JPH1189133A - 永久磁石形モータ - Google Patents
永久磁石形モータInfo
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- JPH1189133A JPH1189133A JP9257804A JP25780497A JPH1189133A JP H1189133 A JPH1189133 A JP H1189133A JP 9257804 A JP9257804 A JP 9257804A JP 25780497 A JP25780497 A JP 25780497A JP H1189133 A JPH1189133 A JP H1189133A
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- motor
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- rotor core
- core
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石形モータの１極当り１つの磁石で
も、ｑ軸インダクタンスを大きくし、リラクタンストル
クを大きくしてモータの効率向上を図る。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石形モータに
おいて、当該極数分だけ永久磁石１１を放射状に、かつ
ｑ軸に集中させて収納したロータコア１０を用い、ｄイ
ンダクタンスＬｄを小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑを
Ｌｄより大きくしている。永久磁石１１の形状はロータ
コア１０の外径側で薄く、その中心側で厚く、例えば長
細い台形になっている。また、前記永久磁石１１の端部
付近のコアにはフラックスバリアを設けてあり、磁束の
短絡、漏洩を防止し、モータの高効率化の低減を防いで
いる。
も、ｑ軸インダクタンスを大きくし、リラクタンストル
クを大きくしてモータの効率向上を図る。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石形モータに
おいて、当該極数分だけ永久磁石１１を放射状に、かつ
ｑ軸に集中させて収納したロータコア１０を用い、ｄイ
ンダクタンスＬｄを小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑを
Ｌｄより大きくしている。永久磁石１１の形状はロータ
コア１０の外径側で薄く、その中心側で厚く、例えば長
細い台形になっている。また、前記永久磁石１１の端部
付近のコアにはフラックスバリアを設けてあり、磁束の
短絡、漏洩を防止し、モータの高効率化の低減を防いで
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はコンプレッサ等に
用いるインナーロータ型の永久磁石形モータに係り、特
に詳しくはモータのリラクタンストルクを有効利用して
高効率化を図る永久磁石形モータに関するものである。
用いるインナーロータ型の永久磁石形モータに係り、特
に詳しくはモータのリラクタンストルクを有効利用して
高効率化を図る永久磁石形モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の永久磁石形モータのインナーロ
ータ構成はロータコアに永久磁石を埋設してなり、例え
ば図４や図５に示すものが提案されている。図４に示す
ように、２４スロットのステータコア１内のロータコア
２は、当該永久磁石形モータの極数（４極）分だけ板状
の永久磁石３が外径に沿って円周方向に配置され、かつ
それら隣接する永久磁石３の間にフラックスバリア４が
形成されている。なお、５は中心孔（シャフト用の孔）
である。
ータ構成はロータコアに永久磁石を埋設してなり、例え
ば図４や図５に示すものが提案されている。図４に示す
ように、２４スロットのステータコア１内のロータコア
２は、当該永久磁石形モータの極数（４極）分だけ板状
の永久磁石３が外径に沿って円周方向に配置され、かつ
それら隣接する永久磁石３の間にフラックスバリア４が
形成されている。なお、５は中心孔（シャフト用の孔）
である。
【０００３】ここで、永久磁石３による空隙部（ステー
タコア１の歯と永久磁石３との間）の磁束分布が正弦波
状になっているものとすると、永久磁石形モータのトル
クＴはＴ＝Ｐｎ｛Φａ・Ｉａ・ｃｏｓβ−０．５（Ｌｄ
−Ｌｑ）・Ｉ２・ｓｉｎ２β｝で表される。なお、Ｔは
出力トルク、Φａはｄ，ｑ座標軸上の永久磁石による電
機子鎖交磁束、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダクタンス、
Ｉａはｄ，ｑ座標軸上の電機子電流の振幅、βはｄ，ｑ
座標軸上の電機子電流のｑ軸からの進み角、Ｐｎは極対
数である。
タコア１の歯と永久磁石３との間）の磁束分布が正弦波
状になっているものとすると、永久磁石形モータのトル
クＴはＴ＝Ｐｎ｛Φａ・Ｉａ・ｃｏｓβ−０．５（Ｌｄ
−Ｌｑ）・Ｉ２・ｓｉｎ２β｝で表される。なお、Ｔは
出力トルク、Φａはｄ，ｑ座標軸上の永久磁石による電
機子鎖交磁束、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダクタンス、
Ｉａはｄ，ｑ座標軸上の電機子電流の振幅、βはｄ，ｑ
座標軸上の電機子電流のｑ軸からの進み角、Ｐｎは極対
数である。
【０００４】前記数式において、第１項は永久磁石３に
よるマグネットトルクであり、第２の２項はｄ軸インダ
クタンスとｇ軸インダクタンスとの差によって生じるリ
ラクタンストルクである。詳しくは、Ｔ．ＩＥＥ Ｊａ
ｐａｎ，Ｖｏｌ．１１７―Ｄ，Ｎｏ７，１９９７の論文
を参照されたい。また、図５に示すロータコア２は図５
に示す永久磁石３と異なる形状の永久磁石６を有する構
成になっているが、前記数式の適用は明かである。
よるマグネットトルクであり、第２の２項はｄ軸インダ
クタンスとｇ軸インダクタンスとの差によって生じるリ
ラクタンストルクである。詳しくは、Ｔ．ＩＥＥ Ｊａ
ｐａｎ，Ｖｏｌ．１１７―Ｄ，Ｎｏ７，１９９７の論文
を参照されたい。また、図５に示すロータコア２は図５
に示す永久磁石３と異なる形状の永久磁石６を有する構
成になっているが、前記数式の適用は明かである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記永
久磁石形モータにおいては、ｑ軸の磁路に永久磁石３，
４が存在し、またフラックスバリア４が存在することに
より、ｑ軸インダクタンスＬｑが小さくなってしまう。
その結果、前記数式の（Ｌｑ−Ｌｄ）の値が小さく、つ
まりリラクタンストルクが小さく、モータのトータルト
ルクが小さくなってしまうという欠点があった。
久磁石形モータにおいては、ｑ軸の磁路に永久磁石３，
４が存在し、またフラックスバリア４が存在することに
より、ｑ軸インダクタンスＬｑが小さくなってしまう。
その結果、前記数式の（Ｌｑ−Ｌｄ）の値が小さく、つ
まりリラクタンストルクが小さく、モータのトータルト
ルクが小さくなってしまうという欠点があった。
【０００６】そこで、ｑ軸インダクタンスＬｑを大きく
するために、モータの１極当りの永久磁石の数を多く
し、つまり多層埋込磁石構造とすることが提案されてい
る。詳しくは前記した論文を参照されたい。しかし、１
極当りの永久磁石の数が多いため、製造の複雑化、高コ
スト化が避けられないという問題点がある。
するために、モータの１極当りの永久磁石の数を多く
し、つまり多層埋込磁石構造とすることが提案されてい
る。詳しくは前記した論文を参照されたい。しかし、１
極当りの永久磁石の数が多いため、製造の複雑化、高コ
スト化が避けられないという問題点がある。
【０００７】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はモータの１極当り１つの磁石でも、ｑ
軸インダクタンスを大きくすることができ、ひいてはリ
ラクタンストルクを大きくすることができ、モータの効
率向上を図ることができるようにした永久磁石形モータ
を提供することにある。
あり、その目的はモータの１極当り１つの磁石でも、ｑ
軸インダクタンスを大きくすることができ、ひいてはリ
ラクタンストルクを大きくすることができ、モータの効
率向上を図ることができるようにした永久磁石形モータ
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明はロータコアを内部に有する永久磁石形モ
ータにおいて、当該永久磁石形モータの極数分だけ永久
磁石を放射状に、かつｑ軸に集中させて収納したコアを
前記ロータコアとしたことを特徴している。
に、この発明はロータコアを内部に有する永久磁石形モ
ータにおいて、当該永久磁石形モータの極数分だけ永久
磁石を放射状に、かつｑ軸に集中させて収納したコアを
前記ロータコアとしたことを特徴している。
【０００９】この場合、前記永久磁石を断面台形とする
とよい。また、前記永久磁石を前記ロータコアの外径側
で薄く、該ロータコアの中心側で厚くするとよい。さら
に、前記永久磁石の端部付近のコアにフラックスバリア
を設けるとよい。さらにまた、前記ロータコアを組み込
んでＤＣブラシレスモータとするとよい。
とよい。また、前記永久磁石を前記ロータコアの外径側
で薄く、該ロータコアの中心側で厚くするとよい。さら
に、前記永久磁石の端部付近のコアにフラックスバリア
を設けるとよい。さらにまた、前記ロータコアを組み込
んでＤＣブラシレスモータとするとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１ないし図３を参照して詳しく説明する。この発明の永
久磁石形モータは、側面方向の着磁で長細い永久磁石を
放射状に、かつｑ軸に集中させてロータコアを構成すれ
ば、ｄ軸インダクタンスＬｄを小さく、ｑ軸インダクタ
ンスＬｑをＬｄより大きくし、リアクタンストルクが大
きくなることに着目にしたものである。
１ないし図３を参照して詳しく説明する。この発明の永
久磁石形モータは、側面方向の着磁で長細い永久磁石を
放射状に、かつｑ軸に集中させてロータコアを構成すれ
ば、ｄ軸インダクタンスＬｄを小さく、ｑ軸インダクタ
ンスＬｑをＬｄより大きくし、リアクタンストルクが大
きくなることに着目にしたものである。
【００１１】そのために、図１および図２に示すよう
に、この永久磁石形モータのロータコア（磁石埋込型界
磁鉄心）１０は、側面方向の着磁で長細い永久磁石１１
を当該コアの外径側に向けて放射状に、かつｑ軸に集中
させて埋設し、永久磁石１１の端部側（コアの中心側）
にフラックスバリア用の孔１２を形成したものである。
なお、１３はロータコア１０の中心孔（シャフト用の
孔）である。
に、この永久磁石形モータのロータコア（磁石埋込型界
磁鉄心）１０は、側面方向の着磁で長細い永久磁石１１
を当該コアの外径側に向けて放射状に、かつｑ軸に集中
させて埋設し、永久磁石１１の端部側（コアの中心側）
にフラックスバリア用の孔１２を形成したものである。
なお、１３はロータコア１０の中心孔（シャフト用の
孔）である。
【００１２】前記隣接する永久磁石１１は側面方向の着
磁が逆になるようにし、例えば４極モータであれば、図
１および図３に示すように、時計回りにＳ極、Ｎ極、Ｓ
極およびＮ極を形成する。また、永久磁石１１の断面形
状は当該コアの中心側を厚くし、外径側を薄くし、例え
ば縦に長細い台形とし、その底面が当該コアの中心側に
なるようにする。フラックスバリア用の孔１２の形状
は、隣接する永久磁石１１の隙間を考慮し、三角形とす
る。なお、永久磁石形モータが４極であるために、永久
磁石１１は４つであるが、他の極数である場合にはそれ
に応じた数の永久磁石を用いればよい。
磁が逆になるようにし、例えば４極モータであれば、図
１および図３に示すように、時計回りにＳ極、Ｎ極、Ｓ
極およびＮ極を形成する。また、永久磁石１１の断面形
状は当該コアの中心側を厚くし、外径側を薄くし、例え
ば縦に長細い台形とし、その底面が当該コアの中心側に
なるようにする。フラックスバリア用の孔１２の形状
は、隣接する永久磁石１１の隙間を考慮し、三角形とす
る。なお、永久磁石形モータが４極であるために、永久
磁石１１は４つであるが、他の極数である場合にはそれ
に応じた数の永久磁石を用いればよい。
【００１３】図３に示すロータ構成図を参照してインダ
クタンスについて説明する。なお、２４スロットのステ
ータコア１４には三相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の電機
子巻線が施されているが、スロット数や電機子巻線が異
なっていてもよい。また、ステータコア１４において、
例えば外径側の巻線をＵ相、内径側の巻線をＷ相、その
中間の巻線をＶ相としている。ロータコア１０の各永久
磁石１１がｑ軸に集中していることから、ｄ軸インダク
タンスＬｄを形成する磁束は透磁率の小さい永久磁石を
通過することになり、リラクタンスが大きく、したがっ
てｄ軸インダタンスＬｄが小さい。一方、ｑ軸インダク
タンスＬｑを形成する磁束は透磁率の大きい鉄心（磁石
埋込型界磁鉄心）のみを通過することになり、リラクタ
ンスが小さく、したがってｑ軸インダクタンスＬｑがＬ
ｄより大きくなる。すると、従来例で説明した数式の
（Ｌｑ−Ｌｄ）の値は従来より大きくなり、つまりリラ
クタンストルクを大きくすることができる。
クタンスについて説明する。なお、２４スロットのステ
ータコア１４には三相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の電機
子巻線が施されているが、スロット数や電機子巻線が異
なっていてもよい。また、ステータコア１４において、
例えば外径側の巻線をＵ相、内径側の巻線をＷ相、その
中間の巻線をＶ相としている。ロータコア１０の各永久
磁石１１がｑ軸に集中していることから、ｄ軸インダク
タンスＬｄを形成する磁束は透磁率の小さい永久磁石を
通過することになり、リラクタンスが大きく、したがっ
てｄ軸インダタンスＬｄが小さい。一方、ｑ軸インダク
タンスＬｑを形成する磁束は透磁率の大きい鉄心（磁石
埋込型界磁鉄心）のみを通過することになり、リラクタ
ンスが小さく、したがってｑ軸インダクタンスＬｑがＬ
ｄより大きくなる。すると、従来例で説明した数式の
（Ｌｑ−Ｌｄ）の値は従来より大きくなり、つまりリラ
クタンストルクを大きくすることができる。
【００１４】このように、１極当り１つの永久磁石１１
によってリラクタンストルクを大きくすることができ、
ひいてはモータトルク（トータルトルク）が大きくな
り、高効率のモータを得ることができる。また、永久磁
石１１を長細い台形としたので、永久磁石を研磨で仕上
げる際板状の永久磁石と同様の容易であり、コスト的に
ほとんど変わらずに済み、さらには磁路長が短いほど、
着磁の幅が小さく、磁路長が長いほど、その着磁の幅が
大きいことから、永久磁石１１による空隙部の磁束分布
を正弦波状に近づけることになる。さらに、永久磁石１
１の端部付近のコアにフラックスバリア１２を設けたの
で、磁束の短絡、漏洩を防止することができ、つまりモ
ータの高効率化を妨げることもない。なお、永久磁石１
１の先端部と当該コアの外径側との間の鉄心部分は薄く
するか、あるいはフラックスバリアを設けるとよい。
によってリラクタンストルクを大きくすることができ、
ひいてはモータトルク（トータルトルク）が大きくな
り、高効率のモータを得ることができる。また、永久磁
石１１を長細い台形としたので、永久磁石を研磨で仕上
げる際板状の永久磁石と同様の容易であり、コスト的に
ほとんど変わらずに済み、さらには磁路長が短いほど、
着磁の幅が小さく、磁路長が長いほど、その着磁の幅が
大きいことから、永久磁石１１による空隙部の磁束分布
を正弦波状に近づけることになる。さらに、永久磁石１
１の端部付近のコアにフラックスバリア１２を設けたの
で、磁束の短絡、漏洩を防止することができ、つまりモ
ータの高効率化を妨げることもない。なお、永久磁石１
１の先端部と当該コアの外径側との間の鉄心部分は薄く
するか、あるいはフラックスバリアを設けるとよい。
【００１５】ところで、前記ロータコア１０は、電磁鋼
板をプレスで打ち抜いて積層し、永久磁石１１を埋設
し、着磁界するが、そのプレスの際に前記永久磁石１１
の形状孔、フラックスバリア１２および中心孔（シャフ
ト用の孔）１３を打ち抜けばよいことから、コスト的に
は従来と変わらず、コストアップにならずに済む。ま
た、前述により形成されるロータコア１０を組み込んで
ＤＣブラシレスモータとし、空気調和機の圧縮機モータ
等として利用すれば、コストをアップすることなく、空
気調和機の性能アップ（運転効率の上昇、振動や騒音の
低下）を図ることができる。
板をプレスで打ち抜いて積層し、永久磁石１１を埋設
し、着磁界するが、そのプレスの際に前記永久磁石１１
の形状孔、フラックスバリア１２および中心孔（シャフ
ト用の孔）１３を打ち抜けばよいことから、コスト的に
は従来と変わらず、コストアップにならずに済む。ま
た、前述により形成されるロータコア１０を組み込んで
ＤＣブラシレスモータとし、空気調和機の圧縮機モータ
等として利用すれば、コストをアップすることなく、空
気調和機の性能アップ（運転効率の上昇、振動や騒音の
低下）を図ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この永久磁石形モ
ータの請求項１記載の発明によると、ロータコアを内部
に有する永久磁石形モータにおいて、当該永久磁石形モ
ータの極数分だけ永久磁石を放射状に、かつｑ軸に集中
させて収納したコアを前記ロータコアとしたので、モー
タの１極当り１つの磁石でも、ｄ軸インダクタンスＬｄ
を小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑをＬｄより大きくす
ることができ、リラクタンストルクを大きく、ひいては
トータルトルクを大きくすることができ、モータの効率
向上を図ることができるという効果がある。
ータの請求項１記載の発明によると、ロータコアを内部
に有する永久磁石形モータにおいて、当該永久磁石形モ
ータの極数分だけ永久磁石を放射状に、かつｑ軸に集中
させて収納したコアを前記ロータコアとしたので、モー
タの１極当り１つの磁石でも、ｄ軸インダクタンスＬｄ
を小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑをＬｄより大きくす
ることができ、リラクタンストルクを大きく、ひいては
トータルトルクを大きくすることができ、モータの効率
向上を図ることができるという効果がある。
【００１７】請求項２記載の発明によると、請求項１に
おける永久磁石を断面台形としたので、請求項１の効果
に加え、直線的な研磨で済むことから、永久磁石の製造
コストが上がらず、当該永久磁石形モータのコストアッ
プを抑えることができるという効果がある。
おける永久磁石を断面台形としたので、請求項１の効果
に加え、直線的な研磨で済むことから、永久磁石の製造
コストが上がらず、当該永久磁石形モータのコストアッ
プを抑えることができるという効果がある。
【００１８】請求項３記載の発明によると、請求項１ま
たは２における永久磁石を前記ロータコアの外径側で薄
く、該ロータコアの中心側で厚くしたので、請求項１ま
たは２の効果に加え、各磁路長が長いほど磁力を大きく
することができ、つまり永久磁石による空隙部の磁束分
布を正弦波状にすることができるという効果がある。
たは２における永久磁石を前記ロータコアの外径側で薄
く、該ロータコアの中心側で厚くしたので、請求項１ま
たは２の効果に加え、各磁路長が長いほど磁力を大きく
することができ、つまり永久磁石による空隙部の磁束分
布を正弦波状にすることができるという効果がある。
【００１９】請求項４記載の発明によると、請求項１，
２または３において永久磁石の端部付近のコアにフラッ
クスバリアを設けたので、請求項１，２または３記載の
効果に加え、磁束の短絡、漏洩を防止することができる
という効果がある。
２または３において永久磁石の端部付近のコアにフラッ
クスバリアを設けたので、請求項１，２または３記載の
効果に加え、磁束の短絡、漏洩を防止することができる
という効果がある。
【００２０】請求項５記載の発明によると、請求項１，
２，３または４によるロータコアを組み込んでＤＣブラ
シレスモータとしたので、請求項１，２，３または４の
効果に加え、空気調和機の圧縮機モータ等として利用す
れば、コストをアップすることなく、空気調和機の性能
アップを図ることができるという効果がある。
２，３または４によるロータコアを組み込んでＤＣブラ
シレスモータとしたので、請求項１，２，３または４の
効果に加え、空気調和機の圧縮機モータ等として利用す
れば、コストをアップすることなく、空気調和機の性能
アップを図ることができるという効果がある。
【図１】この発明の実施の一形態を示す永久磁石形モー
タのインナーロータの概略的平明図。
タのインナーロータの概略的平明図。
【図２】図１に示すインナーロータの概略的部縦断面
図。
図。
【図３】図１に示すインナーロータを有する永久磁石モ
ータの概略的平面図。
ータの概略的平面図。
【図４】従来の永久磁石形モータロータの概略的平面
図。
図。
【図５】従来の永久磁石形モータロータの概略的平面
図。
図。
１０ ロータコア（磁石埋込型界磁鉄心） １１ 永久磁石 １２ フラックスバリア １３ 中心孔（シャフト用） １４ ステータコア
Claims (5)
- 【請求項１】 ロータコアを内部に有する永久磁石形モ
ータにおいて、当該永久磁石形モータの極数分だけ永久
磁石を放射状に、かつｑ軸に集中させて収納したコアを
前記ロータコアとしたことを特徴する永久磁石形モー
タ。 - 【請求項２】 前記永久磁石を断面台形としている請求
項１記載の永久磁石形モータ。 - 【請求項３】 前記永久磁石を前記ロータコアの外径側
で薄く、該ロータコアの中心側で厚くしてなる請求項１
または２記載の永久磁石形モータ。 - 【請求項４】 前記永久磁石の端部付近のコアにフラッ
クスバリアを設けた請求項１，２または３記載の永久磁
石形モータ。 - 【請求項５】 前記ロータコアを組み込んでＤＣブラシ
レスモータとした請求項１，２，３または４記載の永久
磁石形モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257804A JPH1189133A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 永久磁石形モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257804A JPH1189133A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 永久磁石形モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1189133A true JPH1189133A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17311348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257804A Withdrawn JPH1189133A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 永久磁石形モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1189133A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-09-05 JP JP9257804A patent/JPH1189133A/ja not_active Withdrawn
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