JPS6198143A - 永久磁石回転電機 - Google Patents
永久磁石回転電機Info
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- JPS6198143A JPS6198143A JP21799284A JP21799284A JPS6198143A JP S6198143 A JPS6198143 A JP S6198143A JP 21799284 A JP21799284 A JP 21799284A JP 21799284 A JP21799284 A JP 21799284A JP S6198143 A JPS6198143 A JP S6198143A
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- winding
- armature
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- 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
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
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- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (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】
〔発明の利用分野、〕
突極構造の電機子鉄心と、界磁に永久磁石を使用する永
久磁石回転−機に係る。
久磁石回転−機に係る。
突極磁極を有する回転電機、とくにブラシレスモータに
おけるトルク変動には、突極磁極間の巻線溝に起因する
コギングトルクと、巻線に誘起する電圧の直流分が一定
でないことによって生ずる脈動トルク、部ちトルクリッ
プルとがある。コギングトルクを低減する方法として、
突極磁極表面−に補助溝を設け、コギングトルクの次数
を高次にして低減することが実開昭５０−３２５０２号
公報に開示されている。この考えを進めながらも、よシ
明確にコギングトルクを低減し、合せて、補助溝によっ
て増大しやすいトルクリップル分を低減しようとするも
のである。
おけるトルク変動には、突極磁極間の巻線溝に起因する
コギングトルクと、巻線に誘起する電圧の直流分が一定
でないことによって生ずる脈動トルク、部ちトルクリッ
プルとがある。コギングトルクを低減する方法として、
突極磁極表面−に補助溝を設け、コギングトルクの次数
を高次にして低減することが実開昭５０−３２５０２号
公報に開示されている。この考えを進めながらも、よシ
明確にコギングトルクを低減し、合せて、補助溝によっ
て増大しやすいトルクリップル分を低減しようとするも
のである。
本発明は突極構造の電機子鉄心を有し、界磁に永久磁石
を使用する電動機において、コギングトルクの低減と、
出力トルクのトルクリップルの低減を合せ行なおうとす
るものである。
を使用する電動機において、コギングトルクの低減と、
出力トルクのトルクリップルの低減を合せ行なおうとす
るものである。
本発明は、補助溝や補助突極をもって、コギングトルク
成分を調和削減したシ高次化して低減し、あわせて界磁
磁気パーミアンスを磁極内部で小さくシ、合成トルクの
トルクリップルを低減し、両立しがたい両特性を両立さ
、せるものであ今。
成分を調和削減したシ高次化して低減し、あわせて界磁
磁気パーミアンスを磁極内部で小さくシ、合成トルクの
トルクリップルを低減し、両立しがたい両特性を両立さ
、せるものであ今。
以下、本発明の原理を図によ）説明する。
第１図は、本発明の対象とするモータの一例の断面構造
を示す。回転子の永久磁石界磁部１は４□ 極に着磁さ
れたリング状永久磁石２とヨーク部３とで構成する。電
機子４は、巻線用突極５１゜５２．５３と補助突極６１
，６２．６３とで構成し、巻線用突極５１，５２．５３
に：は各々電機子巻線７１，７２．７３が巻回されてい
る。
を示す。回転子の永久磁石界磁部１は４□ 極に着磁さ
れたリング状永久磁石２とヨーク部３とで構成する。電
機子４は、巻線用突極５１゜５２．５３と補助突極６１
，６２．６３とで構成し、巻線用突極５１，５２．５３
に：は各々電機子巻線７１，７２．７３が巻回されてい
る。
ここでは、いわゆる永久磁石２の極数と巻線用突極の数
はそれぞれ４と３の例で、その最大公約数が磁石の極数
と異なるものを対象としている。
はそれぞれ４と３の例で、その最大公約数が磁石の極数
と異なるものを対象としている。
本モータは、ブラシレスモータの場合、巻線７１．７２
．７３への通電を、回転子ｌの位置く応じて順次切り替
え、連続的な回転力を得る。
．７３への通電を、回転子ｌの位置く応じて順次切り替
え、連続的な回転力を得る。
８ａ＠ 、８ｔｚ 、８ａｓ 、８ｂｘ 、８ａｓ 。
８ｂｓは突極磁極間に位置する巻線用の溝である。
この溝装置は、電気角で百π（従ってＭ＋２）の間隔を
持った８ ａｌ ＠ ８ ａｌ ｔ ８ ”ｌと８ｂｔ
。
持った８ ａｌ ＠ ８ ａｌ ｔ ８ ”ｌと８ｂｔ
。
８ｂ叩、８ｂｓの２つのグループで構成する。
以上が本発明の対象の磁石モータである。また磁石２と
対向する突極５１，５２．５３の外表面には、各々巻線
用溝とほぼ同じ磁気パーミアンスを持つ補助溝８ ｃ
１ ｓ ８ Ｃ＠ ＃ ８ ’ ｓ ｇ ８ ｄｔ ＊
８ｄｘ 、８ｄｓが設けられている。
対向する突極５１，５２．５３の外表面には、各々巻線
用溝とほぼ同じ磁気パーミアンスを持つ補助溝８ ｃ
１ ｓ ８ Ｃ＠ ＃ ８ ’ ｓ ｇ ８ ｄｔ ＊
８ｄｘ 、８ｄｓが設けられている。
以下、この種モータのコギングトルクの発生の原理につ
き、第２図で説明する。一般にコギングトルクは永久磁
石磁極２の移動にともなって空隙部９内の磁気エネルギ
ーが変化する事により引き起こされる。この変化の原因
は巻線用の溝にある。
き、第２図で説明する。一般にコギングトルクは永久磁
石磁極２の移動にともなって空隙部９内の磁気エネルギ
ーが変化する事により引き起こされる。この変化の原因
は巻線用の溝にある。
第２図において、（ａ）は空隙磁束密度を、（ｂ）は永
久磁石磁極を、（Ｃ）は電機子部の周方向展開図を、（
ｄ）は・１ｇ磯子部がθだけ移動した時の電機子部を−
示す。図において、便宜上、実際とは逆に電機子部を永
久磁石磁極２に対して動くものとして考えを進める。
久磁石磁極を、（Ｃ）は電機子部の周方向展開図を、（
ｄ）は・１ｇ磯子部がθだけ移動した時の電機子部を−
示す。図において、便宜上、実際とは逆に電機子部を永
久磁石磁極２に対して動くものとして考えを進める。
図において、コギングトルクは、一般に次式で表現でき
る。
る。
ここで θ：永久磁石磁極に対する電機子部の移動角
Ｅψ）：空隙全体の磁気エネルギー
一方、空隙中の任意の角度ψでの微少体格ｄｖ当シの磁
気エネルギーΔＥψ）は、 ”Ｋｔ・Ｂ１２（ψ、θ）ｄψ ・・・・・・・
・・（２）ここで μ０ ：空気の透磁率 Ｂヨ（ψ、θ）：空隙の磁束密度 Ｋｉ ：定数 従って空隙全体の磁気エネルギーＥ（のけ、Ｅ（の＝Ｋ
Ｉ／ Ｂ、” （ψ、θ）ｄψ ・・・・・
・・・・（３）ここで Ｐ：永久磁石磁極数 一般に溝がない場合の空隙磁束密度Ｂ（→は、高調波分
に分解されて、次式で表わされる。
気エネルギーΔＥψ）は、 ”Ｋｔ・Ｂ１２（ψ、θ）ｄψ ・・・・・・・
・・（２）ここで μ０ ：空気の透磁率 Ｂヨ（ψ、θ）：空隙の磁束密度 Ｋｉ ：定数 従って空隙全体の磁気エネルギーＥ（のけ、Ｅ（の＝Ｋ
Ｉ／ Ｂ、” （ψ、θ）ｄψ ・・・・・
・・・・（３）ここで Ｐ：永久磁石磁極数 一般に溝がない場合の空隙磁束密度Ｂ（→は、高調波分
に分解されて、次式で表わされる。
Ｂ （９）） ＝ΣＢ 、ｓｉｎ ｎψ
・・・・・・・・・・・・（４）鳳・１ ここで Ｂ、：Ｂ（ψ）の高調波のピーク値また、空隙
部にはエネルギー関数として次式を定義する。（第２図
（ｆ）） Ｓ（ψ）＝８２（９）） ＝Σ（Ｋ＠ ＋ Ｓａｍ ・５ｉｌｌ ２ｎψ）
・−・−（Ｓ）−暑１ ここで、Ｓ、（い：５（９１１）の高調波分に、（→：
Ｓ、（ψ）の直流分 Ｓ、、：Ｓ、（勾の高調波のピーク値 ここで、巻線用の溝、補助溝の磁束密度に対する影響は
、溝部上の空隙磁束密度が減少するか、もしくは、零に
なると考えられる。そこで溝部の位置のみ単位とする以
下の関数を定義する。（第２図（ｅ）） ここで Ｗ：４幅 以上の関数を使うことによって、溝の存在は、以下のｕ
ｔ Ｃｅ）で表示できる。
・・・・・・・・・・・・（４）鳳・１ ここで Ｂ、：Ｂ（ψ）の高調波のピーク値また、空隙
部にはエネルギー関数として次式を定義する。（第２図
（ｆ）） Ｓ（ψ）＝８２（９）） ＝Σ（Ｋ＠ ＋ Ｓａｍ ・５ｉｌｌ ２ｎψ）
・−・−（Ｓ）−暑１ ここで、Ｓ、（い：５（９１１）の高調波分に、（→：
Ｓ、（ψ）の直流分 Ｓ、、：Ｓ、（勾の高調波のピーク値 ここで、巻線用の溝、補助溝の磁束密度に対する影響は
、溝部上の空隙磁束密度が減少するか、もしくは、零に
なると考えられる。そこで溝部の位置のみ単位とする以
下の関数を定義する。（第２図（ｅ）） ここで Ｗ：４幅 以上の関数を使うことによって、溝の存在は、以下のｕ
ｔ Ｃｅ）で表示できる。
ｕｔ（の＝ｕ（θ＋αｓ）＋ｕ（θ＋α２）＋・・・＋
Ｕ（θ＋α、）ここで αｌ、α３・・・・・・α、：
溝位置ｎａ：溝数 従って溝を含めた磁束密度の分布は、 Ｂ、（ψ、θ）＝（ｔ−ｕｔψ）１Ｂ（ψ） ・・・
・・・・・・（８）（８）式を（３）式に代入すると、 Ｅ（θｌ”Ｋｔ／ （１ｕｔ（θ））” Ｂ２（９）
）ｄ９）＝Ｋｘｆ （１ｕｔ（の）Ｂ”（ψ）ｄψ
＝Ｋｔ／ Ｂ”（ψ）ｄψ−Ｋｔｆ Ｂ”（ｔ）ｕｓ
（θ）ｄ９）Ｏ ・・・・・・・・・・・・・・・（９）ここで（９）式
の第一項はθの関数にならないため、（１）式により明
らかにコギングトルクに影響を与えない。従ってコギン
グトルクＴｃは ここでＳ（ψ）は、溝がない場合のエネルギー関数を示
す。さらにこれは、 ｇ ／ ８（咎・ｕｔ（のｄψ＝Ｗ・ Σ Ｓ（θ＋α
、） ・・・・・・圓Ｏ＠−１ 従って、コギングトルクは、第２図で説明すると同図（
ｆ）で示すエネルギー関数Ｅ（のでの、移動前の位置関
数（第２図（ｅ））が１を示すエネルギー関数の総和Ｅ
ｓと移動後の総和Ｅ２の変動によって表わされる。
Ｕ（θ＋α、）ここで αｌ、α３・・・・・・α、：
溝位置ｎａ：溝数 従って溝を含めた磁束密度の分布は、 Ｂ、（ψ、θ）＝（ｔ−ｕｔψ）１Ｂ（ψ） ・・・
・・・・・・（８）（８）式を（３）式に代入すると、 Ｅ（θｌ”Ｋｔ／ （１ｕｔ（θ））” Ｂ２（９）
）ｄ９）＝Ｋｘｆ （１ｕｔ（の）Ｂ”（ψ）ｄψ
＝Ｋｔ／ Ｂ”（ψ）ｄψ−Ｋｔｆ Ｂ”（ｔ）ｕｓ
（θ）ｄ９）Ｏ ・・・・・・・・・・・・・・・（９）ここで（９）式
の第一項はθの関数にならないため、（１）式により明
らかにコギングトルクに影響を与えない。従ってコギン
グトルクＴｃは ここでＳ（ψ）は、溝がない場合のエネルギー関数を示
す。さらにこれは、 ｇ ／ ８（咎・ｕｔ（のｄψ＝Ｗ・ Σ Ｓ（θ＋α
、） ・・・・・・圓Ｏ＠−１ 従って、コギングトルクは、第２図で説明すると同図（
ｆ）で示すエネルギー関数Ｅ（のでの、移動前の位置関
数（第２図（ｅ））が１を示すエネルギー関数の総和Ｅ
ｓと移動後の総和Ｅ２の変動によって表わされる。
第２図（０よシ変動を直接見出すことは困難であるので
、（ロ）式を更に展開すると ・・・・・・・・・・・・・・・（６）従って（６）式
より、コギングトルクは各調波成分に分解することがで
きる。このことは、コギングトルクの各調波成分は、同
じ調波のエネルギー関数の溝位置部の値の和の変動とし
て与えられる事を示す。
、（ロ）式を更に展開すると ・・・・・・・・・・・・・・・（６）従って（６）式
より、コギングトルクは各調波成分に分解することがで
きる。このことは、コギングトルクの各調波成分は、同
じ調波のエネルギー関数の溝位置部の値の和の変動とし
て与えられる事を示す。
さらに上記理論を実例によシ、第３図を用いて説“明す
る。
る。
（ａ）は空隙磁束密度Ｂ１を、（ｂ）は永久磁石磁極、
（Ｃ）は巻線用溝のみの電機子部を、（ｄ）はその溝位
置関数を、（ｅ）、 ＜ｆ） 、 （ｇ）には、それぞ
れエネルギー関数の基本成分、第３調波分、第６Ａ波分
を示す。
（Ｃ）は巻線用溝のみの電機子部を、（ｄ）はその溝位
置関数を、（ｅ）、 ＜ｆ） 、 （ｇ）には、それぞ
れエネルギー関数の基本成分、第３調波分、第６Ａ波分
を示す。
なる８ａｔ 、８ａ２．８ａｓのグループと、８ｂ１゜
８Ｊ、８ｂ３のグループとからなる。この２つのグルー
プに対して、式＠の基本波分に対して適用すると ｎ＃ Σ５ａｔｓｉｎ２・ｌ（θ＋α、１） −一定 ＝一定 上式中の〔〕内の前半は＃ ８ ａ １ ｓ ８ ａ
２ ＊ｇａ３のグループに対応するものであり、後半は
ｒ＃４８ Ｊ 、 ８ ｂｚ 、 ８ ｂｚ １７）り
Ａ／−プに対応スルものであるが、和は一定となシ、コ
ギングトルクは生じない。
８Ｊ、８ｂ３のグループとからなる。この２つのグルー
プに対して、式＠の基本波分に対して適用すると ｎ＃ Σ５ａｔｓｉｎ２・ｌ（θ＋α、１） −一定 ＝一定 上式中の〔〕内の前半は＃ ８ ａ １ ｓ ８ ａ
２ ＊ｇａ３のグループに対応するものであり、後半は
ｒ＃４８ Ｊ 、 ８ ｂｚ 、 ８ ｂｚ １７）り
Ａ／−プに対応スルものであるが、和は一定となシ、コ
ギングトルクは生じない。
をもつ３個の溝のグループは、上式と同じ手法での考察
から、基本波分と３ｎ±１次調波分のコギングトルクを
生じないことが分る。
から、基本波分と３ｎ±１次調波分のコギングトルクを
生じないことが分る。
一方、第３次調波について考えると、
ΣＳ ａ ｓｉｎ ２・３（θ＋α、１）” Ｓ ａ
３・ｎａｓｉｓ６ψ） ・・・・・・・・
・α蜀となシ第３図（ｆ）で示す様に各溝位置上のエネ
ルギー分布の第３次調波は同相となり、コギングを引き
起こす。
３・ｎａｓｉｓ６ψ） ・・・・・・・・
・α蜀となシ第３図（ｆ）で示す様に各溝位置上のエネ
ルギー分布の第３次調波は同相となり、コギングを引き
起こす。
この第３次調波によるコギングトルク発生を除とでＫは
整数）だけずらして補助溝を配置することが有効である
。最も簡単な例として、第３図（ｆ）に矢印で示した位
置に補助溝をつけると良い。これによって（ロ）式は、 Ｓ、３・ｎａ・３ｉｎ６ψ）＋Ｓｍｓ・ｎｇｓｉｎ６
（θ＋−＋−Ｋ）・・・・・・・・・・・・（至） となり零となし得る。尚（至）式の第一項は巻線溝の項
、第二項は補助溝の項である。
整数）だけずらして補助溝を配置することが有効である
。最も簡単な例として、第３図（ｆ）に矢印で示した位
置に補助溝をつけると良い。これによって（ロ）式は、 Ｓ、３・ｎａ・３ｉｎ６ψ）＋Ｓｍｓ・ｎｇｓｉｎ６
（θ＋−＋−Ｋ）・・・・・・・・・・・・（至） となり零となし得る。尚（至）式の第一項は巻線溝の項
、第二項は補助溝の項である。
ここで補助溝の配置は第３図に限られたものではなく、
巻線溝位置と−ｑ＋−５にだけずらして配置すれば、そ
の他の任意の位置でも良い。但し−グループを構成する
１０個の補助溝の間隔は、電気角２Ｍπ（Ｍは３０倍数
でない整数）を維持するものとする。この溝配置でコギ
ングトルクは高次になシ低減することができる。
巻線溝位置と−ｑ＋−５にだけずらして配置すれば、そ
の他の任意の位置でも良い。但し−グループを構成する
１０個の補助溝の間隔は、電気角２Ｍπ（Ｍは３０倍数
でない整数）を維持するものとする。この溝配置でコギ
ングトルクは高次になシ低減することができる。
以上の巻線溝と補助溝の配置では、第３次調波成分は除
去されたが、第６次調波成分が出てくる。
去されたが、第６次調波成分が出てくる。
第３図（ｆ）で示した溝配置は第６次調波成分に対して
は ＝２ｎ、・５ａｌｌ・５ｉｎ２・６・θ ・・・
・・・・・・・・・αＱとなる。この第６次調波成分は
巻線用溝と補助溝との間隔を−ｙＫ＋−ｇだけ分離した
１つの巻線溝と補助溝のグループを、他のグループに対
して、電気角で□・Ｌ （Ｌ：！！数）だけずらせば
なくなる。その配列例を第３図（ｈ）に示す。
は ＝２ｎ、・５ａｌｌ・５ｉｎ２・６・θ ・・・
・・・・・・・・・αＱとなる。この第６次調波成分は
巻線用溝と補助溝との間隔を−ｙＫ＋−ｇだけ分離した
１つの巻線溝と補助溝のグループを、他のグループに対
して、電気角で□・Ｌ （Ｌ：！！数）だけずらせば
なくなる。その配列例を第３図（ｈ）に示す。
その他、第９調波成分については、第３次調波を消竺ば
、自動的に消え、その他の高次としては第１２調波成分
が残るが、このクラスの高調波のレベルでは実用的に問
題となることは少なく、又必要に応じてスキューを行な
えば、最小のスキュー角で除去でき右。
、自動的に消え、その他の高次としては第１２調波成分
が残るが、このクラスの高調波のレベルでは実用的に問
題となることは少なく、又必要に応じてスキューを行な
えば、最小のスキュー角で除去でき右。
次に出力トルクのトルクリップルについてみる。
第２図（ａ）は空隙９におゾる磁束分布を示していた。
界磁の磁石２から出た磁束は、その大部分が突極部の５
１．５２．５３、及び６１，６２．６３に吸いとられ、
各々の突極部５１，５２．５３の実効的なピッチは、機
械角で１％電気角でπとなる。
１．５２．５３、及び６１，６２．６３に吸いとられ、
各々の突極部５１，５２．５３の実効的なピッチは、機
械角で１％電気角でπとなる。
巻線７１，７２．７３と鎖交する磁束は、突極部５１．
５２．５３に流入する磁束罠等しいから、巻線の実効ピ
ッチも同様に電気角でπと云える。
５２．５３に流入する磁束罠等しいから、巻線の実効ピ
ッチも同様に電気角でπと云える。
第４図は、界磁部と巻線７１（または７２゜７３）との
関係を示す概略展開図である。界磁部磁石２は平面展開
され、巻線７１は等価的に実効ピッチπの１タ一ン巻線
７１８に置きかえである。
関係を示す概略展開図である。界磁部磁石２は平面展開
され、巻線７１は等価的に実効ピッチπの１タ一ン巻線
７１８に置きかえである。
ここて巻線７１８に電流ｉを流すと、界磁部１との電磁
作用によって回転力Ｍが生じる。その大きさは、フレミ
ングの左手の法則によシ、電流と磁束密度に比例するか
ら となる。列、回転力Ｍは巻線の実効ピッチの両端におけ
る磁束密度Ｂ、（θ＋−）とＢｔ（θ−ｉ）の差に比例
することが分る。
作用によって回転力Ｍが生じる。その大きさは、フレミ
ングの左手の法則によシ、電流と磁束密度に比例するか
ら となる。列、回転力Ｍは巻線の実効ピッチの両端におけ
る磁束密度Ｂ、（θ＋−）とＢｔ（θ−ｉ）の差に比例
することが分る。
回転角θの変化に対する各巻線７１，７２゜７３の各実
効ピッチ両端における磁束密度の差の変化を第５図（ａ
）に示す。この場合、一定値の電流’１ ＋ ’寞＋
”Ｓを第５図（ｂ）の様に回転角に応じて各巻線７
１，７２．７３に順次流すと、回転力Ｍは第５図（Ｃ）
となる。一定電流を通電するときの回転力の変動分が、
トルクリップルであるから、第５図（Ｃ）のΔＭとなる
。
効ピッチ両端における磁束密度の差の変化を第５図（ａ
）に示す。この場合、一定値の電流’１ ＋ ’寞＋
”Ｓを第５図（ｂ）の様に回転角に応じて各巻線７
１，７２．７３に順次流すと、回転力Ｍは第５図（Ｃ）
となる。一定電流を通電するときの回転力の変動分が、
トルクリップルであるから、第５図（Ｃ）のΔＭとなる
。
以上の説明から明らかな様に、各巻線７１゜７２．７３
の磁束密度差の平坦部の角度＠Ｆを広くすれば、トルク
リップルΔＭは減少する。巻線の実効ピッチを界磁部】
の１磁極ピツチに近づける様減らしてくれば、このＦは
広が９、トルクリップルは減少することも分る。補助突
極６１゜６２．６３は、不要な磁束が巻線と鎖交しない
様にし、巻線の実効ピッチを界磁部の１磁極ピヤチに近
づけている。
の磁束密度差の平坦部の角度＠Ｆを広くすれば、トルク
リップルΔＭは減少する。巻線の実効ピッチを界磁部】
の１磁極ピツチに近づける様減らしてくれば、このＦは
広が９、トルクリップルは減少することも分る。補助突
極６１゜６２．６３は、不要な磁束が巻線と鎖交しない
様にし、巻線の実効ピッチを界磁部の１磁極ピヤチに近
づけている。
この種モータについては、回転力は、巻線内の誘起電圧
Ｅと電流ｉの積に比例することも、衆知の電動機理論に
よシ開示されていることである。
Ｅと電流ｉの積に比例することも、衆知の電動機理論に
よシ開示されていることである。
即ち第５図（ａ）、 （ｃ）は、いずれも巻線内誘起電
圧Ｅで置換して考察できる票となる。
圧Ｅで置換して考察できる票となる。
さらに、巻線の誘起電圧は、磁束鎖交の時間変化の割合
に比例するという衆知の７アラデイの法則で求めること
もできるし、又、巻線辺が、磁界を表わす磁力線を切る
ことによって誘導されるとするフレミングの左手則によ
って求めることもでき、いずれの方法でも同一の結論圧
到達することは衆知となっており、誘起電圧波形は巻線
辺の切る磁束波と同一波形となる。
に比例するという衆知の７アラデイの法則で求めること
もできるし、又、巻線辺が、磁界を表わす磁力線を切る
ことによって誘導されるとするフレミングの左手則によ
って求めることもでき、いずれの方法でも同一の結論圧
到達することは衆知となっており、誘起電圧波形は巻線
辺の切る磁束波と同一波形となる。
即ち、第５図（ａ）、 （Ｃ）を綽起篭圧Ｅに置換して
考える時、その波形は、第２図（ａ）、第３図（ａ）の
空隙磁束密度Ｂ１の波形に相似であることが理解できる
。
考える時、その波形は、第２図（ａ）、第３図（ａ）の
空隙磁束密度Ｂ１の波形に相似であることが理解できる
。
ここに、前述の如く、巻線の実効ピッチに注目して平坦
部Ｆを広くシトルクリツプルを低減する方法、とけ別に
、磁束分布波形に注目して、トルク゛ リップルを低減
する方法のあることが分る。
部Ｆを広くシトルクリツプルを低減する方法、とけ別に
、磁束分布波形に注目して、トルク゛ リップルを低減
する方法のあることが分る。
実効的なトルクリップルは、回転力Ｍの平均に対し変動
分で評価できる。そしてさらに、コギングトルク同様に
高次化して緩和することも効果的である。そのためには
、第５図（ａ）、 （Ｃ）の平坦部ＦをΔＭ方向にその
値がΔＭを超えない範囲で部分的に低下させれば良い。
分で評価できる。そしてさらに、コギングトルク同様に
高次化して緩和することも効果的である。そのためには
、第５図（ａ）、 （Ｃ）の平坦部ＦをΔＭ方向にその
値がΔＭを超えない範囲で部分的に低下させれば良い。
（第５図（ｄ）のΔＴ）それは１個に限らず複数でも、
三角形状にこだわらない形であっても同様効果的である
ことは容易に分る。
三角形状にこだわらない形であっても同様効果的である
ことは容易に分る。
このΔＴを得る方法は、界磁１側の工夫によるものと、
電機子４側の工夫によるものとが考えられる。
電機子４側の工夫によるものとが考えられる。
第６図（ａ）、 （ｂ）は、界磁１側での実施例を示し
くａ）は、磁石２に各々１１．１２，１３．１４のくぼ
みを設けている。（ｂ）は、磁石２の肉厚内径、外径と
も０点を中心としたＲｓ 、Ｒｚで構成する第１図例に
対し、内径側の全であるいは、一部をＡ点を中心とした
半径几ｓ （Ｒ３＜Ｒ１）で構成し、破線で示す前者
例に対し、くぼみ２１，２２゜２３．２４を設けたもの
である。すなわち（ａ）、 （ｂ）いずれも、第１図の
電機子４（この場合溝なしで、表面一様な円筒と考える
）に対し、磁石２の端面３１．３２の中側か両端よりも
磁気パーミアンスが小さくなる如く、空隙長を大きく構
成しておる。
くａ）は、磁石２に各々１１．１２，１３．１４のくぼ
みを設けている。（ｂ）は、磁石２の肉厚内径、外径と
も０点を中心としたＲｓ 、Ｒｚで構成する第１図例に
対し、内径側の全であるいは、一部をＡ点を中心とした
半径几ｓ （Ｒ３＜Ｒ１）で構成し、破線で示す前者
例に対し、くぼみ２１，２２゜２３．２４を設けたもの
である。すなわち（ａ）、 （ｂ）いずれも、第１図の
電機子４（この場合溝なしで、表面一様な円筒と考える
）に対し、磁石２の端面３１．３２の中側か両端よりも
磁気パーミアンスが小さくなる如く、空隙長を大きく構
成しておる。
これにより、第５図（ｄ）の如きくぼみΔＴを形成しよ
うとするものである。
うとするものである。
このくぼみ１１，１２．１３，１４、あるいは２１．２
２，２３，２４は各磁石に複数個あっても、また形状が
いかなるものであっても、前述の如く、回転力のΔＭあ
るいはそれに対応する誘起電圧の側より小さく、かつ、
平坦部Ｆ内にある回転力ΔＴあるいはそれに対応する誘
起電圧を発生させるものであれば良いことは自明である
。但し２部外であっても巻線電流’ｌ ｓ ”ｌ ｓ
’ｍの切替点内Ｔ内であれば、一部効果もある。
２，２３，２４は各磁石に複数個あっても、また形状が
いかなるものであっても、前述の如く、回転力のΔＭあ
るいはそれに対応する誘起電圧の側より小さく、かつ、
平坦部Ｆ内にある回転力ΔＴあるいはそれに対応する誘
起電圧を発生させるものであれば良いことは自明である
。但し２部外であっても巻線電流’ｌ ｓ ”ｌ ｓ
’ｍの切替点内Ｔ内であれば、一部効果もある。
以上の構成によれば、両立しがたいコギングトルクの低
減と、トルクリップルの低減を合せ実施し得る。
減と、トルクリップルの低減を合せ実施し得る。
第１図は本発明を適用する電動機の構造図、第２図はコ
ギングトルク発生の原理説明図、第３図は第１図に対応
したコギングトルク低減の説明図、第４図、第５図（ａ
）々いしくｄ）はそれぞれトルクリップルの発生原理と
低減手法を示す図、第６図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例を示す構造図である
。 １・・・永久磁石界磁部、２・・・永久磁石磁極、３・
・・ヨーク部、４・・・電機子、５１，５２．５３・・
・巻線用突極、６１，６２．６３・・・補助突極、７１
，７２゜７ ａ ・”ｐｔ機子巻線、ｇａｌ 、８ａｌ
、 ８ａｚ 。 ｇ ｂｌ、 ８ ｂｌ ｍ ８ｂＲ””巻線用溝、６．
’ｔ。 ８ Ｃｚ ｇ ８ Ｃｓ ＊ ８ ｄ ｔ ＠ ８ ｄ
ｚ ＠ ８ ｄ ２ ”・補助溝、９・・・空隙、１１
，１２，１３．１４・・・磁石２内のくぼみ、２１，２
２，２３．２４・・・磁石２内算 乙 図 手続補正書（方式） ％式％］ 昭 和５９年 ｂ許願第 ２１７９９２ −じ発明の名
称 永久声石回転電機 補正をする者 −Ｉｉｆ’ｌとの関係 持、ｉγ出１９百人Ｒ＋＋、
！５ｌｏｔ株式会社 日 立 製 イ乍 所代 理
人 居帽〒１００１東京都千代田区丸の内−丁目５番１号は
それぞれ」の記載を「第５図は」に補正する。 以上 □
ギングトルク発生の原理説明図、第３図は第１図に対応
したコギングトルク低減の説明図、第４図、第５図（ａ
）々いしくｄ）はそれぞれトルクリップルの発生原理と
低減手法を示す図、第６図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例を示す構造図である
。 １・・・永久磁石界磁部、２・・・永久磁石磁極、３・
・・ヨーク部、４・・・電機子、５１，５２．５３・・
・巻線用突極、６１，６２．６３・・・補助突極、７１
，７２゜７ ａ ・”ｐｔ機子巻線、ｇａｌ 、８ａｌ
、 ８ａｚ 。 ｇ ｂｌ、 ８ ｂｌ ｍ ８ｂＲ””巻線用溝、６．
’ｔ。 ８ Ｃｚ ｇ ８ Ｃｓ ＊ ８ ｄ ｔ ＠ ８ ｄ
ｚ ＠ ８ ｄ ２ ”・補助溝、９・・・空隙、１１
，１２，１３．１４・・・磁石２内のくぼみ、２１，２
２，２３．２４・・・磁石２内算 乙 図 手続補正書（方式） ％式％］ 昭 和５９年 ｂ許願第 ２１７９９２ −じ発明の名
称 永久声石回転電機 補正をする者 −Ｉｉｆ’ｌとの関係 持、ｉγ出１９百人Ｒ＋＋、
！５ｌｏｔ株式会社 日 立 製 イ乍 所代 理
人 居帽〒１００１東京都千代田区丸の内−丁目５番１号は
それぞれ」の記載を「第５図は」に補正する。 以上 □
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、永久磁石界磁部と、突極の総てもしくは一部に電機
子巻線を巻装した突極磁極で構成した電機子とからなり
、前記突極磁極の表面に補助溝を設けかつ、永久磁石界
磁部もしくは電機子部のいずれか一方が他方に対して回
転可能に構成された永久磁石機において、前記永久磁石
界磁部と電機子間の磁気パーミアンズが、界磁極両端に
比しその内側で小さくなるべく、界磁空隙が構成された
ことを特徴とする永久磁石回転電機。 ２、前記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、電
機子鉄心の主突極部の間に前記界磁部と対向するように
補助突極部を設け、電機子巻線の実効ピッチを界磁極の
ピッチにほぼひとしくしたことを特徴とする永久磁石回
転電機。 ３、前記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて界磁
極数がＰ個で、電機子巻線突極がｍ個で、両者の最大公
約数がＰとことなり、かつ、電気角で２／３Ｍπ（Ｍは
３の倍数でない整数）の間隔を持つた巻線用溝の１つあ
るいは複数のグループをもち、巻線用溝位置に対して電
気角で２／３Ｋ＋π／６（Ｋは整数）だけ分離した位置
に巻線用溝と同数の補助溝を突極磁極表面に設けたこと
を特徴とする永久磁石回転電機。 ４、前記特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、巻
線用溝と補助溝との間隔をπ／３Ｋ＋π／６だけ分離し
た一つの巻線用の溝と補助溝のグループを、他のグルー
プに対して、電気角でＬ・π／２（Ｌは整数）だけずら
して配置したことを特徴とする永久磁石回転電機。 ５、前記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、界
磁の位置に応じて複数の電機子巻線への通電を切り替え
て連続的な回転力を得るものであつて、前記磁気パーミ
アンスの低下が、巻線切替内の合成誘起電圧に、誘起電
圧のくぼみを発生されるものにして、かつ巻線切替点の
くぼみよりもくぼまないことを特徴とする永久磁石回転
電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21799284A JPS6198143A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 永久磁石回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21799284A JPS6198143A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 永久磁石回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6198143A true JPS6198143A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16712923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21799284A Pending JPS6198143A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 永久磁石回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6198143A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641457A (en) * | 1987-06-20 | 1989-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Dc motor |
| WO2001052386A2 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mol Belting Company | Electric motor with external rotor |
| US6879078B2 (en) | 2000-01-12 | 2005-04-12 | Neodrive Llc | Electric motor with external rotor |
| JP2015149819A (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | モータ |
| JP2021027723A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | モータ |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP21799284A patent/JPS6198143A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641457A (en) * | 1987-06-20 | 1989-01-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Dc motor |
| WO2001052386A2 (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Mol Belting Company | Electric motor with external rotor |
| WO2001052386A3 (en) * | 2000-01-12 | 2002-03-28 | Mol Belting Co | Electric motor with external rotor |
| US6879078B2 (en) | 2000-01-12 | 2005-04-12 | Neodrive Llc | Electric motor with external rotor |
| US7337524B2 (en) | 2000-01-12 | 2008-03-04 | Neodrive Llc | Method of forming a winding core for an electric motor |
| JP2015149819A (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | モータ |
| JP2021027723A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | モータ |
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