JPH0332345A - Rotor/stator structure of ac variable reluctance servomotor - Google Patents
Rotor/stator structure of ac variable reluctance servomotorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、可変リラクタンス型ACサーボモータにおけ
るロータ及びステータの究極歯の構造に間する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the structure of the rotor and stator ultimate teeth in variable reluctance type AC servo motors.
従来の技術
可変リラクタンス型ACサーボモータは、鉄板材を成層
化して究極構造に形成したロータをステータの内側に回
転可能にモータ軸で保持し、上記ステータの励磁巻線に
励磁電流を供給して、ステータ究極歯を励磁し、ステー
タ究極歯に発生ずる磁気吸引力によって、ロータの究極
歯を引き寄せ回転力とし、ロータを回転駆動するモータ
である。Conventional technology A variable reluctance type AC servo motor has a rotor formed into an ultimate structure by stratifying iron plates, which is rotatably held inside a stator by a motor shaft, and an excitation current is supplied to the excitation winding of the stator. This is a motor that excites the ultimate tooth of the stator, and uses the magnetic attraction force generated on the ultimate tooth of the stator to attract the ultimate tooth of the rotor and generate a rotational force, thereby driving the rotor to rotate.
永久磁石同期モータと比較し、ロータに磁石を用いない
ため、構造が簡単で安価に製作できるという利点を有し
ている。Compared to a permanent magnet synchronous motor, this motor does not use a magnet in the rotor, so it has the advantage of being simple in structure and inexpensive to manufacture.
発明が解決しようとする課題
上述した可変リラクタンス型ACサーボモータにおいて
、ロータ及びステータの究極歯幅に関する明確な設計理
論はなかった。Problems to be Solved by the Invention In the above-mentioned variable reluctance type AC servo motor, there was no clear design theory regarding the ultimate tooth width of the rotor and stator.
そのため、従来はロータ及びステータの究極歯幅を任意
に設定していたため、モータから十分なトルクを引き出
すことができなかった。Therefore, in the past, the ultimate tooth widths of the rotor and stator were arbitrarily set, making it impossible to extract sufficient torque from the motor.
そこで本発明の目的は、)・ルク発生区間を最大にする
可変リラクタンス型ACサーボモータのロータ・ステー
タ構造を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a rotor-stator structure for a variable reluctance type AC servo motor that maximizes the torque generation section.
課題を解決するための手段
本発明は、ロータの回転中心からロータ究極歯面までの
距離を半径とする円周をロータ究極歯数の2倍で除し、
この値をロータ究極歯幅及びステータ究極歯幅とするこ
とによって」−記課題を解決した。Means for Solving the Problems The present invention provides a method in which the circumference of a circle whose radius is the distance from the rotation center of the rotor to the rotor's ultimate tooth surface is divided by twice the rotor's ultimate number of teeth,
By setting these values as the rotor ultimate tooth width and stator ultimate tooth width, the above problem was solved.
作用
磁気パーミアンスPは一般に次の第(1)式で表わされ
る。The working magnetic permeance P is generally expressed by the following equation (1).
P=μOxS/Lg −=(1)なお、μ
O:真空の透磁率、S・ロータ、ステータの究極の対向
面積、Lg ギャップ(ロータ究極歯とステータ究極
歯の距離)である。P=μOxS/Lg −=(1) Furthermore, μ
O: Vacuum permeability, S: ultimate opposing area of rotor and stator, Lg gap (distance between rotor ultimate tooth and stator ultimate tooth).
上記磁気パーミアンスPを用いて、一定電流I(一定収
磁力H)の時の磁束φを求めると次の第(2)と式とな
る。When the magnetic flux φ at a constant current I (constant coercive force H) is determined using the above magnetic permeance P, the following equation (2) is obtained.
φ−P−n−■ ・・・・・・(2)
なお、nはステータ究極歯の励磁巻線の巻数である。φ-P-n-■ ・・・・・・(2)
Note that n is the number of turns of the excitation winding of the stator ultimate tooth.
また、磁気エネルギーEは次の第(3)式で表わされる
。Moreover, the magnetic energy E is expressed by the following equation (3).
E−n・φ−1=P−nl−nl =43)仮想仕事
の原理より、励磁電流1が一定、ギャツブL gが一定
のときモータに発生ずるl・ルクτは次の第(4)式で
示される。E-n・φ-1=P-nl-nl=43) According to the principle of virtual work, when the excitation current 1 is constant and the gap Lg is constant, the l・lux τ generated in the motor is as follows (4) It is shown by the formula.
τ= d e / dθ
(n I) 2 ” μo/Lg)” dS/dθ・・
・・・・(4)
上記第(4)式から可変リラクタンス型A、 Cサーボ
モータてはロータとステータの究極歯の対向面積の変化
(dS/dθ)がトルクτを発生していることが分かる
。τ= d e / dθ (n I) 2 ”μo/Lg)” dS/dθ...
(4) From equation (4) above, it can be seen that for variable reluctance type A and C servo motors, the change in the opposing area (dS/dθ) between the ultimate teeth of the rotor and stator generates the torque τ. I understand.
そのため、常にロータとステータの究極歯の対向面積の
変化(d、S/dθ)がロータのどの1「11転位置に
おいても存在するようにロータ、ステータの究極歯幅を
設定すればよい。Therefore, the ultimate tooth widths of the rotor and stator should be set so that the change (d, S/dθ) in the opposing area of the ultimate teeth of the rotor and stator always exists at any 1"11 rotation position of the rotor.
本発明においては、ロータの回転中心からロータの究極
歯面までの距離を′1′径(ロータ究極歯の半径)とす
る円周をロータ究極歯数の2倍で除し、この値をロータ
究極歯幅及びステータ究極歯幅としているので、ロータ
とステータの究極歯の対向面積はロータが回転するにつ
れてほぼ連続的に変化する。即ち、対向面積の変化(d
S/dθ)が常に存在し、第(4)式より常にトルクを
発生させることができることとなる。In the present invention, the distance from the rotation center of the rotor to the rotor's ultimate tooth surface is the '1' diameter (the radius of the rotor's ultimate tooth), and the circumference is divided by twice the rotor's ultimate number of teeth, and this value is Since the ultimate tooth width and the stator ultimate tooth width are set as the ultimate tooth width, the opposing areas of the ultimate teeth of the rotor and the stator change almost continuously as the rotor rotates. That is, the change in the facing area (d
S/dθ) always exists, and from equation (4) it is possible to always generate torque.
例えば、ロータとステータの究極歯幅が異なれば、対向
面積の変化(dS/dθ)が生じない状態が生じるが、
ロータとステータの究極歯幅が同一でかつロータの究極
の幅と究極間の幅が同一であると、ロータとステータの
究極の対向面積の変化は常に生じることとなる。For example, if the ultimate tooth widths of the rotor and stator are different, there will be a situation where no change in the opposing area (dS/dθ) occurs.
If the ultimate tooth widths of the rotor and the stator are the same, and the ultimate width of the rotor and the width between the two are the same, a change in the ultimate facing area of the rotor and the stator will always occur.
実施例
第1図は本発明の一実施例の概要及びロータを反時計方
向に回転させたときの変遷図である。Embodiment FIG. 1 is an overview of an embodiment of the present invention and a transition diagram when the rotor is rotated counterclockwise.
図中、1はロータ、2はステータであり、本実施例では
ロータを4究極(4極対)とし、ステータを6究極の例
を示している。In the figure, 1 is a rotor, and 2 is a stator. In this embodiment, the rotor has four poles (four pole pairs), and the stator has six poles.
ロータ1−は回転可能なモータ軸に固着され、回転軸受
によって保持されている。該ロータ1は4つの究極歯1
a〜1dを有し、該4つのロータ1極歯1a〜1dの歯
幅はロータ1の回転中心から究極歯1 a〜1dの周面
までの距離、即ち、ロータの究極半径を半径とする円周
を8(−2Xロータ究極歯)等分した値としている。そ
の結果、各ロータ究極歯幅1a〜1dと各ロータ究極歯
間の距離は(谷部の幅)は同一となっている。The rotor 1- is fixed to a rotatable motor shaft and held by a rotation bearing. The rotor 1 has four ultimate teeth 1
a to 1d, and the tooth width of the four rotor single-pole teeth 1a to 1d is set to the distance from the rotation center of the rotor 1 to the circumferential surface of the ultimate teeth 1a to 1d, that is, the ultimate radius of the rotor. The circumference is divided into 8 equal parts (-2X rotor ultimate teeth). As a result, each of the rotor ultimate tooth widths 1a to 1d and the distance between each rotor ultimate tooth (width of the trough) are the same.
ステータ2はA相の究極歯A、/MとB相の究極歯B、
B−1C相の究極歯C,C−を有し、各ステータ究極歯
は各ステータ究極歯と微小なギャップをもって対向して
おり、ステータ2の各究極歯A、 A、−、B、 B
−、C,C−の歯幅はロータ1の究極歯幅と同一寸法に
構成されている。Stator 2 has the ultimate tooth A of the A phase, /M and the ultimate tooth B of the B phase,
B-1C phase has ultimate teeth C and C-, each stator ultimate tooth faces each stator ultimate tooth with a minute gap, and each ultimate tooth A, A, -, B, B of stator 2.
The tooth widths of -, C, and C- are configured to have the same dimensions as the ultimate tooth width of the rotor 1.
ステータ2の各究極歯には第1図には図示していないが
、励磁巻線が巻かれており、A相、B相。Although not shown in FIG. 1, excitation windings are wound around each ultimate tooth of the stator 2, and have an A-phase and a B-phase.
C相の位相のずれた励磁電流が上記励磁巻線に流れステ
−タ2極歯A、 A−、B、 B”、 C,C−
を順次磁化し、ロ−タ1極歯1−a〜1− bを引き寄
せ、この磁気吸引力によってロータ1を回転させるよう
になっている。The C-phase out-of-phase excitation current flows through the excitation winding, and the stator bipolar teeth A, A-, B, B", C, C-
are sequentially magnetized to attract the rotor's first pole teeth 1-a to 1-b, and the rotor 1 is rotated by this magnetic attraction force.
第1図(a)に示すように、ステータ2のA相の究極歯
A、A”とロータ1−の谷部が対向している状態を電気
角0度とし、今、A相、C相のステタ究極歯A、、’M
、C,C−の励磁巻線に励磁電流を流すとロータ1の究
極歯1.a、1cがステータの究極歯Δ、A−にそれぞ
れ引き寄せられ、ロータの究極歯1b、ldはステータ
の究極歯CC′に引き寄せられ、ロータ1は図示矢印方
向、即ち、図中、反時計方向に回転し、第1図(b)、
次に第1図(c)に示すように回転することとなる。な
お、第1図(b)は電気角30.0度、第1図(C)は
電気角60.0度回転したときの状態を示している。こ
の回転中、ロータ1の究極歯]、a、lcとステータ2
の究極歯A、A−の対向面積及びロータ1の究極1’J
]、、 b 、 、1− dとステータ2の究極歯
c、c′の対向面積は常に増大し変化しており、常にト
ルクが発生していることを意味する。As shown in FIG. 1(a), the state where the ultimate teeth A, A'' of the A phase of the stator 2 and the valley of the rotor 1- is opposed to each other is defined as an electrical angle of 0 degrees, and now the A-phase and C-phase The steta ultimate tooth A,,'M
, C, C-, when an excitation current is passed through the excitation windings of the rotor 1, the ultimate tooth 1. a and 1c are attracted to the ultimate teeth Δ and A- of the stator, respectively, and ultimate teeth 1b and ld of the rotor are attracted to the ultimate tooth CC' of the stator, and the rotor 1 is moved in the direction of the arrow shown, that is, counterclockwise in the figure. 1 (b),
Next, it will rotate as shown in FIG. 1(c). Note that FIG. 1(b) shows the state when the electrical angle is rotated by 30.0 degrees, and FIG. 1(C) shows the state when the electrical angle is rotated by 60.0 degrees. During this rotation, the ultimate tooth of rotor 1 ], a, lc and stator 2
The opposing area of the ultimate teeth A, A- and the ultimate 1'J of the rotor 1
], b, , 1-d and the ultimate teeth c, c' of the stator 2 are constantly increasing and changing in their opposing areas, which means that torque is constantly being generated.
次に、第1−図(C)の状態からステータ2の究極歯A
、 A−の励磁巻線のみに励磁電流を流せば、ロータ1
の究極歯1a、Icはステータ2の究極歯A、A−に引
き寄ぜられ、ロータ1は第1−図(d)(電気角90.
0度)の状態、次に第1図(e)(電気角1−20.0
度)の状態へと回転させられる。Next, from the state of Fig. 1 (C), the ultimate tooth A of the stator 2 is
, If the excitation current is applied only to the excitation winding A-, the rotor 1
The ultimate teeth 1a, Ic of the stator 2 are attracted to the ultimate teeth A, A- of the stator 2, and the rotor 1 has an electrical angle of 90.
0 degrees), then Fig. 1(e) (electrical angle 1-20.0
degrees).
第1図(e)の状態からステータ2の究極歯A。The ultimate tooth A of the stator 2 from the state shown in FIG. 1(e).
A”、B、B−の励磁巻線に励磁電流を流せば、ロータ
↓の究極歯1 a、、 1− c及びld、1bがそ
れぞれステータ2の究極歯A、 A′、 B、
!3−に引き寄せられ、ロータ1は第1図(f)(電気
角150.0度)の状態を経て、第11留(g)の状態
(電気角180.0度)まで回転させられる。When excitation current is applied to the excitation windings A'', B, B-, the ultimate teeth 1a, 1-c and ld, 1b of the rotor ↓ become the ultimate teeth A, A', B, of the stator 2, respectively.
! 3-, the rotor 1 is rotated through the state shown in FIG. 1(f) (electrical angle 150.0 degrees) to the state of the 11th station (g) (electrical angle 180.0 degrees).
以下、次にステータの究極歯B、B−の励磁巻線のみに
電流を流せば、ロータ1−はさらに反時計方向に回転す
ることとなり、前述したようにステータ2の究極歯の励
磁巻線に順次切換えながら励磁電流を流していけば、ロ
ータ1は反時計方向に同転することとなる。また、ロー
タ1を時計方向に場合も同様で、例えば、第1図(a)
の状態でステータ2の究極歯A、 、!M、 B、
B−を励磁電流により磁化すれば、ロータ1は時計方
向に回転する。Thereafter, if current is applied only to the excitation windings of the ultimate teeth B and B- of the stator, the rotor 1- will further rotate counterclockwise, and as mentioned above, the excitation windings of the ultimate teeth of the stator 2 If the excitation current is applied while switching sequentially to , the rotor 1 will rotate in the counterclockwise direction. The same applies when the rotor 1 is moved clockwise, for example, as shown in FIG. 1(a).
In the state of , the ultimate tooth A of stator 2, , ! M, B,
When B- is magnetized by an exciting current, the rotor 1 rotates clockwise.
なお、励磁方式は上述した1−2相励磁力式に只
限られるものではなく、他の励磁方式でも良いことはも
ちろんである。It should be noted that the excitation method is not limited to the above-mentioned 1-2 phase excitation force type, and it goes without saying that other excitation methods may be used.
上述したようにロータ1は回転するが、第1図(a)〜
(g)からも明らかのように、ロータボがどの回転位置
にあってもロータ1の究極歯とステータの励磁された究
極歯の対向面積は常に変化しており、その結果、該可変
リラクタンス型A、 Cサーボモータは常にトルクを発
生ずることとなる。As described above, the rotor 1 rotates, but in Figs.
As is clear from (g), the opposing area between the ultimate tooth of the rotor 1 and the excited ultimate tooth of the stator is always changing no matter what rotational position the rotorbo is at, and as a result, the variable reluctance type A , C servo motor always generates torque.
発明の効果
本発明においては、ロータがいかなる回転位置にあろう
とも、ロータの究極歯とステータの究極歯の対向面積が
ロータの回転につれて常に変化するようにロータ及びス
テータの究極歯幅が設計されているので、トルク発生区
間を最大とすることができる。Effects of the Invention In the present invention, the ultimate tooth widths of the rotor and stator are designed such that no matter what rotational position the rotor is in, the opposing area between the ultimate teeth of the rotor and the ultimate teeth of the stator always changes as the rotor rotates. Therefore, the torque generation section can be maximized.
第1図(a)〜(g)は本発明の一実施例の可変リラク
タンス型ACサーボモータの概要及びロータを反時計方
向に回転させたときの変遷図である。
1・・・ロータ、2・・・ステータ、
1a〜1d・・・ロータの究極歯、
A、 A′、 B、 B”、 C,C”・・・ス
テータの究極歯。FIGS. 1(a) to 1(g) are an overview of a variable reluctance type AC servo motor according to an embodiment of the present invention, and a diagram showing changes when the rotor is rotated counterclockwise. 1... Rotor, 2... Stator, 1a to 1d... Ultimate tooth of rotor, A, A', B, B", C, C"... Ultimate tooth of stator.
Claims (1)
の回転中心からロータ究極歯面までの距離を半径とする
円周をロータ究極歯数の2倍で除し、この値をロータ究
極歯幅及びステータ究極歯幅としたことを特徴とする可
変リラクタンス型ACサーボモータのロータ・ステータ
構造。For variable reluctance type AC servo motors, divide the circumference whose radius is the distance from the rotor's center of rotation to the rotor's ultimate tooth surface by twice the rotor's ultimate number of teeth, and calculate this value as the rotor's ultimate tooth width and stator's ultimate tooth width. A rotor-stator structure of a variable reluctance type AC servo motor characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16532689A JPH0332345A (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Rotor/stator structure of ac variable reluctance servomotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16532689A JPH0332345A (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Rotor/stator structure of ac variable reluctance servomotor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332345A true JPH0332345A (en) | 1991-02-12 |
Family
ID=15810208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16532689A Pending JPH0332345A (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Rotor/stator structure of ac variable reluctance servomotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0332345A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240945A (en) * | 1986-12-23 | 1988-10-06 | ローヌープーラン・シミ | Catalyst based on cerium oxide and treatment of industrial gas containing sulfur compound |
| JPH02307391A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-20 | Secoh Giken Inc | Three-phase polarized-wave reluctance motor |
-
1989
- 1989-06-29 JP JP16532689A patent/JPH0332345A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63240945A (en) * | 1986-12-23 | 1988-10-06 | ローヌープーラン・シミ | Catalyst based on cerium oxide and treatment of industrial gas containing sulfur compound |
| JPH02307391A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-20 | Secoh Giken Inc | Three-phase polarized-wave reluctance motor |
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