JPH09247909A - 永久磁石モータの着磁方法 - Google Patents
永久磁石モータの着磁方法Info
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- JPH09247909A JPH09247909A JP8051720A JP5172096A JPH09247909A JP H09247909 A JPH09247909 A JP H09247909A JP 8051720 A JP8051720 A JP 8051720A JP 5172096 A JP5172096 A JP 5172096A JP H09247909 A JPH09247909 A JP H09247909A
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- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
Abstract
ロータをステータに組み込んだ状態で、精度良く位置合
わせを行い、生産性よく着磁を行う。 【解決手段】 逆突極性を有するロータ2を備えた永久
磁石モータの着磁方法において、永久磁石素材3a、3
bを備えたロータ2をステータ1に組み込んだ状態で、
ステータ巻線5の3相のうち2相を短絡させて一方の電
極とし、残りの1相を他方の電極として直流電流を流す
ことにより、リラクタンストルクを利用して位置合わせ
を行い、その位置にロータ2をロックし、先に短絡した
2相の短絡を解除し、その2相間に着磁電流を流すこと
により、着磁を行う。
Description
極性を有するロータ構造をとることにより、マグネット
トルクにあわせてリラクタンストルクをも利用する永久
磁石モータの着磁方法に関するものである。
円筒状ロータ本体に軸方向に永久磁石を埋設する等によ
り、順突極性または逆突極性を有するロータ構造とする
ことにより、マグネットトルクにあわせてリラクタンス
トルクをも利用する永久磁石モータが知られている。図
7は、リラクタンストルクを有効に利用する構造として
本願発明者らが開発した逆突極性を有する永久磁石モー
タの構造である。この永久磁石モータは、高透磁率材の
鉄芯あるいは積層された電磁鋼板などで構成された円筒
状ロータコア2aの内部に、永久磁石素材3a、3bを
軸方向に埋め込み、これを着磁してロータ2を形成して
いる。このロータ2が、ステータ1に施された巻線5に
より発生する回転磁界によりマグネットトルクおよびリ
ラクタンストルクを発生し、回転している。
いては、ロータ2内に永久磁石素材3a、3bを組み込
んだ状態で着磁する際、リラクタンストルクが作用し、
ロータ2に回転力が働き、ロータ位置がずれ、着磁不完
全という問題が発生していた。そのため、ロータ2を固
定する必要があった。そして、上記のような着磁には、
定格電流の数十倍から数百倍という電流を流すため、専
用の着磁器に位置を確認した上でロータ2を設置し、回
転防止の押さえ治具で押さえて着磁しており、生産性が
低いという問題点を有していた。
磁石回転機の着磁方法およびその着磁装置」に述べられ
る着磁方法を図8に示す。この従来例は、ロータコア2
aの表面にリング状の永久磁石素材3dを配し、ステン
レスなどの管7により永久磁石3dの飛散を防止する構
造のロータ2の着磁に関するものである。まず図8の
(a)に示すように、位置決め電源9aよりステータ巻
線5に電流を流し、ロータ2の永久磁石素材3dの軸M
と巻線5の起磁力の軸Nと一致させる。その後図8の
(b)に示すように、巻線5の起磁力の軸をGの方向と
なるようにして、着磁電源9bからロータ2の永久磁石
素材3dに着磁する電流を供給する。この従来例におい
て、ロータ2は非突極の構造を持ち、リラクタンストル
クは発生しないので、着磁時にリラクタンストルクが作
用してロータ位置ずれが生ずるという問題は発生しな
い。
ットトルクとあわせてリラクタンストルクをも利用する
突極または逆突極の構造をもつ永久磁石ロータが開発さ
れている。この場合には、ロータ内に永久磁石素材を組
込んだ状態で着磁する際、上述のようにリラクタンスト
ルクが働き、ロータ位置ずれが問題となる。
解決するため、まず、定格電流程度の大きさの直流電流
によりリラクタンストルクを発生させ、着磁電流により
正しく着磁が行われる位置にロータを移動させる。順突
極性を有するロータの場合、着磁する際と同じ位相でよ
いので、同一の結線で位置合わせと着磁が可能である。
逆突極性を有するロータの場合、着磁する際と電気角が
90度ずれていることが必要であるため、位置合わせと
着磁では、ステータ巻線の結線を変える必要がある。逆
突極性を有する永久磁石モータにおいて、ステータ巻線
の3相のうち2相を短絡させて一方の電極とし、残りの
1相を他方の電極として直流電流を流すことにより、ロ
ータの位置を決定した後、ロータをその位置でロック
し、先に短絡した2相の短絡を解除して、その2相間に
着磁電流を流すことによりロータを着磁する。または、
2相間に電流を流してロータの位置を決定した後、ロー
タをその位置でロックし、先に電流を流した2相を短絡
させて一方の電極とし、残りの1相を他方の電極として
着磁電流を流すことによりロータを着磁する。
状態で、まず、正規の着磁電流の半分以下の電流を流す
ことにより、仮の着磁を行い、次に、正規の着磁電流を
流して完全に着磁する。仮の着磁を数回、ピーク電流を
少しずつ上げながら行うと、好適である。
性を有するロータを備えた永久磁石モータの着磁方法に
おいて、永久磁石素材を備えたロータをステータに組み
込んだ状態で、ステータ巻線の3相のうち2相を短絡さ
せて一方の電極とし、残りの1相を他方の電極として直
流電流を流すことにより、ロータの位置を決定した後、
ロータをその位置にロックし、先に短絡した2相の短絡
を解除して、その2相間に着磁電流を流すことによりロ
ータを着磁することを特徴とする。
利用した位置合わせにより、永久磁石の極中心と着磁中
心を精度良く一致させることができ、ロータをステータ
に組み込んだ状態で、逆突極性を有するロータの正確な
着磁が可能である。
るロータを備えた永久磁石モータの着磁方法において、
永久磁石素材を備えたロータをステータに組み込んだ状
態で、ステータ巻線の2相間に直流電流を流すことによ
り、ロータの位置を決定した後、ロータを永久磁石流電
流を流すことにより、ロータの位置を決定した後、ロー
タをその位置にロックし、先に短絡した2相の短絡を解
除して、その2相間に着磁電流を流すことによりロータ
を着磁することを特徴とする。
利用した位置合わせにより、永久磁石の極中心と着磁中
心を精度良く一致させることができ、ロータをステータ
に組み込んだ状態で、逆突極性を有するロータの正確な
着磁が可能である。
ロータを備えた永久磁石モータの着磁方法において、永
久磁石素材を備えたロータをステータに組み込んだ状態
で、ステータ巻線の3相のうち2相を短絡させて一方の
電極とし、残りの1相を他方の電極として直流電流を流
すことにより、ロータの位置を決定した後、ロータをそ
の位置にロックし、先に短絡した2相と、残りの1相の
間に着磁電流を流してロータを着磁することを特徴とす
る。
利用した位置合わせにより、永久磁石の極中心と着磁中
心を精度良く一致させることができ、ロータをステータ
に組み込んだ状態で、同一巻線に電流を流すことによ
り、順突極性を有するロータの正確な着磁が可能であ
る。
るロータを備えた永久磁石モータの着磁方法において、
永久磁石素材を備えたロータをステータに組み込んだ状
態で、ステータ巻線の2相間に直流電流を流すことによ
り、ロータの位置を決定した後、ロータをその位置にロ
ックし、先に電流を流した2相間に着磁電流を流すこと
によりロータを着磁することを特徴とする。
利用した位置合わせにより、永久磁石の極中心と着磁中
心を精度良く一致させることができ、ロータをステータ
に組み込んだ状態で、同一巻線に電流を流すことによ
り、順突極性を有するロータの正確な着磁が可能であ
る。
ロータを備えた永久磁石モータの着磁方法において、着
磁電流を流す際、ロータを正規着磁位置にロックした状
態で、まず正規の着磁電流の半分以下の電流を流して少
なくとも一回以上仮の着磁を行った後、正規の着磁電流
を流して完全に着磁を行うことを特徴とする。ロータを
正規着磁位置にロックする方法としては、請求項1また
は2に記載の発明を利用することができる外、人手によ
る方法を用いてもよい。
以下のピーク電流にて仮の着磁を行うことにより、着磁
する際に発生するリラクタンストルクを小さくすること
ができ、ロータをロックさせる力を小さくできるため、
モータを破壊することなくロータをステータに組み込ん
だ状態で、正確な着磁が可能となる。
を参照しながら詳細に説明する。
態を示す図である。図において、1はアウター側のステ
ータ、2はインナー側の逆突極性を有するロータであ
る。ステータ1のステータヨーク1aにはティース8が
形成され、各ティース8には巻線5が捲回されている。
各巻線5は3相Y結線されている(3相R、S、Tの配
線は図7参照)。9は直流電流である。ロータ2のロー
タヨーク2aには円弧状の永久磁石素材3a、3bが2
層状態で埋設されている。6はロータ2に一体に固定さ
れたシャフトである。
1に示すように、2相R、Sを短絡させて一方の電極と
し、残りの1相Tを他方の電極として直流電流を流すこ
とにより、図2にPa1で示す磁束が流れ、リラクタン
ストルクが働き、図2のロータ2の位置にロータが移動
する。図2の巻線5の・と×は、互いに逆向きの電流が
流れていることを示す(後述の図5、図6でも同様であ
る。)。
し、図3のように、ステータ巻線5における先に短絡し
たR、Sの2相の短絡を解除し、この2相間に図4に示
す様な着磁電流を流すことにより、ロータ2に図5のP
a2のような磁束が発生し、ロータ2に内設した永久磁
石素材3a、3bを着磁する。
xである正規の着磁電流を一度に流すと、ロータ位置が
微小な角度をもって正規着磁位置からずれていた場合、
あるいは製造上の誤差によりロータコア形状に微小に非
対象部分を有した場合、リラクタンストルクが発生し、
ロータが回転し、完全に着磁されないことがある。そこ
で、まずImax/2以下のピーク値をもつ電流で仮の
着磁を行った後、Imaxのピーク電流値をもつ正規の
電流を流し、完全に着磁を行う。これは、一度目の着磁
では、電流が低いため、リラクタンストルクが小さく、
永久磁石素材3a、3bは不完全ながら磁化されている
ので、二度目の着磁では、マグネットトルクも発生し、
リラクタンストルクを打ち消すため、着磁の際の回転ト
ルクは小さくなる。
束と電流に比例し、リラクタンストルクは電流の二乗に
比例する。電流進角をβとし、マグネット磁束をΨ、電
流をIとすると、マグネットトルクはΨIcosβに比
例し、リラクタンストルクはI2 sin2βに比例す
る。比例係数をc1、c2とする。着磁電流は、β=9
0度であるので、着磁位置からのロータの角度のズレを
θとすると、マグネットトルクは TM=−c1Ψsinθ リラクタンストルクは TR=c2I2 sin2θ と表せる。
ax)を流した場合、 T1=c2Imax2 sin2θ のトルクが働く。
値がImax/2のものとすると、 T2=c2(Imax/2)2 sin2θ=T1/4 となり、この着磁において、不完全に着磁され、マグネ
ット磁束がΨ’となったとすると、2回目に正規の着磁
電流(ピーク値Imax)を流したとしても、働くトル
クは、 T3=c2Imax2 sin2θ−c1Ψ’Imaxs
inθ となり、T1より小さくなる。
階的に大きくしていけば、着磁する際にロータ2に働く
回転トルクをより小さくすることが可能である。
際、ステータ巻線5の2相R、Sを短絡させて、一方の
電極とし、残りの1相Tを他方の電極として直流電流を
流したが、図3のように2相R、S間に電流を流して、
位置合わせを行い、図1のように、先に電流を流した2
相R、Sを短絡して一方の電極とし、残りの1相Tを他
方の電極として着磁電流を流してもよい。
明する。
を備えた永久磁石モータを示す(図2と共通するものは
共通符号を付してその説明を省略する。)。
て一方の電極とし、残りの1相Tを他方の電極として直
流電流を流すことにより、ロータ2に図6に示すPa3
のような磁束が発生し、リラクタンストルクが働き、図
6の位置にロータ2が移動する。シャフト6を固定し、
図1に示すように着磁電流を流すことによりロータ2に
Pa3のような磁束が発生し、永久磁石素材3cを着磁
をする。
に、ステータ巻線5の2相R、S間に直流電流を流して
位置合わせを行い、同じ2相R、S間に着磁電流を流し
て着磁を行ってもよい。
されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
込んだ状態で、精度良く、かつ高い生産性でロータの着
磁を行うことができる。
示す図。
図。
タンストルクをも利用する構造の永久磁石モータの断面
図。
構成図。
Claims (5)
- 【請求項1】 逆突極性を有するロータを備えた永久磁
石モータの着磁方法において、永久磁石素材を備えたロ
ータをステータに組み込んだ状態で、ステータ巻線の3
相のうち2相を短絡させて一方の電極とし、残りの1相
を他方の電極として直流電流を流すことにより、ロータ
の位置を決定した後、ロータをその位置にロックし、先
に短絡した2相の短絡を解除して、その2相間に着磁電
流を流すことによりロータを着磁することを特徴とする
永久磁石モータの着磁方法。 - 【請求項2】 逆突極性を有するロータを備えた永久磁
石モータの着磁方法において、永久磁石素材を備えたロ
ータをステータに組み込んだ状態で、ステータ巻線の2
相間に直流電流を流すことにより、ロータの位置を決定
した後、ロータをその位置にロックし、先に電流を流し
た2相を短絡させて一方の電極とし、残りの1相を他方
の電極として着磁電流を流すことによりロータを着磁す
ることを特徴とする永久磁石モータの着磁方法。 - 【請求項3】 順突極性を有するロータを備えた永久磁
石モータの着磁方法において、永久磁石素材を備えたロ
ータをステータに組み込んだ状態で、ステータ巻線の3
相のうち2相を短絡させて一方の電極とし、残りの1相
を他方の電極として直流電流を流すことにより、ロータ
の位置を決定した後、ロータをその位置にロックし、先
に短絡した2相と、残りの1相の間に着磁電流を流して
ロータを着磁することを特徴とする永久磁石モータの着
磁方法。 - 【請求項4】 順突極性を有するロータを備えた永久磁
石モータの着磁方法において、永久磁石素材を備えたロ
ータをステータに組み込んだ状態で、ステータ巻線の2
相間に直流電流を流すことにより、ロータの位置を決定
した後、ロータをその位置にロックし、先に電流を流し
た2相間に着磁電流を流すことによりロータを着磁する
ことを特徴とする永久磁石モータの着磁方法。 - 【請求項5】 逆突極性を有するロータを備えた永久磁
石モータの着磁方法において、永久磁石素材を備えたロ
ータをステータに組み込んだ状態で、ロータを正規着磁
位置にロックした状態で、まず正規の着磁電流の半分以
下の電流を流して少なくとも一回以上仮の着磁を行った
後、正規の着磁電流を流して完全に着磁を行うことを特
徴とする永久磁石モータの着磁方法。
Priority Applications (6)
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