JPH0219695B2 - - Google Patents
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- JPH0219695B2 JPH0219695B2 JP59006759A JP675984A JPH0219695B2 JP H0219695 B2 JPH0219695 B2 JP H0219695B2 JP 59006759 A JP59006759 A JP 59006759A JP 675984 A JP675984 A JP 675984A JP H0219695 B2 JPH0219695 B2 JP H0219695B2
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- Japan
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- field
- armature
- cogging force
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- salient pole
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Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、給電することにより回転出力を得る
ことができる電動機、あるいは外部から回転力を
与えることにより電気出力を得ることができる発
電機といつた回転電機に関するものである。
ことができる電動機、あるいは外部から回転力を
与えることにより電気出力を得ることができる発
電機といつた回転電機に関するものである。
一般に、電機子巻線を施すために電機子鉄心に
溝を設けて突極構造にした回転電機は、突極構造
でない回転電機に較べて電機子巻線に多くの界磁
磁束を鎖交させることができるため、小型、軽量
で大きな出力が得られる回転電機となる。しか
し、電機子鉄心が突極構造の場合には、電機子鉄
心が磁気的に不均一な構造であるために、例えば
永久磁石などにより構成される界磁部との相互作
用によつてコギングを発生するという欠点があ
る。
溝を設けて突極構造にした回転電機は、突極構造
でない回転電機に較べて電機子巻線に多くの界磁
磁束を鎖交させることができるため、小型、軽量
で大きな出力が得られる回転電機となる。しか
し、電機子鉄心が突極構造の場合には、電機子鉄
心が磁気的に不均一な構造であるために、例えば
永久磁石などにより構成される界磁部との相互作
用によつてコギングを発生するという欠点があ
る。
このことについて第１図および第２図を参照し
て説明する。第１図は電機子が突極構造の従来の
回転電機の一例の概略断面図である。
て説明する。第１図は電機子が突極構造の従来の
回転電機の一例の概略断面図である。
同図において、１は２極に着磁された円環状の
永久磁石で構成された界磁部、２は電機子を構成
する電機子鉄心であり、これは３つの突極部２
ａ，２ｂ，２ｃを有する。そして上記突極部２
ａ，２ｂ，２ｃは前記界磁部１の着磁された内面
と所要間隙あけて対向せられ、界磁部１と電機子
鉄心２のうち、いずれか一方が他方に対して回転
自在となつている。なお、３ａ，３ｂ，３ｃは複
数の突極２ａ，２ｂ，２ｃ及びこれらの突極間に
形成された巻線用の溝であり、また、４ａ，４
ｂ，４ｃは突極部２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれ集
中巻きして巻装された３相の電機子巻線である。
永久磁石で構成された界磁部、２は電機子を構成
する電機子鉄心であり、これは３つの突極部２
ａ，２ｂ，２ｃを有する。そして上記突極部２
ａ，２ｂ，２ｃは前記界磁部１の着磁された内面
と所要間隙あけて対向せられ、界磁部１と電機子
鉄心２のうち、いずれか一方が他方に対して回転
自在となつている。なお、３ａ，３ｂ，３ｃは複
数の突極２ａ，２ｂ，２ｃ及びこれらの突極間に
形成された巻線用の溝であり、また、４ａ，４
ｂ，４ｃは突極部２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれ集
中巻きして巻装された３相の電機子巻線である。
ここで、第１図の回転電機を電動機と考える
と、電機子巻線４ａ，４ｂ，４ｃに順々電流を流
すことにより、界磁部１との間で電磁的な相互作
用を発生させて持続的な回転トルクを得ることが
できる。
と、電機子巻線４ａ，４ｂ，４ｃに順々電流を流
すことにより、界磁部１との間で電磁的な相互作
用を発生させて持続的な回転トルクを得ることが
できる。
また、第１図の回転電機を発電機と考えるなら
ば、回転子である界磁部１を外部から回転させる
こにより電機子巻線４ａ，４ｂ，４ｃに３相の交
流信号を得ることができる。
ば、回転子である界磁部１を外部から回転させる
こにより電機子巻線４ａ，４ｂ，４ｃに３相の交
流信号を得ることができる。
ところで、コギング力は界磁部と電機子の間の
磁場に貯えられた磁気エネルギーが両者の相対的
な回転に応じて変化することにより生じるもので
あり、特に、界磁部の磁気的不均一性（磁極に起
因）と電機子鉄心の磁気的不均一性（溝に起因）
の両者に関係して発生し、第１図のごとく界磁部
１と電機子鉄心２の突極部２ａ，２ｂ，２ｃの両
方に磁気的な周期性がある場合には、一般に、そ
の両者に共通して存在する調波成分（整合成分）
のコギング力が生じる。
磁場に貯えられた磁気エネルギーが両者の相対的
な回転に応じて変化することにより生じるもので
あり、特に、界磁部の磁気的不均一性（磁極に起
因）と電機子鉄心の磁気的不均一性（溝に起因）
の両者に関係して発生し、第１図のごとく界磁部
１と電機子鉄心２の突極部２ａ，２ｂ，２ｃの両
方に磁気的な周期性がある場合には、一般に、そ
の両者に共通して存在する調波成分（整合成分）
のコギング力が生じる。
この点に対処するものとして、上記調波成分の
次数を高くすることにより、コギング力を小さく
する手段が提案されている（例、特公昭58−
42707号公報）。第２図はかかる方式の一例を示す
ものであつて、この例で、第１図の例と異なると
ころは、電機子鉄心１２の突極部１２ａ，１２
ｂ，１２ｃで、界磁部１と対向する部分に補助溝
５a1，５a2，５b1，５b2，５c1，５c2を設けた点
である。なお、上記各補助溝５a1〜５c2は界磁部
１または電機子の回転軸すなわち、中心点Ａを通
る軸心線の長手方向（図面の紙面に対して垂直な
方向）に設けられている。
次数を高くすることにより、コギング力を小さく
する手段が提案されている（例、特公昭58−
42707号公報）。第２図はかかる方式の一例を示す
ものであつて、この例で、第１図の例と異なると
ころは、電機子鉄心１２の突極部１２ａ，１２
ｂ，１２ｃで、界磁部１と対向する部分に補助溝
５a1，５a2，５b1，５b2，５c1，５c2を設けた点
である。なお、上記各補助溝５a1〜５c2は界磁部
１または電機子の回転軸すなわち、中心点Ａを通
る軸心線の長手方向（図面の紙面に対して垂直な
方向）に設けられている。
この結果、補助溝を設けることにより、実質的
にコギング力の原因となる溝の数を増したことに
なつて、鉄心による調波成分が、補助溝を２個設
けたとすれば３倍の周波数となるので高周波成分
となり、コギング力が減少するものである。しか
し、かかる手段では、界磁部の着磁状態がある特
定の場合にのみ有効であるが、この着磁状態が変
化すると、第６図に示す如くコギング力が変化し
てしまう欠点がある。
にコギング力の原因となる溝の数を増したことに
なつて、鉄心による調波成分が、補助溝を２個設
けたとすれば３倍の周波数となるので高周波成分
となり、コギング力が減少するものである。しか
し、かかる手段では、界磁部の着磁状態がある特
定の場合にのみ有効であるが、この着磁状態が変
化すると、第６図に示す如くコギング力が変化し
てしまう欠点がある。
第６図は、磁束波形の形状変化に伴なつて、コ
ギング力がいかように変化するかを示すものであ
り、図において、破線l1は第１図の例の場合のコ
ギング力変化曲線であり、一点鎖線l2は第２図の
例の場合のコギング力変化曲線である。
ギング力がいかように変化するかを示すものであ
り、図において、破線l1は第１図の例の場合のコ
ギング力変化曲線であり、一点鎖線l2は第２図の
例の場合のコギング力変化曲線である。
一般に、界磁部をバラツキなく一定の状態に着
磁することは困難であり、着磁ヘツドのバラツ
キ、同ヘツドと界磁部の永久磁石とのギヤツプの
バラツキ、着磁時の電流、時間等のバラツキは必
ず生ずるものあり、この結果、磁束波形が矩形波
（θ＝0゜）から三角波（θ＝90゜）の間で変化して
しまい（第７図参照）、これがあることによつて
コギング力に大きなバラツキを生ずる。また、上
記の如く、突極部に複数の補助溝を設ける際に
は、金型が復雑になり、しかも補助溝の部分の金
型が弱くなり、金型の寿命も短くなつてしまう。
磁することは困難であり、着磁ヘツドのバラツ
キ、同ヘツドと界磁部の永久磁石とのギヤツプの
バラツキ、着磁時の電流、時間等のバラツキは必
ず生ずるものあり、この結果、磁束波形が矩形波
（θ＝0゜）から三角波（θ＝90゜）の間で変化して
しまい（第７図参照）、これがあることによつて
コギング力に大きなバラツキを生ずる。また、上
記の如く、突極部に複数の補助溝を設ける際に
は、金型が復雑になり、しかも補助溝の部分の金
型が弱くなり、金型の寿命も短くなつてしまう。
本発明は、突極部に凸部を設けることにより、
界磁部の着磁状態にバラツキがあつても、コギン
グ力をほぼ一定の低トルクにすることのできる回
転電機を提供することを目的とする。
界磁部の着磁状態にバラツキがあつても、コギン
グ力をほぼ一定の低トルクにすることのできる回
転電機を提供することを目的とする。
以下、本発明を第３図に示す実施例につき説明
するに、同図の実施例において、第１図の従来例
と相異するところは、電機子鉄心２２の突極部２
２ａ，２２ｂ，２２ｃの界磁部１と対向する部位
に、突部２２a1，２２b1，２２c1をそれぞれ設け
たことにある。
するに、同図の実施例において、第１図の従来例
と相異するところは、電機子鉄心２２の突極部２
２ａ，２２ｂ，２２ｃの界磁部１と対向する部位
に、突部２２a1，２２b1，２２c1をそれぞれ設け
たことにある。
この凸部２２a1，２２b1，２２c1は、この実施
例では界磁部１の磁極数が２となつているから、
巻線用の溝３ａ，３ｂ，３ｃに対して、360゜／２
（＝180゜）だけ、円周方向にそれぞれずれた部位
に設けられる。即ち、この例の場合には、凸部２
２a1，２２b1，２２c1が電機子鉄心２２の中心に
対して、溝３ａ，３ｂ，３ｃと相対向した部位に
設けられることになる。
例では界磁部１の磁極数が２となつているから、
巻線用の溝３ａ，３ｂ，３ｃに対して、360゜／２
（＝180゜）だけ、円周方向にそれぞれずれた部位
に設けられる。即ち、この例の場合には、凸部２
２a1，２２b1，２２c1が電機子鉄心２２の中心に
対して、溝３ａ，３ｂ，３ｃと相対向した部位に
設けられることになる。
また、第４図に示す如く、凸部２２a1，２２
b1，２２c1の角度θ1については、溝３ａ，３ｂ，
３ｃの角度θ1と同一にすることが好ましいが、発
生トルクおよびコギング力の許容範囲から、θ1＝
（0.5〜２）・θ2の範囲であれば実用上問題はない。
さらに凸部の高さｔについても、発生トルクとの
相対関係から適宜に設定され得るものであるが、
ｔを大きくすると、コギング力に対しては有効で
あつても、界磁部１との間の有効磁束が減少する
ので、発生トルクは減少してしまう。逆にｔを小
さくすると、発生トルクは増大するが、コギング
力に対しては効果が小さくなる。従つて、このｔ
の値も両者の関係から設定するのがよい。
b1，２２c1の角度θ1については、溝３ａ，３ｂ，
３ｃの角度θ1と同一にすることが好ましいが、発
生トルクおよびコギング力の許容範囲から、θ1＝
（0.5〜２）・θ2の範囲であれば実用上問題はない。
さらに凸部の高さｔについても、発生トルクとの
相対関係から適宜に設定され得るものであるが、
ｔを大きくすると、コギング力に対しては有効で
あつても、界磁部１との間の有効磁束が減少する
ので、発生トルクは減少してしまう。逆にｔを小
さくすると、発生トルクは増大するが、コギング
力に対しては効果が小さくなる。従つて、このｔ
の値も両者の関係から設定するのがよい。
なお、上記凸部２２a1，２２b1，２２c1は一般
汎用的には、各溝に対して、（360゜／界磁極数）
だけ、円周方向にずれた部位にそれぞれ設けられ
ることになる。
汎用的には、各溝に対して、（360゜／界磁極数）
だけ、円周方向にずれた部位にそれぞれ設けられ
ることになる。
ここで、第５図は第３図をモデル的に展開した
ものを示しており、この図において、まず、ａの
状態では、鉄心２２が図示右方向に移動している
時には、界磁１の中性点から突極２２ａの左端が
離れようとしている。このとき、部にてコギン
グ力が発生するが、部において、界磁の中性点
に対して、突極２２ｂの凸部２２b1の右端に入ろ
うとしており、、の各部においては、コギン
グ力の方向が互いに逆となつて、コギング力は全
体としては相殺される。これに対し、ｂ図の状態
では、コギング力は発生しない。またｃ図では、
、部においてａ図と同様に互いに相殺される
ので、全体としてはコギング力は小さくなる。こ
の結果、互いに相殺されるようになるため、界磁
１の波形にはほとんど影響されなくなり、第６図
において、実線l3で示す如く、磁束波形が変化し
ても、コギング力はほとんど変化しない。
ものを示しており、この図において、まず、ａの
状態では、鉄心２２が図示右方向に移動している
時には、界磁１の中性点から突極２２ａの左端が
離れようとしている。このとき、部にてコギン
グ力が発生するが、部において、界磁の中性点
に対して、突極２２ｂの凸部２２b1の右端に入ろ
うとしており、、の各部においては、コギン
グ力の方向が互いに逆となつて、コギング力は全
体としては相殺される。これに対し、ｂ図の状態
では、コギング力は発生しない。またｃ図では、
、部においてａ図と同様に互いに相殺される
ので、全体としてはコギング力は小さくなる。こ
の結果、互いに相殺されるようになるため、界磁
１の波形にはほとんど影響されなくなり、第６図
において、実線l3で示す如く、磁束波形が変化し
ても、コギング力はほとんど変化しない。
以上、本発明によれば、巻線用の各溝に対して
（360゜／界磁極数又はこの整数倍）だけ、ずれた
位置であつて、かつ、界磁と対向する、突極部の
部位に、凸部を設けたものであるから、巻線用の
溝により生じるコギング力を、その凸部によつて
互いに相殺することができ、コギング力を全体に
おいて著しく減少させることができる。また、巻
線用の溝によるコギング力を凸部により直接的に
打ち消すため、界磁の磁束波形即ち、着磁状態に
はほとんど影響されなくなり、界磁に対する着磁
にバラツキがあつても、コギング力を減少させる
ことができ、品質の安定した回転電機が得られ
る。
（360゜／界磁極数又はこの整数倍）だけ、ずれた
位置であつて、かつ、界磁と対向する、突極部の
部位に、凸部を設けたものであるから、巻線用の
溝により生じるコギング力を、その凸部によつて
互いに相殺することができ、コギング力を全体に
おいて著しく減少させることができる。また、巻
線用の溝によるコギング力を凸部により直接的に
打ち消すため、界磁の磁束波形即ち、着磁状態に
はほとんど影響されなくなり、界磁に対する着磁
にバラツキがあつても、コギング力を減少させる
ことができ、品質の安定した回転電機が得られ
る。
第１図および第２図は従来の各例の断面図、第
３図は本発明実施例の回転電機の断面図、第４図
は電機子鉄心の要部断面図、第５図はコギング力
が相殺されることを説明するのに用いた、第３図
をモデル的に展開した図、第６図は従来例と本発
明例に関するコギング力の変化曲線図、第７図は
磁束波形が変化することを説明するための図であ
る。 １……界磁、３ａ，３ｂ，３ｃ……巻線用の
溝、２２……電機子、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…
…突極、２２a1，２２b1，２２c1……凸部。
３図は本発明実施例の回転電機の断面図、第４図
は電機子鉄心の要部断面図、第５図はコギング力
が相殺されることを説明するのに用いた、第３図
をモデル的に展開した図、第６図は従来例と本発
明例に関するコギング力の変化曲線図、第７図は
磁束波形が変化することを説明するための図であ
る。 １……界磁、３ａ，３ｂ，３ｃ……巻線用の
溝、２２……電機子、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…
…突極、２２a1，２２b1，２２c1……凸部。
Claims (1)
- １ 偶数極に着磁された永久磁石界磁と、該界磁
に対向して配設された複数の突極及び該突極間に
形成された巻線用の溝を有する電機子とを備え、
かつ、前記界磁と電機子のうちのいずれか一方を
他方に対して回転させる回転電機において、前記
電機子の突極の前記界磁に対向する部位にして、
かつ、前記巻線用の各溝の位置に対して（360゜／
界磁極数又はこの整数倍）だけずれた部位に凸部
を設けたことを特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP675984A JPS60152240A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP675984A JPS60152240A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152240A JPS60152240A (ja) | 1985-08-10 |
| JPH0219695B2 true JPH0219695B2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=11647103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP675984A Granted JPS60152240A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152240A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08156858A (ja) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Goushi Giken Kogyo Kk | 二輪自動車のシートカバー装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63171142A (ja) * | 1987-01-06 | 1988-07-14 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 回転電機 |
| JPS6485555A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Fanuc Ltd | Addendum shape of armature core of motor |
| DE3941102A1 (de) * | 1989-12-13 | 1991-06-20 | Philips Patentverwaltung | Buerstenloser gleichstrommotor |
| JP3519983B2 (ja) | 1999-04-07 | 2004-04-19 | マブチモーター株式会社 | 小型モータ及びその製造方法 |
| IT1320322B1 (it) * | 2000-04-28 | 2003-11-26 | Filippis Pietro De | Motore brushless a magneti permanenti. |
| JP3790438B2 (ja) * | 2001-05-07 | 2006-06-28 | 建準電機工業股▲分▼有限公司 | 電動機のステータ組の改良構造 |
| JP2003143784A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-05-16 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | コア付きモータ及びコアの製造方法 |
| JP4726564B2 (ja) | 2005-07-20 | 2011-07-20 | ヤマハ発動機株式会社 | 回転電機及び電動車椅子 |
| JP4993883B2 (ja) | 2005-07-20 | 2012-08-08 | ヤマハ発動機株式会社 | 回転電機及び電動車椅子 |
| JP4712465B2 (ja) * | 2005-07-20 | 2011-06-29 | ヤマハ発動機株式会社 | 回転電機及び電動車椅子 |
| JP2007209186A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機及び同期電動機の製造方法 |
| CN101529698B (zh) | 2007-02-26 | 2011-09-21 | 三菱电机株式会社 | 永磁式马达及封闭式压缩机及风机马达 |
| US20110018384A1 (en) * | 2008-03-26 | 2011-01-27 | Nidec Corporation | Motor |
| CN106464112B (zh) * | 2014-06-19 | 2019-03-26 | 日本电产株式会社 | 马达 |
Citations (1)
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48109403U (ja) * | 1972-03-23 | 1973-12-17 | ||
| JPS5122701U (ja) * | 1974-08-09 | 1976-02-19 | ||
| JPS5441504U (ja) * | 1977-08-30 | 1979-03-20 | ||
| JPS5470007U (ja) * | 1977-10-27 | 1979-05-18 | ||
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-
1984
- 1984-01-18 JP JP675984A patent/JPS60152240A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH08156858A (ja) * | 1994-12-01 | 1996-06-18 | Goushi Giken Kogyo Kk | 二輪自動車のシートカバー装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60152240A (ja) | 1985-08-10 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |