JPH08126277A - Flat rotating machine - Google Patents
Flat rotating machineInfo
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- JPH08126277A JPH08126277A JP25996594A JP25996594A JPH08126277A JP H08126277 A JPH08126277 A JP H08126277A JP 25996594 A JP25996594 A JP 25996594A JP 25996594 A JP25996594 A JP 25996594A JP H08126277 A JPH08126277 A JP H08126277A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、フラット回転機、特に
永久磁石式フラット回転機において、ステータコイル
(電機子巻線)にリッツ線を用いると共にコアレスと
し、磁気回路中で磁束が時間的に変化することによって
生じる渦電流損を減少せしめ、効率を改善するようにし
たフラット回転機に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat rotating machine, and more particularly to a permanent magnet type flat rotating machine, in which a litz wire is used for a stator coil (armature winding) and a coreless structure is used so that the magnetic flux in the magnetic circuit is temporal The present invention relates to a flat rotating machine that reduces eddy current loss caused by changes and improves efficiency.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータや発電機の回転電気機械、例えば
直流機または同期機など、界磁コイルに電流を流して磁
界を作る方式のものでは、界磁電流を大きくすると効率
が低下してしまうため、又永久磁石で磁界を作る方式の
ものでは、これまでエネルギー密度の大きな磁石が無か
ったため、鉄など磁気抵抗の小さい材料を用いて磁気回
路を構成するが、磁界が交番する部分ではこの鉄の部分
に鉄損が発生し、効率が低下してしまう。2. Description of the Related Art In a rotating electric machine such as a motor or a generator, such as a DC machine or a synchronous machine, a system in which a current is passed through a field coil to generate a magnetic field, the efficiency decreases when the field current is increased. Therefore, in the method of generating a magnetic field with a permanent magnet, there has been no magnet with a large energy density so far, so a magnetic circuit is constructed using a material with a low magnetic resistance such as iron. Iron loss occurs in the area of, and the efficiency decreases.
【0003】これを防ぐため、磁界が交番する部分につ
いては相互に絶縁した薄い鉄板を積層して用いたり、そ
の材料も珪素鋼板など鉄損の少ない材料を使用してい
る。近年、特にエネルギー密度の高い磁石が開発され、
大きな空隙を持つ回転機でも大きな磁界が作り得るよう
になってきており、鉄心(コア)が無い方がむしろ有利
といえる状況になってきている。In order to prevent this, thin iron plates insulated from each other are used in layers where magnetic fields alternate, and a material having a small iron loss such as a silicon steel plate is used. In recent years, magnets with a particularly high energy density have been developed,
Even a rotating machine with a large air gap can generate a large magnetic field, and it is rather advantageous to have no iron core.
【0004】そこで、大容量機器のフラット回転機では
電流容量を大きくとるため、ステータコイルが平角銅線
で形成されていた。Therefore, in a flat rotating machine of a large capacity device, the stator coil is formed of a rectangular copper wire in order to increase the current capacity.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フラット回転機では電機子巻線の導体中も平均的に磁束
が通るため、導体中に渦電流が発生し、効率を悪くして
いた。However, in the conventional flat rotating machine, since the magnetic flux evenly passes through the conductor of the armature winding, an eddy current is generated in the conductor, which deteriorates the efficiency.
【0006】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、ステータコイル、すなわち電機子巻線に、磁束の
方向に対する投影面積が小さくなるリッツ線を用いると
共にコアレスとし、渦電流損の発生を減少せしめ、効率
を良くするようにしたコアレスのフラット回転機を提供
することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and uses a litz wire, which has a small projected area in the direction of the magnetic flux, as a stator coil, that is, an armature winding and is coreless, so that eddy current loss occurs. The purpose of the present invention is to provide a coreless flat rotating machine in which the efficiency is improved by reducing
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のフラット回転機は極性を異にして順に複
数個の永久磁石を固着した円板状のフラット型ロータ
を、空隙を隔てて2枚配設すると共に、空隙を隔てて配
設された当該2枚のフラット型ロータの各永久磁石が異
なる極性で相対向して、両端のブラケットに回転自在に
軸支されたシャフトに固着されてなるロータと、略三角
形状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形に配置
し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円板状の
ステータコイルと、上記2枚のフラット型ロータが形成
する空隙位置にステータコイルのコイル部分を配置し、
当該ステータコイルの外周部を固定するスペーサと、当
該スペーサ、ステータコイル及びロータを収納する円筒
ケースとを備えたことを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the flat rotating machine of the present invention is a disk-shaped flat rotor having a plurality of permanent magnets fixed in order with different polarities. Two permanent magnets of the two flat type rotors, which are arranged apart from each other and are spaced apart from each other, are opposed to each other with different polarities, and a shaft rotatably supported by brackets at both ends is provided. A fixed rotor, a plurality of Litz wire coils wound in a substantially triangular shape arranged in a circle, and a disk-shaped stator coil molded in a flat shape with a synthetic resin material, and the above two flats. Place the coil portion of the stator coil in the gap position formed by the mold rotor,
It is characterized in that it is provided with a spacer for fixing the outer peripheral portion of the stator coil and a cylindrical case for accommodating the spacer, the stator coil and the rotor.
【0008】そして上記永久磁石は、ネオジムNd,鉄
Fe,ホウ素Bを含んだ合金の磁石材料でなるエネルギ
ー密度の大きな磁石が用いられる。上記ロータ、スペー
サ及び円筒ケースに通風ダクト穴がそれぞ穿設形成さ
れ、冷却風が流通するように構成されている。As the permanent magnet, a magnet having a large energy density is used which is made of an alloy magnetic material containing neodymium Nd, iron Fe and boron B. Ventilation duct holes are formed in the rotor, the spacer, and the cylindrical case, respectively, so that cooling air can flow therethrough.
【0009】また上記フラット型ロータ、ステータコイ
ル及びスペーサをそれぞれ複数個設け、複数段のフラッ
ト回転機を構成するようにしてもよい。A plurality of flat rotors, stator coils and spacers may be provided to form a multistage flat rotating machine.
【0010】[0010]
【作用】ステータコイルにリッツ線を用いているので、
電機子巻線の導体の磁束の方向に対する投影面積が小さ
くなり、電機子巻線の導体中の渦電流損が少なくなると
共に、ステータコイルはコアレスであるので鉄損がなく
なり、フラット回転機の効率が向上する。[Function] Since the litz wire is used for the stator coil,
The projected area of the armature winding conductor in the direction of the magnetic flux is reduced, and the eddy current loss in the armature winding conductor is reduced, and since the stator coil is coreless, iron loss is eliminated and the efficiency of the flat rotating machine is reduced. Is improved.
【0011】[0011]
【実施例】図1は本発明に係るフラット回転機の一実施
例部分断面図、図2は図1のA−A断面図である。1 is a partial sectional view of an embodiment of a flat rotating machine according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line A--A of FIG.
【0012】図1のフラット回転機は、3段構成のもの
が図示されており、後に説明する様に1段のフラット回
転機にすることができるものである。図1,図2におい
て、円筒ケース1の両端にブラケット2がねじ3で固定
される。それぞれのブラケット2にはベアリング4が嵌
め込まれ、シャフト5が両側のブラケット2で回転自在
に軸支されている。シャフト5には、4枚の円板状のフ
ラット型ロータ8が、それぞれ空隙9を隔てて配設され
固着されている。そして当該円板状のフラット型ロータ
8には、極性を異にして順に複数個の永久磁石6が固着
されている。空隙9を隔てて配設された2枚の各フラッ
ト型ロータ8の各永久磁石6は、その極性を異にし相対
向している。これらの永久磁石6は、マグネットホルダ
19、非磁性体のリング20等で固定されている。The flat rotary machine of FIG. 1 is shown to have a three-stage structure, and can be a single-stage flat rotary machine as will be described later. 1 and 2, brackets 2 are fixed to both ends of a cylindrical case 1 with screws 3. A bearing 4 is fitted in each bracket 2, and a shaft 5 is rotatably supported by the brackets 2 on both sides. Four flat disk-shaped flat rotors 8 are arranged and fixed to the shaft 5 with a gap 9 therebetween. A plurality of permanent magnets 6 having different polarities are sequentially fixed to the disc-shaped flat rotor 8. The permanent magnets 6 of the two flat rotors 8 arranged with the gap 9 therebetween are opposite in polarity. These permanent magnets 6 are fixed by a magnet holder 19, a nonmagnetic ring 20, and the like.
【0013】なお、7はヨークであり、ロータ15は4
枚のフラット型ロータ8で構成されている。そしてこれ
らの永久磁石6は、エネルギー密度の高い、例えばネオ
ジムNd,鉄Fe,ホウ素Bを含んだ合金の磁性材でな
る磁石が用いられる。Reference numeral 7 is a yoke, and rotor 15 is 4
It is composed of one flat type rotor 8. For these permanent magnets 6, a magnet having a high energy density, for example, a magnetic material of an alloy containing neodymium Nd, iron Fe, and boron B is used.
【0014】2枚の各フラット型ロータ8で形成される
各空隙9には、フラット型に形成された図5の形状をし
た円板状のステータコイル10、すなわち電機子巻線が
それぞれ配設されている。当該ステータコイル10は、
直径が0.1mm程度の細いエナメル線等を10本から
数10本より合わせた絶縁電線のリッツ線で、図4に示
されている様に、略三角形状に巻線されたU,V,W各
相のコイル11を、図2の如く6個円形に配置して、3
層構造で絶縁ワニスや合成樹脂材でモールドして固形化
されたものである。A disk-shaped stator coil 10 having a flat shape and shown in FIG. 5, that is, an armature winding, is provided in each space 9 formed by the two flat rotors 8. Has been done. The stator coil 10 is
As shown in FIG. 4, U-, V-, and L-shaped litz wires of an insulated electric wire in which thin enameled wires having a diameter of about 0.1 mm are combined from 10 to several tens of wires, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the coils 11 of each phase W are arranged in a circle, and
It has a layered structure and is solidified by molding with an insulating varnish or a synthetic resin material.
【0015】図3はステータコイルの一実施例部分断面
図を示しており、各コイル11の層間に絶縁紙12が挟
まれ、表面にも絶縁紙12を付けてモールドされる。ス
テータコイル10の外周部には、固定用の穴13が形成
されている。FIG. 3 shows a partial sectional view of an embodiment of the stator coil. Insulating paper 12 is sandwiched between the layers of each coil 11, and the insulating paper 12 is also molded on the surface. A fixing hole 13 is formed on the outer peripheral portion of the stator coil 10.
【0016】ステータコイル10は、図6に示された円
形のスペーサ16でサイドイッチ状に挟まれ、当該スペ
ーサ16に穿設された固定用の穴17、当該ステータコ
イル10に形成された固定用の穴13を用いて、ボルト
18でブラケット2の一方に固定される。このときステ
ータコイル10のコイル11の部分が、上記永久磁石6
の位置に配置されるようになっていることは言うまでも
ない。The stator coil 10 is sandwiched between the circular spacers 16 shown in FIG. 6 in a side-itch shape, and fixing holes 17 are formed in the spacer 16 and fixing holes formed in the stator coil 10. It is fixed to one side of the bracket 2 with the bolt 18 using the hole 13 of the. At this time, the portion of the coil 11 of the stator coil 10 is the permanent magnet 6
Needless to say, it is arranged at the position of.
【0017】なおシャフト5の中心軸には通風ダクト穴
5−1が穿設されると共に、当該通風ダクト穴5−1に
連通して放射状の通風ダクト穴5−2が穿設されてい
る。またシャフト5に固着されているマグネットホルダ
19には、当該放射状の通風ダクト穴5−2に連通した
通風ダクト穴19−1が設けられ、さらに上記スペーサ
16に通風ダクト穴16−1が設けられると共に、当該
スペーサ16の通風ダクト穴16−1に連通して円筒ケ
ース1の軸方向に通風ダクト穴を形成する複数個の通風
ダクト溝1−1が穿設されている。A ventilation duct hole 5-1 is formed in the central axis of the shaft 5, and a radial ventilation duct hole 5-2 is formed in communication with the ventilation duct hole 5-1. Further, the magnet holder 19 fixed to the shaft 5 is provided with a ventilation duct hole 19-1 communicating with the radial ventilation duct hole 5-2, and further the spacer 16 is provided with a ventilation duct hole 16-1. At the same time, a plurality of ventilation duct grooves 1-1 that communicate with the ventilation duct holes 16-1 of the spacer 16 and form ventilation duct holes in the axial direction of the cylindrical case 1 are formed.
【0018】これらシャフト5、マグネットホルダ1
9、スペーサ16にそれぞれ設けられた通風ダクト穴5
−1,5−2,19−1,16−1や円筒ケース1に設
けられた通風ダクト穴を形成する通風ダクト溝1−1に
よって、冷却風が通り抜け、ステータコイル10に発生
する熱が放散される。These shaft 5 and magnet holder 1
9, ventilation duct holes 5 provided in the spacer 16 respectively
-1, 5-2, 19-1, 16-1 and the ventilation duct groove 1-1 which forms the ventilation duct hole provided in the cylindrical case 1 allows the cooling air to pass therethrough and dissipates the heat generated in the stator coil 10. To be done.
【0019】この様に構成された本発明のフラット回転
機においてリッツ線を用いてステータコイル10が形成
されているので、その導体の磁束の方向に対する投影面
積が小さくなり、渦電流損が減少する。またステータコ
イル10にはコアがないので、磁気回路中磁束が時間的
に変化することによって生じるヒステリシス損および渦
電流損の鉄損がなくなる。Since the stator coil 10 is formed by using the litz wire in the flat rotating machine of the present invention thus constructed, the projected area of the conductor in the direction of the magnetic flux becomes small and the eddy current loss decreases. . Further, since the stator coil 10 does not have a core, iron loss such as hysteresis loss and eddy current loss caused by temporal change of magnetic flux in the magnetic circuit is eliminated.
【0020】従って、鉄損による発熱量が減少すると共
に、効率の良いモータ或いは発電機を作ることができ
る。上記の説明では、フラット回転機が3段構成のもの
を説明して来たが、1段構成のものは図1で2組のステ
ータコイル10やフラット型ロータ8などを取り外ずし
たものである。Therefore, the amount of heat generated by iron loss is reduced and an efficient motor or generator can be manufactured. In the above description, the flat rotary machine has been described as having a three-stage structure, but the one-stage structure has a structure in which the two sets of the stator coil 10 and the flat rotor 8 are not removed in FIG. is there.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、ス
テータコイルにリッツ線を用いたので、電機子巻線の導
体の磁束の方向に対する投影面積が小さくなり、電機子
巻線の導体中の渦電流損が減少し、発熱が抑えられる。As described above, according to the present invention, since the litz wire is used for the stator coil, the projected area in the direction of the magnetic flux of the conductor of the armature winding is reduced, and Eddy current loss is reduced and heat generation is suppressed.
【0022】またステータコイルはコアレスであるの
で、鉄損がなくなりフラット回転機の効率が向上する。
従って、フラット回転機の小型軽量化が可能となる。Since the stator coil is coreless, iron loss is eliminated and the efficiency of the flat rotating machine is improved.
Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the flat rotating machine.
【図1】本発明に係るフラット回転機の一実施例部分断
面図である。FIG. 1 is a partial sectional view of an embodiment of a flat rotating machine according to the present invention.
【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】ステータコイルの一実施例部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an embodiment of a stator coil.
【図4】コイルの巻線説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of winding of a coil.
【図5】ステータコイルの一実施例斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of an embodiment of a stator coil.
【図6】スペーサの一実施例斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of an example of a spacer.
1 円筒ケース 2 ブラケット 5 シャフト 6 永久磁石 7 ヨーク 8 フラット型ロータ 9 空隙 10 ステータコイル 11 コイル 15 ロータ 16 スペーサ 1 Cylindrical case 2 Bracket 5 Shaft 6 Permanent magnet 7 Yoke 8 Flat type rotor 9 Air gap 10 Stator coil 11 Coil 15 Rotor 16 Spacer
Claims (4)
固着した円板状のフラット型ロータを、空隙を隔てて2
枚配設すると共に、空隙を隔てて配設された当該2枚の
フラット型ロータの各永久磁石が異なる極性で相対向し
て、両端のブラケットに回転自在に軸支されたシャフト
に固着されてなるロータと、 略三角形状に巻線されたリッツ線のコイルを複数個円形
に配置し、合成樹脂材でフラット型にモールドされた円
板状のステータコイルと、 上記2枚のフラット型ロータが形成する空隙位置にステ
ータコイルのコイル部分を配置し、当該ステータコイル
の外周部を固定するスペーサと、 当該スペーサ、ステータコイル及びロータを収納する円
筒ケースとを備えたことを特徴とするフラット回転機。1. A disk-shaped flat type rotor having a plurality of permanent magnets fixed in order with different polarities, with a space between them.
The permanent magnets of the two flat type rotors arranged with a gap therebetween are opposed to each other with different polarities, and are fixed to a shaft rotatably supported by brackets at both ends. And a disk-shaped stator coil in which a plurality of Litz wire coils wound in a substantially triangular shape are arranged in a circular shape and molded in a flat shape with a synthetic resin material, and the above two flat-type rotors. A flat rotating machine comprising a spacer for arranging a coil portion of a stator coil in a void position to be formed and fixing an outer peripheral portion of the stator coil, and a cylindrical case for accommodating the spacer, the stator coil and a rotor. .
e,ホウ素Bを含んだ合金の磁石材料でなることを特徴
とする請求項1記載のフラット回転機。2. The permanent magnet is neodymium Nd, iron F
The flat rotating machine according to claim 1, wherein the flat rotating machine is made of an alloy magnetic material containing e and boron B.
及びスペーサがそれぞれ複数個設けられ、複数個のフラ
ット回転機が構成されていることを特徴とする請求項1
記載のフラット回転機。3. The flat type rotor, the stator coil and the spacer are respectively provided in plurality to form a plurality of flat rotating machines.
Flat rotating machine described.
通風ダクト穴がそれぞ穿設形成され、冷却風が流通する
ようにしたことを特徴とする請求項1記載のフラット回
転機。4. The flat rotating machine according to claim 1, wherein ventilation duct holes are formed in the rotor, the spacer and the cylindrical case, respectively, to allow cooling air to flow therethrough.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25996594A JPH08126277A (en) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | Flat rotating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25996594A JPH08126277A (en) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | Flat rotating machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08126277A true JPH08126277A (en) | 1996-05-17 |
Family
ID=17341394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25996594A Pending JPH08126277A (en) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | Flat rotating machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1994-10-25 JP JP25996594A patent/JPH08126277A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |