JPS59156145A - 永久磁石界磁電動機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、補助極付永久磁石界＠電動機に係シ、軽負荷
時の回転数を高めるために、軽負荷時の主磁束量を減少
できるスタータモータに好適な′電動機の構造に関する
。

〔従来技術〕

界磁に永久磁石を適用する永久磁石界磁′電動機は、界
磁に巻線を巻装する必要力；ないこと力論ら製作工程を
短縮資るｊ同時に界磁＠４損、５１ないために効率が向
上するなどの利点があるので多用されている。しかし、
永久磁石は減磁の問題７５≦あシ、かつ適状の巻線界磁
に比して高い磁束密度カニ得にくい欠点がある。このた
め、電機子反１乍用起磁力の増磁作用に働く界磁の端部
に磁性材力・らなる補助極を設ける特公昭４８−３５７
２１号力；ある。

特公昭４Ｂ−３５７２１号の２極機の固定子構造上第１
図に示す。纂１図に於て、永久磁石８は円筒形継鉄７の
内周面に配置され、屯機子鉄／Ｂ３と適当な空隙を介し
て対向している。磁性材力１ら々る補助極９は、永久磁
石８と同様に電機子鉄、６３と適当な空隙を介して対問
してお９、永久磁石８と周方向空隙部Ｗを設は並設され
ている。

このようにしてなる電動機において、回転数とモータト
ルクの特性は界磁極で発生する主磁束量の大きさで決定
される。すなわち、主磁束量に対し回転数は（１）式に
示すように反比例し、モータトルクは（２）式に示すよ
うに比例するＩＡ係にある。

モータ回転数　　Ｎ−に６　　・・・・・・・・・　（
１）モータトルク　　Ｔ＝にΦ　　・・・・・・・・・
　（２）ここで、Ｋは比例定数である。

第１図における補助極付永久磁石界磁電動機の界磁極で
発生する主磁束量の大きさを第６図の破線で示す。電機
子電流の増加に伴い永久磁石の磁束量ΦＭは、電機子反
作用の減磁界が増加することによシ、発生する磁束は除
々に減少していく。

これに対し、補助極からの磁束量ΦＡは電機子電流の増
加に伴い、鴫磯子反作用の増磁界によシ磁束は増加する
。第６図における界磁極の主磁束量Φは、永久磁石の磁
束量ΦＭと補助極の磁束量ΦＡを加えたものになる。第
２図に第６図で示したＮ点、すなわち電機子電流の小さ
い軽負荷時の界磁極の磁束分布図を示す。電機子電流の
小さいＮ点においては、電機子反作用による増磁効果や
減磁作用が小さり、シかも漏洩する磁束がないので界磁
極の磁束量は、はとんど永久磁石８で発生する磁石量で
決定される。

第１図のものの電機子電流に対するモータ回転数とモー
タトルクの特性を第７図の破線に示す。

１＆にエンジン始動用のスタータモータでは、第７図に
示すに点の過負荷時すなわち起動時には、大きなモータ
トルクが要求される。また、一旦エンジンが始動すると
スタータモータはほとんど無負荷の状態になりＮ点の位
置になる。このＮ点におけるスタータモータの回転数は
、エンジンの回転数（ギヤによる変換分も含めた回転数
）よシ胃〈なければならない。しかし、第１図のＮ点に
おけるモータ回転数は第７図の破線に示したように、界
磁極で発生する主磁束量が多いためその軽負荷回転数は
低いものとなった。このため、スタータモータがエンジ
ンの負荷となシ、不具合が生じた。

一方、第１図の起動時のモータトルクは、第７図に示す
ように界磁極の主磁束量が多いので、大きなトルクが得
られる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、補助極を設けた永久磁石界磁電動機に
おいて、起動時のモータトルクを確保しつつ、軽負荷時
のみの主磁束量を低減することによシ、軽負荷時のモー
タ回転数を高めることであるＯ 〔発明の概要〕 本発明は、起動時の磁束量を確保し軽負荷時のみの磁束
量を低減する手段として、界磁極を構成する補助極の一
部を永久磁石ＶＣ＊い込ませたことである。このように
することにより、起動時の主磁束量が大きく、軽負荷時
では主磁束量の少ない界磁極が得られる。このため、起
動時のモータトルクは大きく、、軽負荷時の回転数の萬
い永久磁石界磁電動機が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図から第７図に示す。補
助極付永久磁石界磁電動機は第３図に示すようにシャフ
ト１に整流子２と電機子鉄心３に巻線４を巻装した電機
子からなり、軸受５　ａ　、　５ｂを介して同定側のエ
ンドブラケット６ａ、６ｂによって支持され、エンドブ
ラケットは円筒状鴫鉄７に固足される。継鉄７の内周滅
イ永久磁石８と補助極９を円周方向に並置して配置して
いる。

このようにしてなる補助極付永久磁石界磁電動機は、電
機子電流の小さい軽負荷時には永久磁石８から主磁束が
供給されるが、定格あるいは電機子電流の大きい過負荷
時には、電機子反作用磁束により補助極９′を介して主
磁束が増加する構成となっている。このとき、軽負荷時
の主磁束量を減少する固定子構造の一実施例金弟４図に
示す。

第４図において、永久磁石８と補助極９′によ多構成さ
れる界磁極の磁極中心のａ　−ａ　’点よシミ成子反作
用の増磁側に配置された永久磁石”８の端部に、磁性体
で構成した補助極の一部を食い込ませたことである。こ
のように永久磁石８の着磁方向の端部に補助極を食い込
ませたことによシ、軽負荷時の磁束量が減少する。第５
図に第４図の軽負荷時の磁束分布図を示す。第５図に示
すように、本発明の場合、軽負荷時には補助極９′と並
置されている永久磁石８の一部の磁束が磁性体の補助極
９′の食い込み部を介して電機子鉄心に至らずにループ
する磁束１０が生ずる。このため、第６図に示すように
、軽負荷時における永久磁石８の磁束量ΦＭは実線に示
すように低減する。したがって、永久磁石の磁束量ΦＭ
と補助極の磁束量ΦＡとの和である界磁極の磁束量Φは
、実線で示す如く破線で示す従来の第１図のものより小
さくなる。このため、第７図に示すように軽負荷時の回
転数は高くなる 一方、本発明の場合第６図に示すように起動時に相当す
るに点の場合には電機子電流が大きいので、電機子反作
用効果が大きくなり第５図に示したループ磁束１０が発
生しなくなる。このため、起動時における界磁極の主磁
束量は、従来の第１図と同様に大きな値が得られる・し
たがって・大きなモータトルクが得られる。

第８図に示すように、永久磁石８の内径方向の一部に補
助極９′を食い込ませ、並置される補助極９′と永久磁
石８間に空隙部１１を設けても、その効果は同じである
。また、第９図に示すように補助極９′をＬ形状にし、
その先端部１２に永久磁石８を装着したものでも本発明
と同様の効果を示す。

このように本発明の場合、永久磁石と補助極によ多構成
される界磁極において、永久磁石の磁束方向部と少なく
とも磁性体の補助極の一部が交差していれば良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、永久磁石の一部に補助極を食い込ませ
たことによシ、電動機の軽負荷時に電機子鉄心に至らず
に永久磁石と補助極間をループする磁束が生ずるため、
界磁極の主磁束量が減少する。このため、軽負荷時の電
動機回転数が高くなるので、電動機がエンジンの負荷と
なることはない。

また、過負荷時すなわち起動時の電動機トルクは、従来
と同様の主磁束量が得られるので、大きなモータトルク
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の補助極付永久磁石界磁電動機の断面図、
第２図は第１図の磁束分布図、第３図は°　本発明の一
実施例を適用した補助極付永久磁石界磁′電動機の縦方
向断面図、２第４図は第３図の横方向断面図、第５図は
第３図の磁束分布図、第６図は電機子電流に対する界磁
極の磁束量を示す図、第７図は電機子電流に対する電動
機の回転数とトルクの特性図、第８図及び第９図は本発
明の応用例断面図である。 ８・・・永久磁石、９，９′・・・補助極、１０・・・
ル−プ磁束、７・・・継鉄、１１・・・空隙部、Φ・・
・界磁極の主磁束量、ΦＡ・・・補助極の磁束量、ΦＭ
・・・永久磁石に酬 慴３図 噌を図 α

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転子に′遠磯子鉄心と電機子巻線および整流子を
   備え、固定子は継鉄と継鉄の内周に永久磁石界磁と磁性
   材料からなる補助極とを設けてなる永久磁石界磁電動機
   において、永久磁石と並設される補助極の一部を該永久
   磁石の磁束方向と交差させたことを特徴とした永久磁石
   界磁電動機。 ２、特許請求の範囲第１項において、１−極中心よシ屯
   磯子反作用の増磁側に配置された永久磁石の磁束方向と
   少なくとも補助極の一部が交差していることを°特徴と
   した永久磁石界磁゛電動機。 ≦、特許請求の範囲用２項において、永久磁石と補助極
   間に空隙を設けたことを特徴とした永久磁石界磁電動機
   。