JPH08322171A - 突極型回転機におけるロータのポールの形状 - Google Patents
突極型回転機におけるロータのポールの形状Info
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- JPH08322171A JPH08322171A JP14971195A JP14971195A JPH08322171A JP H08322171 A JPH08322171 A JP H08322171A JP 14971195 A JP14971195 A JP 14971195A JP 14971195 A JP14971195 A JP 14971195A JP H08322171 A JPH08322171 A JP H08322171A
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- Japan
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- rotor
- pole
- rotating machine
- shape
- poles
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 突極型回転機において、軸推力を発生せず、
しかも本来の目的であるリップル低減効果や発電機の波
形改善効果も十分に持ったスキュー構造のロータのポー
ルの形状を提供する。 【構成】 第１の発明として、ステータは、スキューを
行わず軸方向に平行にスロットを切っており、ロータの
ポールは、回転軸に対して対称に、且つ、対になるポー
ルを互いに逆向きの台形形状を有することにより、前記
ロータのポールのスキューによる軸推力が全体として相
殺されてほぼ零になるようにしている。第２の発明とし
て、ステータは、スキューを行わず軸方向に平行にスロ
ットを切っており、ロータのポールは、菱形のように中
心部が太く左右対称の形状を有することにより、前記ロ
ータのポールのスキューによる軸推力が全体として相殺
されてほぼ零になるようにしている。
しかも本来の目的であるリップル低減効果や発電機の波
形改善効果も十分に持ったスキュー構造のロータのポー
ルの形状を提供する。 【構成】 第１の発明として、ステータは、スキューを
行わず軸方向に平行にスロットを切っており、ロータの
ポールは、回転軸に対して対称に、且つ、対になるポー
ルを互いに逆向きの台形形状を有することにより、前記
ロータのポールのスキューによる軸推力が全体として相
殺されてほぼ零になるようにしている。第２の発明とし
て、ステータは、スキューを行わず軸方向に平行にスロ
ットを切っており、ロータのポールは、菱形のように中
心部が太く左右対称の形状を有することにより、前記ロ
ータのポールのスキューによる軸推力が全体として相殺
されてほぼ零になるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は一般に電動機や発電機
に関し、特に電動機や発電機の突極型のロータのポール
の形状の改良に関する。
に関し、特に電動機や発電機の突極型のロータのポール
の形状の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】同期機や誘導機などでは、電動機として
のトルクリップルや発電機としての波形の改善などを目
的として、スロットのスキューを行うことがよく知られ
ている。このスキューを施すことにより、巻線に鎖交す
る磁束の急峻な変化を抑制してトルクリップルを低減し
たり、発電電圧の波形を改善したりする効果がある。し
かし、スキューにも欠点があり、その一つは軸方向軸推
力の発生である。電動機の場合を例にとれば、本来電動
機内部で発生する力はロータの接線方向への力であり、
これがトルクとなる。しかし、巻線のスロットをスキュ
ーすることにより、発生する力はスキューした角度の分
だけ斜めの方向への力となる。この力の回転方向成分が
トルクとなり、軸方向成分はトルクに比べて遥かに小さ
いため、小型モータにおいては殆ど問題にならないが、
大型の回転機においてはその絶対値が大となり、しばし
ば問題となる。特に、メタル軸受を使用した場合、軸受
に軸推力が負荷として掛かり、摩耗が発生して寿命を短
くしてしまう。ここで、図４及び図５を参照して従来の
突極型回転機について説明する。図４は突極型回転機の
ロータのポールの形状の斜視図、図５は突極型回転機の
ステータの斜視図である。ロータのポール１の形状は図
４のように普通の長方形としており、スキューはステー
タに施していた。つまりステータ２の図５のようにスキ
ューされた溝３はスキューの方向が一方向であり、フレ
ミングの法則により、導体の中を流れる電流によって発
生する力はスキューした導体と直角であるから、スキュ
ーの分だけ斜めとなる。従って、ロータに作用する力は
ロータの回転方向成分であるトルクとそれに直角な軸方
向成分との両方を持つことになる。
のトルクリップルや発電機としての波形の改善などを目
的として、スロットのスキューを行うことがよく知られ
ている。このスキューを施すことにより、巻線に鎖交す
る磁束の急峻な変化を抑制してトルクリップルを低減し
たり、発電電圧の波形を改善したりする効果がある。し
かし、スキューにも欠点があり、その一つは軸方向軸推
力の発生である。電動機の場合を例にとれば、本来電動
機内部で発生する力はロータの接線方向への力であり、
これがトルクとなる。しかし、巻線のスロットをスキュ
ーすることにより、発生する力はスキューした角度の分
だけ斜めの方向への力となる。この力の回転方向成分が
トルクとなり、軸方向成分はトルクに比べて遥かに小さ
いため、小型モータにおいては殆ど問題にならないが、
大型の回転機においてはその絶対値が大となり、しばし
ば問題となる。特に、メタル軸受を使用した場合、軸受
に軸推力が負荷として掛かり、摩耗が発生して寿命を短
くしてしまう。ここで、図４及び図５を参照して従来の
突極型回転機について説明する。図４は突極型回転機の
ロータのポールの形状の斜視図、図５は突極型回転機の
ステータの斜視図である。ロータのポール１の形状は図
４のように普通の長方形としており、スキューはステー
タに施していた。つまりステータ２の図５のようにスキ
ューされた溝３はスキューの方向が一方向であり、フレ
ミングの法則により、導体の中を流れる電流によって発
生する力はスキューした導体と直角であるから、スキュ
ーの分だけ斜めとなる。従って、ロータに作用する力は
ロータの回転方向成分であるトルクとそれに直角な軸方
向成分との両方を持つことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の軸方
向軸推力は、モータの回転に不必要な力であるばかりで
なく、様々な悪影響を及ぼす。メタル軸受を用いた回転
機では、この軸方向軸推力をメタル軸受で支持すること
になるため、軸受の構造が複雑になったり、軸受が摩耗
したりする問題がある。
向軸推力は、モータの回転に不必要な力であるばかりで
なく、様々な悪影響を及ぼす。メタル軸受を用いた回転
機では、この軸方向軸推力をメタル軸受で支持すること
になるため、軸受の構造が複雑になったり、軸受が摩耗
したりする問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述のよう
な軸方向軸推力を発生せす、しかも本来のスキューの目
的であるリップル低減効果や発電機の波形改善効果も十
分持たせるため、第１の発明として、突極型回転機にお
いて、ステータは、スキューを行わず軸方向に平行にス
ロットを切っており、ロータのポールは、回転軸に対し
て対称に、且つ、対になるポールは互いに逆向きの台形
形状を有することにより、前記ロータのポールのスキュ
ーによる軸推力が全体として相殺されてほぼ零になるよ
うになっている突極型回転機におけるロータのポールの
形状を提供し、第２の発明として、突極型回転機におい
て、ステータは、スキューを行わず軸方向にスロットを
切っており、ロータのポールは、菱形のように中心部が
太く左右対称の形状を有することにより、前記ロータの
ポールのスキューによる軸推力が全体として相殺されて
ほぼ零になるようになっている突極型回転機におけるロ
ータのポールの形状を提供しようとするものである。
な軸方向軸推力を発生せす、しかも本来のスキューの目
的であるリップル低減効果や発電機の波形改善効果も十
分持たせるため、第１の発明として、突極型回転機にお
いて、ステータは、スキューを行わず軸方向に平行にス
ロットを切っており、ロータのポールは、回転軸に対し
て対称に、且つ、対になるポールは互いに逆向きの台形
形状を有することにより、前記ロータのポールのスキュ
ーによる軸推力が全体として相殺されてほぼ零になるよ
うになっている突極型回転機におけるロータのポールの
形状を提供し、第２の発明として、突極型回転機におい
て、ステータは、スキューを行わず軸方向にスロットを
切っており、ロータのポールは、菱形のように中心部が
太く左右対称の形状を有することにより、前記ロータの
ポールのスキューによる軸推力が全体として相殺されて
ほぼ零になるようになっている突極型回転機におけるロ
ータのポールの形状を提供しようとするものである。
【０００５】
【作用】上記の第１及び第２の発明のいずれの場合も、
対称なスキューにより発生する軸推力は反対向きであ
り、且つその大きさは等しい。従って、これらの軸推力
は互いに相殺して零になり、ロータ全体としては、軸推
力は発生しないことになる。
対称なスキューにより発生する軸推力は反対向きであ
り、且つその大きさは等しい。従って、これらの軸推力
は互いに相殺して零になり、ロータ全体としては、軸推
力は発生しないことになる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による突極型回転機のロータの
実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１
は第１の発明に対応する第１実施例の斜視図、図２は第
２の発明に対応する第２実施例の斜視図である。図３は
図２の第２実施例の変更例としての第３実施例の斜視図
である。 第１実施例：図１において、ロータ１１は、回転軸１２
の周りの四等分位置にポール１３と１５、及び１４と１
６がそれぞれ対称位置に配設され、対になるポールは互
いに逆向きの台形形状を有し、ポール１３と１５、及び
１４と１６は長辺と短辺の位置が逆方向同士が組になっ
ている。 第２実施例：図２において、ロータ１７は、回転軸１２
の周りの四等分位置に菱形のように中心部が太く左右対
称の形状を有し、同じ形状のポール１８、１９、２０、
２１が配設される。 第３実施例：図３において、ロータ２２は、第２実施例
の変更例で、半径方向内方の菱形部Ｐ1部と半径方向外
方が長方形部Ｐ2との合体の形状を有し、同じ形状のポ
ール２３、２４、２５、２６が配設されている。 上記第１乃至第３実施例のいずれのロータにおいても、
界磁巻線による軸推力は、対称形のスキューにより、反
対向きでその大きさは等しい。従って、軸推力は互いに
相殺されて零になり、ロータ全体としては軸推力を発生
しないことになる。
実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１
は第１の発明に対応する第１実施例の斜視図、図２は第
２の発明に対応する第２実施例の斜視図である。図３は
図２の第２実施例の変更例としての第３実施例の斜視図
である。 第１実施例：図１において、ロータ１１は、回転軸１２
の周りの四等分位置にポール１３と１５、及び１４と１
６がそれぞれ対称位置に配設され、対になるポールは互
いに逆向きの台形形状を有し、ポール１３と１５、及び
１４と１６は長辺と短辺の位置が逆方向同士が組になっ
ている。 第２実施例：図２において、ロータ１７は、回転軸１２
の周りの四等分位置に菱形のように中心部が太く左右対
称の形状を有し、同じ形状のポール１８、１９、２０、
２１が配設される。 第３実施例：図３において、ロータ２２は、第２実施例
の変更例で、半径方向内方の菱形部Ｐ1部と半径方向外
方が長方形部Ｐ2との合体の形状を有し、同じ形状のポ
ール２３、２４、２５、２６が配設されている。 上記第１乃至第３実施例のいずれのロータにおいても、
界磁巻線による軸推力は、対称形のスキューにより、反
対向きでその大きさは等しい。従って、軸推力は互いに
相殺されて零になり、ロータ全体としては軸推力を発生
しないことになる。
【０００７】
【発明の効果】本発明による突極型回転機におけるロー
タのポールの形状は、上述のようなポールの形状を用い
てスキューを施すことにより、通常のスキューの効果と
同様に、スキュー本来の目的であるトルクリップルの除
去や電圧波形の改善効果を得るとともに、ロータには軸
推力を発生しないので、軸受に軸推力が掛からず、軸受
構造の簡略化や軸受の長寿命化が図れる。
タのポールの形状は、上述のようなポールの形状を用い
てスキューを施すことにより、通常のスキューの効果と
同様に、スキュー本来の目的であるトルクリップルの除
去や電圧波形の改善効果を得るとともに、ロータには軸
推力を発生しないので、軸受に軸推力が掛からず、軸受
構造の簡略化や軸受の長寿命化が図れる。
【図１】本発明による突極型回転機におけるロータのポ
ールの形状の第１実施例の斜視図である。
ールの形状の第１実施例の斜視図である。
【図２】本発明による突極型回転機におけるロータのポ
ールの形状の第２実施例の斜視図である。
ールの形状の第２実施例の斜視図である。
【図３】本発明による突極型回転機におけるロータのポ
ールの形状の第３実施例の斜視図である。
ールの形状の第３実施例の斜視図である。
【図４】突極型回転機の従来のロータのポールの形状の
斜視図である。
斜視図である。
【図５】突極型回転機の従来のステータの斜視図であ
る。
る。
１１、１７、２２：ロータ １２：回転軸 １３〜１６：ポール １８〜２１：ポール ２３〜２６：ポール Ｐ1：菱形部 Ｐ2：長方形部
Claims (3)
- 【請求項１】 突極型回転機において、ステータは、ス
キューを行わず軸方向に平行にスロットを切っており、
ロータのポールは、回転軸に対して対称に、且つ、対に
なるポールは互いに逆向きの台形形状を有することによ
り、前記ロータのポールのスキューによる軸推力が全体
として相殺されてほぼ零になるようになっていることを
特徴とする突極型回転機におけるロータのポールの形
状。 - 【請求項２】 突極型回転機において、ステータは、ス
キューを行わず軸方向にスロットを切っており、ロータ
のポールは、菱形のように中心部が太く左右対称の形状
を有することにより、前記ロータのポールのスキューに
よる軸推力が全体として相殺されてほぼ零になるように
なっていることを特徴とする突極型回転機におけるロー
タのポールの形状。 - 【請求項３】 突極型回転機において、ロータのポール
は、半径方向内方の菱形部と外方の長方形部との合体の
形状を有する請求項２記載の突極型回転機におけるロー
タのポールの形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14971195A JP3508298B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 突極型回転機におけるロータのポールの形状 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14971195A JP3508298B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 突極型回転機におけるロータのポールの形状 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08322171A true JPH08322171A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3508298B2 JP3508298B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=15481157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14971195A Expired - Fee Related JP3508298B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 突極型回転機におけるロータのポールの形状 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508298B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351053B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-02-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Reluctance motors |
| JP2004260935A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Asmo Co Ltd | 回転電機のコア |
| US6864611B1 (en) | 1997-07-08 | 2005-03-08 | Aloys Wobben | Synchronous generator for service in wind power plants, as well as a wind power plant |
| EP1569319A2 (de) * | 2004-02-25 | 2005-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Hauptelement für eine elektrische Maschine |
| JP2014217166A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | アイシン精機株式会社 | 超電導回転機及びその冷却方法 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP14971195A patent/JP3508298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864611B1 (en) | 1997-07-08 | 2005-03-08 | Aloys Wobben | Synchronous generator for service in wind power plants, as well as a wind power plant |
| US6351053B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-02-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Reluctance motors |
| JP2004260935A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Asmo Co Ltd | 回転電機のコア |
| EP1569319A2 (de) * | 2004-02-25 | 2005-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Hauptelement für eine elektrische Maschine |
| EP1569319A3 (de) * | 2004-02-25 | 2008-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Hauptelement für eine elektrische Maschine |
| JP2014217166A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | アイシン精機株式会社 | 超電導回転機及びその冷却方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3508298B2 (ja) | 2004-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031215 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |