JPH06327206A - Pm形交流同期モータ - Google Patents
Pm形交流同期モータInfo
- Publication number
- JPH06327206A JPH06327206A JP5108553A JP10855393A JPH06327206A JP H06327206 A JPH06327206 A JP H06327206A JP 5108553 A JP5108553 A JP 5108553A JP 10855393 A JP10855393 A JP 10855393A JP H06327206 A JPH06327206 A JP H06327206A
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- JP
- Japan
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- rotor
- synchronous motor
- magnetic flux
- coil
- type
- Prior art date
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高トルクかつ高速回転が達成可能なPM形交
流同期モータを提供する。 【構成】 複数個の永久磁石7を円周状に配設するロー
タ6と、前記ロータ6と同心円状に複数個の励磁コイル
3を配設するステータ1とを有するPM形交流同期モー
タにおいて、前記永久磁石7のうち、隣接する永久磁石
7の間に、スペーサ9を配設することにより、磁化電流
による磁束の磁気抵抗を減少させる。このことより、磁
化電流による磁束の磁束数が増加し、前記ステータ1と
ロータ6との吸引力、および、反発力が増し、前記ステ
ータ1と前記ロータ6とのトルクを増し、前記ロータ6
の高速回転を達成可能なPM形交流同期モータの提供を
可能とする。
流同期モータを提供する。 【構成】 複数個の永久磁石7を円周状に配設するロー
タ6と、前記ロータ6と同心円状に複数個の励磁コイル
3を配設するステータ1とを有するPM形交流同期モー
タにおいて、前記永久磁石7のうち、隣接する永久磁石
7の間に、スペーサ9を配設することにより、磁化電流
による磁束の磁気抵抗を減少させる。このことより、磁
化電流による磁束の磁束数が増加し、前記ステータ1と
ロータ6との吸引力、および、反発力が増し、前記ステ
ータ1と前記ロータ6とのトルクを増し、前記ロータ6
の高速回転を達成可能なPM形交流同期モータの提供を
可能とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PM形交流同期モータ
に関し、特に、工作機械等に用いられるPM形交流同期
モータにおいて、高トルクかつ高速回転を達成可能とす
るPM形交流同期モータのロータ構造に関する。
に関し、特に、工作機械等に用いられるPM形交流同期
モータにおいて、高トルクかつ高速回転を達成可能とす
るPM形交流同期モータのロータ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のPM形交流同期モータの断
面図である。PM形交流同期モータは、図3に示すよう
に、複数個の永久磁石7を円周状に配設するロータ6
と、前記ロータ6と同心円状に複数個の励磁コイル3を
配設するステータ1とを有する。前記永久磁石7の極性
は、隣同志がお互いに異なる極性となるように、径方向
に配設されている。また、前記励磁コイル3は順次U、
V、Wを繰り返し形成し、各コイルには、U相、V相、
W相からなる三相交流による電圧が印加される。
面図である。PM形交流同期モータは、図3に示すよう
に、複数個の永久磁石7を円周状に配設するロータ6
と、前記ロータ6と同心円状に複数個の励磁コイル3を
配設するステータ1とを有する。前記永久磁石7の極性
は、隣同志がお互いに異なる極性となるように、径方向
に配設されている。また、前記励磁コイル3は順次U、
V、Wを繰り返し形成し、各コイルには、U相、V相、
W相からなる三相交流による電圧が印加される。
【0003】図3において、所定時間に、前記三相交流
が、前記ステータ1の前記各励磁コイル3に印加され、
前記ロータ6が所定位置にある時のコイル磁束の一例と
して、コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c を示す。この
コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c に対向した位置にあ
る前記永久磁石7の一例として、永久磁石7a、7b、
7cを示す。
が、前記ステータ1の前記各励磁コイル3に印加され、
前記ロータ6が所定位置にある時のコイル磁束の一例と
して、コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c を示す。この
コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c に対向した位置にあ
る前記永久磁石7の一例として、永久磁石7a、7b、
7cを示す。
【0004】前記コイル磁束Φc3a は反時計方向の向き
であり、前記コイル磁束のΦc3a 、Φc3b 、Φc3c の磁
束の方向は、隣同志がお互いに逆となっている。このコ
イル磁束Φc3a と前記永久磁石7aのS極とが対向し、
永久磁石7aとコイル磁束Φc3a とがお互いに反発し合
う。また、前記永久磁石7aのS極とコイル磁束Φc3 b
Φとが吸引し合う。この時、ロータ6に反時計方向のト
ルクが生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が発生す
る。
であり、前記コイル磁束のΦc3a 、Φc3b 、Φc3c の磁
束の方向は、隣同志がお互いに逆となっている。このコ
イル磁束Φc3a と前記永久磁石7aのS極とが対向し、
永久磁石7aとコイル磁束Φc3a とがお互いに反発し合
う。また、前記永久磁石7aのS極とコイル磁束Φc3 b
Φとが吸引し合う。この時、ロータ6に反時計方向のト
ルクが生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が発生す
る。
【0005】さらに、前記コイル磁束Φc3b は時計方向
の向きであり、このコイル磁束Φc3 b と前記永久磁石7
bのN極とが対向し、永久磁石7bとコイル磁束Φc3b
とがお互いに反発し合う。また、前記永久磁石7bのN
極とコイル磁束Φc3c とが吸引し合う。この時、ロータ
6に反時計方向のトルクが生じ、ロータ6に反時計方向
の回転力が発生する。
の向きであり、このコイル磁束Φc3 b と前記永久磁石7
bのN極とが対向し、永久磁石7bとコイル磁束Φc3b
とがお互いに反発し合う。また、前記永久磁石7bのN
極とコイル磁束Φc3c とが吸引し合う。この時、ロータ
6に反時計方向のトルクが生じ、ロータ6に反時計方向
の回転力が発生する。
【0006】前記コイル磁束Φc3c と前記永久磁石7c
のS極の間においても、上記と同様、ロータ6に反時計
方向のトルクを生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が
発生する。
のS極の間においても、上記と同様、ロータ6に反時計
方向のトルクを生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が
発生する。
【0007】上記のようにロータ6に反時計方向の回転
力が発生し、前記所定時間からの時間の進行に従い、前
記三相交流の振幅強度、および、極性が変化し、前記コ
イル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c が反時計方向に移動す
るならば、前記コイル磁束c3 a 、Φc3b 、Φc3c と永久
磁石7a、7b、7cの位置関係は、前記所定時間時と
同様となり、ロータ6は回転し続ける。
力が発生し、前記所定時間からの時間の進行に従い、前
記三相交流の振幅強度、および、極性が変化し、前記コ
イル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c が反時計方向に移動す
るならば、前記コイル磁束c3 a 、Φc3b 、Φc3c と永久
磁石7a、7b、7cの位置関係は、前記所定時間時と
同様となり、ロータ6は回転し続ける。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述したPM形交流同
期モータを例えば、工作機械主軸モータなどに用いる場
合、近年のNC加工機等において、高トルクかつ高速回
転のモータが要求されている。
期モータを例えば、工作機械主軸モータなどに用いる場
合、近年のNC加工機等において、高トルクかつ高速回
転のモータが要求されている。
【0009】従来のPM形交流同期モータにおいて、励
磁コイルに交流電圧を印加し、コイル磁束を回転させる
と、前記コイル磁束とマグネット磁束との間に反発力、
および、吸引力が発生し、これによりロータに駆動力が
発生し、ロータが回転する。このロータの回転によるマ
グネット磁束の回転により、コイルに逆起電力を生じ、
駆動電圧を減少させる。この逆起電力は、ロータの回転
速度に比例し、回転が高速となるほど大きくなる。この
ため、高速回転となるに従い、駆動電圧が低下し、トル
クを低下させる。この結果、PM形交流同期モータを高
速回転させることが、困難であった。
磁コイルに交流電圧を印加し、コイル磁束を回転させる
と、前記コイル磁束とマグネット磁束との間に反発力、
および、吸引力が発生し、これによりロータに駆動力が
発生し、ロータが回転する。このロータの回転によるマ
グネット磁束の回転により、コイルに逆起電力を生じ、
駆動電圧を減少させる。この逆起電力は、ロータの回転
速度に比例し、回転が高速となるほど大きくなる。この
ため、高速回転となるに従い、駆動電圧が低下し、トル
クを低下させる。この結果、PM形交流同期モータを高
速回転させることが、困難であった。
【0010】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、高トルク、かつ、高速回転を達成
可能なPM形交流同期モータの実現を目的とする。
めになされたもので、高トルク、かつ、高速回転を達成
可能なPM形交流同期モータの実現を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個の永久
磁石を円周状に配設するロータと、前記ロータと同心円
状に複数個の励磁コイルを配設するステータとを有する
PM形交流同期モータにおいて、前記永久磁石のうち、
隣接する永久磁石間に、磁性体を配設する。
磁石を円周状に配設するロータと、前記ロータと同心円
状に複数個の励磁コイルを配設するステータとを有する
PM形交流同期モータにおいて、前記永久磁石のうち、
隣接する永久磁石間に、磁性体を配設する。
【0012】すなわち、本発明によれば、ロータに設け
られている磁性体にコイル磁束の漏れ磁束を集中させ、
コイル磁束を十分に確保し、これによって高速回転領域
においても、十分に高トルクを出力可能したものであ
る。
られている磁性体にコイル磁束の漏れ磁束を集中させ、
コイル磁束を十分に確保し、これによって高速回転領域
においても、十分に高トルクを出力可能したものであ
る。
【0013】
【作用】本発明において、ロータの隣接する永久磁石と
永久磁石の間に磁性体を配設することにより、磁化電流
による磁束の磁気抵抗を減少させる。
永久磁石の間に磁性体を配設することにより、磁化電流
による磁束の磁気抵抗を減少させる。
【0014】
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本実施例に係る、PM形交流同期モータの断
面図を示し、磁性体のスペーサ9が、隣接する永久磁石
7と永久磁石7との間に配置されている。
る。図1は本実施例に係る、PM形交流同期モータの断
面図を示し、磁性体のスペーサ9が、隣接する永久磁石
7と永久磁石7との間に配置されている。
【0015】本実施例において特徴的な、スペーサ9の
効果を説明するために、従来の交流同期モータの図3の
ギャップ5と比較を行う。従来例に係る、図3におい
て、永久磁石7a・7b間、および、7b・7c間に空
気等によるギャップ5が存在し、永久磁石7aと7b、
および、7bと7cを分離している。このギャップ5の
空気等は、ステータ1、および、ロータ6に比べ透磁率
が低いため、コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c 等のコ
イル磁束の通る磁路の領域に制約を与え、前記コイル磁
束による磁路を形成する領域を狭める。この磁路を形成
する領域が狭まることが、前記コイル磁束Φc3a 、Φ
c3b 、Φc3c 等のコイル磁束の磁気抵抗となり、このコ
イル磁束の磁束数を減少させる原因となっていた。
効果を説明するために、従来の交流同期モータの図3の
ギャップ5と比較を行う。従来例に係る、図3におい
て、永久磁石7a・7b間、および、7b・7c間に空
気等によるギャップ5が存在し、永久磁石7aと7b、
および、7bと7cを分離している。このギャップ5の
空気等は、ステータ1、および、ロータ6に比べ透磁率
が低いため、コイル磁束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c 等のコ
イル磁束の通る磁路の領域に制約を与え、前記コイル磁
束による磁路を形成する領域を狭める。この磁路を形成
する領域が狭まることが、前記コイル磁束Φc3a 、Φ
c3b 、Φc3c 等のコイル磁束の磁気抵抗となり、このコ
イル磁束の磁束数を減少させる原因となっていた。
【0016】しかし、本実施例に係る、図1において、
永久磁石7a・7b間、および、7b・7c間にステー
タ1、および、ロータ6と同様の透磁率である磁性体を
配設することにより、コイル磁束の通る磁路の領域を広
げ、コイル磁束の磁束数を増加させることが可能であ
る。このため、本実施例に係る、スペーサ9を通るコイ
ル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c の磁束数は、ギャップ5
を通るコイル磁束Φc3a、Φc3b 、Φc3c の磁束数より
多くなる。
永久磁石7a・7b間、および、7b・7c間にステー
タ1、および、ロータ6と同様の透磁率である磁性体を
配設することにより、コイル磁束の通る磁路の領域を広
げ、コイル磁束の磁束数を増加させることが可能であ
る。このため、本実施例に係る、スペーサ9を通るコイ
ル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c の磁束数は、ギャップ5
を通るコイル磁束Φc3a、Φc3b 、Φc3c の磁束数より
多くなる。
【0017】次に図1を用い動作の説明を行う。交流同
期モータは、図1に示すように、複数個の永久磁石7を
円周状に配設するロータ6と、前記ロータ6と同心円状
に複数個の励磁コイル3を配設するステータ1とを有す
る。前記永久磁石7の極性は、隣同志がお互いに異なる
極性となるように径方向に、配設されている。また、前
記励磁コイル3は順次U、V、W相を形成し、各コイル
には、U相、V相、W相からなる三相交流による電圧が
印加される。
期モータは、図1に示すように、複数個の永久磁石7を
円周状に配設するロータ6と、前記ロータ6と同心円状
に複数個の励磁コイル3を配設するステータ1とを有す
る。前記永久磁石7の極性は、隣同志がお互いに異なる
極性となるように径方向に、配設されている。また、前
記励磁コイル3は順次U、V、W相を形成し、各コイル
には、U相、V相、W相からなる三相交流による電圧が
印加される。
【0018】図1において、所定時間に、前記三相交流
が、前記ステータ1の前記各励磁コイル3に印加され、
前記ロータ6が所定位置にある時のコイル磁束の一例と
して、コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c を示す。この
コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c に対向した位置にあ
る前記永久磁石7の一例として、永久磁石7a、7b、
7cを示す。
が、前記ステータ1の前記各励磁コイル3に印加され、
前記ロータ6が所定位置にある時のコイル磁束の一例と
して、コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c を示す。この
コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c に対向した位置にあ
る前記永久磁石7の一例として、永久磁石7a、7b、
7cを示す。
【0019】前記コイル磁束Φc1a は反時計方向の向き
であり、前記コイル磁束のΦc1a 、Φc1b 、Φc1c の磁
束の方向は、隣同志がお互いに逆となっている。このコ
イル磁束Φc1a と前記永久磁石7aのS極とが対向し、
永久磁石7aとコイル磁束Φc3a とがお互いに反発し合
う。また、前記永久磁石7aのS極とコイル磁束Φc1 b
Φとが吸引し合う。この時、ロータ6に反時計方向のト
ルクが生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が発生す
る。
であり、前記コイル磁束のΦc1a 、Φc1b 、Φc1c の磁
束の方向は、隣同志がお互いに逆となっている。このコ
イル磁束Φc1a と前記永久磁石7aのS極とが対向し、
永久磁石7aとコイル磁束Φc3a とがお互いに反発し合
う。また、前記永久磁石7aのS極とコイル磁束Φc1 b
Φとが吸引し合う。この時、ロータ6に反時計方向のト
ルクが生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が発生す
る。
【0020】さらに、前記コイル磁束Φc1b は時計方向
の向きであり、このコイル磁束Φc1 b と前記永久磁石7
bのN極とが対向し、永久磁石7bとコイル磁束Φc1b
とがお互いに反発し合う。また、前記永久磁石7bのN
極とコイル磁束Φc1c とが吸引し合う。この時、ロータ
6に反時計方向のトルクが生じ、ロータ6に反時計方向
の回転力が発生する。
の向きであり、このコイル磁束Φc1 b と前記永久磁石7
bのN極とが対向し、永久磁石7bとコイル磁束Φc1b
とがお互いに反発し合う。また、前記永久磁石7bのN
極とコイル磁束Φc1c とが吸引し合う。この時、ロータ
6に反時計方向のトルクが生じ、ロータ6に反時計方向
の回転力が発生する。
【0021】前記コイル磁束Φc1c と前記永久磁石7c
のS極の間においても、上記と同様、ロータ6に反時計
方向のトルクを生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が
発生する。
のS極の間においても、上記と同様、ロータ6に反時計
方向のトルクを生じ、ロータ6に反時計方向の回転力が
発生する。
【0022】上記のようにロータ6に反時計方向の回転
力が発生し、前記所定時間からの時間の進行に従い、前
記三相交流の振幅強度、および、極性が変化し、前記コ
イル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c が反時計方向に移動す
るならば、前記コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c と永
久磁石7a、7b、7cの位置関係は、前記所定時間時
と同様となり、ロータ6は回転し続ける。
力が発生し、前記所定時間からの時間の進行に従い、前
記三相交流の振幅強度、および、極性が変化し、前記コ
イル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c が反時計方向に移動す
るならば、前記コイル磁束Φc1a 、Φc1b 、Φc1c と永
久磁石7a、7b、7cの位置関係は、前記所定時間時
と同様となり、ロータ6は回転し続ける。
【0023】ここで、前述したように、本実施例に係
る、スペーサ9を通るコイル磁束Φc1 a 、Φc1b 、Φ
c1c は、ギャップ5を通るコイル磁束Φc3a 、Φc3b 、
Φc3c より、磁束数が多い。このため、前記ステータ1
とロータ6との吸引力、および、反発力が増し、前記ス
テータ1と前記ロータ6とのトルクを増し、前記ロータ
6の高速回転を可能とする。
る、スペーサ9を通るコイル磁束Φc1 a 、Φc1b 、Φ
c1c は、ギャップ5を通るコイル磁束Φc3a 、Φc3b 、
Φc3c より、磁束数が多い。このため、前記ステータ1
とロータ6との吸引力、および、反発力が増し、前記ス
テータ1と前記ロータ6とのトルクを増し、前記ロータ
6の高速回転を可能とする。
【0024】図2は、ブラシレスモータの回転速度に対
するトルク特性を示し、横軸を回転速度、縦軸をトルク
とする。スペーサが無い場合の特性を実線で示し、スペ
ーサがある場合の特性を点線で示す。スペーサが無い場
合にくらべ、スペーサがある場合は、高トルク、かつ、
高速回転となっているが、これは、上記で示したよう
に、従来例のギャップ5から、本発明に係るスペーサ9
に置き換えたことにより、磁気抵抗が減少し,コイル磁
束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c からコイル磁束Φc1a、Φ
c1b 、Φc1c のように、コイル磁束の磁束数が増加し、
前記ステータ1とロータ6との吸引力、および、反発力
が増し、前記ステータ1と前記ロータ6とのトルクを増
し、前記ロータ6の高速回転を可能としたためである。
するトルク特性を示し、横軸を回転速度、縦軸をトルク
とする。スペーサが無い場合の特性を実線で示し、スペ
ーサがある場合の特性を点線で示す。スペーサが無い場
合にくらべ、スペーサがある場合は、高トルク、かつ、
高速回転となっているが、これは、上記で示したよう
に、従来例のギャップ5から、本発明に係るスペーサ9
に置き換えたことにより、磁気抵抗が減少し,コイル磁
束Φc3a 、Φc3b 、Φc3c からコイル磁束Φc1a、Φ
c1b 、Φc1c のように、コイル磁束の磁束数が増加し、
前記ステータ1とロータ6との吸引力、および、反発力
が増し、前記ステータ1と前記ロータ6とのトルクを増
し、前記ロータ6の高速回転を可能としたためである。
【0025】以上のように、本発明によれば、隣接する
永久磁石の間に磁性体を配設することにより、高トル
ク、かつ、高速回転を達成可能なPM形交流同期モータ
の実現を可能とする。
永久磁石の間に磁性体を配設することにより、高トル
ク、かつ、高速回転を達成可能なPM形交流同期モータ
の実現を可能とする。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において、
ロータの隣接する永久磁石の間に磁性体を配設すること
により、磁化電流による磁束の磁気抵抗を減少させる。
このため、磁化電流による磁束の磁束数が増加し、ステ
ータと前記ロータとの吸引力、および、反発力が増し、
前記ステータと前記ロータとのトルクを増し、前記ロー
タの高速回転を達成可能なPM形交流同期モータの実現
を可能とする。
ロータの隣接する永久磁石の間に磁性体を配設すること
により、磁化電流による磁束の磁気抵抗を減少させる。
このため、磁化電流による磁束の磁束数が増加し、ステ
ータと前記ロータとの吸引力、および、反発力が増し、
前記ステータと前記ロータとのトルクを増し、前記ロー
タの高速回転を達成可能なPM形交流同期モータの実現
を可能とする。
【図1】本発明に係る、PM形交流同期モータの動作を
説明するための断面図である。
説明するための断面図である。
【図2】本発明に係る、PM形交流同期モータのトルク
−回転速度特性を説明するための図である。
−回転速度特性を説明するための図である。
【図3】従来のPM形交流同期モータの動作を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
1 ステータ 3 励磁コイル 5 ギャップ 6 ロータ 7 永久磁石 9 スペーサ
Claims (1)
- 【請求項1】 複数個の永久磁石を円周状に配設するロ
ータと、前記ロータと同心円状に複数個の励磁コイルを
配設するステータとを有するPM形交流同期モータにお
いて、前記ロータのうち、隣接する永久磁石の間に、磁
性体を配設することを特徴とするPM形交流同期モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108553A JPH06327206A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Pm形交流同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108553A JPH06327206A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Pm形交流同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06327206A true JPH06327206A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14487752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5108553A Pending JPH06327206A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Pm形交流同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06327206A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020013280A (ko) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | 구자홍 | 유도 동기기 |
| JP2011501014A (ja) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | プライム デイタム、インコーポレーテッド | 冷却塔のための統合ファン駆動システム |
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