WO2014195999A1 - 同期電動機 - Google Patents

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松岡　篤
馬場　和彦
洋樹 麻生
優人 浦辺
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a synchronous motor.
  • a rotor having 8 poles or 10 poles and a stator having 9 slots are used, In the stator, three-phase windings are continuously arranged in a concentrated manner.
  • this type of synchronous motor since nine windings are arranged on the stator, each winding and teeth are mechanically arranged every 40 °, and each phase three winding is mechanically at an angle of 40 °. Are arranged continuously. Since the rotor has 8 poles or 10 poles, the width of one magnetic pole is 45 ° in the case of 8 poles, and the width of one magnetic pole is 36 ° in the case of 10 poles.
  • the pulsation that occurs during one rotation of the rotor is determined by the least common multiple of the number of slots of the stator and the number of poles of the rotor.
  • the synchronous motor having a ratio of the number of magnetic poles to the number of stator slots of 2: 3 is 8 poles and 12 slots
  • the pulsation is 24 times.
  • the 8-pole 9-slot synchronous motor has 72 pulsations
  • the 10-pole 9-slot synchronous motor has 90 pulsations.
  • an 8-pole 9-slot or 10-pole 9-slot synchronous motor can suppress cogging torque more than a synchronous motor having a ratio of the number of magnetic poles to the number of stator slots of 2: 3.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a synchronous motor capable of further reducing vibration and noise.
  • the present invention provides a stator in which concentrated windings are provided so as to surround teeth in nine slots formed in the stator core, and a yoke core.
  • a permanent magnet having 10 poles on the outer diameter side of the teeth and a rotor disposed on the inner diameter side of the teeth, and a tooth tip provided on the inner diameter side of the teeth and a root portion of the teeth.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the synchronous motor and the excitation force.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the 10-pole 9-slot synchronous motor and the excitation force.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the dimensions of the stator core and the excitation force in a 10-pole, 9-slot synchronous motor.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the dimensions of the stator core and the excitation force in an 8-pole 9-slot synchronous motor.
  • FIG. 10 is a diagram showing the excitation force of the synchronous motor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the permanent magnet 6 is made of a material that is relatively inexpensive and has a low magnetic force, such as a ferrite magnet.
  • a tile-like sintered magnet is used for the permanent magnet 6.
  • the permanent magnet 6 may be a bond magnet formed by mixing a resin and magnetic powder into a ring shape. Since a ferrite magnet is less expensive than a rare earth magnet, when a ferrite magnet is used as the permanent magnet 6, an excitation force described later can be reduced while reducing the cost.
  • a plurality of teeth 2 b arranged at equal intervals in the circumferential direction are formed on the inner peripheral side of the stator core 2. In the illustrated stator 1, nine teeth 2 b are provided.
  • a slot 2e surrounded by a yoke core 2a, a tooth 2b, and a tooth tip 2c constituting the stator core 2 is formed in a portion where the circumferential end 2c1 of the adjacent tooth tip 2c faces.
  • nine slots 2 e are provided.
  • the windings 3 constituting each phase are concentratedly arranged on the three teeth 2b constituting the U phase, the three teeth 2b constituting the V phase, and the three teeth 2b constituting the W phase.
  • the direction of the winding 3 wound around the tooth 2b provided in the center is the direction of the winding 3 wound around the teeth 2b provided on both sides thereof. The reverse direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a synchronous motor in which a rotor having 8 or 10 magnetic poles and a stator having 9 slots are combined.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the excitation force of the rotor that is generated when a sine wave current is applied to a synchronous motor using a rotor having eight magnetic poles.
  • the windings 3 constituting one phase are intensively arranged. Therefore, a rotating magnetic field generated when a current flows through the winding 3 of the stator 1 is generated unevenly with respect to the rotating shaft 7 of the rotor 4. As a result, a large excitation force (magnetic attraction force) is generated in the radial direction with respect to the rotating shaft 7.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the synchronous motor and the excitation force.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the 10-pole 9-slot synchronous motor and the excitation force.
  • FIG. 6 shows only the tendency of the excitation force generated by the 8-pole 9-slot synchronous motor and the 10-pole 9-slot synchronous motor. Specific numerical values are omitted.
  • the scale value on the vertical axis in FIG. 7 is set to be different from the scale value on the vertical axis in FIG.
  • the excitation force in the 10-pole 9-slot synchronous motor 10 shows a characteristic close to a quadratic function with respect to the generated torque.
  • the excitation force of the rotor 4 tends to increase rapidly as the torque increases. This is presumed to be affected by the magnetic flux density of the stator core 2.
  • the plurality of curves shown in FIG. 8 are an electromagnetic field analysis of a synchronous motor in which the thickness b of the tooth tip 2c is a constant value and the width of the slot opening 2f (that is, the width a of the tooth tip 2c) is different. Is the result of
  • the permanent magnet 6 for example, a bonded magnet obtained by mixing magnetic powder of a rare earth magnet and a resin is formed into a ring shape. Since rare earth magnets are more expensive than ferrite magnets, it is desirable to form permanent magnets 6 in a thin ring shape in order to reduce material costs.
  • the permanent magnet 6 having a high magnetic force is used, and the b / a value is set to a value larger than 0.6, whereby the rotor 4 is vibrated.
  • High output and high efficiency can be achieved while suppressing the force.
  • the effects of the first embodiment lower vibration and lower noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

　固定子鉄心２に形成された９つのスロット内にティース２ｂを取り囲むように集中巻の巻線が施された固定子と、ヨーク鉄心の外径側に１０極の永久磁石が設けられティース２ｂの内径側に配置される回転子と、を備え、ティース２ｂの内径側に設けられたティース先端部２ｃとティース２ｂとの付根部２ｂ１からティース先端部２ｃの周方向端部２ｃ１までにおけるティース先端部２ｃの幅をａとし、付根部２ｂ１からティース先端部２ｃの内径側面２ｃ２までにおけるティース先端部２ｃの厚みをｂとしたとき、固定子鉄心２は、ｂをａで除した値が０．５より大きくなるように形成されている。

Description

同期電動機
　本発明は、同期電動機に関するものである。
　永久磁石を用いた同期電動機において、特に固定子の巻線をティースに集中的に巻回する３相の同期電動機では、回転子に用いる永久磁石の磁極数と固定子のスロット数（＝ティース数）との比率が２：３で構成されることが多い。
　磁極数と固定子のスロット数との比率が２：３で構成される同期電動機では、隣り合うティースの間に開口部を設けることが多い。これは、回転子に配置される永久磁石から発生する磁束が固定子の巻線に鎖交し易くすると共に、固定子の巻線に電流が流れることで生じる磁束が回転子へ向かわずに固定間で短絡することを防止するためである。ただし、この開口部付近では、固定子と回転子との間のギャップの磁束密度分布が乱れるためコギングトルクが発生し、コギングトルクが振動や騒音の要因となる。
　このようなコギングトルクを低減するため、例えば下記特許文献１に代表される従来の同期電動機では、８極または１０極の磁極を有する回転子と、９つのスロットを有する固定子とが用いられ、固定子において３相ある巻線がそれぞれ連続して集中的に配置されている。この種の同期電動機では、固定子に９つの巻線が配置されているため、各巻線とティースが機械的に４０°毎に配置され、各相３つの巻線が機械的に４０°の角度で連続して配置されている。そして回転子は８極または１０極であるため、８極の場合には１つの磁極の幅が４５°、１０極の場合には１つの磁極の幅が３６°である。
　具体的に説明すると、回転子が１回転する間に発生する脈動は、固定子のスロット数と回転子の極数との最小公倍数で決まる。磁極数と固定子のスロット数との比率が２：３で構成される同期電動機が８極１２スロットの場合、脈動が２４回である。これに対して、８極９スロットの同期電動機では脈動が７２回であり、１０極９スロットの同期電動機では脈動が９０回である。
　このように脈動数が多いほどコギングトルクのエネルギーが分散されるため、コギングトルクの振幅は小さくなる。すなわち、８極９スロットまたは１０極９スロットの同期電動機は、磁極数と固定子のスロット数との比率が２：３で構成される同期電動機よりもコギングトルクを抑えることができる。
特開２００４－１５３８８６号公報
　しかしながら、上記特許文献１に代表される従来の同期電動機では、１相を構成する巻線が連続して集中的に配置されるため、固定子の巻線に電流を通電して発生させる回転磁界が回転子の回転軸に対して不均等に発生することになる。そのため、回転子の永久磁石との間で吸引、反発する力が回転軸に対してアンバランスな状態となり、ラジアル方向に大きな加振力が発生し、この加振力が振動、騒音を発生させる要因となる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、更なる低振動化および低騒音化を図ることができる同期電動機を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心に形成された９つのスロット内にティースを取り囲むように集中巻の巻線が施された固定子と、ヨーク鉄心の外径側に１０極の永久磁石が設けられ、前記ティースの内径側に配置される回転子と、を備え、前記ティースの内径側に設けられたティース先端部と前記ティースとの付根部から前記ティース先端部の周方向端部までにおける前記ティース先端部の幅をａとし、前記付根部から前記ティース先端部の内径側面までにおける前記ティース先端部の厚みをｂとしたとき、前記固定子鉄心は、前記ｂを前記ａで除した値が０．５より大きくなるように形成されていること特徴とする。
　この発明によれば、更なる低振動化および低騒音化を図ることができる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る同期電動機の横断面図である。 図２は、図１に示される同期電動機の要部拡大図である。 図３は、８極または１０極の磁極を有する回転子と９つのスロットを有する固定子とを組み合わせた同期電動機の横断面図である。 図４は、８極の磁極を有する回転子を用いた同期電動機へ正弦波電流を通電した際に発生する回転子の加振力を示す図である。 図５は、図３に示される同期電動機の回転子で発生する加振力の軌跡を示す図である。 図６は、同期電動機で発生するトルクと加振力との関係を示す図である。 図７は、１０極９スロットの同期電動機で発生するトルクと加振力との関係を示す図である。 図８は、１０極９スロットの同期電動機における固定子鉄心の寸法と加振力との関係を示す図である。 図９は、８極９スロットの同期電動機における固定子鉄心の寸法と加振力との関係を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態２に係る同期電動機の加振力を示す図である。
　以下に、本発明に係る同期電動機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る同期電動機の横断面図である。図２は、図１に示される同期電動機の要部拡大図である。
　図１には固定子１と回転子４とから成る同期電動機１０が示されている。回転子４は、固定子１の内径側の空隙８を介して配置され、回転子４の中心には回転軸７が設けられている。回転子４を構成するヨーク鉄心５の外径面には、互いに異なる極性の永久磁石６が周方向に交互に配置されている。図示例の回転子４では永久磁石６の極数が１０極である。
　永久磁石６には、比較的安価で磁力が低い材料が用いられ、例えばフェライト磁石が用いられている。出力の比較的小さい送風機用などに同期電動機１０が用いられる場合、永久磁石６には瓦状の焼結磁石が用いられる。なお、永久磁石６には、樹脂と磁粉を混合した材料をリング状に成形したボンドマグネットを用いてもよい。フェライト磁石は希土類磁石に比べて安価であるため永久磁石６としてフェライト磁石を用いた場合、コスト低減を図りながら後述する加振力を低減することができる。
　固定子１は、環状に形成された固定子鉄心２と、外部からの電力が供給される巻線３とから成る。
　固定子鉄心２の内周側には周方向に等間隔に配置された複数のティース２ｂが形成されている。図示例の固定子１では９つのティース２ｂが設けられている。
　隣接するティース先端部２ｃの周方向端部２ｃ１が対向する部分には、固定子鉄心２を構成するヨーク鉄心２ａとティース２ｂとティース先端部２ｃとで囲まれるスロット２ｅが形成される。図示例の固定子１では９つのスロット２ｅが設けられている。
　隣接するティース先端部２ｃの周方向端部２ｃ１が対向する部分には、スロット２ｅに巻線３を挿入するためのスロット開口部２ｆが形成される。各スロット開口部２ｆはほぼ同じ幅を有している。
　Ｕ相を構成する３つのティース２ｂ、Ｖ相を構成する３つのティース２ｂ、およびＷ相を構成する３つのティース２ｂには、各相を構成する巻線３が集中的に配置される。
　各相を構成する３つのティース２ｂの内、中央に設けられたティース２ｂに巻かれている巻線３の向きは、その両側に設けられたティース２ｂに巻かれている巻線３の向きと逆向きである。
　また、本実施の形態に係る同期電動機１０では、固定子１が以下のように構成されている。例えば、固定子１の中心位置をＡとし、ティース２ｂとティース先端部２ｃの付根部２ｂ１と中心位置Ａとを結ぶ線をＢとし、ティース先端部２ｃの内径側面２ｃ２と線Ｂとの交点をＣとし、交点Ｃから周方向端部２ｃ１までの幅をａとし、付根部２ｂ１から交点Ｃまでの厚さをｂとする。このとき、固定子鉄心２は、ａに対するｂの比率（ｂをａで除した値：ｂ／ａ）が０．５より大きくなるように構成されている。以下、このように構成されている理由を説明する。
　図３は、８極または１０極の磁極を有する回転子と９つのスロットを有する固定子とを組み合わせた同期電動機の横断面図である。図４は、８極の磁極を有する回転子を用いた同期電動機へ正弦波電流を通電した際に発生する回転子の加振力を示す図である。
　前述したように、磁極数とスロット数との組合せが１０極９スロットまたは８極９スロットの同期電動機では、１相を構成する巻線３が集中的に配置されている。そのため、固定子１の巻線３に電流が流れたときに発生する回転磁界が回転子４の回転軸７に対して不均等に発生する。このことにより回転軸７に対してラジアル方向に大きな加振力(磁気吸引力)が発生する。
　図３に示されるように回転子４は反時計回りに回転する。同期電動機１０では、磁極位置にあわせて、固定子１の各相の巻線３へ電流が流れることによりトルクが発生する。同期電動機１０の横方向をＸ軸とし、同期電動機１０の縦方向をＹ軸とした場合において、回転子４の回転時に発生する加振力を磁界解析により求めると、図４のようになる。
　図４に示される曲線は、８極９スロットの同期電動機の巻線３に正弦波電流を流したときに発生する加振力を表している。図示例のように回転子４に発生する加振力は、回転子４の回転にあわせてＸ軸方向またはＹ軸方向に対して、略正弦波状に変化する。従って８極９スロットの同期電動機では、回転子４が１回転するとき、正弦波状に変動する加振力が８回発生する。なお、図１に示される１０極９スロットの同期電動機１０では回転子４が１回転するとき、正弦波状に変動する加振力が１０回発生する。
　図５は、図３に示される同期電動機の回転子で発生する加振力の軌跡を示す図である。加振力の大きさと向きを把握するため、図３のＸ軸方向の加振力をｘ軸にとり、Ｙ軸方向の加振力をｙ軸にとった場合、加振力は、図示例のように略円状の軌跡を描き、回転子４の回転にあわせて略一定の力で方向を変えながら発生する。なお、ラジアル方向の加振力の大きさは、同期電動機１０が出力するトルクに従って大きくなる傾向を示す。
　図６は、同期電動機で発生するトルクと加振力との関係を示す図である。図７は、１０極９スロットの同期電動機で発生するトルクと加振力との関係を示す図である。
　図６には、８極９スロットの同期電動機１０におけるトルクと加振力との関係を示す曲線Ａと、１０極９スロットの同期電動機におけるトルクと加振力との関係を示す曲線Ｂとが示されている。これらの同期電動機では同一形状の固定子（９スロット）が用いられている。またこれらの同期電動機の回転子４には、磁力が同等の永久磁石６が用いられている。
　電動機の大きさや出力トルクによって加振力の絶対値は異なってくるため、図６では、８極９スロットの同期電動機と１０極９スロットの同期電動機とで発生する加振力の傾向のみを示しており、具体的な数値は省略されている。
　図６に示されるように、１０極９スロットの同期電動機における加振力と８極９スロットの同期電動機における加振力とは、何れも発生トルクに比例して増加している。ただし、１０極９スロットの同期電動機における加振力は、８極９スロットの同期電動機における加振力に対して十分に小さく、８極９スロットの加振力の１／４以下を示す。
　図６の曲線Ｂの変化を分かり易くするため、図７の縦軸の目盛りの値は図６の縦軸の目盛りの値と異なるように設定されている。図７に示すように１０極９スロットの同期電動機１０における加振力は発生トルクに対して２次関数に近い特性を示している。このように１０極９スロットの同期電動機１０では、回転子４の加振力がトルクの上昇に対して急激に大きくなる傾向がある。これは固定子鉄心２の磁束密度が影響しているものと推定される。
　図８は、１０極９スロットの同期電動機における固定子鉄心の寸法と加振力との関係を示す図である。横軸には前述した固定子鉄心２の寸法（ｂ／ａ）が示され、縦軸には加振力が示されている。このときの発生トルクは同期電動機１０の定格出力相当である。
　図８に示される複数の曲線は、ティース先端部２ｃの厚みｂを一定の値として、スロット開口部２ｆの幅（すなわちティース先端部２ｃの幅ａ）を異なる値にした同期電動機の電磁界解析の結果である。
　３種類の曲線の内、「ｍｏｄｅｌ　Ａ」の曲線はティース先端部２ｃの幅ａが最も広い同期電動機のものであり、「ｍｏｄｅｌ　Ｃ」の曲線はティース先端部２ｃの幅ａが最も狭い同期電動機のものである。すなわち「ｍｏｄｅｌ　Ａ」、「ｍｏｄｅｌ　Ｂ」、「ｍｏｄｅｌ　Ｃ」の順でティース先端部２ｃの幅ａが狭くなる。換言すると、スロット開口部２ｆの寸法が最も狭いものが「ｍｏｄｅｌ　Ａ」であり、スロット開口部２ｆの寸法が最も広いものが「ｍｏｄｅｌ　Ｃ」である。
　ｂ／ａの値がある程度大きい領域（例えば０．５以上の領域）では加振力は略一定値を示す。一方、この領域より小さい領域ではｂ／ａの値が小さくなるほど加振力が増加する傾向を示す。従ってｂ／ａの値が０．５以上になるように固定子鉄心２を構成することにより加振力を小さくすることができる。
　図９は、８極９スロットの同期電動機における固定子鉄心の寸法と加振力との関係を示す図である。図８と同様に、横軸には前述した固定子鉄心２の寸法（ｂ／ａ）が示され、縦軸には加振力が示されている。このときの発生トルクは同期電動機１０の定格出力相当である。そして固定子１の形状は図８の「ｍｏｄｅｌ　Ａ」のものと同じである。
　８極９スロットの同期電動機の場合、ｂ／ａの値を変化させた場合でも加振力の値はほとんど変化せず、固定子鉄心２の回転子４に対向する部分の形状を変化させても加振力の変化が殆ど無いことがわかる。図８と図９の結果から明らかなように、ｂ／ａの値を最適値に調整することにより回転子４の加振力を抑えることができるものは、１０極９スロットの同期電動機１０である。
　なお、磁極数と固定子のスロット数との比率が２：３で構成される同期電動機では、同じ相の巻線３が回転軸に対して対称に配置されている場合には、磁気吸引力は、回転軸に対して打ち消し合うため、上記の様な回転子の加振力は発生しない。従って、このように構成される同期電動機では、固定子鉄心２の寸法を上記のように設定した場合でも加振力の変化が無く、同様の効果は得られない。
　以上に説明したように本実施の形態に係る同期電動機は、固定子鉄心２に形成された９つのスロット内にティース２ｂを取り囲むように集中巻の巻線３が施された固定子１と、ヨーク鉄心５の外径側に１０極の永久磁石６が設けられティース２ｂの内径側に配置される回転子４と、を備え、ティース２ｂの内径側に設けられたティース先端部２ｃとティース２ｂとの付根部２ｂ１からティース先端部２ｃの周方向端部２ｃ１までにおけるティース先端部２ｃの幅をａとし、付根部２ｂ１からティース先端部２ｃの内径側面２ｃ２までにおけるティース先端部２ｃの厚みをｂとしたとき、固定子鉄心２は、ｂをａで除した値が０．５より大きくなるように形成されている。ｂ／ａの値を大きく設定することにより、１０極９スロットの同期電動機において、スロット開口部２ｆの寸法に拘わらず加振力を小さくすることができ、その結果、振動と騒音の増大を抑えて高トルク化を図ることが可能である。
実施の形態２．
　図１０は、本発明の実施の形態２に係る同期電動機の加振力を示す図である。実施の形態２に係る同期電動機１０は、回転子４の永久磁石６として希土類磁石を用いると共に、固定子鉄心２がｂ／ａ＞０．６となるように構成されている。なお、同期電動機１０の基本的な構成は図１および図２に示される構成と同様であるため、ここでは同期電動機１０の構成は図示を省略している。
　実施の形態２の永久磁石６には、例えば希土類磁石の磁粉と樹脂とを混合したボンド磁石をリング状に成形したものが用いられている。なお、希土類磁石はフェライト磁石と比較して高価であるため、材料コストを抑えるためは永久磁石６を薄肉のリング状に形成することが望ましい。
　また、実施の形態２の回転子４は、同一形状の固定子１に鎖交する磁束量がフェライト磁石を用いた場合に比べて約１．５倍となるように構成されている。そのため、回転子４から発生して固定子１に流れる磁束の量は、実施の形態１より多くなっている。従って、実施の形態２に係る同期電動機１０では、実施の形態１の同期電動機１０と比較して、固定子１の回転子４に対向する部分の磁束密度が高くなっている。その結果、回転子に発生する加振力は実施の形態１よりも大きくなる。
　しかしながら、実施の形態２に係る同期電動機１０は、ｂ／ａの値が０．６より大きくなるように構成されているため、図１０に示されるように加振力を相対的に減少させることができる。すなわち、ｂ／ａの値を０．６より大きな値にすることによって、実施の形態２に係る同期電動機１０の回転子４で発生する加振力は、実施の形態１に係る同期電動機１０の回転子４で発生する加振力のレベルと同程度まで抑えることができる。このように、回転子４に磁力の高い永久磁石６を用いる場合、それにあわせたｂ／ａの値を設定することによって、回転子４に発生する加振力を小さく抑えることができる。
　以上に説明したように実施の形態２に係る同期電動機１０では、磁力の高い永久磁石６を用いると共に、ｂ／ａの値を０．６より大きな値にすることによって、回転子４の加振力を抑えながら高出力化および高効率化を図ることができる。その結果、実施の形態１の効果（低振動化および低騒音化）と共に、高磁力化による効率の向上を図ることが可能である。
　なお、本発明の実施の形態は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
　以上のように、本発明は、同期電動機に適用可能であり、特に、更なる低振動化および低騒音化を図ることができる発明として有用である。
　１　固定子、２　固定子鉄心、２ａ　ヨーク鉄心、２ｂ　ティース、２ｂ１　付根部、２ｃ　ティース先端部、２ｃ１　周方向端部、２ｃ２　内径側面、２ｅ　スロット、２ｆ　スロット開口部、３　巻線、４　回転子、５　ヨーク鉄心、６　永久磁石、７　回転軸、８　空隙、１０　同期電動機。

Claims (3)

  1. 　固定子鉄心に形成された９つのスロット内にティースを取り囲むように集中巻の巻線が施された固定子と、
    　ヨーク鉄心の外径側に１０極の永久磁石が設けられ、前記ティースの内径側に配置される回転子と、
    　を備え、
    　前記ティースの内径側に設けられたティース先端部と前記ティースとの付根部から前記ティース先端部の周方向端部までにおける前記ティース先端部の幅をａとし、前記付根部から前記ティース先端部の内径側面までにおける前記ティース先端部の厚みをｂとしたとき、前記固定子鉄心は、前記ｂを前記ａで除した値が０．５より大きくなるように形成されていることを特徴とする同期電動機。
  2. 　前記永久磁石にはフェライト磁石が用いられていることを特徴とする請求項１に記載の同期電動機。
  3. 　前記永久磁石には希土類磁石が用いられ、
    　前記固定子鉄心は、前記ｂを前記ａで除した値が０．６より大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の同期電動機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022062192A1 (zh) * 2020-09-28 2022-03-31 深圳市大疆创新科技有限公司 电机、动力装置、无人机及云台

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106663970A (zh) * 2014-08-01 2017-05-10 比亚乔及C.股份公司 永磁电动机和发电机以及机车中包括该永磁电动机和发电机的混合马达
KR101696712B1 (ko) * 2015-01-22 2017-01-16 엘지전자 주식회사 비엘디시 모터 및 그를 갖는 청소기
FR3049781B1 (fr) * 2016-04-04 2021-10-01 Somfy Sas Actionneur electromecanique pour la commande d'ecrans et installation domotique comprenant un tel actionneur
US20180212501A1 (en) * 2017-01-25 2018-07-26 J. Rhett Mayor Line-start single-phase induction motor
CN109713808B (zh) * 2017-10-26 2024-02-23 上海鸣志电器股份有限公司 一种三相步进电机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002325410A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機およびそれを用いた圧縮機
JP2004096803A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石同期モータ
JP2004153886A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 同期型モータ
JP2004222410A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Nippon Steel Corp モータのステータ鉄心
JP2006271057A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 永久磁石同期電動機の回転子
JP2007259541A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石式電動機
JP2010284022A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Fuji Electric Systems Co Ltd 永久磁石型回転機

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088764B2 (ja) 1985-11-08 1996-01-29 株式会社日立製作所 永久磁石界磁形ブラシレスモ−タ
JP2743918B2 (ja) 1996-12-27 1998-04-28 株式会社日立製作所 永久磁石界磁形ブラシレスモータ
JP4210811B2 (ja) 1999-07-29 2009-01-21 株式会社富士通ゼネラル 永久磁石電動機
JP4468740B2 (ja) 2003-06-13 2010-05-26 パナソニック株式会社 モータ
US8288909B2 (en) * 2006-04-18 2012-10-16 Converteam Uk Ltd Electrical machines with reduced cogging
JP4984241B2 (ja) 2007-07-04 2012-07-25 富士電機株式会社 永久磁石式回転機
EP2211442B1 (en) 2007-11-15 2020-04-29 Mitsubishi Electric Corporation Permanent magnet type rotating electrical machine and electric power steering device
US8091346B2 (en) * 2008-07-17 2012-01-10 Caterpillar Inc. Method for modifying air provided for regeneration
DE102009035894A1 (de) * 2009-08-03 2011-02-10 Wittenstein Ag Maschine zum Festlegen
US9164743B2 (en) * 2012-07-02 2015-10-20 International Business Machines Corporation Strength reduction compiler optimizations for operations with unknown strides
EP2709238B1 (de) * 2012-09-13 2018-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Permanenterregte Synchronmaschine mit Ferritmagneten

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002325410A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機およびそれを用いた圧縮機
JP2004096803A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石同期モータ
JP2004153886A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 同期型モータ
JP2004222410A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Nippon Steel Corp モータのステータ鉄心
JP2006271057A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 永久磁石同期電動機の回転子
JP2007259541A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石式電動機
JP2010284022A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Fuji Electric Systems Co Ltd 永久磁石型回転機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022062192A1 (zh) * 2020-09-28 2022-03-31 深圳市大疆创新科技有限公司 电机、动力装置、无人机及云台

Also Published As

Publication number Publication date
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JPWO2014196353A1 (ja) 2017-02-23
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