JPH0311962A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- JPH0311962A JPH0311962A JP14456389A JP14456389A JPH0311962A JP H0311962 A JPH0311962 A JP H0311962A JP 14456389 A JP14456389 A JP 14456389A JP 14456389 A JP14456389 A JP 14456389A JP H0311962 A JPH0311962 A JP H0311962A
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- permanent magnet
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- magnet field
- salient pole
- magnetic flux
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- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 34
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、有効磁束を減少させないように電機子突極の
形状を工夫した回転電機に関する。
形状を工夫した回転電機に関する。
（従来の技術）
突極型の電機子を有する永久磁石界磁型の回転電機では
、永久磁石界磁の磁極数（２Ｐ）と電機子コアの突極数
（Ｋａ）との割合及び電機子突極の開角度などによって
各種の組み合わせがある。
、永久磁石界磁の磁極数（２Ｐ）と電機子コアの突極数
（Ｋａ）との割合及び電機子突極の開角度などによって
各種の組み合わせがある。
例えば、第１２図は２Ｐ対Ｋａを２対３及びこれらの整
数倍にしたもので、符号２１は永久磁石界磁、２２は電
機子コアの突極を示している。この構成では、突極２２
の開角は（１２０＠−スロット幅）であり、図示の例で
は９０ａになっている。
数倍にしたもので、符号２１は永久磁石界磁、２２は電
機子コアの突極を示している。この構成では、突極２２
の開角は（１２０＠−スロット幅）であり、図示の例で
は９０ａになっている。
また、第１３図に示すように、２Ｐ対Ｋａを４対３及び
これらの整数倍にすると共に、電機子コアの突極２４の
開角を永久磁石界磁２３の１極の電気角と略同じ、即ち
略１８０°にしたものが知られている。
これらの整数倍にすると共に、電機子コアの突極２４の
開角を永久磁石界磁２３の１極の電気角と略同じ、即ち
略１８０°にしたものが知られている。
（発明が解決しようとする課題）
第１２図に示すような従来例では、永久磁石界磁２１の
電気角に対して電機子コアの突極２２の開角が小さいた
め、利用可能な有効磁束が少なくなる。また、コギング
トルクも大きい。
電気角に対して電機子コアの突極２２の開角が小さいた
め、利用可能な有効磁束が少なくなる。また、コギング
トルクも大きい。
第１３図に示すような従来例では、突極２４の開角を広
くしたにもかかわらず有効磁束は微増程度にしかならな
い、即ち、第１３図に示すように、突極２４の一つの中
心が永久磁石界磁２３の一つの磁極中心と正対している
場合を考えると、他の二つの突極２４の３分の２は永久
磁石界磁２３の中世点と対向するため、この部分で磁束
がシ目−トして無、駄となり、上記他の二つの突極２４
の残りの３分の１しか磁束の集束に寄与せず、有効磁束
はあまり増えないからである。また、コギングトルクも
大きい。
くしたにもかかわらず有効磁束は微増程度にしかならな
い、即ち、第１３図に示すように、突極２４の一つの中
心が永久磁石界磁２３の一つの磁極中心と正対している
場合を考えると、他の二つの突極２４の３分の２は永久
磁石界磁２３の中世点と対向するため、この部分で磁束
がシ目−トして無、駄となり、上記他の二つの突極２４
の残りの３分の１しか磁束の集束に寄与せず、有効磁束
はあまり増えないからである。また、コギングトルクも
大きい。
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、電機子コアの形状を工夫して有効磁束を
減少させないようにし、もって効率のよい回転電機を提
供することを目的とする。
されたもので、電機子コアの形状を工夫して有効磁束を
減少させないようにし、もって効率のよい回転電機を提
供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、電機子の突極の開角の電気角を１２０°以上
とすると共に上記永久磁石界磁の電気角と異ならせたこ
とを特徴とする。
とすると共に上記永久磁石界磁の電気角と異ならせたこ
とを特徴とする。
（作用）
電機子コアの突極の開角の電気角を１２０°以上とする
ことによって永久磁石界磁からの磁束を有効に集束させ
ることができる。また、突極の電気角を永久磁石界磁の
電気角と異ならせたことにより、磁束がショートする突
極の範囲の割合が少なくなる。
ことによって永久磁石界磁からの磁束を有効に集束させ
ることができる。また、突極の電気角を永久磁石界磁の
電気角と異ならせたことにより、磁束がショートする突
極の範囲の割合が少なくなる。
（実施例）
以下、図面を参照しながら本発明にかかる回転電機の実
施例について説明する。
施例について説明する。
第１図、第２図に示す実施例は、本発明を周面対向型回
転電機に適用したもので、カップ状のヨーク５の内周面
に固着された永久磁石界磁１と、この界磁１の内周側に
配置された電機子２とを備えてなる。電機子２はコアを
主体として構成され、適宜数の突極３を有し、各突極３
の基部には巻線４が巻回されている。上記各突極３の外
周面は上記永久磁石界磁１の内周面に空隙を介して対向
している。永久磁石界磁１は円環状に形成され、周方向
に適宜数の磁極が着磁されている。
転電機に適用したもので、カップ状のヨーク５の内周面
に固着された永久磁石界磁１と、この界磁１の内周側に
配置された電機子２とを備えてなる。電機子２はコアを
主体として構成され、適宜数の突極３を有し、各突極３
の基部には巻線４が巻回されている。上記各突極３の外
周面は上記永久磁石界磁１の内周面に空隙を介して対向
している。永久磁石界磁１は円環状に形成され、周方向
に適宜数の磁極が着磁されている。
第３図、第４図に示す実施例は、本発明を平面対向型回
転電機に適用したもので、ヨーク１０の平面に固着され
た永久磁石界磁６と、外周縁部の平面が上記界磁６の平
面と対向するように配置された電機子７とを備えてなる
。電機子７はコアを主体として構成され、適宜数の突極
８を有し、各突極８の基部には巻線９が巻回されている
。上記各突極８の外周縁部の一方の平面が上記永久磁石
界磁６の平面に空隙を介して対向している。永久磁石界
磁６は円環状に形成され１周方向に適宜数の磁極が着磁
されている。
転電機に適用したもので、ヨーク１０の平面に固着され
た永久磁石界磁６と、外周縁部の平面が上記界磁６の平
面と対向するように配置された電機子７とを備えてなる
。電機子７はコアを主体として構成され、適宜数の突極
８を有し、各突極８の基部には巻線９が巻回されている
。上記各突極８の外周縁部の一方の平面が上記永久磁石
界磁６の平面に空隙を介して対向している。永久磁石界
磁６は円環状に形成され１周方向に適宜数の磁極が着磁
されている。
上記いずれの実施例の場合も、界磁と電機子のうち一方
を他方に対して軸により回転自在に支持するものとする
５第１図、第２図に示す実施例における突極３の開角及
び第３図、第４図に示す実施例における突極８の開角、
即ち回転軸を中心とする突極３，８の開き角度をθとす
ると、突極３゜８の開角θは、電気角で１２０”以上で
あって。
を他方に対して軸により回転自在に支持するものとする
５第１図、第２図に示す実施例における突極３の開角及
び第３図、第４図に示す実施例における突極８の開角、
即ち回転軸を中心とする突極３，８の開き角度をθとす
ると、突極３゜８の開角θは、電気角で１２０”以上で
あって。
しかも、永久磁石界磁の１極の電気角（１８０°）と異
ならせである。
ならせである。
第５図は、本発明にかかる回転電機の永久磁石界磁と電
機子突極との関係を、より具体的に示すもので、（ａ）
は突極の開角θを１２０°に設定し、（ｂ）は突極の開
角θを２２０°に設定したものである。従って、何れも
電気角で１２０＠以上であって、しかも、永久磁石界磁
の１極の電気角（１８０°）と異なるという上記の条件
に適合している。第５図で０１＝θ、は突極の有効磁束
の通路範囲、θ□＝ｅ、は巻線と鎖交しない磁束の通路
範囲、０．＝０６も巻線と鎖交しない磁束の通路範囲、
θ、は出口のない磁路の範囲を示す。毎極光たりの磁束
Φは、永久磁石界磁の磁極と電機子の突極とが対向した
とき最大となる。即ち、Φ＝２０□＝２０２ となる。
機子突極との関係を、より具体的に示すもので、（ａ）
は突極の開角θを１２０°に設定し、（ｂ）は突極の開
角θを２２０°に設定したものである。従って、何れも
電気角で１２０＠以上であって、しかも、永久磁石界磁
の１極の電気角（１８０°）と異なるという上記の条件
に適合している。第５図で０１＝θ、は突極の有効磁束
の通路範囲、θ□＝ｅ、は巻線と鎖交しない磁束の通路
範囲、０．＝０６も巻線と鎖交しない磁束の通路範囲、
θ、は出口のない磁路の範囲を示す。毎極光たりの磁束
Φは、永久磁石界磁の磁極と電機子の突極とが対向した
とき最大となる。即ち、Φ＝２０□＝２０２ となる。
第５図（、）のように突極の開角を１２０°にした場合
、突極の有効磁束Φ１の通路範囲０１゜θ、が、巻線と
鎖交しない磁束Φ２の通路範囲０３１θ、に比べてかな
り広くなるため、有効磁束量が増え、効率のよい回転電
機を得ることができる。
、突極の有効磁束Φ１の通路範囲０１゜θ、が、巻線と
鎖交しない磁束Φ２の通路範囲０３１θ、に比べてかな
り広くなるため、有効磁束量が増え、効率のよい回転電
機を得ることができる。
第５図（ｂ）のように突極の開角を２２０°にした場合
、巻線と鎖交しない磁束Φ２．Φ、の通路範囲θ３．θ
４．θ５．θ６が増え、また、出口のない磁路の範囲θ
７もできるが、突極の有効磁束Φ、の通路範囲θ１．θ
よも増えるため、有効磁束量が増え、効率のよい回転電
機を得ることができる。
、巻線と鎖交しない磁束Φ２．Φ、の通路範囲θ３．θ
４．θ５．θ６が増え、また、出口のない磁路の範囲θ
７もできるが、突極の有効磁束Φ、の通路範囲θ１．θ
よも増えるため、有効磁束量が増え、効率のよい回転電
機を得ることができる。
第５図（ａ）（ｂ）かられかるように、電機子コアの一
つの突極に巻かれた巻線と鎖交する磁束の量は、その突
極の形状の大小によって異なる。
つの突極に巻かれた巻線と鎖交する磁束の量は、その突
極の形状の大小によって異なる。
実験結果によると、突極の軸中心からの開角（電気角）
と相関のあることがわかった。それによると、磁束の流
入口と流出口の開角が異なる場合は、小さい方の開角に
影響される。第７図は突極間角度に対する突極の面積の
変化を示すもので、実線は磁束の流入側面積、鎖線は磁
束の流出側面積の変化を示す。巻線と鎖交する磁束の量
は流入側と流出側の面積の小さい方に影響される結果、
突極間角度に対する鎖交磁束量は第８図のようになり。
と相関のあることがわかった。それによると、磁束の流
入口と流出口の開角が異なる場合は、小さい方の開角に
影響される。第７図は突極間角度に対する突極の面積の
変化を示すもので、実線は磁束の流入側面積、鎖線は磁
束の流出側面積の変化を示す。巻線と鎖交する磁束の量
は流入側と流出側の面積の小さい方に影響される結果、
突極間角度に対する鎖交磁束量は第８図のようになり。
突極間角度が１２０°以上、２４０°までは航交磁束量
は略同じであった。
は略同じであった。
第６図は、永久磁石界磁の磁極数を４として略等配でＮ
、Ｓと異極に着磁し、それと対向する電機子の突極数を
３として略均等に配置した上で、突極開角を６０°から
２３０ｍまで３０”ずつ増加させて有効な突極の開角を
調べた結果を示す。
、Ｓと異極に着磁し、それと対向する電機子の突極数を
３として略均等に配置した上で、突極開角を６０°から
２３０ｍまで３０”ずつ増加させて有効な突極の開角を
調べた結果を示す。
これと同時に突極Ａに巻回した巻線との鎖交磁束を測定
した。突極Ａは磁束の流入口、突極Ｂ、Ｃは磁束の流出
口とした。表１はその結果を示す。
した。突極Ａは磁束の流入口、突極Ｂ、Ｃは磁束の流出
口とした。表１はその結果を示す。
表１
以上の結果より、電機子突極の開角度θを１２０°以上
２４０°以下にすれば巻線と鎖交する磁束の量を増加さ
せることが可能であり５回転型機の効率を向上させるこ
とができる。ただし、突極の開角度が永久磁石界磁の１
極の電気角（＝１８０°）と同じ場合は、第１３図につ
いて説明したようにかえって有効磁束量が低下するので
、突極の開角は永久磁石界磁の電電角と異なることを条
件とする。
２４０°以下にすれば巻線と鎖交する磁束の量を増加さ
せることが可能であり５回転型機の効率を向上させるこ
とができる。ただし、突極の開角度が永久磁石界磁の１
極の電気角（＝１８０°）と同じ場合は、第１３図につ
いて説明したようにかえって有効磁束量が低下するので
、突極の開角は永久磁石界磁の電電角と異なることを条
件とする。
また、上記のように電機子突極の開角度θを１２０″′
≦θ≦２４０” としてこの中でコギング対策を行うと
、回転電機の特性に影響する磁束量を減少させることな
くコギングレス化することが可能である。−例として、
永久磁石界磁の磁極数を１６極として略均等に配置し、
電機子の突極数を１２極として略均等に配置した場合に
おいて、突極の開角を交互に１２０°と１８０’にして
配置すると、コギングトルクが１７１０に減少した。
≦θ≦２４０” としてこの中でコギング対策を行うと
、回転電機の特性に影響する磁束量を減少させることな
くコギングレス化することが可能である。−例として、
永久磁石界磁の磁極数を１６極として略均等に配置し、
電機子の突極数を１２極として略均等に配置した場合に
おいて、突極の開角を交互に１２０°と１８０’にして
配置すると、コギングトルクが１７１０に減少した。
なお、電機子を積層コアで構成する場合、コギング対策
のために、第９図に示すように、各コアを少しずつ周方
向にずらして突極１２の断面形状を平行四辺形状にする
場合がある。この場合、平行四辺形の対角同志の開角を
それぞれθａ、θｂとしたとき、電気角で １２０”≦θａ≦２４０１ １２０１≦θｂ≦２４０″ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
のために、第９図に示すように、各コアを少しずつ周方
向にずらして突極１２の断面形状を平行四辺形状にする
場合がある。この場合、平行四辺形の対角同志の開角を
それぞれθａ、θｂとしたとき、電気角で １２０”≦θａ≦２４０１ １２０１≦θｂ≦２４０″ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
また、第１０図に示すように、電機子突極１３の外周側
の開角θａと内周側の開角θｂとが異なる場合がある。
の開角θａと内周側の開角θｂとが異なる場合がある。
この場合もθａ、θｂを電気角で１２０＠≦θａ≦２４
０’ １２０”≦θｂ≦２４０＠ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
０’ １２０”≦θｂ≦２４０＠ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
本発明また、アウターロータ型に限らず、インナーロー
タ型の回転電機にも適用することができる。第１１図は
その例を示しており１円筒状の電機子１４は、内周側か
ら中心方向に向かって突出した突極１５を有している０
図示されてはいないが、突極１５の基部には巻線が巻回
され、また、突極１５の内周面と対向させて永久磁石界
磁が対向配置される。上記突極１５の開角をθａとする
と、この場合も電気角で １２０°≦θａ≦２４０゜ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
タ型の回転電機にも適用することができる。第１１図は
その例を示しており１円筒状の電機子１４は、内周側か
ら中心方向に向かって突出した突極１５を有している０
図示されてはいないが、突極１５の基部には巻線が巻回
され、また、突極１５の内周面と対向させて永久磁石界
磁が対向配置される。上記突極１５の開角をθａとする
と、この場合も電気角で １２０°≦θａ≦２４０゜ とし、かつ、永久磁石界磁の電気角と異ならせることに
よって所期の効果を奏することができる。
第１図ないし第４図に示したように、本発明は、平面対
向型の回転電機にも１周面対向型の回転電機にも適用す
ることができる。
向型の回転電機にも１周面対向型の回転電機にも適用す
ることができる。
（発明の効果）
本発明にかかる回転電機によれば、電機子突極の開角を
電気角で１２０°以上とし、かつ、永久磁石界磁の電気
角と異ならせることにより、有効磁束を増加させること
ができ、従って、特性の良好な回転電機を提供すること
ができる。また、電機子突極の開角を１２０°以上の範
囲で組み合わせることにより、コギングトルクを減少さ
せることかでき、振動の少ない回転の滑らかな回転電機
を得ることができる。
電気角で１２０°以上とし、かつ、永久磁石界磁の電気
角と異ならせることにより、有効磁束を増加させること
ができ、従って、特性の良好な回転電機を提供すること
ができる。また、電機子突極の開角を１２０°以上の範
囲で組み合わせることにより、コギングトルクを減少さ
せることかでき、振動の少ない回転の滑らかな回転電機
を得ることができる。
第１図は本発明にかかる回転電機の実施例を示す断面図
、第２図は同上実施例中の電機子突極部の平面図、第３
図は本発明にかかる回転電機の別の実施例を示す断面図
、第４図は同上実施例中の電機子突極部の平面図、第５
図は本発明にかかる回転電機の永久磁石界磁に対する電
機子突極の開角を異ならせた二つの例を示す展開図、第
６図は永久磁石界磁に対して突極間角を順次変えた場合
に磁束の流入流出を検討するための展開図、第７図は同
じく突極間角を順次変えた場合の磁束の流入と流出の変
化を示す線図、第８図は同じく突極間角を順次変えた場
合の巻線との鎖交磁束量の変化を示す線図、第９図は本
発明に適用可能な電機子突極の別の例を示す正面図、第
１０図は本発明に適用可能な電機子突極のさらに別の例
を示す平面図、第１１図は本発明に適用可能な電機子突
極のさらに別の例を示す平面図、第１２図は従来の回転
電機の例を示す展開図、第１３図は従来の回転電機の別
の例を示す展開図である。 １．６・・・永久磁石界磁、 ２，７．１４・・・電
機子、 ３，８，１２，１３．１５・・・突極。 第１図 第２図 第５図 ４８１２図 第１３図
、第２図は同上実施例中の電機子突極部の平面図、第３
図は本発明にかかる回転電機の別の実施例を示す断面図
、第４図は同上実施例中の電機子突極部の平面図、第５
図は本発明にかかる回転電機の永久磁石界磁に対する電
機子突極の開角を異ならせた二つの例を示す展開図、第
６図は永久磁石界磁に対して突極間角を順次変えた場合
に磁束の流入流出を検討するための展開図、第７図は同
じく突極間角を順次変えた場合の磁束の流入と流出の変
化を示す線図、第８図は同じく突極間角を順次変えた場
合の巻線との鎖交磁束量の変化を示す線図、第９図は本
発明に適用可能な電機子突極の別の例を示す正面図、第
１０図は本発明に適用可能な電機子突極のさらに別の例
を示す平面図、第１１図は本発明に適用可能な電機子突
極のさらに別の例を示す平面図、第１２図は従来の回転
電機の例を示す展開図、第１３図は従来の回転電機の別
の例を示す展開図である。 １．６・・・永久磁石界磁、 ２，７．１４・・・電
機子、 ３，８，１２，１３．１５・・・突極。 第１図 第２図 第５図 ４８１２図 第１３図
Claims (1)
- 永久磁石界磁と、この界磁に対向する突極を有する電機
子コアとを備えた電動機において、上記電機子コアの突
極の開角の電気角を１２０°以上とすると共に上記永久
磁石界磁の電気角と異ならせたことを特徴とする回転電
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14456389A JPH0311962A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14456389A JPH0311962A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311962A true JPH0311962A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15365156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14456389A Pending JPH0311962A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015180188A (ja) * | 2015-06-12 | 2015-10-08 | ミネベア株式会社 | ブラシレスｄｃモータ |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP14456389A patent/JPH0311962A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015180188A (ja) * | 2015-06-12 | 2015-10-08 | ミネベア株式会社 | ブラシレスｄｃモータ |
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