JP6497173B2 - スイッチトリラクタンス回転機 - Google Patents
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Description
したがって、本発明では、ロータの突極における高磁束密度化による性能向上を図ることのできるスイッチトリラクタンス回転機が得られる。
図1は、本発明の第1実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ1を示す断面図である。
スイッチトリラクタンスモータ1は、図1に示すように、ロータ10と、アウターステータ20(ステータ)と、インナーステータ30(ステータ)と、を有するダブルステータ構造である。スイッチトリラクタンスモータ1は、U相、V相、W相の3相モータであり、ステータ側の極数が12個、ロータ側の極数が8個の3相12/8極構造となっている。
コア片40は、アウターステータ20及びインナーステータ30に向かって磁化容易方向50が設定された磁気異方性を有する。コア片40は、方向性電磁鋼板から形成されており、より好ましくは、磁化容易方向50を1つ持つ一方向性電磁鋼板から形成されている。一方向性電磁鋼板の磁化容易方向50は、鋼板の圧延方向と略同一である。
図3は、磁化容易方向50の基準線51に対する角度θを0〜45度(deg)の範囲で11.25度(deg)のステップで変化させたときの静磁場解析結果である。また、図3には、磁気異方性を有さない等方向性のコア片の解析結果を比較例として示している。なお、図3では、磁化容易方向50の基準線51に対する角度θを−側にステップさせたときの解析結果は、+側にステップさせたときの解析結果と同じなため示していない。
したがって、本実施形態では、ロータ突極12,13における高磁束密度化による性能向上を図ることのできるスイッチトリラクタンスモータ1が得られる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図4に示すように、第2実施形態のロータ10Aにおいて、周方向に連なる複数のコア片40は、分割面40aが軸方向で連続しないようにロータ突極12,13の位相を周方向にずらして軸方向に積層されている。
上記構成のロータ10Aでは、第1層41と第2層42とで、ロータ突極12,13における磁化容易方向50が異なる。このため、コア片40の磁化容易方向50は、図5に示すように設定されている。
図5に示すコア片40は、8極4分割構造であり、ロータ突極12,13を2つずつ有する。このコア片40は、第1層41と第2層42で、ロータ突極12,13の位相を45度(deg)ずらして転積される。
図6に示すコア片40Aは、8極4分割構造であり、ロータ突極12,13を2つずつ有する。このコア片40Aは、第1層41と第2層42で、ロータ突極12,13の位相を45度(deg)ずらして転積される。
図7に示すコア片40Bは、12極4分割構造であり、ロータ突極12,13を3つずつ有する。また、コア片40Bは、3つの締結ロッド挿入穴14a〜14cを有する。このコア片40Bは、第1層41と第2層42で、ロータ突極12,13の位相を30度(deg)ずらして転積される。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図8に示すように、第3実施形態のスイッチトリラクタンスモータ1Aでは、アウターステータ20が、周方向に連なる複数のコア片60を有する分割構造となっている。
上記構成の第3実施形態によれば、ロータ10だけでなくアウターステータ20も磁気異方性を有するため、アウターステータ20のステータ突極22における高磁束密度化による性能向上を図ることができる。
ロータ10の分割数nrは、ロータ突極12,13の極数をNrとしたときに、(1)の関係式で決定する。
4 ≦ nr ≦ Nr/2 …(1)
また、アウターステータ20の分割数nsは、ステータ突極22の極数をNsとしたときに、(2)の関係式で決定する。
4 ≦ ns ≦ Ns …(2)
上記のように、ロータ10とアウターステータ20の分割数は独立しており、それぞれの組み合わせは自由に選ぶことができる。なお、上記関係式を満たさないものとしては、一般的なスイッチトリラクタンスモータである3相6/4極構造や、4相8/6構造がある。
10,10A ロータ
11a 外周面
11b 内周面
12 ロータ突極(突極)
13 ロータ突極(突極)
14(14a〜14c) 締結ロッド挿入穴
20 アウターステータ(ステータ)
23 コイル
30 インナーステータ(ステータ)
33 コイル
40,40A,40B コア片
40a 分割面
50 磁化容易方向
51 基準線
52 中心線
60 コア片
Claims (2)
- 周面に複数の突極を有するロータと、前記ロータの半径方向で前記突極と対向可能な複数のコイルを有するステータと、を有するスイッチトリラクタンス回転機であって、
前記ロータは、周方向に連なる複数のコア片を有し、
前記コア片は、複数の前記突極と、前記ロータの半径方向に形成された分割面と、を有し、
複数の前記コア片は、前記分割面が軸方向で連続しないように前記突極の位相を周方向にずらして軸方向に積層されており、
前記突極は、前記ロータの半径方向において前記突極の中心を通る中心線に対する磁化容易方向の角度が、0度から+45度の範囲内のものと、0度から−45度の範囲内のものとが、前記軸方向において交互に積層されて形成されている、ことを特徴とするスイッチトリラクタンス回転機。 - 前記ロータは、複数の前記突極を内周面と外周面に有する環状に形成されており、
前記ステータは、
前記ロータの半径方向で前記内周面に設けられた前記突極と対向可能な複数のコイルを有するインナーステータと、
前記ロータの半径方向で前記外周面に設けられた前記突極と対向可能な複数のコイルを有するアウターステータと、を含み、
前記インナーステータ及び前記アウターステータの少なくともいずれか一方は、周方向に連なる複数のコア片を有し、
前記コア片は、前記ロータに向かって磁化容易方向が設定された磁気異方性を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチトリラクタンス回転機。
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