JPS61139241A - Synchronous motor - Google Patents

Synchronous motor

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Publication number
JPS61139241A
JPS61139241A JP25906684A JP25906684A JPS61139241A JP S61139241 A JPS61139241 A JP S61139241A JP 25906684 A JP25906684 A JP 25906684A JP 25906684 A JP25906684 A JP 25906684A JP S61139241 A JPS61139241 A JP S61139241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
disk
stator
armature
current distribution
Prior art date
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Pending
Application number
JP25906684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nariaki Koyama
小山 成昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPS61139241A publication Critical patent/JPS61139241A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/26Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To precisely control by smoothly operating a synchronous motor at a low speed by partly altering the width of an armature winding formed in a spiral pattern to make said width approach a current distribution to a sinusoidal wave. CONSTITUTION:An armature winding 20 having a spiral pattern is radially formed on the surface of a stator disk 18. Permanent magnets are radially mounted in response to the winding 20 of the disk 18 on a rotor disk. The winding 20 is so formed as to be dense at the portions 20a-20c of outside and rough at the portions 20d-20f of inside. Thus, a current distribution becomes sinusoidal wave, a smooth motorrotation is obtained, and large torque can be produced.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は同期モータに関し、さらに詳しくは永久磁石を
用いたディスク型交流サーボモータの電機子巻線の構造
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor, and more particularly to the structure of an armature winding of a disk-type AC servo motor using permanent magnets.

従来の技術 永久磁石材料の改良とともに交流サーボモータの利点が
注目されてきている。永久磁石を用いた交流サーボモー
タの一つとして、ステータとロータをディスク状に形成
し、これらのディスク状ステータとロータとを向き合せ
て軸線方向に交互に配置したディスク型モータがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION With improvements in permanent magnet materials, the advantages of AC servo motors are gaining attention. As one type of AC servo motor using permanent magnets, there is a disk-type motor in which a stator and a rotor are formed into disk shapes, and these disk-shaped stators and rotors are arranged alternately in the axial direction so as to face each other.

a−夕には永久磁石が取付けられ、一方、ステータには
渦巻状の・fターンで電機子巻線が付設される。このよ
うなタイプのモータの一例として、応用機械工学198
3年5月号に小型のフラットサーボモータが説明されて
いる。この説明によれば、電機子巻線としてオレンジの
輪切り状のコイル群がフォトエツチングによりステータ
表面に形成されている。
Permanent magnets are attached to the a-coils, while armature windings are attached to the stator with spiral f-turns. As an example of this type of motor, Applied Mechanical Engineering 198
A small flat servo motor is explained in the May 3rd issue. According to this explanation, a group of orange ring-shaped coils are formed as armature windings on the stator surface by photo-etching.

、電機子巻線は一般に銅線や、銅板のプレス成形品が使
用されることができる。
As the armature winding, copper wire or a press-molded copper plate can generally be used.

発明が解決すべき問題点 上述したようなタイプの同期モータは小型で大きなトル
クを発生させることができるという利点をもっており、
交流サーボモータとして適している。交流サーボモータ
を減速機を介しないでダイレクトドライブ方式で使用す
る場合には、小型で大きなトルクを発生させることがで
きるとともに、低速で滑らかに作動して精密な制御を行
うことができることが要求される。ステータの巻線構造
の設計に際しては、従来は出力トルクを大きくして損失
を小さくてることに重点がおかれ、その結果、電流分布
が正弦波状になっていない。そのために、モータが最も
滑らかに回転する状態になっていない。
Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned type of synchronous motor has the advantage of being small and capable of generating large torque.
Suitable as an AC servo motor. When using an AC servo motor in a direct drive system without using a reduction gear, it is required to be small and capable of generating large torque, and to operate smoothly at low speeds for precise control. Ru. When designing a stator winding structure, conventionally, emphasis has been placed on increasing output torque and reducing loss, and as a result, the current distribution is not sinusoidal. As a result, the motor does not rotate as smoothly as possible.

問題点を解決する手段 上記問題点を解決するために、本発明による同期モータ
は、電機子巻線を有する複数個のディスク状のステータ
エレメントと、永久磁石を有するディスク状のロータエ
レメントとを軸線方向に交互に配置し、電機子島線がス
テータエレメントの表面に沿って連続的な渦巻状のノや
ターンで付設されているものにおいて、前記渦巻状の・
ぐターンで付設された電機子巻線の幅が電流分布を正弦
波に近づけるために部分的に変えられていることを特徴
とするものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a synchronous motor according to the present invention has a plurality of disc-shaped stator elements having armature windings and a disc-shaped rotor element having permanent magnets that are aligned along the axis. In the case where the armature island wires are arranged alternately in the direction of the stator element, and the armature island wires are attached in continuous spiral grooves or turns along the surface of the stator element,
It is characterized in that the width of the armature winding attached by the winding turns is partially changed in order to make the current distribution closer to a sine wave.

実施例 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

嘉1図において、10は本発明による同期モータを示し
、12はその回転軸、14はステータ7’+ウジングで
ある。回転軸12には、3個のロータディスク16が取
付けられており、ステータエレメント14には4個のス
テータディスク18が取付けられている。各ステータデ
ィスク18の表面(Cは第2図に示されるように渦巻状
の)やターンを持った電機子巻線20が放射状に設けら
れている。
In FIG. 1, 10 indicates a synchronous motor according to the present invention, 12 is its rotating shaft, and 14 is a stator 7'+Using. Three rotor disks 16 are attached to the rotating shaft 12, and four stator disks 18 are attached to the stator element 14. The surface of each stator disk 18 (C is spiral as shown in FIG. 2) and armature windings 20 having turns are provided radially.

各巻線20は1個の連続体であり、外端が電源に、内端
が裏の巻線に接続される。各ロータディスク16にはス
テータディスク18の電機予巻lfM20と対応して放
射状に永久磁石が取付けられている。
Each winding 20 is a continuous piece, with the outer end connected to the power supply and the inner end connected to the back winding. Permanent magnets are radially attached to each rotor disk 16 in correspondence with the electric machine pre-winding lfM20 of the stator disk 18.

電機子巻線20を有するステータディスク18と永久磁
石を有するロータディスク16とはモータの軸線方向に
交互に配置され、ロータディスク16の永久磁石はモー
タ軸線方向に沿った磁界を形成し、ステータディスク1
8の電機子巻線20に流された゛電流の放射方向の部分
20a〜20f(第3.4図)が前記磁界を切ることに
よってロータディスク16に回転力が生れる。この回転
力は電流値の増大とともに増加させることができ、又、
各巻線20がステータディスク18の表面に沿って平面
的によシ密になっているほど増加することができる。
The stator disks 18 with the armature windings 20 and the rotor disks 16 with permanent magnets are arranged alternately in the axial direction of the motor, and the permanent magnets of the rotor disks 16 form a magnetic field along the motor axial direction, and the stator disks 18 have permanent magnets. 1
The radial direction portions 20a to 20f (FIG. 3.4) of the current flowing through the armature windings 20 of 8 cut off the magnetic field, thereby generating rotational force in the rotor disk 16. This rotational force can be increased as the current value increases, and
The number of windings 20 can be increased as the windings 20 become more densely arranged in a plane along the surface of the stator disk 18.

各巻I!1I20をできるだけ密にするためには、第4
図に示されるように、各巻線2oの半径方向に並行する
部分20a〜20Fが電気絶縁層(図示せず)を介して
互いに密接するかわずかの間隙で互いに等ピッチで配置
されるのが好ましいことであるが、そうすると電流分布
が正弦波形から外れて得られるトルクも正弦波状となら
ず滑らかな回転が損われる。尚、この明細書においては
、電流分布をt×ρで定義し、tは各部分20a〜20
eの長さ、pは円側方向の単位距離当りの部分20a〜
20fの個数である。本発明においては、電流分布を正
弦波状にするために1第3図に示されるように、外側の
部分20a〜20cを密にし、内側の部分20d〜20
fを粗に配置している。よって、電流分布を修正して円
滑なモータの回転が得られ、同時に大きなトルクを生じ
ることができるようにしている。各部分20a〜20f
に抵抗なく電流を流すためには、各巻線20の外端から
内端まで一定の断面積をもつことが必要で69、密接し
た状態で各部分20a〜20f間のピッチを変化させる
ためには巻線の断面形状を変化させることが必要である
。即ち、密な部分20&〜20eは幅が少さくて高さが
犬きくなシ、粗な部分20d〜20fは幅が大きくなっ
て高さが小さくなる。
Each volume I! In order to make 1I20 as dense as possible, the fourth
As shown in the figure, it is preferable that the radially parallel portions 20a to 20F of each winding 2o are arranged closely to each other with an electrical insulating layer (not shown) interposed therebetween or at equal pitches with a slight gap between them. However, if this happens, the current distribution will deviate from the sine waveform, and the resulting torque will not have a sine wave shape either, impairing smooth rotation. In this specification, the current distribution is defined as t×ρ, where t is
The length of e, p is the portion 20a per unit distance in the circular direction
The number is 20f. In the present invention, in order to make the current distribution sinusoidal, as shown in FIG.
f are arranged roughly. Therefore, by correcting the current distribution, smooth rotation of the motor can be obtained, and at the same time, large torque can be generated. Each part 20a to 20f
In order to allow current to flow through the windings 20 without resistance, it is necessary to have a constant cross-sectional area from the outer end to the inner end of each winding 2069, and in order to change the pitch between each part 20a to 20f in a close state, It is necessary to vary the cross-sectional shape of the winding. That is, the dense portions 20&-20e have a small width and a small height, and the coarse portions 20d-20f have a large width and a small height.

渦巻状の電機子巻線20は銅線の塑性変形加工や銅板の
プレス成形、エツチング、レーデ加工、放電加工等によ
り得ることができる。尚、外側の部分20a〜20eを
密にし、内側の部分20d〜20Fを粗にしたのは単に
説明を分り易くてるだめのものでちゃ、そのような変化
は基本的に設計された個々の巻線形状(例えば第4図)
に対して電流分布を修正するために適切に行われるもの
であり、変化させる位置及び程塵は特定の基本形状毎に
決定されるべきものである。
The spiral armature winding 20 can be obtained by plastic deformation of a copper wire, press molding of a copper plate, etching, rede machining, electrical discharge machining, or the like. It should be noted that the reason why the outer parts 20a to 20e are made denser and the inner parts 20d to 20F are made coarser is simply to make the explanation easier to understand.Such changes are basically designed for individual volumes. Linear shape (e.g. Figure 4)
This is done appropriately to modify the current distribution, and the position and degree of change should be determined for each specific basic shape.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば出力特性に優れ且つ
精密な制御を行うことのできる同期モータが得られる。
As described in detail, the present invention provides a synchronous motor that has excellent output characteristics and can be precisely controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による同期モータの断面図、第2図は第
1図のステータディスクの平面図、第3図は電機子巻線
の詳細図及びそれによって得られるトルク、第4図は哨
3図の電機子巻線を説明するための比較例の図である。 16・・・ロータディスク、18・・・ステータディス
ク、20・・・電機子巻線、20a〜20f・・・電機
子巻線の一部分。 朶22 第3国 第4国
FIG. 1 is a sectional view of a synchronous motor according to the invention, FIG. 2 is a plan view of the stator disk of FIG. 1, FIG. 3 is a detailed view of the armature winding and the torque obtained thereby, and FIG. FIG. 4 is a diagram of a comparative example for explaining the armature winding of FIG. 3; 16... Rotor disk, 18... Stator disk, 20... Armature winding, 20a to 20f... Part of armature winding. 22 3rd country 4th country

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、電機子巻線を有する複数個のディスク状のステータ
エレメントと、永久磁石を有するディスク状のロータエ
レメントとを軸線方向に交互に配置し、前記電機子巻線
が前記ステータエレメントの表面に沿って連続的な渦巻
状のパターンで付設されているものにおいて、前記渦巻
状のパターンで付設された電機子巻線の幅が電流分布を
正弦波に近づけるために部分的に変えられていることを
特徴とする同期モータ。
1. A plurality of disc-shaped stator elements having armature windings and disc-shaped rotor elements having permanent magnets are arranged alternately in the axial direction, and the armature windings are arranged along the surface of the stator element. In the case where the armature winding is attached in a continuous spiral pattern, the width of the armature winding attached in the spiral pattern is partially changed to make the current distribution closer to a sine wave. Features a synchronous motor.
JP25906684A 1984-12-10 1984-12-10 Synchronous motor Pending JPS61139241A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6387145A (en) * 1986-09-27 1988-04-18 Asahi Chem Ind Co Ltd Coil for dc motor
WO2011045479A2 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Julien Gillonnier Electric machine having stationary or movable spiral coils

Cited By (3)

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