JPH06351212A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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- JPH06351212A JPH06351212A JP14023693A JP14023693A JPH06351212A JP H06351212 A JPH06351212 A JP H06351212A JP 14023693 A JP14023693 A JP 14023693A JP 14023693 A JP14023693 A JP 14023693A JP H06351212 A JPH06351212 A JP H06351212A
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- armature
- rotor
- pole
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 くし形や回転界磁モータでなく新たな構造の
高速回転可能なブラシレスモータを提供する。 【構成】 回転子鉄心表面にギャップの広狭を生ずるた
めの突極状部及び非突極状部を設け、このギャップに直
流励磁巻線により直流磁束を通すようにしたものであ
る。
高速回転可能なブラシレスモータを提供する。 【構成】 回転子鉄心表面にギャップの広狭を生ずるた
めの突極状部及び非突極状部を設け、このギャップに直
流励磁巻線により直流磁束を通すようにしたものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流励磁巻線を有する
ブラシレスモータに関する。
ブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】直流励磁巻線を有するブラシレスモータ
に着目した場合、従来ではくし形回転子を有するサイリ
ストモータとか回転界磁形のサイリストモータがあげら
れる。このうち、前者のくし形回転子ブラシレスモータ
は、くし形磁極を持つ回転界磁形同期電動機で、くし形
磁極はつめ形のポールピースを円周方向に互いにずらせ
て非磁性シャフトにはめ込んだ構造を有し、回転しない
直流界磁巻線による励磁によりベアリング、ブラケッ
ト、くし形磁極、固定子鉄心、フレームからなる閉磁路
を形成ししかも隣り合うポールピースは異なる磁極とな
って、この回転子磁極と固定子側の電機子磁束により回
転駆動が行なわれる。
に着目した場合、従来ではくし形回転子を有するサイリ
ストモータとか回転界磁形のサイリストモータがあげら
れる。このうち、前者のくし形回転子ブラシレスモータ
は、くし形磁極を持つ回転界磁形同期電動機で、くし形
磁極はつめ形のポールピースを円周方向に互いにずらせ
て非磁性シャフトにはめ込んだ構造を有し、回転しない
直流界磁巻線による励磁によりベアリング、ブラケッ
ト、くし形磁極、固定子鉄心、フレームからなる閉磁路
を形成ししかも隣り合うポールピースは異なる磁極とな
って、この回転子磁極と固定子側の電機子磁束により回
転駆動が行なわれる。
【０００３】また、後者の回転界磁形ブラシレスモータ
は、同期電動機と全く同じ構造で、回転子側に界磁巻線
を有しこの界磁巻線に同一軸に配置した回転変圧器から
の２次電力を整流して加えるようになっている。
は、同期電動機と全く同じ構造で、回転子側に界磁巻線
を有しこの界磁巻線に同一軸に配置した回転変圧器から
の２次電力を整流して加えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ブラシレスモータにあって、くし形回転子モータでは、
直流界磁巻線による界磁路が長くしかもギャップの箇所
が多いので、大型機とするとき外形、重量、経済面で問
題が生じ、更に、くし形磁極のポールピース間は非磁性
シャフトにはめ込む構造のため、シャフト強度の点から
大型機に適さない。
ブラシレスモータにあって、くし形回転子モータでは、
直流界磁巻線による界磁路が長くしかもギャップの箇所
が多いので、大型機とするとき外形、重量、経済面で問
題が生じ、更に、くし形磁極のポールピース間は非磁性
シャフトにはめ込む構造のため、シャフト強度の点から
大型機に適さない。
【０００５】また、上述の回転界磁形サイリストモータ
では、小容量機種では回転トランスが着くので経済的に
不利となり、しかも回転子側に界磁が備わるため補極、
補償巻線、あるいは直巻界磁などの配置が困難となる。
では、小容量機種では回転トランスが着くので経済的に
不利となり、しかも回転子側に界磁が備わるため補極、
補償巻線、あるいは直巻界磁などの配置が困難となる。
【０００６】更に、別機種として永久磁石を回転子に組
込んだいわゆるＰＭモータが存在するが、永久磁石の回
転子配置は強度上高速回転には不向きである。
込んだいわゆるＰＭモータが存在するが、永久磁石の回
転子配置は強度上高速回転には不向きである。
【０００７】本発明は、従来のくし形モータの如く寸法
重量上あるいはシャフト強度上の問題を除き大型機にも
適し、回転界磁形モータの如く回転トランスを不要とし
他の巻線などの回転子配置を可能とし、更には高速回転
が得られるブラシレスモータの提供を目的とする。
重量上あるいはシャフト強度上の問題を除き大型機にも
適し、回転界磁形モータの如く回転トランスを不要とし
他の巻線などの回転子配置を可能とし、更には高速回転
が得られるブラシレスモータの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、（１）部分的に突極状部を形成した回転子鉄心
と、この回転子鉄心の突極状部に対しわずかなギャップ
にて対向する電機子鉄心と、この電機子鉄心に形成され
たスロットに挿入された電機子巻線と、この電機子巻線
による磁界と干渉することなく上記突極状部やそのギャ
ップに電流変化にて調整可能な磁束を通す直流励磁巻線
と、を有することを特徴とし、（２）回転子鉄心と対向
する電機子鉄心を軸方向に２分割し、この分割した電機
子鉄心間にリング状の直流励磁巻線を電機子鉄心円周方
向に沿って配置したことを特徴とし、（３）回転子鉄心
と対向する電機子鉄心を軸方向に２分割し、この分割し
た各電機子鉄心に同一電機子鉄心側は同極性、相互には
逆極性となる直流磁束を発生させる直流励磁巻線を備え
たことを特徴とし、（４）電機子鉄心を支持するヨーク
とこのヨークと磁気的に接続されるブラケットと、この
ブラケットにて非磁性シャフトを介して支えられる回転
子鉄心とを有し、上記回転子鉄心とブラケットとの隙間
に回転子鉄心円周方向に卷回した直流励磁巻線を備えた
ことを特徴とし、（５）軸方向両端に備えられた直流励
磁巻線には同一方向の磁束を生ずる直流電流を流し、し
かも回転子鉄心を軸方向に２分割したことを特徴とし、
（６）軸方向両端に備えられた直流励磁巻線には反対方
向の磁束を生ずる直流電流を流し、しかも回転子鉄心に
形成した突極状部は軸方向に一様で周方向に等配に備え
たことを特徴とし、（７）回転子鉄心の周方向に交互に
等配に、電機子鉄心とのギャップが狭い突極状部と上記
ギャップが広い非突極状部とを配列したものを軸方向に
沿って一対備え、この一対の配列したもののうち軸方向
には突極状部と非突極状部とが並んだ回転子鉄心構造と
したことを特徴とし、（８）回転子鉄板と補強用非磁性
円板とを軸方向に積層してダンパー巻線及びエンドリン
グにてこの積層体を一体化し、しかも軸方向の両側にて
回転子鉄心を分け、それぞれの回転子鉄心に周方向に非
磁性部を有する極と非磁性部を有しない突極状部とを備
え、しかも非磁性部の極と突極状部とを軸方向に並べる
回転子鉄心構造としたことを特徴とし、（９）シャフト
に装着された非磁性材の回転板の周方向に沿って鉄心部
を間欠的にかつ等配に備え、この回転板の両側に電機子
鉄心を備え、しかも回転板の表裏に磁束を通す直流励磁
巻線を備えたことを特徴とし、そして、（１０）電機子
鉄心と回転子鉄心、直巻励磁巻線の組合せを同一シャフ
ト上にて軸方向に連結したことを特徴とする。
発明は、（１）部分的に突極状部を形成した回転子鉄心
と、この回転子鉄心の突極状部に対しわずかなギャップ
にて対向する電機子鉄心と、この電機子鉄心に形成され
たスロットに挿入された電機子巻線と、この電機子巻線
による磁界と干渉することなく上記突極状部やそのギャ
ップに電流変化にて調整可能な磁束を通す直流励磁巻線
と、を有することを特徴とし、（２）回転子鉄心と対向
する電機子鉄心を軸方向に２分割し、この分割した電機
子鉄心間にリング状の直流励磁巻線を電機子鉄心円周方
向に沿って配置したことを特徴とし、（３）回転子鉄心
と対向する電機子鉄心を軸方向に２分割し、この分割し
た各電機子鉄心に同一電機子鉄心側は同極性、相互には
逆極性となる直流磁束を発生させる直流励磁巻線を備え
たことを特徴とし、（４）電機子鉄心を支持するヨーク
とこのヨークと磁気的に接続されるブラケットと、この
ブラケットにて非磁性シャフトを介して支えられる回転
子鉄心とを有し、上記回転子鉄心とブラケットとの隙間
に回転子鉄心円周方向に卷回した直流励磁巻線を備えた
ことを特徴とし、（５）軸方向両端に備えられた直流励
磁巻線には同一方向の磁束を生ずる直流電流を流し、し
かも回転子鉄心を軸方向に２分割したことを特徴とし、
（６）軸方向両端に備えられた直流励磁巻線には反対方
向の磁束を生ずる直流電流を流し、しかも回転子鉄心に
形成した突極状部は軸方向に一様で周方向に等配に備え
たことを特徴とし、（７）回転子鉄心の周方向に交互に
等配に、電機子鉄心とのギャップが狭い突極状部と上記
ギャップが広い非突極状部とを配列したものを軸方向に
沿って一対備え、この一対の配列したもののうち軸方向
には突極状部と非突極状部とが並んだ回転子鉄心構造と
したことを特徴とし、（８）回転子鉄板と補強用非磁性
円板とを軸方向に積層してダンパー巻線及びエンドリン
グにてこの積層体を一体化し、しかも軸方向の両側にて
回転子鉄心を分け、それぞれの回転子鉄心に周方向に非
磁性部を有する極と非磁性部を有しない突極状部とを備
え、しかも非磁性部の極と突極状部とを軸方向に並べる
回転子鉄心構造としたことを特徴とし、（９）シャフト
に装着された非磁性材の回転板の周方向に沿って鉄心部
を間欠的にかつ等配に備え、この回転板の両側に電機子
鉄心を備え、しかも回転板の表裏に磁束を通す直流励磁
巻線を備えたことを特徴とし、そして、（１０）電機子
鉄心と回転子鉄心、直巻励磁巻線の組合せを同一シャフ
ト上にて軸方向に連結したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】直流励磁巻線を設けて電機子と回転子との間に
直流磁束を通し、しかも回転子を磁気抵抗の差を生ずる
ように部分的に突極状部を形成したことにより、くし形
モータの構造にする必要はなくなり重量の増大もなくシ
ャフト強度上の問題もない。また、回転界磁形のような
回転トランスが不要となり、回転子鉄心のみのシャフト
への装置にて駆動できて高速回転が可能となる。
直流磁束を通し、しかも回転子を磁気抵抗の差を生ずる
ように部分的に突極状部を形成したことにより、くし形
モータの構造にする必要はなくなり重量の増大もなくシ
ャフト強度上の問題もない。また、回転界磁形のような
回転トランスが不要となり、回転子鉄心のみのシャフト
への装置にて駆動できて高速回転が可能となる。
【００１０】
【実施例】ここで、図を参照して本発明の実施例を説明
する。図１〜図５は、一実施例を示しており、図１にお
いて、１は固定子である電機子、２はこの電機子の鉄
心、３は電機子巻線、４は円筒形のヨークである。この
うち、電機子鉄心２は、軸方向に２分割された成層鉄心
であり、片側の部分を便宜上Ｎ極側鉄心２ａ、他の片側
の部分を便宜上Ｓ極側鉄心２ｂとした場合、Ｎ極側鉄心
２ａとＳ極側鉄心２ｂとはその間に図４に示すリング状
の直流の励磁巻線５を挾むように軸方向に沿って備えら
れている。そして、Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂと
は、ヨーク４によって磁気的に結合されかつ機械的に支
持されている。また、電機子巻線３は、Ｎ極側鉄心２ａ
とＳ極側鉄心２ｂとをまたぐようにしてスロット内に備
えられている。励磁巻線５は、図４の如くリング状に卷
回された電線５ａを絶縁処理したもので、電源容量や機
械寸法に合わせて必要な起磁力を生ずるように十分なタ
ーン数卷回される。
する。図１〜図５は、一実施例を示しており、図１にお
いて、１は固定子である電機子、２はこの電機子の鉄
心、３は電機子巻線、４は円筒形のヨークである。この
うち、電機子鉄心２は、軸方向に２分割された成層鉄心
であり、片側の部分を便宜上Ｎ極側鉄心２ａ、他の片側
の部分を便宜上Ｓ極側鉄心２ｂとした場合、Ｎ極側鉄心
２ａとＳ極側鉄心２ｂとはその間に図４に示すリング状
の直流の励磁巻線５を挾むように軸方向に沿って備えら
れている。そして、Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂと
は、ヨーク４によって磁気的に結合されかつ機械的に支
持されている。また、電機子巻線３は、Ｎ極側鉄心２ａ
とＳ極側鉄心２ｂとをまたぐようにしてスロット内に備
えられている。励磁巻線５は、図４の如くリング状に卷
回された電線５ａを絶縁処理したもので、電源容量や機
械寸法に合わせて必要な起磁力を生ずるように十分なタ
ーン数卷回される。
【００１１】他方、回転子１１は、回転子鉄心１２を有
し、この回転子鉄心１２はシャフト１５に連結されたヨ
ーク１４に支持固定されている。ここにおいて、回転子
鉄心１２は、部分的に突き出た構造で突極状をなし、突
極状以外の個所とは段差を有する突極状部１２ａを形成
する。そして、この突極状部１２ａは、固定子のＮ極側
鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに対応して設けられ、便宜
上Ｎ極側突極状部１２ａＮとＳ極側突極状部１２ａＳと
に分けられる。すなわち、突極状部１２ａは、固定子の
Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの軸方向の長さに対
応して設けられ、しかも周方向に一定幅を有してＮ極側
突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａＳとして存
在する。そして、Ｎ極側突極状部１２ａＮには、周方向
に間欠的に図２（ａ）の如く配置され、またＳ極側突極
状部１２ａＳも周方向に間欠的に図２（ｂ）の如く配置
される。しかも、軸方向には、Ｎ極側突極状部１２ａＮ
と非突極状部とが並び、またＳ極側突極状部１２ａＳと
非突極状部とが並んでいるいわゆる互い違いの構造であ
る。
し、この回転子鉄心１２はシャフト１５に連結されたヨ
ーク１４に支持固定されている。ここにおいて、回転子
鉄心１２は、部分的に突き出た構造で突極状をなし、突
極状以外の個所とは段差を有する突極状部１２ａを形成
する。そして、この突極状部１２ａは、固定子のＮ極側
鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに対応して設けられ、便宜
上Ｎ極側突極状部１２ａＮとＳ極側突極状部１２ａＳと
に分けられる。すなわち、突極状部１２ａは、固定子の
Ｎ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとの軸方向の長さに対
応して設けられ、しかも周方向に一定幅を有してＮ極側
突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａＳとして存
在する。そして、Ｎ極側突極状部１２ａＮには、周方向
に間欠的に図２（ａ）の如く配置され、またＳ極側突極
状部１２ａＳも周方向に間欠的に図２（ｂ）の如く配置
される。しかも、軸方向には、Ｎ極側突極状部１２ａＮ
と非突極状部とが並び、またＳ極側突極状部１２ａＳと
非突極状部とが並んでいるいわゆる互い違いの構造であ
る。
【００１２】この結果、回転子１１は、図３に示す如く
Ｎ極側突極状部１２ａＮが周方向に間欠的に配置され、
軸方向に励磁巻線５分隔たってＳ極側突極状部１２ａＳ
が周方向に間欠的に配置され、しかも軸方向には突極状
部１２ａと非突極状部とが並んでいるものである。そし
て、Ｎ極側突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａ
Ｓと電機子鉄心２との間のギャップは非突極状部と電機
子鉄心２との間のギャップより極めて狭く、この突極状
部１２ａＮ，１２ａＳに磁束が集中することになる。更
に、励磁巻線５による磁束は、例えば図１に示すように
同一方向の直流磁束であるため、図１の磁束に着目すれ
ば、Ｓ極側突極状部１２ａＳには磁束が入りＮ極側突極
状部１２ａＮからは磁束が出ることとなり、Ｓ極側突極
状部１２ａＳ、Ｎ極側突極状部１２ａＮそれぞれに同一
磁極が生ずることになる。なお、図１，図３にて回転子
鉄心１２は成層鉄心を用いたのであるが、塊状鉄心でも
よい。また、電機子１を支えるフレームやブラケット
（図示省略）は閉磁路を形成しないよう少なくとも一つ
は非磁性材により形成する必要がある。図２，図３に示
す例は６極配置した例を示しているが、極数はこれに限
らず８極等種々の極数が考えられる。
Ｎ極側突極状部１２ａＮが周方向に間欠的に配置され、
軸方向に励磁巻線５分隔たってＳ極側突極状部１２ａＳ
が周方向に間欠的に配置され、しかも軸方向には突極状
部１２ａと非突極状部とが並んでいるものである。そし
て、Ｎ極側突極状部１２ａＮ及びＳ極側突極状部１２ａ
Ｓと電機子鉄心２との間のギャップは非突極状部と電機
子鉄心２との間のギャップより極めて狭く、この突極状
部１２ａＮ，１２ａＳに磁束が集中することになる。更
に、励磁巻線５による磁束は、例えば図１に示すように
同一方向の直流磁束であるため、図１の磁束に着目すれ
ば、Ｓ極側突極状部１２ａＳには磁束が入りＮ極側突極
状部１２ａＮからは磁束が出ることとなり、Ｓ極側突極
状部１２ａＳ、Ｎ極側突極状部１２ａＮそれぞれに同一
磁極が生ずることになる。なお、図１，図３にて回転子
鉄心１２は成層鉄心を用いたのであるが、塊状鉄心でも
よい。また、電機子１を支えるフレームやブラケット
（図示省略）は閉磁路を形成しないよう少なくとも一つ
は非磁性材により形成する必要がある。図２，図３に示
す例は６極配置した例を示しているが、極数はこれに限
らず８極等種々の極数が考えられる。
【００１３】本実施例の構造は図１〜図４の如くである
が、図１に示す直流の励磁巻線５に直流電流を流した場
合、例えば図１実線のように、電機子のヨーク４→Ｓ極
側鉄心２ｂ→ギャップ→Ｓ極側突極状部１２ａＳ→回転
子鉄心１２→回転子ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極
側突極状部１２ａＮ→ギャップ→Ｎ極側鉄心２ａ→ヨー
ク４という具合に閉磁路が形成される。この場合、磁束
の方向は、直流電流の向きにより制御でき、大きさは電
流の大きさにより制御できる。そして、ギャップ面の磁
束分布は、図５に示すようにＳ極側とＮ極側とで逆方向
の磁束分布になる。磁束が通る鉄心突極状部１２ａは鉄
心長の１／２となり、磁束も軸方向に沿い突極状部のみ
に通っており、Ｎ極側とＳ極側とは周方向に交互に繰返
すこととなるので、電機子巻線３への誘起電圧波形は対
称波となって、直流励磁の機能を果すことになる。
が、図１に示す直流の励磁巻線５に直流電流を流した場
合、例えば図１実線のように、電機子のヨーク４→Ｓ極
側鉄心２ｂ→ギャップ→Ｓ極側突極状部１２ａＳ→回転
子鉄心１２→回転子ヨーク１４→回転子鉄心１２→Ｎ極
側突極状部１２ａＮ→ギャップ→Ｎ極側鉄心２ａ→ヨー
ク４という具合に閉磁路が形成される。この場合、磁束
の方向は、直流電流の向きにより制御でき、大きさは電
流の大きさにより制御できる。そして、ギャップ面の磁
束分布は、図５に示すようにＳ極側とＮ極側とで逆方向
の磁束分布になる。磁束が通る鉄心突極状部１２ａは鉄
心長の１／２となり、磁束も軸方向に沿い突極状部のみ
に通っており、Ｎ極側とＳ極側とは周方向に交互に繰返
すこととなるので、電機子巻線３への誘起電圧波形は対
称波となって、直流励磁の機能を果すことになる。
【００１４】図１〜図４の構造に基づいて今まで説明し
てきたが、図６以下にて変形例につき述べる。図１に示
す励磁巻線５としては、リング状のものを用いて直流励
磁を行なったのであるが、直流電流を流すことにより直
流磁束が通れば良いので、図６（ａ）に示すように電機
子鉄心２のＮ極側鉄心２ａ及びＳ極側鉄心２ｂそれぞれ
を亀甲形巻線５ａ，５ｂとして別々に形成してもよい。
この場合、巻線法としては図６（ｂ）に示すような集中
巻きでもよく、また図６（ｃ）に示すような分布巻きで
もよい。この巻線法では巻線ピッチは任意に選べるが、
所望の直流磁束を得ると共に磁束変化を円滑にするため
にもこの巻線数は多い程良い。
てきたが、図６以下にて変形例につき述べる。図１に示
す励磁巻線５としては、リング状のものを用いて直流励
磁を行なったのであるが、直流電流を流すことにより直
流磁束が通れば良いので、図６（ａ）に示すように電機
子鉄心２のＮ極側鉄心２ａ及びＳ極側鉄心２ｂそれぞれ
を亀甲形巻線５ａ，５ｂとして別々に形成してもよい。
この場合、巻線法としては図６（ｂ）に示すような集中
巻きでもよく、また図６（ｃ）に示すような分布巻きで
もよい。この巻線法では巻線ピッチは任意に選べるが、
所望の直流磁束を得ると共に磁束変化を円滑にするため
にもこの巻線数は多い程良い。
【００１５】図７は、直流の励磁巻線５を図１，図４の
如く単一でなく複数個（図では２個）備えた例を示して
いる。このように、二つの励磁巻線５ａ，５ｂを備え
て、それぞれ逆向きの磁界を作るようにすることによ
り、それぞれの巻線５ａ，５ｂの電圧の大きさを調整す
るだけで、図中左右方向に自在に磁束を変えることがで
きる。この結果、図１に示す単一巻線５のものの場合の
如く電流の方向を変える必要なく、直流電源としての電
源装置が簡単となる。
如く単一でなく複数個（図では２個）備えた例を示して
いる。このように、二つの励磁巻線５ａ，５ｂを備え
て、それぞれ逆向きの磁界を作るようにすることによ
り、それぞれの巻線５ａ，５ｂの電圧の大きさを調整す
るだけで、図中左右方向に自在に磁束を変えることがで
きる。この結果、図１に示す単一巻線５のものの場合の
如く電流の方向を変える必要なく、直流電源としての電
源装置が簡単となる。
【００１６】図８は、直流の励磁巻線５を電機子の軸方
向中央に配置せず、軸方向両端部に配置した例を示す。
ここでは電機子鉄心２は分割されない代り、Ｎ極側とＳ
極側との磁路を区別するため、ブラケット１６ａ，１６
ｂを用いて磁気回路を構成することになる。この場合、
励磁巻線５ａ，５ｂは、電機子鉄心２の外に存在し例え
ばブラケット１６ａ，１６ｂに取付けられることになっ
て巻線の形成が容易となる。また、ブラケット１６ａ，
１６ｂに磁気回路が形成される関係上、シャフト１５等
は非磁性材料にて形成する必要がある。
向中央に配置せず、軸方向両端部に配置した例を示す。
ここでは電機子鉄心２は分割されない代り、Ｎ極側とＳ
極側との磁路を区別するため、ブラケット１６ａ，１６
ｂを用いて磁気回路を構成することになる。この場合、
励磁巻線５ａ，５ｂは、電機子鉄心２の外に存在し例え
ばブラケット１６ａ，１６ｂに取付けられることになっ
て巻線の形成が容易となる。また、ブラケット１６ａ，
１６ｂに磁気回路が形成される関係上、シャフト１５等
は非磁性材料にて形成する必要がある。
【００１７】なお、図１２に示す例では、その構造上シ
ャフト１５を非磁性材にて形成したものを示している
が、図１に示す例においても直流励磁巻線５による磁束
が、ブラケット（図示省略）を介してシャフト１５を通
ることになるので、フレーム、ブラケット、シャフトの
うち少なくとも一つを非磁性材料にて形成する必要があ
る。
ャフト１５を非磁性材にて形成したものを示している
が、図１に示す例においても直流励磁巻線５による磁束
が、ブラケット（図示省略）を介してシャフト１５を通
ることになるので、フレーム、ブラケット、シャフトの
うち少なくとも一つを非磁性材料にて形成する必要があ
る。
【００１８】図８では、一方のブラケット１６ａに励磁
巻線５ａを備え、他方のブラケット１６ｂに励磁巻線５
ｂを備えるようにして、軸方向に二つの閉磁路を形成し
たものであるが、図９は二つの励磁巻線にギャップにて
同じ方向の磁路を形成する励磁電流を流すことにより電
機子鉄心２のみならず回転子鉄心１２も軸方向に分割さ
れない代り、図９（ｂ）に示すように回転子鉄心１２の
周方向に沿って突極状部と非突極状部が軸方向一様に形
成されることになる。そして、この場合の磁束分布は図
９（ｃ）に示すようになる。なお、図９（ａ）の構造で
は励磁巻線５ａ，５ｂを片方のみ励磁してもよい。
巻線５ａを備え、他方のブラケット１６ｂに励磁巻線５
ｂを備えるようにして、軸方向に二つの閉磁路を形成し
たものであるが、図９は二つの励磁巻線にギャップにて
同じ方向の磁路を形成する励磁電流を流すことにより電
機子鉄心２のみならず回転子鉄心１２も軸方向に分割さ
れない代り、図９（ｂ）に示すように回転子鉄心１２の
周方向に沿って突極状部と非突極状部が軸方向一様に形
成されることになる。そして、この場合の磁束分布は図
９（ｃ）に示すようになる。なお、図９（ａ）の構造で
は励磁巻線５ａ，５ｂを片方のみ励磁してもよい。
【００１９】図１では図３にも示される如く突極状部１
２ａは鉄心突き出し部であるが、この突極状部１２ａに
図１０に示すようにダンパー巻線１７を形成することも
できる。このダンパー巻線１７はエンドリングに接続さ
れ、アルミダイキャストとか銅バーと銅エンドリングと
のロー付けにより形成することができる。また、ダンパ
ー溝の形状は任意でよい。このダンパー巻線１７の付加
により通常の位置検出を必要としない同期電動機として
安定した運転ができる。このダンバー巻線７は図９に示
す回転子にも適用できる。
２ａは鉄心突き出し部であるが、この突極状部１２ａに
図１０に示すようにダンパー巻線１７を形成することも
できる。このダンパー巻線１７はエンドリングに接続さ
れ、アルミダイキャストとか銅バーと銅エンドリングと
のロー付けにより形成することができる。また、ダンパ
ー溝の形状は任意でよい。このダンパー巻線１７の付加
により通常の位置検出を必要としない同期電動機として
安定した運転ができる。このダンバー巻線７は図９に示
す回転子にも適用できる。
【００２０】図１１は、図１の如く電機子巻線３をＮ極
側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに橋架することなく、こ
れら各鉄心２ａ，２ｂに個別に３ａ，３ｂとして備えた
ものである。
側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとに橋架することなく、こ
れら各鉄心２ａ，２ｂに個別に３ａ，３ｂとして備えた
ものである。
【００２１】本発明の実施例においては、電機子鉄心２
の分割されたＮ極側鉄心２ａ及びＳ極側鉄心２ｂについ
ても図１２（ａ）に示すように斜めスロット６を形成
し、高周波磁束の低減を図ることができる。もっとも、
図８に示す電機子鉄心２を分割しない場合には、従来通
りの斜めスロットが付加され得る。また、図１２（ａ）
と同様の効果をもたらす構造として図１２（ｂ）に示す
如くＮ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとを１／２スロッ
トピッチだけずらすことにより斜めスロットと同様な効
果を得ることができる。
の分割されたＮ極側鉄心２ａ及びＳ極側鉄心２ｂについ
ても図１２（ａ）に示すように斜めスロット６を形成
し、高周波磁束の低減を図ることができる。もっとも、
図８に示す電機子鉄心２を分割しない場合には、従来通
りの斜めスロットが付加され得る。また、図１２（ａ）
と同様の効果をもたらす構造として図１２（ｂ）に示す
如くＮ極側鉄心２ａとＳ極側鉄心２ｂとを１／２スロッ
トピッチだけずらすことにより斜めスロットと同様な効
果を得ることができる。
【００２２】図１３は、１本のシャフト１５に複数個の
回転子１１と電機子１とを連続して配置した構成を有
し、鉄心長が長くなった場合などでは励磁巻線５やＰＭ
１３を分割配置することができて便利である。
回転子１１と電機子１とを連続して配置した構成を有
し、鉄心長が長くなった場合などでは励磁巻線５やＰＭ
１３を分割配置することができて便利である。
【００２３】図１４は、図１，図３にも示すようにギャ
ップを拡げ非突極状部を回転子表面に形成せず、埋込形
の非磁性部２０とした構造を示す。回転子鉄心１２とし
ては、全体として円筒形を有しており、軸方向に２分割
したＮ極側およびＳ極側それぞれに、半径方向（鉄心厚
さ方向）にスリット又は非磁性の材料よりなる非磁性部
２０を設け鉄心にて挟んだ構造とした。したがって、図
１５（ａ）（ｂ）に示すようにスリット２０の部分を境
として回転子鉄心１２がばらばらに分かれることにな
り、これらの連結と補強のために軸方向に沿って図１５
（ｃ）に示す円板状の非磁性補強板２１が複数個所介在
される。この場合、非磁性部２０にて囲まれる鉄心はこ
の非磁性部２０であるスリットや非磁性材にて直流磁気
回路から隔離されているので、図１と同様の磁束分布と
なり同様の動作となる。ただし、ダンパー巻線が強力と
なるため自己始動、安定性の面からは有効である。この
ダンパー巻線は、スロット２２にアルミダイキャストに
よりまた銅バーを挿通させることにより、非磁性補強板
２１、回転子鉄心１２が一体化される。そして、このス
ロット２２内のアルミニウムや銅バー自体ダンパー巻線
を兼ねることになる。また、回転子軸方向両端にはアル
ミダイキャストやロー付けによりエンドリングが備えら
れる。かかる埋込形の構造にあっては、スリット２０の
存在により横軸リアクタンスが直軸リアクタンスより大
きくなって従来の埋込形ＰＭモータと同様となり、制御
性が向上する。
ップを拡げ非突極状部を回転子表面に形成せず、埋込形
の非磁性部２０とした構造を示す。回転子鉄心１２とし
ては、全体として円筒形を有しており、軸方向に２分割
したＮ極側およびＳ極側それぞれに、半径方向（鉄心厚
さ方向）にスリット又は非磁性の材料よりなる非磁性部
２０を設け鉄心にて挟んだ構造とした。したがって、図
１５（ａ）（ｂ）に示すようにスリット２０の部分を境
として回転子鉄心１２がばらばらに分かれることにな
り、これらの連結と補強のために軸方向に沿って図１５
（ｃ）に示す円板状の非磁性補強板２１が複数個所介在
される。この場合、非磁性部２０にて囲まれる鉄心はこ
の非磁性部２０であるスリットや非磁性材にて直流磁気
回路から隔離されているので、図１と同様の磁束分布と
なり同様の動作となる。ただし、ダンパー巻線が強力と
なるため自己始動、安定性の面からは有効である。この
ダンパー巻線は、スロット２２にアルミダイキャストに
よりまた銅バーを挿通させることにより、非磁性補強板
２１、回転子鉄心１２が一体化される。そして、このス
ロット２２内のアルミニウムや銅バー自体ダンパー巻線
を兼ねることになる。また、回転子軸方向両端にはアル
ミダイキャストやロー付けによりエンドリングが備えら
れる。かかる埋込形の構造にあっては、スリット２０の
存在により横軸リアクタンスが直軸リアクタンスより大
きくなって従来の埋込形ＰＭモータと同様となり、制御
性が向上する。
【００２４】図１６は本発明をアキシャルギャップタイ
プのモータに適用したものである。この例では回転板１
１に周方向に沿って非磁性材と鉄心１２部とを交互に配
置し、直流励磁巻線５により直流磁束を弱めたり強めた
りして回転板両側にある電機子巻線３への誘起電圧を調
整するものである。
プのモータに適用したものである。この例では回転板１
１に周方向に沿って非磁性材と鉄心１２部とを交互に配
置し、直流励磁巻線５により直流磁束を弱めたり強めた
りして回転板両側にある電機子巻線３への誘起電圧を調
整するものである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、く
し形モータの如くギャップ大による重量増やシャフト強
度上の問題がなくて小形化でき従来の同期機と同様に構
成でき、また従来の回転界磁形のような回転トランスも
不要となり高速回転にも耐えられ、また、直流電流の調
整にて制御の自由度が増大する。
し形モータの如くギャップ大による重量増やシャフト強
度上の問題がなくて小形化でき従来の同期機と同様に構
成でき、また従来の回転界磁形のような回転トランスも
不要となり高速回転にも耐えられ、また、直流電流の調
整にて制御の自由度が増大する。
【図１】一実施例の断面図。
【図２】回転子を図１のａ，ｂ方向からみた図。
【図３】回転子の斜視図。
【図４】直流励磁巻線の構成図。
【図５】磁束の分布を示す説明図。
【図６】電機子スロット内の直流励磁巻線法の説明図。
【図７】逆極性の直流励磁巻線を示す図。
【図８】端部配置の直流励磁巻線の構成図。
【図９】端部配置の直流励磁巻線の変形例を示す構成説
明図。
明図。
【図１０】ダンパー巻線を加えた図。
【図１１】分割した電機子巻線を示す図。
【図１２】斜めスロット、ピッチ変更スロットを示す
図。
図。
【図１３】複数のモータをつなげた一例の構成図。
【図１４】埋込形の例を示す断面構成図。
【図１５】回転子の各部を示す図。
【図１６】アキシャルタイプのモータの構成図。
１ 電機子 ２ 電機子鉄心 ２ａ Ｎ極側鉄心 ２ｂ Ｓ極側鉄心 ３ 電機子巻線 ４，１４ ヨーク ５，５ａ，５ｂ 励磁巻線 ６，２２ スロット １１ 回転子 １２ 回転子鉄心 １２ａ 突極状部 １２ａＮ Ｎ極側突極状部 １２ａＳ Ｓ極側突極状部 １２ｃ 左極側の回転子 １２ｄ 右極側の回転子 １３ 永久磁石（ＰＭ） １５ シャフト １６ａ，１６ｂ ブラケット １７ ダンパー巻線 ２０ スリット ２１ 非磁性補強板
Claims (10)
- 【請求項１】 部分的に突極状部を形成した回転子鉄心
と、この回転子鉄心の突極状部に対しわずかなギャップ
にて対向する電機子鉄心と、この電機子鉄心に形成され
たスロットに挿入された電機子巻線と、この電機子巻線
による磁界と干渉することなく上記突極状部やそのギャ
ップに電流変化にて調整可能な磁束を通す直流励磁巻線
と、を有するブラシレスモータ。 - 【請求項２】 回転子鉄心と対向する電機子鉄心を軸方
向に２分割し、この分割した電機子鉄心間にリング状の
直流励磁巻線を電機子鉄心円周方向に沿って配置したこ
とを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項３】 回転子鉄心と対向する電機子鉄心を軸方
向に２分割し、この分割した各電機子鉄心に同一電機子
鉄心側は同極性、相互には逆極性となる直流磁束を発生
させる直流励磁巻線を備えたことを特徴とする請求項１
記載のブラシレスモータ。 - 【請求項４】 電機子鉄心を支持するヨークとこのヨー
クと磁気的に接続されるブラケットと、このブラケット
にて非磁性シャフトを介して支えられる回転子鉄心とを
有し、上記回転子鉄心とブラケットとの隙間に回転子鉄
心円周方向に卷回した直流励磁巻線を備えたことを特徴
とする請求項１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項５】 軸方向両端に備えられた直流励磁巻線に
は同一方向の磁束を生ずる直流電流を流し、しかも回転
子鉄心を軸方向に２分割したことを特徴とする請求項４
記載のブラシレスモータ。 - 【請求項６】 軸方向両端に備えられた直流励磁巻線に
は反対方向の磁束を生ずる直流電流を流し、しかも回転
子鉄心に形成した突極状部は軸方向に一様で周方向に等
配に備えたことを特徴とする請求項４記載のブラシレス
モータ。 - 【請求項７】 回転子鉄心の周方向に交互に等配に、電
機子鉄心とのギャップが狭い突極状部と上記ギャップが
広い非突極状部とを配列したものを軸方向に沿って一対
備え、この一対の配列したもののうち軸方向には突極状
部と非突極状部とが並んだ回転子鉄心構造とした請求項
１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項８】 回転子鉄板と補強用非磁性円板とを軸方
向に積層してダンパー巻線及びエンドリングにてこの積
層体を一体化し、しかも軸方向の両側にて回転子鉄心を
分け、それぞれの回転子鉄心に周方向に非磁性部を有す
る極と非磁性部を有しない突極状部とを備え、しかも非
磁性部の極と突極状部とを軸方向に並べる回転子鉄心構
造とした請求項１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項９】 シャフトに装着された非磁性材の回転板
の周方向に沿って鉄心部を間欠的にかつ等配に備え、こ
の回転板の両側に電機子鉄心を備え、しかも回転板の表
裏に磁束を通す直流励磁巻線を備えたことを特徴とする
請求項１記載のブラシレスモータ。 - 【請求項１０】 電機子鉄心と回転子鉄心、直巻励磁巻
線の組合せを同一シャフト上にて軸方向に連結したこと
を特徴とする請求項１，２，３，７，８又は９記載のブ
ラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14023693A JPH06351212A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14023693A JPH06351212A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブラシレスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06351212A true JPH06351212A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15264079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14023693A Withdrawn JPH06351212A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06351212A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007018213B3 (de) * | 2007-04-16 | 2008-10-30 | Entrak Energie- Und Antriebstechnik Gmbh & Co. Kg | Homopolarmaschine |
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14023693A patent/JPH06351212A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
| DE102007018213B3 (de) * | 2007-04-16 | 2008-10-30 | Entrak Energie- Und Antriebstechnik Gmbh & Co. Kg | Homopolarmaschine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |