JPH0469033A - 電動機 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、非正弦波電源例えばインバータによって駆動
される電動機に関するものである。

（従来の技術） 電動機例えば誘導電動機を可変速運転する場合、インバ
ータによって電源電圧および周波数を可変制御すること
がある。ところが、上記インバータにより電動機を駆動
する場合は、商用交流電源で電動機を駆動する場合に比
べて騒音或いは振動が大きくなるという問題点があった
。この原因を追及してみるに、商用交流電源から出力さ
れる電圧、電流の波形正弦波である。これに対し、上記
したインバータから出力される電圧、電流の波形は、非
正弦波であり商用周波数領域（３〜８０Ｈｚ）の基本周
波数成分に加えて高調波成分を比較的多く含んでいる。

このようなインバータにより電動機を駆動すると、高調
波成分により巻線に高調波磁束が発生し、この高調波磁
束によって固定子鉄心及び回転子鉄心に磁歪が生じるこ
とから騒音或いは振動が大きくなっていた。

このような電磁騒音を低減するために、従来においては
、電動機とインバータとの間にインダクタンスを挿入す
ることにより、電動機の巻線に流れる電流を平滑し該電
流に含まれる基本周波数成分に対する高調波成分の比率
を低減し、もって電磁騒音を小さくしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来構成では、電動機とインバータと
の間にインダクタンスを挿入するから、電動機の巻線に
流れる電流に含まれる高調波成分のみならず、商用周波
数領域の基本周波数成分も減少する。このため、力率或
いは始動トルクなどの運転特性が悪くなるという問題点
もあった。また、インダクタンスを別途必要とするので
、設置スペースが大きくなるという問題点もあった。

そこで本発明の目的は、非正弦波電源で駆動したときに
高調波成分の悪影響を防止し得て低騒音及び低振動を図
り得、しかも運転特性の悪化や設置スペースの増加を防
止できる電動機を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の電動機は、成形した低磁歪材料を通常の積層鉄
心の軸方向の両端部に位置するように構成するところに
特徴を有する。

（作用） 電動機の巻線に流れる高調波電流により作られる高調波
磁束は、実験事実によれば積層鉄心のうち軸方向の両端
に集中する性質がある。したがって上記手段によれば、
インバータにより電動機を駆動して巻線に高調波成分を
多く含む電流が流れても、その電流に起因する高調波磁
束は積層鉄心の軸方向の両端部に位置する低磁歪材中に
生じるから、上記高調波磁束によって積層鉄心に生じる
磁歪が小さくなる。一方、低磁歪材以外の部分である積
層鉄心は通常の積層鉄心であるから、基本波成分の電流
に起因する磁束が上記通常の積層鉄心の部分に生じるこ
とができ、低磁歪材があっても主磁束の飽和が避けられ
、もって、運転特性が悪化することが防止できる。また
、電動機への外付は装置を別途必要とすることもないの
で、設置スペースが大型化することも防止できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき第１図を参照しながら説
明する。第１図において、１はフレーム、２はこのフレ
ーム１の内部に配設された固定子である。この固定子２
は固定子鉄心３及び固定子巻線４よりなっている。上記
固定子鉄心３の内部には複数のスロット５が形成されて
おり、このスロット５内に上記固定子巻線４が巻装され
ている。一方、６は前記固定子２の内部に回転可能に設
けられた回転子で、これは回転子軸７１回転子鉄心８及
び回転子導体９よりなっている。上記回転鉄心８の外周
部には、複数のスロット１０が形成されており、このス
ロット１０内に上記回転子導体９が装着されている。尚
、１１はエンドリングで、これは回転子鉄心８の両端部
に取り付けられている。

さて、前記固定子鉄心３は、軸方向の両端部に低磁歪材
（例えば、６．５％シリコン含有鉄）を成形した鉄心１
２及び１３により構成されている。

この場合の鉄心成形方法としては、粉末冶金による焼結
法、ロストワックスによる鋳造法、高圧プレス法、射出
成型法、モールド法等を用いる。そして、固定子鉄心３
のうち上記両端部以外の部分が通常の積層鉄心１４によ
り構成されている。この通常の積層鉄心１４は、低けい
素鋼板である例えば３．５％以下シリコン含有鉄板や純
鉄板或いは冷間圧延鉄板を単独又は夫々組合わせて積層
してなる。また、前記回転子鉄心８は、軸方向の両端部
に低磁歪材（例えば、６．５％シリコン含有鉄）を上記
と同様の方法で成形した鉄心１５及び１６により構成さ
れている。そして、回転子鉄心８のうち上記両端部以外
の部分が通常の積層鉄心１７により構成されている。こ
の通常の積層鉄心１７は、低けい素鋼板である例えば３
．５％以下シリコン含有鉄板や純鉄板或いは冷間圧延鉄
板を単独又はそれぞれ組合わせて積層してなる。

次に、上記構成の作用を説明する。インバータにより上
記した電動機を駆動すると、固定子巻線４に流れる電流
には基本波成分（例えば５０Ｈｚ。

６０Ｈｚ等の低周波）及び高調波成分（例えば１ｋＨｚ
、２ｋＨｚ等の高周波）が含まれている。

上記電流の高調波成分によって固定子巻線４に発生する
高調波磁束は、実験事実によれば固定子鉄心３のうち軸
方向の両端部及び回転子鉄心８のうち軸方向の両端部に
集中する性質がある。この場合、固定子鉄心３のうち軸
方向の両端部が低磁歪材を成形した鉄心１２及び１３に
より構成されていると共に、回転子鉄心８のうち軸方向
の両端部が低磁歪材を成形した鉄心１５及び１６により
構成されているから、上記高調波磁束がこれらの鉄心１
２，１３，１５．１６を通ってもほとんど磁歪が生じる
ことがなくなる。このため、電磁騒音を低減でき、騒音
或いは振動を小さくできる。尚、回転子導体９に誘導さ
れる電流の高調波成分によって該回転子導体９に発生す
る高調波磁束（図示しない）についても、同様にしてそ
の電磁騒音を低減できる。一方、固定子巻線４に流れれ
る電流の基本波成分によって該固定子巻線４に発生する
基本波磁束は、固定子鉄心３の中間部分が通常の積層鉄
心１４により構成されていると共に、回転鉄心８の中央
部分が通常の積層鉄心１７により構成されているから、
上記基本波磁束がこれらの積層鉄心１４．１７を通ると
きの磁気抵抗は小さくよって損失も小さい。このように
、本実施例では騒音を低減できる。尚、低磁歪材のみを
成形して固定子鉄心及び回転子鉄心を構成した場合には
、高調波磁束による電磁騒音を低減することは可能であ
るが、磁束密度の飽和特性が悪くなるため、励磁電流が
増大するという欠点があると共に、製造コストも高くな
る。

このような構成の本実施例によれば、インバータ駆動時
の高調波磁束による電磁騒音を低減するに際して、固定
子鉄心３のうち軸方向の両端部を低磁歪材を成形した鉄
心１２及び１３により構成し、回転子鉄心８のうち軸方
向の両端部を低磁歪材を成形した鉄心１５及び１６によ
り構成するだけであるので、インダクタンスを挿入する
従来に比べて、固定子巻線４を流れる電流の商用周波数
領域の基本周波数成分が減少することもないため、運転
特性の悪化を防止できる。また、インダクタンス等の外
付は装置を別途必要とすることもないので、設置スペー
スを小形化できる。

尚、上記実施例では低磁歪材として６．５％シリコン含
有鉄を成型した鉄心１２，１３，１５゜１６を用いたが
、これに限られるものではなく低磁歪材として鉄粉を混
入したプラスチックのモールド体を用いても良い。また
、固定子２内部に回転子６を回転させる構成の内転形の
ものに適用したが、固定子外部に回転子を回転させる構
成の外転形のものに適用しても良い。

更に、上記実施例では固定子鉄心３及び回転鉄心８のう
ち軸方向の両端部をそれぞれ低磁歪材により構成するよ
うにしたが、これに代えて固定子鉄心或いは回転子鉄心
のいずれか一方についてその軸方向両端部を低磁歪材に
より構成するようにしても良い。この場合についても両
鉄心の少なくとも一方の軸方向の両端部の磁歪が少なく
なるから、それだけ全体の騒音を低減できる。

［発明の効果コ 本発明は以上の説明から明らかなように、非正弦波電源
で駆動したときの高調波成分の悪影響を防止し得て低騒
音及び低振動を図り得、しかも運転特性の悪化並びに設
置スペースの大形化を防止できるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電動機の要部断面図であ
る。 １・・・フレーム、　　　２・・・固定子、３・・・固
定子鉄心、　　８・・・回転子鉄心、１２．１３，１５
．１６・・・低磁歪材を成型した鉄心（低磁歪材）、 １４．１５・・・通常の積層鉄心。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形した低磁歪材を積層鉄心の両端部に配設したことを
   特徴とする電動機。