JP6484009B2 - motor - Google Patents

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JP6484009B2 JP2014235925A JP2014235925A JP6484009B2 JP 6484009 B2 JP6484009 B2 JP 6484009B2 JP 2014235925 A JP2014235925 A JP 2014235925A JP 2014235925 A JP2014235925 A JP 2014235925A JP 6484009 B2 JP6484009 B2 JP 6484009B2
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Description

本発明は、スキュー角をもって磁極が形成された永久磁石を備えたモータに関するものである。   The present invention relates to a motor including a permanent magnet having magnetic poles formed with a skew angle.

モータにおいては、永久磁石とステータコアとの磁気的吸引力が回転角度に依存して細かく脈動するコギングが発生する。かかるコギングは、振動や騒音、さらには、制御性能の低下の原因となる。そこで、永久磁石の磁極をスキューをもって形成することによりコギングを抑制することが提案されている。その際、コギングの基本波は、ロータの1回転当たり、永久磁石の磁極数とステータコアのスロットの数の最小公倍数だけ発生するため、コギングの基本波を打ち消すには、スキュー角を電気角で60°に設定するのが一般的である。例えば、永久磁石の磁極数が8で、ステータコアのスロット数(突極数)が12である場合、ロータの1回転当たり、コギングの基本波は24回発生するため、スキュー角を機械角で15°(電気角で60°)に設定すれば、コギングの基本波を打ち消すことができる。   In the motor, cogging occurs in which the magnetic attractive force between the permanent magnet and the stator core pulsates finely depending on the rotation angle. Such cogging causes vibration and noise, and further deterioration of control performance. Therefore, it has been proposed to suppress cogging by forming the magnetic poles of the permanent magnet with skew. At this time, since the fundamental wave of cogging is generated by the least common multiple of the number of magnetic poles of the permanent magnet and the number of slots of the stator core per one rotation of the rotor, in order to cancel the fundamental wave of cogging, the skew angle is set to 60 electrical degrees. Generally set to °. For example, if the number of magnetic poles of the permanent magnet is 8 and the number of slots (number of salient poles) of the stator core is 12, the fundamental wave of cogging is generated 24 times per rotation of the rotor, so that the skew angle is 15 in mechanical angle. If it is set to ° (electrical angle 60 °), the fundamental wave of cogging can be canceled.

一方、nを1以上の整数としたとき、永久磁石の磁極数が2×n、ステータコアの突極の数が3×nである場合、スキュー角を機械角で、(76°/n)×0.8から(76°/n)×1.2とした構成、すなわち、スキュー角を電気角で60.8°から91.2°とした構成が提案されている(特許文献1参照)。   On the other hand, when n is an integer equal to or greater than 1, when the number of magnetic poles of the permanent magnet is 2 × n and the number of salient poles of the stator core is 3 × n, the skew angle is a mechanical angle, (76 ° / n) × A configuration in which 0.8 is set to (76 ° / n) × 1.2, that is, a configuration in which the skew angle is 60.8 ° to 91.2 ° in electrical angle is proposed (see Patent Document 1).

特開平5−168181号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-168181

ここに、本願発明者は、モータの小型化や偏平化にともなって設計的な自由度が低下していることから、ステータコアの突極においてコイル線が巻回されている胴部の幅を狭くしてコイル線の巻回スペースを広げること等を検討している。しかしながら、突極の胴部の幅を狭くすると、無励磁状態における磁束密度が高くなる結果、コギングトルクが増大し、永久磁石において、電気角で60°のスキュー角をもって磁極を形成してもコギングトルクが大きいという問題点がある。一方、特許文献1に記載されたスキュー角の範囲(電気角で60.8°から91.2°の範囲)では、コギングトルクを抑制するのが困難な場合や、逆起電力の低下や逆起電力の波形の歪の増大等が発生してしまう。   Here, the inventor of the present application has reduced the degree of freedom in design with the miniaturization and flattening of the motor, so the width of the body around which the coil wire is wound around the salient pole of the stator core is reduced. Then, we are considering expanding the winding space of the coil wire. However, if the body width of the salient pole is reduced, the magnetic flux density in the non-excited state increases, resulting in an increase in cogging torque, and even if the magnetic pole is formed with a skew angle of 60 ° in electrical angle in the permanent magnet, There is a problem that the torque is large. On the other hand, in the skew angle range (electrical angle range of 60.8 ° to 91.2 °) described in Patent Document 1, it is difficult to suppress the cogging torque, or the back electromotive force is reduced or reversed. An increase in distortion of the electromotive force waveform occurs.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ステータコアの突極においてコイル線が巻回されている胴部の無励磁状態での磁束密度を高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることのできるモータを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to suppress cogging even when the magnetic flux density in the non-excited state of the trunk portion around which the coil wire is wound at the salient pole of the stator core is increased. Another object is to provide a motor capable of obtaining an appropriate back electromotive force.

上記課題を解決するために、本発明に係るモータは、コイル線が巻回された突極が周方向に複数形成されたステータコアと、周方向に複数の磁極が形成された円筒状の永久磁石を備えたロータと、を有するモータにおいて、nを1以上の整数としたとき、前記磁極の数が2×nであり、前記突極の数が3×nであり、前記突極において、前記コイル線が巻回されている胴部は、前記コイル線に通電しない無励磁状態で磁束密度が飽和磁束密度の
90%以上であり、前記胴部の無励磁状態における磁束密度が1.0T以上であり、前記永久磁石は、電気角で65°から75°のスキュー角をもって前記磁極が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a motor according to the present invention includes a stator core in which a plurality of salient poles around which a coil wire is wound are formed in the circumferential direction, and a cylindrical permanent magnet in which a plurality of magnetic poles are formed in the circumferential direction. And when the n is an integer greater than or equal to 1, the number of the magnetic poles is 2 × n, the number of the salient poles is 3 × n, barrel coil wire is wound, the magnetic flux density in a non-excitation state where no current to the coil wire is not less than 90% of the saturation magnetic flux density, the magnetic flux density in the non-excited state of the body portion than 1.0T The permanent magnet is characterized in that the magnetic pole is formed with an electrical angle of 65 ° to 75 °.

本発明では、突極においてコイル線が巻回されている胴部は、無励磁状態での磁束密度が飽和磁束密度の90%以上まで高くしてあるが、永久磁石はスキューをもって磁極が形成されている。また、スキュー角が電気角で65°から75°であるため、突極においてコイル線が巻回されている部分の無励磁状態での磁束密度を高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることができる。   In the present invention, the body around which the coil wire is wound around the salient pole has the magnetic flux density in the non-excited state increased to 90% or more of the saturation magnetic flux density. ing. Further, since the skew angle is 65 ° to 75 ° in electrical angle, cogging can be suppressed even when the magnetic flux density in the non-excited state of the portion where the coil wire is wound in the salient pole is increased. At the same time, an appropriate back electromotive force can be obtained.

本発明において、前記胴部は、前記コイル線に通電しない無励磁状態で磁気飽和している構成を採用することができる。   In the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the body portion is magnetically saturated in a non-excited state in which the coil wire is not energized.

本発明は、前記胴部の無励磁状態における磁束密度が1.3T以上である場合に適用すると効果的である。 The present invention, the magnetic flux density in the non-excited state before kidou portion is effectively applied when it is more than 1.3 T.

本発明において、前記ステータコアのモータ軸線方向の寸法は、前記永久磁石のモータ軸線方向の寸法より長いことが好ましい。   In the present invention, the dimension of the stator core in the motor axial direction is preferably longer than the dimension of the permanent magnet in the motor axial direction.

本発明では、突極においてコイル線が巻回されている胴部は、無励磁状態での磁束密度が飽和磁束密度の90%以上まで高くしてあるが、永久磁石はスキューをもって磁極が形成されている。また、スキュー角が電気角で65°から75°であるため、突極においてコイル線が巻回されている部分の無励磁状態での磁束密度を高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることができる。   In the present invention, the body around which the coil wire is wound around the salient pole has the magnetic flux density in the non-excited state increased to 90% or more of the saturation magnetic flux density. ing. Further, since the skew angle is 65 ° to 75 ° in electrical angle, cogging can be suppressed even when the magnetic flux density in the non-excited state of the portion where the coil wire is wound in the salient pole is increased. At the same time, an appropriate back electromotive force can be obtained.

本発明を適用したモータの一態様を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the one aspect | mode of the motor to which this invention is applied. 本発明を適用したモータの要部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part of the motor to which this invention is applied. 定格が50Wのモータにおいて、スキュー角を変化させた場合のコギングトルク等の変化を示すグラフである。It is a graph which shows changes, such as a cogging torque at the time of changing a skew angle, in the motor whose rating is 50W. 定格が50Wのモータにおいて、スキュー角を変化させた場合のコギングの測定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result of cogging at the time of changing a skew angle in the motor whose rating is 50W. 定格が100Wのモータにおいて、スキュー角を変化させた場合のコギングトルク等の変化を示すグラフである。It is a graph which shows changes, such as a cogging torque at the time of changing a skew angle, in the motor whose rating is 100W. 定格が100Wのモータにおいて、スキュー角を変化させた場合のコギングの測定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result of cogging at the time of changing a skew angle in the motor whose rating is 100W.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(モータの全体構成)
図1は、本発明を適用したモータの一態様を模式的に示す説明図である。図2は、本発明を適用したモータの要部を示す説明図であり、図2(a)、(b)は、ステータコアの突極の説明図、および永久磁石の説明図である。なお、図1(a)では、永久磁石の磁極数が4であるが、図2(b)では、スキューの様子が分かりやすいように、磁極数が8の永久磁石を示してある。
(General configuration of motor)
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing one mode of a motor to which the present invention is applied. FIG. 2 is an explanatory view showing a main part of a motor to which the present invention is applied, and FIGS. 2A and 2B are an explanatory view of salient poles of a stator core and an explanatory view of a permanent magnet. In FIG. 1 (a), the number of magnetic poles of the permanent magnet is 4, but in FIG. 2 (b), a permanent magnet with 8 magnetic poles is shown so that the state of skew can be easily understood.

図1に示すように、モータ1では、円筒状のモータケース10の内周側にステータ2が固定されている。ステータ2は、突極21が周方向に複数形成されたステータコア20と、突極21にインシュレータ27を介して巻回されたコイル線28とを有している。ステ
ータコア20は、磁性板を複数枚積層した構造を有しており、モータケース10に保持された円環部22と、円環部22の周方向の複数個所から径方向内側に突出した突極21とを備えている。また、突極21は、円環部22から径方向内側に突出した胴部23と、胴部23の径方向内側端部で周方向に延在する内周側フランジ部24とを有している。
As shown in FIG. 1, in the motor 1, the stator 2 is fixed to the inner peripheral side of a cylindrical motor case 10. The stator 2 includes a stator core 20 in which a plurality of salient poles 21 are formed in the circumferential direction, and a coil wire 28 wound around the salient pole 21 via an insulator 27. The stator core 20 has a structure in which a plurality of magnetic plates are stacked, and an annular portion 22 held by the motor case 10 and salient poles that protrude radially inward from a plurality of locations in the circumferential direction of the annular portion 22. 21. In addition, the salient pole 21 has a trunk portion 23 that protrudes radially inward from the annular portion 22, and an inner peripheral flange portion 24 that extends in the circumferential direction at the radially inner end of the trunk portion 23. Yes.

モータケース10には、モータ軸線方向Lで離間する位置にボールベアリング4、5が保持されており、ボールベアリング4、5によってロータ6が回転可能に支持されている。ロータ6は、モータ軸線方向Lに延在する回転軸61と、回転軸61の外周面に固定された円筒状の永久磁石62とを備えており、回転軸61がボールベアリング4、5によって支持されている。永久磁石62の外周面63は、突極21の内周側フランジ部24に径方向内側で対向している。   The motor case 10 holds ball bearings 4 and 5 at positions separated in the motor axial direction L, and the rotor 6 is rotatably supported by the ball bearings 4 and 5. The rotor 6 includes a rotating shaft 61 extending in the motor axial direction L, and a cylindrical permanent magnet 62 fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 61, and the rotating shaft 61 is supported by ball bearings 4, 5. Has been. The outer peripheral surface 63 of the permanent magnet 62 is opposed to the inner peripheral flange portion 24 of the salient pole 21 on the radially inner side.

このようにして、モータ1は、インナーロータタイプのブラシレスモータとして構成されており、モータ1を駆動する際、U、V、Wの各相のコイル線28にU、V、Wの各相の正弦波形状のモータ電流が各々、給電される。   In this way, the motor 1 is configured as an inner rotor type brushless motor. When the motor 1 is driven, the U, V, W phase coil wires 28 are connected to the U, V, W phase coils. Each sinusoidal motor current is fed.

ここで、ステータコア20は、図2(a)に示す分割コア25を周方向に複数配置することにより構成される場合があり、この場合、分割コア25は、突極21の径方向外側端部で周方向に延在する外周側フランジ部26を有している。従って、分割コア25を周方向に複数配置した際、周方向で隣り合う分割コア25の外周側フランジ部26同士が接することにより円環部22が構成される。   Here, the stator core 20 may be configured by arranging a plurality of divided cores 25 shown in FIG. 2A in the circumferential direction. In this case, the divided core 25 is a radially outer end portion of the salient pole 21. It has the outer peripheral side flange part 26 extended in the circumferential direction. Accordingly, when a plurality of divided cores 25 are arranged in the circumferential direction, the annular portion 22 is configured by the outer peripheral side flange portions 26 of the divided cores 25 adjacent in the circumferential direction contacting each other.

また、図2(b)に示すように、永久磁石62は、周方向に複数の磁極620が形成されており、複数の磁極620では、N極とS極とが交互に配置されている。ここで、永久磁石は、スキュー角θのスキューをもって複数の磁極620が形成されている。スキュー角θは、一つの磁極620とこれに隣接する磁極620との境界線625の軸方向両端部の周方向への広がり角度のことである。従って、スキュー角θを一定とすれば、永久磁石62のモータ軸線方向Lの長さL62が長い場合には、磁極620と磁極620との境界線625の傾斜が小さくなり、長さL62が短い場合には、境界線625の傾斜は大きくなる。なお、永久磁石62は、モータ軸線方向Lで一体に構成される場合がある他、モータ軸線方向Lで複数に分割されている場合もあるが、いずれの場合も、境界線625は直線的に延在する。   2B, the permanent magnet 62 has a plurality of magnetic poles 620 formed in the circumferential direction. In the plurality of magnetic poles 620, N poles and S poles are alternately arranged. Here, the permanent magnet has a plurality of magnetic poles 620 formed with a skew of a skew angle θ. The skew angle θ is a spread angle in the circumferential direction at both axial ends of a boundary line 625 between one magnetic pole 620 and a magnetic pole 620 adjacent thereto. Therefore, if the skew angle θ is constant, when the length L62 of the permanent magnet 62 in the motor axial direction L is long, the inclination of the boundary line 625 between the magnetic pole 620 and the magnetic pole 620 becomes small, and the length L62 is short. In some cases, the slope of the boundary line 625 increases. The permanent magnet 62 may be integrally formed in the motor axial direction L, or may be divided into a plurality of parts in the motor axial direction L. In either case, the boundary line 625 is linear. Extend.

(詳細構成)
このように構成したモータ1において、nを1以上の整数としたとき、磁極620の数は2×nであり、突極21の数は3×nである。従って、例えば、磁極620の数が4の場合、突極21の数は6であり、磁極620の数が6の場合、突極21の数は9であり、磁極620の数が8の場合、突極21の数は12である。また、図1に示すように、ステータコア20のモータ軸線方向Lの寸法L20は、永久磁石62のモータ軸線方向Lの寸法L62より長い。
(Detailed configuration)
In the motor 1 configured as described above, when n is an integer of 1 or more, the number of magnetic poles 620 is 2 × n, and the number of salient poles 21 is 3 × n. Therefore, for example, when the number of magnetic poles 620 is 4, the number of salient poles 21 is 6, when the number of magnetic poles 620 is 6, the number of salient poles 21 is 9, and the number of magnetic poles 620 is 8. The number of salient poles 21 is twelve. As shown in FIG. 1, the dimension L20 of the stator core 20 in the motor axial direction L is longer than the dimension L62 of the permanent magnet 62 in the motor axial direction L.

本形態のモータ1では、突極21においてコイル線28が巻回されている胴部23の幅W0を狭くし、コイル線28の巻回スペース等が広く確保されている。その結果、突極21の胴部23は、コイル線28に通電しない無励磁状態で、磁束密度が1.0T以上、さらには、1.3T以上であり、磁気飽和している状態、または略磁気飽和している状態にある。より具体的には、突極21の胴部23は、無励磁状態で、磁束密度が飽和磁束密度の90%以上である。   In the motor 1 of this embodiment, the width W0 of the body portion 23 around which the coil wire 28 is wound in the salient pole 21 is narrowed, and a space for winding the coil wire 28 is secured widely. As a result, the body portion 23 of the salient pole 21 is in a non-excited state in which the coil wire 28 is not energized, and the magnetic flux density is 1.0 T or more, further 1.3 T or more, and is magnetically saturated, or substantially It is in a magnetic saturation state. More specifically, the body portion 23 of the salient pole 21 is in a non-excited state, and the magnetic flux density is 90% or more of the saturation magnetic flux density.

ここで、本形態のモータ1において、永久磁石62は、後述する理由から、電気角で65°から75°のスキュー角θをもって磁極620が形成されている。このため、突極2
1の胴部23の無励磁状態での磁束密度を、略磁気飽和している状態、さらには完全に磁気飽和している状態まで高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることができる。
Here, in the motor 1 of this embodiment, the permanent magnet 62 is formed with magnetic poles 620 with an electrical angle of 65 ° to 75 ° skew angle θ for the reason described later. For this reason, salient pole 2
Even when the magnetic flux density in the non-excited state of the one body portion 23 is increased to a substantially magnetically saturated state or a completely magnetically saturated state, cogging can be suppressed and an appropriate Back electromotive force can be obtained.

(評価結果1)
本例では、定格が50Wのモータ1において、スキュー角θを変化させた場合のコギングトルクや逆起電力への影響を検討し、その結果を図3および図4に示す。
(Evaluation result 1)
In this example, in the motor 1 with a rating of 50 W, the influence on the cogging torque and the counter electromotive force when the skew angle θ is changed is examined, and the results are shown in FIGS. 3 and 4.

図3は、定格が50Wのモータ1において、スキュー角θを変化させた場合のコギングトルク等の変化を示すグラフであり、図3(a)、(b)、(c)は、スキュー角θとコギングトルクとの関係を示すグラフ、スキュー角θと逆起電力との関係を示すグラフ、およびスキュー角θと逆起電力の歪量との関係を示すグラフである。図4は、定格が50Wのモータ1において、スキュー角θを変化させた場合のコギングの測定結果を示す説明図であり、図4(a)、(b)は、スキュー角θを電気角で70°に設定した実施例のコギングを示す説明図、およびスキュー角θを電気角で60°に設定した参考例のコギングを示す説明図である。なお、逆起電力の歪量とは、正弦波に対する歪率である。逆起電圧が正弦波の場合にコギングトルクが小さくなり、歪量が大きくなるとコギングトルクも大きくなる傾向にある。従って、逆起電圧の歪率はなるべく小さいことが望ましい。   FIG. 3 is a graph showing changes in cogging torque or the like when the skew angle θ is changed in the motor 1 having a rating of 50 W. FIGS. 3A, 3B, and 3C show the skew angle θ. 3 is a graph showing the relationship between the cogging torque and the cogging torque, the graph showing the relationship between the skew angle θ and the counter electromotive force, and the graph showing the relationship between the skew angle θ and the amount of distortion of the counter electromotive force. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the measurement results of cogging when the skew angle θ is changed in the motor 1 having a rating of 50 W. FIGS. 4A and 4B show the skew angle θ as an electrical angle. It is explanatory drawing which shows cogging of the Example set to 70 degrees, and explanatory drawing which shows cogging of the reference example which set skew angle (theta) to 60 degrees by the electrical angle. Note that the amount of distortion of the back electromotive force is a distortion rate with respect to a sine wave. When the back electromotive force is a sine wave, the cogging torque decreases, and when the amount of distortion increases, the cogging torque tends to increase. Therefore, it is desirable that the distortion rate of the back electromotive force is as small as possible.

図3(a)に示すように、スキュー角θを60°に設定した場合、コギングトルクが大きいのに対して、スキュー角θを60°より大きくするに伴って、コギングトルクが小さくなる。そして、スキュー角θが85°の場合、コギングトルクが最小となって、85°を超えると、コギングトルクが増大する。従って、図4(b)に示すように、スキュー角θを60°に設定した場合には、コギングが大きいのに対して、図4(a)に示すように、スキュー角θを70°に設定した場合には、コギングが小さい。   As shown in FIG. 3A, when the skew angle θ is set to 60 °, the cogging torque is large, whereas the cogging torque decreases as the skew angle θ is increased from 60 °. When the skew angle θ is 85 °, the cogging torque is minimized, and when it exceeds 85 °, the cogging torque increases. Therefore, as shown in FIG. 4B, when the skew angle θ is set to 60 °, cogging is large, whereas as shown in FIG. 4A, the skew angle θ is set to 70 °. If set, cogging is small.

また、図3(b)に示すように、スキュー角θを60°から大きくするに伴って、逆起電力は小さくなっていく。また、図3(c)に示すように、スキュー角θを60°から大きくするに伴って、逆起電力の歪量は、75°を超えると、急速に増大する。   As shown in FIG. 3B, the back electromotive force decreases as the skew angle θ increases from 60 °. Further, as shown in FIG. 3C, as the skew angle θ is increased from 60 °, the distortion amount of the back electromotive force rapidly increases when it exceeds 75 °.

従って、コギングトルク、逆起電力、および逆起電力の歪量を全て考慮すると、スキュー角θを65°から75°の範囲(図3に矢印Gで示す範囲)に設定することが好ましく、かかる範囲であれば、突極21の胴部23の無励磁状態での磁束密度を、略磁気飽和している状態、さらには完全に磁気飽和している状態まで高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることができる。これに対して、スキュー角θを65°未満にすると、コギングが大きく、スキュー角θが75°を超えると、逆起電力が低下するとともに、逆起電力の歪量が増大してしまう。ここで、逆起電力が小さくなると、モータ1を駆動した際の回転トルクが低下するので、好ましくない。   Therefore, in consideration of all the cogging torque, back electromotive force, and back electromotive force distortion amount, it is preferable to set the skew angle θ in the range of 65 ° to 75 ° (the range indicated by the arrow G in FIG. 3). If it is within the range, the cogging is suppressed even when the magnetic flux density in the non-excited state of the body portion 23 of the salient pole 21 is increased to a substantially magnetically saturated state or a completely magnetically saturated state. And an appropriate back electromotive force can be obtained. On the other hand, when the skew angle θ is less than 65 °, cogging is large, and when the skew angle θ exceeds 75 °, the counter electromotive force decreases and the amount of distortion of the counter electromotive force increases. Here, when the back electromotive force is small, the rotational torque when the motor 1 is driven is lowered, which is not preferable.

(評価結果2)
図5は、定格が100Wのモータ1において、スキュー角θを変化させた場合のコギングトルク等の変化を示すグラフであり、図5(a)、(b)、(c)は、スキュー角θとコギングトルクとの関係を示すグラフ、スキュー角θと逆起電力との関係を示すグラフ、およびスキュー角θと逆起電力の歪量との関係を示すグラフである。図6は、定格が100Wのモータ1において、スキュー角θを変化させた場合のコギングの測定結果を示す説明図であり、図6(a)、(b)は、スキュー角θを電気角で68°に設定した実施例のコギングを示す説明図、およびスキュー角θを電気角で60°に設定した参考例のコギングを示す説明図である。
(Evaluation result 2)
FIG. 5 is a graph showing changes in cogging torque and the like when the skew angle θ is changed in the motor 1 with a rating of 100 W. FIGS. 5A, 5B, and 5C show the skew angle θ. 3 is a graph showing the relationship between the cogging torque and the cogging torque, the graph showing the relationship between the skew angle θ and the counter electromotive force, and the graph showing the relationship between the skew angle θ and the amount of distortion of the counter electromotive force. FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing measurement results of cogging when the skew angle θ is changed in the motor 1 having a rating of 100 W. FIGS. 6A and 6B show the skew angle θ as an electrical angle. It is explanatory drawing which shows cogging of the Example set to 68 degrees, and explanatory drawing which shows cogging of the reference example which set skew angle (theta) to 60 degrees by the electrical angle.

図5(a)に示すように、スキュー角θを60°に設定した場合、コギングトルクがや
や大きいのに対して、スキュー角θを60°より大きくするに伴って、コギングトルクが小さくなる。そして、スキュー角θが約70°の場合、コギングトルクが最小となって、75°を超えると、コギングトルクが急激に増大する。従って、図6(b)に示すように、スキュー角θを60°に設定した場合には、コギングが大きいのに対して、図6(a)に示すように、スキュー角θを68°に設定した場合には、コギングが小さい。
As shown in FIG. 5A, when the skew angle θ is set to 60 °, the cogging torque is slightly large, whereas the cogging torque decreases as the skew angle θ is increased from 60 °. When the skew angle θ is about 70 °, the cogging torque is minimized, and when it exceeds 75 °, the cogging torque increases rapidly. Therefore, as shown in FIG. 6B, when the skew angle θ is set to 60 °, cogging is large, whereas as shown in FIG. 6A, the skew angle θ is set to 68 °. If set, cogging is small.

また、図5(b)に示すように、スキュー角θを60°から大きくするに伴って、逆起電力は小さくなっていく。また、図5(c)に示すように、スキュー角θを60°に設定した場合、逆起電力の歪量が大きいのに対して、スキュー角θを60°より大きくするに伴って、逆起電力の歪量が小さくなる。そして、スキュー角θが約70°の場合、逆起電力の歪量が最小となって、75°を超えると、逆起電力の歪量が急激に増大する。   Further, as shown in FIG. 5B, the back electromotive force decreases as the skew angle θ increases from 60 °. Further, as shown in FIG. 5C, when the skew angle θ is set to 60 °, the amount of back electromotive force distortion is large, but as the skew angle θ becomes larger than 60 °, The amount of electromotive force distortion is reduced. When the skew angle θ is about 70 °, the amount of back electromotive force distortion is minimized, and when it exceeds 75 °, the amount of back electromotive force distortion increases rapidly.

従って、コギングトルク、逆起電力、および逆起電力の歪量を全て考慮すると、スキュー角θを65°から75°の範囲(図5に矢印Gで示す範囲)に設定することが好ましく、かかる範囲であれば、突極21の胴部23の無励磁状態での磁束密度を、略磁気飽和している状態、さらには完全に磁気飽和している状態まで高めた場合でも、コギングを抑制することができるとともに、適正な逆起電力を得ることができる。これに対して、スキュー角θを65°未満にすると、コギングが大きく、スキュー角θが75°を超えると、逆起電力が低下するとともに、逆起電力の歪量が増大してしまう。   Therefore, considering all the cogging torque, back electromotive force, and back electromotive force distortion amount, it is preferable to set the skew angle θ in the range of 65 ° to 75 ° (the range indicated by the arrow G in FIG. 5). If it is within the range, the cogging is suppressed even when the magnetic flux density in the non-excited state of the body portion 23 of the salient pole 21 is increased to a substantially magnetically saturated state or a completely magnetically saturated state. And an appropriate back electromotive force can be obtained. On the other hand, when the skew angle θ is less than 65 °, cogging is large, and when the skew angle θ exceeds 75 °, the counter electromotive force decreases and the amount of distortion of the counter electromotive force increases.

(他の実施の形態)
以上、インナーロータタイプのブラシレスモータ(モータ1)を説明してきたが、本発明はこれに限られたものではなく、アウターロータタイプのブラシレスモータにも適用可能である。また、上記実施の形態では、ステータコア20のモータ軸線方向Lの寸法L20が永久磁石62のモータ軸線方向Lの寸法L62より長い構成であったが、ステータコア20のモータ軸線方向Lの寸法L20が永久磁石62のモータ軸線方向Lの寸法L62より短いモータに本発明を適用してもよい。
(Other embodiments)
Although the inner rotor type brushless motor (motor 1) has been described above, the present invention is not limited to this, and is applicable to an outer rotor type brushless motor. In the above embodiment, the dimension L20 of the stator core 20 in the motor axial direction L is longer than the dimension L62 of the permanent magnet 62 in the motor axial direction L. However, the dimension L20 of the stator core 20 in the motor axial direction L is permanent. You may apply this invention to the motor shorter than the dimension L62 of the motor axial direction L of the magnet 62. FIG.

1・・モータ、2・・ステータ、4、5・・ボールベアリング、6・・ロータ、10・・モータケース、20・・ステータコア、21・・突極、22・・円環部、23・・胴部、24・・内周側フランジ部、25・・分割コア、26・・外周側フランジ部、27・・インシュレータ、28・・コイル線、61・・回転軸、62・・永久磁石、620・・磁極、625・・境界線、L・・モータ軸線方向、W0・・胴部の幅、θ・・スキュー角 1 .... Motor, 2 .... Stator, 4, 5 .... Ball bearing, 6 .... Rotor, 10 .... Motor case, 20 .... Stator core, 21 .... Tail pole, 22 .... Ring part, ... Body part 24 .... Inner peripheral side flange part 25 ... Segment core 26 ... Outer side flange part 27 ... Insulator 28 ... Coil wire 61 ... Rotary shaft 62 ... Permanent magnet 620・ ・ Magnetic poles, 625 ・ ・ Boundary line, L ・ ・ Motor axial direction, W0 ・ ・ Body width, θ ・ ・ Skew angle

Claims (4)

コイル線が巻回された突極が周方向に複数形成されたステータコアと、
周方向に複数の磁極が形成された円筒状の永久磁石を備えたロータと、
を有するモータにおいて、
nを1以上の整数としたとき、前記磁極の数が2×nであり、前記突極の数が3×nであり、
前記突極において、前記コイル線が巻回されている胴部は、前記コイル線に通電しない無励磁状態で磁束密度が飽和磁束密度の90%以上であり、前記胴部の無励磁状態における磁束密度が1.0T以上であり、
前記永久磁石は、電気角で65°から75°のスキュー角をもって前記磁極が形成されていることを特徴とするモータ。
A stator core in which a plurality of salient poles around which a coil wire is wound are formed in the circumferential direction;
A rotor including a cylindrical permanent magnet having a plurality of magnetic poles formed in the circumferential direction;
In a motor having
When n is an integer of 1 or more, the number of magnetic poles is 2 × n, the number of salient poles is 3 × n,
In the salient pole, barrel the coil wire is wound, the magnetic flux density in a non-excitation state where no current to the coil wire is not less than 90% of the saturated magnetic flux density, the magnetic flux in the non-excitation state of the body portion The density is 1.0 T or more,
The permanent magnet has the magnetic pole formed with an electrical angle of 65 ° to 75 ° skew angle.
前記胴部は、前記コイル線に通電しない無励磁状態で磁気飽和していることを特徴とする請求項1に記載のモータ。   The motor according to claim 1, wherein the body portion is magnetically saturated in a non-excited state in which the coil wire is not energized. 前記胴部の無励磁状態における磁束密度が1.3T以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。 3. The motor according to claim 1, wherein a magnetic flux density of the body portion in a non-excited state is 1.3 T or more. 前記ステータコアのモータ軸線方向の寸法は、前記永久磁石のモータ軸線方向の寸法より長いことを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載のモータ。 The dimensions of the motor shaft line direction of the stator core, the motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that longer than the size of the motor shaft line direction of the permanent magnet.
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