JPS5829359A - 永久磁石付回転子 - Google Patents
永久磁石付回転子Info
- Publication number
- JPS5829359A JPS5829359A JP56125234A JP12523481A JPS5829359A JP S5829359 A JPS5829359 A JP S5829359A JP 56125234 A JP56125234 A JP 56125234A JP 12523481 A JP12523481 A JP 12523481A JP S5829359 A JPS5829359 A JP S5829359A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnet
- shaft
- permanent magnets
- grooves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は永久磁石式同期電動機に係り、特に自己始動の
可能な永久磁石式同期電動機の回転子に関する。
可能な永久磁石式同期電動機の回転子に関する。
誘導電動機の固定子巻線には、励磁電流と負荷Ｗ流とが
ベクトル的に加算された１次巻線電流が流れるため、軽
負荷時には特に効率及び力率が低下する。また、励磁電
力を電源側から供給する必要上、効率をある程度確保す
ると、それ以上の効率向上を図るためには電動機体格を
大きくする等の根本的な対策を行なわなければならない
。しかも、これらの対策を行なってもあまり大きな効果
を得ることができない。
ベクトル的に加算された１次巻線電流が流れるため、軽
負荷時には特に効率及び力率が低下する。また、励磁電
力を電源側から供給する必要上、効率をある程度確保す
ると、それ以上の効率向上を図るためには電動機体格を
大きくする等の根本的な対策を行なわなければならない
。しかも、これらの対策を行なってもあまり大きな効果
を得ることができない。
ところで、永久磁石式同期電動機では励磁電力を電源側
から供給する必要がないため、一般的に誘導電動機より
効率を高くすることができる。しかしながら、周知のよ
うに同期電動機は誘導電動機とは対照的に自己始動する
ことができない。このため、低周波同期始動域は誘導電
導機を直結して始動し、同期引込後誘導電導機を切離す
等の方法により同期運転を行なっている。
から供給する必要がないため、一般的に誘導電動機より
効率を高くすることができる。しかしながら、周知のよ
うに同期電動機は誘導電動機とは対照的に自己始動する
ことができない。このため、低周波同期始動域は誘導電
導機を直結して始動し、同期引込後誘導電導機を切離す
等の方法により同期運転を行なっている。
第１図は従来から使用されている自己始動可能な永久磁
石式同期電動機の回転子の断面を示したものである。回
転子１の構造は、シャフト２の外周部に断面が半円環状
の永久磁石３が固定され、更にこの永久磁石３の周囲を
回転子鉄心４が包囲している。この回転子鉄心４は、回
転子鉄板５に複数個の導体６が配設されることにより形
成されるかご形巻線を有している。また、回転子鉄心４
はけい素鋼板から打ち抜かれた多数の回転子鉄板５が積
層されたものから構成されている。即ち、回転子１の構
造はおおよそ誘導電動機の回転子と同期電動機の回転子
を結合した構成となっている。
石式同期電動機の回転子の断面を示したものである。回
転子１の構造は、シャフト２の外周部に断面が半円環状
の永久磁石３が固定され、更にこの永久磁石３の周囲を
回転子鉄心４が包囲している。この回転子鉄心４は、回
転子鉄板５に複数個の導体６が配設されることにより形
成されるかご形巻線を有している。また、回転子鉄心４
はけい素鋼板から打ち抜かれた多数の回転子鉄板５が積
層されたものから構成されている。即ち、回転子１の構
造はおおよそ誘導電動機の回転子と同期電動機の回転子
を結合した構成となっている。
このような回転子１を有する同期電動機の始動時には、
導体６より形成されるかご形巻線に通電して始動し、同
期引退後永久磁石３の磁界により同期運転を行なわせる
ものである。
導体６より形成されるかご形巻線に通電して始動し、同
期引退後永久磁石３の磁界により同期運転を行なわせる
ものである。
このように従来のこの種の回転子１はかなり複雑な構造
をしている。このため、電動機の外形をシャフトの軸方
向に細長い構造としなければならない水中ポンプ用モー
タのような場合、必然的に回転子外径が小さくなってし
まい、製作及び組立に困難を生ずると共に、はとんどシ
ャフト径で決まる危険速度が低下して、実際に運転する
ことは不可能となる欠点を生じる。
をしている。このため、電動機の外形をシャフトの軸方
向に細長い構造としなければならない水中ポンプ用モー
タのような場合、必然的に回転子外径が小さくなってし
まい、製作及び組立に困難を生ずると共に、はとんどシ
ャフト径で決まる危険速度が低下して、実際に運転する
ことは不可能となる欠点を生じる。
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、製作及び組立が
容易で、通常の危険速度を維持した外径の小さな同期電
動機の永久磁石付回転子を提供することにある。
容易で、通常の危険速度を維持した外径の小さな同期電
動機の永久磁石付回転子を提供することにある。
本発明は、回転子部材とシャフト部材とを同一材で一体
に形成し、更に回転子表面に複数個の溝を配設し、この
溝に永久磁石を埋込んだ回転子構造とするものである。
に形成し、更に回転子表面に複数個の溝を配設し、この
溝に永久磁石を埋込んだ回転子構造とするものである。
以下本発明の永久磁石付回転子の一実施例を第２図及び
第３図により説明する。
第３図により説明する。
第２図は本実施例の回転子の側面図であり、第３図は第
２図のｍ−ｍ断面を示している。シャフト２１及び回転
♀２２は同一材質で且つ一体に形成されており、回転子
２２の外周面には永久磁石２３を埋設する複数の溝が設
けられている。従って、回転子２２の表面は永久磁石２
３及び回転子部材の一部分であるリプ２４が交互に連続
して配置されている。なお、シャフト２１及び回転子２
２の材質は鉄等の磁性体が適している。
２図のｍ−ｍ断面を示している。シャフト２１及び回転
♀２２は同一材質で且つ一体に形成されており、回転子
２２の外周面には永久磁石２３を埋設する複数の溝が設
けられている。従って、回転子２２の表面は永久磁石２
３及び回転子部材の一部分であるリプ２４が交互に連続
して配置されている。なお、シャフト２１及び回転子２
２の材質は鉄等の磁性体が適している。
第４図は上述した本実施例の回転子を用いたシャフト軸
方向に長形の同期電動機（水中ポンプ用モータに好適）
の構造を示すものである。シャフト２１と回転子２２が
一体に形成されたものがハウジング２５の端部に設けら
れている軸受２６に回転可能に軸支されている。この回
転子２２の外周部には一定の間隙（エアギャップ）を介
して固定子巻線２７を有する固定子２８が配置され、こ
の固定子２８はハウジング２５の内周部に固定されてい
る。
方向に長形の同期電動機（水中ポンプ用モータに好適）
の構造を示すものである。シャフト２１と回転子２２が
一体に形成されたものがハウジング２５の端部に設けら
れている軸受２６に回転可能に軸支されている。この回
転子２２の外周部には一定の間隙（エアギャップ）を介
して固定子巻線２７を有する固定子２８が配置され、こ
の固定子２８はハウジング２５の内周部に固定されてい
る。
次に本実施例の動作について説明する。エアギャップを
通過して固定子２８から入射した磁束は大部分リプ２４
部を通り再び固定子側に戻る。然るに、磁束は時間的に
変化するため第３図に示すように渦電流ｉ、がリプ２４
に発生し、永久磁石２３を囲むように流れる。従って、
この渦電流が軸方向に流れるため、始動トルクが発生し
回転子２２は始動することができる。始動を加速して同
期に引き込まれると、永久磁石２３により同期運転状態
となる。
通過して固定子２８から入射した磁束は大部分リプ２４
部を通り再び固定子側に戻る。然るに、磁束は時間的に
変化するため第３図に示すように渦電流ｉ、がリプ２４
に発生し、永久磁石２３を囲むように流れる。従って、
この渦電流が軸方向に流れるため、始動トルクが発生し
回転子２２は始動することができる。始動を加速して同
期に引き込まれると、永久磁石２３により同期運転状態
となる。
ところで、始動時のリプ２４における磁束分布は第５図
に示すように、渦電流の反作用のため、リプの側面２４
Ａ及び２４Ｂに近づくに従い磁束密度は高くなる。従っ
て、リプ２４の幅が狭すぎるとこの部分を通る十分な磁
束量が得られず、逆に広すぎると永久磁石２３の利用度
あるいは磁界分布を悪化させることになる。
に示すように、渦電流の反作用のため、リプの側面２４
Ａ及び２４Ｂに近づくに従い磁束密度は高くなる。従っ
て、リプ２４の幅が狭すぎるとこの部分を通る十分な磁
束量が得られず、逆に広すぎると永久磁石２３の利用度
あるいは磁界分布を悪化させることになる。
第６図は上記リプ２４のリブ幅に対する損失を示したも
ので、この損失の大きさが始動トルクに比例する。従っ
て図から明らかなように磁束の浸透深さにリブ幅を一致
させた場合が最適寸法となる。このため、リプ２４の幅
は浸透深さの２倍付近に選ぶのが適当である。図中ｄは
浸透深さの２倍の位置を示している。
ので、この損失の大きさが始動トルクに比例する。従っ
て図から明らかなように磁束の浸透深さにリブ幅を一致
させた場合が最適寸法となる。このため、リプ２４の幅
は浸透深さの２倍付近に選ぶのが適当である。図中ｄは
浸透深さの２倍の位置を示している。
本実施例によれば、リプ２４がヅヤフト２１に一体とな
った形状を有しているため実質的なシャフト径が従来の
第１図に示したものに比べて大きくなるため、例え回転
子２２の外径を第４図に示した如く小さくしてもシャフ
ト２１の機械的強度を十分維持することができ、シャフ
ト径で決まる危険速度を高める効果がある。また、シャ
フト２１と一体となった回転子２２の溝に永久磁石２３
を埋設した単純な構造のため、製作及び組立を容易にし
、更に、部品点数が低減されているため、価格を低減さ
せる効果がある。
った形状を有しているため実質的なシャフト径が従来の
第１図に示したものに比べて大きくなるため、例え回転
子２２の外径を第４図に示した如く小さくしてもシャフ
ト２１の機械的強度を十分維持することができ、シャフ
ト径で決まる危険速度を高める効果がある。また、シャ
フト２１と一体となった回転子２２の溝に永久磁石２３
を埋設した単純な構造のため、製作及び組立を容易にし
、更に、部品点数が低減されているため、価格を低減さ
せる効果がある。
上記説明した実施例では２極の場合を示したが、多極の
場合でも同様な構成をとることができ同様の効果がある
。
場合でも同様な構成をとることができ同様の効果がある
。
以上記述した如く本発明の永久磁石付回転子によれば、
製作及び組立が容易で、通常の危険速度を維持した外径
の小さな同期電動機の永久磁石付回転子を提供すること
ができる。
製作及び組立が容易で、通常の危険速度を維持した外径
の小さな同期電動機の永久磁石付回転子を提供すること
ができる。
第１図は従来の自己始動可能な永久磁石式同期電動機の
回転子を示す説明図、第２図は本発明の永久磁石付回転
子の一実施例を示す概略側面図、第３図は第２図のｍ−
ｍ断面図、第４図は本実施例の回転子を組込んだ同期電
動機の概略説明図、第５図は本実施例の回転子のリプ部
に発生する始動時の磁束分布を示す説明図、第６図はリ
プ幅に対する損失を示した線図であろう ２１・・・シャフト、２２・・・回転子、２３・・・永
久磁石、案 １ 口 ）ｇ２図 第 ３ ロ 皐 ４ 図 ％ ５ 口 軍４ ロ リブ幅
回転子を示す説明図、第２図は本発明の永久磁石付回転
子の一実施例を示す概略側面図、第３図は第２図のｍ−
ｍ断面図、第４図は本実施例の回転子を組込んだ同期電
動機の概略説明図、第５図は本実施例の回転子のリプ部
に発生する始動時の磁束分布を示す説明図、第６図はリ
プ幅に対する損失を示した線図であろう ２１・・・シャフト、２２・・・回転子、２３・・・永
久磁石、案 １ 口 ）ｇ２図 第 ３ ロ 皐 ４ 図 ％ ５ 口 軍４ ロ リブ幅
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電動機の回転子表面に永久磁石等の硬磁性体を配設
した永久磁石付回転子において、回転子部材とシャフト
部材とを同一材とし、且つ一体に形成すると共に、前記
硬磁性体を回転子部材外周面に埋設したことを特徴とす
る永久磁石付回転子。 ２、回転子部材の一部が回転子表面を形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の永久磁石付回転子
。 ３、 回転子部材が占める回転子の表面積を硬磁性体が
占めるそれよりも少なくしたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の永久磁石付回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125234A JPS5829359A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 永久磁石付回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125234A JPS5829359A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 永久磁石付回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829359A true JPS5829359A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14905122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56125234A Pending JPS5829359A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 永久磁石付回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829359A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62149267U (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | ||
| EP0569594A1 (en) * | 1991-11-29 | 1993-11-18 | Fanuc Ltd. | Rotor of synchronous rotating machine |
| US5397951A (en) * | 1991-11-29 | 1995-03-14 | Fanuc Ltd. | Rotor for a synchronous rotary machine |
| JP2006271057A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 永久磁石同期電動機の回転子 |
| WO2007055775A2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-18 | Caterpillar Inc. | Rotary electric machine |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP56125234A patent/JPS5829359A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62149267U (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | ||
| EP0569594A1 (en) * | 1991-11-29 | 1993-11-18 | Fanuc Ltd. | Rotor of synchronous rotating machine |
| EP0569594A4 (ja) * | 1991-11-29 | 1994-02-16 | Fanuc Ltd. | |
| US5397951A (en) * | 1991-11-29 | 1995-03-14 | Fanuc Ltd. | Rotor for a synchronous rotary machine |
| JP2006271057A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 永久磁石同期電動機の回転子 |
| WO2007055775A2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-18 | Caterpillar Inc. | Rotary electric machine |
| WO2007055775A3 (en) * | 2005-10-31 | 2007-07-05 | Caterpillar Inc | Rotary electric machine |
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