JPH0681463B2 - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machineInfo
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- JPH0681463B2 JPH0681463B2 JP59215694A JP21569484A JPH0681463B2 JP H0681463 B2 JPH0681463 B2 JP H0681463B2 JP 59215694 A JP59215694 A JP 59215694A JP 21569484 A JP21569484 A JP 21569484A JP H0681463 B2 JPH0681463 B2 JP H0681463B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 電機子鉄心を有する電機子と、永久磁石よりなる界磁部
を有し、一方が他方に対して回転し得る様にした回転電
機に応用する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Use of the Invention] The present invention is applied to a rotary electric machine having an armature having an armature core and a field part made of a permanent magnet so that one can rotate with respect to the other. .
電機子鉄心に補助溝を設けて、コギングを低減する考え
方は特公昭58-42708号公報等に見られるが、補助溝の位
置や幅などについては、詳しい考案がなされておらず、
上記公報のクレーム３に見られる様、ほぼ等間隔に設け
ることが一般的に行われている。しかしながら、等間隔
に補助溝を設けた場合には、補助溝の所期する効果が得
られないものであった。The idea of providing an auxiliary groove in the armature core to reduce cogging is found in Japanese Patent Publication No. 58-42708, but the position and width of the auxiliary groove have not been devised in detail,
As can be seen in claim 3 of the above publication, it is common practice to provide them at substantially equal intervals. However, when the auxiliary grooves are provided at equal intervals, the desired effect of the auxiliary grooves cannot be obtained.
本発明の目的は、コギングを低減する為に補助溝を設け
る場合、溝位置を最適な位置に設け、その効果を増大な
らしむることにある。An object of the present invention is to provide a groove position at an optimum position when an auxiliary groove is provided in order to reduce cogging, and to enhance its effect.
本発明は、Ｐ個数の磁極を持つ永久磁石界極部と、突極
磁極および補助突起を有する電機子部とからなり、突極
磁極の巻線用溝に電機子巻線を備え、電機子部の突極磁
極をＭ個数とするとともに突極磁極間に補助突極を配置
し、前記永久磁石界極部の磁極の個数Ｐと突極磁極の個
数Ｍとの最大公約数が前記個数Ｐと異なるように永久磁
石界極部の磁極と突極磁極の個数関係にするとともに、
前記永久磁石界極部の磁極に対応する突極磁極の表面に
補助溝を設け、突極磁極の間隔を電気角で （Ｍは２以上で３の倍数でない整数）とし、突極磁極間
に設けられる巻線用溝と突極磁極表面の補助溝で構成さ
れる溝グループを複数有してなる永久磁石回転電機にお
いて、各溝グループの巻線用溝と補助溝との間隔を だけ離すとともに各溝グループを電気角で （Ｌは整数）だけずらして配置したことを特徴とするも
のである。The present invention comprises a permanent magnet field pole portion having P magnetic poles, and an armature portion having salient pole poles and auxiliary protrusions. The armature winding is provided in the winding groove of the salient pole pole, and the armature is provided. The number of salient pole magnetic poles of the portion is M and auxiliary salient poles are arranged between the salient poles, and the greatest common divisor of the number P of magnetic poles of the permanent magnet field pole portion and the number M of salient poles is the number P. In addition to the relationship between the number of permanent magnet poles and salient poles,
Auxiliary grooves are provided on the surface of the salient poles corresponding to the magnetic poles of the permanent magnet field poles, and the distance between the salient poles is measured in electrical angle. (M is an integer not less than 2 and not a multiple of 3), and a permanent magnet rotating electric machine having a plurality of groove groups each including a groove for winding provided between salient poles and an auxiliary groove on the surface of the salient pole. , The spacing between the winding groove of each groove group and the auxiliary groove Apart and each groove group in electrical angle It is characterized in that they are arranged by shifting by (L is an integer).
これにより、コギングトルクを低減し、静かで安定した
回転をし得る電動機を提供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a motor capable of reducing cogging torque and performing quiet and stable rotation.
近年、機器の小形化，偏平化の要求が高まっており、特
にOA（Office Automation）機器やAV（Audio Visual）
機器においてはその要求が顕著である。これらの機器に
おいては、一般にブラシレスDCモートルと呼ばれる電動
機が用いられることが多いが、前述の様な小形化の要求
に応じる為に、電機子に磁性体より成る電機子鉄心を有
し、永久磁石よりなる界磁部との間で、相対的に回転可
能なる形をした電動機が広く用いられる様になってきて
いる。しかしながら、この様に、電機子に磁性体より成
る電機子鉄心を有した電動機においてはコギングトルク
を発生し、電動機の回転ムラや振動の原因となる欠点が
有った。In recent years, there has been an increasing demand for downsizing and flattening of equipment, especially OA (Office Automation) equipment and AV (Audio Visual).
The demand is remarkable in the equipment. In these devices, an electric motor generally called a brushless DC motor is often used, but in order to meet the demand for downsizing as described above, the armature has an armature core made of a magnetic material and a permanent magnet. An electric motor that is relatively rotatable between the magnetic field part and the magnetic field part has been widely used. However, as described above, the electric motor having the armature core made of a magnetic material in the armature has a drawback that cogging torque is generated and causes uneven rotation and vibration of the electric motor.
これまで知られているコギングトルクの低減法として
は、例えば特公昭58-42708号に示すものがある。特公昭
58-42708号に示されている方法について、第１図，第２
図および第３図を用いて説明する。図において、１は磁
性体より成る電機子鉄心２を有する電機子、４は永久磁
石５より成る界磁部で、電機子１および界磁部４は、同
一回転軸上に配置され、相対的に回転可能となってい
る。6a〜6fは、電機子鉄心２に、永久磁石５より成る界
磁部４に対面する側に設けられた突極、7a〜7fは、突極
6a〜6fの間に均当に配置された、補極である。8a〜8lお
よび9a〜9rはコギングトルク低減用に突極6a〜6fに設け
られた補助溝特公昭58-42708号に示されている記号を用
いて、第１図，第２図および第３図における、コギング
トルクの基本的な調波成分を計算すると表１の様にな
る。As a known method of reducing the cogging torque, for example, there is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-42708. Tokusho
Regarding the method shown in No. 58-42708, FIG. 1 and FIG.
This will be described with reference to FIG. 3 and FIG. In the figure, 1 is an armature having an armature core 2 made of a magnetic material, 4 is a field part made up of permanent magnets 5, and the armature 1 and the field part 4 are arranged on the same rotation axis and It can be rotated. 6a to 6f are salient poles provided on the side of the armature core 2 that faces the field portion 4 composed of the permanent magnet 5, and 7a to 7f are salient poles.
It is a commutating pole equally arranged between 6a to 6f. 8a to 8l and 9a to 9r are shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 using the symbols shown in the auxiliary groove Japanese Patent Publication No. 58-42708 provided on the salient poles 6a to 6f for reducing the cogging torque. Table 1 shows the basic harmonic components of the cogging torque in the figure.
表１から第２図に示す様に、ほぼ等間隔に２本の補助溝
を配置した場合には、コギングトルクの基本的調波成分
の次数は24となり、補助溝をつけない時と同じであり、
コギングトルク低減効果はないことから、第３図に示す
様に１個の突極当り３本の補助溝を設けることが行われ
ている。しかしながら、この様に溝本数を多くすること
は、電機子１と界磁部４との空隙が大きくなったことと
同等な効果を有し、電動機の小形化を阻害するものであ
る。本発明の目的は、２本の補助溝の場合にもコギング
トルクを低減しようとするものである。 As shown in Table 1 to FIG. 2, when two auxiliary grooves are arranged at approximately equal intervals, the fundamental harmonic component order of the cogging torque is 24, which is the same as when no auxiliary groove is provided. Yes,
Since there is no effect of reducing the cogging torque, three auxiliary grooves are provided for each salient pole as shown in FIG. However, increasing the number of grooves in this way has the same effect as increasing the gap between the armature 1 and the magnetic field portion 4, and impedes downsizing of the electric motor. The object of the present invention is to reduce the cogging torque even in the case of two auxiliary grooves.
コギングトルクの発生のメカニズムを、詳しく考えて見
ると、コギングトルクは、電機子１と界磁部４との間の
空隙部に貯えられた磁気エネルギーが、回転とともに変
化することにある。従ってコギングトルクを小さく押え
るには、空隙に貯えられた磁気エネルギーの変化を小さ
く押えてやれば良い。When the mechanism of generation of the cogging torque is considered in detail, the cogging torque is that the magnetic energy stored in the gap between the armature 1 and the field portion 4 changes with rotation. Therefore, in order to suppress the cogging torque small, it is sufficient to suppress the change in the magnetic energy stored in the air gap small.
以下、この種モータのコギングトルク発生の原理につ
き、第４図により説明する。一般にコギングトルクは永
久磁石磁極５の移動に伴って空隙部９内の磁気エネルギ
ーが変化することによって、引き起こされる。この磁気
エネルギーの変化の原因は巻線用の溝にある。Hereinafter, the principle of generation of the cogging torque of this type of motor will be described with reference to FIG. Generally, the cogging torque is caused by the change of the magnetic energy in the gap 9 with the movement of the permanent magnet magnetic pole 5. The cause of this change in magnetic energy lies in the winding groove.
第４図において、（ａ）は空隙磁束密度を、（ｂ）は永
久磁石磁極を、（ｃ）は電機子部の周方向展開図を、
（ｄ）は電機子部がθだけ移動した時の電機子部を示
す。図において、便宜上、電機子部を永久磁石磁極５に
対して動くものとして考えを進める。In FIG. 4, (a) is the air gap magnetic flux density, (b) is the permanent magnet magnetic pole, and (c) is the circumferential direction development view of the armature portion.
(D) shows the armature part when the armature part moves by θ. In the figure, for the sake of convenience, it is assumed that the armature portion moves with respect to the permanent magnet magnetic pole 5.
図において、コギングトルクは一般に次式で表示でき
る。In the figure, the cogging torque can be generally expressed by the following equation.
ここで、θ：永久磁石磁極に対する電機子部の移動角 Ｅ（θ）：空隙全体の磁気エネルギー 一方、空隙中の任意の角度での微小体格dv当りの磁気
エネルギーΔＥ（θ）は ここで、μｏ：空気の透磁率 Bg（，θ）：空隙の磁束密度 従って空隙全体の磁気エネルギーＥ（σ）は ここで、P:永久磁石磁極数 一般に溝がない場合の空隙磁束密度Ｂ（）は高調波分
に分解され、次式で表わされる。 Here, θ: moving angle of armature part with respect to permanent magnet magnetic pole E (θ): magnetic energy of entire void On the other hand, magnetic energy ΔE (θ) per minute body size d v at an arbitrary angle in the void is Where μ o : Air permeability B g (, θ): Air gap magnetic flux density Therefore, the magnetic energy E (σ) of the entire void is Here, P: Number of magnetic poles of permanent magnet Generally, the air gap magnetic flux density B () when there is no groove is decomposed into higher harmonics and expressed by the following equation.
ここで、Bn:B（）の高調波のピーク値 また空隙部にはエネルギー関数Ｓ（）として次式を定
義する（第４図（ｆ））。 Here, the peak value of the harmonic of B n : B () is defined as the energy function S () in the void (FIG. 4 (f)).
ここで、Sn（）:S（）の高調波分 Kn（）：Sn（）の直流分 San：Sn（）の高調波のピーク値 ここで、巻線用の溝，補助溝の磁束密度に対す影響は、
溝部上の空隙磁束密度が減少するか、もしくは零になる
と考えられる。そこで溝部の位置のみ単位とする以下の
関数を定義する（第２図（ｅ））。 Where S n (): S () harmonic component K n (): S n () DC component S an : S n () harmonic peak value where the winding groove and auxiliary The effect on the magnetic flux density of the groove is
It is considered that the air gap magnetic flux density on the groove decreases or becomes zero. Therefore, the following function with only the position of the groove as a unit is defined (FIG. 2 (e)).
ここで、ω：溝幅 以上の関数を使うことによって溝の存在は以下のu
t（θ）で表示できる。 Here, ω is the groove width by using the function above ω
It can be displayed as t (θ).
ここで、α１，α２……αｎ：溝位置 ｎα：溝数 従って溝を含めた磁束密度の分布は Bg（，θ）＝｛１−ut（θ）｝Bg（） ……（８） （８）式を（３）式に代入すると ここで（９）式の第１項はθの関数とならないために
（１）式より明らかにコギングトルクに影響を与えな
い。従ってコギングトルクTcは ここで、Ｓ（）は溝がない場合のエネルギー関数を示
す。さらに、これは 従って、コギングトルクは、第４図で説明すると、同図
（ｆ）で示したエネルギー関数Ｅ（θ）での、移動前の
位置関数（第４図（ｅ））が１を示すエネルギー関数の
総和E1と移動後の総和E2の変動によって表われる。 Here, α 1 , α 2, ... α n : Groove position n α : Number of grooves Therefore, the distribution of the magnetic flux density including the grooves is B g (, θ) = {1-u t (θ)} B g () (8) Substituting equation (8) into equation (3), Here, since the first term of the equation (9) does not become a function of θ, it obviously does not affect the cogging torque from the equation (1). Therefore, the cogging torque T c is Here, S () represents the energy function when there is no groove. Moreover, this is Therefore, to explain with reference to FIG. 4, the cogging torque is the energy function of the energy function E (θ) shown in FIG. It is represented by the fluctuation of the total sum E 1 and the total sum E 2 after movement.
第４図（ｆ）より変動を直接見出すことは困難であるの
で、（11）式をさらに展開すると 従って、（12）式よりコギングトルクは各調波成分に分
解することができる。このことはコギングトルクの各調
波分は、同じ調波のエネルギー関数の溝位置部の値の和
の変動として与えられることを示す。Since it is difficult to find the variation directly from Fig. 4 (f), further development of equation (11) Therefore, from the equation (12), the cogging torque can be decomposed into each harmonic component. This means that each harmonic component of the cogging torque is given as a variation of the sum of the values at the groove position portion of the energy function of the same harmonic.
以上の理論より以下本発明の実施例を第５図および第６
図により説明する。Based on the above theory, the embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
It will be described with reference to the drawings.
（ａ）は空隙磁束密度Bgを、（ｂ）は永久磁石磁極を、
（ｃ）は巻線用溝のみの電機子部を、（ｄ）はその溝位
置関数を、（ｅ），（ｆ），（ｇ）にはそれぞれエネル
ギー関数の基本波分，第３調波分，第６調波分を示す。
ここで、巻線用溝は電気角で ずつ位相の異なる8a1，8a2，8a3のグループと8b1，8
b2，8b3のグループとからなる。(A) is the air gap magnetic flux density B g , (b) is the permanent magnet magnetic pole,
(C) shows the armature part having only winding grooves, (d) shows the groove position function, and (e), (f), and (g) show the fundamental wave component and the third harmonic of the energy function, respectively. And the sixth harmonic.
Here, the winding groove is an electrical angle 8a 1 , 8a 2 , 8a 3 groups with different phases and 8b 1 , 8
consisting of b 2, 8b 3 of the group.
以上の２つのグループに対して、式（12）の基本波分に
対して適用すると 従って、基本波分によるコギングトルクは生じない。一
般に溝間隔 （Ｍは３の倍数でない整数）を持つ３個の溝のグループ
は上式と同じ手法で証明でき基本波分と3n±１次調波分
のコギングトルクを生じない。Applying the above two groups to the fundamental wave component of equation (12) Therefore, the cogging torque due to the fundamental wave component is not generated. Generally groove spacing A group of three grooves having (M is an integer that is not a multiple of 3) can be proved by the same method as the above equation, and does not generate the cogging torque for the fundamental wave and 3n ± first harmonic.
一方、第３次調波について考えると となり、第３図（ｆ）で示すように、各溝位置上のエネ
ルギー分布の第３次調波は同相となり、コギングを引き
起こす。本発明は、以上の第３次調波によるコギングト
ルク発生を除去するため、巻線用の溝位置と、電気角で （ここでＫは整数）だけずらして配置したことを特徴と
する。最も簡単な例として、第６図（ｆ）に矢印で示し
た位置に補助溝をつけると良い。これによって（14）式
は、 となり、零になしうる。On the other hand, considering the third harmonic As shown in FIG. 3 (f), the third harmonics of the energy distribution on each groove position are in phase and cause cogging. The present invention eliminates the generation of the cogging torque due to the third harmonic described above, so that the groove position for the winding and the electrical angle are eliminated. (Where K is an integer) are arranged with a shift. As the simplest example, it is advisable to form an auxiliary groove at the position shown by the arrow in FIG. 6 (f). As a result, equation (14) becomes And can be zero.
ここで、補助溝の配置は第６図に限られたものではな
く、巻線溝位置と だけずらして配置すれば、その他の任意の位置でも良
い。ただし１グループを構成する３個の補助溝の間隔は
電気角 （Ｍは３の倍数でない整数）を維持するものとする。以
上の溝配置でコギングトルクは低減することになる。The arrangement of the auxiliary groove is not limited to that shown in FIG. Any other position may be used as long as the positions are shifted. However, the space between the three auxiliary grooves that make up one group is the electrical angle. (M is an integer that is not a multiple of 3). With the above groove arrangement, the cogging torque is reduced.
以上の巻線溝と補助溝の配置では、第３次調波成分は除
去できるが、第６次調波成分は依然として残っている。With the above arrangement of the winding groove and the auxiliary groove, the third harmonic component can be removed, but the sixth harmonic component still remains.
第６図（ｆ）で示した溝位置は第６次調波成分に対して
は、 となる。The groove position shown in FIG. 6 (f) is for the sixth harmonic component, Becomes
この第６次調波成分は、巻線用溝と補助溝との間隔を だけ分離した１つの巻線溝と補助溝のグループを、他の
グループに対して、電気角でπ/12L（L:整数）だけずら
せばなくなる。This 6th harmonic component determines the distance between the winding groove and the auxiliary groove. It is necessary to shift the group of one winding groove and the auxiliary groove that are separated only by the electrical angle of π / 12L (L: integer) with respect to the other groups.
第６図について説明すると、巻線用溝8a1，8a2，8a3，
補助溝8d1，8d2，8d3からなる１つのグループと、他の
巻線用溝8b1，8b2，8b3と補助溝8c1，8c2，8c3からなる
グループとの間隔をπ/12だけずらす。これによって第
６次調波分はなくなる。Referring to FIG. 6, winding grooves 8a 1 , 8a 2 , 8a 3 ,
The distance between one group of auxiliary grooves 8d 1 , 8d 2 , 8d 3 and the group of other winding grooves 8b 1 , 8b 2 , 8b 3 and auxiliary grooves 8c 1 , 8c 2 , 8c 3 is π. / 12 shift. This eliminates the sixth harmonic.
その他第９調波成分については、第３次調波を消せば自
動的に消え、その他の高次としては12調波分が残る。こ
の12調波成分に合わせて界磁磁石の着磁あるいは電機子
鉄心の溝をスキューすれば、最小のスキュー角でコギン
グトルクは除去できる。As for the other 9th harmonic component, if the 3rd harmonic is erased, it disappears automatically, and as the other higher harmonics, 12 harmonics remain. If the magnetization of the field magnet or the groove of the armature core is skewed according to the 12th harmonic component, the cogging torque can be removed with the minimum skew angle.
以上第５図の構造のモータについて示したが他の溝配置
でも可能である。第７図に他の実施例を示す。図中
（ｄ）〜（ｆ）は基本構造（ｂ）の溝位置を変えたもの
である。なお、電気角2/3πＭの間隔を持った溝グルー
プ２組は図中、巻線用の溝の２倍の磁気パーミアンスを
持った１組の溝をいずれかのグループの位置に配置する
ことによって置き換え得る。また１個の補助溝は1/2の
磁気パーミアンスを有する２個の補助溝で置き換えら
れ、この２つの溝は本発明によって選定された位置に分
散配置することも可能である。突極内面の両端部におけ
る磁気飽和を回避するために、これは非常に有効な構成
である。Although the motor having the structure shown in FIG. 5 has been described above, other groove arrangements are possible. FIG. 7 shows another embodiment. In the figures, (d) to (f) are obtained by changing the groove position of the basic structure (b). Two groove groups with an electrical angle of 2 / 3πM are provided by arranging one groove with a magnetic permeance that is twice as large as the winding groove in the figure in either group. Can be replaced. Also, one auxiliary groove can be replaced by two auxiliary grooves having a magnetic permeance of 1/2, and these two grooves can be distributed at the positions selected by the present invention. This is a very effective configuration in order to avoid magnetic saturation at both ends of the salient pole inner surface.
第８図に本発明の他の実施例を示す。第９図は第８図の
部分展開図である。１は電機子、２は電機子鉄心、４は
界磁部、５は永久磁石、6a〜6fは電機子鉄心２に設けら
れた突極、7a〜7fは電機子鉄心２に設けられた補極、8a
〜8lは、突極6a〜6fに設けられた補助溝、10a〜10lは突
極6a〜6fと補極7a〜7fの間に存在する巻線用溝である。FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partially developed view of FIG. Reference numeral 1 is an armature, 2 is an armature core, 4 is a field part, 5 is a permanent magnet, 6a to 6f are salient poles provided on the armature core 2, and 7a to 7f are auxiliary poles provided on the armature core 2. Pole, 8a
8l is an auxiliary groove provided on the salient poles 6a to 6f, and 10a to 10l are winding grooves existing between the salient poles 6a to 6f and the auxiliary poles 7a to 7f.
電機子鉄心２および永久磁石５の、溝間隔および着磁ピ
ッチは、第８図および第９図に示すとおりである（角度
は電気角で表示）。The groove spacing and the magnetization pitch of the armature core 2 and the permanent magnet 5 are as shown in FIGS. 8 and 9 (angles are expressed in electrical angles).
第９図において、エネルギー関数の第３次成分に対して
は巻線溝10bに対して補助溝8dが逆位相になっており、
巻線溝10cに対しては補助溝8cが逆位相になっている。
同様に考えていくと、10a〜10lの12個の巻線溝に対し、
8a〜8lの12個の補助溝が逆位相の関係にあり、全体的に
見れば、空隙部のエネルギー関数の第３次成分に関して
は、電機子と界磁部の相対位置に関係なく一定となりコ
ギングを生じない。In FIG. 9, for the third-order component of the energy function, the auxiliary groove 8d has an opposite phase to the winding groove 10b,
The auxiliary groove 8c has an opposite phase to the winding groove 10c.
Considering the same way, for 12 winding grooves of 10a to 10l,
The 12 auxiliary grooves 8a to 8l are in the antiphase relationship, and overall, the third-order component of the energy function of the air gap is constant regardless of the relative position of the armature and the field part. Does not cause cogging.
更に第６次成分について見ると、巻線溝10bに対して補
助溝8cが、巻線溝10cに対して8dが逆位相となり、全体
的に見れば、空隙部のエネルギー関数の第６次成分も電
機子と界磁部の相対位置に関係なく一定となりコギング
を生じない。Looking further at the sixth-order component, the auxiliary groove 8c has an opposite phase to the winding groove 10b and 8d has the opposite phase to the winding groove 10c, and as a whole, the sixth-order component of the energy function of the void portion Is constant regardless of the relative positions of the armature and the field part, and cogging does not occur.
この様に補助溝を２本とした時は、補助溝の位置を適切
に配置することにより、エネルギー関係の第３次成分お
よび、第６次成分を低減せしめコギングトルクを低減す
ることが可能である。When the number of auxiliary grooves is two in this way, by appropriately arranging the positions of the auxiliary grooves, the cogging torque can be reduced by reducing the third-order component and the sixth-order component of the energy relationship. is there.
以上述べたように、本発明は、Ｐ個数の磁極を持つ永久
磁石界極部と、突極磁極および補助突起を有する電機子
部とからなり、突極磁極の巻線用溝に電機子巻線を備
え、電機子部の突極磁極をＭ個数とするとともに突極磁
極間に補助突極を配置し、前記永久磁石界極部の磁極の
個数Ｐと突極磁極の個数Ｍとの最大公約数が前記個数Ｐ
と異なるように永久磁石界極部の磁極と突極磁極の個数
関係にするとともに、前記永久磁石界極部の磁極に対応
する突極磁極の表面に補助溝を設け、突極磁極の間隔を
電気角で （Ｍは２以上で３の倍数でない整数）とし、突極磁極間
に設けられる巻線用溝と突極磁極表面の補助溝で構成さ
れる溝グループを複数有してなる永久磁石回転電機にお
いて、各溝グループの巻線用溝と補助溝との間隔を だけ離すとともに各溝グループを電気角で （Ｌは整数）だけずらして配置したことを特徴とする回
転電機にある。As described above, the present invention comprises the permanent magnet field pole portion having P number of magnetic poles and the armature portion having the salient pole pole and the auxiliary protrusion, and the armature winding is wound in the winding groove of the salient pole pole. The number of salient poles of the armature portion is M and the number of salient poles of the permanent magnet field pole portion is M, and the number of salient poles of the permanent magnet field pole portion is maximum. The common divisor is the number P
The number of the magnetic poles of the permanent magnet field poles and the number of salient poles are different from the above, and an auxiliary groove is provided on the surface of the salient poles corresponding to the magnetic poles of the permanent magnet field poles so that the salient poles are spaced apart Electrical angle (M is an integer not less than 2 and not a multiple of 3), and a permanent magnet rotating electric machine having a plurality of groove groups each including a groove for winding provided between salient poles and an auxiliary groove on the surface of the salient pole. , The spacing between the winding groove of each groove group and the auxiliary groove Apart and each groove group in electrical angle (L is an integer).
このような構成により、コギングトルクを著しく減少さ
せることができる。With such a configuration, the cogging torque can be significantly reduced.
すなわち、永久磁石回転電機のコギングトルクは突極磁
極間の巻線用溝によって発生する。このコギングトルク
は基本波分から高調波分まで全て有する。しかし、巻線
用溝の間隔を電気角で2/3・Ｍπにすると、基本波分お
よび２次波分のコギングトルクはなくなる。That is, the cogging torque of the permanent magnet rotating electric machine is generated by the winding groove between the salient poles. This cogging torque has everything from the fundamental wave component to the harmonic components. However, when the spacing between the winding grooves is set to 2/3 · Mπ in electrical angle, the cogging torque for the fundamental wave and the secondary wave disappears.
しかし、同相になる第３次波分のコギングトルクは残
る。これを除くために、補助用溝を巻線用溝に対して電
気角で1/6・π離して配置することにより、第３次波分
のコギングトルクを相殺することができる。さらに、補
助用溝を巻線用溝に対して電気角で5/12π離して配置す
ることにより、第６次波分のコギングトルクまでも減少
させることができるのである。However, the cogging torque for the third-order wave having the same phase remains. In order to eliminate this, by arranging the auxiliary groove at an electrical angle of 1/6 · π with respect to the winding groove, it is possible to cancel the cogging torque of the third-order wave. Further, by arranging the auxiliary groove at an electrical angle of 5 / 12π with respect to the winding groove, it is possible to reduce the cogging torque of the sixth-order wave.
このように本発明によれば、コギングトルクを減少させ
ることができるのである。As described above, according to the present invention, the cogging torque can be reduced.
【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図は従来技術を示すもので、第１図は
補極付き、補助溝なしの概略図、第２図は突極にそれぞ
れ２個の補助溝を形成した概略図、第３図は同じく突極
にそれぞれ３個の補助溝を形成した概略図、第４図はコ
ギングトルク発生の原理を説明する図、第５図および第
６図は本発明の一実施例を示すもので第５図は構成概略
図、第６図はコギングトルクの波形図、第７図は同じく
他の実施例に関する波形図、第８図および第９図は他の
実施例を示す構成図および波形図である。 １……電機子、２……電機子鉄心、４……界磁部、５…
…永久磁石、6a〜6f……突極、7a〜7f……補助溝、10a
〜10l……巻線用溝。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 to FIG. 3 show a prior art, FIG. 1 is a schematic view with a compensating pole and no auxiliary groove, and FIG. 2 is two auxiliary grooves for each salient pole. FIG. 3 is a schematic diagram in which three auxiliary grooves are similarly formed in each salient pole, FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of cogging torque generation, and FIGS. 5 and 6 are the present invention. FIG. 5 is a schematic view of the configuration, FIG. 6 is a waveform diagram of cogging torque, FIG. 7 is a waveform diagram of another embodiment, and FIGS. 8 and 9 are other implementations. It is a block diagram and a waveform diagram showing an example. 1 ... armature, 2 ... armature core, 4 ... field part, 5 ...
… Permanent magnets, 6a to 6f… Salient poles, 7a to 7f… Auxiliary groove, 10a
~ 10l …… groove for winding.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 文雄 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 斉藤 幸一 東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−1810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−72410（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Fumio Tajima 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Koichi Saito 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Address in Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-54-1810 (JP, A) JP-A-54-72410 (JP, A)
Claims (1)
極磁極および補助突起を有する電機子部とからなり、突
極磁極の巻線用溝に電機子巻線を備え、電機子部の突極
磁極をＭ個数とするとともに突極磁極間に補助突極を配
置し、前記永久磁石界極部の磁極の個数Ｐと突極磁極の
個数Ｍとの最大公約数が前記個数Ｐと異なるように永久
磁石界極部の磁極と突極磁極の個数関係にするととも
に、前記永久磁石界極部の磁極に対応する突極磁極の表
面に補助溝を設け、突極磁極の間隔を電気角で （Ｍは２以上で３の倍数でない整数）とし、突極磁極間
に設けられる巻線用溝と突極磁極表面の補助溝で構成さ
れる溝グループを複数有してなる永久磁石回転電機にお
いて、 各溝グループの巻線用溝と補助溝との間隔を だけ離すとともに各溝グループを電気角で （Ｌは整数）だけずらして配置したことを特徴とする回
転電機。1. A permanent magnet field pole portion having P magnetic poles and an armature portion having salient pole poles and auxiliary protrusions, wherein an armature winding is provided in a winding groove of the salient pole pole, The number of salient poles of the child portion is M and auxiliary salient poles are arranged between the salient poles, and the greatest common divisor of the number P of magnetic poles of the permanent magnet field pole portion and the number M of salient poles is the above number. Different from P, the number of magnetic poles of the permanent magnet field poles and the number of salient poles are different, and an auxiliary groove is provided on the surface of the salient poles corresponding to the magnetic poles of the permanent magnet field poles. In electrical angle (M is an integer not less than 2 and not a multiple of 3), and a permanent magnet rotating electric machine having a plurality of groove groups formed by winding grooves provided between salient poles and auxiliary grooves on the surface of the salient poles , The spacing between the winding groove and the auxiliary groove of each groove group Apart and each groove group in electrical angle A rotating electric machine, wherein the rotating electric machine is arranged by shifting (L is an integer).
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP59215694A JPH0681463B2 (en) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | Rotating electric machine |
| KR1019850005284A KR920000717B1 (en) | 1984-07-25 | 1985-07-24 | Brushless motor |
| DE8585109343T DE3580624D1 (en) | 1984-07-25 | 1985-07-25 | ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNET. |
| US06/758,699 US4672253A (en) | 1984-07-25 | 1985-07-25 | Permanent magnet electrical machine with reduced cogging |
| EP85109343A EP0169569B1 (en) | 1984-07-25 | 1985-07-25 | Permanent magnet electrical machine |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP59215694A JPH0681463B2 (en) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | Rotating electric machine |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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-
1984
- 1984-10-15 JP JP59215694A patent/JPH0681463B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6194547A (en) | 1986-05-13 |
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