JPH10285851A - 永久磁石型モータ - Google Patents
永久磁石型モータInfo
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- JPH10285851A JPH10285851A JP9088409A JP8840997A JPH10285851A JP H10285851 A JPH10285851 A JP H10285851A JP 9088409 A JP9088409 A JP 9088409A JP 8840997 A JP8840997 A JP 8840997A JP H10285851 A JPH10285851 A JP H10285851A
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Abstract
対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモ
ータ効率の低下が起きないようにするとともに、リラク
タンストルクは利用できるため、少ない電流で必要トル
クを発生することができ、必要電流が減少した分、モー
タ効率の向上が図られる永久磁石型モータを得る。 【解決手段】 磁石挿入孔3の外周側鉄心部に設けられ
たスリット7を、回転子磁極中心線11より回転子回転
方向側鉄心12のみに設けた。
Description
庫の圧縮機駆動用のモータなどに使用される永久磁石型
モータに関するものである。
などでは、回転数の制御が容易で、モータ効率が良い永
久磁石型モータが一般的に使用されている。図8に、現
在最も一般的に利用されている永久磁石型モータについ
て説明する。
定子2の横断図面を示しており3は回転子鉄心に設けら
れた磁石挿入孔で、ここに永久磁石4が挿入されてい
る。また、永久磁石と隣り合う永久磁石との間には、隣
接する磁石への磁束の漏洩を防止するために、磁気抵抗
大となる貴通孔5を設けている。
インダクタンス差が生じ、永久磁石の磁束によるトルク
(マグネットトルク)に加え、リラクタンストルクが発
生し、総トルクの向上が図られる。
公報に示された永久磁石型モータの横断図面である。こ
の例では、図8の構造に加え、回転子鉄心の磁石挿入孔
の外周側にスリット7が、均一に配置された構造をして
いる。
d軸,q軸のインダクタンス差を大きくとれないので、
リラクタンストルクは利用できないが、スリットを設け
る事によって、固定子電流による電気子反作用が発生し
にくくなっており、永久磁石磁束が回転子表面から均一
に固定子に供給される。すなわち、固定子歯部6aから
6eの磁束密度はすべてほぼ同じであり、固定子歯の一
部分(例えば6a,6b)が磁気飽和を起すことがな
く、モータ特性を悪化させることがない。
製品化されている永久磁石型モータの横断図面である。
この例では、回転子鉄心にスリットがない代わりに、回
転子回転方向側鉄心の回転子鉄心外周部をカットする切
欠14が設けられている。
差が生じ、リラクタンストルクが利用できる。また、電
気子反作用により、永久磁石磁束が回転方向側に曲げら
れるのを防止するため、回転方向側の空隙を大きくし、
磁気抵抗を大きくする切欠14を設けている。これによ
り、固定子歯部6aから6eの磁束密度が均一となり、
固定子歯の一部分(例えば6a,6b)が磁気飽和を起
すことがなく、モータ特性を悪化させることがない。
永久磁石型モータでは、以下のような問題点を有してい
た。
作用のため、モータ運転時に、永久磁石磁束が回転子回
転方向側に大きく曲げられ、永久磁石に対向する固定子
歯(6aから6e)のうち、回転子回転方向側鉄心に対
抗する固定子歯(6a,6b)の磁束密度が、他の固定
子歯磁束密度より異常に高くなり、特に、高出力化、小
型化等により、平均磁束密度が高いモータにおいては、
磁束の飽和が発生し、モータ特性の低下(モータ効率の
低下,騒音の増大)を引き起していた。
できないため、リラクタンストルクを利用できる構造の
ものに対して、モータ効率が悪化していた。
が長くなり、磁気抵抗大となって、モータ効率の低下を
もたらしていた。
孔に設けられたスリットの配置および形状に配慮を加え
て、電気子反作用による回転子回転方向側鉄心に対向す
る固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモータ効
率の低下が起きないようにするとともに、リラクタンス
トルクは利用できるため、少ない電流で必要トルクを発
生することができ、必要電流が減少した分、モータ効率
の向上が図られる永久磁石型モータを得ようとするもの
である。
石型モータにおいては、コイルが巻回された円筒状の固
定子鉄心と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子
鉄心と、この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔
と、この磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前
記磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有
する永久磁石型モータにおいて、前記スリットを、回転
子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心のみに設けたも
のである。
ては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この
固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転
子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入
孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外
周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モ
ータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心線より、
回転子回転方向側鉄心に位置するものの数を、回転子磁
極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの
数よりも多くしたものである。
ては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この
固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転
子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入
孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外
周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モ
ータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心線より回
転子回転方向側鉄心に位置するものの幅を、回転子磁極
中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置するものの幅
よりも太くしたものである。
ては、コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心と、この
固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、この回転
子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この磁石挿入
孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿入孔の外
周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久磁石型モ
ータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心線より回
転子回転方向側鉄心に位置するものの長さを、回転子磁
極中心線より回転子反回転方向側鉄心鉄心に位置するも
のの長さを長くしたものである。
ては、前記スリットの開口を、前記永久磁石側のみに設
けたものである。
ては、前記スリットの開口を、固定子と回転子との間に
存在する空隙側のみに設けたものである。
ては、前記スリットは、前記永久磁石側と、前記空隙側
のいずれにも開口側を持たないようにしたものである。
ては、前記スリットに、非磁性体を充填したものであ
る。
線より回転子回転方向側鉄心に位置するスリットを、回
転子反回転方向側鉄心のスリットよりも数を多くする
か、形状を工夫することによって、q軸インダクタンス
を回転子回転方向側鉄心では小さく、回転子反回転方向
側鉄心では大きく(q軸磁気抵抗を回転子回転方向側鉄
心では大きく、回転子反回転方向側鉄心では小さく)し
たので、電気子反作用による回転子回転方向側鉄心に対
向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、一方、リラクタ
ンストルクは利用できる。また、回転子鉄心外周部に切
欠を設けていないので、平均空隙長が大きくなることに
よるモータ効率の低下は発生しない。
する。図1は、この発明の実施の形態1を示すモータの
横断面図であり、従来装置と同様の部分は同一符号で示
す(以下の実施の形態も同じ)。図1において、1は回
転子であり、回転子鉄心8、磁石挿入孔3、永久磁石
4、スリット7で構成されている。前記鉄心8は、プレ
ス抜きされた薄板鋼板で積層されており、前記永久磁石
4はN極とS極が交互になるように配置されている。2
は固定子であり、固定子鉄心9,固定子巻線10で構成
され、前記固定子鉄心9は回転子鉄心と同様、プレス抜
きされた薄板鋼板で積層されている。また、前記固定子
鉄心のうち6aから6eを固定子歯と称す。
る。 T=Tmagnet+Treluctance =k・(BdI・n・L)+Treluctance ただし、Tはモータ発生トルク、Tmagnetはマグネット
トルク、Treluctanceはリラクタンストルク、Kは定
数、Bdはd軸磁束密度(永久磁石磁束密度)、Iは巻
線電流、nは巻線巻数、Lは鉄心積厚である。
いるため、固定子電流による電機子反作用が発生しにく
くなり、電機子反作用による固定子歯の一部(特に固定
子歯6a,6b)が異常に磁束密度が高くなる飽和現象
が発生せず、それに伴う損失がなく効率の良いモータと
なる。また、スリットをd軸磁束の妨げにならないよう
d軸に沿って細長く配置したので、d軸磁束密度Bdの
低下がなくマグネットトルクは減少しない。また、スリ
ット7を回転子磁極中心線11よりも回転子回転方向側
鉄心12のみに設けたので、スリットが入っていない回
転子反回転方向側鉄心13はq軸磁束が流れ易くq軸イ
ンダクタンスとd軸インダクタンスの差が大きくとれリ
ラクタンストルクが利用できる。
磁界解析を行った結果を、図11と図12に示す。図1
1により、この実施の形態の構造にすることによって固
定子歯の磁束飽和が緩和したことがわかる。図12によ
り、この実施の形態の構造にすることによって、モータ
発生トルクが大きくなったことがわかる。すなわち、巻
線電流Iが少なくても同一トルクが発生できることとな
り、巻線電流による損失が減少し、モータ効率が向上す
る。
施の形態2を、図によって説明する。図2は、この発明
の一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施
の形態2は、スリット7を回転子磁極中心線11より回
転子回転方向側鉄心12に位置するものの数を、回転子
回転方向側鉄心13に位置するものの数より多くしたこ
とを特徴としたものである。
のみにスリット7を設けているのに対し、この実施の形
態2は、回転子反回転方向側鉄心13にもスリット7を
設けているので、実施の形態1よりはリラクタンストル
クが小さくなるが磁束の飽和は少なく、モータ発生トル
クよりも磁束の飽和による性能の悪化が大きいモータに
対しては、この実施の形態2は有効である。
施の形態3を図によって説明する。図3は、この発明の
一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の
形態は、スリット7を回転子磁極中心線11より回転子
回転方向側鉄心12に位置するものの幅を、回転子磁極
中心線11より回転子反回転方向側鉄心13に位置する
ものの幅よりも太くしたことを特徴としたものである。
トが太い回転子回転方向側鉄心は流れにくいが、スリッ
トを細くした回転子反回転方向側鉄心13では多少のq
軸磁束が流れリラクタンストルクが発生する。よって、
実施の形態1と同様の効果が得られることができる。
転方向側鉄心12と回転子反回転方向側鉄心13の両方
にスリット7を設けたので、鉄心をプレス抜きするとき
のバランスが良くスリットを不均一に配置したときのよ
うに打ち抜き時の鉄心のねじれが発生しない。
施の形態4を図によって説明する。図4は、この発明の
一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の
形態4は、スリット7を回転子磁極中心線11より回転
子回転方向側鉄心12に位置するものの長さを、回転子
磁極中心線11より回転子反回転方向側鉄心13に位置
するものの長さよりも長くしたことを特徴としたもので
ある。
トが長い回転子回転方向側鉄心12は流れにくいが、ス
リットを短くした回転子反回転方向側鉄心13では多少
のq軸磁束が流れリラクタンストルクが発生する。よっ
て、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
向側鉄心12と回転子反回転方向側鉄心13の両方にス
リット7を設けたので、鉄心をプレス抜きするときのバ
ランスが良くスリットを不均一に配置したときのように
打ち抜き時の鉄心のねじれが発生しない。
施の形態5を図によって説明する。図5は、この発明の
一実施形態を示すモータの横断面図である。この実施の
形態5は、スリット7の開口を永久磁石側のみに設けた
ものであるので、回転子外周部における媒質との間の摩
擦抵抗が少なく媒質との摩擦抵抗に起因する効率低下を
防ぐことができる。また、モータ組立時に固定子と回転
子の間に存在する空隙を均一に出すためにギャップゲー
ジ等の治具を用いるが、この治具が回転子のスリットに
引っかかり、生産性を悪くするといった問題が無くな
る。
施の形態6について説明する。図6は、この発明の一実
施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態
6は、スリット7の開口を固定子と回転子の間に存在す
る空隙側のみに設けたものである。この形状では、固定
子に近い側にスリットを寄せたので、固定子電流による
電気子反作用は空隙側にスリットを設けていないものに
対して小さく抑えることができ、固定子歯磁束の飽和に
対しては、より有効なものとなる。
施の形態7について説明する。図7は、この発明の一実
施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態
7は、スリット7の開口を永久磁石側と空隙側のいずれ
にも持たないことを特徴としたもので、回転子鉄心の遠
心力等に対する機械的強度が向上できる。
施の形態8について説明する。図8は、この発明の一実
施形態を示すモータの横断面図である。この実施の形態
8は、スリット7に非磁性体を充填したことを特徴とす
るもので、回転子鉄心の機械的強度を向上させることが
できる。一方、非磁性体は空気とほぼ同じ透磁率を持つ
ので、スリットに何も入れないものに対し電気的に全く
同等の効果を得ることができる。
は、実施の形態1から実施の形態7の全ての形状に適用
することができ、機械的強度の向上と同時に実施の形態
1から実施の形態7の効果はそのまま得ることができ
る。
りも回転子回転方向側鉄心に位置するスリットの配置,
形状を工夫するようにしているので、電気子反作用によ
る回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽和
は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐことが
できるとともに、リラクタンストルクは有効に利用でき
るため、少ない電流で必要トルクを発生することがで
き、必要電流が減少した分モータ効率の向上が図られる
ものである。
磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを、回
転子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心のみに設けて
いるので、電気子反作用による回転子回転方向側鉄心に
対向する固定子歯の磁気飽和は発生せず、これに伴うモ
ータ効率の低下を防ぐことができるとともに、リラクタ
ンストルクは有効に利用できるため、少ない電流で必要
トルクを発生することができ、必要電流が減少した分、
モータ効率の向上が図られるものである。
磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットの回転
子磁極中心線より、回転子回転方向側鉄心に位置するも
のの数を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄
心に位置するものの数よりも多くしたので、電気子反作
用による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁
気飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐ
ことができるとともに、リラクタンストルクは有効に利
用できるため、少ない電流で必要トルクを発生すること
ができ、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図
られるものである。
磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットの回転
子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するもの
の幅を、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心
に位置するものの幅よりも太くしたので、電気子反作用
による回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気
飽和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐこ
とができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用
できるため、少ない電流で必要トルクを発生することが
でき、必要電流が減少した分、モータ効率の向上が図ら
れるものである。
磁石挿入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットの回転
子磁極中心線より回転子回転方向側鉄心に位置するもの
の長さを、回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄
心鉄心に位置するものの長さを長くした電気子反作用に
よる回転子回転方向側鉄心に対向する固定子歯の磁気飽
和は発生せず、これに伴うモータ効率の低下を防ぐこと
ができるとともに、リラクタンストルクは有効に利用で
きるため、少ない電流で必要トルクを発生することがで
き、必要電流が減少した分モータ効率の向上が図られる
ものである。
を、前記永久磁石側のみに設けたので、回転子外周部に
おける媒質との間の摩擦抵抗が少なく媒質との摩擦抵抗
に起因する効率低下を防ぐことができるとともに、モー
タ組立時に固定子と回転子の間に存在する空隙を均一に
出すためにギャップゲージ等の治具を用いるが、この治
具が回転子のスリットに引っかかり、生産性を悪くする
といった問題をなくすことができるものである。
を、固定子と回転子との間に存在する空隙側のみに設け
たので、固定子電流による電機子反作用を、空隙側にス
リットを設けていないものに対して小さく抑えることが
でき、固定子歯磁束の飽和に対して、より有効な対策と
なるものである。
記永久磁石側と、前記空隙側のいずれにも開口側を持た
ないようにしたので、回転子鉄心の遠心力等に対する機
械的強度を向上できるものである。
磁性体を充填したので、回転子鉄心の機械的強度を向上
できるとともに、電気的に同等の効果を得ることができ
るものである。
す永久磁石型モータの横断面図である。
ータの横断面図である。
ータの横断面図である。
ータの横断面図である。
ータの横断面図である。
ータの横断面図である。
ータの横断面図である。
面図である。
面図である。
断面図である。
石、5 貫通孔、6a,6b,6c,6d,6e 固定
子歯部、7 スリット、8 回転子鉄心、9固定子鉄
心、10 固定子巻線、11 回転子磁極中心線、12
回転子回転方向側鉄心、13 回転子反回転方向側鉄
心。
Claims (8)
- 【請求項1】 コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心
と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、
この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この
磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿
入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久
磁石型モータにおいて、前記スリットを、回転子磁極中
心線より回転子回転方向側鉄心のみに設けたことを特徴
とする永久磁石型モータ。 - 【請求項2】 コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心
と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、
この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この
磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿
入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久
磁石型モータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心
線より、回転子回転方向側鉄心に位置するものの数を、
回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置す
るものの数よりも多くしたことを特徴とする永久磁石型
モータ。 - 【請求項3】 コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心
と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、
この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この
磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿
入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久
磁石型モータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心
線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの幅を、回
転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心に位置する
ものの幅よりも太くしたことを特徴とする永久磁石型モ
ータ。 - 【請求項4】 コイルが巻回された円筒状の固定子鉄心
と、この固定子鉄心の内側に配置された回転子鉄心と、
この回転子鉄心に設けられた複数の磁石挿入孔と、この
磁石挿入孔に収容された永久磁石とを備え、前記磁石挿
入孔の外周側鉄心部に設けられたスリットを有する永久
磁石型モータにおいて、前記スリットの回転子磁極中心
線より回転子回転方向側鉄心に位置するものの長さを、
回転子磁極中心線より回転子反回転方向側鉄心鉄心に位
置するものの長さを長くしたことを特徴とする永久磁石
型モータ。 - 【請求項5】 前記スリットの開口を、前記永久磁石側
のみに設けたことを特徴とする、請求項1ないし請求項
4のいずれかに記載の永久磁石型モータ。 - 【請求項6】 前記スリットの開口を、固定子と回転子
との間に存在する空隙側のみに設けたことを特徴とす
る、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の永久磁
石型モータ。 - 【請求項7】 前記スリットは、前記永久磁石側と、前
記空隙側のいずれにも開口側を持たないことを特徴とす
る、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の永久磁
石型モータ。 - 【請求項8】 前記スリットに、非磁性体を充填したこ
とを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれかに
記載の永久磁石型モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08840997A JP3739890B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 永久磁石型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08840997A JP3739890B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 永久磁石型モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10285851A true JPH10285851A (ja) | 1998-10-23 |
JP3739890B2 JP3739890B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=13942010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08840997A Expired - Lifetime JP3739890B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 永久磁石型モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3739890B2 (ja) |
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