JPH1198730A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- JPH1198730A JPH1198730A JP9275056A JP27505697A JPH1198730A JP H1198730 A JPH1198730 A JP H1198730A JP 9275056 A JP9275056 A JP 9275056A JP 27505697 A JP27505697 A JP 27505697A JP H1198730 A JPH1198730 A JP H1198730A
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
ストの選択幅を広げ、適応的モータを得るようにする。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石電動機にお
いて、極数に合わせて毎極あたり単数の永久磁石11,
12を埋設して前記ロータコア10とする際、同一極性
の磁極には同じ材料(希土類磁石)の永久磁石11を埋
設し、かつ異極性の磁極には異なる材料(フェライト磁
石)の永久磁石12を毎極あたり単数埋設する。永久磁
石11,12は断面長方形で、コアの円周に沿ってS極
として配置し、永久磁石11,12の両端部には孔(フ
ラックスバリア)13,14を形成する。
Description
用いるインナーロータ型の永久磁石電動機に係り、特に
詳しくは適応的モータを得ることができるロータコア構
成の永久磁石電動機に関するものである。
タの構成はロータコアに永久磁石を埋設しており、例え
ば図6に示すものが提案されている。図6において、2
4スロットのステータコア1内のロータコア2には、当
該永久磁石電動機の極数(例えば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の間に磁束の短絡、漏洩を防止す
るためのフラックスバリア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。
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、永久磁石電動機のトルク
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、I
a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。
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。
ては、安価なフェライト磁石や高価な希土類磁石があ
る。フェライト磁石を用いた場合、成形の容易性により
種々形状の永久磁石を得ることが可能であるが、磁束密
度が小さいため、ロータコアの小型化が難しい。これに
対して、希土類磁石を用いた場合、磁束密度が大きいた
め、ロータコアの小型化が容易であるが、成形の困難性
により永久磁石の形状が限られる。したがって、モータ
の用途やコストを考慮して、フェライト磁石あるいは希
土類磁石の何れか一方を選択していた。
久磁石電動機においては、図6に示すように、4極を構
成する永久磁石の形状、構造が全く同じであるため、磁
束密度、リラクタンストルクおよびコストの選択幅を狭
くしている。
成した場合、磁束密度は高いが、コストも高くなってし
まう。また、全ての磁極を同じフェライト磁石で構成し
た場合、コストは低いが、磁束密度も低く、モータトル
クが十分に得られない。したがって、それらの中間的な
ものを得ること、つまり所望の磁束密度およびコストを
選択することが難しく、換言すれば選択幅が狭く、適応
的モータを得ることが難しい。
あり、その目的は磁束密度およびコストの選択幅を広げ
ることができ、適応的モータを得ることができるように
した永久磁石電動機を提供することにある。
に、この発明はロータコアを内部に有する永久磁石電動
機において、前記ロータコアに収納する永久磁石を異極
性同士で異なる種類の材料を用いるようにしたことを特
徴としている。
界磁鉄心(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機
において、前記永久磁石電動機の極数に合わせて毎極あ
たり単数の永久磁石を埋設して前記ロータコアとする
際、同一極性の磁極には同じ材料の永久磁石を埋設し、
かつ異極性の磁極には異なる材料の永久磁石を毎極あた
り単数埋設してなることを特徴としている。
毎極あたり複数にするとよい。また、前記ロータコアを
電磁鋼板を打ち抜いて金型内で自動積層して得る際、少
なくとも前記永久磁石の形状孔を同時に形成して前記永
久磁石を埋設、着磁するとよい。さらに、前記磁極のう
ち一方の磁極の永久磁石には希土類磁石を用い、他方の
磁極の永久磁石にはフェライト磁石を用いるとよい。さ
らにまた、前記コアをロータコアとして組み込んでDC
ブラシレスモータにするとよい。
1ないし図5を参照して詳しく説明する。この発明の永
久磁石電動機は、同一極性の磁極に同じ材料の磁石を用
いる一方、異極同士の永久磁石の材料を異なるようにす
れば、磁束密度が微妙に異なり、かつコストも異なり、
つまり磁束密度およびコストの選択幅の拡大が可能であ
り、しかもモータの回転に支障を来さないことに着目し
たものである。
磁石電動機のロータコア10は、一方の磁極(例えばS
極)を希土類磁石の永久磁石11で構成し、このS極に
対して他方のN極となる磁極をフェライト磁石の永久磁
石12で構成し、つまり異極性同士の永久磁石の材料が
異なる。なお、図6と同様に、永久磁石11,12は断
面長方形(板状)の同一形状で、かつ外径に沿って円周
方向に配置している。また、永久磁石11,12の両端
部には磁束の短絡、漏洩を防止するためのフラックスバ
リア用の孔13,14が形成されている。
よる磁束密度は、図6の永久磁石3を全て希土類磁石で
構成したロータと同図の永久磁石3を全てフェライト磁
石で構成したロータとの中間的なものとなる。すなわ
ち、希土類磁石の磁束密度は高いが、フェライト磁石の
磁束密度はそれより低いからである。また、そのコスト
についても同様のことが言え、つまり半分が高価な希土
類磁石であり、残り半分が安価なフェライト磁石である
ことから、ロータコア10のコストがそれらの中間的な
ものとなる。
ア10を容易に得ることができ、またコスト的にも、全
て希土類磁石とした場合より安価に済ませることがで
き、つまり磁束密度およびコストの選択幅が広げること
ができ、ひいては適応的モータを得ることが可能とな
る。なお、永久磁石11,12は希土類磁石およびフェ
ライト磁石を材料としているが、他の磁石材料であって
も適用可能であることは明かである。また、前述した実
施例ではS極に希土類磁石を用い、N極にフェライト磁
石を用いているが、その逆であってもよい。
ては、電磁鋼板をプレスで打ち抜いて金型内で自動積層
して得る一方、永久磁石11,12を埋設して着磁す
る。この場合、永久磁石11,12およびフラックスバ
リア用の孔13,14は一体的、つまり連結した孔にす
るとよい。そのプレスの際に、前記永久磁石11,12
の形状孔、フラックスバリア用の孔13,14および中
心孔(シャフト用の孔)15を同時に打ち抜けばよいこ
とから、製造能率を落とすことなく、つまりコスト的に
は従来と変わらず、コストアップにならずに済む。各永
久磁石11,12の外径側端部およびフラックスバリア
用の孔13,14の箇所については、遠心力に耐えられ
るように、十分な強度をもたせる。また、ステータコア
16は従来例に示した図6に示したステータコア1と同
様でよいことから、その説明を省略する。
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)が図れる。
ダクタンスとの差(リラクタンストルクのパレメータ)
を大きくするには、例えば図3ないし図5に示すよう
に、永久磁石を形成するとよい。したがって、この発明
をそれら構成のコアに適用すれば、リラクタンストルク
を所望に選択することができるとともに、磁束密度およ
びコストの選択幅を広げることができ、ひいては適応的
モータを得ることが可能となる。
(例えばS極)として断面長方形の同一形状(板状)の
永久磁石16a,16bをコアの内径に磁極間の中心線
に沿って所定角度で配置し、つまり逆ハの字形に配置
し、かつ永久磁石16a,16bを希土類磁石で構成し
ている。そのS極に対するN極とする永久磁石17a,
17bを永久磁石16a,16bと同じ形状にして磁極
間の中心線に沿って所定角度で配置し(S極と同じ構成
とし)、かつそれら永久磁石17a,17bを希土類磁
石で構成している。これにより、磁束密度は図1の場合
と微妙に異なり、またq軸インダクタンスは図6の場合
より大きくすることができ、つまりリラクタンストルク
が大きくなる。
(例えばS極)として断面長方形の同一形状(板状)の
永久磁石18a,18bを各磁極間の中心線に沿ってそ
れぞれ配置し、かつこの永久磁石18a,18bをフェ
ライト磁石で構成している。そのS極に対するN極とす
る永久磁石19a,19bを永久磁石18a,18bと
同じ形状にして各磁極間の中心線に沿ってそれぞれ配置
し(S極と同じ構成とし)、かつ永久磁石19a,19
bをフェライト磁石で構成している。これにより、磁束
密度は前述した実施例の場合と微妙に異なり、また、図
6の場合よりq軸インダクタンスは大きく、d軸インダ
クタンスは小さくなり、つまりリラクタンストルクがよ
り大きくなる。
(例えばS極)として断面長方形(板状)の永久磁石2
0をコア内径に沿って円周方向に配置し、かつ永久磁石
20を希土類磁石で構成している。そのS極に対するN
極として、同様に断面長方形の永久磁石21を断面長方
形の永久磁石21をコア内径に沿って円周方向に配置
し、かつこの永久磁石20をフェライト磁石で構成して
いる。なお、永久磁石20,21の両端部にはコア外径
側に延びたフラックスバリア用の孔22,23が形成さ
れている。これにより、磁束密度は前述した実施例の場
合と微妙に異なり、また、図6の場合よりq軸インダク
タンスは大きく、d軸インダクタンスは小さくなり、つ
まりリラクタンストルクがより大きくなる。
タコア10にあっては、各ロータコアの永久磁石を全て
同一材料で構成した場合と比較すると、磁束密度および
コストが中間的なものとなることが明かである。つま
り、磁束密度およびコストの選択幅が広げることがで
き、ひいては適応的モータを得ることが可能となり、図
1および図2を参照して説明した実施例と同じ効果を有
する。
機の請求項1記載の発明によると、ロータコアを内部に
有する永久磁石電動機において、このロータコアに収納
する永久磁石を異極性同士で異なる種類の材料を用いる
ようにしたので、磁束密度およびコスト等の選択幅を広
げることができ、適応的モータを得ることができるとい
う効果がある。
ア内に磁石埋込型界磁鉄心(ロータコア)を配置してな
る永久磁石電動機において、極数に合わせて毎極あたり
単数の永久磁石を埋設して前記ロータコアとする際、同
一極性の磁極には同じ材料の永久磁石を埋設し、かつ異
極性の磁極には異なる材料の永久磁石を毎極あたり単数
埋設してなるので、例えば全ての磁極の永久磁石を希土
類磁石で構成した場合と全ての磁極の永久磁石をフェラ
イト磁石で構成した場合との中間的な磁束密度を得るこ
とができ、つまり磁束密度の選択幅を広げることがで
き、また半分が高価な希土類磁石で、残り半分が安価な
フェライト磁石であることから、ロータコアのコストは
中間的なものとなり、つまりコストの選択幅を広げるこ
とができるという効果がある。
おいて磁極を構成する永久磁石を毎極あたり複数とした
ので、請求項2の効果に加え、磁束密度を微妙に変える
ことができ、より適応的モータを得ることができるとい
う効果がある。
てロータコアを電磁鋼板を打ち抜いて金型内で自動積層
して得る際、少なくとも永久磁石の形状孔を同時に形成
して永久磁石を埋設、着磁してなるので、請求項2の効
果に加え、ロータコアの製造にあたっては製造能率を落
とすことなく、つまり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という効果がある。
2,3または4において磁極のうち一方の磁極の永久磁
石には希土類磁石を用い、他方の磁極の永久磁石にはフ
ェライト磁石を用いてなるので、請求項1,2,3また
は4の効果の加え、容易に入手し易いという利点があ
る。
2,3,4または5におけるコアをロータコアとして組
み込んでDCブラシレスモータとしたのでこのDCブラ
シレスモータを空気調和機の圧縮機モータ等として利用
すれば、コストアップなしに、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)が図れるという
効果がある。
の概略的平面図。
断面図。
面図。
面図。
面図。
石(希土類磁石) 12,17a,17b,19a,19b,21 永久磁
石(フェライト磁石) 13,14,22,23 孔(フラックスバリア用) 15 中心孔(シャフト用) 16 ステータコア
Claims (6)
- 【請求項1】 ロータコアを内部に有する永久磁石電動
機において、前記ロータコアに収納する永久磁石を異極
性同士で異なる種類の材料を用いるようにしたことを特
徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項2】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
(ロータコア)を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記永久磁石電動機の極数に合わせて毎極あたり単
数の永久磁石を埋設して前記ロータコアとする際、同一
極性の磁極には同じ材料の永久磁石を埋設し、かつ異極
性の磁極には異なる材料の永久磁石を毎極あたり単数埋
設してなることを特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項3】 前記磁極を構成する永久磁石を毎極あた
り複数とした請求項2記載の永久磁石電動機。 - 【請求項4】 前記ロータコアを電磁鋼板を打ち抜いて
金型内で自動積層して得る際、少なくとも前記永久磁石
の形状孔を同時に形成して前記永久磁石を埋設、着磁し
てなる請求項2記載の永久磁石電動機。 - 【請求項5】 前記磁極のうち一方の磁極の永久磁石に
は希土類磁石を用い、他方の磁極の永久磁石にはフェラ
イト磁石を用いてなる請求項1,2,3または4記載の
永久磁石電動機。 - 【請求項6】 前記コアをロータコアとして組み込んで
DCブラシレスモータとした請求項1,2,3,4また
は5記載の永久磁石電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27505697A JP3818339B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 永久磁石電動機 |
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JPH1198730A true JPH1198730A (ja) | 1999-04-09 |
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ID=17550240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27505697A Expired - Lifetime JP3818339B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 永久磁石電動機 |
Country Status (1)
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-
1997
- 1997-09-22 JP JP27505697A patent/JP3818339B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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