JPS62110468A - 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ - Google Patents
永久磁石界磁形ブラシレスモ−タInfo
- Publication number
- JPS62110468A JPS62110468A JP24884085A JP24884085A JPS62110468A JP S62110468 A JPS62110468 A JP S62110468A JP 24884085 A JP24884085 A JP 24884085A JP 24884085 A JP24884085 A JP 24884085A JP S62110468 A JPS62110468 A JP S62110468A
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- Japan
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- permanent magnet
- magnetic poles
- salient
- poles
- brushless motor
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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〕
本発明は永久磁石界磁形ブラシレスモータに関する。
ＶＴＲ用キャプスタンモータ等のような音響機器用小形
モータは、大出力でコギングトルクが小さいことが望ま
れている。この檀の七−夕には、一般に、突極磁極のな
いコアレス形のものが多いがコアレス形のものはコギン
グトルクがない反面大出力のものを得にくい問題がある
。一方、コア付形のものは大出力のものを得やすいが突
極性をもつ之めにコギングトルクが大きくなる欠点があ
る。
モータは、大出力でコギングトルクが小さいことが望ま
れている。この檀の七−夕には、一般に、突極磁極のな
いコアレス形のものが多いがコアレス形のものはコギン
グトルクがない反面大出力のものを得にくい問題がある
。一方、コア付形のものは大出力のものを得やすいが突
極性をもつ之めにコギングトルクが大きくなる欠点があ
る。
−ｙｙ付形モータにおけるコギングトルクの改善のため
に、永久磁石極数を突極磁極数よりも大ならしめること
が、特公昭４９−８５６８号公報に開示されている。
に、永久磁石極数を突極磁極数よりも大ならしめること
が、特公昭４９−８５６８号公報に開示されている。
コギングトルクは１回転につき突極磁極数Ｍと永久磁石
磁極数Ｐとの最小公倍数の脈動トルクであり、コギング
トルクの大きさは脈動数に反比例する。
磁極数Ｐとの最小公倍数の脈動トルクであり、コギング
トルクの大きさは脈動数に反比例する。
第４図および表１を参照して従来のこの種の永久磁石回
転子形ブラシレスモータについて説明する。ステータ１
は外周に電機子巻線２を集中的に巻回した突極磁極３を
備える。ステータ１の外周には１等間隔にＮ、Ｓに着磁
しｔ水久槽石４と磁束を通すヨーク５を備えｔロータ６
が空隙黛介して回転可能に支承されている。特公昭４９
−８５６８号の例では１ｍ相構成の永久磁石磁極数Ｐと
突極磁極数Ｍの関係を Ｐ：Ｍ＝ｍ＋１ｍ＋１ とすることによってコギングトルクの脈動数を多くシ、
コギングトルクの大きさを低減することを提案している
。更に、″ｄ１機子機縁巻線２極磁極３に集中的に巻回
するようにして巻線作業性を向上させている。
転子形ブラシレスモータについて説明する。ステータ１
は外周に電機子巻線２を集中的に巻回した突極磁極３を
備える。ステータ１の外周には１等間隔にＮ、Ｓに着磁
しｔ水久槽石４と磁束を通すヨーク５を備えｔロータ６
が空隙黛介して回転可能に支承されている。特公昭４９
−８５６８号の例では１ｍ相構成の永久磁石磁極数Ｐと
突極磁極数Ｍの関係を Ｐ：Ｍ＝ｍ＋１ｍ＋１ とすることによってコギングトルクの脈動数を多くシ、
コギングトルクの大きさを低減することを提案している
。更に、″ｄ１機子機縁巻線２極磁極３に集中的に巻回
するようにして巻線作業性を向上させている。
表１
表１は、３相で且つ永久磁石磁極数Ｐと突極磁極数Ｍの
比を Ｐ：Ｍ＝４７３ とじｔ場合のコギングトルクの脈動数と巻線利用率をま
とめたもので、永久磁石磁極数Ｐが１６、突極磁極数Ｍ
が１２の例では、コギングトルクの脈動数が４８にも達
し小さなコギングトルクとすることができる。また機械
的に９Ｃ′Ｙ度の位相をもつ各突極磁極３は電気的には
同相１゛あるので電機子巻線２の利用率がよく、更に脈
動トルクの要因である誘起電圧の脈動を小さくすること
ができる利点をもっている。
比を Ｐ：Ｍ＝４７３ とじｔ場合のコギングトルクの脈動数と巻線利用率をま
とめたもので、永久磁石磁極数Ｐが１６、突極磁極数Ｍ
が１２の例では、コギングトルクの脈動数が４８にも達
し小さなコギングトルクとすることができる。また機械
的に９Ｃ′Ｙ度の位相をもつ各突極磁極３は電気的には
同相１゛あるので電機子巻線２の利用率がよく、更に脈
動トルクの要因である誘起電圧の脈動を小さくすること
ができる利点をもっている。
しかしながらこの種のモータでは、更にコギングトルク
の低減と電機子巻線の利用効率向上が望まれている。コ
ギングトルクの低減は相数ｍを増すことによって可能で
あるが、ブラシレスモータにおいては電機子巻線電流制
御のために用いる回転子の磁極位置検出素子数とスイッ
チング素子数が増えることになり、Ｓ造が複雑になって
高価になる。そして、電機子巻線２の利用率向上につい
ては、突極磁極３の間に！磯子巻線をもたない補助突極
を設けて電機子巻線利用率を１にする方法もあるが、補
助突極を多く設けると巻線作業性が低下し、また補助ａ
極間の溝が増えてコギングトルクを増大する要因となる
。
の低減と電機子巻線の利用効率向上が望まれている。コ
ギングトルクの低減は相数ｍを増すことによって可能で
あるが、ブラシレスモータにおいては電機子巻線電流制
御のために用いる回転子の磁極位置検出素子数とスイッ
チング素子数が増えることになり、Ｓ造が複雑になって
高価になる。そして、電機子巻線２の利用率向上につい
ては、突極磁極３の間に！磯子巻線をもたない補助突極
を設けて電機子巻線利用率を１にする方法もあるが、補
助突極を多く設けると巻線作業性が低下し、また補助ａ
極間の溝が増えてコギングトルクを増大する要因となる
。
〔発明の目的」
本発明の目的は、構成が簡単でコギングトルクが小さく
、比較的大出力の永久磁石界磁形ブラシレスモータを提
供することにある。
、比較的大出力の永久磁石界磁形ブラシレスモータを提
供することにある。
本発ＢＡは、永久磁石界磁の永久礎石ａ極ａＰと固定子
の突極磁極数Ｍを （２／３）Ｍ＜Ｐ＜（４／３）Ｍ 但しＭＡＰとす
ることによりコギングトルクの脈動数を増加させてコギ
ングトルクの大きさを小さくするものである。
の突極磁極数Ｍを （２／３）Ｍ＜Ｐ＜（４／３）Ｍ 但しＭＡＰとす
ることによりコギングトルクの脈動数を増加させてコギ
ングトルクの大きさを小さくするものである。
第１図およびに２図を参照して一実施例を説明する。
ステータ１は外周に１２個の突極磁極３を備え。
この突極磁極３にはｍ憎子巻線２が集中的に巻回されて
いる。ｌ相当りの突極磁極３の数は４であジ突極：うＯ
Ｈ＋ ３ Ｕ２ Ｈｄ Ｕ３ ＋ ３Ｕ４に巻回された
電機子巻線２が同相に接続されてＵ相を構成する。
いる。ｌ相当りの突極磁極３の数は４であジ突極：うＯ
Ｈ＋ ３ Ｕ２ Ｈｄ Ｕ３ ＋ ３Ｕ４に巻回された
電機子巻線２が同相に接続されてＵ相を構成する。
つまりこのＵ相は中心の突極磁極３ｏ１（任意に設定し
得る）を基準として、電気角で１８０Ｋ（Ｋは整数）〜
１８０に＋６０度未満の範囲の突極磁極３に巻回された
電機子巻線２で構成される。
得る）を基準として、電気角で１８０Ｋ（Ｋは整数）〜
１８０に＋６０度未満の範囲の突極磁極３に巻回された
電機子巻線２で構成される。
ｖ、Ｗ相はＵ相の磁極から機械的に１２０度、２４０度
（−１２０１１）隔てた突極磁極３ｖ＋ ＋ ３ ｗ
Ｉ を中心に１８０に〜１８０＋６０度未満の範囲の
突極磁極３に巻回された電機子巻線（図示せず）によっ
てそれぞれ構成される。
（−１２０１１）隔てた突極磁極３ｖ＋ ＋ ３ ｗ
Ｉ を中心に１８０に〜１８０＋６０度未満の範囲の
突極磁極３に巻回された電機子巻線（図示せず）によっ
てそれぞれ構成される。
そして永久磁石ロータ６は、Ｎ、Ｓに交互に着磁されて
ヨーク５の内側に配置されて前記突極磁極３と対向する
１４個の永久磁石磁極４を備える。
ヨーク５の内側に配置されて前記突極磁極３と対向する
１４個の永久磁石磁極４を備える。
以上のような永久磁石界磁形ブラシレスモータによれば
、１回転当りのコギン脈動数ク脈動数は。
、１回転当りのコギン脈動数ク脈動数は。
永久磁石磁極数１４と突極磁極数１２の最小公倍数でろ
る８４となってコギングトルクが軽減される。
る８４となってコギングトルクが軽減される。
一万、巻線利用率（巻線係数）については、短節巻係数
がＣＯ３３０／２＝０．９６６、突極磁極の分布による
係数も同様にｃｏｓ ３０／２＝ ０．９６６ とな
ることから、全体ｆｉＯ，９６６Ｘ０．９６６＝ ０．
９３３となり従来のものより向上する。同様な結果は、
永久磁石磁極数Ｐを１０．突極磁極数Ｍを１２とするこ
とによっても得られる。
がＣＯ３３０／２＝０．９６６、突極磁極の分布による
係数も同様にｃｏｓ ３０／２＝ ０．９６６ とな
ることから、全体ｆｉＯ，９６６Ｘ０．９６６＝ ０．
９３３となり従来のものより向上する。同様な結果は、
永久磁石磁極数Ｐを１０．突極磁極数Ｍを１２とするこ
とによっても得られる。
更に、同じ相の突極磁＊３．例えば３Ｕ７，３σ２゜３
ｕ３，３υ４が分布して配置され、これに巻回されたｍ
憎子巻線２の誘起電圧が正弦波状に近くなることから、
これに適合した正弦波電流を通電するような１！流制御
を行うことにより、誘起電圧高調波成分によるトルク脈
動が補正される効果がある。
ｕ３，３υ４が分布して配置され、これに巻回されたｍ
憎子巻線２の誘起電圧が正弦波状に近くなることから、
これに適合した正弦波電流を通電するような１！流制御
を行うことにより、誘起電圧高調波成分によるトルク脈
動が補正される効果がある。
表２
一；３相の接続不明 上：コギングトル久辰動数下二
巻線係数 表２は永久磁石磁極数Ｐと突極磁極数Ｍの組合せに対す
るコギングトルクの脈動数、巻線係数を示している。巻
線係数は短節巻係数と分布巻係数の積である。短節巻係
数は５ｉｎ（９０Ｐ／Ｍ）で求められ１分布巻係数は同
じ相の突極磁極の分布状況から算出される。従来のこの
種モータの場合、Ｍ＝ （ａ／５）Ｐ６るいｒ／ｉＭ＝
（ａ／２）ｐにおいて分布巻係数は１であるが、短節
巻係数は０．８６６となる。
巻線係数 表２は永久磁石磁極数Ｐと突極磁極数Ｍの組合せに対す
るコギングトルクの脈動数、巻線係数を示している。巻
線係数は短節巻係数と分布巻係数の積である。短節巻係
数は５ｉｎ（９０Ｐ／Ｍ）で求められ１分布巻係数は同
じ相の突極磁極の分布状況から算出される。従来のこの
種モータの場合、Ｍ＝ （ａ／５）Ｐ６るいｒ／ｉＭ＝
（ａ／２）ｐにおいて分布巻係数は１であるが、短節
巻係数は０．８６６となる。
表２から、永久磁石磁極数Ｐと突極磁極数Ｍを（２／３
）Ｍ＜Ｐ＜ （４／３）Ｍ とすれば、コギングトル
クと巻線係数の両面で改善されることが明らかである。
）Ｍ＜Ｐ＜ （４／３）Ｍ とすれば、コギングトル
クと巻線係数の両面で改善されることが明らかである。
しかしＭ＝Ｐの場合には３相結線ができないことからＭ
≠Ｐであることが必要となる。
≠Ｐであることが必要となる。
表２の例では、Ｐ＝Ｍ±１．Ｍ＝３ｍ（但しｍは２より
大きい奇数）の場合にコギングトルクの脈動数が最も大
きくなりトルクの脈動が最も小さくなる。
大きい奇数）の場合にコギングトルクの脈動数が最も大
きくなりトルクの脈動が最も小さくなる。
永久磁石磁極数Ｐを１０、突極磁極数Ｍを９とした場合
の例を第３図に示す。この場合ＶＣは、同じ相の電機子
巻線２が巻回される突極磁極３が一ケ所に偏在するため
に、空隙長を均等にしないと相関に電圧の不平衡分生じ
やすい。
の例を第３図に示す。この場合ＶＣは、同じ相の電機子
巻線２が巻回される突極磁極３が一ケ所に偏在するため
に、空隙長を均等にしないと相関に電圧の不平衡分生じ
やすい。
一方、表２で示しｔ例では永久磁石磁極数Ｐと突極磁極
数Ｍの関係を、６ｎ±２：６ｎ（但しｎは２以上の整数
）とすることによって、コギングトルクの脈動数を大き
くしつつ、機械的に１８０度近く異なる位置の突極磁極
３に巻回した電機子巻線２を同相に選べるｔめに、空隙
の不平衡の影響が少ないモータを得ることができる。
数Ｍの関係を、６ｎ±２：６ｎ（但しｎは２以上の整数
）とすることによって、コギングトルクの脈動数を大き
くしつつ、機械的に１８０度近く異なる位置の突極磁極
３に巻回した電機子巻線２を同相に選べるｔめに、空隙
の不平衡の影響が少ないモータを得ることができる。
なお、巻線係数は、電気角で１８０に＋０〜６０度（Ｋ
は整数）未満の範囲に位置する突極磁極３に巻回した電
機子巻線２を同相として接続しｔ場合に最も大きくなり
１表２はこの考え万に基づいた峡艮の巻線係数を示して
いる。
は整数）未満の範囲に位置する突極磁極３に巻回した電
機子巻線２を同相として接続しｔ場合に最も大きくなり
１表２はこの考え万に基づいた峡艮の巻線係数を示して
いる。
以上の実施例は突極磁極３のすべてに電機子巻線２を巻
回することを前提にして説明したが、突極磁極３の一部
を補助突極（電機子巻線を巻回しない）とすることも可
能である。
回することを前提にして説明したが、突極磁極３の一部
を補助突極（電機子巻線を巻回しない）とすることも可
能である。
まｔ本発明は直線モータにも適用できる。この場合には
、永久磁石の幅１／Ｐ と突極磁極の幅１／Ｍを ２／３（Ｐ／Ｍ（４／３ にすることになる。
、永久磁石の幅１／Ｐ と突極磁極の幅１／Ｍを ２／３（Ｐ／Ｍ（４／３ にすることになる。
以上のように本発明によれば、コギングトルクが小さく
出力の大きなブラシレスモータを提供することができる
。しかも相数を増やす必要がないので位置慣用素子やス
イッチング素子数を増やす必要がなく、従って構造が複
雑になることもない。
出力の大きなブラシレスモータを提供することができる
。しかも相数を増やす必要がないので位置慣用素子やス
イッチング素子数を増やす必要がなく、従って構造が複
雑になることもない。
第１図および第３図は本発明の各実施例を示すモータの
側面図、第２図は第１図に示（７之モータの展開図、第
４図は従来のモータの側面図である。 １・・・ステータ、２・・・電機子巻線、３・・・突極
磁極。 ４・・・永久磁石磁極、６・・・ロータ。
側面図、第２図は第１図に示（７之モータの展開図、第
４図は従来のモータの側面図である。 １・・・ステータ、２・・・電機子巻線、３・・・突極
磁極。 ４・・・永久磁石磁極、６・・・ロータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、等間隔に配列されたＰ個の永久磁石磁極をもつ永久
磁石界磁と、等間隔に配列されたＭ個の突極磁極とこの
突極磁極に集中的に巻回され且つ３相接続された電機子
巻線を有する電機子とを備え、前記永久磁石界磁の移動
位置に応じて前記電機子巻線電流を制御して該永久磁石
界磁にトルクを発生する永久磁石界磁形ブラシレスモー
タにおいて、前記永久磁石磁極数Ｐと突極磁極数Ｍを （２／３）Ｍ＜Ｐ＜（４／３）Ｍ 但しＭ≠Ｐに設定し
たことを特徴とする永久磁石界磁形ブラシレスモータ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石磁極
数Ｐと突極磁極数Ｍの関係を Ｐ：Ｍ＝６ｎ±２：６ｎ 但しｎは２以上の整数 としたことを特徴とする永久磁石界磁形ブラシレスモー
タ。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石磁極
数Ｐと突極磁極数Ｍの関係を Ｐ：Ｍ＝１０：１２ としたことを特徴とする永久磁石界磁形ブラシレスモー
タ。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石磁極
数Ｐと突極磁極数Ｍの関係を Ｐ：Ｍ＝１４：１２ としたことを特徴とする永久磁石界磁形ブラシレスモー
タ。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記永久磁石磁極
数Ｐと突極磁極数Ｍの関係を Ｍ＝３ｍ Ｐ＝Ｍ±１ 但しｍ＞２の奇数 としたことを特徴とする永久磁石界磁形ブラシレスモー
タ。 ６、特許請求の範囲第１項において、機械的に１２０度
の間隔にある突極磁極に巻回された電機子巻線を独立の
相とし、これらの突極磁極に対して電気角で１８０Ｋ＋
０〜６０度（但しＫ：整数）未満の範囲に位置する突極
磁極の電機子巻線を同相接続したことを特徴とする永久
磁石界磁形ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248840A JPH088764B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248840A JPH088764B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8349299A Division JP2743918B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 永久磁石界磁形ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110468A true JPS62110468A (ja) | 1987-05-21 |
| JPH088764B2 JPH088764B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17184196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248840A Expired - Lifetime JPH088764B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088764B2 (ja) |
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Citations (4)
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