JPH0779539B2 - 制御検出器付永久磁石形同期電動機 - Google Patents
制御検出器付永久磁石形同期電動機Info
- Publication number
- JPH0779539B2 JPH0779539B2 JP30732286A JP30732286A JPH0779539B2 JP H0779539 B2 JPH0779539 B2 JP H0779539B2 JP 30732286 A JP30732286 A JP 30732286A JP 30732286 A JP30732286 A JP 30732286A JP H0779539 B2 JPH0779539 B2 JP H0779539B2
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- Japan
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- slots
- slot
- permanent magnet
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自己の回転を制御する検出器をもつ永久磁石
形同期電動機に関する。
形同期電動機に関する。
従来の一般的なこの種電動機の一例における上半分側断
面図，要部正断面図を第５図（ａ），（ｂ）に表わし、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ′断面である。
面図，要部正断面図を第５図（ａ），（ｂ）に表わし、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ′断面である。
３相平衡で、毎極毎相のスロット数ｑ＝1,極数Ｐ＝６の
巻線２が、積層された電機子コア１に形成してあるスロ
ット18の中に施されている。電機子は電動機を囲繞する
フレーム６の円周面に固定し、このフレーム６は電動機
側端面を遮蔽するブラケット７に固着される。
巻線２が、積層された電機子コア１に形成してあるスロ
ット18の中に施されている。電機子は電動機を囲繞する
フレーム６の円周面に固定し、このフレーム６は電動機
側端面を遮蔽するブラケット７に固着される。
ロータヨーク４の外周面には着磁方向が相互に異なる界
磁永久磁石が等間隔に周方向に電機子巻線２の極数Ｐと
同数だけ配置される。このロータ部はシャフト５に嵌合
固定され、ベアリング9,10を介して回転自在に支承さ
れ、それらベアリング9,10は負荷側ブラケット7,反負荷
側ブラケット８に支持され、フレーム１の外周面に電動
機コネクタ11が取り付けられている。
磁永久磁石が等間隔に周方向に電機子巻線２の極数Ｐと
同数だけ配置される。このロータ部はシャフト５に嵌合
固定され、ベアリング9,10を介して回転自在に支承さ
れ、それらベアリング9,10は負荷側ブラケット7,反負荷
側ブラケット８に支持され、フレーム１の外周面に電動
機コネクタ11が取り付けられている。
制御検出器については、レゾルバ回転子13および回転ト
ランス回転子15はシャフト５の反負荷側に搭載され、レ
ゾルバカバ16の内周面にはレゾルバ固定子12および回転
トランス固定子15が装着され、レゾルバカバ16は必要な
ギャップがレゾルバ，回転トランスのそれぞれの回転
子，固定子間に保たれるように、反負荷側ブラケットに
固着され、レゾルバカバ16の外周面には検出器用コネク
タ17が取り付けられている。
ランス回転子15はシャフト５の反負荷側に搭載され、レ
ゾルバカバ16の内周面にはレゾルバ固定子12および回転
トランス固定子15が装着され、レゾルバカバ16は必要な
ギャップがレゾルバ，回転トランスのそれぞれの回転
子，固定子間に保たれるように、反負荷側ブラケットに
固着され、レゾルバカバ16の外周面には検出器用コネク
タ17が取り付けられている。
このように従来例は、検出器部が反負荷側にタンデムに
配設されている。
配設されている。
従来例の巻線手段を説明する正断面図を第６図に表わ
し、その巻線構成図を第７図に示す。
し、その巻線構成図を第７図に示す。
コイル21,24は第７図（ａ）ｕ相のコイルでそれらの下
コイル辺22,25は規定されたスロット18底部に埋設さ
れ、上コイル辺23,26は規定されたコイル飛びｔ、ここ
ではｔ＝３により、選択されたスロット18上部に埋設さ
れる。
コイル辺22,25は規定されたスロット18底部に埋設さ
れ、上コイル辺23,26は規定されたコイル飛びｔ、ここ
ではｔ＝３により、選択されたスロット18上部に埋設さ
れる。
他の４個のｕ相コイルについても同様の規則で配置され
る。
る。
第７図（ｂ）ｖ相は（ａ）ｕ相に対して電気角で2/3π
〔rad〕の位相差を持ち、さらに第７図（ｃ）ｗ相は
（ｂ）ｖ相に対し2/3π〔rad〕の位相差を有するように
配置される。
〔rad〕の位相差を持ち、さらに第７図（ｃ）ｗ相は
（ｂ）ｖ相に対し2/3π〔rad〕の位相差を有するように
配置される。
つまり、１つのスロット18内には全て下コイル辺22,25
……、上コイル辺23,26……の上，下２つずつのコイル
辺が２層に配置される。
……、上コイル辺23,26……の上，下２つずつのコイル
辺が２層に配置される。
電動機の高トルク化を行なうためには、出力トルクを入
力銅損の平方根で除した値の電動機定数 を大きくすることである。
力銅損の平方根で除した値の電動機定数 を大きくすることである。
従来例では、 ギャップダイアDg／電動機コア外径Do ＝0.65〜0.75 に設定される。
これより、電機子コア１に施されるスロット18は深溝と
なり、このスロット18には下コイル辺，上コイル辺の２
つのコイル辺が２層に埋設され、電動機CMが最大となる
Dg／Doの値に設定し、高トルク化がなされるが、電機子
コア１の内径が著しく小さくなり、したがってロータ部
の内部空間が小さくなり、制御検出器部は第５図（ａ）
のように電動機の反負荷側ブラケットの側部にタンデム
に接続する形態となりコンパクトにできない。
なり、このスロット18には下コイル辺，上コイル辺の２
つのコイル辺が２層に埋設され、電動機CMが最大となる
Dg／Doの値に設定し、高トルク化がなされるが、電機子
コア１の内径が著しく小さくなり、したがってロータ部
の内部空間が小さくなり、制御検出器部は第５図（ａ）
のように電動機の反負荷側ブラケットの側部にタンデム
に接続する形態となりコンパクトにできない。
逆に制御検出器部をロータ部内部空間に配置収納するよ
うにDg／Doの値を大きくすると、電動機定数CMがズレて
高トルク化ができない。
うにDg／Doの値を大きくすると、電動機定数CMがズレて
高トルク化ができない。
すなわち、従来例では形態のコンパクト化と出力の高ト
ルク化は二者択一的であり、両者同時選択は不可能であ
る。
ルク化は二者択一的であり、両者同時選択は不可能であ
る。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服し、電機子
の形態と巻線手段により小形高トルクの制御検出器付永
久磁石形同期電動機を提供することを、その目的とす
る。
の形態と巻線手段により小形高トルクの制御検出器付永
久磁石形同期電動機を提供することを、その目的とす
る。
本発明は、次の二つの手段をもつ、 電機子コアに施すスロットをコイルの片コイル辺だ
けが埋設できる浅い溝に形成し、スロット数は巻線の全
コイル数Nc＝３・ｑ・Ｐ（ｑは整数とする）と同数に
し、各コイルの下コイル辺はスロット内に埋設され上コ
イル辺は規定のコイル飛びをした電機子コア内周面と界
磁永久磁石外周面との空隙部に電機子内周面に固着配設
され、電機子のスロット数が3/2P＜Ｎ＜3Pの条件に適合
する巻線すなわち毎極毎相のスロット数ｑが1/2＜ｑ＜
１の範囲にあたる分数スロットの２層重ね巻の３相巻線
とする、 電動機のロータをカップ状とし、そのカップ内部空
間に制御検出器を配設する、 制御検出器付永久磁石形同期電動機である。
けが埋設できる浅い溝に形成し、スロット数は巻線の全
コイル数Nc＝３・ｑ・Ｐ（ｑは整数とする）と同数に
し、各コイルの下コイル辺はスロット内に埋設され上コ
イル辺は規定のコイル飛びをした電機子コア内周面と界
磁永久磁石外周面との空隙部に電機子内周面に固着配設
され、電機子のスロット数が3/2P＜Ｎ＜3Pの条件に適合
する巻線すなわち毎極毎相のスロット数ｑが1/2＜ｑ＜
１の範囲にあたる分数スロットの２層重ね巻の３相巻線
とする、 電動機のロータをカップ状とし、そのカップ内部空
間に制御検出器を配設する、 制御検出器付永久磁石形同期電動機である。
スロット数Ｎを有限とすれば極数Ｐ＝N/（３×ｑ）で求
められるから、従来の整数である毎極毎相スロット数ｑ
＝１の巻線に比べ２倍近くの電動機極数が設定され、高
トルク化し、ロータ内部空間を拡大し制御検出器を内蔵
しコンパクト化を図る。
められるから、従来の整数である毎極毎相スロット数ｑ
＝１の巻線に比べ２倍近くの電動機極数が設定され、高
トルク化し、ロータ内部空間を拡大し制御検出器を内蔵
しコンパクト化を図る。
本発明の一実施例における上半分の側断面図，そのＹ−
Ｙ′線に沿う正断面図および電機子コア説明図を第１図
（ａ），（ｂ）および（ｃ）に表わす。
Ｙ′線に沿う正断面図および電機子コア説明図を第１図
（ａ），（ｂ）および（ｃ）に表わす。
第２図は電動機正断面図、第３図はその巻線構成図、第
４図はスロットスター図である。
４図はスロットスター図である。
すべての図面において、同一符号は同一もしくは相当部
分を示す。
分を示す。
電機子コア１には巻線２を巻回して、フレーム６に取り
付け固定されている。界磁永久磁石３はロータヨーク４
の外周面に固着し、シャフト５に嵌合固定されている。
シャフト５は負荷側ブラケット７に支持されたクロスロ
ーラベアリング27と反負荷側ブラケット８に支持された
ベアリング９により回転自在に支承されている。
付け固定されている。界磁永久磁石３はロータヨーク４
の外周面に固着し、シャフト５に嵌合固定されている。
シャフト５は負荷側ブラケット７に支持されたクロスロ
ーラベアリング27と反負荷側ブラケット８に支持された
ベアリング９により回転自在に支承されている。
ロータヨーク４はカップ状に形成されその中に広がる内
部空間に検出器部が配置され、反負荷側ブラケット８に
一体に形成されたレゾルバハウジング28にレゾルバ固定
子12,回転トランス固定子14が配設固定され、一定のギ
ャップを介しレゾルバ回転子13,回転トランス15がシャ
フト５に搭載固着される。
部空間に検出器部が配置され、反負荷側ブラケット８に
一体に形成されたレゾルバハウジング28にレゾルバ固定
子12,回転トランス固定子14が配設固定され、一定のギ
ャップを介しレゾルバ回転子13,回転トランス15がシャ
フト５に搭載固着される。
巻線２における下コイル辺19は電機子スロット18内に収
納され、上コイル辺20は電機子コア内周面に配設固着さ
れ、電機子コア１の内径も従来例のDiからDi′となり、
電機子コア１のフレーム６へ当接する外周部の肉厚も従
来のｙからｙ′へ薄くなる。
納され、上コイル辺20は電機子コア内周面に配設固着さ
れ、電機子コア１の内径も従来例のDiからDi′となり、
電機子コア１のフレーム６へ当接する外周部の肉厚も従
来のｙからｙ′へ薄くなる。
巻線方式は、３相８極で、電機子スロット数18でこのス
ロット数は従来例で同じにし、毎極毎相のスロット数ｑ
＝3/4の２層重ね巻３相巻線を電機子コア１に施してい
る。
ロット数は従来例で同じにし、毎極毎相のスロット数ｑ
＝3/4の２層重ね巻３相巻線を電機子コア１に施してい
る。
第２図において、＃１番目から＃18番目までのスロット
を順次空隙円周に沿って等間隔に配置するととともに、
各スロットには下コイル辺を収容し上コイル辺は空隙部
に配置する。
を順次空隙円周に沿って等間隔に配置するととともに、
各スロットには下コイル辺を収容し上コイル辺は空隙部
に配置する。
u,,v,,w,の６相帯の各相帯に属するスロット18へ
の配置を行なうには、第４図に示すように、複素平面を
考える。
の配置を行なうには、第４図に示すように、複素平面を
考える。
原点の周りに単位半径の円（単位円）を描き、単位円周
を６等分してそれらの円弧を順次u,,v,,w,の６相
帯に対応させる。
を６等分してそれらの円弧を順次u,,v,,w,の６相
帯に対応させる。
ついで、ｕ相帯の円弧の左側点を１番目のスロットに対
応させ、その後はこの点を起点として単位円周上で角度
Ｐπ/N〔rad〕、ここでは4/9π〔rad〕ずつ隔てて割り
出した点を順次＃２番目以降＃18番目までの各スロット
に対応させる。
応させ、その後はこの点を起点として単位円周上で角度
Ｐπ/N〔rad〕、ここでは4/9π〔rad〕ずつ隔てて割り
出した点を順次＃２番目以降＃18番目までの各スロット
に対応させる。
そして、各コイルの下コイル辺はそのスロットが単位円
周上で所属している相帯に割付ける。
周上で所属している相帯に割付ける。
以上のような手順を追うと６相帯の各相帯に属する各コ
イルの下コイル辺の18個のステータスロット18への配置
が決定される。スロット番号＃1,＃6,＃10,＃15にはｕ
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃2,＃11に相帯
に属するコイルの下コイル辺が、＃3,＃7,＃12,＃16に
はｖ相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃8,＃17には
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃2,＃11には
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃4,＃9,＃13,＃1
8には相対に属するコイル辺が、それから＃5,＃14に
は相帯に属するコイル辺がそれぞれ埋設されている。
イルの下コイル辺の18個のステータスロット18への配置
が決定される。スロット番号＃1,＃6,＃10,＃15にはｕ
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃2,＃11に相帯
に属するコイルの下コイル辺が、＃3,＃7,＃12,＃16に
はｖ相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃8,＃17には
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃2,＃11には
相帯に属するコイルの下コイル辺が、＃4,＃9,＃13,＃1
8には相対に属するコイル辺が、それから＃5,＃14に
は相帯に属するコイル辺がそれぞれ埋設されている。
次に、各相帯に属する各コイルの上コイル辺のスロット
中心線に沿う空隙部への配置を決める。
中心線に沿う空隙部への配置を決める。
基準として＃１番目のスロットをとって単位円周上にお
き、この＃１番目のスロットに対してほぼ角度π〔ra
d〕ずれた位置、つまり相帯円弧の中点付近にあたる
スロットの中心線に沿う空隙部を１つ取り、そのスロッ
ト番号ｎここではｎ＝＃３を選定する。そしてこれを基
に各下コイル辺からそれと対をなす上コイル辺までのコ
イル飛びｔが、全てｔ＝ｎ−１ここではｔ＝３−１＝２
となるような18個の要素コイルを使い２層重ね巻の３相
巻線を構成している。
き、この＃１番目のスロットに対してほぼ角度π〔ra
d〕ずれた位置、つまり相帯円弧の中点付近にあたる
スロットの中心線に沿う空隙部を１つ取り、そのスロッ
ト番号ｎここではｎ＝＃３を選定する。そしてこれを基
に各下コイル辺からそれと対をなす上コイル辺までのコ
イル飛びｔが、全てｔ＝ｎ−１ここではｔ＝３−１＝２
となるような18個の要素コイルを使い２層重ね巻の３相
巻線を構成している。
第３図に各６相帯に属する各コイルの上コイル辺および
下コイル辺をスロット番号＃１〜＃18までのスロットも
しくはスロット中心線に沿う空隙部に配置した展開図を
表わす。
下コイル辺をスロット番号＃１〜＃18までのスロットも
しくはスロット中心線に沿う空隙部に配置した展開図を
表わす。
u,v,w各相に属するコイルは、それぞれＰ×ｑ＝８×3/4
＝６個で、その巻方向は第３図の各コイルの矢印に示
す。u,v,w相に属するコイル群は、おのおの機械的に2/3
π〔rad〕の位相差を持ち配置される。
＝６個で、その巻方向は第３図の各コイルの矢印に示
す。u,v,w相に属するコイル群は、おのおの機械的に2/3
π〔rad〕の位相差を持ち配置される。
しかして、第４図（ｃ）について敷衍して述べる。
さきの巻線方式を使わない従来例の多極化しない場合の
電機子コア１のヨーク幅はｙであり、これより所望のac
（Ampere Conductor）を確保しようとすると、電機子コ
ア内径はDiとなる。
電機子コア１のヨーク幅はｙであり、これより所望のac
（Ampere Conductor）を確保しようとすると、電機子コ
ア内径はDiとなる。
これに対し本発明による多極化された場合は、ヨーク磁
束密度を従来例と同条件、つまり電機子コア磁性材料の
飽和限界値をByとすると、多極化することによりヨーク
幅はｙ′となる。
束密度を従来例と同条件、つまり電機子コア磁性材料の
飽和限界値をByとすると、多極化することによりヨーク
幅はｙ′となる。
したがって、同一のアンペアコンダクタacを確保するに
は、電機子コア内径をDi′と大きくできる。
は、電機子コア内径をDi′と大きくできる。
トルクＴは Ｔ∝Φ・ac Φ∝Di・Ｌ ただし、Φは磁気装荷、Ｌは電機子コアの積み方向厚さ
である で表わされ、高トルク化が一段と達成できる。
である で表わされ、高トルク化が一段と達成できる。
しかも、電機子コア内径Diとなり、従来例では不可能で
あった検出部のロータ内部空間への内蔵が可能となり、
小形でコンパクト化された制御検出器付永久磁石形同期
電動機が実現できる。
あった検出部のロータ内部空間への内蔵が可能となり、
小形でコンパクト化された制御検出器付永久磁石形同期
電動機が実現できる。
かくして本発明によれば、電機子内径を大きくとれるこ
とから、出力の高トルク化が図れるとともに、制御検出
器部がカップ状に形成したロータ内部に収納されるの
で、小形・コンパクト化したサーボモータが実現できる
という格段の効果がある。
とから、出力の高トルク化が図れるとともに、制御検出
器部がカップ状に形成したロータ内部に収納されるの
で、小形・コンパクト化したサーボモータが実現できる
という格段の効果がある。
第１図は本発明の一実施例における上半分縦断面図，そ
の正断面図、電機子コア内径説明図、第２図は電機子巻
線を説明する正断面図、第３図はコイル分布を表わす展
開図、第４図はスロットスター図、第５図ないし第７図
は従来例の説明図である。 １……電機子コア ２……巻線 ３……界磁永久磁石 ４……ロータヨーク ５……シャフト ６……フレーム ７……負荷側ブラケット ８……反負荷側ブラケット 9,10……ベアリング 11……電動機用コネクタ 12……レゾルバ固定子 13……レゾルバ回転子 14……回転トランス固定子 15……回転トランス回転子 16……レゾルバカバー 17……検出器用コネクタ 18……スロット 19,22,25……下コイル辺 20,23,26……上コイル辺 21……コイル 27……クロスローラベアリング 28……レゾルバハウジング。
の正断面図、電機子コア内径説明図、第２図は電機子巻
線を説明する正断面図、第３図はコイル分布を表わす展
開図、第４図はスロットスター図、第５図ないし第７図
は従来例の説明図である。 １……電機子コア ２……巻線 ３……界磁永久磁石 ４……ロータヨーク ５……シャフト ６……フレーム ７……負荷側ブラケット ８……反負荷側ブラケット 9,10……ベアリング 11……電動機用コネクタ 12……レゾルバ固定子 13……レゾルバ回転子 14……回転トランス固定子 15……回転トランス回転子 16……レゾルバカバー 17……検出器用コネクタ 18……スロット 19,22,25……下コイル辺 20,23,26……上コイル辺 21……コイル 27……クロスローラベアリング 28……レゾルバハウジング。
Claims (1)
- 【請求項１】電機子コアのスロット数をＮ、ロータ外周
面に配設固着した界磁永久磁石の極数をＰ、励磁交流電
源を３相とするとき、 3/2P＜Ｎ＜3P を満たし、 巻線は、複素平面における単位円周を６等分し、u,,
v,,w,の６相帯に対応させ、ｕ相帯円弧の中点を１
番目のスロットとしこの１番目のスロットを起点として
Ｐπ/N〔rad〕ずつ隔てて２番目以降Ｎ番目までのスロ
ットに対応させて各下コイル辺をそれらのスロットに割
り当て、 １番目のスロットからπ〔rad〕ずれたｎ番目のスロッ
トに収納されている下コイル辺の上部の電機子の内周面
に沿い上コイル辺を配置固着させ、下コイル辺と対をな
す上コイル辺までのコイル飛びｔがすべてｔ＝ｎ−１と
なるＮ個の要素コイルで２層重ね巻きを施すとともに、 制御検出器部をロータ部の内部に配設した ことを特徴とする制御検出器付永久磁石形同期電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30732286A JPH0779539B2 (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 制御検出器付永久磁石形同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30732286A JPH0779539B2 (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 制御検出器付永久磁石形同期電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161855A JPS63161855A (ja) | 1988-07-05 |
| JPH0779539B2 true JPH0779539B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17967746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30732286A Expired - Lifetime JPH0779539B2 (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 制御検出器付永久磁石形同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779539B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3476416B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2003-12-10 | 三菱電機株式会社 | 交流発電機 |
| JP4086135B2 (ja) * | 2002-02-04 | 2008-05-14 | 多摩川精機株式会社 | モータ構造 |
| JP4529000B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2010-08-25 | 多摩川精機株式会社 | ブラシレスモータレゾルバ構造 |
| JP2008259318A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Tamagawa Seiki Co Ltd | ブラシレスモータレゾルバ構造 |
| JP5262583B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2013-08-14 | トヨタ自動車株式会社 | レゾルバ一体型回転電機及びロータコア |
| JP2010193642A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Yaskawa Electric Corp | ギャップワインディングモータ |
| JP5326657B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-10-30 | 日産自動車株式会社 | ハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法 |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP30732286A patent/JPH0779539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63161855A (ja) | 1988-07-05 |
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