JPH06261513A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH06261513A JPH06261513A JP4892993A JP4892993A JPH06261513A JP H06261513 A JPH06261513 A JP H06261513A JP 4892993 A JP4892993 A JP 4892993A JP 4892993 A JP4892993 A JP 4892993A JP H06261513 A JPH06261513 A JP H06261513A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slots
- brushless motor
- stator core
- poles
- stator
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- 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.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定子鉄心と固定子鉄心に設けられて均等角
度で配置された複数のスロットと、複数のスロットに巻
装された固定子鉄心とを有する固定子と、固定子鉄心の
磁極面に対向して回転自在に設けられた永久磁石を有す
る回転子とを備えた構造のブラシレスモータの改良を目
的とする。 【構成】 固定子鉄心１２のティースの中央に疑似スロ
ット１３ａを設け、極数をスロット数と疑似スロット数
との和の約数関係にし、永久磁石１５の着磁の極の広さ
を２種類にするとともに、着磁の極の広い方と狭い方の
差が１スロットピッチの半分になるように構成すること
により、運転中の振動騒音が少なく、出力が大きく効率
の良好なブラシレスモータが安価に得られる。
度で配置された複数のスロットと、複数のスロットに巻
装された固定子鉄心とを有する固定子と、固定子鉄心の
磁極面に対向して回転自在に設けられた永久磁石を有す
る回転子とを備えた構造のブラシレスモータの改良を目
的とする。 【構成】 固定子鉄心１２のティースの中央に疑似スロ
ット１３ａを設け、極数をスロット数と疑似スロット数
との和の約数関係にし、永久磁石１５の着磁の極の広さ
を２種類にするとともに、着磁の極の広い方と狭い方の
差が１スロットピッチの半分になるように構成すること
により、運転中の振動騒音が少なく、出力が大きく効率
の良好なブラシレスモータが安価に得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定子鉄心と固定子鉄
心に設けられて均等角度で配置された複数のスロット
と、この複数のスロットに巻装された固定子巻線とを有
する固定子と、固定子鉄心の磁極面に対向して回転自在
に設けられた永久磁石を有する回転子とを備えた構造の
ブラシレスモータの改良に関するものである。
心に設けられて均等角度で配置された複数のスロット
と、この複数のスロットに巻装された固定子巻線とを有
する固定子と、固定子鉄心の磁極面に対向して回転自在
に設けられた永久磁石を有する回転子とを備えた構造の
ブラシレスモータの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、回転電機の制御性能改善・高効率
・低騒音等を目的として回転子に永久磁石を使用したブ
ラシレスモータが多く採用されている。従来から一般的
に採用されている４極内転型ブラシレスモータの固定子
と回転子との斜視図を図４に示す。
・低騒音等を目的として回転子に永久磁石を使用したブ
ラシレスモータが多く採用されている。従来から一般的
に採用されている４極内転型ブラシレスモータの固定子
と回転子との斜視図を図４に示す。
【０００３】図４において、１はブラシレスモータの固
定子、２は固定子鉄心、３は固定子鉄心２に設けられて
均等角度で配置された６個のスロット、４は固定子鉄心
２のティース部、５はこのティース部４に巻装された固
定子巻線であり、６はブラシレスモータの回転子、７は
固定子鉄心２の磁極面に対向して回転自在に設けられた
永久磁石、８は永久磁石７の内側に設けて固定子鉄心２
とともに磁路を構成する回転子鉄心、ＮとＳは永久磁石
７に４極着磁された極、θ1，θ2，θ3，θ4は極Ｎ，Ｓ
の回転方向の広さを示す角度である。θ1，θ2，θ3，
θ4はそれぞれ９０度ずつ均等になっている。
定子、２は固定子鉄心、３は固定子鉄心２に設けられて
均等角度で配置された６個のスロット、４は固定子鉄心
２のティース部、５はこのティース部４に巻装された固
定子巻線であり、６はブラシレスモータの回転子、７は
固定子鉄心２の磁極面に対向して回転自在に設けられた
永久磁石、８は永久磁石７の内側に設けて固定子鉄心２
とともに磁路を構成する回転子鉄心、ＮとＳは永久磁石
７に４極着磁された極、θ1，θ2，θ3，θ4は極Ｎ，Ｓ
の回転方向の広さを示す角度である。θ1，θ2，θ3，
θ4はそれぞれ９０度ずつ均等になっている。
【０００４】図５は、ブラシレスモータ運転中の瞬間の
スロット３と角度θ1，θ2，θ3，θ4の関係を示す横断
面図である。ＣはＮ，Ｓ極の境界部である。簡単のた
め、固定子巻線５は図示していない。
スロット３と角度θ1，θ2，θ3，θ4の関係を示す横断
面図である。ＣはＮ，Ｓ極の境界部である。簡単のた
め、固定子巻線５は図示していない。
【０００５】以上のように構成されたブラシレスモータ
は、回転子６の磁極Ｎ，Ｓの位置に対応して回転磁界が
生ずるように固定子巻線５に通電して運転される。
は、回転子６の磁極Ｎ，Ｓの位置に対応して回転磁界が
生ずるように固定子巻線５に通電して運転される。
【０００６】上記従来の構造においては、集中巻により
巻線が巻装されているため、巻線時のインデックスは１
回でよく巻線工程は簡単であるが、極Ｎ，Ｓの境界部Ｃ
がティース部４を通過する時に、磁気抵抗が減少するこ
とに起因する略正弦波状の回転トルクの変動（以下コギ
ングトルクという）が生じる。このコギングトルクは４
ヶ所の境界部Ｃで同様に発生する。
巻線が巻装されているため、巻線時のインデックスは１
回でよく巻線工程は簡単であるが、極Ｎ，Ｓの境界部Ｃ
がティース部４を通過する時に、磁気抵抗が減少するこ
とに起因する略正弦波状の回転トルクの変動（以下コギ
ングトルクという）が生じる。このコギングトルクは４
ヶ所の境界部Ｃで同様に発生する。
【０００７】そして、スロット３は６個で均等に配置さ
れているとともに、永久磁石７の極Ｎ，Ｓの回転方向の
広さを示す角度θ1，θ2，θ3，θ4も均等になっている
ため、ブラシレスモータ全体で生じるコギングトルクＴ
１は一つの境界部で生じるコギングトルクの４倍とな
る。
れているとともに、永久磁石７の極Ｎ，Ｓの回転方向の
広さを示す角度θ1，θ2，θ3，θ4も均等になっている
ため、ブラシレスモータ全体で生じるコギングトルクＴ
１は一つの境界部で生じるコギングトルクの４倍とな
る。
【０００８】図６は、境界部Ｃの位置関係を示す角度φ
と、境界部Ｃの１ヶ所で発生するコギングトルクの最大
値Ｔｍの定義を示す図面である。図６において、φが０
度の時コギングトルクは零であり、永久磁石７が右の方
向に回転するとコギングトルクは増加しながら略正弦波
状に変化し、φが１８０度で零になる。また、永久磁石
７が左の方向に回転する時にはコギングトルクは減少し
ながら略正弦波状に変化し、φがマイナス１８０度で零
になる。
と、境界部Ｃの１ヶ所で発生するコギングトルクの最大
値Ｔｍの定義を示す図面である。図６において、φが０
度の時コギングトルクは零であり、永久磁石７が右の方
向に回転するとコギングトルクは増加しながら略正弦波
状に変化し、φが１８０度で零になる。また、永久磁石
７が左の方向に回転する時にはコギングトルクは減少し
ながら略正弦波状に変化し、φがマイナス１８０度で零
になる。
【０００９】従って、コギングトルクは１スロットピッ
チで１周期の略正弦波状の特性となる。このことを数式
で表すと（数１）の通りとなる。
チで１周期の略正弦波状の特性となる。このことを数式
で表すと（数１）の通りとなる。
【００１０】
【数１】
【００１１】上記の通り、従来構造におけるブラシレス
モータは回転子６が１回転する中に固定子鉄心２のスロ
ット３の数に相当する回数のコギングトルクＴ１が発生
し、運転中に振動や騒音が大きくなり、最悪の場合実用
に供することができなくなるという問題点を有してい
た。
モータは回転子６が１回転する中に固定子鉄心２のスロ
ット３の数に相当する回数のコギングトルクＴ１が発生
し、運転中に振動や騒音が大きくなり、最悪の場合実用
に供することができなくなるという問題点を有してい
た。
【００１２】この問題を解決するために、実開昭６０−
６２８４２号公報に述べられているように、マグネット
の厚さを磁極中心部を厚くして極Ｎ，Ｓの境界部の磁束
量を減少させ、コギングトルクを低減したり、実開昭６
０−５５２４８号公報に述べられているように、マグネ
ットの形状を変更して磁極がスキューされるように構成
し、回転軸方向のコギングトルクの積分値を相殺したり
する考案がなされている。
６２８４２号公報に述べられているように、マグネット
の厚さを磁極中心部を厚くして極Ｎ，Ｓの境界部の磁束
量を減少させ、コギングトルクを低減したり、実開昭６
０−５５２４８号公報に述べられているように、マグネ
ットの形状を変更して磁極がスキューされるように構成
し、回転軸方向のコギングトルクの積分値を相殺したり
する考案がなされている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな考案はコギングトルクを低減したり、相殺したりす
る効果があるが、反対に製造時のコストは割高になり、
また、有効磁束量が減少して結果的にブラシレスモータ
の出力が得られなくなったり、効率が低下するなどの問
題点を有していた。
うな考案はコギングトルクを低減したり、相殺したりす
る効果があるが、反対に製造時のコストは割高になり、
また、有効磁束量が減少して結果的にブラシレスモータ
の出力が得られなくなったり、効率が低下するなどの問
題点を有していた。
【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、コギングトルクを相殺するとともに有効磁束量の減
少を押さえ、結果的に運転中の振動騒音が少なく、出力
が大きく、効率の良好なブラシレスモータを低コストで
提供することを目的とする。
で、コギングトルクを相殺するとともに有効磁束量の減
少を押さえ、結果的に運転中の振動騒音が少なく、出力
が大きく、効率の良好なブラシレスモータを低コストで
提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータは、固定子鉄心と、固定子
鉄心に設けられて均等角度で配置された複数のスロット
と、複数のスロットに巻装された固定子巻線と、固定子
鉄心のティースの中央部に設けられた疑似スロットとを
有する固定子と、固定子鉄心の磁極面に対向して回転自
在に設けられた永久磁石を有する回転子とを備えた構造
のブラシレスモータであって、ブラシレスモータの極数
をスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にし、
永久磁石の着磁の極の広さを２種類にするとともに、こ
の着磁の極の広さの広い方と狭い方の差が１スロットピ
ッチの半分である構成を有している。
に本発明のブラシレスモータは、固定子鉄心と、固定子
鉄心に設けられて均等角度で配置された複数のスロット
と、複数のスロットに巻装された固定子巻線と、固定子
鉄心のティースの中央部に設けられた疑似スロットとを
有する固定子と、固定子鉄心の磁極面に対向して回転自
在に設けられた永久磁石を有する回転子とを備えた構造
のブラシレスモータであって、ブラシレスモータの極数
をスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にし、
永久磁石の着磁の極の広さを２種類にするとともに、こ
の着磁の極の広さの広い方と狭い方の差が１スロットピ
ッチの半分である構成を有している。
【００１６】
【作用】この構成によって、一つ一つの境界部で生じる
コギングトルクは（数１）で示される値のものが発生す
るが、ブラシレスモータ全体で発生するコギングトルク
の総和はそれぞれのコギングトルクの位相が異なるため
相殺されて零にすることができる。
コギングトルクは（数１）で示される値のものが発生す
るが、ブラシレスモータ全体で発生するコギングトルク
の総和はそれぞれのコギングトルクの位相が異なるため
相殺されて零にすることができる。
【００１７】
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１８】図１は本発明の一実施例によるブラシレス
モータの横断面図である。極数は４極、固定子鉄心１２
のスロット１３は６個で均等角度で配置されている。さ
らに、固定子鉄心１２の６個のティースの中央部にはテ
ィースと磁極のギャップより十分大きなギャップを有す
る疑似スロット１３ａが設けられており、極数がスロッ
ト数と疑似スロット数との和の約数関係になっている。
永久磁石１５の着磁の極の広さθ11，θ12，θ13，θ14
はそれぞれ１０５度（１．７５スロットピッチ）、１０
５度（１．７５スロットピッチ）、７５度（１．２５ス
ロットピッチ）、７５度（１．２５スロットピッチ）の
２種類になっており、その広い方と狭い方の差が１スロ
ットピッチの半分（３０度）になるように構成されてい
る。
モータの横断面図である。極数は４極、固定子鉄心１２
のスロット１３は６個で均等角度で配置されている。さ
らに、固定子鉄心１２の６個のティースの中央部にはテ
ィースと磁極のギャップより十分大きなギャップを有す
る疑似スロット１３ａが設けられており、極数がスロッ
ト数と疑似スロット数との和の約数関係になっている。
永久磁石１５の着磁の極の広さθ11，θ12，θ13，θ14
はそれぞれ１０５度（１．７５スロットピッチ）、１０
５度（１．７５スロットピッチ）、７５度（１．２５ス
ロットピッチ）、７５度（１．２５スロットピッチ）の
２種類になっており、その広い方と狭い方の差が１スロ
ットピッチの半分（３０度）になるように構成されてい
る。
【００１９】以上のように構成されたブラシレスモータ
のコギングトルクＴ２は（数２）のように表現されて、
この値は零になる。更に、上記した従来例のようなコギ
ングトルク低減仕様での有効磁束量の大幅な減少がな
い。従って、運転中の振動騒音が少なく出力が大きく、
効率の良好なブラシレスモータを提供することができ
る。
のコギングトルクＴ２は（数２）のように表現されて、
この値は零になる。更に、上記した従来例のようなコギ
ングトルク低減仕様での有効磁束量の大幅な減少がな
い。従って、運転中の振動騒音が少なく出力が大きく、
効率の良好なブラシレスモータを提供することができ
る。
【００２０】
【数２】
【００２１】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
によるブラシレスモータの横断面図である。極数は４
極、固定子鉄心１２のスロット１３は６個で均等角度で
配置されている。さらに、固定子鉄心の６個のティース
の中央部には疑似スロット１３ａが設けられており、極
数がスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にな
っている。永久磁石１５の着磁の極の広さθ21，θ22，
θ23，θ24はそれぞれ７５度（１．２５スロットピッ
チ）、１０５度（１．７５スロットピッチ）、７５度
（１．２５スロットピッチ）、１０５度（１．７５スロ
ットピッチ）の２種類になっており、その広い方と狭い
方の差が１スロットピッチの半分（３０度）になるよう
に構成されている。
によるブラシレスモータの横断面図である。極数は４
極、固定子鉄心１２のスロット１３は６個で均等角度で
配置されている。さらに、固定子鉄心の６個のティース
の中央部には疑似スロット１３ａが設けられており、極
数がスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にな
っている。永久磁石１５の着磁の極の広さθ21，θ22，
θ23，θ24はそれぞれ７５度（１．２５スロットピッ
チ）、１０５度（１．７５スロットピッチ）、７５度
（１．２５スロットピッチ）、１０５度（１．７５スロ
ットピッチ）の２種類になっており、その広い方と狭い
方の差が１スロットピッチの半分（３０度）になるよう
に構成されている。
【００２２】以上のように構成されたブラシレスモータ
のコギングトルクＴ３は（数３）のように表現されて、
この値は零になる。
のコギングトルクＴ３は（数３）のように表現されて、
この値は零になる。
【００２３】
【数３】
【００２４】（実施例３）図３は本発明の第３の実施例
によるブラシレスモータの横断面図である。極数は４
極、固定子鉄心１２のスロット１３は６個で均等角度で
配置されている。さらに、固定子鉄心の６個のティース
の中央部には疑似スロット１３ａが設けられており、極
数がスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にな
っている。永久磁石１５の着磁の極の広さθ31，θ32，
θ33，θ34はそれぞれ１１２．５度（１．８７５スロッ
トピッチ）、８２．５度（１．３７５スロットピッ
チ）、８２．５度（１．３７５スロットピッチ）、８
２．５度（１．３７５スロットピッチ）の２種類になっ
ており、その広い方と狭い方の差が１スロットピッチの
半分（３０度）になるように構成されている。
によるブラシレスモータの横断面図である。極数は４
極、固定子鉄心１２のスロット１３は６個で均等角度で
配置されている。さらに、固定子鉄心の６個のティース
の中央部には疑似スロット１３ａが設けられており、極
数がスロット数と疑似スロット数との和の約数関係にな
っている。永久磁石１５の着磁の極の広さθ31，θ32，
θ33，θ34はそれぞれ１１２．５度（１．８７５スロッ
トピッチ）、８２．５度（１．３７５スロットピッ
チ）、８２．５度（１．３７５スロットピッチ）、８
２．５度（１．３７５スロットピッチ）の２種類になっ
ており、その広い方と狭い方の差が１スロットピッチの
半分（３０度）になるように構成されている。
【００２５】以上のように構成されたブラシレスモータ
のコギングトルクＴ４は（数４）のように表現されて、
この値は零である。
のコギングトルクＴ４は（数４）のように表現されて、
この値は零である。
【００２６】
【数４】
【００２７】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、マグネット圧を変えてＮ，Ｓ境界部の磁束量を減少
したり、マグネットの形状を変えてスキュー着磁したり
することなくコギングトルクを相殺することができると
ともに、有効磁束量の減少を押さえ結果的に運転中の振
動騒音が少なく、出力が大きく効率の良好なブラシレス
モータを提供することができる。
ば、マグネット圧を変えてＮ，Ｓ境界部の磁束量を減少
したり、マグネットの形状を変えてスキュー着磁したり
することなくコギングトルクを相殺することができると
ともに、有効磁束量の減少を押さえ結果的に運転中の振
動騒音が少なく、出力が大きく効率の良好なブラシレス
モータを提供することができる。
【００２８】さらに、これらの効果は従来のブラシレス
モータの製工程を何等変えることなく実現できるため、
安価で特性の良いブラシレスモータを提供できるもので
ある。
モータの製工程を何等変えることなく実現できるため、
安価で特性の良いブラシレスモータを提供できるもので
ある。
【図１】本発明の第１の実施例におけるブラシレスモー
タの横断面図
タの横断面図
【図２】本発明の第２の実施例におけるブラシレスモー
タの横断面図
タの横断面図
【図３】本発明の第３の実施例におけるブラシレスモー
タの横断面図
タの横断面図
【図４】（ａ）従来例における４極内転型ブラシレスモ
ータの回転子の斜視図 （ｂ）従来例における４極内転型ブラシレスモータの固
定子の斜視図
ータの回転子の斜視図 （ｂ）従来例における４極内転型ブラシレスモータの固
定子の斜視図
【図５】図４のブラシレスモータ運転中の瞬間を示す横
断面図
断面図
【図６】境界部Ｃの位置関係を示す角度φと、境界部Ｃ
の１ヶ所で発生するコギングトルクの最大値Ｔｍの定義
を示す図
の１ヶ所で発生するコギングトルクの最大値Ｔｍの定義
を示す図
１２ 固定子鉄心 １３ スロット １５ 永久磁石 θ11，θ12，θ13，θ14 永久磁石の着磁の極の広さ
Claims (1)
- 【請求項１】固定子鉄心と、この固定子鉄心に設けられ
て均等角度で配置された複数のスロットと、この複数の
スロットに巻装された固定子巻線と、前記固定子鉄心の
ティースの中央部に設けた疑似スロットを有する固定子
と、前記固定子鉄心の磁極面に対向して回転自在に設け
られた永久磁石を有する回転子とを備えた構造のブラシ
レスモータであって、前記ブラシレスモータの極数を前
記スロット数と前記疑似スロット数の和の約数とし、前
記永久磁石の着磁の極の広さを２種類備えるとともに、
前記着磁の極の広さの広い方と狭い方の差が１スロット
ピッチの半分であることを特徴とするブラシレスモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892993A JP3211457B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892993A JP3211457B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261513A true JPH06261513A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3211457B2 JP3211457B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=12816959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4892993A Expired - Fee Related JP3211457B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211457B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2784518A1 (fr) * | 1998-10-12 | 2000-04-14 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante, en particulier alternateur de vehicule automobile, possedant des moyens perfectionnes de reduction de bruit |
| US7105974B2 (en) | 2003-11-07 | 2006-09-12 | Denso Corporation | AC motor having stator windings formed as loop coils, and control apparatus for the motor |
| DE102008022209A1 (de) | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Denso Corp., Kariya-shi | Wechselstrommotor |
| US7508108B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-03-24 | Denso Corporation | AC motor |
| US7569962B2 (en) | 2005-06-01 | 2009-08-04 | Denso Corporation | Multi-phase brushless motor with reduced number of stator poles |
| US7816822B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-10-19 | Denso Corporation | Motor and control unit thereof |
| US7825561B2 (en) | 2006-02-08 | 2010-11-02 | Denso Corporation | Motor with simplified structure and related control device |
| WO2011017839A1 (zh) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | 深圳航天科技创新研究院 | 大极型方波三相无刷永磁直流电动机及其装配方法 |
| US7911107B2 (en) | 2005-05-24 | 2011-03-22 | Denso Corporation | AC electric motor |
| CN102931743A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-13 | 无锡先锋电机有限公司 | 一种能够消除齿槽转矩的永磁电机 |
| US8395294B2 (en) | 2008-12-19 | 2013-03-12 | Denso Corporation | AC motor with loop windings and improved magnetic flux paths |
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-
1993
- 1993-03-10 JP JP4892993A patent/JP3211457B2/ja not_active Expired - Fee Related
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