらのインピーダンスが電動機特性に影響を与え
ることになる。
【0018】同期電動機の非同期状態での直軸、横軸等
価回路は図5(a),(b)のようになる事は教科書で
良く知られているところである。そして、非同期状態の
同期電動機が発生する脈動トルク特性は(1)式で表さ
れる。
【0019】
【数1】
【0020】従って、本実施例にて設けたバー5によ
り、横軸のインピーダンスが従来技術に比べ小さくな
り、直軸のインピーダンスに近付く。この事は、直軸電
流(iα)と横軸電流(iδ)の差が少なくなり、これ
に起因する脈動トルクを低減できる事になる。式(1)
でも定性的には理解できる。
【0021】以上述べたように、本実施例の構成では、
非同期状態でのモーターが発生する脈動トルクを低減で
きる。高速コンプレッサーを同期電動機で駆動するシス
テムにおいては、電動機と負荷機と全体回転軸系のねじ
り固有振動数が、同期速度の90%と言う比較的同期速
度に近い回転数に現れる事が多い。この時、電動機の発
生する脈動トルクが軸ねじり振動の加振源となるが、本
発明による技術を適用すると電動機の発生する脈動トル
クを低い値に抑制する事ができるのでスムーズに軸ねじ
り振動の共振回転数を通過でき、安定した軸系の始動を
行う事ができる。
【0022】これから、軸の太さや、負荷機と直結する
カップリングを合理的設計とすることが可能になり、振
動が少なく、小形で信頼性高い駆動電動機を提供できる
ことになる。
【0023】また、容量的にも従来より更に大規模な駆
動システムを実現する事が可能となり、大容量化に伴う
システム効率向上、省資源にも寄与できることになる。
図6は、本発明の主旨の基づく他の実施例で、バー5は
磁極片2、磁極胴1の両者に設けられた溝12,4には
め込まれるような構成となっている。この実施例では、
磁極胴1に磁極片2を組み立てる前にバー5を磁極胴1
上部(磁極片2が取り付けられる面)から突出している
ため、磁極片2を組み立てる際の組立ガイドとしても利
用できるので、磁極片2の組立が容易となるという図1
の実施例ではなかった組立上の新しいメリットを生むと
同時に、図1の実施例の場合より上部(空隙に近い位
置)にバー5が構成されるので、固定子が作る磁束と鎖
交しやすくなるので、非同期状態の、よりすべりの大き
い状態からバー挿入効果が現れ、特性上有利となる。
【0024】バー5の形状は、これまで矩形断面で説明
してきたが、矩形断面以外の円、楕円、台形のバーで構
成しても本発明の技術による効果は実現できる。バー5
の材質は、電気伝導度が優れた銅または銅合金で説明し
てきたが、磁極胴1や磁極片2の材質より電気伝導度が
優れた材質なら本発明の効果が期待できる。
【0025】もちろん、アルミニウムやその合金であっ
ても良い。その時には、溶融したアルミニウムを磁極胴
1に設けた溝に鋳込む方法でバー5と同じ作用を生む構
成としても良い。
【0026】図7はその実施例で、溝4を加工した磁極
胴1の両端部に短絡板6を取付けた状態で、溝4に溶融
したアルミニウム13を鋳込み、冷却するとバー5と同
様の機能を発揮できる。
【0027】横軸回路を構成するための機能を持たせる
短絡板6の材質も銅または銅合金に限らず、アルミニウ
ムやその合金で構成しても良い。バー5と短絡板6の接
続も、銀ロー付けに限ることはなく、TIG溶接や圧接
による方法でも良い。
【0028】更に、短絡板6を構造的に固定する方法
も、図7に示すように適宜磁極胴1の軸方向端部の面に
ビス止め等締結部品8の方法によって固定して良い。図
8は他の実施例を示す説明図で、磁極片2に溝を設け、
この溝にバー5と接続する短絡部材を磁極片2の軸方向
両端部に配設した構成図である。図8(a)は軸方向端
より見た図で、環状の部材である短絡環14を磁極片2
の軸方向端部で、各磁極に設けられるバー5を互いに短
絡するように接合されている。図8(b)は図8(a)
の断面B−Bを示すが、バー5は、界磁コイル7の上部
の磁極片に溝を設けた厚み部分が界磁コイル7の軸方向
端の辺部の上部を沿うように磁極片端部に引き出される
事になる。
【0029】この構成での特徴は、各磁極のバー5相互
間の接続が最も短い距離で短絡可能となり、磁極片2両
端部での洩れ磁束を含め、横軸磁束と完全に鎖交する短
絡回路の構成を可能にする。以上の構成により本発明技
術による作用効果を提供できる事は明らかである。
【0030】
【発明の効果】以上本発明によれば、回転子側の横軸イ
ンピーダンスを小さくすることができ、特に軸ねじり振
動の加振源となる脈動トルクを低減させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による回転子の構造を説明する断面図。
【図2】本発明による磁極片部詳細(図1の断面A−
A)。
【図3】図3(a)は磁極部を通る直軸磁束線模式図
(すべり1.0)、図3(b)は磁極部を通る横軸磁束
線模式図(すべり1.0)。
【図4】 図4(a)は磁極部を通る直軸磁束線模式図
(すべり1.02)、図4(b)は磁極部を通る横軸磁
束線模式図(すべり1.02)。
【図5】図5(a)は突極形同期機の直軸等価回路、図
5(b)は突極形同期機の横軸等価回路。
【図6】本発明による他の実施例の回転子の構造を説明
する断面図。
【図7】本発明による他の実施例のバー構成方法の説明
図。
【図8】図8(a)は本発明による他の実施例の回転子
の構造を説明する構造図、図8(b)は本発明による他
の実施例の構造を説明する断面図(図8(a)の断面B
−B)。
【図9】従来技術による磁極構造を説明する断面図。
【符号の説明】
1…磁極胴、2…磁極片、3…ボルト、4…溝、5…バ
ー(導電部材)、6,14…短絡板。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−31452(JP,A) 特開 昭59−178932(JP,A) 特開 昭48−42304(JP,A) 実開 昭63−153749(JP,U) 実開 昭55−82044(JP,U) 実開 昭55−69845(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 19/14 H02K 1/24 H02K 3/18 H02K 3/46

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一体に形成された塊状の磁極片を磁極胴に
    ボルト締めして各磁極を構成する突極形塊状磁極の回転
    子において、磁極胴と磁極片の接する部分の前記磁極胴
    もしくは前記磁極片に軸方向に溝を設け、この溝に前記
    磁極片より高い導電性の材料より成る導電部材を埋め込
    むことを特徴とする突極形塊状磁極の回転子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の突極形塊状磁極の回転子
    において、各磁極に設けられた前記導電部材をその軸方
    向の両端部で導電性材料の短絡部材によって互いに接続
    して短絡するようにしたことを特徴とする突極形塊状磁
    極の回転子。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の突極形塊状磁極の回転子
    において、各短絡部材を前記磁極胴の軸方向両端部に配
    設し、前記導電部材の軸方向端部で接続するようにした
    ことを特徴とする突極形塊状磁極の回転子。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の突極形塊状磁極の回転子
    において、短絡部材を前記磁極片の軸方向両端部に配設
    し、前記導電部材の軸方向両端部で接続するようにした
    ことを特徴とする突極形塊状磁極の回転子。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の突極形塊状磁極の回転子
    において、前記導電部材は前記溝に溶融した高い導電性
    の材料を鋳込んで形成するようにしたことを特徴とする
    突極形塊状磁極の回転子。
JP08406595A 1995-04-10 1995-04-10 突極形塊状磁極の回転子 Expired - Fee Related JP3461960B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08406595A JP3461960B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 突極形塊状磁極の回転子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08406595A JP3461960B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 突極形塊状磁極の回転子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08289516A JPH08289516A (ja) 1996-11-01
JP3461960B2 true JP3461960B2 (ja) 2003-10-27

Family

ID=13820100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08406595A Expired - Fee Related JP3461960B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 突極形塊状磁極の回転子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3461960B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017067878A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 Jenoptik Power Systems Gmbh Polsternrohling, polstern, schenkelpolläufer und schenkelpolläufermaschine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5765540B2 (ja) * 2013-03-24 2015-08-19 後藤 哲郎 モータ
DE102018213567B3 (de) * 2018-08-13 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor für fremderregte Innenläufer-Synchronmaschine, Innenläufer-Synchronmaschine, Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017067878A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 Jenoptik Power Systems Gmbh Polsternrohling, polstern, schenkelpolläufer und schenkelpolläufermaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08289516A (ja) 1996-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6157109A (en) Dynamoelectric machine with ferromagnetic end winding ring
JP5771624B2 (ja) かご形ロータ
WO2004070915A2 (en) Trapezoidal shaped magnet flux intensifier motor pole arrangement for improved motor torque density
KR900008748B1 (ko) 영구자석 계자식 직류기
JP4529241B2 (ja) 電動圧縮機
US5043618A (en) Electric machines
JPH08182282A (ja) 車両用永久磁石励磁同期電動機
JP2000050546A (ja) 永久磁石形電動機の回転子
JP3461960B2 (ja) 突極形塊状磁極の回転子
EP0339584B1 (en) Dc rotary electric machine of permanent magnet field type
EP1324472A2 (en) Inner and outer rotor slotless electric motor with ring-type winding
JP4588255B2 (ja) 自己始動リラクタンスモータの回転子
JPH08140319A (ja) 誘導モータのロータ
Caricchi et al. Axial flux electromagnetic differential induction motor
JP2023018091A (ja) 永久磁石同期機及びこれを備えた電動機車両
US2073760A (en) Synchronous machine
CN114244051A (zh) 一种高效永磁同步电机
JP2000069717A (ja) 電動機
JP2001286109A (ja) 永久磁石式リラクタンス型回転電機
Du et al. High speed permanent magnet machine design for optimum volumetric power density
JPS6096145A (ja) 同極励磁交流機
JP3405000B2 (ja) 単相交流整流子モータ
JP3081962B1 (ja) 回転電機の回転子
JPH0556100B2 (ja)
JP3301978B2 (ja) 集中巻方式のブラシレスdcモータ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees