JPH07298526A - 電動機のロータ - Google Patents
電動機のロータInfo
- Publication number
- JPH07298526A JPH07298526A JP6106171A JP10617194A JPH07298526A JP H07298526 A JPH07298526 A JP H07298526A JP 6106171 A JP6106171 A JP 6106171A JP 10617194 A JP10617194 A JP 10617194A JP H07298526 A JPH07298526 A JP H07298526A
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- Japan
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- rotor
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- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 18
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Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロータにリング磁石を使用した電動機におい
て、ステータのスキューやステータ巻線を短節巻にしな
くても、誘起電圧波形を正弦波とし、電動機のトルクリ
ップルを低減し、コストも低減する。 【構成】 ロータヨーク３の空洞部２を、リング磁石１
の磁極分岐点では径方向の幅を広くし、磁極中心に向か
うにしたがって幅が狭くなる様に構成する。
て、ステータのスキューやステータ巻線を短節巻にしな
くても、誘起電圧波形を正弦波とし、電動機のトルクリ
ップルを低減し、コストも低減する。 【構成】 ロータヨーク３の空洞部２を、リング磁石１
の磁極分岐点では径方向の幅を広くし、磁極中心に向か
うにしたがって幅が狭くなる様に構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータヨークの外周に
リング状の永久磁石を接着して成る電動機のロータ構造
に関する。
リング状の永久磁石を接着して成る電動機のロータ構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石をロータヨークの外周表面に接
着して構成する電動機のロータとしては、セグメントタ
イプの複数の永久磁石をロータヨークの外周表面に直接
貼付けるものが一般的である。ところが、多くの作業工
程、作業時間を必要とするため最近はリング状の永久磁
石をロータヨークの外周表面に接着するものが増えてき
た。中でも磁石材質としては、ネオジュウムー鉄ーボロ
ンから成る希土類磁石が磁束密度が大きいので、多数使
われるようになってきている。図８は従来の電動機のロ
ータの軸直角断面図を示す。磁性材から成る鋼板を複数
枚積層して作られたロータヨーク１３はモータ軸４に圧
入等により一体に取付けられている。そして、ロータヨ
ーク１３の外周にはネオジュウムー鉄ーボロンから成る
４極に着磁されたリング磁石１が接着等により固定され
ている。
着して構成する電動機のロータとしては、セグメントタ
イプの複数の永久磁石をロータヨークの外周表面に直接
貼付けるものが一般的である。ところが、多くの作業工
程、作業時間を必要とするため最近はリング状の永久磁
石をロータヨークの外周表面に接着するものが増えてき
た。中でも磁石材質としては、ネオジュウムー鉄ーボロ
ンから成る希土類磁石が磁束密度が大きいので、多数使
われるようになってきている。図８は従来の電動機のロ
ータの軸直角断面図を示す。磁性材から成る鋼板を複数
枚積層して作られたロータヨーク１３はモータ軸４に圧
入等により一体に取付けられている。そして、ロータヨ
ーク１３の外周にはネオジュウムー鉄ーボロンから成る
４極に着磁されたリング磁石１が接着等により固定され
ている。
【０００３】ここで、このリング状の永久磁石は、製造
上の関係で磁場配向はラジアルオリエンテーションとな
っている。この様に製作されたロータの磁気回路を考え
た時磁極分岐点近辺は磁気抵抗が小さく、磁極分岐点か
ら磁極中心に向かうにしたがって、磁気抵抗が増加す
る。このため、この電動機の誘起電圧波形は図７の１１
で示すように高調波を含んだ台形波となる。ここで、同
期電動機の出力トルクについて考えてみると、トルクＴ
は下記式によって表される。
上の関係で磁場配向はラジアルオリエンテーションとな
っている。この様に製作されたロータの磁気回路を考え
た時磁極分岐点近辺は磁気抵抗が小さく、磁極分岐点か
ら磁極中心に向かうにしたがって、磁気抵抗が増加す
る。このため、この電動機の誘起電圧波形は図７の１１
で示すように高調波を含んだ台形波となる。ここで、同
期電動機の出力トルクについて考えてみると、トルクＴ
は下記式によって表される。
【０００４】
【数１】ＢU ＝Ｂ0 ｃｏｓθ
【数２】ＢV ＝Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋２／３π）
【数３】ＢW ＝Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋４／３π）
【数４】Ｔ＝Ｆ・Ｒ＝Ｂ・Ｉ・Ｌ・Ｒ ＝Ｌ・Ｒ｛Ｉ0 ｃｏｓθ×Ｂ0 ｃｏｓθ＋Ｉ0 ｃｏｓ
（θ＋２／３π）×Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋２／３π）＋Ｉ0
ｃｏｓ（θ＋４／３π）×Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋４／３
π）｝ ＝３／２・Ｂ0 ・Ｉ0 ・Ｌ・Ｒ （Ｂ0 ＝磁束密度、ＩO ＝電流、Ｌ＝有効長、Ｒ＝電気
子巻線の平均半径） ｛ＢU ＝Ｕ相の巻線に直交する磁束、( Ｕ相巻線の誘起
電圧）｝ ｛ＢV ＝Ｖ相の巻線に直交する磁束、( Ｖ相巻線の誘起
電圧）｝ ｛ＢW ＝Ｗ相の巻線に直交する磁束、( Ｗ相巻線の誘起
電圧）｝
（θ＋２／３π）×Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋２／３π）＋Ｉ0
ｃｏｓ（θ＋４／３π）×Ｂ0 ｃｏｓ（θ＋４／３
π）｝ ＝３／２・Ｂ0 ・Ｉ0 ・Ｌ・Ｒ （Ｂ0 ＝磁束密度、ＩO ＝電流、Ｌ＝有効長、Ｒ＝電気
子巻線の平均半径） ｛ＢU ＝Ｕ相の巻線に直交する磁束、( Ｕ相巻線の誘起
電圧）｝ ｛ＢV ＝Ｖ相の巻線に直交する磁束、( Ｖ相巻線の誘起
電圧）｝ ｛ＢW ＝Ｗ相の巻線に直交する磁束、( Ｗ相巻線の誘起
電圧）｝
【０００５】この式から分かるように、各相の誘起電圧
波形（ＢU 、ＢV 、ＢW ）が正弦波形の場合、トルクＴ
は電流ＩO に比例し、回転角位置に関係なく一定の値に
なる。しかし、誘起電圧波形に高調波を含んでいた場
合、トルクＴは一定の値とならず、いわゆるトルクリッ
プルが発生する。このため、一般的にはステータコアに
スキューをかけたり、ステータ巻線の巻線方法を短節巻
にしたりして、誘起電圧波形を正弦波に近づけ、トルク
リップルを低減する様にしているが、これらの対策だけ
ではトルクリップルを十分には低減する事が出来ない。
波形（ＢU 、ＢV 、ＢW ）が正弦波形の場合、トルクＴ
は電流ＩO に比例し、回転角位置に関係なく一定の値に
なる。しかし、誘起電圧波形に高調波を含んでいた場
合、トルクＴは一定の値とならず、いわゆるトルクリッ
プルが発生する。このため、一般的にはステータコアに
スキューをかけたり、ステータ巻線の巻線方法を短節巻
にしたりして、誘起電圧波形を正弦波に近づけ、トルク
リップルを低減する様にしているが、これらの対策だけ
ではトルクリップルを十分には低減する事が出来ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のロータ
では、ステータコアにスキューをかけたり、ステータ巻
線を短節巻にしても、トルクリップルが十分に無くなら
ないため、工作機械等の精密機械の送り軸に使用した場
合、異音や振動などの不具合が発生する恐れがあった。
また、ステータコアにスキューをかけたり、ステータ巻
線を短節巻にしている事から、ステータコアの製造工
数、及びステータ巻線の製作工数が多くなりモータのコ
ストも高くなっていた。
では、ステータコアにスキューをかけたり、ステータ巻
線を短節巻にしても、トルクリップルが十分に無くなら
ないため、工作機械等の精密機械の送り軸に使用した場
合、異音や振動などの不具合が発生する恐れがあった。
また、ステータコアにスキューをかけたり、ステータ巻
線を短節巻にしている事から、ステータコアの製造工
数、及びステータ巻線の製作工数が多くなりモータのコ
ストも高くなっていた。
【０００７】本発明は、上述した事情から成されたもの
であり、本発明の目的は、ステータコアにスキューをか
けたり、ステータ巻線を短節巻にする事なく、電動機の
トルクリップルを大幅に低減するすることができ、コス
トも低減できる電動機のロータを提供することにある。
であり、本発明の目的は、ステータコアにスキューをか
けたり、ステータ巻線を短節巻にする事なく、電動機の
トルクリップルを大幅に低減するすることができ、コス
トも低減できる電動機のロータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ロータヨーク
の外周にリング状の永久磁石を接着して成る電動機のロ
ータに関するものであり、本発明の上記目的は、前記ロ
ータヨーク内に空洞部を設け、誘起電圧波形を正弦波と
することによって達成される。
の外周にリング状の永久磁石を接着して成る電動機のロ
ータに関するものであり、本発明の上記目的は、前記ロ
ータヨーク内に空洞部を設け、誘起電圧波形を正弦波と
することによって達成される。
【０００９】
【作用】本発明にあっては、ロータヨーク内に設けた空
洞部の影響により、リング磁石外周の磁束量を調整し、
起電圧波形を正弦波とすることで、電動機のトルクリッ
プルを低減することができる。
洞部の影響により、リング磁石外周の磁束量を調整し、
起電圧波形を正弦波とすることで、電動機のトルクリッ
プルを低減することができる。
【００１０】
【実施例】図１は本考案の電動機のロータの軸直角断面
図である。鋼板をプレス等により打ち抜いて製作された
ロータヨーク３は、磁極分岐点近辺に空洞部２を軸長手
方向に貫通する様に設けてある。磁束の磁気回路を５で
示すが、磁気回路において磁極分岐点近辺で、磁気抵抗
が大きくなる様に径方向の幅を広くしてあり、磁極中心
に向かうにしたがって磁気抵抗が小さくなる様に幅を狭
くしてある。この様に製作されたロータは、磁極中心部
において、磁束量が多くなり、磁極分岐点に向かって磁
束量が減少することから、結果誘起電圧波形は図７の１
２に示す様に正弦波となる。なおここで、前記空洞部２
の寸法は使用磁石の特性により誘起電圧波形が正弦波と
なる様に任意の寸法に決められる。
図である。鋼板をプレス等により打ち抜いて製作された
ロータヨーク３は、磁極分岐点近辺に空洞部２を軸長手
方向に貫通する様に設けてある。磁束の磁気回路を５で
示すが、磁気回路において磁極分岐点近辺で、磁気抵抗
が大きくなる様に径方向の幅を広くしてあり、磁極中心
に向かうにしたがって磁気抵抗が小さくなる様に幅を狭
くしてある。この様に製作されたロータは、磁極中心部
において、磁束量が多くなり、磁極分岐点に向かって磁
束量が減少することから、結果誘起電圧波形は図７の１
２に示す様に正弦波となる。なおここで、前記空洞部２
の寸法は使用磁石の特性により誘起電圧波形が正弦波と
なる様に任意の寸法に決められる。
【００１１】図２〜図６は他の実施例を示したものであ
り、空洞部６〜１０は空洞部２と同じ効果がある。図２
〜図６の空洞部の形状について説明する。図２〜図６の
空洞部は、磁極分岐点一ヶ所について図示している。図
２の空洞部６の形状は、ロータヨーク３外周と磁石内周
の間に空洞を設けたもので、磁極分岐点近辺で磁気抵抗
が大きくなる様に径方向の寸法を大きくしてあり、磁極
中心に向かって小さくしてある。図３は、円弧形のスリ
ット形状で、ロータヨーク３の外周側程スリットの角度
幅を多く取り、内周側を少なく取ったものである。図４
は、空洞部８の形状を逆三角形の形状にしたものであ
る。図５は、空洞部９の形状を直線スリット形状とし、
磁極分岐点近辺のスリットの方が長く、磁極中心に向か
うにしたがって短くしたものである。図６は、Ｎ極側に
のみ空洞部１０を設けたもので、磁極分岐点近辺で磁気
抵抗が大きくなる様に径方向の寸法を大きくしてあり、
磁極中心に向かって小さくしてある。尚、空洞部１０は
Ｓ極側にのみ設けても良い。なお、誘起電圧波形はロー
タヨーク３の空洞部をスキューする事により、さらに改
善される。また、説明は４極に着磁されたものにて行っ
たが、これ以外の極数のおいても同様の効果がある。
り、空洞部６〜１０は空洞部２と同じ効果がある。図２
〜図６の空洞部の形状について説明する。図２〜図６の
空洞部は、磁極分岐点一ヶ所について図示している。図
２の空洞部６の形状は、ロータヨーク３外周と磁石内周
の間に空洞を設けたもので、磁極分岐点近辺で磁気抵抗
が大きくなる様に径方向の寸法を大きくしてあり、磁極
中心に向かって小さくしてある。図３は、円弧形のスリ
ット形状で、ロータヨーク３の外周側程スリットの角度
幅を多く取り、内周側を少なく取ったものである。図４
は、空洞部８の形状を逆三角形の形状にしたものであ
る。図５は、空洞部９の形状を直線スリット形状とし、
磁極分岐点近辺のスリットの方が長く、磁極中心に向か
うにしたがって短くしたものである。図６は、Ｎ極側に
のみ空洞部１０を設けたもので、磁極分岐点近辺で磁気
抵抗が大きくなる様に径方向の寸法を大きくしてあり、
磁極中心に向かって小さくしてある。尚、空洞部１０は
Ｓ極側にのみ設けても良い。なお、誘起電圧波形はロー
タヨーク３の空洞部をスキューする事により、さらに改
善される。また、説明は４極に着磁されたものにて行っ
たが、これ以外の極数のおいても同様の効果がある。
【００１２】
【発明の効果】以上、本発明の電動機のロータによれ
ば、ステータコアをスキューさせたり、巻線方法を短節
巻にしなくてもよく、また、電動機のトルクリップルを
大幅に低減することができることから、電動機のコスト
を低減させるとともに、高性能で信頼性の高い電動機を
提供することができる。
ば、ステータコアをスキューさせたり、巻線方法を短節
巻にしなくてもよく、また、電動機のトルクリップルを
大幅に低減することができることから、電動機のコスト
を低減させるとともに、高性能で信頼性の高い電動機を
提供することができる。
【図１】本発明に係わる電動機のロータの第１の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係わる電動機のロータの第２の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明に係わる電動機のロータの第３の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明に係わる電動機のロータの第４の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明に係わる電動機のロータの第５の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明に係わる電動機のロータの第６の軸直角
断面図である。
断面図である。
【図７】本発明による誘起電圧波形と従来の電動機によ
る誘起電圧波形の図である。
る誘起電圧波形の図である。
【図８】従来の電動機のロータの軸直角断面図である。
１ リング磁石 ２、６、７、８、９、１０ 空洞部 ３、１３ ヨーク ４ 軸 ５ 磁気回路 １１ 高調波を含んだ誘起電圧波形 １２ 正弦波の誘起電圧波形
Claims (2)
- 【請求項１】 ロータヨークの外周にリング状の永久磁
石を接着して成る同期電動機のロータにおいて、前記ロ
ータヨーク内の磁気回路中に空洞部を設け、前記空洞部
は、前記電動機の誘起電圧波形が正弦波になるような形
状にしたことを特徴とする電動機のロータ。 - 【請求項２】 前記空洞部は、前記ロータヨークの長手
方向にスキューしている請求項１に記載の電動機のロー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6106171A JPH07298526A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電動機のロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6106171A JPH07298526A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電動機のロータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07298526A true JPH07298526A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14426818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6106171A Pending JPH07298526A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電動機のロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07298526A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161270B2 (en) | 2003-10-14 | 2007-01-09 | Lg Electronics Inc. | Line start reluctance synchronous motor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0447360U (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-22 | ||
| JPH0698489A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Hitachi Metals Ltd | サーボモータ用ロータ |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6106171A patent/JPH07298526A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0447360U (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-22 | ||
| JPH0698489A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Hitachi Metals Ltd | サーボモータ用ロータ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161270B2 (en) | 2003-10-14 | 2007-01-09 | Lg Electronics Inc. | Line start reluctance synchronous motor |
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