JPH01231645A - 多相永久磁石形同期機 - Google Patents
多相永久磁石形同期機Info
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- JPH01231645A JPH01231645A JP63057648A JP5764888A JPH01231645A JP H01231645 A JPH01231645 A JP H01231645A JP 63057648 A JP63057648 A JP 63057648A JP 5764888 A JP5764888 A JP 5764888A JP H01231645 A JPH01231645 A JP H01231645A
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- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、ＯＡ用、ＦＡ用のブラシレスＤＣモ
ーボモータや、ＦＤＤ （フロピ−デスクドライブ）、
ＨＤＤ （ハードデスクドライブ）のスピンドル用のブ
ラシレスＤＣモータを構成する多相永久磁石形同期機に
関する。
ーボモータや、ＦＤＤ （フロピ−デスクドライブ）、
ＨＤＤ （ハードデスクドライブ）のスピンドル用のブ
ラシレスＤＣモータを構成する多相永久磁石形同期機に
関する。
従来、この種のモータは
相数をｍ２回転子の極対数をｐ＋ｎを整数としたとき
ｐ−ｍＸｎ上１でｎ−１のものが使われている。
そうして、このモータのコギングトルクを低減するため
、電機子磁極の中間に補助磁極を設けたものや、電機子
磁極の表面に補助溝を設けたもの等、多くの工夫をこら
した構造のものが提案されている。
、電機子磁極の中間に補助磁極を設けたものや、電機子
磁極の表面に補助溝を設けたもの等、多くの工夫をこら
した構造のものが提案されている。
さらに、本出願人が先に出願した先行例として、特願昭
６２−３２２２０７号・永久磁石界磁２相多極同期機が
ある。
６２−３２２２０７号・永久磁石界磁２相多極同期機が
ある。
この先行例は、その要旨とするところ
固定子鉄心には等間隔に回転子に対向する円周面に４個
の溝を設け、これにより形成される突極状の電機子歯に
２相巻線を巻装して電機子とし、回転子鉄心には空隙を
介して固定子に対向する円周面に永久磁石片を等間隔に
２ｐ個配設し、隣接する磁極が互いに異極性になるよう
に多極に着磁して界磁とし、同期機を構成するとともに
、永久磁石極対数ｐを５以上の奇数個そなえ、電機子歯
の円周面中心になす幅角ｔをｔ≦（π／ｐ）に設定する
ことを特徴とする永久界磁２相多極同期機である。
の溝を設け、これにより形成される突極状の電機子歯に
２相巻線を巻装して電機子とし、回転子鉄心には空隙を
介して固定子に対向する円周面に永久磁石片を等間隔に
２ｐ個配設し、隣接する磁極が互いに異極性になるよう
に多極に着磁して界磁とし、同期機を構成するとともに
、永久磁石極対数ｐを５以上の奇数個そなえ、電機子歯
の円周面中心になす幅角ｔをｔ≦（π／ｐ）に設定する
ことを特徴とする永久界磁２相多極同期機である。
この場合、一回転で生ずるコギング振動数Ｎｃは２Ｘ
（２ｐ）になる。
（２ｐ）になる。
しかしながら、従来例および先行例の技術では、トルク
発生に寄与しない補助磁極や磁極表面溝を設けて、コギ
ングトルクを打消そうとするものなので、有効なトルク
を犠牲にせねばならず、また構造が複雑になってコスト
アップにつながる。
発生に寄与しない補助磁極や磁極表面溝を設けて、コギ
ングトルクを打消そうとするものなので、有効なトルク
を犠牲にせねばならず、また構造が複雑になってコスト
アップにつながる。
ここにおいて本発明は、簡単な構造で有効トルクをほと
んど犠牲にせず、コギングトルクを低減する多相永久磁
石形同期機を提供することを、その目的とする。
んど犠牲にせず、コギングトルクを低減する多相永久磁
石形同期機を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の３相永久磁石形同
期機においては、 回転子の永久磁石磁極がｐ極対数の磁極を有する３相同
期機で、 ｐ＝３ｎ＋ （１あるいは２） において ｎ≧１． ｐ≧５のように極数を多くして、電機子磁
極に電気角で３０’の位相差を与えるのにｐ＝５のとき
でも３０１５＝６°だけ中心位置をオフセットする。
期機においては、 回転子の永久磁石磁極がｐ極対数の磁極を有する３相同
期機で、 ｐ＝３ｎ＋ （１あるいは２） において ｎ≧１． ｐ≧５のように極数を多くして、電機子磁
極に電気角で３０’の位相差を与えるのにｐ＝５のとき
でも３０１５＝６°だけ中心位置をオフセットする。
さらに、２相永久磁石形同期機においては、回転子は永
久磁石磁極が対極数ｐを有する２相同期機で ｐ＝２ｎ＋１ において、 ｎ≧２． ｐ≧５のように極数を多くして、電機子磁
極に電気角で４５°の位相差を与えるのにｐ＝５のとき
でも４５１５−９’だけ中心位置をオフセットする。
久磁石磁極が対極数ｐを有する２相同期機で ｐ＝２ｎ＋１ において、 ｎ≧２． ｐ≧５のように極数を多くして、電機子磁
極に電気角で４５°の位相差を与えるのにｐ＝５のとき
でも４５１５−９’だけ中心位置をオフセットする。
上記のように構成された多相永久磁石形同期機では、電
機子磁極の溝幅があまり不均等にならず、電機子巻線を
巻装するのに支障はおきず、基本波トルクの低減も３．
４％にすぎず、コギングトルクは著しく減少する。
機子磁極の溝幅があまり不均等にならず、電機子巻線を
巻装するのに支障はおきず、基本波トルクの低減も３．
４％にすぎず、コギングトルクは著しく減少する。
すなわち、コギングトルクの１回転ごとの脈動数である
Ｎｃは、電機子ｍ１個について２ｐになるが、歯の位相
が電気角で１８０°異ったものは同一の脈動を起すので
、それがいくつあってもＮｃ＝は増えない。例えば、等
性情ピッチの場合３相６溝４極のものはＮｃ−３Ｘ４＝
１２となり、２相４溝６極ではＮｃ＝２Ｘ６＝１２とな
る。
Ｎｃは、電機子ｍ１個について２ｐになるが、歯の位相
が電気角で１８０°異ったものは同一の脈動を起すので
、それがいくつあってもＮｃ＝は増えない。例えば、等
性情ピッチの場合３相６溝４極のものはＮｃ−３Ｘ４＝
１２となり、２相４溝６極ではＮｃ＝２Ｘ６＝１２とな
る。
Ｎｃを大きくすれば一般にコギングトルクの振幅は減少
するので、溝数を少なく、Ｎｃを大にするよう、補助磁
極や補助溝などをつけるのが従来の手法である。
するので、溝数を少なく、Ｎｃを大にするよう、補助磁
極や補助溝などをつけるのが従来の手法である。
ここでは、３相てＴ）＝５を例にとると、従来の等ピッ
チではＮｃ＝ （６／２）Ｘ１０＝３０となるか、本発
明の一実施例のように、歯ピッチを一つおきに電気角で
３０’ずらせた不等分ピッチにすると Ｎｃ＝２Ｘ極数×溝数となり、 Ｎｃ＝６Ｘ１０＝６０ と大きくなりコギングトルク
の振幅は著しく低減することになる。
チではＮｃ＝ （６／２）Ｘ１０＝３０となるか、本発
明の一実施例のように、歯ピッチを一つおきに電気角で
３０’ずらせた不等分ピッチにすると Ｎｃ＝２Ｘ極数×溝数となり、 Ｎｃ＝６Ｘ１０＝６０ と大きくなりコギングトルク
の振幅は著しく低減することになる。
さらに、本発明の他の実施例のように、歯ピッチを一つ
おきに電気角で４５°ずらせた不等分ピッチにすると Ｎｃ−４Ｘ１０−４０ になり、これまたコギングトルクの振幅は一段とここで
整理すると、 となる。
おきに電気角で４５°ずらせた不等分ピッチにすると Ｎｃ−４Ｘ１０−４０ になり、これまたコギングトルクの振幅は一段とここで
整理すると、 となる。
本発明の一実施例における正断面図を第１図に示す。
この一実施例は３相１０極の場合である。
積層強磁性板よりなるヨーク１には
２×３（相数）＝６ の突極を構成する磁極２の各々に
集中巻コイル３を巻回し、電機子歯の磁極Ｕ、 Ｖ、
Ｗ、 Ｕ’ 、 Ｖ’ 、 Ｗ’ を形成シテあり、
この電機子磁極と空隙をもって対向させて、円筒永久磁
石４を隣同志で異磁極に１０等分して着磁した１０極の
回転子５を配設しである。
集中巻コイル３を巻回し、電機子歯の磁極Ｕ、 Ｖ、
Ｗ、 Ｕ’ 、 Ｖ’ 、 Ｗ’ を形成シテあり、
この電機子磁極と空隙をもって対向させて、円筒永久磁
石４を隣同志で異磁極に１０等分して着磁した１０極の
回転子５を配設しである。
第２図に電機子歯１個に対するコギング力と有効磁束の
関係を示す。
関係を示す。
このように電気角で１８０°異な名園は同じパターンの
コギングトルクを発生する。Ｕと Ｕ”は等歯ピッチの
場合はコギング力が同じパターンで加え合せられるので
２倍になるが、本発明のように不等ピッチで電気角３０
°ずらせであると、Ｕ、Ｖ、Ｗによるコギングトルクの
谷を、Ｕ Ｉ。
コギングトルクを発生する。Ｕと Ｕ”は等歯ピッチの
場合はコギング力が同じパターンで加え合せられるので
２倍になるが、本発明のように不等ピッチで電気角３０
°ずらせであると、Ｕ、Ｖ、Ｗによるコギングトルクの
谷を、Ｕ Ｉ。
ｖ’ 、 ｗ’ によるコギングトルクの山が埋めるこ
とになり、コギングトルクは非常に減少する。しかして
、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・はコギング力が右下が
り傾斜のゼロをよぎる点でコギング力の安定点であり、
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ・・・はコギング力が
右上がり傾斜のゼロをよぎる点でコギング力の不安定点
である。
とになり、コギングトルクは非常に減少する。しかして
、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・はコギング力が右下が
り傾斜のゼロをよぎる点でコギング力の安定点であり、
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ・・・はコギング力が
右上がり傾斜のゼロをよぎる点でコギング力の不安定点
である。
このようにコギングトルクは、基本波トルク（有効磁束
）の２倍高調波トルクになる。
）の２倍高調波トルクになる。
Ｕ、 Ｖ、 Ｗで基本波トルクは互いに１２０°の位相
差をもつので、２倍高調波のコギングトルクは互いに２
４０°の位相差をもつ。従って、１２０°位相と同じで
ある。
差をもつので、２倍高調波のコギングトルクは互いに２
４０°の位相差をもつ。従って、１２０°位相と同じで
ある。
コギングトルクが完全に正弦波であるならば、１２０°
相差の３つのコギングトルクの合成は零になるが、コギ
ングトルクには高調波トルク成分が重畳しているため実
際は零にならない。
相差の３つのコギングトルクの合成は零になるが、コギ
ングトルクには高調波トルク成分が重畳しているため実
際は零にならない。
Ｕ’ 、 Ｖ’ 、 Ｗ’ のように電機子磁極を電気
角で３０°ずらせると、コギングトルクの位相差は、６
０°ずれる。
角で３０°ずらせると、コギングトルクの位相差は、６
０°ずれる。
Ｕ、Ｖ、Ｗによるコギングトルクに、このＵｏ。
ｖ’ 、ｗ’ のコギングトルクが足されるので、谷を
山で埋めることになり、コギングトルクが大幅に減少す
る。
山で埋めることになり、コギングトルクが大幅に減少す
る。
第３図は、本発明の他の実施例の正断面図である。
すべての図面において、同一符号は同一部材を表わす。
この他の実施例は２相１０極永久磁石同期機で、インナ
ステータ、アウタロータで電気的に９０゜の位相差をも
つαとβで２相のコイル３（電機子α相巻線、電機子β
相巻線）を磁極２に巻回している。
ステータ、アウタロータで電気的に９０゜の位相差をも
つαとβで２相のコイル３（電機子α相巻線、電機子β
相巻線）を磁極２に巻回している。
フ
ァーａ間は ９０゜
フ
になるような不等ピッチの電機子磁極を形成し、さきの
一実施例と同様Ｎｃが増大しコギングトルクの振幅を減
少させている。
一実施例と同様Ｎｃが増大しコギングトルクの振幅を減
少させている。
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような数多くの格段の効果を奏する。■
６溝あるいは４溝で構造が簡単であり、巻線も自動巻
きが容易である。
下に記載されるような数多くの格段の効果を奏する。■
６溝あるいは４溝で構造が簡単であり、巻線も自動巻
きが容易である。
■ Ｎｃ＝６Ｘ２ｐあるいはＮｃ＝４Ｘ２ｐとなり、コ
ギングの脈動数が多く、振幅が非常にへる。
ギングの脈動数が多く、振幅が非常にへる。
■ 巻線スペースが十分にあるので、効率が高く温度上
昇を低くできる。
昇を低くできる。
■ 永久磁石として、レアアースなどの強力なものを用
いると、高トルクが出せる。
いると、高トルクが出せる。
■ ラミネートできる磁路なので鉄損が小さいから、高
周波での高速運転も可能となる。
周波での高速運転も可能となる。
第１図は本発明の一実施例の正断面図、第２図は電機子
歯１個に対するコギング力と有効磁束の関係図、第３図
は本発明の他の実施例の正断面図である。 １・・・ヨーク、２・・・磁極（電機子ｍ）、３・・・
コイル、４・・・永久磁石、５・・・回転子、６・・・
軸。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ｎ伴バＱ釈
歯１個に対するコギング力と有効磁束の関係図、第３図
は本発明の他の実施例の正断面図である。 １・・・ヨーク、２・・・磁極（電機子ｍ）、３・・・
コイル、４・・・永久磁石、５・・・回転子、６・・・
軸。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ｎ伴バＱ釈
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、固定子は６個の溝を有する鉄心で、回転子は極対数
ｐの永久磁石磁極を有する３相同期電動機において、 ｐ＝３ｎ＋（１あるいは２） ｎ≧１ ｐ≧５ ｎは整数であり 固定子歯の歯幅が回転子の中心になす角をはｔ≦π／ｐ の関係を満し、かつ、 固定子歯の中心位置を歯ピッチが回転子の中心になす角
が ６０−（３０／ｐ）と６０＋（３０／ｐ） の交代の不等分ピッチにした ことを特徴とする多相永久磁石形同期機。 ２、固定子は４個の溝を有する鉄心で、回転子は極対数
ｐの永久磁石磁極を有する２相同期電動機において、 ｐ＝２ｎ＋１ ｎ≧２ ｐ≧５ ｎは整数であり 固定子歯の歯幅が回転子の中心になす角をはｔ≦π／ｐ の関係を満し、かつ、 固定子歯の中心位置を歯ピッチが回転子の中心になす角
が ９０°、９０°＋（４５°／ｐ）、９０°、９０−（４
５°／ｐ）の不等分ピッチにししたことを特徴とする多
相永久磁石形同期機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057648A JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057648A JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01231645A true JPH01231645A (ja) | 1989-09-14 |
| JPH0810970B2 JPH0810970B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=13061718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63057648A Expired - Fee Related JPH0810970B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 多相永久磁石形同期機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810970B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012040542A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Northern Power Systems, Inc. | Sectionalized electrochemical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics |
| AT13220U1 (de) * | 2007-12-10 | 2013-08-15 | Koenig Heinrich | Rollenbahn und Rollenbahn-Antrieb |
| US8789274B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-07-29 | Northern Power Systems, Inc. | Method and system for servicing a horizontal-axis wind power unit |
| US8816546B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-08-26 | Northern Power Systems, Inc. | Electromagnetic rotary machines having modular active-coil portions and modules for such machines |
| US9281731B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-03-08 | Northem Power Systems, Inc. | Method for maintaining a machine having a rotor and a stator |
| US9359994B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-06-07 | Northern Power Systems, Inc. | Module-handling tool for installing/removing modules into/from an electromagnetic rotary machine having a modularized active portion |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63057648A patent/JPH0810970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT13220U1 (de) * | 2007-12-10 | 2013-08-15 | Koenig Heinrich | Rollenbahn und Rollenbahn-Antrieb |
| WO2012040542A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Northern Power Systems, Inc. | Sectionalized electrochemical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics |
| CN103210566A (zh) * | 2010-09-23 | 2013-07-17 | 北方动力系统效用公司 | 具有低转矩脉动和低变动转矩特性的分段机电机器 |
| US8789274B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-07-29 | Northern Power Systems, Inc. | Method and system for servicing a horizontal-axis wind power unit |
| US8816546B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-08-26 | Northern Power Systems, Inc. | Electromagnetic rotary machines having modular active-coil portions and modules for such machines |
| US8912704B2 (en) | 2010-09-23 | 2014-12-16 | Northern Power Systems, Inc. | Sectionalized electromechanical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics |
| US9281731B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-03-08 | Northem Power Systems, Inc. | Method for maintaining a machine having a rotor and a stator |
| US9359994B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-06-07 | Northern Power Systems, Inc. | Module-handling tool for installing/removing modules into/from an electromagnetic rotary machine having a modularized active portion |
| CN103210566B (zh) * | 2010-09-23 | 2016-10-12 | 北方动力系统公司 | 具有低转矩脉动和低变动转矩特性的分段机电机器 |
| US9812909B2 (en) | 2010-09-23 | 2017-11-07 | Weg Electric Corp | Sectionalized electromechanical machines having low torque ripple and low cogging torque characteristics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810970B2 (ja) | 1996-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |