JP6661960B2 - Self-starting permanent magnet motor - Google Patents

Self-starting permanent magnet motor Download PDF

Info

Publication number
JP6661960B2
JP6661960B2 JP2015203705A JP2015203705A JP6661960B2 JP 6661960 B2 JP6661960 B2 JP 6661960B2 JP 2015203705 A JP2015203705 A JP 2015203705A JP 2015203705 A JP2015203705 A JP 2015203705A JP 6661960 B2 JP6661960 B2 JP 6661960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
axis
conductive
bar
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015203705A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017077107A (en
Inventor
聡 今盛
聡 今盛
英樹 大口
英樹 大口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2015203705A priority Critical patent/JP6661960B2/en
Publication of JP2017077107A publication Critical patent/JP2017077107A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6661960B2 publication Critical patent/JP6661960B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

本発明は、励磁コイルを巻装した固定子と、固定子と所定の空隙を設けて対向し回転自在に配置された回転子とを備えた自己始動型永久磁石式電動機に関する。   The present invention relates to a self-starting permanent magnet type electric motor including a stator on which an exciting coil is wound, and a rotor which is rotatably opposed to the stator with a predetermined gap.

交流電動機として普及している電動機の1つとして、かご形三相誘導電動機がある。
かご形三相誘導電動機は、固定子巻線に三相交流を印加して回転磁界を発生させることで、回転子に配置された金属製のバーと金属製のエンドリングからなる二次導体に誘導電流を発生させ、この誘導電流と回転磁界との相互作用でトルクを発生させる電動機である。
かご形三相誘導電動機の特長として、インバータによる制御を行わなくとも交流電源に直接接続するだけで始動させることができる、という点が挙げられる。
One type of motor that has become widespread as an AC motor is a cage-type three-phase induction motor.
The cage-type three-phase induction motor applies a three-phase alternating current to the stator windings to generate a rotating magnetic field, thereby forming a secondary conductor consisting of a metal bar and a metal end ring placed on the rotor. The electric motor generates an induced current and generates torque by an interaction between the induced current and the rotating magnetic field.
One of the features of the squirrel-cage three-phase induction motor is that it can be started only by directly connecting to an AC power supply without performing control by an inverter.

一方、近年、高効率化や小型化の要望に応える形で普及してきた永久磁石式電動機は、固定子巻線に三相交流を印加することで発生した回転磁界と回転子から発生する永久磁石磁束との相互作用によって発生するマグネットトルクを主に利用した電動機である。永久磁石式電動機は、かご形三相誘導電動機に比べて高効率かつ小型であるという特長を有するものの、同期速度でしかトルクを発生させることができないため、インバータによる制御を行わなければ始動させることができない。   On the other hand, in recent years, permanent magnet type electric motors that have become widespread in response to demands for higher efficiency and smaller size are composed of a rotating magnetic field generated by applying a three-phase alternating current to a stator winding and a permanent magnet generated from the rotor. This is an electric motor mainly using magnet torque generated by interaction with magnetic flux. Permanent magnet motors have the characteristics of higher efficiency and smaller size than squirrel-cage three-phase induction motors, but can generate torque only at synchronous speed, so they must be started unless controlled by an inverter. Can not.

永久磁石式電動機のこうした問題点を解決するための方法として、特許文献1などに記載があるように自己始動型永久磁石式電動機が知られている。
特許文献1の自己始動型永久磁石式電動機は、例えば埋込磁石型の永久磁石式電動機に対して、回転子に複数のスロットを設け、スロット内に導電性のバーを配置し、導電性のエンドリングと接続させることにより、誘導電動機としての機能も持たせた電動機である。
この特許文献1の自己始動型永久磁石式電動機は、始動の際から同期速度に引き込まれる際までの非同期運転時は誘導電流と回転磁界との相互作用を利用した誘導電動機として作用し、同期速度に達してからはマグネットトルクを利用した永久磁石式電動機として作用する。そのため、インバータを用いずに自己始動が可能な上、同期速度では高効率な運転が可能であるという特長を有する。
As a method for solving such a problem of the permanent magnet electric motor, a self-starting permanent magnet electric motor is known as described in Patent Document 1 and the like.
The self-starting type permanent magnet electric motor disclosed in Patent Literature 1 has a plurality of slots in a rotor and a conductive bar disposed in a slot, for example, for an interior permanent magnet type electric motor of an embedded magnet type. This motor is also provided with a function as an induction motor by being connected to an end ring.
The self-starting type permanent magnet electric motor disclosed in Patent Document 1 operates as an induction motor utilizing the interaction between the induced current and the rotating magnetic field during asynchronous operation from the time of starting to the time of being pulled into the synchronous speed. After that, it acts as a permanent magnet type electric motor using magnet torque. Therefore, there is a feature that self-starting is possible without using an inverter and high-efficiency operation is possible at a synchronous speed.

特開2009−153356号公報JP 2009-153356 A

ところで、特許文献1の自己始動型永久磁石式電動機は、同期速度にて運転する際には不要である導電性のバーや導電性のエンドリングが存在するため、これらの部位を鎖交する交流磁束に起因して渦電流が流れるため、同期速度にて運転する際に通常の永久磁石式電動機ほど高効率とはならないといった問題がある。
また、かご形三相誘導電動機の回転子に必要なスロット、導電性のバー、導電性のエンドリングを有し、かつ、永久磁石式電動機の回転子に必要な永久磁石をも有していることから、電動機単体で見た場合に、かご形三相誘導電動機、永久磁石式電動機のいずれよりも部品点数や製造工数が多く、コストアップの原因となっていた。
そこで、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、小型で高効率を実現することができるとともに、部品点数や製造工数が少なくコストの低減化を図ることができる自己始動型永久磁石式電動機を提供することを目的としている。
By the way, the self-starting permanent magnet electric motor disclosed in Patent Document 1 has a conductive bar and a conductive end ring which are unnecessary when operating at a synchronous speed. Since an eddy current flows due to the magnetic flux, there is a problem that the efficiency is not as high as that of a normal permanent magnet motor when operating at a synchronous speed.
It also has slots, conductive bars, and conductive end rings required for the rotor of the cage type three-phase induction motor, and also has the permanent magnets required for the rotor of the permanent magnet type motor. Therefore, when viewed as a single motor, the number of parts and the number of manufacturing steps are larger than those of the cage type three-phase induction motor or the permanent magnet type motor, which causes an increase in cost.
Therefore, the present invention has been made to solve this conventional problem, and an object of the present invention is to achieve high efficiency with a small size, and to reduce the number of parts and the number of manufacturing steps to reduce the cost. It is an object of the present invention to provide a self-starting permanent magnet type electric motor which can be used.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る自己始動型永久磁石式電動機は、励磁コイルを巻装した固定子と、この固定子と所定の空隙を設けて対向し回転自在に配置された回転子と、を備え、回転子は、円柱形状の回転子コアと、この回転子コアの外径側に円周方向に所定間隔をあけて設けられ、回転軸方向に延在する複数のバースロットと、これら複数のバースロットに埋設された導電性を有した永久磁石からなる複数の導電性永久磁石バーと、複数の導電性永久磁石バーの両端に接続された一対のエンドリングと、を備えている。   In order to achieve the above object, a self-starting permanent magnet electric motor according to one aspect of the present invention includes a stator on which an exciting coil is wound, and a stator and a predetermined gap provided to face and rotate freely. The rotor comprises a cylindrical rotor core, a plurality of rotor cores provided at predetermined circumferential intervals on the outer diameter side of the rotor core, and extending in the rotational axis direction. Bar slots, a plurality of conductive permanent magnet bars made of conductive permanent magnets embedded in the plurality of bar slots, and a pair of end rings connected to both ends of the plurality of conductive permanent magnet bars. , Is provided.

本発明に係る自己始動型永久磁石式電動機によれば、小型で高効率を実現することができるとともに、部品点数や製造工数が少なくコストの低減化を図ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the self-starting type permanent magnet electric motor which concerns on this invention, while being compact and realizing high efficiency, the number of parts and the number of manufacturing steps are small, and cost reduction can be achieved.

本発明に係る第1実施形態に係る自己始動型永久磁石式電動機の概略構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the schematic structure of the self-starting permanent magnet type electric motor concerning a 1st embodiment concerning the present invention. 本発明に係る自己始動型永久磁石式電動機を構成する導電性永久磁石バー及びエンドリングの概略を示す図である。It is a figure showing the outline of the conductive permanent magnet bar and end ring which constitute the self-starting permanent magnet type electric motor concerning the present invention. 本発明に係る第1実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子を示す図である。It is a figure showing the rotor which constitutes the self-starting permanent magnet type electric motor of a 1st embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第2実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子を示す図である。It is a figure showing a rotor which constitutes a self-starting permanent magnet type electric motor of a 2nd embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第3実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子を示す図である。It is a figure showing a rotor which constitutes a self-starting permanent magnet type electric motor of a 3rd embodiment concerning the present invention. 図5における回転子の上部右側を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the upper right side of the rotor in FIG. 従来装置と比較した本発明に係る第3実施形態の自己始動型永久磁石式電動機における起磁力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetomotive force waveform in the self-starting permanent-magnet type electric motor of 3rd Embodiment concerning this invention compared with a conventional apparatus. 本発明に係る第4実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子を示す図である。It is a figure showing a rotor which constitutes a self-starting permanent magnet type electric motor of a 4th embodiment concerning the present invention. 図8における回転子の上部右側を拡大して示した図である。FIG. 9 is an enlarged view of the upper right side of the rotor in FIG. 8.

次に、図面を参照して、本発明の第1〜第3実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1〜第3実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it goes without saying that parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
The first to third embodiments described below exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention. The shape, structure, arrangement, etc. are not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

[第1実施形態の自己始動型永久磁石式電動機]
図1は、本発明に係る第1実施形態の自己始動型永久磁石式電動機1を示すものである。この自己始動型永久磁石式電動機1は、4極24スロットの埋込磁石型同期電動機である。なお、本発明は、極数やスロット数、その他の各部分の寸法などによって何ら制約を受けるものではない。
自己始動型永久磁石式電動機1は、図1に示すように、円筒状のフレーム2と、円筒状のフレーム2の内周側に配置された固定子10と、この固定子10の内周側に所定の空隙Gを隔てて対向して回転自在に配置された回転子20とを備えている。
固定子10は、円筒状の固定子コア11と、固定子コア11の内周面側に円周方向に等間隔で形成された24個のスロット12及び24個の磁極ティース13とを備えている。各磁極ティース13には、スロット12内に巻装された励磁コイル14が巻回されている。
[Self-Starting Permanent Magnet Motor of First Embodiment]
FIG. 1 shows a self-starting permanent magnet motor 1 according to a first embodiment of the present invention. The self-starting permanent magnet motor 1 is a 4-pole, 24-slot interior magnet synchronous motor. It should be noted that the present invention is not limited at all by the number of poles, the number of slots, the dimensions of other parts, and the like.
As shown in FIG. 1, a self-starting permanent magnet electric motor 1 includes a cylindrical frame 2, a stator 10 disposed on the inner peripheral side of the cylindrical frame 2, and an inner peripheral side of the stator 10. And a rotator 20 that is rotatably arranged opposite to and separated by a predetermined gap G.
The stator 10 includes a cylindrical stator core 11, and 24 slots 12 and 24 magnetic pole teeth 13 formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface side of the stator core 11. I have. An excitation coil 14 wound in the slot 12 is wound around each magnetic pole tooth 13.

回転子20は、図1及び図3に示すように、無方向性の電磁鋼板を積層して形成した円柱状の回転子コア21と、回転子コア21の内径側に形成した4つの磁石スロット22と、これら磁石スロット22に埋め込まれた4つの永久磁石23と、回転子コア21の外径側の円周方向等間隔に形成した複数のバースロット24と、複数のバースロット24に埋め込まれた複数の導電性バー25とを備えている。
回転子20は、回転子コア21の中心部に嵌挿固定された回転軸3によって回転する。
4つの磁石スロット22は、回転子コア21の内径側において軸方向の両端にまで貫通して形成され、細長く直線状に延びる矩形状孔部である。これら磁石スロット22に、各磁石スロット22の寸法よりも小さい寸法を有する断面矩形状の永久磁石23が埋め込まれ、接着剤等によって固定されている。これら4つの磁石スロット22内に永久磁石23を埋め込んだことで、4つの磁極26が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the rotor 20 has a cylindrical rotor core 21 formed by laminating non-oriented electromagnetic steel sheets, and four magnet slots formed on the inner diameter side of the rotor core 21. 22, four permanent magnets 23 embedded in the magnet slots 22, a plurality of bar slots 24 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter side of the rotor core 21, and embedded in the plurality of bar slots 24. And a plurality of conductive bars 25.
The rotor 20 is rotated by the rotation shaft 3 fitted and fixed to the center of the rotor core 21.
The four magnet slots 22 are formed in the inner diameter side of the rotor core 21 so as to penetrate to both ends in the axial direction, and are elongated rectangular holes extending linearly. In these magnet slots 22, permanent magnets 23 having a rectangular cross section having a size smaller than the size of each magnet slot 22 are embedded and fixed by an adhesive or the like. By embedding the permanent magnets 23 in these four magnet slots 22, four magnetic poles 26 are provided.

なお、永久磁石23の材料としては、ネオジ焼結磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石などが使用されている。
回転子コア21の外径側に形成した複数のバースロット24の内部に配置されている複数の導電性バー25は、図2に示すように、これら複数の導電性バー25の一端で接続される一端側導電性エンドリング27と、複数の導電性バー25の他端で接続される他端側導電性エンドリング28とで、かご型導体29を構成している。
回転子コア21の外径側の円周方向に等間隔に形成された複数のバースロット24は、回転子コア21の軸方向の両端まで貫通して形成されており、これら複数のバースロット24に、複数のバースロット24が挿入され、これら複数のバースロット24の一端に接続した一端側導電性エンドリング27が、複数のバースロット24の他端に接続した他端側導電性エンドリング28が回転子コア21の軸方向の他方の端部に配置される。
As the material of the permanent magnet 23, a neodymium sintered magnet, a ferrite magnet, an alnico magnet, or the like is used.
The plurality of conductive bars 25 disposed inside the plurality of bar slots 24 formed on the outer diameter side of the rotor core 21 are connected at one end of the plurality of conductive bars 25 as shown in FIG. One end-side conductive end ring 27 and the other end-side conductive end ring 28 connected to the other ends of the plurality of conductive bars 25 constitute a cage conductor 29.
The plurality of bar slots 24 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter side of the rotor core 21 are formed to penetrate to both ends of the rotor core 21 in the axial direction. , A plurality of bar slots 24 are inserted therein, and one end side conductive end ring 27 connected to one end of the plurality of bar slots 24 is connected to the other end side conductive end ring 28 connected to the other end of the plurality of bar slots 24. Is disposed at the other axial end of the rotor core 21.

ここで、複数の導電性バー25は、永久磁石で形成されている(以下、導電性永久磁石バー25と称する)。これら複数の導電性永久磁石バー25のN極、S極は、4つの磁極26を構成している各永久磁石23の磁束密度が増加するように着磁されている。この導電性永久磁石バー25の材料としては、アルニコ磁石が使用されている。
また、かご型導体29を構成している一端側導電性エンドリング27及び他端側導電性エンドリング28の材料としては、銅、アルミニウムなど導電率の高い材料が使用されている。
なお、本発明に係るバースロットが、バースロット24に対応し、本発明に係る導電性永久磁石バーが、導電性永久磁石バー25に対応し、本発明に係る一対のエンドリングが、一端側導電性エンドリング27及び他端側導電性エンドリング28に対応し、本発明に係る磁石スロットが磁石スロット22に対応し、本発明に係る永久磁石が永久磁石23に対応している。
Here, the plurality of conductive bars 25 are formed of permanent magnets (hereinafter, referred to as conductive permanent magnet bars 25). The N and S poles of the plurality of conductive permanent magnet bars 25 are magnetized so that the magnetic flux density of each of the permanent magnets 23 constituting the four magnetic poles 26 increases. As a material of the conductive permanent magnet bar 25, an alnico magnet is used.
As the material of the one end side conductive end ring 27 and the other end side conductive end ring 28 constituting the cage conductor 29, a material having high conductivity such as copper or aluminum is used.
The bar slot according to the present invention corresponds to the bar slot 24, the conductive permanent magnet bar according to the present invention corresponds to the conductive permanent magnet bar 25, and the pair of end rings according to the present invention The magnet slot according to the present invention corresponds to the magnet slot 22, and the permanent magnet according to the present invention corresponds to the permanent magnet 23, corresponding to the conductive end ring 27 and the other end side conductive end ring 28.

次に、第1実施形態の自己始動型永久磁石式電動機1の動作について説明する。
この自己始動型永久磁石式電動機1の始動時には、固定子10の励磁コイル14に交流電源が印加される。電流が印加された励磁コイル14は、起磁力により回転磁界が発生する。これにより、回転子20のかご型導体29で発生する誘導電流との相互作用によってトルクを発生し、回転子20が誘導電動機として回転する。
そして、回転子20が固定子10の回転磁界の同期速度付近まで加速されると、回転子20の4つの磁極26を構成している永久磁石23による起磁力が、固定子10の励磁コイル14が作る同期速度の回転磁界に引き込まれてトルクを発生し、回転子20が同期機として回転する。
Next, the operation of the self-starting permanent magnet electric motor 1 according to the first embodiment will be described.
When the self-starting permanent magnet motor 1 is started, AC power is applied to the exciting coil 14 of the stator 10. The exciting coil 14 to which the current is applied generates a rotating magnetic field due to the magnetomotive force. Thereby, torque is generated by interaction with the induction current generated in the cage conductor 29 of the rotor 20, and the rotor 20 rotates as an induction motor.
When the rotor 20 is accelerated to near the synchronous speed of the rotating magnetic field of the stator 10, the magnetomotive force generated by the permanent magnets 23 constituting the four magnetic poles 26 of the rotor 20 causes the exciting coil 14 of the stator 10 to rotate. Is generated by the rotating magnetic field at the synchronous speed generated by the motor and generates torque, and the rotor 20 rotates as a synchronous machine.

次に、第1実施形態の自己始動型永久磁石式電動機1の作用効果について説明する。
かご型導体29を構成する複数の導電性永久磁石バー25は、自己始動型永久磁石式電動機1の始動時には誘導電流を流す二次導体として機能し、自己始動型永久磁石式電動機1の同期速度の運転時には、自身が発生する磁束によりトルクが発生する。
したがって、自己始動型永久磁石式電動機1の同期速度の運転時には、複数の導電性永久磁石バー25が発生する磁束によるトルク分だけ自己始動型永久磁石式電動機1のトルクが増大するので、従来の自己始動型永久磁石式電動機と同様に同一トルクが必要な場合には、自己始動型永久磁石式電動機1の小型化を図ることができるとともに、電流の低減による高効率化を図ることができる。
また、回転子コア21内に埋め込まれる永久磁石23の個数を増やさずに、複数の導電性永久磁石バー25が発生する磁束で自己始動型永久磁石式電動機1のトルクを増大することができるので、部品点数や製造工程が削減され、自己始動型永久磁石式電動機1の製造コストの低減化を図ることができる。
Next, the operation and effect of the self-starting permanent magnet motor 1 of the first embodiment will be described.
The plurality of conductive permanent magnet bars 25 constituting the cage-shaped conductor 29 function as secondary conductors through which an induced current flows when the self-starting permanent magnet motor 1 starts, and the synchronous speed of the self-starting permanent magnet motor 1 increases. During the operation of, torque is generated by the magnetic flux generated by itself.
Therefore, when the self-starting type permanent magnet type electric motor 1 is operated at the synchronous speed, the torque of the self-starting type permanent magnet type electric motor 1 is increased by the torque of the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 25. When the same torque is required as in the case of the self-starting permanent magnet motor, the size of the self-starting permanent magnet motor 1 can be reduced, and the efficiency can be increased by reducing the current.
Further, the torque of the self-starting permanent magnet motor 1 can be increased by the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 25 without increasing the number of permanent magnets 23 embedded in the rotor core 21. In addition, the number of parts and manufacturing steps are reduced, and the manufacturing cost of the self-starting permanent magnet motor 1 can be reduced.

[第2実施形態の自己始動型永久磁石式電動機]
次に、図4は、本発明に係る第2実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子30を示すものである。
なお、図1から図3で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明は省略する。
第2実施形態の回転子30は、無方向性の電磁鋼板を積層して形成した円柱状の回転子コア21と、回転子コア21の中心部に嵌挿固定された回転軸3と、回転子コア21の外径側の円周方向等間隔に形成した複数のバースロット24と、複数のバースロット24の内部に配置された複数の導電性永久磁石バー25と、これら複数の導電性永久磁石バー25の一端及び他端に接続され、かご型導体29を構成する一端側導電性エンドリング27及び他端側導電性エンドリング28を備えている。
[Self-Starting Permanent Magnet Motor of Second Embodiment]
Next, FIG. 4 shows a rotor 30 constituting a self-starting permanent magnet type electric motor according to a second embodiment of the present invention.
The same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The rotor 30 according to the second embodiment includes a cylindrical rotor core 21 formed by laminating non-oriented electromagnetic steel sheets, a rotating shaft 3 fitted and fixed to the center of the rotor core 21, A plurality of bar slots 24 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter side of the daughter core 21; a plurality of conductive permanent magnet bars 25 disposed inside the plurality of bar slots 24; One end side conductive end ring 27 and the other end side conductive end ring 28 which are connected to one end and the other end of the magnet bar 25 and constitute a cage conductor 29 are provided.

ところが、第2実施形態の回転子30は、第1実施形態の回転子20の磁極26(磁石スロット22及び磁石スロット22に埋め込まれた永久磁石23)が存在しない。
この自己始動型永久磁石式電動機の始動時には、固定子10の励磁コイル14に交流電源が印加される。電流が印加された励磁コイル14は、起磁力により回転磁界が発生する。これにより、回転子30のかご型導体29で発生する誘導電流との相互作用によってトルクを発生し、回転子30が誘導電動機として回転する。
そして、回転子30が固定子10の回転磁界の同期速度付近まで加速されると、かご型導体29を構成している複数の導電性永久磁石バー25による起磁力が、固定子10の励磁コイル14が作る同期速度の回転磁界に引き込まれてトルクを発生し、回転子20が同期機として回転する。
However, the rotor 30 of the second embodiment does not have the magnetic poles 26 (the magnet slots 22 and the permanent magnets 23 embedded in the magnet slots 22) of the rotor 20 of the first embodiment.
When the self-starting permanent magnet type electric motor is started, AC power is applied to the exciting coil 14 of the stator 10. The exciting coil 14 to which the current is applied generates a rotating magnetic field due to the magnetomotive force. Thereby, torque is generated by interaction with the induction current generated in the cage conductor 29 of the rotor 30, and the rotor 30 rotates as an induction motor.
When the rotor 30 is accelerated to near the synchronous speed of the rotating magnetic field of the stator 10, the magnetomotive force generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 25 forming the cage conductor 29 causes the exciting coil of the stator 10 to rotate. The rotor 20 is rotated as a synchronous machine by generating a torque by being drawn into the rotating magnetic field of the synchronous speed generated by the rotor 14.

第2実施形態では、かご型導体29を構成する複数の導電性永久磁石バー25が、自己始動型永久磁石式電動機の始動時には誘導電流を流す二次導体として機能し、自己始動型永久磁石式電動機の同期速度の運転時には、自身が発生する磁束でトルクを発生する。
したがって、第2実施形態の回転子30を備えた自己始動型永久磁石式電動機は、第1実施形態の回転子20で使用していた磁極26(磁石スロット22及び磁石スロット22に埋め込まれた永久磁石23)が存在しないので、さらに部品点数や製造工程が削減され、製造コストの低減化を図ることができる。
In the second embodiment, the plurality of conductive permanent magnet bars 25 constituting the cage type conductor 29 function as secondary conductors through which an induced current flows when the self-starting permanent magnet type electric motor starts, and the self-starting permanent magnet type When the motor operates at the synchronous speed, torque is generated by the magnetic flux generated by itself.
Therefore, the self-starting permanent magnet electric motor including the rotor 30 of the second embodiment is the same as the magnetic pole 26 (the magnet slot 22 and the permanent magnet embedded in the magnet slot 22) used in the rotor 20 of the first embodiment. Since there is no magnet 23), the number of parts and the number of manufacturing steps are further reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

[第3実施形態の自己始動型永久磁石式電動機]
次に、図5から図7は、本発明に係る第3実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子40を示すものである。
回転子40は、無方向性の電磁鋼板を積層して形成した円柱状の回転子コア21と、回転子コア21の中心部に嵌挿固定された回転軸3と、回転子コア21の内径側に形成した4つの磁石スロット22と、これら磁石スロット22に埋め込まれた4つの永久磁石23と、回転子コア21の外径側の円周方向等間隔に形成した複数のバースロット24と、複数のバースロット24の内部に配置された複数の導電性永久磁石バー41,42,43,44と、これら複数の導電性永久磁石バー41,42,43,44の一端及び他端に接続され、かご型導体29を構成する一端側導電性エンドリング27及び他端側導電性エンドリング28を備えている。
[Self-Starting Permanent Magnet Motor of Third Embodiment]
Next, FIGS. 5 to 7 show a rotor 40 constituting a self-starting permanent magnet electric motor according to a third embodiment of the present invention.
The rotor 40 includes a cylindrical rotor core 21 formed by laminating non-directional electromagnetic steel sheets, a rotation shaft 3 fitted and fixed to the center of the rotor core 21, and an inner diameter of the rotor core 21. Four permanent magnets 23 embedded in these magnet slots 22, a plurality of bar slots 24 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter side of the rotor core 21, A plurality of conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, 44 arranged inside the plurality of bar slots 24 are connected to one end and the other end of the plurality of conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, 44. , A cage-shaped conductor 29 is provided with one end side conductive end ring 27 and the other end side conductive end ring 28.

図5において、4つの磁極26を構成している4つの永久磁石23の中心軸をd軸とし、これらd軸に対して電気角で90°隔てた軸をq軸とする。
そして、d軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー41が埋設され、q軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー44が埋設され、d軸及びq軸の間のバースロット24に導電性永久磁石バー42,43が埋設されている。
図5において、全てのバースロット24には導電性永久磁石バー41,42,43,44が埋め込まれているようには記載していないが、d軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー41が埋設され、d軸に最も近いバースロット24に向けて、導電性永久磁石バー42,43,44が埋設されているものとする。
In FIG. 5, the central axes of the four permanent magnets 23 constituting the four magnetic poles 26 are d-axes, and the axis separated by an electrical angle of 90 ° from these d-axes is the q-axis.
The conductive permanent magnet bar 41 is buried in the bar slot 24 closest to the d-axis, the conductive permanent magnet bar 44 is buried in the bar slot 24 closest to the q-axis, and the bar slot between the d-axis and the q-axis. 24, conductive permanent magnet bars 42, 43 are embedded.
In FIG. 5, it is not shown that the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 are embedded in all the bar slots 24, but the conductive permanent magnets are provided in the bar slots 24 closest to the d-axis. The bar 41 is embedded, and the conductive permanent magnet bars 42, 43, 44 are embedded toward the bar slot 24 closest to the d-axis.

導電性永久磁石バー41は、アルニコ磁石など同一材料の導電性の永久磁石41aと、銅やアルミニウムなどの導電性の非磁性部材41bとが、横断面方向に積層された状態で形成されており、他の導電性永久磁石バー42,43,44も、横断面方向に積層された導電性の永久磁石42a,43a,44aと、導電性の非磁性部材42b,43b,44bとを備えている。
そして、d軸に最も近い導電性永久磁石バー41の非磁性部材41bに対する永久磁石41aの断面比率(永久磁石41aの断面積/非磁性部材41bの断面積)をS1とし、導電性永久磁石バー42の非磁性部材42bに対する永久磁石21aの断面比率をS2とし、導電性永久磁石バー43の非磁性部材43bに対する永久磁石43aの断面比率をS3とし、q軸に最も近い導電性永久磁石バー44の非磁性部材44bに対する導電性の永久磁石44aの断面比率をS4とすると、d軸からq軸に向う導電性永久磁石バー41,42,43,44の断面比率が単調に減少している(S1>S2>S3>S4)。
The conductive permanent magnet bar 41 is formed by laminating a conductive permanent magnet 41a of the same material, such as an alnico magnet, and a conductive nonmagnetic member 41b, such as copper or aluminum, in the cross-sectional direction. The other conductive permanent magnet bars 42, 43, 44 also include conductive permanent magnets 42a, 43a, 44a stacked in the cross-sectional direction, and conductive non-magnetic members 42b, 43b, 44b. .
The sectional ratio of the permanent magnet 41a to the non-magnetic member 41b of the conductive permanent magnet bar 41 closest to the d-axis (the sectional area of the permanent magnet 41a / the sectional area of the non-magnetic member 41b) is S1, and the conductive permanent magnet bar The sectional ratio of the permanent magnet 21a to the nonmagnetic member 43b of the conductive permanent magnet bar 43 is designated as S3, the sectional ratio of the permanent magnet 43a to the nonmagnetic member 43b of the conductive permanent magnet bar 43 is designated as S2, and the conductive permanent magnet bar 44 closest to the q-axis. Assuming that the sectional ratio of the conductive permanent magnet 44a to the nonmagnetic member 44b is S4, the sectional ratio of the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 from the d axis to the q axis decreases monotonically ( S1>S2>S3> S4).

このようにすることで、バースロット24で発生する磁石磁束量は、d軸に最も近いバースロット24からq軸に最も近いバースロット24の順で単調に減少する。
なお、図5及び図6では右上側外周のバースロット24に埋設されている導電性永久磁石バー41,42,43,44について説明したが、右上側外周以外のd軸及びq軸のバースロット24に埋設されている導電性永久磁石バーも同様の構成である。
In this way, the amount of magnet magnetic flux generated in the bar slot 24 monotonously decreases in the order from the bar slot 24 closest to the d-axis to the bar slot 24 closest to the q-axis.
5 and 6, the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 embedded in the bar slot 24 on the upper right outer periphery have been described. However, the d-axis and q-axis bar slots other than the upper right outer periphery are described. The conductive permanent magnet bar embedded in 24 has the same configuration.

このように、バースロット24で発生する磁石磁束量が、d軸に最も近いバースロット24からq軸に最も近いバースロット24の順で単調に減少するようにしたことの利点について図7(a)、(b)を参照して説明する。
図7(a)は、回転子コア21の外径側の円周方向に複数の導電性永久磁石バーが埋め込まれていない(図5において導電性永久磁石バー41,42,43,44が埋め込まれてい)回転子の起磁力波形を示すグラフである。また、図7(b)は、図5で示した回転子40の起磁力波形を示すグラフである。
なお、図7(a)、(b)において、角度θは、回転子40の円周方向の所定位置を基準とした円周方向の回転角度である。
先ず、図7(a)に示す起磁力波形を示す回転子は、図5で示すように、磁石スロット22に埋め込まれている永久磁石23から磁束が発生し、この磁束が作る起磁力の波形が、符号Aで示す矩形波形状となる。
FIG. 7 (a) shows an advantage that the magnetic flux amount generated in the bar slot 24 monotonously decreases in the order from the bar slot 24 closest to the d-axis to the bar slot 24 closest to the q-axis. ) And (b).
FIG. 7A shows that a plurality of conductive permanent magnet bars are not embedded in the circumferential direction on the outer diameter side of the rotor core 21 (in FIG. 5, the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 are embedded). 7 is a graph showing a magnetomotive force waveform of a rotor. FIG. 7B is a graph showing a magnetomotive force waveform of the rotor 40 shown in FIG.
7A and 7B, the angle θ is a rotation angle in the circumferential direction with reference to a predetermined position in the circumferential direction of the rotor 40.
First, a rotor having a magnetomotive force waveform shown in FIG. 7A generates a magnetic flux from a permanent magnet 23 embedded in a magnet slot 22 as shown in FIG. Is a rectangular wave shape indicated by the symbol A.

これに対して、バースロット24で発生する磁石磁束量が、d軸に最も近いバースロット24からq軸に最も近いバースロット24の順で単調に減少するようにした場合には、永久磁石23のみならず導電性永久磁石バー41,42,43,44からも磁束が発生し、永久磁石23及び導電性永久磁石バー41,42,43,44からの磁束が作る起磁力の波形が、図7(b)に示すように、永久磁石23の磁束が作る符号Aで示す矩形波形状の上側及び両側に、導電性永久磁石バー41,42,43,44の磁束が作る、符号Bで示す徐々に減少した階段状の波形、或いは、符号Cで示す徐々に増大した階段状の波形を加えた形状となる。   On the other hand, when the amount of magnetic flux generated in the bar slot 24 is monotonously decreased in the order from the bar slot 24 closest to the d-axis to the bar slot 24 closest to the q-axis, the permanent magnet 23 Magnetic flux is generated not only from the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44, but also the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic flux from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 is shown in FIG. As shown in FIG. 7 (b), the magnetic flux of the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 forms on the upper side and both sides of the rectangular wave shape indicated by the symbol A generated by the magnetic flux of the permanent magnet 23, and is indicated by the symbol B. The shape becomes a shape obtained by adding a gradually decreasing step-like waveform or a gradually increasing step-like waveform indicated by reference symbol C.

即ち、永久磁石23及び導電性永久磁石バー41,42,43,44からの磁束が作る起磁力の波形は、正弦波形状に近づくことになる。
このように、永久磁石23及び導電性永久磁石バー41,42,43,44からの磁束が作る起磁力の波形が、正弦波形状に近づくと、起磁力の基本波成分が増加するとともに高調波成分が減少する。基本波成分の増加はトルクを増加させ、高調波成分の減少はコギングトルクやトルクリップルを減少させる。
したがって、第3実施形態のように、バースロット24で発生する磁石磁束量が、d軸に最も近いバースロット24からq軸に最も近いバースロット24の順で単調に減少するようにしたことで、高トルク化及びコギングトルクやトルクリップルの十分な低減を実現することができる。
That is, the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic flux from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 approaches a sine wave shape.
As described above, when the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic flux from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, and 44 approaches a sine wave shape, the fundamental component of the magnetomotive force increases and the harmonics increase. The components decrease. An increase in the fundamental wave component increases the torque, and a decrease in the harmonic wave component reduces the cogging torque and the torque ripple.
Therefore, as in the third embodiment, the amount of magnet magnetic flux generated in the bar slot 24 monotonously decreases in the order from the bar slot 24 closest to the d-axis to the bar slot 24 closest to the q-axis. In addition, it is possible to increase the torque and sufficiently reduce the cogging torque and the torque ripple.

また、第3実施形態の自己始動型永久磁石式電動機の同期速度の運転時にも、複数の導電性永久磁石バー41,42,43,44が発生する磁束によるトルク分だけ自己始動型永久磁石式電動機のトルクが増大するので、従来の自己始動型永久磁石式電動機と同様に同一トルクが必要な場合には、自己始動型永久磁石式電動機の小型化を図ることができるとともに、電流の低減による高効率化を図ることができる。
さらに、回転子コア21内に埋め込まれる永久磁石23の個数を増やさずに、複数の導電性永久磁石バー41,42,43,44が発生する磁束で自己始動型永久磁石式電動機のトルクを増大することができるので、部品点数や製造工程が削減され、自己始動型永久磁石式電動機の製造コストの低減化を図ることができる。
Further, even when the self-starting permanent magnet type electric motor of the third embodiment is operated at the synchronous speed, the self-starting type permanent magnet type motor is controlled by the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, 44. Since the torque of the motor increases, when the same torque is required as in the case of the conventional self-starting permanent magnet motor, the size of the self-starting permanent magnet motor can be reduced and the current can be reduced. High efficiency can be achieved.
Furthermore, the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 41, 42, 43, 44 increases the torque of the self-starting permanent magnet motor without increasing the number of permanent magnets 23 embedded in the rotor core 21. Therefore, the number of parts and the manufacturing process can be reduced, and the manufacturing cost of the self-starting permanent magnet electric motor can be reduced.

[第4実施形態の自己始動型永久磁石式電動機]
次に、図8及び図9は、本発明に係る第4実施形態の自己始動型永久磁石式電動機を構成する回転子50を示すものである。
第4実施形態の回転子50は、円柱状の回転子コア21と、回転軸3と、4つの磁石スロット22と、これら磁石スロット22に埋め込まれた4つの永久磁石23と、回転子コア21の外径側の円周方向等間隔に形成した複数のバースロット24と、複数のバースロット24の内部に配置された複数の導電性永久磁石バー51,52,53,54と、これら複数の導電性永久磁石バー51,52,53,54の一端及び他端に接続され、かご型導体29を構成する一端側導電性エンドリング27及び他端側導電性エンドリング28とを備えている。
[Self-Starting Permanent Magnet Motor of Fourth Embodiment]
Next, FIGS. 8 and 9 show a rotor 50 constituting a self-starting permanent magnet electric motor according to a fourth embodiment of the present invention.
The rotor 50 according to the fourth embodiment includes a cylindrical rotor core 21, a rotating shaft 3, four magnet slots 22, four permanent magnets 23 embedded in these magnet slots 22, and a rotor core 21. , A plurality of bar slots 24 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter side, a plurality of conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54 disposed inside the plurality of bar slots 24; One end-side conductive end ring 27 and the other end-side conductive end ring 28 are connected to one end and the other end of the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54 and constitute the cage conductor 29.

d軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー51が埋設され、q軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー54が埋設され、d軸及びq軸の間のバースロット24に導電性永久磁石バー52,53が埋設されている。
図8において、全てのバースロット24には導電性永久磁石バー51,52,53,54が埋め込まれているようには記載していないが、d軸に最も近いバースロット24に導電性永久磁石バー51が埋め込まれており、q軸に最も近いバースロット24に向けて、導電性永久磁石バー52,53,54が埋め込まれている。
A conductive permanent magnet bar 51 is buried in the bar slot 24 closest to the d-axis, a conductive permanent magnet bar 54 is buried in the bar slot 24 closest to the q-axis, and a bar slot 24 between the d-axis and the q-axis. The conductive permanent magnet bars 52 and 53 are embedded.
In FIG. 8, it is not shown that the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, and 54 are embedded in all the bar slots 24, but the conductive permanent magnets are provided in the bar slots 24 closest to the d-axis. The bar 51 is embedded, and the conductive permanent magnet bars 52, 53, 54 are embedded toward the bar slot 24 closest to the q axis.

d軸に最も近いバースロット24に埋め込まれている導電性永久磁石バー51は、残留磁束密度B1の値が大きい導電性の永久磁石である。
また、q軸に最も近いバースロット24に埋設されている導電性永久磁石バー54は、残留磁束密度B4の値が小さい導電性の永久磁石である。
また、導電性永久磁石バー51及び導電性永久磁石バー54の間に埋め込まれている導電性永久磁石バー52,53の残留磁束密度B2,B3と、導電性永久磁石バー51,54の残留磁束密度B1,B4との関係は、B1>B2>B3>B4となる。
The conductive permanent magnet bar 51 embedded in the bar slot 24 closest to the d-axis is a conductive permanent magnet having a large residual magnetic flux density B1.
The conductive permanent magnet bar 54 embedded in the bar slot 24 closest to the q-axis is a conductive permanent magnet having a small residual magnetic flux density B4.
Further, the residual magnetic flux densities B2 and B3 of the conductive permanent magnet bars 52 and 53 embedded between the conductive permanent magnet bar 51 and the conductive permanent magnet bar 54 and the residual magnetic flux of the conductive permanent magnet bars 51 and 54 are different. The relationship with the densities B1 and B4 is B1>B2>B3> B4.

このように、第4実施形態では、複数のバースロット24に埋め込まれている導電性永久磁石バーの残留磁束密度は、d軸に最も近い導電性永久磁石バー51からq軸に最も近い導電性永久磁石バー54の順で単調に減少する。
なお、図5及び図6では右上側外周のバースロット24に埋設されている導電性永久磁石バー51,52,53,54について説明したが、右上側外周以外のd軸及びq軸のバースロット24に埋設されている導電性永久磁石バーも同様の構成である。
As described above, in the fourth embodiment, the residual magnetic flux density of the conductive permanent magnet bar embedded in the plurality of bar slots 24 is changed from the conductive permanent magnet bar 51 closest to the d-axis to the conductive permanent magnet bar closest to the q-axis. It decreases monotonously in the order of the permanent magnet bar 54.
5 and FIG. 6, the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, and 54 embedded in the bar slot 24 on the upper right outer periphery have been described. However, the d-axis and q-axis bar slots other than the upper right outer periphery are described. The conductive permanent magnet bar embedded in 24 has the same configuration.

このように、導電性永久磁石バーの残留磁束密度が、d軸に最も近い導電性永久磁石バー51からq軸に最も近い導電性永久磁石バー54の順で単調に減少するdようにしたことで、第3実施形態と同様に、高トルク化及びコギングトルクやトルクリップルの十分な低減を実現することができる。
すなわち、図7(a)で示したように、回転子コア21の外径側の円周方向に複数の導電性永久磁石バーが埋め込まれていない場合の起磁力波形は、磁石スロット22に埋め込まれている永久磁石23から磁束が発生し、この磁束が作る起磁力の波形が、符号Aで示す矩形波形状となる。
As described above, the residual magnetic flux density of the conductive permanent magnet bar is monotonously reduced from the conductive permanent magnet bar 51 closest to the d-axis to the conductive permanent magnet bar 54 closest to the q-axis. Thus, similarly to the third embodiment, it is possible to realize an increase in torque and a sufficient reduction in cogging torque and torque ripple.
That is, as shown in FIG. 7A, the magnetomotive force waveform when a plurality of conductive permanent magnet bars are not embedded in the circumferential direction on the outer diameter side of the rotor core 21 is embedded in the magnet slot 22. A magnetic flux is generated from the permanent magnet 23, and the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic flux has a rectangular wave shape indicated by the symbol A.

これに対して、導電性永久磁石バーの残留磁束密度が、d軸に最も近い導電性永久磁石バー51からq軸に最も近い導電性永久磁石バー54の順で単調に減少するdようにした場合には、永久磁石23のみならず導電性永久磁石バー51,52,53,54からも磁束が発生し、永久磁石23及び導電性永久磁石バー51,52,53,54からの磁束が作る起磁力の波形が、図7(b)で示したものと同様に、永久磁石23の磁束が作る符号Aで示す矩形波形状の上側及び両側に、導電性永久磁石バー51,52,53,54の磁束が作る、符号Bで示す徐々に減少した階段状の波形、或いは符号Cで示す徐々に増大した階段状の波形を加えた形状となる。   On the other hand, the residual magnetic flux density of the conductive permanent magnet bar is monotonously decreased in the order from the conductive permanent magnet bar 51 closest to the d-axis to the conductive permanent magnet bar 54 closest to the q-axis. In this case, the magnetic flux is generated not only from the permanent magnet 23 but also from the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54, and the magnetic flux is generated from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54. As shown in FIG. 7B, the waveform of the magnetomotive force is on the upper side and both sides of the rectangular wave shape indicated by the reference symbol A generated by the magnetic flux of the permanent magnet 23, and the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, A shape is obtained by adding a gradually decreasing step-shaped waveform indicated by reference symbol B or a gradually increasing step-shaped waveform indicated by reference symbol C created by the magnetic flux 54.

即ち、永久磁石23及び導電性永久磁石バー51,52,53,54からの磁束が作る起磁力の波形は、正弦波形状に近づくことになる。
このように、永久磁石23及び導電性永久磁石バー51,52,53,54からの磁束が作る起磁力の波形が、正弦波形状に近づくと、起磁力の基本波成分が増加するとともに高調波成分が減少する。基本波成分の増加はトルクを増加させ、高調波成分の減少はコギングトルクやトルクリップルを減少させる。
したがって、第4実施形態のように、導電性永久磁石バーの残留磁束密度が、d軸に最も近い導電性永久磁石バー51からq軸に最も近い導電性永久磁石バー54の順で単調に減少するdようにしたことで、高トルク化及びコギングトルクやトルクリップルの十分な低減を実現することができる。
That is, the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic flux from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54 approaches a sine wave shape.
As described above, when the waveform of the magnetomotive force generated by the magnetic fluxes from the permanent magnet 23 and the conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, and 54 approaches a sine wave shape, the fundamental component of the magnetomotive force increases and the harmonics increase. The components decrease. An increase in the fundamental wave component increases the torque, and a decrease in the harmonic wave component reduces the cogging torque and the torque ripple.
Therefore, as in the fourth embodiment, the residual magnetic flux density of the conductive permanent magnet bar decreases monotonically from the conductive permanent magnet bar 51 closest to the d-axis to the conductive permanent magnet bar 54 closest to the q-axis. By doing so, it is possible to realize an increase in torque and a sufficient reduction in cogging torque and torque ripple.

また、第4実施形態の自己始動型永久磁石式電動機の同期速度の運転時にも、複数の導電性永久磁石バー51,52,53,54が発生する磁束によるトルク分だけ自己始動型永久磁石式電動機のトルクが増大するので、従来の自己始動型永久磁石式電動機と同様に同一トルクが必要な場合には、自己始動型永久磁石式電動機の小型化を図ることができるとともに、電流の低減による高効率化を図ることができる。
さらに、回転子コア21内に埋め込まれる永久磁石23の個数を増やさずに、複数の導電性永久磁石バー51,52,53,54が発生する磁束で自己始動型永久磁石式電動機のトルクを増大することができるので、部品点数や製造工程が削減され、自己始動型永久磁石式電動機の製造コストの低減化を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
Also, when the self-starting permanent magnet type electric motor of the fourth embodiment is operated at the synchronous speed, the self-starting type permanent magnet type motor is operated by the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54. Since the torque of the motor increases, when the same torque is required as in the case of the conventional self-starting permanent magnet motor, the size of the self-starting permanent magnet motor can be reduced and the current can be reduced. High efficiency can be achieved.
Furthermore, the torque of the self-starting permanent magnet motor is increased by the magnetic flux generated by the plurality of conductive permanent magnet bars 51, 52, 53, 54 without increasing the number of permanent magnets 23 embedded in the rotor core 21. Therefore, the number of parts and the manufacturing process can be reduced, and the manufacturing cost of the self-starting permanent magnet electric motor can be reduced.
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited thereto, and various changes and improvements can be made.

1 自己始動型永久磁石式電動機
2 フレーム
3 回転軸
10 固定子
20 回転子
11 固定子コア
12 スロット
13 磁極ティース
14 励磁コイル
21 回転子コア
22 磁石スロット
23 永久磁石
24 バースロット
25 導電性永久磁石バー
26 磁極
27 一端側導電性エンドリング
28 他端側導電性エンドリング
29 かご型導体
30 回転子
40 回転子
41,42,43,44 導電性永久磁石バー
41a,42a,43a,44a 導電性の永久磁石
41b,42b,43b,44b 導電性の非磁性部材
50 回転子
51,52,53,54 導電性永久磁石バー
G 空隙
REFERENCE SIGNS LIST 1 self-starting permanent magnet motor 2 frame 3 rotating shaft 10 stator 20 rotor 11 stator core 12 slot 13 magnetic pole teeth 14 exciting coil 21 rotor core 22 magnet slot 23 permanent magnet 24 bar slot 25 conductive permanent magnet bar 26 magnetic pole 27 one end side conductive end ring 28 the other end side conductive end ring 29 cage conductor 30 rotor 40 rotors 41, 42, 43, 44 conductive permanent magnet bars 41a, 42a, 43a, 44a conductive permanent magnets Magnets 41b, 42b, 43b, 44b Conductive non-magnetic member 50 Rotors 51, 52, 53, 54 Conductive permanent magnet bar G Air gap

Claims (5)

励磁コイルを巻装した固定子と、
この固定子と所定の空隙を設けて対向し回転自在に配置された回転子と、を備え、
前記回転子は、
円柱形状の回転子コアと、
この回転子コアの外径側に円周方向に所定間隔をあけて設けられ、回転軸方向に延在する複数のバースロットと、
これら複数のバースロットに埋設された導電性を有した永久磁石からなる複数の導電性永久磁石バーと、
前記複数の導電性永久磁石バーの両端に接続された一対のエンドリングと、を備えていることを特徴とする自己始動型永久磁石式電動機。
A stator wound with an exciting coil;
Comprising a stator and a rotor rotatably arranged facing each other with a predetermined gap,
The rotor,
A cylindrical rotor core,
A plurality of bar slots provided on the outer diameter side of the rotor core at predetermined intervals in a circumferential direction and extending in a rotation axis direction;
A plurality of conductive permanent magnet bars comprising conductive permanent magnets embedded in these plurality of bar slots,
And a pair of end rings connected to both ends of the plurality of conductive permanent magnet bars.
前記回転子コアの内径側に円周方向に所定間隔をあけて設けられ、前記回転軸方向に延在する複数の磁石スロットと、
これら複数の磁石スロットに埋設された複数の永久磁石と、を備えていることを特徴とする請求項1記載の自己始動型永久磁石式電動機。
A plurality of magnet slots provided on the inner diameter side of the rotor core at predetermined intervals in a circumferential direction, and extending in the rotation axis direction;
The self-starting permanent magnet motor according to claim 1, further comprising: a plurality of permanent magnets embedded in the plurality of magnet slots.
前記複数の永久磁石が形成する磁極毎の前記永久磁石の中心軸をd軸とし、このd軸に対して電気角で90°隔てた軸をq軸とすると、
前記複数のバースロットで発生する磁石磁束量が、前記d軸に最も近い前記バースロットから前記q軸に最も近いバースロットの順で単調に減少するようにしたことを特徴とする請求項2記載の自己始動型永久磁石式電動機。
Assuming that the central axis of the permanent magnet for each magnetic pole formed by the plurality of permanent magnets is a d-axis, and an axis separated by an electrical angle of 90 ° from the d-axis is a q-axis,
The magnetic flux generated in the plurality of bar slots monotonously decreases in the order from the bar slot closest to the d-axis to the bar slot closest to the q-axis. Self-starting type permanent magnet motor.
前記複数の永久磁石が形成する磁極毎の前記永久磁石の中心軸をd軸とし、このd軸に対して電気角で90°隔てた軸をq軸とすると、
前記複数の導電性永久磁石バーの残留磁束密度が、前記d軸に最も近い前記導電性永久磁石バーから前記q軸に最も近い前記導電性永久磁石バーの順で単調に減少するようにしたことを特徴とする請求項2記載の自己始動型永久磁石式電動機。
Assuming that the central axis of the permanent magnet for each magnetic pole formed by the plurality of permanent magnets is a d-axis, and an axis separated by an electrical angle of 90 ° from the d-axis is a q-axis,
The residual magnetic flux densities of the plurality of conductive permanent magnet bars are monotonously reduced in order from the conductive permanent magnet bar closest to the d-axis to the conductive permanent magnet bar closest to the q-axis. The self-starting permanent magnet electric motor according to claim 2, characterized in that:
前記複数の導電性永久磁石バーの材料として、アルニコ磁石を使用したことを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の自己始動型永久磁石式電動機。   The self-starting type permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein an alnico magnet is used as a material of the plurality of conductive permanent magnet bars.
JP2015203705A 2015-10-15 2015-10-15 Self-starting permanent magnet motor Active JP6661960B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015203705A JP6661960B2 (en) 2015-10-15 2015-10-15 Self-starting permanent magnet motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015203705A JP6661960B2 (en) 2015-10-15 2015-10-15 Self-starting permanent magnet motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017077107A JP2017077107A (en) 2017-04-20
JP6661960B2 true JP6661960B2 (en) 2020-03-11

Family

ID=58549822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015203705A Active JP6661960B2 (en) 2015-10-15 2015-10-15 Self-starting permanent magnet motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6661960B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108711975A (en) * 2018-05-30 2018-10-26 广东威灵电机制造有限公司 The rotor assembly of motor and motor with it

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017077107A (en) 2017-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4926107B2 (en) Rotating electric machine
JP5774081B2 (en) Rotating electric machine
WO2015161668A1 (en) Permanent magnet synchronous motor and rotor thereof
JP2008193778A (en) Stator and enclosed compressor and rotating machine
EP1744437B1 (en) Self magnetizing motor and stator thereof
JP2000197325A (en) Reluctance motor
JP6356391B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine
JPWO2014102950A1 (en) Rotating electric machine
JP2011055619A (en) Permanent magnet type dynamo-electric machine
WO2013147157A1 (en) Rotating electrical machine
JP2002165391A (en) Synchronous motor
US9755465B2 (en) Method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor
JP5582149B2 (en) Rotor, rotating electric machine and generator using the same
EP1798842A1 (en) Self magnetizing motor and method for winding coils on stator thereof
JP4303579B2 (en) Three-dimensional stator structure rotating machine
JP6661960B2 (en) Self-starting permanent magnet motor
JP2009027849A (en) Permanent magnet type rotary electric machine
KR101209631B1 (en) Rotor having different length and LSPM(Line-Start Permanent Magnet) motor comprising the rotor
US20170271930A1 (en) Rotor having flux filtering function and synchronous motor comprising same
JP2010045870A (en) Rotating machine
JP6473567B2 (en) Rotating electric machine
JP2010045872A (en) Permanent magnet rotary machine
JP2001346369A (en) Self-excitation type synchronous motor comprising permanent magnet
KR20170030679A (en) LSPM motor having slit structure
JP2007288838A (en) Embedded magnet type motor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6661960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250