JPH05504045A - 電気機械 - 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】 電気機械 本発明は、電気機械、特許請求の範囲１の前文に記載の横方向磁束／原理による 静止形変換器により駆動される同期機械に関する。この作用原理により構成され た機械はドイツ特許第３７０５０８９号により知られている。

所謂横方向磁束原理は、ステータ磁界の励磁が、機械の縦方向即ちロータ回転軸 に平行な方向ではなく円周方向即ちロータか回転するときの運動方向に沿って行 われることに基づいている。この目的のために、ロータが、円周方向に極性が交 互になるように着磁された永久磁石と軟鉄要素とから夫々か構成された二つの相 互に並置された列を含み、両方の列は磁気も電気も通さない物質から成る挿入体 により分離されている。この補槽成体は原理的にドラム形状を成している。

ステータは本質的に二つの部分即ち補槽成体の径方向外側に配置された外側ステ ータと径方向内側に配置された内側ステータとから構成されている。各ステータ 部分は軟鉄−保持要素を備え、該保持要素は実質的にＵ字状に形成されておりま たその開放脚部は、径方向内側乃至径方向外側から夫々空気間隙を挾んでロータ の磁石に対向している。励磁のために既知の機械は、各ステータ部分に対し夫々 円周方向に走る励磁巻線を備えている。

簡単な巻線構成を特徴とするこの配置と運動方向に対し横方向に走る磁束方向と により、特に小さい極ピッチが選択されたときに高い磁束密度を発生することが できる。ステータの半割部分の各励磁巻線への導電線は保持要素を貫通して通さ れなければならない。巻線内に発生する熱の排除のためには、何れにしても保持 要素間の空隙だけしか利用できない。しかしなから内側ステータにおいては、極 数が同してあっても半径か小さいために、保持要素間の間隔は実質的に外側ステ ータにおけるよりも小さくなる。従って、内側ステータは位置的関係で不利であ り、このために導電線の導入２巻線構造及び内側ステータの組立の点て問題が出 てくる。

本発明の目的は、初めに説明した種類の電気機械の巻線構造及び励磁の仕方を改 良して、導電線の導入、熱の排除及び組立か容易に行えるようにすることにある 。

この目的は、請求の範囲１の特徴に記載のように、ステータの励磁か円周方向に 走るただ一つの励磁巻線のみによって行われること、及びこのただ一つの励磁巻 線が両方のステータ半割部分の一方内にのみ設けられていることと、により解決 される。従って他方のステータ半割部分には励磁巻線が設けられてな（、このた めに磁気的に不活性である。従ってこのステータ半割部分は、ロータの補槽成体 における両方の永久磁石列の間の磁気的ループ閉鎖部を形成している。この構成 はモータにおける巻線構造を極めて簡単で、従って組立か著しく容易になり、こ れに伴って特に熱負荷が予想される際の絶縁体の耐久性に関して運転の安全性が 向上される。

本発明の有利な態様か従属項に記載されている。ただ一つの励磁巻線を外側ステ ータ内に設けることが存利であり、これにより内側ステータには巻線をなくすこ とができる。請求の範囲３により、巻線を設けてないステータ部分の保持要素か 薄板を積層して形成されたループ閉鎖要素として特に帯状片コアとして形成され ており、またロータの補槽成体の極ピッチの２倍に対応する間隔で円周方向に配 置されている。請求の範囲４により、励磁巻線を受け入れているステータ部分の 保持要素が同様に帯状片コアとして形成され、この帯状片コアは励磁巻線を三側 面からＵ字状に包囲している。請求の範囲５により、ロータは二つの補槽成体を 備えており、補槽成体は中央円盤の両側に対称的に配置され、ここでそれらに付 属する両方のステータは、夫々のただ一つの励磁巻線が夫々同一ステータ部分内 に即ち内側ステータ又は好ましくは外側ステータに配置されるように構成されて いる。

この構成はモータの静かな振動のない回転を保証する。

以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

図１は本発明による電気機械の概略縦断面図：図２はロータの補槽造とそれを囲 むステータ要素の概略図である。

図１に断面図を以て略示された機械は、ステータハウジングｌを含み、ロータ２ はこのステータハウジングに主軸３により回転可能に装架されている。ロータは 中央円盤４から成っていて、その半径方向外側部分には主軸３と同心的に両側に 二つの補槽成体１２が対称的に配設されている。それらの補槽成体は、円周方向 に２列に並置されて極性が交互になるように着磁され且つ軟鉄要素１４が隣接せ しめられた永久磁石１３を含んでいて、全部品は電気も磁気も通さない物質特に 合成樹脂１５により互いに分離されている。補槽成体１２を有する中央円盤４は 、合成樹脂中に浸漬することにより（図２に示された）永久磁石１３と軟鉄要素 １４と共に一体に固められた回転体を形成する。補槽成体１２は対向するステー タ５とは空気間隙１１により分離されていて、ステータ５は径方向外側にある外 側ステータ６と径方向内側にある内側ステータ７とから成っている。外側ステー タ６はＵ字状の保持要素９を含み、保持要素の開放脚部はロータの補槽成体１２ の永久磁石１３に対向するように位置せしめられている。保持要素９の脚部の内 側は、円周方向に巻かれ、た励磁巻線８の三側面を囲んでいる。内側ステータ７ は励磁巻線を設けてなく、径方向内側において永久磁石１３の間にあって即ち半 径方向平面内においてステータ励磁用の磁気的ループ閉鎖要素を形成しているに すぎない（横方向磁束原理）。

図２は、ロータの補槽成体１２とそれを取り囲む外側ステータ６及び内側ステー タ７を引き伸ばした状態で示す概略断面図である。図には永久磁石１３と軟鉄要 素１４を交互に配置した二列が示されているか、これらは電気も磁気も通さない 合成樹脂１５により円周方向に一体に固められている。一方の列の永久磁石１３ は他方の列の永久磁石とは反対極性に着磁されて、磁束の方向が矢印Ｐて示され る方向となるように対向せしめられている。

軟鉄要素１４を挾んだ永久磁石１３の二つの列は、磁気も電気も通さない物質例 えば合成樹脂により、円周方向に対し横方向に離した状態ではあるが一体的に互 いに結合されている。

更に、外側ステータ６には、円周方向に間隔２Ｔを以て配置された軟鉄の保持要 素９が備えられている。保持要素９は薄板を積層して形成された帯状片コア１０ より成っている。補槽成体１２の半径方向内側に配置された内側ステータ７の保 持要素も図１に示されるように同様に構成されている。外側ステータの保持要素 ９は、内側ステータの保持要素に対し円周方向に極ピッチ４Ｔたけずらされて対 向配置されている。極ピッチＴは永久磁石１３と軟鉄要素１４とそれらに一体に 付属する合成樹脂１５の厚さにより与えられる。内側ステータ７の保持要素もま た円周方向に極ピッチＴの２倍の間隔て配置されているか、この極ピッチＴは、 内側ステータにおいては、保持要素の半径か小さいのて、絶対値のより小さい間 隔に対応するものである。従って、励磁巻線８は外側ステータ６に配置すること が有利であり、この場合にはこの励磁巻線用の導電線１６は特に半径方向外側領 域において保持要素９の間を通すことができるからである。このようにして、極 ピッチの小さな値を存する機械を形成してこれにより高い磁束密度を得ることが 可能である。この構成により更に、組立の難しさ、内外ステータに対する巻線構 造の複雑さ及び高い熱負荷か回避されることになる。

要　約　書 本発明は、永久磁石（１３）と軟鉄要素（］４）とを交互に配置して成る二つの 隣接列をもつ少なくとも一つの補槽成体（１２）を有するロータ（２）と、各補 槽成体（Ｉ２）に対向する三部品（６，７）ステータ（５）とを備えた静止形変 換器により駆動される同期電動機。

ステータ（５）内の周囲励磁巻線（８）はステータ（５）の部品（６）の方にの み集中せしめられていて他方のステータ（７）には巻線が存在しないように構成 されている。励磁巻線（８）は好ましくは外側のステータ（６）内に嵌装され、 内側のステータ（７）は横断磁束を生成するためのロータ（２）内の磁気的ルー プ閉鎖要素としてのみ役立てられる。これは励磁巻線への配線を単純にし且つよ り簡単な巻線構造を提供する。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）ロータ（２）がステータハウジング（１）内に配置された主軸（３）を 含み、該主軸（３）はその上に回転できないように固定されたほぼ半径方向に伸 長した円形の中央円盤（４）を備え、該中央円盤（４）の半径方向外側の周縁に ロータ回転軸と同心的に少なくとも一つの環状極構成体（１２）が配置され； ｂ）各極構成体（１２）が夫々、円周方向に極性が交互になるように着磁されて 中間に軟鉄要素（１４）を挾装した永久磁石（１３）から構成されて磁気も電気 も通さない物質から成る挿入体により分離されている二つの相互に並置された列 を含み；ｃ）ロータ（２）の各極構成体（１２）がステータ（５）に対向し、該 ステータ（５）が二つの部分即ち極構成体（１２）の径方向外側に配置された外 側ステータ（６）と径方向内側に配置された内側ステータ（７）とから構成され ており； ｄ）ステータ（５）の励磁が励磁巻線により行われまた各ステータ部分（６，７ ）が保持要素（９）を含み、該保持要素（９）が実質的にＵ字状に形成されてい てその開放脚部をロータ（２）の極構成体（１２）に対向させている、 電気機械特に静止形変換器により駆動される同期機械において： ｅ）ステータ（５）の保持要素（９）の励磁が、両方のステータ部分（外側ステ ータ６，内側ステータ７）のうちの一方内のただ一つの励磁巻線（８）のみによ って行われ、他方のステータ部分には励磁巻線が設けられていないことを特徴と する電気機械。
2. ２．励磁巻線（８）が外側ステータ（６）に設けられていることを特徴とする請 求の範囲１に記載の電気機械。
3. ３．巻線が設けられていないステータ部分が薄板を積層して形成されたループ閉 鎖要素を備え、該ループ閉鎖要素が帯状片コア（１０）として形成されており、 またロータ（２）の極構成体（１２）の極ピッチ（Ｔ）の２倍に対応する間隔で 円周方向に配置されていることを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の電気機 械。
4. ４．励磁巻線（８）を受け入れている保持要素としてのステータ部分が円周方向 に延びた帯状片コア（１０）の列を備え、該帯状片コア（１０）が励磁巻線（８ ）を三側面からＵ字状に包囲していることを特徴とする請求の範囲１乃至３の何 れかに記載の電気機械。
5. ５．ロータ（２）が中央円盤（４）の両側に対称的に夫々極構成体（１２）を備 えており、且つそれらに付属する両方のステータ（５）が、励磁巻線（８）が夫 々同一ステータ部分（６）内に配置されていることを特徴とする請求の範囲１乃 至４の何れかに記載の電気機械。