JPS5963964A - 永久磁石回転子型同期電動機 - Google Patents
永久磁石回転子型同期電動機Info
- Publication number
- JPS5963964A JPS5963964A JP57174905A JP17490582A JPS5963964A JP S5963964 A JPS5963964 A JP S5963964A JP 57174905 A JP57174905 A JP 57174905A JP 17490582 A JP17490582 A JP 17490582A JP S5963964 A JPS5963964 A JP S5963964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- permanent magnet
- grooves
- synchronous motor
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K21/18—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores
- H02K21/185—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores with the axis of the rotor perpendicular to the plane of the armature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は永久磁石を回転子とする十数ワット以下の小型
の同婁ｎ電動機に関するものである。
の同婁ｎ電動機に関するものである。
従来例の構成とその問題点
永久磁石回転子型同期電動機では、永久磁石回転子にか
ご形導体を組み込み誘導電動機として始動させるものが
一般的であるが、ごく小容量のものに、構造を極力簡単
にするため、固定子は突極で集中巻の２極とし、回転子
を円筒形磁石単体で構成したものがある。しかし、この
種の永久磁石回転子型同期電動機は、交番トルクしか持
たず、始動が困難であるため、構造が簡単であるといつ
本来のメ’） ソ） ’ｆ：失なわずに、始動を改善す
る方法として第１図に示すようなものが考えらｒした。
ご形導体を組み込み誘導電動機として始動させるものが
一般的であるが、ごく小容量のものに、構造を極力簡単
にするため、固定子は突極で集中巻の２極とし、回転子
を円筒形磁石単体で構成したものがある。しかし、この
種の永久磁石回転子型同期電動機は、交番トルクしか持
たず、始動が困難であるため、構造が簡単であるといつ
本来のメ’） ソ） ’ｆ：失なわずに、始動を改善す
る方法として第１図に示すようなものが考えらｒした。
第１図において１は軸２と直角方向に２極に着磁さ匙た
円筒形磁石回転子、３は固定子、４は電機子巻線であり
、回転子１に対し固定子３の磁極部ｓａ、ｓｂは、エア
ギャップ６を不均一にするよう構成さｎている。
円筒形磁石回転子、３は固定子、４は電機子巻線であり
、回転子１に対し固定子３の磁極部ｓａ、ｓｂは、エア
ギャップ６を不均一にするよう構成さｎている。
この構成においては、第２図に示すように、始動の瞬間
には固定子の磁極部５ａ、５ｂが回転子１に反発力を及
ぼす。回転子１上の任意の対向する４点人、 Ｂ、
Ｃ，Ｄに働らく反発力Ｆａ＋Ｆｂ＋ＦＯｙ’ｄを円周
方向成分Ｆ＆１＋ Ｆｂｌ ＋ Ｆ’ｃ＋ ＋ Ｆｄｉ
と輔心方向成分ＦＩＬ２ ＋ Ｆｂ２ ＋ Ｆｅ２
＋ Ｆｄ２に分けると、点Ａと点りに働らく反発力は回
転子１金時計方向回転させる偶力Ｆ＆１ｖ Ｆｄｌを
生じ、点Ｂと点Ｃに働らく反発力は回転子１全反時計方
向回転させる偶力Ｆｂ＋とＦｃ＋ を生じる。
には固定子の磁極部５ａ、５ｂが回転子１に反発力を及
ぼす。回転子１上の任意の対向する４点人、 Ｂ、
Ｃ，Ｄに働らく反発力Ｆａ＋Ｆｂ＋ＦＯｙ’ｄを円周
方向成分Ｆ＆１＋ Ｆｂｌ ＋ Ｆ’ｃ＋ ＋ Ｆｄｉ
と輔心方向成分ＦＩＬ２ ＋ Ｆｂ２ ＋ Ｆｅ２
＋ Ｆｄ２に分けると、点Ａと点りに働らく反発力は回
転子１金時計方向回転させる偶力Ｆ＆１ｖ Ｆｄｌを
生じ、点Ｂと点Ｃに働らく反発力は回転子１全反時計方
向回転させる偶力Ｆｂ＋とＦｃ＋ を生じる。
もし、ギャップ６が均一ならば、２対の偶力Ｆｌ＋Ｆｄ
＋とＦｂ１＋ Ｆｃ＋は太ささが同じであり、振動が起
きにくいが、図に示すように点Ａと点りに、対向する固
定子の磁極部を遠ざけてエアギャップ６を太キくシてお
くと、２対の偶力のノくランスがくず几振動が起き始動
しやすくなる。
＋とＦｂ１＋ Ｆｃ＋は太ささが同じであり、振動が起
きにくいが、図に示すように点Ａと点りに、対向する固
定子の磁極部を遠ざけてエアギャップ６を太キくシてお
くと、２対の偶力のノくランスがくず几振動が起き始動
しやすくなる。
従って、この方法は始動の向上に役立つが、始動を良好
にしようとするほど、エアギャップ６は平均として太キ
くするため、同期脱出トルクが低下し、また逆起電力も
低下して電機子巻線の温度上昇が大きくなる等、電動機
としての他の特性を悪化させるという問題があり小容量
機といえども実用に供する範囲は限らｎている。
にしようとするほど、エアギャップ６は平均として太キ
くするため、同期脱出トルクが低下し、また逆起電力も
低下して電機子巻線の温度上昇が大きくなる等、電動機
としての他の特性を悪化させるという問題があり小容量
機といえども実用に供する範囲は限らｎている。
発明の目的
本発明は、従来のこのような問題を解消し、電動機とし
ての他の特性をそこなうことなく、しかも構造が簡単で
あるという本来のメリットも失なわずに始動の改善をは
かった永久磁石回転子型同期電動機を提供するものであ
る。
ての他の特性をそこなうことなく、しかも構造が簡単で
あるという本来のメリットも失なわずに始動の改善をは
かった永久磁石回転子型同期電動機を提供するものであ
る。
発明の構成
同期電動機が自己゛始動しないのは、始動トルクを持た
ないためであるが、特にこの種の永久磁石回転子型同期
電動機について言えば、固定子磁界が回転磁界でないこ
との他に、固定子が２極の突極構造であることがさらに
自己始動を困、難にしている。
ないためであるが、特にこの種の永久磁石回転子型同期
電動機について言えば、固定子磁界が回転磁界でないこ
との他に、固定子が２極の突極構造であることがさらに
自己始動を困、難にしている。
固定子が２極の突極構造であるため、回転子の回転角に
対するパーミアンス変化は機械角で１８００ごとに太＠
な谷部を持ち、その大キナパーミアンス変化に伴って回
転子には磁気吸引力が働く。しかし、この磁気吸引力の
ために、電源電圧が低下したり負荷による慣性モーメン
トが太さいと、回転子は固定子の磁極部に吸着さｒして
固定子交番磁界に同期し得す１８０°以内の機械角で反
復振動を繰り返す状態となる。
対するパーミアンス変化は機械角で１８００ごとに太＠
な谷部を持ち、その大キナパーミアンス変化に伴って回
転子には磁気吸引力が働く。しかし、この磁気吸引力の
ために、電源電圧が低下したり負荷による慣性モーメン
トが太さいと、回転子は固定子の磁極部に吸着さｒして
固定子交番磁界に同期し得す１８０°以内の機械角で反
復振動を繰り返す状態となる。
そうなる限界は前記したパーミアンス変化の波形、従っ
て磁気吸引力の波形を変えることによって変化させるこ
とができ、前記したパーミアンス変化の波形は固定子の
形状、磁極片の形状、極弧長、！た回転子磁石の形状な
どで決まる。
て磁気吸引力の波形を変えることによって変化させるこ
とができ、前記したパーミアンス変化の波形は固定子の
形状、磁極片の形状、極弧長、！た回転子磁石の形状な
どで決まる。
本発明の永久磁石回転子型同期電動機は、回転子の所定
の外周上に数個の溝を設けたことにより、前記のパーミ
アンス変化の波形を変化させ、始動の改善をはかろうと
するものである。
の外周上に数個の溝を設けたことにより、前記のパーミ
アンス変化の波形を変化させ、始動の改善をはかろうと
するものである。
実施例の説明
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例について説
明する。第３図において、７は溝８全外周上に有する円
筒状の２極の回転子で、永久磁石よ＃）なる。９は磁極
部１０２Ｌ、１０ｂ’ｉ有する固定子、１１は固定子全
励磁する駆動コイルである。
明する。第３図において、７は溝８全外周上に有する円
筒状の２極の回転子で、永久磁石よ＃）なる。９は磁極
部１０２Ｌ、１０ｂ’ｉ有する固定子、１１は固定子全
励磁する駆動コイルである。
前記した溝８の位置は、固定子９の磁極端１２ａ１１２
ａ２ 、又、１２ｂ１と１２ｂ２ とでそｎぞｎ構成
する極弧角と関係があり、極弧角か９０前後の場合、溝
８は回転子７のＮ−８磁軸から４５°前後の位置に設け
る。
ａ２ 、又、１２ｂ１と１２ｂ２ とでそｎぞｎ構成
する極弧角と関係があり、極弧角か９０前後の場合、溝
８は回転子７のＮ−８磁軸から４５°前後の位置に設け
る。
第４図は回転子７を単体で軸１３全中心に回転させたと
きのＮ極を起点として描いた回転角０と表面磁束密度Ｂ
の分布を示す。点線は溝８のない磁石のもので、正弦波
形を示し、実線は溝８のある磁石７のもので、溝８の形
状は回転子７の表面磁束密度Ｂを溝８のある部分で局所
的に急峻に落ち適寸すような形状である。
きのＮ極を起点として描いた回転角０と表面磁束密度Ｂ
の分布を示す。点線は溝８のない磁石のもので、正弦波
形を示し、実線は溝８のある磁石７のもので、溝８の形
状は回転子７の表面磁束密度Ｂを溝８のある部分で局所
的に急峻に落ち適寸すような形状である。
第６図、第６図はそｎぞｎ回転１−ｒ−７の回転角０に
対する回転子７からみたパーミアンスＰ及び通電してい
ないときの回転子に作用するトルクＴの変化を表わして
おり、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄは第３図のａ、
ｂ、 ｃ、 （１に対応し、回転子７の磁極が固定子
上のいずｎの方向を向いているかを示し、実線の曲線は
第３図の回転子７の特性、破線の曲線は溝８のない完全
な円筒状の回転子の特性を表わしている。
対する回転子７からみたパーミアンスＰ及び通電してい
ないときの回転子に作用するトルクＴの変化を表わして
おり、ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄは第３図のａ、
ｂ、 ｃ、 （１に対応し、回転子７の磁極が固定子
上のいずｎの方向を向いているかを示し、実線の曲線は
第３図の回転子７の特性、破線の曲線は溝８のない完全
な円筒状の回転子の特性を表わしている。
今、回転子７の磁極がａ −ｃ方向にあるとさ、及びｂ
−ｄ方向にあるとき、固定子の磁極端１２＋！Ｌｌ。
−ｄ方向にあるとき、固定子の磁極端１２＋！Ｌｌ。
１２ａ２ 、１２ｂ＋ 、 ’１２ｂ２が溝８と対向す
ることにすり、その近辺では回転子７の動きに対して磁
束分布が減少している。このため、第５図に示すように
パーミアンス変化を局所的に千矩にできる。磁気吸引力
はパーミアンスの変化率により生じるので第６図に示す
ように回転子７に働くトルクはパーミアンスの平ヱ且な
部分ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ近辺で弱くなる。従っ
て、始動時において、回転子７の磁極がａ−ａ方向にあ
るときは、固定子の磁極端に回転子７が吸着さｎるのを
妨げて振動を維持し、またｂ−ｄ方向に近づいたときに
は、固定子のつくるパーミアンスの谷を越しやす（７ｉ
ｊ’、１８００以内の角度で反復振動を繰り返して始動
しないという状態を脱しやすくなっている。
ることにすり、その近辺では回転子７の動きに対して磁
束分布が減少している。このため、第５図に示すように
パーミアンス変化を局所的に千矩にできる。磁気吸引力
はパーミアンスの変化率により生じるので第６図に示す
ように回転子７に働くトルクはパーミアンスの平ヱ且な
部分ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ近辺で弱くなる。従っ
て、始動時において、回転子７の磁極がａ−ａ方向にあ
るときは、固定子の磁極端に回転子７が吸着さｎるのを
妨げて振動を維持し、またｂ−ｄ方向に近づいたときに
は、固定子のつくるパーミアンスの谷を越しやす（７ｉ
ｊ’、１８００以内の角度で反復振動を繰り返して始動
しないという状態を脱しやすくなっている。
以上は、固定子９の極弧角が約９００である場合を説明
したが、そｎ以外の角度であっても固定子９と回転子７
の磁極が対向する位置で固定子９の端部に対向するよう
回転子７上に溝８を設けｎば、始動改善の効果を持ち、
１だ溝は４ケ所すべてに設けなくともその本数に対応し
た効果を有する。
したが、そｎ以外の角度であっても固定子９と回転子７
の磁極が対向する位置で固定子９の端部に対向するよう
回転子７上に溝８を設けｎば、始動改善の効果を持ち、
１だ溝は４ケ所すべてに設けなくともその本数に対応し
た効果を有する。
また固定子９及び回転子７の極数は２極に限らず、多極
の場合も同様の効果ヲ有する。更に、溝８は回転子軸力
向に傾斜又は螺旋状に設けてもよく、溝幅及び深さにつ
いても必要に応じて変化させて設定すｎばよい。
の場合も同様の効果ヲ有する。更に、溝８は回転子軸力
向に傾斜又は螺旋状に設けてもよく、溝幅及び深さにつ
いても必要に応じて変化させて設定すｎばよい。
発明の効果
以上説ツ］してきたように、本発明の永久磁石回転子型
同期電動機は、回転子の外周上に溝を設けたことにより
、始動期間中における回転子の振動角加速度が大となり
、始動の向上かはか几、しかも溝の寸法は回転子の全体
からみて小さくてよいため、回転子側の磁束量はわずか
に低下するだけであり、電動機としての緒特性に力える
影響もわずかですむ。！、た形状的にも簡単であり、回
転子の成形時に容易に溝を形成できるものであるから、
原価上の制約をうけることなく、始動性能を向上した永
久磁石回転子型同期電動機を提供し得る。
同期電動機は、回転子の外周上に溝を設けたことにより
、始動期間中における回転子の振動角加速度が大となり
、始動の向上かはか几、しかも溝の寸法は回転子の全体
からみて小さくてよいため、回転子側の磁束量はわずか
に低下するだけであり、電動機としての緒特性に力える
影響もわずかですむ。！、た形状的にも簡単であり、回
転子の成形時に容易に溝を形成できるものであるから、
原価上の制約をうけることなく、始動性能を向上した永
久磁石回転子型同期電動機を提供し得る。
また回転子の溝に着磁ヨーク部に配置した治具の位置決
め突部全対応させ几ば、回転子の配向方向に正しく着磁
できるため磁石のもつ最大の磁束を得ることができる。
め突部全対応させ几ば、回転子の配向方向に正しく着磁
できるため磁石のもつ最大の磁束を得ることができる。
第１図は従来の永久磁石回転子型同期電動機を示す断面
図、第２図は同要部拡大断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す永久磁石回転子型同期電動機を示す断面図、
第４図〜第６図はそｎぞｎ本発明の回転子に設けた溝の
効果を説明する特性図である。 ７・・・・・・回転子、８・・・・・・溝、９・・・・
・・固定子、１０ａ＋１０ ｂ ・＝ ・・・磁極部、
１２ａ＋ 、 １２ａ２ 、１２ｂ＋ 、 １２ｋ１２
・・・・・・磁極端。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図 （ａ） （Ａ） （ｔ）
（６６） （’Ｌ）第６図
図、第２図は同要部拡大断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す永久磁石回転子型同期電動機を示す断面図、
第４図〜第６図はそｎぞｎ本発明の回転子に設けた溝の
効果を説明する特性図である。 ７・・・・・・回転子、８・・・・・・溝、９・・・・
・・固定子、１０ａ＋１０ ｂ ・＝ ・・・磁極部、
１２ａ＋ 、 １２ａ２ 、１２ｂ＋ 、 １２ｋ１２
・・・・・・磁極端。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図 （ａ） （Ａ） （ｔ）
（６６） （’Ｌ）第６図
Claims (3)
- （１）磁極部を有する固定子と、この固定子を励磁する
駆動コイルと、前記磁極部間に回転自在に軸支さγした
永久磁石よりなる回転子とを有し、前記固定子の磁極端
に略対向する、前記回転子の外周上には、数個の軸方向
の溝を設けた永久磁石回転子型同期電動機。 - （２）溝は傾斜又は螺旋状に設けた特許請求の範囲第１
項記載の永久磁石回転子型同期電動機。 - （３）溝の幅及び深さを変化させた特許請求の範囲第１
４には第２項記載の永久磁石回転子型同期電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174905A JPS5963964A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174905A JPS5963964A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963964A true JPS5963964A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0456543B2 JPH0456543B2 (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=15986745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174905A Granted JPS5963964A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963964A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280745A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石回転子型同期電動機 |
| JP2011083181A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-04-21 | Hitachi Appliances Inc | 交流整流子電動機およびそれを用いた電動送風機 |
| CN102651598A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 日立空调·家用电器株式会社 | 交流换向器电动机及使用了该电动机的电动送风机 |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57174905A patent/JPS5963964A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280745A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石回転子型同期電動機 |
| JP2011083181A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-04-21 | Hitachi Appliances Inc | 交流整流子電動機およびそれを用いた電動送風機 |
| CN102651598A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 日立空调·家用电器株式会社 | 交流换向器电动机及使用了该电动机的电动送风机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0456543B2 (ja) | 1992-09-08 |
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