JPH1014181A - 永久磁石同期機の着磁装置とその位置決め固定方法 - Google Patents
永久磁石同期機の着磁装置とその位置決め固定方法Info
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- JPH1014181A JPH1014181A JP8184220A JP18422096A JPH1014181A JP H1014181 A JPH1014181 A JP H1014181A JP 8184220 A JP8184220 A JP 8184220A JP 18422096 A JP18422096 A JP 18422096A JP H1014181 A JPH1014181 A JP H1014181A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】永久磁石からなる界磁極の形成をする着磁装置
の電流供給装置を小形軽量化し、かつ、複雑な形状のス
キュー形状を有する磁極の着磁をも容易に行える着磁器
からなる着磁装置と、着磁装置の位置決め固定方法を提
供する。 【解決手段】着磁装置の着磁器７ａの回転子鉄心２の軸
方向に対向する着磁用磁極鉄心６ａを構成する磁束発生
用の着磁コイル５が設けられた磁極６１ａの幅寸法を、
前記回転子鉄心２の軸方向寸法より小さくした平板円筒
状形状に構成して、この着磁器７ａを前記回転子１の軸
方向に移動する移動手段１２により回転子鉄心２の外周
の永久磁石３の磁化を前記着磁器７ａを軸方向に移動し
ながら複数回に分けて行うことにより、磁極を形成する
着磁器７ａのコイル５に供給する電流が少なくてすみ、
電源容量の小さい小形，軽量な電流供給装置からなる着
磁装置が得られる。
の電流供給装置を小形軽量化し、かつ、複雑な形状のス
キュー形状を有する磁極の着磁をも容易に行える着磁器
からなる着磁装置と、着磁装置の位置決め固定方法を提
供する。 【解決手段】着磁装置の着磁器７ａの回転子鉄心２の軸
方向に対向する着磁用磁極鉄心６ａを構成する磁束発生
用の着磁コイル５が設けられた磁極６１ａの幅寸法を、
前記回転子鉄心２の軸方向寸法より小さくした平板円筒
状形状に構成して、この着磁器７ａを前記回転子１の軸
方向に移動する移動手段１２により回転子鉄心２の外周
の永久磁石３の磁化を前記着磁器７ａを軸方向に移動し
ながら複数回に分けて行うことにより、磁極を形成する
着磁器７ａのコイル５に供給する電流が少なくてすみ、
電源容量の小さい小形，軽量な電流供給装置からなる着
磁装置が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転子に永久磁
石を搭載して界磁極を形成する回転界磁形の永久磁石同
期機の未磁化の永久磁石を着磁する着磁装置の構造に関
する。
石を搭載して界磁極を形成する回転界磁形の永久磁石同
期機の未磁化の永久磁石を着磁する着磁装置の構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の永久磁石同期機の回転子
の界磁極を形成するための着磁装置を構成する着磁器
と、この着磁器に挿入する前の未磁化の永久磁石を搭載
した回転子の斜視図である。回転子の界磁極に永久磁石
を使用する永久磁石同期機、特に永久磁石同期電動機
は、界磁の強さをほぼ一定にすることができるので、固
定子の電機子巻線に可変周波数電源を供給して回転磁界
を生成するこにより回転子の回転速度を精度良く制御可
変することができる高効率のものが得られる。ところ
で、永久磁石は通常その成形段階では磁力を持たず、外
部より強制的に起磁力を加える、いわゆる着磁または磁
化により磁石としての性能を持つようになる。この未磁
化の永久磁石を磁化する装置を着磁装置または磁化装置
と称する。
の界磁極を形成するための着磁装置を構成する着磁器
と、この着磁器に挿入する前の未磁化の永久磁石を搭載
した回転子の斜視図である。回転子の界磁極に永久磁石
を使用する永久磁石同期機、特に永久磁石同期電動機
は、界磁の強さをほぼ一定にすることができるので、固
定子の電機子巻線に可変周波数電源を供給して回転磁界
を生成するこにより回転子の回転速度を精度良く制御可
変することができる高効率のものが得られる。ところ
で、永久磁石は通常その成形段階では磁力を持たず、外
部より強制的に起磁力を加える、いわゆる着磁または磁
化により磁石としての性能を持つようになる。この未磁
化の永久磁石を磁化する装置を着磁装置または磁化装置
と称する。
【０００３】永久磁石同期電動機における前記した回転
子の界磁極を構成する未磁化の永久磁石を着磁する着磁
方法は、図３の４極の場合に示すように、回転子１の回
転子鉄心２の外周に設けられた未磁化の永久磁石３の外
周に対向するように前記回転子１と同心状に配された軸
方向に設けられた溝部４に挿着して巻回された４個のコ
イル５と、このコイル５を支持する４極の前記回転子鉄
心２の軸方向長さと同じ長さの磁極鉄心６とからなる着
磁器７と、この着磁器７の着磁コイル５に電流を供給す
る電流供給装置８とから構成される着磁装置８におい
て、前記着磁器７の内部に前記回転子１の回転子鉄心２
を同心状に装着してから行われる。
子の界磁極を構成する未磁化の永久磁石を着磁する着磁
方法は、図３の４極の場合に示すように、回転子１の回
転子鉄心２の外周に設けられた未磁化の永久磁石３の外
周に対向するように前記回転子１と同心状に配された軸
方向に設けられた溝部４に挿着して巻回された４個のコ
イル５と、このコイル５を支持する４極の前記回転子鉄
心２の軸方向長さと同じ長さの磁極鉄心６とからなる着
磁器７と、この着磁器７の着磁コイル５に電流を供給す
る電流供給装置８とから構成される着磁装置８におい
て、前記着磁器７の内部に前記回転子１の回転子鉄心２
を同心状に装着してから行われる。
【０００４】永久磁石３の着磁は、電流供給装置８より
大電流を流すと、着磁コイル５によって強力な磁束が発
生して、図４に示すように着磁器７の磁極形状と同一の
形に未磁化の永久磁石３を一気に磁気飽和させて着磁す
る。この着磁方法は、回転子１の全極を同時に着磁する
もので、一括着磁方式とよばれ一般的に行われている方
法である。前記した着磁コイル５に通流する電流は、大
電流を比較的短時間流せばよいので、電源である電流供
給装置８は、通常ＬＣ共振型のパルス電源が用いられ
る。電流供給装置８は、構成するコンデンサに規定の電
圧を予め充電しておき、これを一気に着磁コイル５に流
して、着磁コイル５とコンデンサとの間に共振を起こさ
せて高いピーク電流を得るものであり、上記の電流供給
装置８のコンデンサの容量をＣ、着磁器７のコイル５の
抵抗をＲ，インダクタンスをＬとすると、Ｒ＜２√（Ｌ
／Ｃ）の条件が成り立つとき、電流供給装置８からコイ
ル５に通流する電流は減衰振動波形となって第１周期で
非常に高い尖塔値を得ることができる。
大電流を流すと、着磁コイル５によって強力な磁束が発
生して、図４に示すように着磁器７の磁極形状と同一の
形に未磁化の永久磁石３を一気に磁気飽和させて着磁す
る。この着磁方法は、回転子１の全極を同時に着磁する
もので、一括着磁方式とよばれ一般的に行われている方
法である。前記した着磁コイル５に通流する電流は、大
電流を比較的短時間流せばよいので、電源である電流供
給装置８は、通常ＬＣ共振型のパルス電源が用いられ
る。電流供給装置８は、構成するコンデンサに規定の電
圧を予め充電しておき、これを一気に着磁コイル５に流
して、着磁コイル５とコンデンサとの間に共振を起こさ
せて高いピーク電流を得るものであり、上記の電流供給
装置８のコンデンサの容量をＣ、着磁器７のコイル５の
抵抗をＲ，インダクタンスをＬとすると、Ｒ＜２√（Ｌ
／Ｃ）の条件が成り立つとき、電流供給装置８からコイ
ル５に通流する電流は減衰振動波形となって第１周期で
非常に高い尖塔値を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、最近は高保持力
を有する永久磁石が開発され、特に稀土類磁石を用いた
永久磁石同期機の適用拡大も図られ、大形の大容量機へ
の適用開発も行われている。このため、永久磁石の着磁
装置もより残留磁束密度の大きい永久磁石を着磁するこ
とが可能な着磁能力の高いものが要求されるようになっ
てきた。しかしながら、前記した従来の永久磁石の全極
を同時に着磁する一括着磁方式の着磁装置においては、
磁束を発生させるために大電流をコイルに通流する必要
があり、電流供給装置も大形となり、着磁コストが高く
なるという問題があった。したがって、大形の永久磁石
を搭載する回転子構造においては、永久磁石を着磁した
後に、回転子に取り付けて界磁極を構成する方法が一般
的に行われている。この方法は、既に磁化したものを鉄
性の部材である回転子鉄心の外周上に取り付けるため
に、非常に慎重な取扱と、取り付け位置決め治具等に特
殊な治具を必要とする煩雑な作業となる。
を有する永久磁石が開発され、特に稀土類磁石を用いた
永久磁石同期機の適用拡大も図られ、大形の大容量機へ
の適用開発も行われている。このため、永久磁石の着磁
装置もより残留磁束密度の大きい永久磁石を着磁するこ
とが可能な着磁能力の高いものが要求されるようになっ
てきた。しかしながら、前記した従来の永久磁石の全極
を同時に着磁する一括着磁方式の着磁装置においては、
磁束を発生させるために大電流をコイルに通流する必要
があり、電流供給装置も大形となり、着磁コストが高く
なるという問題があった。したがって、大形の永久磁石
を搭載する回転子構造においては、永久磁石を着磁した
後に、回転子に取り付けて界磁極を構成する方法が一般
的に行われている。この方法は、既に磁化したものを鉄
性の部材である回転子鉄心の外周上に取り付けるため
に、非常に慎重な取扱と、取り付け位置決め治具等に特
殊な治具を必要とする煩雑な作業となる。
【０００６】また、永久磁石同期電動機では、一般に電
圧波形の高調波及びトルク脈動の減少による電動機のス
ムーズな回転を得るために、図５に示すように、磁極の
中心軸を回転子１の中心軸である回転子軸１ａに対して
半径方向に１スロット分だけ傾けるスキュー９と称する
方式を採用している。このスキュー９を実現するために
は、着磁器７の磁極形状をも同様の形状としなければな
らず、着磁用磁極鉄心６に施されるコイルが着磁用磁極
鉄心６の軸方向に対して半径方向にＰだけ傾けて構成す
る複雑な構造の着磁器を必要とする。また、図６（ａ）
及び（ｂ）のような永久磁石３の軸方向長さＬの１／２
の個所を１スロット分だけスキューするＶ字形９ａ及び
雷形のスキュー９ｂの界磁極構造の場合には、回転子鉄
心２上の永久磁石３に対面する着磁器７の着磁コイル５
の形状、及び着磁用磁極鉄心６の溝部４の形状も複雑に
なり、場合によっては着磁用磁極鉄心６に着磁コイル５
を前記したスキュー９ａ及び９ｂ形状に巻回できない場
合でてくる恐れがあるという問題もある。
圧波形の高調波及びトルク脈動の減少による電動機のス
ムーズな回転を得るために、図５に示すように、磁極の
中心軸を回転子１の中心軸である回転子軸１ａに対して
半径方向に１スロット分だけ傾けるスキュー９と称する
方式を採用している。このスキュー９を実現するために
は、着磁器７の磁極形状をも同様の形状としなければな
らず、着磁用磁極鉄心６に施されるコイルが着磁用磁極
鉄心６の軸方向に対して半径方向にＰだけ傾けて構成す
る複雑な構造の着磁器を必要とする。また、図６（ａ）
及び（ｂ）のような永久磁石３の軸方向長さＬの１／２
の個所を１スロット分だけスキューするＶ字形９ａ及び
雷形のスキュー９ｂの界磁極構造の場合には、回転子鉄
心２上の永久磁石３に対面する着磁器７の着磁コイル５
の形状、及び着磁用磁極鉄心６の溝部４の形状も複雑に
なり、場合によっては着磁用磁極鉄心６に着磁コイル５
を前記したスキュー９ａ及び９ｂ形状に巻回できない場
合でてくる恐れがあるという問題もある。
【０００７】この発明の課題は、前記の問題を解決し
て、残留磁束密度の大きい高保持力を有する永久磁石か
らなる界磁極の形成をも電流供給装置の大型化を必要と
せず行え、かつ、複雑な形状のスキュー形状を有する磁
極の着磁をも容易に行える着磁器からなる着磁装置と、
その着磁操作に際しての着磁装置の位置決め固定方法を
提供することにある。
て、残留磁束密度の大きい高保持力を有する永久磁石か
らなる界磁極の形成をも電流供給装置の大型化を必要と
せず行え、かつ、複雑な形状のスキュー形状を有する磁
極の着磁をも容易に行える着磁器からなる着磁装置と、
その着磁操作に際しての着磁装置の位置決め固定方法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の着磁装置は、回転子鉄心の軸方向に
対向する磁極鉄心の寸法を、薄い平板状形状のような回
転子鉄心の軸方向寸法より小さくして着磁器を構成し
て、前記回転子鉄心の外周の永久磁石の磁化を前記着磁
器を移動手段により移動しながら軸方向に複数回に分け
て行う。これにより、回転子鉄心の永久磁石の軸方向に
部分的な着磁を繰り返して磁極を形成できるので、着磁
器のコイルに供給する電流が少なくてすみ電源容量の小
さい小形，軽量な電流供給装置からなる着磁装置とする
ことができる。
ために、この発明の着磁装置は、回転子鉄心の軸方向に
対向する磁極鉄心の寸法を、薄い平板状形状のような回
転子鉄心の軸方向寸法より小さくして着磁器を構成し
て、前記回転子鉄心の外周の永久磁石の磁化を前記着磁
器を移動手段により移動しながら軸方向に複数回に分け
て行う。これにより、回転子鉄心の永久磁石の軸方向に
部分的な着磁を繰り返して磁極を形成できるので、着磁
器のコイルに供給する電流が少なくてすみ電源容量の小
さい小形，軽量な電流供給装置からなる着磁装置とする
ことができる。
【０００９】また、着磁器を回転子の軸方向に移動する
前記移動手段に加えて、回転子を周方向に回転する回転
位置決め手段を設けることにより、回転子の軸方向の移
動と回転子の回転操作によって、着磁器と回転子鉄心の
永久磁石の周方向の相対位置を変えながら着磁を繰り返
し行うことにより、回転子鉄心の軸方向に対して斜めに
未磁化の永久磁石を磁化したスキュー構造の回転子を得
ることができる。
前記移動手段に加えて、回転子を周方向に回転する回転
位置決め手段を設けることにより、回転子の軸方向の移
動と回転子の回転操作によって、着磁器と回転子鉄心の
永久磁石の周方向の相対位置を変えながら着磁を繰り返
し行うことにより、回転子鉄心の軸方向に対して斜めに
未磁化の永久磁石を磁化したスキュー構造の回転子を得
ることができる。
【００１０】更に、回転子の回転子軸の一方の軸端を回
転子軸の周方向に回転可能な前記回転位置決め手段に連
結する第１の固定手段に固定して、前記回転子軸の他方
の軸端を予め着磁用磁極鉄心の中心線上に位置するよう
に設定した回転子軸の周方向に回転可能な第２の固定手
段に固定して、着磁器を前記第２の固定手段と連結して
いる回転子軸の他方の軸端から反対側の一方の軸端まで
移動して、着磁用磁極鉄心の内周面と回転子鉄心の未磁
化の永久磁石の面との間隔が等間隔を保持するように前
記回転位置決め手段の第１の固定手段の回転子軸の半径
方向の位置を調整して着磁器を位置決め固定することに
より、着磁作業時の回転子と着磁器の位置合わせが容易
で、かつ永久磁石同期機の回転子の界磁極の形成を精度
よくできる。
転子軸の周方向に回転可能な前記回転位置決め手段に連
結する第１の固定手段に固定して、前記回転子軸の他方
の軸端を予め着磁用磁極鉄心の中心線上に位置するよう
に設定した回転子軸の周方向に回転可能な第２の固定手
段に固定して、着磁器を前記第２の固定手段と連結して
いる回転子軸の他方の軸端から反対側の一方の軸端まで
移動して、着磁用磁極鉄心の内周面と回転子鉄心の未磁
化の永久磁石の面との間隔が等間隔を保持するように前
記回転位置決め手段の第１の固定手段の回転子軸の半径
方向の位置を調整して着磁器を位置決め固定することに
より、着磁作業時の回転子と着磁器の位置合わせが容易
で、かつ永久磁石同期機の回転子の界磁極の形成を精度
よくできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１及び図２は、この発明の実施の
形態になる永久磁石同期電動機の着磁装置であり、図１
は、その構成図、図２は図１のII−IIの部分断面図であ
る。図１及び図２に示す着磁装置を構成する着磁器７ａ
は、この着磁器７ａを構成する着磁用磁極鉄心６ａが、
回転子１の回転子鉄心２の軸方向長さに対して幅が小さ
い平板円筒の形状をして、回転子１の極数分だけ周方向
に分割して着磁コイル５を巻き付けられている磁極６１
ａと、この磁極６１ａを支持して外周部に磁路を形成す
る着磁ヨーク６２ａとからなり、この着磁ヨーク６２ａ
の両側面を支持板１０，１０にて保持して、この支持板
１０，１０の下部にて支持台１１に結合して固定されて
いる構成となっている。そして、着磁装置は前記した着
磁器７ａと、この支持台１１を回転子１の軸方向に移動
させる移動手段１２と、回転子１を回転移動する回転位
置決め手段１３と、前記回転子１の中心軸線上を着磁用
磁極鉄心６ａの着磁ヨーク６２ａの中心線に一致させて
固定する前記回転位置決め手段１３に連結する第１の固
定手段１４と第２の固定手段１５とからなる位置決め固
定手段１６と、前記磁極６１ａに巻回したコイル５に電
流を供給する電流供給装置８とから構成されている。
基づいて説明する。図１及び図２は、この発明の実施の
形態になる永久磁石同期電動機の着磁装置であり、図１
は、その構成図、図２は図１のII−IIの部分断面図であ
る。図１及び図２に示す着磁装置を構成する着磁器７ａ
は、この着磁器７ａを構成する着磁用磁極鉄心６ａが、
回転子１の回転子鉄心２の軸方向長さに対して幅が小さ
い平板円筒の形状をして、回転子１の極数分だけ周方向
に分割して着磁コイル５を巻き付けられている磁極６１
ａと、この磁極６１ａを支持して外周部に磁路を形成す
る着磁ヨーク６２ａとからなり、この着磁ヨーク６２ａ
の両側面を支持板１０，１０にて保持して、この支持板
１０，１０の下部にて支持台１１に結合して固定されて
いる構成となっている。そして、着磁装置は前記した着
磁器７ａと、この支持台１１を回転子１の軸方向に移動
させる移動手段１２と、回転子１を回転移動する回転位
置決め手段１３と、前記回転子１の中心軸線上を着磁用
磁極鉄心６ａの着磁ヨーク６２ａの中心線に一致させて
固定する前記回転位置決め手段１３に連結する第１の固
定手段１４と第２の固定手段１５とからなる位置決め固
定手段１６と、前記磁極６１ａに巻回したコイル５に電
流を供給する電流供給装置８とから構成されている。
【００１２】前記した、着磁器７ａを回転子１の軸方向
に移動させる移動手段１２は、一端が駆動モータ１２ａ
に連結されたボールネジ１２ｂが前記着磁器７ａを支持
する支持台１１に貫通してネジ結され、支持台１１の移
動をガイドするスライドレール１２ｃ，１２ｃが、図２
に示すように支持台１１の両端部に設けられたガイドベ
アリング１２ｄ，１２ｄとそれぞれ嵌合接触するように
台床１１ａ上に結合された軸支え１７，１７上に両端部
を結合して支持されて構成されている。着磁器７ａの回
転子１の軸方向への移動は、前記駆動モータ１２ａを駆
動させることにより前記ボールネジ１２ｂを回転させ、
このボールネジ１２ｂにネジ結された支持台１１をスラ
イドレール１２ｃ，１２ｃに沿って移動させることによ
り行われる。
に移動させる移動手段１２は、一端が駆動モータ１２ａ
に連結されたボールネジ１２ｂが前記着磁器７ａを支持
する支持台１１に貫通してネジ結され、支持台１１の移
動をガイドするスライドレール１２ｃ，１２ｃが、図２
に示すように支持台１１の両端部に設けられたガイドベ
アリング１２ｄ，１２ｄとそれぞれ嵌合接触するように
台床１１ａ上に結合された軸支え１７，１７上に両端部
を結合して支持されて構成されている。着磁器７ａの回
転子１の軸方向への移動は、前記駆動モータ１２ａを駆
動させることにより前記ボールネジ１２ｂを回転させ、
このボールネジ１２ｂにネジ結された支持台１１をスラ
イドレール１２ｃ，１２ｃに沿って移動させることによ
り行われる。
【００１３】また、前記した回転子１を回転移動する回
転位置決め手段１３は、後記する第１の固定手段１４を
介して支持固定された回転子１の回転子軸１ｂに連結す
る台床１１ａ上に設けられた軸受１３ａと、この軸受１
３ａにて支持された回転軸１３ｂと、この回転軸１３ｂ
を駆動する駆動モータ１３ｃとから構成されており、こ
の駆動モータ１３ｃの回転によって寸動運動して、回転
子１の微小な回転位置の変更を行う。
転位置決め手段１３は、後記する第１の固定手段１４を
介して支持固定された回転子１の回転子軸１ｂに連結す
る台床１１ａ上に設けられた軸受１３ａと、この軸受１
３ａにて支持された回転軸１３ｂと、この回転軸１３ｂ
を駆動する駆動モータ１３ｃとから構成されており、こ
の駆動モータ１３ｃの回転によって寸動運動して、回転
子１の微小な回転位置の変更を行う。
【００１４】また、位置決め固定手段１６を構成する第
１の固定手段１４は、上記したように回転子１の回転子
軸１ｂを支持固定する支持部が、図１に示すように周方
向に複数個設けられた移動可能な固定チャック１４ａか
らなり、この固定チャック１４ａを上下及び左右に移動
させることにより回転子１の中心線を移動させるように
なっている。また、第２の固定手段１５は、固定部１５
ａと、この固定部１５ａに貫挿された軸受１５ｂと、こ
の軸受１５ｂにて支持された先端部１５ｃが鋭角をした
回転軸１５ｄとから構成されている。そして、回転子１
の回転子軸１ｃの軸端部には予め円錐状のくぼみ１ｄを
設けておき、前記した回転軸１５ｄの先端部１５ｃを嵌
め込むことにより位置固定するようにする。
１の固定手段１４は、上記したように回転子１の回転子
軸１ｂを支持固定する支持部が、図１に示すように周方
向に複数個設けられた移動可能な固定チャック１４ａか
らなり、この固定チャック１４ａを上下及び左右に移動
させることにより回転子１の中心線を移動させるように
なっている。また、第２の固定手段１５は、固定部１５
ａと、この固定部１５ａに貫挿された軸受１５ｂと、こ
の軸受１５ｂにて支持された先端部１５ｃが鋭角をした
回転軸１５ｄとから構成されている。そして、回転子１
の回転子軸１ｃの軸端部には予め円錐状のくぼみ１ｄを
設けておき、前記した回転軸１５ｄの先端部１５ｃを嵌
め込むことにより位置固定するようにする。
【００１５】上記した着磁装置による着磁のための回転
子１の着磁器７ａへの装着は、次のようにして行う。ま
ず、前記した位置決め固定手段１６の第２の固定手段１
５を構成する回転軸１５ｄの先端部１５ｃを予め着磁器
７ａの着磁ヨーク６２ａの中心線上に合わせておき、こ
の先端部１５ｃを基準点とするようにする。次に、着磁
器７ａを前記移動手段１２の駆動モータ１２ａを回転し
て予め回転子軸１ｃ端側に寄せておき、回転子軸１ｃの
くぼみ１ｄに回転軸１５ｄの先端部１５ｃをセットし
て、他方の回転子１の回転子軸１ｂを第１の固定手段１
４の固定チャック１４ａにて仮止めしておく。次に、移
動手段１２にて着磁器７ａを徐々に図１の左側に移動し
ながら、着磁用磁極６１ａと回転子１の永久磁石３を備
えた回転子鉄心２の表面の周方向の各部の間隙が、均等
となるように第１の固定手段１４の固定チャック１４ａ
の移動を上下及び左右方向に微調節しながら行い固定す
るようにする。
子１の着磁器７ａへの装着は、次のようにして行う。ま
ず、前記した位置決め固定手段１６の第２の固定手段１
５を構成する回転軸１５ｄの先端部１５ｃを予め着磁器
７ａの着磁ヨーク６２ａの中心線上に合わせておき、こ
の先端部１５ｃを基準点とするようにする。次に、着磁
器７ａを前記移動手段１２の駆動モータ１２ａを回転し
て予め回転子軸１ｃ端側に寄せておき、回転子軸１ｃの
くぼみ１ｄに回転軸１５ｄの先端部１５ｃをセットし
て、他方の回転子１の回転子軸１ｂを第１の固定手段１
４の固定チャック１４ａにて仮止めしておく。次に、移
動手段１２にて着磁器７ａを徐々に図１の左側に移動し
ながら、着磁用磁極６１ａと回転子１の永久磁石３を備
えた回転子鉄心２の表面の周方向の各部の間隙が、均等
となるように第１の固定手段１４の固定チャック１４ａ
の移動を上下及び左右方向に微調節しながら行い固定す
るようにする。
【００１６】回転子鉄心２に設けた永久磁石３の着磁
は、図１の位置にセットした着磁器７ａを、一定ピッチ
で移動しながら行うようにする。即ち、永久磁石３の左
端に着磁器７ａの磁極６１ａの端面が対向するように前
記移動手段１２にて移動してセットして、この状態で、
電流供給装置８からパルス状の電流を磁極６１ａに巻回
されたコイル５に供給することにより、周方向に設けた
磁極６１ａの磁極数に相当する永久磁石３の部分を、前
記のコイル５の巻回された磁極６１ａ幅Ｗ分だけ軸方向
に局部的に磁化する。次に、前記した移動手段１２によ
って、前記した磁極６１ａの幅寸法Ｗだけ右側へ移動し
て、前記と同様に周方向の永久磁石３を磁化する。この
局部的な磁化操作を永久磁石３の右端まで順次繰り返し
行うことにより、前記した図４に示した磁極数を有する
永久磁石を設けた界磁極からなる回転子１を作製する。
この実施の形態からなる着磁装置では、磁極６１ａの幅
寸法を小さくした着磁用磁極鉄心６ａを用いているの
で、一回の着磁に電流供給装置８から着磁器７ａの着磁
コイル５に通流する電流は少なくてすみ、コンデンサ容
量を小容量の小形軽量な電流供給装置８とすることかで
きる。
は、図１の位置にセットした着磁器７ａを、一定ピッチ
で移動しながら行うようにする。即ち、永久磁石３の左
端に着磁器７ａの磁極６１ａの端面が対向するように前
記移動手段１２にて移動してセットして、この状態で、
電流供給装置８からパルス状の電流を磁極６１ａに巻回
されたコイル５に供給することにより、周方向に設けた
磁極６１ａの磁極数に相当する永久磁石３の部分を、前
記のコイル５の巻回された磁極６１ａ幅Ｗ分だけ軸方向
に局部的に磁化する。次に、前記した移動手段１２によ
って、前記した磁極６１ａの幅寸法Ｗだけ右側へ移動し
て、前記と同様に周方向の永久磁石３を磁化する。この
局部的な磁化操作を永久磁石３の右端まで順次繰り返し
行うことにより、前記した図４に示した磁極数を有する
永久磁石を設けた界磁極からなる回転子１を作製する。
この実施の形態からなる着磁装置では、磁極６１ａの幅
寸法を小さくした着磁用磁極鉄心６ａを用いているの
で、一回の着磁に電流供給装置８から着磁器７ａの着磁
コイル５に通流する電流は少なくてすみ、コンデンサ容
量を小容量の小形軽量な電流供給装置８とすることかで
きる。
【００１７】前記した図５及び図６に示す永久磁石３に
スキューを行う場合には、前記した永久磁石３の左端に
磁極６１ａの端面が対向するようにセットして電流供給
装置８からの通電により磁極幅Ｗ分だけ磁化した後に、
前記した移動手段１２によって、磁極６１ａの幅寸法Ｗ
だけ右側へ移動するとともに、前記回転位置決め手段１
３の駆動モータ１３ｃを駆動して回転子１の周方向に所
定距離移動して前記と同様に電流供給装置８からの通電
により磁化する操作を繰り返し行うことにより回転子鉄
心２の軸方向に対して斜めに未磁化の永久磁石３を磁化
した磁極を形成することができる。なお、図５に示す通
常のスキュー９形状の場合には、永久磁石３の軸方向の
長さをＬ、所望のスキュー量をＰとすると、回転位置決
め手段１３による回転子１の周方向の回転量は、Ｐ・Ｗ
／Ｌとなる。前記したように、着磁器７ａの磁極６１ａ
幅Ｗを小さくして、回転子１の軸方向と周方向に移動し
ながら局部的に永久磁石３を磁化することにより、図６
の（ａ）及び（ｂ）に示す形状のスキュー９ａ及び９ｂ
を有する永久磁石３を備えた界磁極からなる回転子１を
も容易に作製することができる。
スキューを行う場合には、前記した永久磁石３の左端に
磁極６１ａの端面が対向するようにセットして電流供給
装置８からの通電により磁極幅Ｗ分だけ磁化した後に、
前記した移動手段１２によって、磁極６１ａの幅寸法Ｗ
だけ右側へ移動するとともに、前記回転位置決め手段１
３の駆動モータ１３ｃを駆動して回転子１の周方向に所
定距離移動して前記と同様に電流供給装置８からの通電
により磁化する操作を繰り返し行うことにより回転子鉄
心２の軸方向に対して斜めに未磁化の永久磁石３を磁化
した磁極を形成することができる。なお、図５に示す通
常のスキュー９形状の場合には、永久磁石３の軸方向の
長さをＬ、所望のスキュー量をＰとすると、回転位置決
め手段１３による回転子１の周方向の回転量は、Ｐ・Ｗ
／Ｌとなる。前記したように、着磁器７ａの磁極６１ａ
幅Ｗを小さくして、回転子１の軸方向と周方向に移動し
ながら局部的に永久磁石３を磁化することにより、図６
の（ａ）及び（ｂ）に示す形状のスキュー９ａ及び９ｂ
を有する永久磁石３を備えた界磁極からなる回転子１を
も容易に作製することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、永
久磁石同期機の着磁装置を回転子鉄心の軸方向に対向す
る着磁用磁極鉄心の寸法を回転子鉄心の軸方向寸法より
小さくして着磁器を構成して、この着磁器を移動手段に
より回転子の軸方向に移動しながら前記回転子鉄心の永
久磁石の磁化を複数回に分けて行うように構成した。こ
れにより、一回の磁化に要する着磁器のコイルに通電す
る電流が小さくてすむので、従来の回転子の全極を同時
に着磁する着磁装置と比してコンデンサ容量を小さくし
た小形軽量な電流供給装置を有する着磁装置が得られ
る。
久磁石同期機の着磁装置を回転子鉄心の軸方向に対向す
る着磁用磁極鉄心の寸法を回転子鉄心の軸方向寸法より
小さくして着磁器を構成して、この着磁器を移動手段に
より回転子の軸方向に移動しながら前記回転子鉄心の永
久磁石の磁化を複数回に分けて行うように構成した。こ
れにより、一回の磁化に要する着磁器のコイルに通電す
る電流が小さくてすむので、従来の回転子の全極を同時
に着磁する着磁装置と比してコンデンサ容量を小さくし
た小形軽量な電流供給装置を有する着磁装置が得られ
る。
【００１９】即ち、前記した実施の形態からなる着磁器
からなる着磁装置と、従来の図３に示す着磁装置との比
較をすると次のようになる。永久磁石を磁気飽和するの
に必要な起磁力をＨm とし、永久磁石の厚さをｔm、１
コイルの巻数をＮとすと、磁化のために必要な電流Ｉm
は次のようになる。
からなる着磁装置と、従来の図３に示す着磁装置との比
較をすると次のようになる。永久磁石を磁気飽和するの
に必要な起磁力をＨm とし、永久磁石の厚さをｔm、１
コイルの巻数をＮとすと、磁化のために必要な電流Ｉm
は次のようになる。
【００２０】
【数１】Ｉm ＝Ｈm ・ｔm ／Ｎ となり、このとき１極あたりのインダクタンスＬは、永
久磁石の透磁率をμm 、Ｓを着磁面積（磁極６１ａの幅
Ｗに比例）とすると、
久磁石の透磁率をμm 、Ｓを着磁面積（磁極６１ａの幅
Ｗに比例）とすると、
【００２１】
【数２】Ｌ＝μm ・Ｎ2 ・Ｓ／ｔm となり、図３の永久磁石３の全長をＡ、前記したように
磁極６１ａの幅をＷとすると、従来の装置による図３の
場合には、この実施の形態の図１の着磁装置と比して、
インダクタンスＬは、Ｗ／Ａとなる。
磁極６１ａの幅をＷとすると、従来の装置による図３の
場合には、この実施の形態の図１の着磁装置と比して、
インダクタンスＬは、Ｗ／Ａとなる。
【００２２】一方、着磁時の着磁コイルに通流する電流
の、前記した着磁用磁極鉄心のコイルのインダクタンス
と、電流供給装置のコンデンサとの共振回路からなる第
１周期の電流尖塔値は、おおよそコイル間に印加される
電圧をＶ0 とすると、次式で表される。
の、前記した着磁用磁極鉄心のコイルのインダクタンス
と、電流供給装置のコンデンサとの共振回路からなる第
１周期の電流尖塔値は、おおよそコイル間に印加される
電圧をＶ0 とすると、次式で表される。
【００２３】
【数３】Ｉm ＝Ｖ0 √（Ｃ／Ｌ）
【００２４】従って、電源に必要なコンデンサ容量は、
次のようになる。
次のようになる。
【００２５】
【数４】Ｃ＝（Ｉm ／Ｖ0 ）2 ×Ｌ
【００２６】コンデンサ容量は、インダクタンスＬに比
例するので、この発明からなる図１の着磁装置の場合に
は、図３に示す従来装置と比べてコンデンサ容量は、Ｗ
／Ａでよいので、電流供給装置の電源容量を小さくで
き、このためコンデンサの体格が小となるので小形な電
流供給装置とすることができる。
例するので、この発明からなる図１の着磁装置の場合に
は、図３に示す従来装置と比べてコンデンサ容量は、Ｗ
／Ａでよいので、電流供給装置の電源容量を小さくで
き、このためコンデンサの体格が小となるので小形な電
流供給装置とすることができる。
【００２７】また、前記した着磁器を回転子の軸方向に
移動する移動手段に加えて、回転子を周方向に回転する
手段を着磁装置に附加することにより、着磁器の軸方向
の移動と回転子の回転操作によって、着磁器と回転子鉄
心の永久磁石の周方向の相対位置を変えながら着磁を繰
り返すことができ、回転子鉄心の軸方向に対して斜めに
未磁化の永久磁石を磁化したスキュー構造の界磁極から
なる回転子を容易に得ることができる。
移動する移動手段に加えて、回転子を周方向に回転する
手段を着磁装置に附加することにより、着磁器の軸方向
の移動と回転子の回転操作によって、着磁器と回転子鉄
心の永久磁石の周方向の相対位置を変えながら着磁を繰
り返すことができ、回転子鉄心の軸方向に対して斜めに
未磁化の永久磁石を磁化したスキュー構造の界磁極から
なる回転子を容易に得ることができる。
【００２８】また、回転子の回転子軸の一方の軸端を回
転子軸の周方向に回転可能な前記回転位置決め手段に連
結する第１の固定手段に固定して、前記回転子軸の他方
の軸端を予め着磁用磁極鉄心の中心線上に位置するよう
に設定した回転子軸の周方向に回転可能な第２の固定手
段に固定して、磁極鉄心の内周面と回転子鉄心の未磁化
の永久磁石の面との間隔が等間隔を保持するように前記
回転位置決め手段の第１の固定手段の回転子軸の半径方
向の位置を調整して着磁器を位置決め固定することによ
り、着磁作業時の回転子と着磁器の位置合わせが容易
で、かつ永久磁石同期機の回転子の界磁極の形成を精度
よくできる。
転子軸の周方向に回転可能な前記回転位置決め手段に連
結する第１の固定手段に固定して、前記回転子軸の他方
の軸端を予め着磁用磁極鉄心の中心線上に位置するよう
に設定した回転子軸の周方向に回転可能な第２の固定手
段に固定して、磁極鉄心の内周面と回転子鉄心の未磁化
の永久磁石の面との間隔が等間隔を保持するように前記
回転位置決め手段の第１の固定手段の回転子軸の半径方
向の位置を調整して着磁器を位置決め固定することによ
り、着磁作業時の回転子と着磁器の位置合わせが容易
で、かつ永久磁石同期機の回転子の界磁極の形成を精度
よくできる。
【図１】この発明の実施の形態になる永久磁石同期機の
着磁装置の構成図である。
着磁装置の構成図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】従来の永久磁石同期機の着磁装置と、この着磁
装置の着磁器に挿入する前の未磁化の永久磁石を搭載し
た回転子の斜視図である。
装置の着磁器に挿入する前の未磁化の永久磁石を搭載し
た回転子の斜視図である。
【図４】着磁後の回転子の斜視図である。
【図５】スキュー形界磁極の回転子の構造図である。
【図６】異なるスキュー形界磁極の回転子の構造図で、
（ａ）はＶ字形、（ｂ）は雷形のスキュー形状である。
（ａ）はＶ字形、（ｂ）は雷形のスキュー形状である。
１ 回転子 ２ 回転子鉄心 ３ 永久磁石 ５ 着磁コイル ６ 着磁用磁極鉄心 ６ａ 着磁用磁極鉄心 ６１ａ 磁極 ６２ａ 磁極ヨーク ７ 着磁器 ７ａ 着磁器 ８ 電流供給装置 １２ 移動手段 １２ａ 駆動モータ １２ｂ ボールネジ １２ｃ スライドレール １２ｄ ガイドベアリング １３ 回転位置決め手段 １３ａ 回転軸 １３ｃ 駆動モータ １４ 第１の固定手段 １４ａ 固定チャック １５ 第２の固定手段 １５ａ 固定部 １５ｂ 軸受 １５ｄ 回転軸 １６ 位置決め固定手段
Claims (5)
- 【請求項１】回転子の回転子鉄心の外周に設けられた未
磁化の永久磁石の外周に対向して前記回転子と同心状に
配された着磁用磁極鉄心と、この着磁用磁極鉄心に設け
られた着磁コイルとからなる着磁器と、この着磁器の着
磁コイルに電流を供給する電流供給装置とからなり、前
記電流供給装置からのパルス状の電流を前記着磁コイル
に供給して前記着磁用磁極鉄心を通って流れる磁束によ
って着磁用磁極鉄心に対向する位置の前記未磁化の永久
磁石を磁化して回転子に磁極を形成する着磁装置におい
て、着磁用磁極鉄心の軸方向寸法を前記回転子鉄心の軸
方向寸法より小さくして着磁器を構成して、この着磁器
を前記回転子の軸方向に移動する移動手段を設けて前記
回転子鉄心の外周の永久磁石の磁化を前記着磁器を軸方
向に移動しながら複数回に分けて着磁を行うことを特徴
とする永久磁石同期機の着磁装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の着磁装置において、電流
供給装置からのパルス電流が、電源により充電されたコ
ンデンサから供給するものであることを特徴とする永久
磁石同期機の着磁装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の着磁装置において、着磁
用磁極鉄心を平板状としたことを特徴とする永久磁石同
期機の着磁装置。 - 【請求項４】請求項１〜請求項３に記載のいずれかの永
久磁石同期機の着磁装置において、回転子を周方向に回
転する回転位置決め手段を有して、着磁器を移動手段に
より回転子の軸方向に移動するとともに、前記回転位置
決め手段にて回転子を回転子の周方向に移動して、前記
回転子の軸方向に対して斜めに未磁化の永久磁石を磁化
することを特徴とする永久磁石同期機の着磁装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の永久磁石同期機の着磁装
置において、回転子の回転子軸の一方の軸端を回転子軸
の周方向に回転可能な回転位置決め手段に連結する第１
の固定手段に固定して、前記回転子軸の他方の軸端を予
め着磁器の着磁用磁極鉄心の中心線上に位置するように
設定した回転子軸の周方向に回転可能な第２の固定手段
に固定して、前記着磁器を移動手段にて前記第２の固定
手段と連結している回転子軸の他方の軸端から反対側の
一方の軸端まで移動して、着磁用磁極鉄心の内周面と回
転子鉄心の未磁化の永久磁石の面との間隔が等間隔を保
持するように前記の第１の固定手段の回転子軸の半径方
向の位置を調整して着磁器を位置決めすることを特徴と
する永久磁石同期機の着磁装置の位置決め固定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8184220A JPH1014181A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 永久磁石同期機の着磁装置とその位置決め固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8184220A JPH1014181A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 永久磁石同期機の着磁装置とその位置決め固定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1014181A true JPH1014181A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=16149475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8184220A Pending JPH1014181A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 永久磁石同期機の着磁装置とその位置決め固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1014181A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000308291A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Seiko Instruments Inc | 電動機 |
| JP2000312448A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Seiko Instruments Inc | 電動機 |
| JP2002199694A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-12 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータの界磁構造 |
| WO2009021634A1 (de) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Elektromotor und verfahren zur herstellung eines elektromotors |
| JP2011142807A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | General Electric Co <Ge> | 永久磁石ロータ取付けシステム |
| WO2012089217A2 (en) | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Vestas Wind Systems A/S | Magnetizer for electrical machines |
| WO2018079088A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | アイシン精機株式会社 | 回転電機 |
| CN110474502A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-19 | 河北国创石油设备有限公司 | 圆筒型永磁同步直线电机动子拧扣机 |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP8184220A patent/JPH1014181A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000308291A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Seiko Instruments Inc | 電動機 |
| JP2000312448A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-11-07 | Seiko Instruments Inc | 電動機 |
| JP2002199694A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-12 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータの界磁構造 |
| WO2009021634A1 (de) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Elektromotor und verfahren zur herstellung eines elektromotors |
| US8225497B2 (en) * | 2010-01-05 | 2012-07-24 | General Electric Company | Permanent magnet rotor installation systems |
| JP2011142807A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | General Electric Co <Ge> | 永久磁石ロータ取付けシステム |
| GB2476717B (en) * | 2010-01-05 | 2016-05-11 | Gen Electric | Permanent magnet rotor installation systems |
| WO2012089217A2 (en) | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Vestas Wind Systems A/S | Magnetizer for electrical machines |
| WO2012089217A3 (en) * | 2010-12-29 | 2012-12-27 | Vestas Wind Systems A/S | Magnetizer for electrical machines |
| US8970333B2 (en) | 2010-12-29 | 2015-03-03 | Vestas Wind Systems A/S | Magnetizer for electrical machines |
| WO2018079088A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | アイシン精機株式会社 | 回転電機 |
| JP2018074663A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | アイシン精機株式会社 | 回転電機 |
| CN110474502A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-19 | 河北国创石油设备有限公司 | 圆筒型永磁同步直线电机动子拧扣机 |
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