JPH05252706A - Motor - Google Patents

Motor

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JPH05252706A
JPH05252706A JP7903492A JP7903492A JPH05252706A JP H05252706 A JPH05252706 A JP H05252706A JP 7903492 A JP7903492 A JP 7903492A JP 7903492 A JP7903492 A JP 7903492A JP H05252706 A JPH05252706 A JP H05252706A
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salient
poles
degrees
pole
salient poles
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Yoshiaki Hara
芳明 原
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NAGANO NIPPON DENSAN KK
NIHON DENSAN NAGANO KK
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NAGANO NIPPON DENSAN KK
NIHON DENSAN NAGANO KK
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Abstract

PURPOSE:To improve torque ripple too and thereby to improve rotation precision by effectively reducing the torque ripple caused by the torque by the magnetic flux corresponding to odd high frequency. CONSTITUTION:A rotor magnet 16 has eight magnetic poles N, S, N ... being magnetized in radial direction in the shape of symmetry after rotation, and the intensity of the magnetization in circumferential direction is in nearly trapezoidal shape. The center angles of the salient poles U1, U2, U3; V1, V2, and V3, W1, W2, and W3 of an armature core 18 are substantially 36 deg. each, and this is equivalent to an electrical angle of 144, and corresponds to twice one wavelength of the fifth higher harmonics. The magnetic flux corresponding to the fifth higher harmonics short-circuits, passing through the vicinity of the surface of each salient pole, and the total sum becomes substantially zero. The magnetic flux corresponding to the fifth higher harmonics does not interlink to the windings u, v, and w wound on each salient pole, and torque corresponding to the fifth higher harmonics does not occur.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁化の強さが周方向に
略台形波状に変化するマグネットと、突極を有する電機
子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成された電
動機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor in which a magnet whose strength of magnetization changes in a substantially trapezoidal wave shape in the circumferential direction and an armature having an armature core having salient poles are relatively rotatable. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術及び解決しようとする課題】磁化の強さが
周方向に略台形波状に変化するマグネットと、突極を有
する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成
されたブラシレススピンドルモータ等の電動機において
は、マグネットと電機子との間で相対回転が生ずること
により、電機子付近を通る磁束の変化波形は、基本波に
加えて奇数次高調波を含むものとなる。
2. Description of the Related Art A brushless structure in which a magnet whose magnetization intensity changes in a substantially trapezoidal wave shape in the circumferential direction and an armature having an armature core having salient poles are relatively rotatable. In an electric motor such as a spindle motor, a relative rotation occurs between a magnet and an armature, so that a change waveform of a magnetic flux passing near the armature includes an odd harmonic in addition to a fundamental wave.

【0003】そのため、奇数次高調波に対応する磁束が
突極に捲回された巻線に鎖交して奇数次高調波に対応す
るトルクが発生し、トルクリップルの増大を招くと共
に、回転精度の向上を妨げていた。
Therefore, the magnetic flux corresponding to the odd harmonics is linked to the windings wound on the salient poles to generate the torque corresponding to the odd harmonics, which causes an increase in the torque ripple and the rotation accuracy. Was hindering the improvement of

【0004】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、奇数次高調波に対応する磁束によるトルクに起
因するトルクリップルが効果的に低減され、それにより
回転精度も向上させ得る電動機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems existing in the prior art, and an object thereof is to provide a torque ripple caused by a torque due to a magnetic flux corresponding to an odd harmonic. It is an object of the present invention to provide an electric motor in which the rotation speed is effectively reduced, and thereby the rotation accuracy can be improved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動機は、周方向の磁極の変化に伴う磁化
の強さの変化が略台形波状をなすマグネットと、突極を
有する電機子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構
成された電動機であって、前記突極の中心角がそれぞれ
電気角において実質上(72n−10)度乃至72n度
[nは正の整数]であるものとしている。
In order to achieve the above object, an electric motor of the present invention has a magnet having a substantially trapezoidal wave-like shape in which a change in the magnetization strength associated with a change in a magnetic pole in the circumferential direction has a salient pole. An electric motor configured to be rotatable relative to an armature including an armature core, wherein a central angle of each salient pole is substantially (72n-10) degrees to 72n degrees [n is a positive integer] in electrical angle. ] Is assumed.

【0006】また本発明の電動機は、上記マグネットが
8極の磁極を8回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上33.5度乃至36
度の突極を9回回転対称状に9極有し、各突極には、Y
結線された3相の巻線のうち何れか1相の巻線が捲回さ
れ、各相の巻線は、1極おきの3極の突極に捲回されて
いるものとすることができる。
Further, in the electric motor of the present invention, the magnet has eight magnetic poles in eight-fold rotational symmetry, and the armature core has a central angle of substantially 33.5 to 36 degrees in mechanical angle.
9 salient poles in 9-fold rotational symmetry, and each salient pole has Y
Any one phase winding among the connected three-phase windings may be wound, and each phase winding may be wound around three salient poles every other pole. ..

【0007】更に本発明の電動機は、上記マグネットが
4極の磁極を4回回転対称状に有し、上記電機子コア
が、中心角が機械角において実質上31度乃至36度の
3極の突極と実質上67度乃至72度の3極の突極と
を、周方向に交互且つ等間隔に、而も3回回転対称状に
有し、各突極には、Y結線された3相の巻線のうち何れ
か1相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線
の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なって
いるものとすることもできる。
Further, in the electric motor of the present invention, the magnet has four magnetic poles in a four-fold rotational symmetry, and the armature core has three magnetic poles whose central angle is substantially 31 to 36 degrees in mechanical angle. The salient poles and the three salient poles of substantially 67 degrees to 72 degrees are alternately and equidistantly arranged in the circumferential direction, so that they are rotationally symmetrical three times, and each salient pole has three Y-connections. Any one of the phase windings is wound, and the phase of the winding wound on any salient pole is different from the phase of the winding wound on the salient poles on both sides. It can also be one.

【0008】[0008]

【作用】請求項1の発明においては、マグネットの周方
向の磁極変化に伴い、磁化の強さが周方向に略台形波状
に変化するので、マグネットと電機子との間で相対回転
することにより、電機子付近を通る磁束の変化波形は、
基本波に加えて奇数次高調波を含むものとなる。ところ
が、電機子コアの突極の中心角は、それぞれ電気角にお
いて実質上(72n−10)度乃至72n度であって、
第5高調波の1波長のn倍に実質的に対応する。そのた
め、第5高調波に対応する磁束は、マグネットの磁極と
電機子コアの突極との相対角度位置の如何に拘らず、各
突極の表面近くを通って短絡し、その総和は実質上0に
なる。従って実質上、第5高調波に対応する磁束は突極
に捲回された巻線に鎖交せず、第5高調波に対応するト
ルクは発生しないこととなる。電機子コアの突極には、
マグネットとの間で磁束の回り込みが生ずるので、突極
の中心角が電気角において実質上72n度未満(72n
−10)度以上であっても、実質的に前記のような作用
が生ずる。
According to the invention of claim 1, the strength of the magnetization changes in a substantially trapezoidal wave shape in the circumferential direction in accordance with the change in the magnetic pole in the circumferential direction of the magnet, so that the magnet and the armature rotate relative to each other. , The change waveform of the magnetic flux passing near the armature is
It will contain odd harmonics in addition to the fundamental wave. However, the central angle of the salient poles of the armature core is substantially (72n-10) to 72n degrees in terms of electrical angle,
Substantially corresponds to n times one wavelength of the fifth harmonic. Therefore, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is short-circuited near the surface of each salient pole regardless of the relative angular position between the magnetic pole of the magnet and the salient pole of the armature core, and the total sum is substantially It becomes 0. Therefore, substantially, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic does not interlink with the winding wound around the salient pole, and the torque corresponding to the fifth harmonic is not generated. On the salient pole of the armature core,
Since the magnetic flux wraps around with the magnet, the central angle of the salient poles is substantially less than 72n degrees in electrical angle (72n
Even if it is -10) or more, the above-mentioned action is substantially produced.

【0009】請求項2の発明においては、マグネットの
磁極が8極であるから、33.5乃至36度機械角であ
る電機子コアの突極の中心角は、134乃至144度電
気角に相当する。従って実質上、第5高調波に対応する
磁束は突極に捲回された巻線に鎖交せず、第5高調波に
対応するトルクは発生しないこととなる。
In the invention of claim 2, since the magnetic poles of the magnet have eight poles, the central angle of the salient poles of the armature core, which is a mechanical angle of 33.5 to 36 degrees, corresponds to an electrical angle of 134 to 144 degrees. To do. Therefore, substantially, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic does not interlink with the winding wound around the salient pole, and the torque corresponding to the fifth harmonic is not generated.

【0010】マグネットは8極の磁極を8回回転対称状
に有し、電機子コアは9回回転対称状に9極の突極を有
しており、各突極には、Y結線された3相の巻線のうち
何れか1相の巻線が捲回され、各相の巻線は、1極おき
の3極の突極に捲回されているので、120度電気角ず
つ位相の異なる実質上対称な3相の電流を各巻線に流す
ことにより、第3高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
The magnet has eight magnetic poles in eight-fold rotational symmetry, and the armature core has nine magnetic salient poles in nine-fold rotational symmetry, and each salient pole is Y-connected. Any one of the three-phase windings is wound, and the windings of each phase are wound on three salient poles every other pole. By passing different substantially symmetrical three-phase currents through the respective windings, torque due to the magnetic flux corresponding to the third harmonic is not generated.

【0011】請求項3の発明においては、マグネットの
磁極が4極であるから、31乃至36度機械角である電
機子コアの3極の突極の中心角は62乃至72度電気角
に相当し、67乃至72度機械角である電機子コアの3
極の突極の中心角は134乃至144度電気角に相当す
る。従って実質上、第5高調波に対応する磁束は突極に
捲回された巻線に鎖交せず、第5高調波に対応するトル
クは発生しないこととなる。
According to the third aspect of the present invention, since the magnet has four magnetic poles, the central angle of the three salient poles of the armature core, which is a mechanical angle of 31 to 36 degrees, corresponds to an electrical angle of 62 to 72 degrees. 3 of the armature core with a mechanical angle of 67 to 72 degrees
The central angle of the salient poles corresponds to an electrical angle of 134 to 144 degrees. Therefore, substantially, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic does not interlink with the winding wound around the salient pole, and the torque corresponding to the fifth harmonic is not generated.

【0012】マグネットは4極の磁極を4回回転対称状
に有し、電機子コアは、3極ずつの2種類の突極を周方
向に交互且つ等間隔に、而も3回回転対称状に有してお
り、各突極には、Y結線された3相の巻線のうち何れか
1相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線の
相はその両側の突極に捲回された巻線の相と異なってい
るので、120度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な
3相の電流を各巻線に流すことにより、実質上、第3高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
The magnet has four magnetic poles in four-fold rotational symmetry, and the armature core has two types of three salient poles, which are three poles alternately in the circumferential direction, at equal intervals, and three-fold rotational symmetry. Each salient pole is wound with one of the Y-connected three-phase windings, and the phase of the winding wound on any salient pole is Since the phases of the windings wound on the salient poles on both sides are different, a substantially symmetrical three-phase current having a phase difference of 120 degrees electrical angle is applied to each winding, so that the third harmonic wave is substantially generated. Therefore, the torque due to the magnetic flux corresponding to is not generated.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を、図1乃至図4を参照しつ
つ説明する。図1乃至図3は、本発明の1実施例として
のアウターロータ型の3相8極モータについてのもので
あって、図1はその模式図である。10は、ロータを構
成する界磁手段、12は、ステータを構成する電機子で
あって、界磁手段10は、電機子12に対し同軸状に回
転自在に支持されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 relate to an outer rotor type three-phase eight-pole motor as one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram thereof. Reference numeral 10 is a field means that constitutes a rotor, and 12 is an armature that constitutes a stator. The field means 10 is rotatably supported coaxially with the armature 12.

【0014】界磁手段10は、円筒状のロータヨーク1
4と、そのロータヨーク14に内嵌された円筒状のロー
タマグネット16からなる。ロータマグネット16は、
半径方向に着磁された8極の磁極N、S、N・・・・Sを8
回回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化
する。従って各磁極N、S、N・・・・Sの中心角は45度
である。周方向の磁極N、S、N・・・・Sの変化に伴う磁
化の強さの変化は、図2に示されるような略台形波状を
なしている。
The field means 10 is a cylindrical rotor yoke 1
4 and a cylindrical rotor magnet 16 fitted in the rotor yoke 14 thereof. The rotor magnet 16 is
8 magnetic poles N, S, N ...
It has a rotational symmetry, and the polarity changes alternately in the circumferential direction. Therefore, the central angle of each magnetic pole N, S, N ... S is 45 degrees. The change in the strength of magnetization due to the change in the magnetic poles N, S, N ... S in the circumferential direction has a substantially trapezoidal wave shape as shown in FIG.

【0015】電機子12は、主に電機子コア18と巻線
u、v及びwからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア18の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部18aから半径方向外方へ突出する突極U
1、W3、U2、V1、U3、V2、W1、V3及びW
2を、9回回転対称状に9極有するものとなっている。
これらの突極の形状は、各外周部18bが周方向に拡開
した略T字状をなしており、その外周部18bの中心角
は実質上36度、すなわち144度電気角である。従っ
て、各突極U1、W3、U2、V1、U3、V2、W
1、V3及びW2における外周部18b同士の間隔の中
心角は4度である。各突極の外周部18bは、ロータマ
グネット16の内周面と半径方向空隙を隔てて相対して
いる。
The armature 12 mainly comprises an armature core 18 and windings u, v and w. On the surface orthogonal to the direction of the rotation axis, the armature core 18 has a salient pole U that protrudes radially outward from an annular core base 18a located at the center.
1, W3, U2, V1, U3, V2, W1, V3 and W
2 has 9 poles in 9-fold rotational symmetry.
The shape of these salient poles is a substantially T shape in which each outer peripheral portion 18b is expanded in the circumferential direction, and the central angle of the outer peripheral portion 18b is substantially 36 degrees, that is, 144 degrees electrical angle. Therefore, each salient pole U1, W3, U2, V1, U3, V2, W
The central angle of the interval between the outer peripheral portions 18b at 1, V3, and W2 is 4 degrees. The outer peripheral portion 18b of each salient pole faces the inner peripheral surface of the rotor magnet 16 with a radial gap.

【0016】各突極U1、W3、U2、V1、U3、V
2、W1、V3及びW2には、Y結線された3相の巻線
u、v及びwのうち何れか1相の巻線が捲回され、各相
の巻線は、1極おきの3極の突極に捲回されている。よ
り具体的には、巻線uは突極U1、U2及びU3に、巻
線vは突極V1、V2及びV3に、巻線wは、突極W
1、W2及びW3に、それぞれ同方向に捲回されてい
る。
Each salient pole U1, W3, U2, V1, U3, V
2, W1, V3, and W2 are each wound with one phase of Y-connected three-phase windings u, v, and w, and each phase winding has three poles every three poles. It is wound around a salient pole. More specifically, the winding u is the salient poles U1, U2 and U3, the winding v is the salient poles V1, V2 and V3, and the winding w is the salient pole W.
1, W2 and W3 are wound in the same direction.

【0017】周方向の磁極の変化に伴うロータマグネッ
ト16の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子12に対しロータマグネット16が回転すると、電
機子12付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
18における突極U1、W3、U2、V1、U3、V
2、W1、V3及びW2の各外周部18bの中心角は、
それぞれ実質上72度電気角の2倍に相当するものであ
って、第5高調波の1波長の2倍に対応する。そのた
め、第5高調波に対応する磁束は、ロータマグネット1
6の磁極N、S、N・・・・Sと電機子コア18の突極U
1、W3、U2、V1、U3、V2、W1、V3及びW
2との相対角度位置の如何に拘らず、各突極U1、W
3、U2、V1、U3、V2、W1、V3及びW2の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上0になる。従
って実質上、第5高調波に対応する磁束は突極U1、U
2、U3;V1、V2、V3並びにW1、W2、W3に
それぞれ捲回された巻線u、v及びwに鎖交せず、第5
高調波に対応するトルクは発生しないこととなる。
Since the change in the magnetization intensity of the rotor magnet 16 due to the change in the magnetic poles in the circumferential direction has a substantially trapezoidal wave shape, when the rotor magnet 16 rotates with respect to the armature 12, the change in the magnetic flux passing near the armature 12 is caused. The waveform will include odd harmonics in addition to the fundamental wave. However, salient poles U1, W3, U2, V1, U3, V in the armature core 18
The central angle of each outer peripheral portion 18b of 2, W1, V3 and W2 is
Each of them substantially corresponds to twice the electrical angle of 72 degrees and corresponds to twice one wavelength of the fifth harmonic. Therefore, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is the rotor magnet 1
6 magnetic poles N, S, N ... S and salient poles U of the armature core 18
1, W3, U2, V1, U3, V2, W1, V3 and W
Regardless of the relative angular position with respect to 2, the salient poles U1 and W
3, U2, V1, U3, V2, W1, V3 and W2 short-circuit near the surface, the sum of which is substantially zero. Therefore, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is substantially the salient poles U1 and U.
2, U3; V1, V2, V3 and windings u, v and w respectively wound around W1, W2 and W3 do not interlink,
The torque corresponding to the harmonic will not be generated.

【0018】また、ロータマグネット16は8極の磁極
N、S、N・・・・Sを8回回転対称状に有し、電機子コア
18は9回回転対称状に9極の突極U1、W3、U2、
V1、U3、V2、W1、V3及びW2を有しており、
各突極U1、U2、U3;V1、V2、V3並びにW
1、W2、W3には、それぞれY結線された3相の巻線
u、v及びwのうち何れか1相の巻線u、v及びwが捲
回され、各相の巻線は、1極おきの3極の突極に捲回さ
れているので、120度電気角ずつ位相の異なる実質上
対称な3相の電流を各巻線u、v及びwに流すことによ
り、実質上、第3高調波に対応する磁束によるトルクも
発生しないこととなる。
The rotor magnet 16 has eight magnetic poles N, S, N ... S in a rotational symmetry of 8 times, and the armature core 18 has a salient pole U1 of 9 poles in a rotational symmetry of 9 times. , W3, U2,
Having V1, U3, V2, W1, V3 and W2,
Each salient pole U1, U2, U3; V1, V2, V3 and W
1, W2, and W3 are each wound with one of the three-phase windings u, v, and w that are Y-connected, u, v, and w. Since it is wound around three salient poles every other pole, a substantially symmetrical three-phase current having different phases by 120 electrical degrees is passed through the windings u, v, and w, so that substantially no The torque due to the magnetic flux corresponding to the higher harmonics will not be generated.

【0019】図3は、このモータのトルク曲線を示す。
これに対し図5は、第5高調波に対応するトルクを含む
トルク曲線を示すものである。このように、このモータ
では、第3高調波に対応するトルク及び第5高調波に対
応するトルクが実質上何れも生じないので、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが効果的に低減され、回転
精度の向上にも役立つ。
FIG. 3 shows the torque curve of this motor.
On the other hand, FIG. 5 shows a torque curve including torque corresponding to the fifth harmonic. As described above, in this motor, substantially no torque corresponding to the third harmonic wave and torque corresponding to the fifth harmonic wave are generated, so that the torque ripple in the generated torque is effectively reduced, and the rotation accuracy is reduced. It also helps to improve.

【0020】図4は、本発明の別の実施例としてのアウ
ターロータ型の3相4極モータについてのものであっ
て、図4はその模式図である。50は、ロータを構成す
る界磁手段、52は、ステータを構成する電機子であっ
て、界磁手段50は、電機子52に対し同軸状に回転自
在に支持されている。
FIG. 4 shows an outer rotor type three-phase four-pole motor as another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram thereof. Reference numeral 50 is a field means that constitutes a rotor, and 52 is an armature that constitutes a stator. The field means 50 is rotatably supported coaxially with the armature 52.

【0021】界磁手段50は、円筒状のロータヨーク5
4と、そのロータヨーク54に内嵌された円筒状のロー
タマグネット56からなる。ロータマグネット56は、
半径方向に着磁された4極の磁極N、S、N、Sを4回
回転対称状に有しており、周方向に交互に極性が変化す
る。従って各磁極N、S、N、Sの中心角は90度であ
る。周方向の磁極N、S、N、Sの変化に伴う磁化の強
さの変化は略台形波状をなしている。
The field means 50 is a cylindrical rotor yoke 5
4 and a cylindrical rotor magnet 56 fitted in the rotor yoke 54. The rotor magnet 56 is
It has four magnetic poles N, S, N, S magnetized in the radial direction in a rotationally symmetrical manner four times, and the polarities thereof alternate in the circumferential direction. Therefore, the central angle of each magnetic pole N, S, N, S is 90 degrees. The change in the strength of magnetization due to the change in the magnetic poles N, S, N, S in the circumferential direction has a substantially trapezoidal wave shape.

【0022】電機子52は、主に電機子コア58と巻線
x、y及びzからなる。回転軸線方向に直交する面にお
いて、電機子コア58の形状は、中央部に位置する環状
のコア基部58aから半径方向外方へ突出する突極X
1、Y2、Z1、X2、Y1及びZ2を、等間隔且つ3
回回転対称状に6極有するものとなっている。突極X
1、Y2、Z1、X2、Y1及びZ2の形状は、外周部
58bが周方向に拡開した略T字状をなしており、外周
部58bの中心角が実質上36度機械角(72度電気
角)の突極X1、Y1及びZ1と実質上72度機械角
(144度電気角)の突極X2、Y2及びZ2とが、周
方向に交互に3極ずつ設けられている。従って、各突極
X1、Y2、Z1、X2、Y1及びZ2における外周部
58b同士の間隔の中心角は6度である。突極X1、Y
2、Z1、X2、Y1及びZ2の外周部58bは、ロー
タマグネット56の内周面と半径方向空隙を隔てて相対
している。
The armature 52 mainly comprises an armature core 58 and windings x, y and z. On the plane orthogonal to the direction of the rotation axis, the armature core 58 has a salient pole X that projects radially outward from an annular core base 58a located at the center.
1, Y2, Z1, X2, Y1 and Z2 at equal intervals and 3
It has six poles in a rotationally symmetrical manner. Salient pole X
The shapes of 1, Y2, Z1, X2, Y1 and Z2 are substantially T-shaped with the outer peripheral portion 58b widening in the circumferential direction, and the central angle of the outer peripheral portion 58b is substantially 36 degrees mechanical angle (72 degrees. Three salient poles X1, Y1 and Z1 having an electrical angle and three salient poles X2, Y2 and Z2 having a mechanical angle of 72 degrees mechanical (144 electrical degrees) are provided alternately in the circumferential direction. Therefore, the central angle of the interval between the outer peripheral portions 58b in each salient pole X1, Y2, Z1, X2, Y1 and Z2 is 6 degrees. Salient poles X1 and Y
The outer peripheral portions 58b of 2, Z1, X2, Y1 and Z2 face the inner peripheral surface of the rotor magnet 56 with a radial gap therebetween.

【0023】各突極X1、X2;Y1、Y2並びにZ
1、Z2には、Y結線された3相の巻線x、y及びzの
うち何れか1相の巻線が捲回され、任意の突極に捲回さ
れた巻線の相はその両側の突極に捲回された巻線の相と
異なっている。巻線x、y及びzはそれぞれ、3組の、
互いに実質上180度の中心角を隔てた2つの突極X
1、X2;Y1、Y2並びにZ1、Z2に、同方向に捲
回されている。
Each salient pole X1, X2; Y1, Y2 and Z
1, Z2 is wound with one of the Y-connected three-phase windings x, y, and z, and the phases of the windings wound with arbitrary salient poles are on both sides. The phase of the winding wound around the salient pole is different. The windings x, y and z each have three sets,
Two salient poles X that are substantially 180 degrees apart from each other
1, X2; Y1, Y2 and Z1, Z2 are wound in the same direction.

【0024】周方向の磁極の変化に伴うロータマグネッ
ト56の磁化の強さの変化は略台形波状をなすので、電
機子52に対しロータマグネット56が回転すると、電
機子52付近を通る磁束の変化波形は、基本波に加えて
奇数次高調波を含むものとなる。ところが、電機子コア
58における突極X1、Y2、Z1、X2、Y1及びZ
2の外周部58bの中心角は、実質上72度電気角及び
72度電気角の2倍に相当するものであって、第5高調
波の1波長及びその2倍に対応する。そのため、第5高
調波に対応する磁束は、ロータマグネット56の磁極
N、S、N、Sと電機子コア58の突極X1、Y2、Z
1、X2、Y1及びZ2との相対角度位置の如何に拘ら
ず、各突極X1、Y2、Z1、X2、Y1及びZ2の表
面近くを通って短絡し、その総和は実質上0になる。従
って実質上、第5高調波に対応する磁束は突極X1、X
2;Y1、Y2並びにZ1、Z2に捲回された巻線x、
y及びzに鎖交せず、第5高調波に対応するトルクは発
生しないこととなる。
Since the change in the magnetization intensity of the rotor magnet 56 due to the change in the magnetic pole in the circumferential direction has a substantially trapezoidal wave shape, when the rotor magnet 56 rotates with respect to the armature 52, the change in the magnetic flux passing near the armature 52. The waveform will include odd harmonics in addition to the fundamental wave. However, the salient poles X1, Y2, Z1, X2, Y1 and Z in the armature core 58 are
The central angle of the outer peripheral portion 58b of No. 2 corresponds to substantially 72 degrees electrical angle and twice the 72 degree electrical angle, and corresponds to one wavelength of the fifth harmonic and twice that. Therefore, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is generated by the magnetic poles N, S, N, S of the rotor magnet 56 and the salient poles X1, Y2, Z of the armature core 58.
Regardless of the relative angular position with respect to 1, X2, Y1 and Z2, a short circuit occurs near the surface of each salient pole X1, Y2, Z1, X2, Y1 and Z2, and the sum is substantially zero. Therefore, the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is substantially the salient poles X1 and X.
2; Y1, Y2 and winding x wound around Z1, Z2,
This means that the torque corresponding to the fifth harmonic does not occur without interlinking with y and z.

【0025】また、ロータマグネット56は4極の磁極
N、S、N、Sを4回回転対称状に有し、電機子コア5
8は、3極ずつの2種類の突極X1、Y1及びZ1並び
にX2、Y2及びZ2を周方向に交互且つ等間隔に、而
も3回回転対称状に有しており、各突極X1、X2;Y
1、Y2並びにZ1、Z2には、Y結線された3相の巻
線x、y及びzのうち何れか1相の巻線x、y及びzが
捲回され、任意の突極X1、X2;Y1、Y2並びにZ
1、Z2に捲回された巻線x、y及びzの相はその両側
の突極X1、X2;Y1、Y2並びにZ1、Z2に捲回
された巻線x、y及びzの相と異なっているので、12
0度電気角ずつ位相の異なる実質上対称な3相の電流を
各巻線x、y及びzに流すことにより、実質上、第3高
調波に対応する磁束によるトルクも発生しないこととな
る。
The rotor magnet 56 has four magnetic poles N, S, N, and S in a rotationally symmetrical four-fold structure.
The reference numeral 8 has two types of salient poles X1, Y1 and Z1 and X2, Y2 and Z2 of three poles alternately and equidistantly in the circumferential direction, and also three times in rotational symmetry. , X2; Y
1, Y2 and Z1, Z2 are wound with a winding x, y and z of any one phase among the windings x, y and z of the three phases connected in Y, and any salient poles X1 and X2. ; Y1, Y2 and Z
The phases of the windings x, y and z wound around 1, Z2 are different from the phases of the salient poles X1, X2 on both sides thereof; Y1, Y2 and the windings x, y and z wound around Z1, Z2. So 12
By supplying substantially symmetrical three-phase currents having different phases by 0 degree electrical angle to the windings x, y, and z, substantially no torque due to the magnetic flux corresponding to the third harmonic is generated.

【0026】従ってこのモータでは、第3高調波に対応
するトルク及び第5高調波に対応するトルクが実質上何
れも生じないので、発生するトルクにおけるトルクリッ
プルが効果的に低減され、回転精度の向上にも役立つ。
Therefore, in this motor, substantially no torque corresponding to the third harmonic and torque corresponding to the fifth harmonic are generated, so that the torque ripple in the generated torque is effectively reduced, and the rotation accuracy is reduced. It also helps to improve.

【0027】上記各モータにおける各突極の中心角は、
電気角において実質上72n度未満(72n−10)度
以上[nは正の整数]であっても差し支えない。また上
記各モータは、120度ずつの位相差を有する一定周波
数の3相交流により同期電動機として駆動することも可
能であり、120度ずつの位相差を有する3相の駆動電
流を、ホール素子の出力やステータコイルの逆起電圧等
を利用して検出したロータマグネットの磁極の角度位置
に応じて転流させることにより駆動することも勿論可能
である。
The central angle of each salient pole in each motor is
The electrical angle may be substantially less than 72n degrees (72n-10) degrees or more [n is a positive integer]. Further, each of the above motors can be driven as a synchronous motor by a three-phase alternating current of a constant frequency having a phase difference of 120 degrees, and a three-phase drive current having a phase difference of 120 degrees can be supplied to the Hall element. Of course, it is also possible to drive by commutating according to the angular position of the magnetic pole of the rotor magnet detected by using the output or the counter electromotive voltage of the stator coil.

【0028】また更に、スリップリングなどを使用すれ
ば、界磁手段がステータを構成し、電機子がロータを構
成するものとすることもできる。また、界磁手段を電磁
石などにより構成することも可能である。なお、以上に
説明したモータは、一例に過ぎない。本発明の範囲がこ
れらに限定されるものでないことは云うまでもない。
Furthermore, if a slip ring or the like is used, the field means may constitute the stator and the armature may constitute the rotor. It is also possible to configure the field means by an electromagnet or the like. The motor described above is merely an example. It goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の電動機は、その電機子コアの
突極の中心角がそれぞれ電気角において実質上(72n
−10)度乃至72n度[nは正の整数]であって、第
5高調波の1波長の整数倍に対応するので、実質上、第
5高調波に対応する磁束は突極に捲回された巻線に鎖交
せず、第5高調波に対応するトルクは発生しない。それ
ゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップルが効果的
に低減され、回転精度の向上にも役立ち得る。
According to the electric motor of claim 1, the central angle of the salient poles of the armature core is substantially (72n) in electrical angle.
-10) to 72n degrees [n is a positive integer] and corresponds to an integral multiple of one wavelength of the fifth harmonic, so that the magnetic flux corresponding to the fifth harmonic is substantially wound around the salient pole. There is no interlinkage with the wound winding, and the torque corresponding to the fifth harmonic is not generated. Therefore, the torque ripple in the generated torque is effectively reduced, which can be useful for improving the rotation accuracy.

【0030】請求項2の電動機は、その電機子コアの突
極の中心角が134乃至144度電気角に相当するので
第5高調波に対応するトルクは実質上発生せず、而も、
第3高調波に対応する磁束によるトルクも実質上発生し
ない。それゆえ、発生するトルクにおけるトルクリップ
ルが一層効果的に低減され、回転精度の向上にも役立ち
得る。
In the electric motor of claim 2, since the central angle of the salient poles of the armature core corresponds to an electrical angle of 134 to 144 degrees, the torque corresponding to the fifth harmonic is not substantially generated.
The torque due to the magnetic flux corresponding to the third harmonic is substantially not generated. Therefore, the torque ripple in the generated torque can be reduced more effectively, which can also help improve the rotation accuracy.

【0031】請求項3の電動機は、その電機子コアの突
極の中心角が134乃至144度電気角或は62乃至7
2度電気角に相当するので第5高調波に対応するトルク
は実質上発生せず、而も、第3高調波に対応する磁束に
よるトルクも実質上発生しない。それゆえ、発生するト
ルクにおけるトルクリップルが一層効果的に低減され、
回転精度の向上にも役立ち得る。
In the electric motor of claim 3, the central angle of the salient poles of the armature core is 134 to 144 degrees electrical angle or 62 to 7 degrees.
Since it corresponds to the electrical angle of 2 degrees, the torque corresponding to the fifth harmonic is not substantially generated, and the torque due to the magnetic flux corresponding to the third harmonic is not substantially generated. Therefore, the torque ripple in the generated torque is reduced more effectively,
It can also help improve the rotation accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アウターロータ型の3相8極モータの模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram of an outer rotor type three-phase eight-pole motor.

【図2】ロータマグネットの周方向における磁化の強さ
の変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a change in magnetization intensity in the circumferential direction of a rotor magnet.

【図3】トルク曲線である。FIG. 3 is a torque curve.

【図4】アウターロータ型の3相4極モータの模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram of an outer rotor type three-phase four-pole motor.

【図5】トルク曲線である。FIG. 5 is a torque curve.

【符合の説明】[Explanation of sign]

12 電機子 16 ロータマグネット 18 電機子コア 52 電機子 56 ロータマグネット 58 電機子コア U1 突極 U2 突極 U3 突極 V1 突極 V2 突極 V3 突極 W1 突極 W2 突極 W3 突極 X1 突極 X2 突極 Y1 突極 Y2 突極 Z1 突極 Z2 突極 u 巻線 v 巻線 w 巻線 x 巻線 y 巻線 z 巻線 12 armatures 16 rotor magnets 18 armature cores 52 armatures 56 rotor magnets 58 armature cores U1 salient poles U2 salient poles U3 salient poles V1 salient poles V2 salient poles V3 salient poles W1 salient poles W2 salient poles W3 salient poles X1 salient poles X2 salient pole Y1 salient pole Y2 salient pole Z1 salient pole Z2 salient pole u winding v winding w winding x winding x winding y winding z winding

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】周方向の磁極の変化に伴う磁化の強さの変
化が略台形波状をなすマグネットと、突極を有する電機
子コアを備えた電機子とが相対回転自在に構成された電
動機であって、 前記突極の中心角がそれぞれ電気角において実質上(7
2n−10)度乃至72n度[nは正の整数]であるこ
とを特徴とする電動機。
1. A motor in which a magnet having a substantially trapezoidal wave-like change in the strength of magnetization due to a change in a magnetic pole in the circumferential direction and an armature having an armature core having salient poles are relatively rotatable. And the central angle of the salient pole is substantially (7
An electric motor characterized by being 2n-10) degrees to 72n degrees [n is a positive integer].
【請求項2】上記マグネットは8極の磁極を8回回転対
称状に有し、 上記電機子コアは、中心角が機械角において実質上3
3.5度乃至36度の突極を9回回転対称状に9極有
し、 各突極には、Y結線された3相の巻線のうち何れか1相
の巻線が捲回され、各相の巻線は、1極おきの3極の突
極に捲回されている請求項1記載の電動機。
2. The magnet has eight magnetic poles in a rotational symmetry of eight times, and the armature core has a central angle of substantially 3 mechanical angles.
There are 9 salient poles of 3.5 to 36 degrees in a 9-fold rotational symmetry, and each salient pole is wound with one of the Y-connected three-phase windings. The electric motor according to claim 1, wherein the windings of each phase are wound around three salient poles of every other pole.
【請求項3】上記マグネットは4極の磁極を4回回転対
称状に有し、 上記電機子コアは、中心角が機械角において実質上31
度乃至36度の3極の突極と実質上67度乃至72度の
3極の突極とを、周方向に交互且つ等間隔に、而も3回
回転対称状に有し、 各突極には、Y結線された3相の巻線のうち何れか1相
の巻線が捲回され、任意の突極に捲回された巻線の相は
その両側の突極に捲回された巻線の相と異なっている請
求項1記載の電動機。
3. The magnet has four magnetic poles in four-fold rotational symmetry, and the armature core has a central angle of substantially 31 in mechanical angle.
3 to 37 degrees salient poles and 67 to 72 degrees salient poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction, and are also three times rotationally symmetrical, and each salient pole is , One of the three windings of the Y-connection is wound, and the phase of the winding wound on any salient pole is wound on the salient poles on both sides of the winding. The electric motor according to claim 1, wherein the phase of the winding is different from that of the winding.
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