JPH02164258A - ブラシレスモータ - Google Patents

ブラシレスモータ

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JPH02164258A
JPH02164258A JP63319032A JP31903288A JPH02164258A JP H02164258 A JPH02164258 A JP H02164258A JP 63319032 A JP63319032 A JP 63319032A JP 31903288 A JP31903288 A JP 31903288A JP H02164258 A JPH02164258 A JP H02164258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
degrees
field magnet
magnetic body
auxiliary magnetic
brushless motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP63319032A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Inaji
利夫 稲治
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モータの発電電圧を制御することにより、ト
ルクリップルを低減せしめた3相ブラシレスモークに関
する。
従来の技術 モータの発生力は界磁マグネットの生しる磁束と電機子
コイルに供給される電流の積によって与えられることは
広く知られている。−最に界磁マグネットの発生磁束は
場所によって変動している。
そのため、一定の電流を1)を機器コイルに通電した場
合の発生力は、界磁マグネットと電機子コイルの相対位
1の変化に伴って変化し、結果的に発生力のむら、すな
わちトルクリップルを生じるため問題となっていた。特
に、音響・映像機器に広く使用されているブラシレスモ
ータにおいては、機器の性能を向上させるためにトルク
リップルを極力小さくすることが要望されている。
そこで、従来はトルクリンプルの小さいブラシレスモー
タを得るために、次のような方法がよく行なわれる。す
なわち、ブラシレスモータにおいて、電機子コイルに供
給する電流を部分的に変調することにより、界磁マグネ
ットの生じる磁束の場所的な変動をキャンセルし、リッ
プルの小さい均一な発生力を得るようにした駆動方式で
ある。
(例えば、特開昭59−35585号公報参照)発明が
解決しようとする課題 従来のブラシレスモータにあっては、1ルクリツプルを
低減させるために電機子コイルに供給する電流を部分的
に変調する必要があるため、駆動回路が複雑になるとい
う問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、界磁マグネットの生じる
磁束分布を工夫することによって、?j[91iな駆動
回路を使用することなく、トルクリンプルを大幅に低減
した3相全波駆動方式、及び3相半波駆動方式のブラシ
レスモータを提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明のブラシレスモータ
においては、回転出力を取り出しうる回転軸に、隣接す
るものが異極となるように2m個の磁極が等角廣間隔に
着磁された円板状もしくは環状の界磁マグネットと、前
記界磁マグネット着磁面に所定の距離を隔てて対向した
円板状もしくは環状の補助磁性体とを結合してなるマグ
ネット回転子と、前記界磁マグネット着磁面と前記補助
磁性体の間に配設され互いに所定の空隙を介して対向し
た3n個の電機子巻線を含む固定子を具備し、3相全波
駆動方弐の場合には、前記補助磁性体の前記界磁マグネ
ット回転子に電気角でほぼ60度、120度、240度
、及び300度に対応する箇所に超電導体を設けたもの
である。また2相半波駆動方式の場合には、前記補助磁
性体の前記界磁マグネット対向面に電気角でほぼ90度
、及び270度に対応する箇所に超電導体を設けたもの
である。
作用 本発明は上記した構成によって、従来のような複雑な駆
動回路を使用することもなく、補助磁性体の界磁マグネ
ット対向面に設けられた超Ti導体によって、界磁マグ
ネットと補助磁性体間の磁束分布を最適にして、トルク
リップルを大幅に低減することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。
第1図は本発明の一実施例を示すものである。
同図において、1)は回転軸で、回転軸1)にはバンク
ヨークとしての軟鉄製の円板12が固定され、その円板
12の下面部には円板状の界磁マグ2 y ) 13が
固着されている。さらに回転軸1)には界磁マグネット
13の着磁面に所定の距離を隔てて対向した円板状の補
助磁性体14が固着されている。18は回転軸1)に補
助磁性体14を圧入するためのボスである。円板12.
界磁マグネット13及び補助磁性体14により回転子を
構成している。15a、15b、15cは3相の電機子
巻線であって、これらはプリント基板16の面上に接着
剤などで固着され、固定子を構成している。17は軸受
で、3相の電機器巻線15a。
15b、15cの中心位置となるようにプリント基板1
6に固定されている。そして、界磁マグネッ)13と補
助磁性体14が3相の’R機吊子巻線15a、15b、
15c挟んで、互いに近接した状態で対向配置され、回
転軸1)が軸受17によって回転自在に支承される。し
たがって、この・ブラシレスモータはいわゆる平面対向
型に構成さ′れている。また本実施例においては、界磁
マグネッ)13は周方向に隣接するものが異極となるよ
うに例えば4個の磁極が等角度問隔に着磁形成されてい
る。そして、互いに隣合う一対の磁極は電気角で360
度を構成している。
まず、3相全波駆動方式のブラシレスモータについて説
明する。本実施例においては、円板状の補助磁性体14
には界磁マグネット13の対向面の所定の箇所に超電導
体20a、20b、20c。
20d、20e、2Of、20g、20hがそれぞれ設
けられている。すなわち、第2図に示すように、界磁マ
グネッ1−13の対向面に電気角でほぼ60度、120
度、240度、及び300度に対応する箇所に超電導体
が設けられている。
以上のように構成された3相全波駆動方式のブラシレス
モータについて、以下第3図及び第4図を用いてそのト
ルク発生について説明する。
第3図は従来の3相全波駆動方式のブラシレスモータ、
すなわち円板状の補助磁性体14に超電導体20を設け
ないときの各部波形を示したものである。3相全波駆動
方式の場合には電機子コイル15a、15b、15cの
各相には第3図(A)に示すような発電電圧が誘起され
、また第3図(B)に示すような電流が通電される。な
お、発電電圧はほぼ正弦波状であるため、従来のブラシ
レスモータのトルク特性は第3図(C)に示す如くなる
。そして3相全波動方式のブラシレスモータでは、通常
10〜15%p−pのかなり大きなトルクリップルを発
生する。
第4図は本発明の3相全波駆動方式のブラシレスモータ
、すなわち円板状の補助磁性体14に超電導体20を設
けたときの各部波形を示したものである。
本発明の3相全波駆動方式のブラシレスモータでは界磁
マグネット13の対向する円板状の補助磁性体14に電
気角でほぼ60度、120度8240度、及び300度
に対応する箇所に超電導体が設けられているので、超i
導材料のマイスナー効果によって、電気角でほぼ60度
、120度。
240度、及び300度付近における磁束が凍少し、超
電導体20a、20b、20c、20d20e、2Of
、20g、20hが設けられている部分の磁界強度が局
部的に弱められることになる。したがって、電機子コイ
ル15a、15b。
15cの各相には第4図(A)に示すような発電電圧が
誘起される(点線で示した波形は超電導体20を設けな
いときの発電電圧を示す)ため、各相に第4図(B)に
示す電流を通電することにより、本発明のブラシレスモ
ータのトルク特性は第3図(C)に示す如くなる。この
場合、電気角でほぼ60度、120度、240度、及び
300度付近の磁界強度が低下するため、発生トルクは
従来の3相全波駆動ブラシレスモータの発生トルク(第
3図(C))と比較して明らかなように、電気角でほぼ
60度、120度、240度、及び 300度付近の発
生トルクが低減される。その結果、本発明のブラシレス
モータでは発生トルクのトルクリップルを極めて小さく
することができ、トルクリップルを3〜5%p−pにま
で低減することが可能となる。
次に、3相半半波駆動式のブラシレスモータについて説
明する。本実施例においては、円板状の補助磁性体14
には界磁マグネット13の対向して所定の箇所に超電導
体30a、30b、30c。
30dがそれぞれ設けられている。すなわち、第5図に
示すように、界磁マグネノ)130対向面に電気角でほ
ぼ90度及び270度に対応する箇所に81電導体が設
けられている。
以上のように構成された3相半半波駆動式のブラシレス
モータについて、以下第6図及び第7図を用いてそのト
ルク発生について説明する。
第6図は従来の3相半波駆動方弐のブラシレスモータ、
すなわち円板状の補助磁性体14に超電導体20を設け
ないときの各部波形を示したものである。3相半半波駆
動式の場合には電機子コイル15a、15b、15cの
各相には第6図(A)に示すような発電電圧が誘起され
、また第6図(13)に示すような電流が通電される。
なお、発電電圧はほぼ正弦波状であるため、従来のブラ
シレスモータのトルク特性は第6図(C)に示す如くな
る。そして3相全波駆動方式のブラシレスモークセは、
通常50%p−pの極めて大きなトルクリップルを発生
する。
第7図は本発明の3相半半波駆動式のブラシレスモータ
、すなわち円板状の補助磁性体14に超電導体20を設
けたときの各部波形を示したものである。
本発明の3相半半波駆動式ブラシレスモータでは界磁マ
グネットI3の対向する円板状の補助磁性体14に電気
角でほぼ90度及び270度に対応する箇所に超電導体
が設けられているので、超電導材料のマイスナー効果に
よって、電気角でほぼ90度及び270度付近における
磁束が減少し、超電導体30a、30b、30c、30
dが設けられている部分の磁界強度が局部的に弱められ
ることになる。したがって、電機子コイル15a。
15b、15Cの各相には第7図(A)に示すような発
電電圧が誘起される(点線で示した波形は超電導体30
を設けないときの発電電圧を示す)ため、各相に第7図
(B)に示す電流を通電することにより、本発明のブラ
シレスモータのトルク特性は第7図(C)に示す如くな
る。この場合、電気角でほぼ90度及び270度付近の
磁界強度が低下するため、発生トルクは従来の3相半半
波駆動式ブラシレスモータの発生トルク(第6図(C)
)と比較して明らかなように、電気角でほぼ90度及び
270度付近の発生トルクが低減される。その結果、本
発明の3相半半波駆動式のブラシレスモータでは発生ト
ルクのトルクリップルを極めて小さくすることができ、
トルクリップルを3〜5%p−pにまで低減することが
可能となる。
また、本発明は使用するモータとしては、マグネットが
円板状の平面対向型モータに限らず、マグネットが円筒
状のシリンダ型モータにもそのまま適用できることは明
らかである。
なお、上記実施例中、超電導体材料としては、いわゆる
常温超電導体を用いるか、または超電導臨界温度が室温
と液体窒素の沸点の間の材料を用いて液体窒素で冷却す
るか、もしくは超電4臨界温度が液体窒素の沸点以下の
材料を用いて液体ヘリウムで冷却するかすればよい。常
温超電導体の一例としては、組成としてストロンチウム
(Sr)、バリウム(Ba)、  イツトリウム(Y)
及びw4(Cu)をそれぞれl:l:1:3の比率で含
有するセラミック酸化物がある。その製造方法の一例と
しては、出発原料として5rCO8゜Ba5O8,Y2
08.CuOのそれぞれの分体を所定it混合し、粉砕
し、空気中において920 ’Cで5時間焼成する。こ
の焼成・粉砕を3回繰り返し、均一性を高める。このよ
うにして処理した混合粉体を冷間圧縮成型した後、空気
中において1000°Cで5時間焼成し、徐冷すること
により製造する。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、ブラシレスモ
ータの駆動回路としては、従来のものに何ら変更を加え
ることなしに、トルクリップルの大幅な低減を図ること
ができる。したがって本発明に基づいて、音響・映像機
器用のブラシレスモータを構成するならば、安定かつ高
性能な装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
要部分解斜視図、第2図、第5図は同発明の実施例にお
ける補助磁性体の構成を示した構成図、第3図、第4図
は3相全波駆動方式のブラシレスモータの各部の波形を
示した波形図、第6図1第7図は3相半半波駆動式のブ
ラシレスモータの各部の波形を示した波形図である。 1)・・・・・・回転軸、13・・・・・・界磁マグネ
ット、14・・・・・・補助磁性体、15a〜15b・
・・・・・電機子コイル、20 a 〜20 h、  
30 a 〜30 d・・・・・・HA電導体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名ω犬 2(p ff−回転輪 !3−  界礒マクネット I4・−桶一助搗性αネ 15・−電機子フィル 嬉 図 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転出力を取り出しうる回転軸に、隣接するもの
    が異極となるように2m個の磁極が等角度間隔に着磁さ
    れた円板状もしくは環状の界磁マグネットと、前記界磁
    マグネット着磁面に所定の距離を隔てて対向した円板状
    もしくは環状の補助磁性体とを結合してなるマグネット
    回転子と、前記界磁マグネット着磁面と前記補助磁性体
    の間に配設され互いに所定の空隙を保持して対向した3
    n個の電機子巻線を含む固定子を具備し、前記補助磁性
    体の前記界磁マグネット対向面に電気角でほぼ60度,
    120度,240度,及び300度に対応する箇所に超
    電導体を設けたことを特徴とする3相全波駆動方式のブ
    ラシレスモータ。
  2. (2)回転出力を取り出しうる回転軸に、隣接するもの
    が異極となるように2m個の磁極が等角度問隔に着磁さ
    れた円板状もしくは環状の界磁マグネットと、前記界磁
    マグネット着磁面に所定の距離を隔てて対向した円板状
    もしくは環状の補助磁性体とを結合してなるマグネット
    回転子と、前記界磁マグネット着磁面と前記補助磁性体
    の間に配設され互いに所定の空隙を保持して対向した3
    n個の電機子巻線を含む固定子を具備し、前記補助磁性
    体の前記界磁マグネット対向面に電気角でほぼ90度、
    及び270度に対応する箇所に超電導体を設けたことを
    特徴とする3相半波駆動方式のブラシレスモータ。
JP63319032A 1988-12-16 1988-12-16 ブラシレスモータ Pending JPH02164258A (ja)

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JP63319032A JPH02164258A (ja) 1988-12-16 1988-12-16 ブラシレスモータ

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JPH02164258A true JPH02164258A (ja) 1990-06-25

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JP (1) JPH02164258A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011061994A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nippon Steel Corp 超電導回転機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011061994A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Nippon Steel Corp 超電導回転機

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