JPH0116102B2 - - Google Patents

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JPH0116102B2
JPH0116102B2 JP57100048A JP10004882A JPH0116102B2 JP H0116102 B2 JPH0116102 B2 JP H0116102B2 JP 57100048 A JP57100048 A JP 57100048A JP 10004882 A JP10004882 A JP 10004882A JP H0116102 B2 JPH0116102 B2 JP H0116102B2
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JP
Japan
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permanent magnet
axial length
armature
magnetic flux
magnetic pole
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Toshio Tomite
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Hitachi Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小形自動車エンジン等の始動に用いら
れる永久磁石式直流機に係り、特に、高トルクな
永久磁石式直流機に関するものである。
永久磁石式直流機は永久磁石とこの永久磁石よ
りも可逆透磁率が高い材料よりなる補助磁極とを
並置して１個の磁極を構成させ、電機子反作用の
増磁界側で磁束を生ぜしめて直巻特性を得るよう
にしたものであり、例えば特開昭48年―第39908
号で公知となつている。しかし、補助磁極軸長と
電機子積厚との関係について記した公知例は見当
らないので、従来は、巻線式のポールコア軸長と
同様な考えで、電機子積厚とほぼ同一の寸法とし
ていた。
永久磁石式直流機を設計するには、電機子反作
用による磁束を有効に利用して磁束の漏洩を減少
させる磁気回路とすることが肝要である。従来
は、組合わせる永久磁石の軸長は一般的に電機子
積厚の1.1〜1.3倍程度とし、それ以上永久磁石の
軸長を増しても有効磁束の増加は期待できないと
されていたので、高負荷時のトルク特性は巻線界
磁式に比べて低いという欠点をもつていた。
本発明は上記従来技術の欠点を解消し、高負荷
時のトルク特性を向上させることができる永久磁
石式直流機を提供することを目的とし、永久磁石
とその増磁界側に設けられ上記永久磁石よりも可
逆透磁率が高い材料からなる補助磁極とを並置し
て界磁極を構成し、直巻特性を得るごとく構成し
た永久磁石式直流機において、上記補助磁極の軸
長を電機子反作用の磁束が分布する範囲内で電機
子コアの軸長より長く構成すると共に、上記永久
磁石の軸長を上記電機子コアの軸長の２倍以内
で、上記補助磁極の軸長より長く構成したことを
特徴とするものである。
第１図は本発明の一実施例である永久磁石式直
流機の側面図で、軸方向のカバーを取りはずした
状態を示しており、また、第２図は第１図のＡ―
Ｏ―Ｂ断面図であるが、電機子は正面図として示
してある。１は固定子で、軸方向の長さLmの永
久磁石２および軟鉄からなる軸方向の長さLpの
補助磁極３を並置して１個の磁極とし、ヨーク４
に複数極固定させたものである。５は回転子で、
電機子積厚がLaとなるようにコア６を積層して
導線を巻装したものであり、７は整流子である。
なお、この場合、Lm＝（1.5〜２）La，Lp＝（1.1
〜1.3）Laとしてある。即ち、第２図に比較して
示すような関係としてある。
このような構成の永久磁石式直流機の動作につ
いて次に説明する。電機子５に通電すると電機子
５は回転を開始するが、電流が小さい場合は電機
子反作用による増磁効果も少なく、主として永久
磁石２からの磁束量だけで電機子５は回動する。
したがつて、永久磁石単独磁極よりの磁束量が少
ないために回転数が高くなる。次に、負荷が大と
なつて電機子５に大きな電流が流されると、電機
子反作用による増磁効果が大となり電機子５のコ
ア６からの磁束が有効範囲まで延ばした補助磁極
３を通すので磁束量が増加する。
更に、永久磁石２の端部からの磁束が電機子反
作用の増加によるコア６の磁束密度の低下によつ
て増加し、上記の磁束量の増加に加わるので大き
な磁束量が得られてトルク性能が向上する。その
磁束量は永久磁石単独の場合よりも増加してい
る。
一般に、永久磁石式直流機で電機子からの減磁
界の磁束分布状態を永久磁石の減磁状態で測定す
ると、電機子積厚Laは磁束密度が高いから永久
磁石の減磁量も大きいが、その端部でも減磁が生
じている。この減磁の範囲は電機子反作用の大き
さや電機子５と永久磁石２との間の空隙寸法等に
よつて異なり一定していないが、一例としては電
機子積厚Laの1.3倍の範囲まで減磁している。こ
れらのことから、電機子反作用による磁束の分布
を考えると、電機子積厚Laの部分だけでなく更
に広い範囲で1.2〜1.3Laの範囲まで分布している
と考えられる。
そこで本実施例においては、分散する磁束を有
効に利用するために補助磁極３の軸長Lpを磁束
の広がる範囲まで延長させ、高負荷時のトルク特
性の向上を図つたものである。また、永久磁石の
軸長Lmと電機子積厚Laの比に対するトルク性能
の関係は、その比が１〜２の範囲で次の実験式が
成立する。
トルクの増加割合≒（Lm／La）062 したがつて、永久磁石２の軸長Lmは2La程度
まで有効であり、トルクの向上に役立つている。
次にこのようにして定めた一例を示す。ヨーク
４の外径が80mm、電機子積厚La＝45mm、補助磁
極３の軸方向長Lp＝52、永久磁石２の軸方向長
Lm＝70mmとする。したがつて、Lm／Laは1.6と
なり、縦来の永久磁石２だけを用いた永久磁石式
直流機のトルク性能に比べて60％向上させること
ができた。
第３図は電流とトルクとの関係を比較して示す
線図で、実線８は永久磁石２だけの場合、一点鎖
線９は補助磁極３を加えた場合、破線１０は本実
施例の長い永久磁石２と補助磁極３を備えた場合
である。
本実施例の永久磁石式直流機は、電機子積厚
Laに対する補助磁極の軸方向長を磁束が分布す
る範囲まで延長して電機子反作用による電機子か
らの増磁束を補助磁極に有効に導き、一方、永久
磁石の磁束もその軸方向長を延ばすことによつて
減磁界の影響の少ない部分からの磁束が有効にコ
アを通るので、これらを総合して磁束量を増加さ
せて高負荷時のトルクを向上させることができる
という効果が得られる。
本発明の永久磁石式直流機は、永久磁石に並置
した補助磁極の長さと電機子積厚との関係を調節
することによつて、高負荷時のトルク特性を向上
させることができるという効果をもつている。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である永久磁石式直
流機の側面図、第２図は第１図のＡ―Ｏ―Ｂ断面
図、第３図は電流とトルクとの関係を比較して示
す線図である。 １……固定子、２……永久磁石、３……補助磁
極、４……ヨーク、５……電機子、６……コア、
７……整流子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石とその増磁界側に設けられ上記永久
    磁石よりも可逆透磁率が高い材料からなる補助磁
    極とを並置して界磁極を構成し、直巻特性を得る
    ごとく構成した永久磁石式直流機において、上記
    補助磁極の軸長を電機子反作用の磁束が分布する
    範囲内で電機子コアの軸長より長く構成すると共
    に、上記永久磁石の軸長を上記電機子コアの軸長
    の２倍以内で、上記補助磁極の軸長より長く構成
    したことを特徴とする永久磁石式直流機。 ２ 上記補助磁極の軸長を上記電機子コアの軸長
    の1.2〜1.3倍にした特許請求の範囲第１項記載の
    永久磁石式直流器。 ３ 上記永久磁石の軸長を上記電機子コアの軸長
    の1.5〜1.6倍にした特許請求の範囲第１項又は第
    ２項記載の永久磁石式直流器。
JP57100048A 1982-06-11 1982-06-11 永久磁石式直流機 Granted JPS58218860A (ja)

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EP83105715A EP0096868B1 (en) 1982-06-11 1983-06-10 Permanent magnet type motor
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