JP5644880B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
(1)ブロック間のつなぎ目は機械的に弱く、それに起因して固定子鉄心の内周部に歪が生じる。特に、固定子鉄心を一円にするために溶接などによりブロック間を接合した場合には、それが顕著になる。溶接部分では歪が生じるため、対応するスロット開口幅がそれ以外の部分の開口幅に比べて小さくなる現象が見られる。あるいは、固定子鉄心の内周部(ティース)の端面を結んだ曲線が真円からずれる場合もある。
図1〜図7は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図1はPMモータの断面図、図2は固定子をブロックごとに分解して示すPMモータの断面図、図3は各ブロックにおけるコイルの結線状態を示す説明図である。図4は帯状の電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図、図5は各ティース中心線と電磁鋼板の圧延方向とがなす角度を示す図である。図6は磁界解析により求めた固定子鉄心の変形モードNとトルクリップルの大きさとの関係を示す図、図7はコギングトルクが大きくなる条件を回転子の磁極数と固定子のティース数と変形モードとの代表的な組み合わせについて求めた結果を示す図である。
i0・M+j0・Z+k0・P=0 (1)
を満たすi0、M、j0、Z、k0、Pに対し、1回転あたりk0・P山のコギングが生じる。
ただし、Mは変形モード、Zは固定子のティース数(スロット数)、Pは回転子の磁極対数であり、
i0=i1±i2 ; i1、i2=0,1,2、・・・
j0=j1±j2 ; j1、j2=0,1,2、・・・
k0=k1±k2 ; k1、k2=1,3,5、・・・
である。
。なお、上記のi1、i2は固定子鉄心の変形モードMをフーリエ級数展開したときの次
数を表す。同様に、j1、j2はスロットによるパーミアンス脈動の、k1、k2は回転
子起磁力をフーリエ級数展開したときの次数を表す。いずれの係数も一般に、値が小さい
ほど、すなわち次数が低いほど、その振幅は大きい。
Z/3≦P≦(2/3)・Z
を満たす組み合わせから選定されるため、そのうちで代表例7つについて示したものである。
図8、図9は、この発明の他の実施の形態を示すものであり、図8は固定子をブロックごとに分解して示すPMモータの断面図、図9は帯状の電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図である。本実施の形態においては固定子22は、4つのブロック23にて構成されている。各ブロック23における部分鉄心としての分割鉄心25は、それぞれがコア片を連結した関節型連結分割コアではなく、円弧状の鋼板片25c(図9)を積層して形成されている。すなわち、固定子鉄心27は、分割鉄心25間でだけ分割されており、分割鉄心25内の各ティース25a毎には分割されていない。
図10、図11は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すものであり、図10は固定子をブロックごとに分解して示すPMモータの断面図、図11は帯状の電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図である。本実施の形態においては、固定子32は同様に6つのブロック33にて構成されている。各ブロック33における部分鉄心としての分割鉄心35は、薄肉連結型分割コアで構成されている。すなわち、コア片35bの各ティース35a間は、ほとんど分割されているが、コア片35bの外周部において屈曲可能な連結部材としての薄肉部35dでわずかに連結された状態で分割鉄心35を構成している。このようないわゆる薄肉連結型分割コアを有する回転電動機は、例えば特開平11−220844号公報にその詳細構成が示されている。
図12〜図15は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図12は固定子をブロックごとに分解して示すPMモータの断面図、図13は各ブロックにおけるコイルの結線状態を示す説明図である。図14は電磁鋼板から鋼板片を板取りする場合の板取図、図15は電磁鋼板の圧延方向と各ティース中心線との関係を示す図である。実施の形態1〜3においては、回転子の磁極数Qが32極、固定子のティース数Zが36の場合について説明した。
図16、図17は、さらにこの発明の他の実施の形態を示すもので、図16は固定子をブロックごとに分解して示すPMモータの断面図、図17は各ブロックの溶接状態を示す溶接状態図である。実施の形態1〜4では全て、ブロックの数を回転子の磁極数と固定子のティース数との公約数以外の数とした場合について説明した。しかし、これに限られるものではなく、ブロックの数が回転子の磁極数と固定子のティース数との公約数と一致していても、固定子鉄心57がそれ以外の変形モードの歪みを生じるように工夫することで、同様の効果を得ることができる。
本実施の形態では、分割鉄心55が実施の形態3で示した場合と同様に薄肉連結型分割コア(図12参照)で構成されているため、鉄心材料の異方性に起因するコギングトルクは発生しない。
5,25,35,45,55 分割鉄心、
5a,25a,35a,45a,55a ティース、
5b,35b,45b,55b コア片、5d,45d 関節部、
35d,55d 薄肉部、6 固定子巻線、
6a,26a,36a,46a,56a コイル、
7,27,37,47,57 固定子鉄心、
7a,27a,37a,47a,57a 内周部。
Claims (7)
- 鉄心材料があらかじめ積層されて形成され複数のティースを有するB個(Bは2以上の整数)の部分鉄心が周方向に配列されたものであって、周方向に全周にわたって等間隔に配置された総数Z個のティースを有し、このティースにより円筒状の内周部又は外周部を形成するようにされた電機子鉄心と、上記電機子鉄心全体には異なる3相のコイルが巻回されており、各部分鉄心の隣接する複数のティースは2つのティース群から構成されており、2つのティース群の一方には1相の同相のコイルが連続して巻回されており、他方には前記1相と異なる他の1相のコイルが連続して巻回されており、各ティースには1相のコイルが集中巻きに巻回された電機子巻線とを設けた電機子、及び上記各ティースと対向する外周側又は内周側の全周にわたって配列されたQ個の永久磁石磁極を有する界磁を備え、上記部分鉄心の数Bが、上記電機子鉄心の上記ティースの総数Zと上記永久磁石磁極の数Qとの最大公約数Kmaxの1.5倍の値とされたものである回転電機。
- 各ティース群に巻回される1相のコイルにおいてティース群を構成する隣接するティースには、極性が異なるコイルが巻回されていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。
- 上記部分鉄心は、おのおの一つのティースを有する複数のコア片が連結されたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
- 上記部分鉄心は、上記コア片が複数個互いに屈曲可能な連結部材で連結されたものであることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。
- 上記部分鉄心は、おのおの一つのティースを有する複数のコア片が互いに回動可能に連結されたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
- 上記部分鉄心は、円弧状の板状磁性材料を所定枚数積層して構成されたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
- エレベータの巻き上げ機の駆動用に用いられるモータであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の回転電機。
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