JPH1094232A - 平形モータ - Google Patents

平形モータ

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Publication number
JPH1094232A
JPH1094232A JP9229792A JP22979297A JPH1094232A JP H1094232 A JPH1094232 A JP H1094232A JP 9229792 A JP9229792 A JP 9229792A JP 22979297 A JP22979297 A JP 22979297A JP H1094232 A JPH1094232 A JP H1094232A
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JP
Japan
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stator
rotor
torque
motor
rotation speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP9229792A
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English (en)
Inventor
Chingen Ri
鎭源 李
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH1094232A publication Critical patent/JPH1094232A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings
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    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/47Air-gap windings, i.e. iron-free windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子を改善して効率を向上させる平形BL
DCモータを提供する。 【解決手段】 回転軸の押圧された平形の回転子の上下
部にコイルの巻線数が異なるか、あるいは直径の異なる
コイル46,48が巻線された第1固定子36と第2固
定子38を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は平形BLCDモータ
(FLAT TYPE BRUSHLESS DC MOTOR)に係り、特に高回転用
の固定子と高トルク用の固定子を共に備えた平形BLD
Cモータに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、効率が重要視される装置にはそ
の特性により直流モータを使用している。そのうち、無
整流子直流モータは一般の直流モータより割合にその構
造が簡単であり、多様な用途に使える長所を有していて
多用されている。かかる直流モータの特性の一つはトル
クにより回転速度が可変される。ところが、直流モータ
はトルクが変わることによる効率も変わる。従って、広
い領域のトルクまたは回転速度を必要とする装置では全
領域にかけて高効率を期待できない。
【0003】本発明はこのような背景下でシステムの全
体的な効率を向上させうる電気機械変換器を実現するた
めのものである。図1は従来の平形BLDCモータ10
の構造を概略的に示したもので、ハウジング12の内部
に回転子14が設けられており、回転子14の上部には
固定子16が設けられている。回転子14は永久磁石1
8を含めてなり、回転子の中心部には回転軸20が回転
子14と一体に回転されるよう押設されている。未説明
符号22a、22bは回転を円滑にする軸受である。
【0004】固定子16にはコイル24が巻線されてい
て電源を印加すれば磁場を形成する。このように構成さ
れた従来の平形BLDCモータは、電源が印加されれば
固定子18はその周りに磁場を形成し、永久磁石からな
る回転子12は固定子18と相互作用して回転されるこ
とにより回転トルクを発生させる。かかる従来のBLD
Cモータは高回転領域では低トルクを発生させ、低回転
領域では高トルクを発生させる。そして、低トルク領域
と高トルク領域における効率がトルクにより変わり、特
に高トルク領域では効率が著しく低くなる。
【0005】高トルク領域において効率が著しく低くな
ることは、負荷による損失が大きくなるからである。す
なわち、トルクは負荷電流に比例するので、電流の強さ
が大きくなるほど抵抗による損失も増える。この際、殆
どの損失はコイル抵抗による熱的損失である。このた
め、平形モータが適用されるシステムにおいて高回転速
度領域と低回転速度領域の両方を必要とする場合は両領
域で全て満たすべき高効率を期待し難い。従って、高回
転速度と低回転速度の両方を必要とするシステムの全体
的な効率を向上させるために前述した問題点を改善させ
ることが求められる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前述
した事情に鑑みて案出されたもので、その目的は平形無
整流子直流モータが高回転速度と低回転速度のそれぞれ
の領域で高効率を有させることにより機器の全体的な効
率を向上させることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、ハウジングの内部に回転自在に備えら
れ永久磁石からなる回転子と、回転子を挟んで互いに反
対側に前記回転子とそれぞれ所定間隔に離隔され設けら
れ、それぞれの巻線コイルに電源が印加されれば磁場を
形成して前記回転子を回転させる第1固定子と第2固定
子を備える。そして、第1固定子と第2固定子は回転子
がそれぞれの固定子と相互作用して回転する際、回転子
がそれぞれ相異なる回転速度−トルク特性を有させるこ
とを特徴とする。また、第1固定子及び第2固定子の回
転速度−トルク特性がそれぞれの固定子に巻線されたコ
イルの抵抗または固定子と回転子により定められるトル
ク定数により定められることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施の形態について詳述する。図3は本発
明による平形無整流子直流モータの構造を示す垂直断面
図である。同図に示したように、本発明による平形無整
流子直流モータ30は、ハウジング32と、ハウジング
32の内部に平形の回転子34が回転自在に設けられて
おり、該回転子32の上部と下部には電圧印加時磁場を
形成する第1固定子36と第2固定子38が設けられて
いる。回転子32は永久磁石40を含めてなり、回転子
32の中心には回転軸42が一体に押設されている。未
説明符号44a、44bは回転を円滑にする軸受であ
る。第1固定子36と第2固定子38にはコイル46、
48が巻線されていて電源が印加されればそれぞれ磁場
を発生する。
【0009】本発明は前述したように回転子34及び第
1固定子36と第2固定子38を備えることにより、相
異なる二つの回転数−トルク特性特性及び効率曲線を有
する。以下、第1固定子36と第2固定子38、それぞ
れの駆動によりトルク−回転数特性を相違にするに必要
な理論的な背景とこれによる実施例を詳述する。
【0010】電磁気力による運動の最も基礎的な原理は
F=BIL(F:導体の受ける力、B:磁束密度、I:
導体に流れる電流、L:導体の長さ)の式で示せるフレ
ミングの左手法則である。これにより永久磁石型直流モ
ータから出力されるトルクはコイルに流れる電流に比例
する。すなわち、トルク定数を定義すれば、トルクはト
ルク定数とコイルに流れる電流の積であって、次の式1
のように示せる。 T=KT Ia (1) 式(1)においてTはトルク、KT はトルク定数、Ia
はコイルに流れる電流である。
【0011】同様に、モータでトルクTと同時に発生さ
れる電圧Eは次の式(2)のように回転子の角速度に比
例する。すなわち逆起電力はモータの回転数に比例す
る。 E=KE ω (2) 式(2)においてEは逆起電力、KE は逆起電力定数、
ωは回転子の角速度である。前記式(1)及び式(2)
を用いてトルクTと回転速度Nとの関係を導出しうる。
【0012】トルクは次のように導出される。固定子コ
イルに印加される電圧は入力電圧から逆起電力を差し引
いた値である。この値は次の式(3)のようにコイルに
おける電圧降下、すなわちコイル抵抗Ra と電流Ia を
かけた値と一致する。 V−E=Ra Ia (3) 式(1)と式(3)からトルクTは次の式(4)のよう
に示せる。 T=(KT /Ra )(V−E) (4) 式(2)を式(4)に適用すれば、次の式(5)のよう
にトルクを表現できる。 T=(KT /Ra )(V−KE ω) (5)
【0013】図4は、式(5)により一般の直流モータ
の入力電圧によるトルクTと回転速度Nとの関係を示し
た図であって、図4から次のようなことがわかる。初期
発生トルクは電圧Vに比例し、この際の回転速度は0で
ある。無負荷回転速度も電圧に比例する。トルクは回転
速度により減少し、減少率はKT KE/RAである。減少
率は回転速度、印加電圧、そしてトルクと独立的であ
る。結局、前述したように固定子コイル抵抗またはトル
ク定数そして逆起電力定数を変化させれば、トルクの減
少率を変化させることができ、よって回転数−トルク特
性を変化させうる。
【0014】そして、回転数−トルク特性の変化により
効率曲線の形態及び最高効率の地点が変わる。従って、
回転子とそれぞれの固定子を適宜に設計すれば、図5の
ような高回転速度−低トルクと低回転速度−高トルクの
定格特性を同時に有する平形無整流子直流モータの設計
が可能である。前述したような理論的な背景から本発明
の実現が可能になる。以下、本発明により相異なる二つ
のトルク−回転数特性を有する平形無整流子直流モータ
を実現するためのそれぞれの実施例を説明する。
【0015】
【実施例1】実施例1では固定子コイル抵抗を相違にし
て相異なる二つのトルク−回転数特性を有する無整流子
直流モータの実現について説明する。永久磁石を有する
無整流子直流モータは固定子コイル抵抗を変化させれ
ば、式(5)に示したように、トルク−回転数特性グラ
フでトルクの減少率が変化される。トルクの減少率は式
(5)からわかるように、トルク定数と逆起電力定数に
比例し、コイル抵抗に反比例する。従って、固定子コイ
ル抵抗を大きくすればトルクの減少率が低くなり、固定
子コイル抵抗を小さくすればトルクの減少率が高くな
る。
【0016】導体の抵抗は、 R=ρL/A (6) で示せる。式(6)においてRは導体の抵抗、ρは抵抗
定数、Aは導体の断面積、Lは導体の長さである。前記
式(6)に示したように巻線されるコイルの長さ、すな
わち巻線数を変化させることによりコイルの抵抗を変化
させうる。二つの固定子において相対的にいずれか一つ
の固定子に巻線されるコイルの抵抗を大きくするために
はコイルを長くすることにより実現しうる。すなわち、
同太さのコイルの巻線数を相違にすることにより、それ
ぞれの固定子コイル抵抗を相違にできる。
【0017】つまり、コイルの巻線数の大きい固定子は
高トルク−低回転速度領域で高効率を示す特性を発揮
し、相対的に巻線数の少ない固定子は低トルク−高回転
速度領域で高効率を示す特性を発揮できる。図5は前述
したような関係の相異なる回転数−トルク特性による効
率関係を示す。
【0018】
【実施例2】実施例2も固定子コイル抵抗を変化させる
方法を用いる。導体の抵抗は前記式(6)に示したよう
に、導体の抵抗定数及び導体の長さに比例し、導体の断
面積に反比例する。従って、固定子コイル抵抗はコイル
の断面積により変化される。コイルの断面積が大きけれ
ば抵抗が小さくなるので、モータのトルクの減少率が高
くなり、コイルの断面積が小さければコイルの抵抗が大
きいのでトルクの減少率が低くなる。
【0019】従って、固定子コイルの断面積を相違にす
ることにより、相異なる二つのトルク−回転数定格特性
を有するモータを設計しうる。すなわち、高トルク−低
回転速度と低トルク−高回転速度の両領域で同時に高い
効率を発揮しうるモータの実現が可能になる。
【0020】
【実施例3】また、式(5)からわかるように、トルク
定数を変化させることによりトルクの減少率を変化させ
うる。トルクはフレミングの左手法則により磁束密度と
電流、そしてコイルの巻線数に比例する。従って、トル
クを発生させる磁束密度を変化させればトルク定数が変
化される。そして、それぞれの固定子と回転子との距離
を調整することにより磁束密度を変化させる。これによ
り、前記実施例1及び2で説明したように、それぞれの
固定子と回転子との距離を調節することにより、相異な
る回転速度−トルク領域で同時に高効率を有するモータ
の実現が可能である。ひいては、本発明は前記第1及び
第3実施例または第2実施例及び第3実施例を結合して
施すことにより、相異なる回転速度−トルク領域の両方
で高効率を発揮しうる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は永久磁石か
らなる平形回転子の両側にコイルの抵抗がそれぞれ異な
る第1固定子と第2固定子を設けることによりそれぞれ
の固定子による回転子のトルク−回転速度特性をそれぞ
れ相違にしうる。従って、本発明による平形無整流子直
流モータは高トルク−低回転速度と低トルク−高回転速
度が必要に応じて求められる装置において全体的なシス
テムの効率を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の一般の平形無整流子直流モータの垂直
断面図である。
【図2】 従来の一般の平形無整流子直流モータの回転
数−トルク特性及びそれによる効率を示すグラフであ
る。
【図3】 本発明による平形無整流子直流モータの垂直
断面図である。
【図4】 一般の直流モータの電圧による回転数−トル
ク特性を示したグラフである。
【図5】 本発明による平形無整流子直流モータの回転
数−トルク特性及びそれによる効率を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
30 直流モータ 32 ハウジング 34 回転子 36 第1固定子 38 第2固定子 40 永久磁石 46、48 コイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングの内部に回転自在に備えられ
    永久磁石からなる回転子と、 前記回転子を挟んで互いに反対側に前記回転子とそれぞ
    れ所定間隔に離隔され設けられ、それぞれの巻線コイル
    に電源が印加されれば磁場を形成して前記回転子を回転
    させる第1固定子と第2固定子を備え、 前記第1固定子と前記第2固定子は前記回転子がそれぞ
    れの固定子と相互作用して回転する際、前記回転子がそ
    れぞれ異なる回転速度−トルク特性を有させることを特
    徴とするBLDCモータ。
  2. 【請求項2】 前記第1固定子及び前記第2固定子によ
    る前記回転子の回転速度−トルク特性がそれぞれの固定
    子に巻線されたコイルの抵抗により決定されることを特
    徴とする請求項1に記載のBLDCモータ。
  3. 【請求項3】 前記第1固定子及び前記第2固定子によ
    る前記回転子の回転速度−トルク特性がトルク定数によ
    り定められることを特徴とする請求項1に記載のBLD
    Cモータ。
  4. 【請求項4】 前記第1固定子及び前記第2固定子によ
    る前記回転子の回転速度−トルク特性が固定子巻線コイ
    ル抵抗及びトルク定数により定められることを特徴とす
    る請求項1に記載のBLDCモータ。
JP9229792A 1996-09-05 1997-08-26 平形モータ Pending JPH1094232A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960038488A KR19980020134A (ko) 1996-09-05 1996-09-05 플렛타입 모터
KR199638488 1996-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1094232A true JPH1094232A (ja) 1998-04-10

Family

ID=19472872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9229792A Pending JPH1094232A (ja) 1996-09-05 1997-08-26 平形モータ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH1094232A (ja)
KR (1) KR19980020134A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501733B2 (en) 2004-05-18 2009-03-10 Seiko Epson Corporation Electric machine
JP2017022994A (ja) * 2016-09-30 2017-01-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 電動機
US9806588B2 (en) 2012-02-28 2017-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501733B2 (en) 2004-05-18 2009-03-10 Seiko Epson Corporation Electric machine
US7884517B2 (en) 2004-05-18 2011-02-08 Seiko Epson Corporation Electric machine
US9806588B2 (en) 2012-02-28 2017-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Electric motor
JP2017022994A (ja) * 2016-09-30 2017-01-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 電動機

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980020134A (ko) 1998-06-25

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990309