JPH083188Y2 - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

Info

Publication number
JPH083188Y2
JPH083188Y2 JP1988157814U JP15781488U JPH083188Y2 JP H083188 Y2 JPH083188 Y2 JP H083188Y2 JP 1988157814 U JP1988157814 U JP 1988157814U JP 15781488 U JP15781488 U JP 15781488U JP H083188 Y2 JPH083188 Y2 JP H083188Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slot pitch
armature
permanent magnet
armature core
winding
Prior art date
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1988157814U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0279174U (en
Inventor
洋明 長島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1988157814U priority Critical patent/JPH083188Y2/en
Publication of JPH0279174U publication Critical patent/JPH0279174U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH083188Y2 publication Critical patent/JPH083188Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Brushless Motors (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [考案の目的] (産業上の利用分野) 本考案は永久磁石界磁を備え、電機子巻線に矩形波通
電するようにしたブラシレスモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial field of application) The present invention relates to a brushless motor having a permanent magnet field and adapted to energize a rectangular wave in an armature winding.

(従来の技術) この種のモータは、近年、産業用ロボットや工作機械
の駆動装置に多用されており、特に回転リップルの低減
化が図られている。
(Prior Art) This type of motor has been widely used in recent years in drive devices for industrial robots and machine tools, and in particular, reduction of rotational ripple has been attempted.

この種のモータにおける回転リップルの一因となるの
は、電機子鉄心のスロット開口部の影響による空隙パー
ミアンス変化に起因するコギングトルクである。これに
対処すべく特公昭62-185545号や特公昭62-185546号に示
されるように、電機子鉄心の歯部に補助溝を設けたり、
永久磁石界磁の配置を等間隔配置からずらす等の構成が
考えられている。
One of the causes of the rotational ripple in this type of motor is the cogging torque due to the change of the air gap permeance due to the influence of the slot opening of the armature core. In order to deal with this, as shown in Japanese Patent Publication No. 62-185545 and Japanese Patent Publication No. 62-185546, an auxiliary groove is provided in the tooth portion of the armature core,
A configuration is considered in which the arrangement of the permanent magnet field is shifted from the equidistant arrangement.

(考案が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成では、回転リップルの他の原
因となっている負荷電流と磁束の相互作用に基づくトル
クリップルについては何等の対策が施されていないた
め、コギングトルクはある程度改善できても、トルクリ
ップルについては逆に悪影響を生じさせることすらあ
り、回転リップルの低減が未だ不十分であるというのが
実情であった。
(Problems to be solved by the invention) However, in the above configuration, since no measure is taken for the torque ripple due to the interaction between the load current and the magnetic flux, which is another cause of the rotational ripple, the cogging torque is not taken. However, even if the torque ripple can be improved to some extent, it may adversely affect the torque ripple, and the reduction of the rotation ripple is still insufficient.

そこで、本考案の目的は、コギングトルクの改善のみ
ならず、トルクリップルも併せて抑えることができ、も
って回転リップルを大きく低減させることができるブラ
シレスモータを提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a brushless motor capable of not only improving the cogging torque but also suppressing the torque ripple, thereby greatly reducing the rotational ripple.

[考案の構成] (課題を解決するための手段) 本考案のブラシレスモータは、電機子スロット数を3P
とし、電機子鉄心に1/nスロットピッチのスキューを施
すと共に、電機子鉄心の歯部に1/nスロットピッチで補
助溝を形成し、前記永久磁石界磁の各磁極弧の中心角を [120{2+(1/n)}/P]°に設定したところに特徴を
有する。
[Configuration of Device] (Means for Solving the Problem) The brushless motor of the present invention has an armature slot number of 3P.
The armature core is skewed at a 1 / n slot pitch, and the auxiliary groove is formed at the 1 / n slot pitch in the tooth portion of the armature core, and the central angle of each magnetic pole arc of the permanent magnet field is set to The feature is that it is set to 120 {2+ (1 / n)} / P] °.

(作用) 電機子鉄心に1/nスロットピッチのスキューを施すと
共に、電機子鉄心の歯部に1/nスロットピッチで補助溝
を形成したことにより、永久磁石界磁から見た空隙パー
ミアンス変化は、1スロットピッチのスキューが施され
たものと等価になり、コギングトルクが抑えられる。
(Function) The armature core is skewed at a 1 / n slot pitch, and the auxiliary groove is formed at the 1 / n slot pitch in the tooth part of the armature core. This is equivalent to a skew with a 1-slot pitch, and the cogging torque is suppressed.

また、スロット数3P、1/nスロットピッチのスキュー
を有する電機子鉄心に対し、界磁の各磁極弧の中心角を
[120{2+(1/n)}/P]°に設定したことにより、各
相巻線の誘起電圧は電気角120°の範囲で平坦となる台
形波となるから、電気角で120°の矩形波電流との間で
はトルクリップルは生じない。
Also, by setting the central angle of each magnetic pole arc of the field to [120 {2+ (1 / n)} / P] ° for an armature core having a slot number of 3P and a skew of 1 / n slot pitch, , The induced voltage of each phase winding is a trapezoidal wave that becomes flat in the electrical angle range of 120 °, so that no torque ripple occurs between the rectangular wave current of 120 ° in electrical angle.

(実施例) 以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明
する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

電機子巻線は三相4極、スロット数は極数をPとした
ときの3Pに相当する12である。電機子鉄心1の各スロッ
ト2は、第2図に示すように、1/2スロットピッチ(n
=2としたときの1/nスロットピッチ)のスキューが施
され、且つ歯部3にやはり1/2(1/n)スロットピッチで
補助溝4が形成されている。
The armature winding has three phases and four poles, and the number of slots is 12, which corresponds to 3P when the number of poles is P. As shown in FIG. 2, each slot 2 of the armature core 1 has a 1/2 slot pitch (n
= 1 / n slot pitch) and the auxiliary groove 4 is also formed in the tooth portion 3 at a 1/2 (1 / n) slot pitch.

一方、界磁磁極はシャフト5の外周に等間隔で固着し
た4個の永久磁石6により構成され、各磁極弧の中心角
αは[120{2+(1/n)}/P]°に相当する75°であ
る。
On the other hand, the field magnetic pole is composed of four permanent magnets 6 fixed to the outer circumference of the shaft 5 at equal intervals, and the central angle α of each magnetic pole arc is equivalent to [120 {2+ (1 / n)} / P] °. It is 75 °.

上記構成において、電機子巻線の各相巻線には第3図
(A)(B)(C)に示すように、界磁磁極の回転位置
に応じて電気角で120°の矩形波電流が120°づつの位相
差で流され、これによりシャフト5ひいては永久磁石6
が回転する。この場合、電機子鉄心1がスキューしてい
るので、永久磁石6の回転に伴い、各相巻線による磁界
と永久磁石6との重なり部分が徐々に増加し、誘起電圧
が上昇する(第2図および第3図のa→b間)。そし
て、永久磁石6が全て各相巻線の磁界に対応すると、誘
起電圧が最大の一定値になる(第2図のb以後,第3図
のb→c間)。この後、永久磁石6と各相巻線による磁
界との重なり部分が徐々に減少すると、誘起電圧が低下
する(第3図のc→d間)。従って、各相巻線には台形
波状の誘起電圧(第3図のD,E,F参照)が誘導される。
但し、第2図の矢印イは永久磁石6の回転方向である。
In the above-mentioned configuration, as shown in FIGS. 3 (A), (B) and (C), each phase winding of the armature winding has a rectangular wave current of 120 ° in electrical angle according to the rotational position of the field magnetic pole. Are flowed with a phase difference of 120 ° each, which causes the shaft 5 and thus the permanent magnet 6 to flow.
Rotates. In this case, since the armature core 1 is skewed, the overlapping portion of the magnetic field of each phase winding and the permanent magnet 6 gradually increases as the permanent magnet 6 rotates, and the induced voltage rises (second (Between a and b in the figure and FIG. 3). When all the permanent magnets 6 correspond to the magnetic fields of the windings of each phase, the induced voltage has a maximum constant value (b in FIG. 2 and thereafter, b → c in FIG. 3). After that, when the overlapping portion of the permanent magnet 6 and the magnetic field of each phase winding gradually decreases, the induced voltage decreases (between c and d in FIG. 3). Therefore, a trapezoidal wave-shaped induced voltage (see D, E, F in FIG. 3) is induced in each phase winding.
However, the arrow a in FIG. 2 indicates the direction of rotation of the permanent magnet 6.

スロット数3P,1/nスロットピッチのスキューを有する
電機子鉄心1においては、1スロットピッチは電気角で
(A)式のようになる。従って、1/nスロットピッチの
スキュー角θS(第2図参照)は電気角で(B)式のよ
うになる。
In the armature core 1 having the number of slots of 3P and the skew of 1 / n slot pitch, one slot pitch is an electrical angle expressed by the formula (A). Therefore, the skew angle θ S of the 1 / n slot pitch (see FIG. 2) is the electrical angle as shown in equation (B).

但し、電気角=(P/2)×機械角である。However, electrical angle = (P / 2) × mechanical angle.

(360°/3P)×(P/2)=60° ……(A) θS=(1/n)×60° ……(B) また、永久磁石6の極弧角を機械角でαとした場合、
永久磁石6の極弧角は電気角で(P・α/2)になる。従
って、台形波状をなす誘起電圧の上辺部(b→c間)
は、下記(C)式で表される。
(360 ° / 3P) × (P / 2) = 60 ° …… (A) θ S = (1 / n) × 60 ° …… (B) Also, the polar arc angle of the permanent magnet 6 is α in mechanical angle. If
The polar arc angle of the permanent magnet 6 is an electrical angle (P · α / 2). Therefore, the upper side of the induced voltage in the trapezoidal wave (b → c)
Is expressed by the following equation (C).

b→c=P・α/2−θS=P・α/2−60°/n ……(C) (C)式をαに関して整理すると(D)式が得られ、
(D)式にb→c=120°を代入して整理すると(E)
式が得られる。そして、(E)式にn=2,P=4を代入
すると、α=75°が得られる。
b → c = P · α / 2−θ S = P · α / 2−60 ° / n (C) When formula (C) is rearranged with respect to α, formula (D) is obtained,
Substituting b → c = 120 ° into equation (D) and rearranging (E)
The formula is obtained. Then, by substituting n = 2 and P = 4 into the equation (E), α = 75 ° is obtained.

α=(2/P)(b→c+60°/n) ……(D) =[120{2+(1/n)}/P] ……(E) すると、永久磁石6の磁極弧の中心角は75°に設定され
ているから、各相巻線には同図(D)(E)(F)に示
すような誘起電圧が誘導される。この誘起電圧波形は各
相巻線に鎖交する界磁磁束に対応する波形であるから、
界磁磁束と各相電流との相互作用に基づく各相トルクは
同図(G)(H)(I)に示す通りになることが明らか
である。従って、シャフト5から出力される合成トルク
は同図(J)に示すように、リップルを含まない一定ト
ルクとなる。
α = (2 / P) (b → c + 60 ° / n) …… (D) = [120 {2+ (1 / n)} / P] …… (E) Then, the central angle of the magnetic pole arc of the permanent magnet 6 Is set to 75 °, an induced voltage as shown in (D), (E), and (F) of the same figure is induced in each phase winding. Since this induced voltage waveform is a waveform corresponding to the field magnetic flux interlinking each phase winding,
It is clear that each phase torque based on the interaction between the field magnetic flux and each phase current is as shown in (G), (H) and (I) of the same figure. Therefore, the combined torque output from the shaft 5 is a constant torque that does not include ripples, as shown in FIG.

一方、電機子鉄心1に1/2スロットピッチのスキュー
を施こし、且つ歯部3にやはり1/2スロットピッチの補
助溝4を形成したことから、第2図から明らかなよう
に、界磁磁極から見た空隙パーミアンスは、1スロット
スキューと等価になり、コギングトルクの発生もない。
従って、前述したようにトルクリップルを抑え得ること
に加え、コギングトルクの発生も抑えることができるか
ら、回転リップルを十分に抑えることができるものであ
る。
On the other hand, since the armature core 1 is skewed with a 1/2 slot pitch, and the tooth portion 3 is also formed with the auxiliary groove 4 with a 1/2 slot pitch, as shown in FIG. The air gap permeance seen from the magnetic pole is equivalent to one slot skew, and cogging torque is not generated.
Therefore, in addition to suppressing the torque ripple as described above, the generation of cogging torque can also be suppressed, so that the rotation ripple can be sufficiently suppressed.

尚、上記実施例では、12スロット、1/2スロットピッ
チのスキューの場合を示したが、本考案はこれに限ら
ず、1/3,1/4,1/5……のスロットピッチのスキューの場
合にも適用でき、この場合には歯部に1/3,1/4,1/5……
のスロットピッチの補助溝を形成し、磁極弧の中心角を
夫々70°,67.5°,66°……に設定すればよい。また、6
極18スロット、8極24スロット、10極30スロット等の場
合にも同様に構成することができる。
In the above embodiment, the skew of 12 slots and 1/2 slot pitch is shown, but the present invention is not limited to this, and the skew of 1/3, 1/4, 1/5 ... Can also be applied to the case of 1 / 3,1 / 4,1 / 5 ……
It is sufficient to form auxiliary grooves having a slot pitch of, and set the center angles of the magnetic pole arcs to 70 °, 67.5 °, 66 °, ... Also, 6
The same configuration can be applied to the case of 18 poles, 8 poles, 24 slots, 10 poles, 30 slots, etc.

[考案の効果] 本考案は以上述べたように、各相巻線の誘起電圧を電
気角120°の範囲で平坦となる台形波として120°矩形波
電流との間でのトルクリップルをなくすことができ、し
かも空隙パーミアンス変化を1スロットピッチのスキュ
ーと等価にすることができてコギングトルクを抑えるこ
とができ、もって回転リップルを大幅に低減することが
できるという優れた効果を奏するものである。
[Advantage of the Invention] As described above, the present invention eliminates the torque ripple between the induced voltage of each phase winding as a trapezoidal wave that becomes flat in the electrical angle range of 120 ° and a 120 ° rectangular wave current. In addition, it is possible to make the change of the permeance of the air gap equivalent to the skew of one slot pitch and suppress the cogging torque, so that it is possible to significantly reduce the rotational ripple.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本考案の一実施例を示し、第1図は縦断面図、第
2図は電機子鉄心の展開図、第3図は各相の電流、電圧
及びトルクを示す波形図である。 図面中、1は電機子巻線、2はスロット、3は歯部、4
は補助溝、6は永久磁石である。
The drawings show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, FIG. 2 is a developed view of an armature core, and FIG. 3 is a waveform diagram showing current, voltage and torque of each phase. In the drawing, 1 is an armature winding, 2 is a slot, 3 is a tooth portion, 4
Is an auxiliary groove, and 6 is a permanent magnet.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】永久磁石界磁と三相P極の電機子巻線とを
有し、前記電機子巻線の各相巻線に電気角で120°の矩
形波電流を流すようにしたものにおいて、電機子スロッ
ト数を3Pとし、電機子鉄心に1/nスロットピッチのスキ
ューを施すと共に、電機子鉄心の歯部に1/nスロットピ
ッチで補助溝を形成し、前記永久磁石界磁の各磁極弧の
中心角を[120{2+(1/n)}/P]°に設定したことを
特徴とするブラシレスモータ。
1. A permanent magnet field and a three-phase P-pole armature winding, wherein a rectangular wave current of 120 ° in electrical angle is passed through each phase winding of the armature winding. In the above, the number of armature slots is set to 3P, and the armature core is skewed at a 1 / n slot pitch, and the auxiliary groove is formed at the 1 / n slot pitch in the tooth portion of the armature core. A brushless motor characterized in that the center angle of each magnetic pole arc is set to [120 {2+ (1 / n)} / P] °.
JP1988157814U 1988-12-02 1988-12-02 Brushless motor Expired - Lifetime JPH083188Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988157814U JPH083188Y2 (en) 1988-12-02 1988-12-02 Brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1988157814U JPH083188Y2 (en) 1988-12-02 1988-12-02 Brushless motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0279174U JPH0279174U (en) 1990-06-18
JPH083188Y2 true JPH083188Y2 (en) 1996-01-29

Family

ID=31437586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1988157814U Expired - Lifetime JPH083188Y2 (en) 1988-12-02 1988-12-02 Brushless motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH083188Y2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4568941B2 (en) * 2000-02-16 2010-10-27 パナソニック株式会社 Permanent magnet rotor
JP2008271640A (en) 2007-04-17 2008-11-06 Honda Motor Co Ltd Axial gap motor
JP4961302B2 (en) 2007-08-29 2012-06-27 本田技研工業株式会社 Axial gap type motor
US7977843B2 (en) 2007-10-04 2011-07-12 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap type motor
JP4729551B2 (en) 2007-10-04 2011-07-20 本田技研工業株式会社 Axial gap type motor
US8049389B2 (en) 2008-06-02 2011-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
US7906883B2 (en) 2008-06-02 2011-03-15 Honda Motor Co., Ltd. Axial gap motor
JP4678549B2 (en) 2008-10-09 2011-04-27 本田技研工業株式会社 Axial gap type motor
JP2013255294A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Masaki Oda Method for reducing rotational resistance in generator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6166549A (en) * 1984-09-07 1986-04-05 Oriental Motor Kk Formation of skew for stator core of servo-motor
JPS63171150A (en) * 1987-01-07 1988-07-14 Tamagawa Seiki Co Ltd Brushless dc motor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0279174U (en) 1990-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3772115B2 (en) Brushless motor
JP3691345B2 (en) Permanent magnet type motor
JP3748387B2 (en) Permanent magnet type rotating electrical machine and power generation system and drive system using the same
JP2004274963A (en) Permanent magnet motor for electric power steering device
JPS62110468A (en) Permanent magnet field type brushless motor
JPS62201048A (en) Two-phase brushless motor
JPH083188Y2 (en) Brushless motor
US5942873A (en) Permanent magnet type synchronous machine
JPH04289759A (en) Brushless motor
JP3117164B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine, control method and control device thereof, and electric vehicle using the same
CN108712045B (en) Synchronous switch reluctance motor
JP4363132B2 (en) Permanent magnet motor
JP2536882Y2 (en) Rotating electric machine
JPS6046633B2 (en) Electric motor
JPH10322992A (en) Switched reluctance motor
JPH0747981Y2 (en) Brushless motor
JP2004289919A (en) Permanent magnet motor
JP2598770Y2 (en) Rotating electric machine
JPH08182280A (en) Generator
JPH1198737A (en) Permanent magnet motor
JPH034133Y2 (en)
JP3139943B2 (en) Hybrid type stepping motor
JPH07298596A (en) Brushless motor
JPS63294244A (en) Permanent magnet type rotating machine
JPH05344696A (en) Ac generator for vehicle