JP3906879B2 - Reluctance motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機のうち、リラクタンストルクを利用したリラクタンスモータに係り、特に詳しくは、回転子の機械的強度の向上を図れるようにしたリラクタンスモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のリラクタンスモータは、例えば図3に示す構成のものがある。図3において、回転磁界を発生する固定子1内には、リラクタンストルクを発生するための円弧状のスリット2を有する回転子3が配置される。このスリット2は、円弧の頂点を中心孔(シャフト用)4に向けて形成されており、固定子1の回転磁界による磁気を回転子3内で変え、つまりリラクタンスを不均一化とする。
【0003】
具体的には、q軸とd軸インダクタンスの差(リラクタンスの差)をつけると、リラクタンストルクが発生し、つまり回転子3に回転力が発生する。このインダクタンスの差は、固定子1によって発生する回転磁界による一方(q軸)の磁気の通路(図3の破線矢印A参照)にスリット2がほぼ直角に介在し、他方(d軸)の磁気の通路(図3の破線矢印B参照)にスリット2の介在しない領域(スリット2の間も含めた領域)をつくることにより生じる。
【0004】
前記多層構造のスリット2により、q軸とd軸インダクタンスの差が大きくなり、大きいリラタクタンストルクの発生が見込め、所望のモータトルクを得ることができる。
【0005】
なお、図3においては、回転子3に4層構造のスリット2を形成した場合について説明しているが、2層以上の多層構造の場合であっても同様である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記リラクタンスモータにおいては、回転子3に形成したスリット2が円弧状であるため、スリット2と中心孔4との距離を考慮すると、多層化が困難であった。すなわち、例えばスリット2を多層化にするほど、スリット2と中心孔4との距離が小さくなり、回転子3の機械的強度に問題が発生する。具体的例としては、シャフトを中心孔4に通して積層したコアシートを固定する際、そのコアシートに歪み等が生じる。
【0007】
また、固定子1からの磁気の路を十分に確保するために、スリット2をその磁気の路に沿った形状にしようとすると、前述した回転子3の機械的強度の問題と相候ってスリット2の多層化が難しい。
【0008】
本発明は前記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、リラクタンストルクを発生させるためのスリットを多層化するにしても、回転子の機械的強度の向上を図ることができ、しかも電動機特性(主にトクル特性)を変化させず済むようにしたリラクタンスモータを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、回転磁界を発生する固定子内に回転子を有するリラクタンスモータにおいて、リラクタンストルクを発生させるために、前記回転子の半径方向に沿って多層に形成される多層構造の各スリットを底部が平坦で両斜辺が円弧状であるバスタブ曲線形状として、前記各スリットの底部をシャフト挿通用の中心孔に向けて配置し、かつ、前記多層構造の各スリットを前記回転子の円周方向に沿ってほぼ等間隔に形成してなることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1および図2を参照して詳しく説明する。なお、図中、図3と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0011】
本発明のリラクタンスモータは、回転子に形成するスリットをほぼバスタブ曲線形状にすると、中心孔までの距離を所定に確保し、かつ、固定子からの磁気の路も確保することができ、また、スリットの多層化によっても回転子の機械的強度の向上を図ることができ、しかも、リラクタンストルクの発生に影響しない(電動機特性が変化しない)ことに着目したものである。
【0012】
そのため、図1の参考例に示すように、このリラクタンスモータの回転子10は、図3と同様に4層構造のスリット11を有し、このスリット11は、バスタブ形状であり、このバスタブ形状の底部は、中心孔4に向けた位置に形成されるとともに、回転子10の円周方向に等間隔に当該極数分だけ形成される。このように、スリット11の頂点部分が平坦な形状であることから、スリット11を多層化しても中心孔4までの距離を必要程度とることができ、つまり従来の多層構造のスリット2を有する回転子3と比較して回転子10の機械的強度の向上を図ることができる。
【0013】
また、図1において、q軸に関して固定子1からの磁気の路にスリット11が介在し(同図の破線矢印C参照)、d軸に関して固定子1からの磁気の路がバスタブ曲線形状にほぼ沿って回転子10内に形成される(同図の破線矢印D参照)。したがって、q軸とd軸インダクタンスの差は大きく、従来と同様のリラクタンストルクを発生させることができる(従来の電動機特性が保てる)。さらに、スリット11がバスタブ形状であることから、回転子10の中央には、ほぼ四角形のボス部が形成され、このボス部に後述するカシメピンを通し、かしめ部を形成することができる。
【0014】
ところで、回転子10の製造においては、コアプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板を打ち抜き、金型内でかしめて一体的に形成するコア積層方式(自動積層方式)を採用する。このプレス加工工程において、中心孔4およびバスタブ曲線形状のスリット11を打ち抜き、自動的にプレス、積層して回転子10を形成する。
【0015】
なお、このリラクタンスモータは、24スロットの固定子1に三相(U相、V相およびW相)の電機子巻線を有し、例えば外径側の巻線をU相、内径側の巻線をW相、その中間の巻線をV相としていているが、スロット数や電機子巻線数が異なっていてもよい。
【0016】
図2は本発明の実施の形態に係るリラクタンスモータの概略的平面図である。なお、図中、図1と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0017】
図2の本発明例において、回転子20には、図1に示した参考例におけるスリット11のバスタブ形状の両斜辺を円弧状にしたほぼバスタブ曲線形状のスリット21が形成されている。換言すれば、スリット21は、図3に示すスリット2の頂点部分を平坦にした形になっている。
【0018】
この場合、図1に示した参考例と同様に、スリット21を多層構造にしても、中心孔4とスリット21の頂点部分との距離を必要程度とることができ、つまり従来の多層構造のスリット2を有する回転子3と比較して回転子20の機械的強度の向上を図ることができる。
【0019】
また、q軸に関して固定子1からの磁気の路にスリット21が介在し(図2の破線矢印E参照)、スリット21の両斜辺(バスタブ曲線の両斜辺)を円弧状とし、つまり固定子1からの磁気の路に沿った形状としていることからも、d軸に関して固定子1からの磁気の路を図1に示した参考例の形態よりも確保することができる(図2の破線矢印F参照)。したがって、リラクタンストルクの発生をより確実なものとし、かつリラクタンストルクの発生がより見込める。
【0020】
なお、他の効果についても、図1に示した参考例と同様に得られることは明かである。また、前述した実施の形態では4層構造のスリットについて説明しているが、2層以上の構造のものにも適用することができることは明かである。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、回転磁界を発生する固定子内に回転子を有するリラクタンスモータにおいて、リラクタンストルクを発生させるために、前記回転子の半径方向に沿って多層に形成される多層構造の各スリットを底部が平坦で両斜辺が円弧状であるバスタブ曲線形状として、前記各スリットの底部をシャフト挿通用の中心孔に向けて配置し、かつ、前記多層構造の各スリットを前記回転子の円周方向に沿ってほぼ等間隔に形成するようにしたことにより、回転子のスリットを多層化にするにしても、少なくともスリットと中心孔との距離を必要程度とることができるため、回転子の機械的強度の向上を図ることができる。しかも、バスタブ曲線形状のスリットにより固定子からの磁気の路を、円弧状のスリットと同程度に確保することができることから、電動機特性(主にリラクタンストクル特性)を変化させずに済むという有用な効果があることに加えて、前記バスタブ形状のスリットの両斜辺を円弧状として膨らませるようにしたので、固定子からの磁気の路をより確保することができ、よりリラクタンストルクの発生が見込めるという、さらなる効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例としてのリラクタンスモータを示す概略的平面図。
【図2】本発明の実施の形態に係るリラクタンスモータを示す概略的平面図。
【図3】従来のリラクタンスモータの概略的平面図。
【符号の説明】
1 固定子
4 中心孔(シャフト用)
10,20 回転子
11 バスタブ形状のスリット
21 バスタブ曲線形状のスリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reluctance motor that uses reluctance torque among electric motors, and more particularly to a reluctance motor that can improve the mechanical strength of a rotor.
[0002]
[Prior art]
This type of reluctance motor includes, for example, a configuration shown in FIG. In FIG. 3, a rotor 3 having an
[0003]
Specifically, when a difference between the q-axis and d-axis inductance (reluctance difference) is added, reluctance torque is generated, that is, rotational force is generated in the rotor 3. This difference in inductance, and magnetic path substantially perpendicularly interposed slits 2 (see dashed line arrow A in FIG. 3) of the other hand by the rotating magnetic field generated by the stator 1 (q-axis), the other (d-axis) caused by making the magnetic path intervening region where no slit 2 (see dashed line arrow B in FIG. 3) (the region was also included between the slits 2).
[0004]
The
[0005]
Note that FIG. 3 illustrates the case where the rotor 3 is formed with the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the reluctance motor, since the
[0007]
Further, in order to secure a sufficient magnetic path from the
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, its object is also to multilayered slits for generating reluctance torque, it is possible to improve the mechanical strength of the rotor, yet the motor characteristics An object of the present invention is to provide a reluctance motor in which (mainly toe characteristics) need not be changed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a reluctance motor having a rotor in a stator for generating a rotating magnetic field, in order to generate a re reluctance torque, the multi-layer along a radial direction of the rotor as bathtub curve shape inclined sides bottom flat each slit of the multilayer structure is arcuate that will be formed, the bottom portion of each slit is disposed towards the central hole for the shaft insertion, and each of the multilayer structure The slits are formed at substantially equal intervals along the circumferential direction of the rotor.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG. In the figure, the same parts as those in FIG.
[0011]
In the reluctance motor of the present invention, when the slit formed in the rotor has a substantially bathtub curve shape, the distance to the center hole can be secured in a predetermined manner, and a magnetic path from the stator can be secured, The focus is on the fact that the mechanical strength of the rotor can be improved also by making the slits multi-layered, and it does not affect the generation of reluctance torque (the motor characteristics do not change).
[0012]
Therefore, as shown in Reference Example in FIG. 1, the rotor 10 of the reluctance motor has a slit 11 similarly four-layer structure and FIG. 3, the slit 11 is Busta Bed shape, this Busta Bed shape of the bottom portion is formed at a position toward the
[0013]
Further, in FIG. 1, (see broken line arrow C in the drawing) slits 11 are interposed magnetic path of the
[0014]
By the way, in manufacture of the rotor 10, the core lamination system (automatic lamination system) which punches an electromagnetic steel plate with an automatic press using a core press metal mold | die, and caulks in a metal mold | die integrally is employ | adopted. In this pressing process, the
[0015]
This reluctance motor has three-phase (U-phase, V-phase and W-phase) armature windings on a 24-
[0016]
FIG. 2 is a schematic plan view of the reluctance motor according to the embodiment of the present invention . In the figure, the same parts as those in FIG.
[0017]
In the present invention the example of FIG. 2, the
[0018]
In this case, similarly to the reference example shown in FIG. 1, even if the slit 21 has a multilayer structure, the distance between the
[0019]
Further, (see dashed line arrow E in FIG. 2) slits 21 are interposed magnetic path of the
[0020]
It is obvious that other effects can be obtained in the same manner as the reference example shown in FIG. Further, although in the form of implementation described above has been described slits of four-layer structure, it is clear that it can be applied to a two-layer or more structure.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reluctance motor having a rotor in a stator for generating a rotating magnetic field, formed in order to generate a re reluctance torque, the multi-layer along a radial direction of the rotor as bathtub curve shape inclined sides a flat bottom of each slit of the multilayer structure is arcuate that will be the bottom of the respective slits are arranged toward the center hole for the shaft insertion, and each slit of said multilayer structure by which is adapted to form at substantially equal intervals along the circumferential direction of the rotor and, even when the slits of the rotor to the multilayer, taking about requiring the distance between the at least slit and the central hole Therefore, the mechanical strength of the rotor can be improved. Moreover, since the magnetic path from the stator can be secured to the same extent as the arc-shaped slit by the bathtub-curved slit, it is useful that the motor characteristics (mainly the reluctance torque characteristics) need not be changed. effect is particularly added. Thus inflate the inclined sides of the Busta blanking shape slit as an arc-shaped, it is possible to secure a magnetic Paths from the stator, more generation of reluctance torque that expected, further effect is so.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a reluctance motor as a reference example of the present invention.
2 is a schematic plan view showing a reluctance motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view of a conventional reluctance motor.
[Explanation of symbols]
1
10, 20 Rotator 11 Bathtub shaped slit 21 Bathtub curved slit
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