JP4661974B2 - 回転子 - Google Patents
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Description
<回転子の構成>
図1は回転子1の軸P(後述)に垂直な断面を示す。ここに例示されるように、回転子1は回転子用コア10と複数の永久磁石20とを備えている。
回転子1は理想的には回転軸Pを中心とした回転動作を行うものの、実際には例えば回転子1の中心と固定子の中心との間に差が生じることにより、回転子1は軸Pを中心とした振れ回りも並行して行う。ここでいう回転動作とは軸Pを中心とした回転子1の自転動作であり、振れ回りとは回転子1の中心が軸Pを中心として回転する公転動作をいう。
ただし、回転子1の中心Q1と固定子の中心Q2とが一致している場合のパーミアンスを1に規格化している。またaは回転子の中心Q1と固定子との中心Q2のずれに起因する値である。aは回転子1の中心Q1と固定子の中心Q2とのずれが大きいほど大きくなる。
なお、簡単のためにパーミアンスRmと、起磁力B1との位相差をゼロとしている。また起磁力B1は磁束密度の振幅を1に規格化して把握されている。
=(1+a・cosθ)cos(pθ)
=cos(pθ)
+a/2・{cos(p+1)θ+cos(p−1)θ} ・・・(3)
式(3)の右辺で示すcos(pθ)は回転動作に起因する磁束密度である。式(3)の右辺で示すa{cos(p+1)θ+cos(p−1)θ}は振れ回りに起因する磁束密度である。回転子1が定常的に回転しているとき、回転子と固定子のそれぞれの対称性から、値aは角度θに依存せずに一定値を採ると考えられるので、磁束密度B2には振れ回りに起因して、回転角360度を1周期とする余弦波を基本波とする(p±1)次の高調波成分が生じる。
=cos2(pθ)+a2/4・cos2(p+1)θ+a2/4・cos2(p-1)θ
+a・cos(pθ)cos(p+1)θ+a2/2・cos(p+1)θcos(p-1)θ
+a・cos(pθ)cos(p-1)θ ・・・(4)
式(1)において値aは1よりも小さいと考えられるから、a2を係数に持つ項を無視し、上式はcos2(pθ)+a・{cos(pθ)cos(p+1)θ+cos(pθ)cos(p-1)θ}で近似される。更に三角関数の積和の公式を適用すれば、電磁力は下式のように近似される。
換言すれば、電磁力は(2p±1)次の高調波成分を含む。これは上述したように、磁束密度B2はp次、(p±1)次の高調波成分を他の次数の高調波成分に比べてより多く含むからである。しかも電磁力の(2p+1)次の高調波成分は他の次数の電磁力の高調波成分に比べて振動を招きやすい。よって、電磁力の(2p+1)次の高調波成分を低減することが望まれていた。
図6には、本回転子1についてのシミュレーションによる電磁力の5次の高調波成分の一例が示されている。図6の例示では、磁気障壁部111を有さない回転子についての5次の電磁力の高調波成分が実線で示され、図1の回転子1についての5次の電磁力の高調波成分が破線で示されている。図6に示されるように、磁気障壁部111を有する回転子1によれば、電磁力の5次の高調波成分を低減することができる。図6の例示では、電磁力の5次の高調波成分の振幅が3分の1以下に低減されている。
図9に示す回転子1は、図1に示す回転子1と比較して磁気障壁部111が相違している。
図10に示す回転子1は、図1に示す回転子1と比較して磁気障壁部111が相違している。
第1乃至第3の実施の形態で説明した回転子1は例えば密閉型圧縮機用のモータに用いられる。図11は、上記のモータが適用される圧縮機の縦断面図である。図11に示された圧縮機は高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、その冷媒には例えば二酸化炭素が採用される。なお図11においてはアキュムレータK100も図示されている。
10 回転子用コア
20 永久磁石
111 磁気障壁部
112 溝部
113 孔
114 凹凸
121 空隙
Claims (4)
- 所定の軸(P)の周りで環状に配置される永久磁石(20)と、
前記永久磁石によって前記軸の周りで交互に異なる極性の磁極が、前記軸を中心とした径方向に向かって呈された2N(Nは自然数)個の磁極面(11)と、前記永久磁石に対して前記磁極面側に設けられ、前記軸の周りを角度で(2N+1)等分した領域の各々に少なくとも一つ存する磁気障壁部(111)とを有する回転子用コア(10)と
を備え、
前記磁気障壁部(111)は前記軸(P)を中心とした周方向において互いに等間隔に設けられる、回転子。 - 前記磁気障壁部(111)は前記磁極面に設けられる溝部(112)である、請求項1に記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(111)は前記永久磁石と前記磁極面との間に設けられた非磁性体(113)である、請求項1に記載の回転子。
- 前記回転子用コアは、
前記軸(P)に沿う方向に積層された複数の電磁鋼板
を更に有し、
前記複数の電磁鋼板の少なくとも複数枚には相互に嵌合して前記軸に沿った方向における固定のために凹凸(114)が設けられ、当該凹凸は前記磁気障壁部(111)として機能する、請求項1に記載の回転子。
Priority Applications (7)
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