JPH09163692A

JPH09163692A - 回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置

Info

Publication number: JPH09163692A
Application number: JP7344432A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Miura; 司三浦
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】残留磁束密度の大きい高保持力を有する未磁化
の永久磁石を回転子に搭載した後に極毎に着磁を可能と
して、かつ着磁のための電流供給装置の大形化を必要と
しない回転界磁形永久磁石電動機の着磁装置を提供す
る。【解決手段】溝部３を介して隣接する貫通孔２０で２分
割された異極の磁極の１／２極分幅からなる磁極鉄心５
ａに、溝部３を通って互いに巻回方向を逆にしてコイル
３０を巻回した前記磁極鉄心５ａを回転子１の永久磁石
２の外周に周方向に複数個配してなる着磁器６ａと、電
流供給装置７とから着磁装置８ａを構成し、前記のそれ
ぞれの磁極鉄心５ａのコイル３０に順次電流供給装置７
から切り換えスイッチ６０によりパルス状の電を通流し
て永久磁石を着磁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転子に永久磁
石を搭載して界磁極を形成する回転界磁形永久磁石同期
電動機の未磁化の永久磁石を着磁する着磁装置の構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６〜図８は、従来の回転界磁形永久磁
石同期電動機の回転子の界磁極を形成するための着磁装
置を示すもので、図６は着磁装置を構成する着磁器と、
この着磁器に挿入する前の未磁化の永久磁石を搭載した
回転子の斜視図、図７は着磁器に挿着した回転子の永久
磁石を着磁する着磁装置の構成図、図８の（ａ）及び
（ｂ）は、それぞれ永久磁石の着磁の原理の説明図であ
る。回転子の界磁極に永久磁石を使用する永久磁石同期
電動機は、界磁の強さをほぼ一定にすることができるの
で、固定子の電機子巻線に可変周波数電源を供給して回
転磁界を生成するこにより回転子の回転速度を精度良く
制御可変することができる高効率のものが得られる。し
かも、励磁部は前記したように永久磁石にて無励磁とし
て電源を必要としないので、機器の小形化ができるとと
もに、保守管理が低減されるという特徴を有しているの
で可変速駆動用の回転機として、主として中小容量機へ
の適用がなされている。

【０００３】ところで、永久磁石は通常その成形段階で
は磁力を持たず、外部より強制的に起磁力を加える、い
わゆる着磁または磁化により磁石としての性能を持つよ
うになる。この未磁化の永久磁石を磁化する装置を着磁
装置または磁化装置と称する。回転界磁形永久磁石同期
電動機における、前記した回転子の界磁極を構成する未
磁化の永久磁石を着磁する着磁方法は、図６の４極の場
合に示すように、回転子１の外周に設けられた未磁化の
永久磁石２の外周に対向するように前記回転子１と同心
状に配された軸方向に設けられた溝部３に挿着して巻回
された４個のコイル４と、このコイル４を支持する４極
の磁極鉄心５とからなる着磁器６と、この着磁器６のコ
イル４に電流を供給する電流供給装置７とから構成され
る着磁装置８に前記着磁器３の内部に前記回転子１を挿
入して行われる。

【０００４】永久磁石２の着磁のためにコイル４に通流
する電流は、大電流を比較的短時間流せばよいので、図
７に示すように通常のＬＣ共振型のパルス電源が用いら
れる。永久磁石２の着磁は、まず永久磁石２に４極の磁
極を形成させるための磁束発生用のそれぞれの磁極鉄心
５に巻回され直列接続された４個のコイル４に通流する
電流供給装置７の放電スイッチ９を開として遮断してお
く。次に、スイッチ１０を閉として充電回路１１によっ
て電源１１ａよりコンデンサ１２を充電する。所定の電
圧まで充電し得た後に、スイッチ１０を開とした後に放
電スイッチ９を閉として、充電回路１１からの電流を前
記した着磁器６のそれぞれのじのいく鉄心５に巻回され
たコイル４に通流して磁束１３を発生させる。ここで、
上記の電流供給装置７のコンデンサ１２の容量をＣ、着
磁器６のコイル４の抵抗をＲ，インダクタンスをＬとす
ると、Ｒ＜２√（Ｌ／Ｃ）の条件が成り立つとき、電流
供給装置７からコイル４に通流する電流１４は図８の
（ａ）のように減衰振動波形を示し、第１周期で非常に
高い尖塔値を得ることができる。一方、永久磁石２は、
構成する材料によって図８の（ｂ）のように固有のヒス
テリシス曲線１５を示し、前記した電流１４によって発
生する強磁束１３のために、直ちに磁気飽和領域１６に
達し、その後電流が無くなると、ヒステリシス曲線１５
に従った残留磁気特性１７を示し、着磁を完了して４個
のコイル４に対向する永久磁石２に、前記コイル４に通
流する矢印の電流方向によって定まる磁束方向に対応し
て、図７に示すように４極の界磁極を形成する。

【０００５】ところで、図７に示す着磁器６からなる着
磁装置８による回転界磁形永久磁石同期電動機の永久磁
石の着磁では、全極を同時に着磁することが重要であ
る。即ち、前記と同様に４極の磁極構成において、図９
のように隣接する磁極鉄心５，５に巻回方向を変えて巻
回された２つのコイル４，４に電流供給装置７より電流
を流して磁束を発生させて、Ｓ極及びＮ極を着磁した場
合に、磁束１８の方向が永久磁石２の法線方向に向か
ず、着磁後の永久磁石２の磁化の方向も傾いてしまい、
また磁束１８の分布が不均一となり、充分に飽和しない
未飽和領域１９が形成する恐れがある。回転子１の永久
磁石２の着磁においては、完全に飽和させることが重要
であり、飽和が完全でないと、例えば固定子側等の外部
より逆磁界を受けた時、永久減磁を引き起こす恐れがあ
り、上記した図５，図６からなる着磁器６の構造では、
界磁極の全極を同時に着磁することが必要不可欠の条件
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、最近は高保持力
を有する永久磁石が開発され、特に稀土類磁石を用いた
永久磁石同期電動機の適用拡大も図られ、大形の大容量
機への適用開発も行われている。このため、永久磁石の
着磁装置もより残留磁束密度の大きい永久磁石を着磁す
ることが可能な着磁能力の高いものが要求れれるように
なってきた。しかしながら、前記した従来の永久磁石の
全極を同時に着磁する着磁装置においては、磁束を発生
させるために大電流をコイルに通流する必要があり、電
流供給装置７も大形となり、着磁コストが高くなるとい
う問題があった。したがって、大形の永久磁石を搭載す
る回転子構造においては、永久磁石を着磁した後に、回
転子に取り付けて界磁極を構成する方法が一般的に行わ
れている。この回転子の界磁極の構成は、既に磁化した
ものを鉄性の部材である回転子の外周上に取り付けるた
めに、非常に慎重な取扱と、取り付け位置決め治具等に
特殊な治具を必要とする煩雑な作業を必要とする。

【０００７】この発明の課題は、前記の問題を解決した
残留磁束密度の大きい高保持力を有する永久磁石からな
る界磁極の形成を、従来のように着磁後に回転子に搭載
して構成することなく、未磁化の永久磁石を回転子に搭
載した後に極毎に着磁を可能として、かつ電流供給装置
の大型化を必要としない着磁装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の着磁装置は、着磁により回転子の永
久磁石の周上に形成される交互に並ぶＮ極とＳ極のそれ
ぞれの磁極を中央で２分割して、隣接する磁極の１／２
極分を組み合わせたものを単位として着磁するように、
左右に分割してコイルを互いに逆に巻回して設けられた
磁極鉄心を回転子の周方向に対向して配置して着磁器を
構成して、この着磁器のコイルに電流供給装置よりパル
ス状の電流パルスを通流して磁束発生させ永久磁石を着
磁する構造とした。

【０００９】これにより、前記した着磁器の２分割され
それぞれコイルが巻回された磁極鉄心を回転子の磁極数
に応じて未磁化の永久磁石の外周に対向して複数個配し
て、電流供給装置からのパルス状の電流を前記複数個の
着磁器のコイルに順次切り換えながら通流することによ
り、全極を同時に磁化する着磁装置の場合と同様に着磁
することがかできる。しかも、従来の全極を同時に着磁
する着磁装置と比して、前記したように一極分を着磁す
る電流供給装置で全極を着磁できるので、電流供給装置
のコンデンサの容量を、磁極の数に逆比例して減らすこ
とができることから、電源容量の小さい電流供給装置か
らなる着磁装置とすることができる。

【００１０】また、着磁器が貫通孔により左右に２分割
されコイルが巻回された磁極鉄心が未磁化の永久磁石の
外周の周上に一組又は二組を互いに対向して配置して構
成され、回転子の円周上の永久磁石の磁化により形成さ
れる磁極位置に前記磁極鉄心、あるいは回転子を回転移
動し着磁器の磁極鉄心の位置と回転子の磁極の位置とを
一致させて、複数回に分けて着磁するための位置決めす
る手段を備えた着磁装置とすることにより、着磁器の磁
極鉄心に巻回されるコイルのインダクタンスを、従来の
全極を同時に着磁するための磁極の数だけ磁極鉄心を必
要とする着磁器からなる着磁装置と比して、一組の磁極
鉄心の場合には磁極の数で除した値、二組の場合にはそ
の２倍の値とすることができるので、小形な着磁器を有
する着磁装置とすることができる。

【００１１】また、着磁器の磁極鉄心を一極間隔毎に回
転子の周上に間隔を持って配された第１の着磁器と、こ
の第１の着磁器の磁極鉄心位置と周方向に一極間隔分ず
つずれた位置に間隔を持って回転子の周上に配された第
２の着磁器とが同心状に軸方向に間隔を持って配置さ
れ、未磁化の永久磁石を搭載した回転子に前記した第１
及び第２の着磁器を軸方向に移動して位置決めする手段
を有する着磁装置とする。これにより前記した第１と第
２の着磁器とで、電流供給装置からのパルス状の電流を
切り換え接続し、それぞれの磁極鉄心に対応する位置の
永久磁石の着磁をすることにより、従来の全極を同時に
着磁する着磁装置の電流供給装置と比して電源容量を小
さくできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。実施の形態１図１は、この発明の第１の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。図１の
回転子界磁極は４極の構成例であり、着磁装置８ａの着
磁器６ａを構成する磁極鉄心５ａは、回転子１に搭載さ
れた永久磁石２に形成されるＮ極又はＳ極に対応する位
置に、溝部３によってそれぞれ分割された４個の磁極鉄
心５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａが回転子１の外周上
に配されている。そして、それぞれの磁極鉄心５ａは、
磁極中央部に軸方向に貫通する貫通孔２０（２１，２
２，２３，２４）を設けて、磁極鉄心５をそれぞれ２分
割している。そして、磁極鉄心５の貫通孔２０にコイル
３０を貫通させ、左右に２分割した磁極鉄心５にコイル
３０をそれぞれ巻回する。次に、図１に示すように溝部
３を介して隣接する異極の１／２極に巻回されたコイル
３０同士を接続して４個の磁束発生回路４０（４１，４
２，４３，４４）を構成する。

【００１３】前記した磁束発生回路４０に通流する電流
パルスは、電流供給装置７の電源１１ａから充電回路１
１によって充電された電流を、従来例で説明したように
放電スイッチ９を閉にすることにより供給する。この場
合に、永久磁石２に４極の磁極を形成する着磁器６ａの
磁極鉄心５ａに巻回されているコイル３０にて構成され
た磁束発生回路４１〜４４に接続されている接点線に４
１ａ，４１ｂ〜４４ａ，４４ｂに切り換えスイッチ６０
の接点６１を切り換えて、電流供給装置７から順次パル
ス状の電流を通流することにより、磁極鉄心５ａのそれ
ぞれに対応する永久磁石２の部位に１／２極ずつ異極に
着磁するようにして全極を着磁する。

【００１４】この発明の第１の実施の形態では、電流供
給装置７の電源容量に余裕がある場合には磁束発生回路
４０の２回路を直列又は並列に接続することも可能であ
り、既設の電流供給装置７に合わせて磁束発生回路４０
の組み合わせを選択できる。また、この実施の形態は磁
極幅の広い極数の少ない回転磁界形永久磁石同期電動機
を着磁するのに好適である。

【００１５】実施の形態２図２は、この発明の第２の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。図２に
示す着磁装置８ｂの着磁器６ｂを構成する磁極鉄心５ｂ
は、着磁される永久磁石２の隣接するＮ極とＳ極のそれ
ぞれの磁極中心までの１／２極の磁極幅を有する軸方向
に設けられた溝部３で２分割された磁極鉄心５１ｂと５
２ｂとから構成され、前記溝部３に貫通して磁極鉄心５
１ｂと５２ｂとにコイル３０ｂが互いに巻回方向を逆に
して巻回されている。そして、前記着磁器６ｂの磁極鉄
心５ｂと着磁する永久磁石２の相対位置を変えて位置決
めを行う回転子１の位置決め手段６２が設けてある。

【００１６】前記した位置決め手段６２は、駆動機６２
ａの回転軸６３ａと係合する回転子１の中心部に直結さ
れた回転子軸６４ａを前記回転機６２ａの回転によって
回転する構成からなっている。永久磁石２の着磁には、
まず図２に示すように回転子１の永久磁石２のＡに示す
部位を着磁器６ｂの磁極鉄心５ｂに対向配置し、電流供
給装置７から切り換えスイッチ６０ａの接点６１ａを閉
にして、前記磁極鉄心５ｂに巻回されているコイル３０
ｂに実線の矢印の方向にパルス状の電流を通流する。こ
れにより２分割された磁極鉄心５１ｂと５２ｂのそれぞ
れのコイルに流れる電流方向によって図の如く溝部３を
磁極の境界として左右にＳ極とＮ極とに１／２極分ずつ
着磁する。

【００１７】次に、位置決め手段６２の駆動機６２ａを
回転して回転子１を矢印のように反時計方向に磁極鉄心
５ｂの一極分の周長分だけ移動して永久磁石２のＢの部
位を前記極鉄心５ｂの位置に相当する位置決めして図示
しない固定治具で固定する。この永久磁石２のＢの部位
の着磁は、切り換えスイッチ６０ａの接点６１ｂを閉と
して、コイル３０ｂに前記した永久磁石２のＡの部位の
着磁とは逆になるように、電流供給装置７からのパルス
状の電流を点線の矢印の方向に通流して行う。これによ
り、永久磁石２の前記したＡの部位の右に隣接する未磁
化の１／２極分はＮ極に着磁されるので、Ｎ極一極を形
成することができる。以下駆動機６２ａを回転して、永
久磁石２の一極分ずつ移動して電流供給装置７からパル
ス状の電流を切り換えながら通流してＣ、Ｄの部位を順
次着磁する。上記したように、永久磁石２のＡとＣは、
Ｓ極とＮ極の組み合わせ、ＢとＤはＮ極とＳ極との組み
合わせなので、各組での着磁は切り換えスイッチ６０ａ
で電流供給装置７からのパルス電流の方向を逆転させて
着磁を行うようにする。なお、この実施の形態２では、
永久磁石２の着磁部位の磁極鉄心５ｂへの位置合わせ
を、回転子１の回転で行ったが、磁極鉄心５ｂを設けて
ある着磁器６ｂを回転して、永久磁石２の着磁位置に位
置決め固定して行うこともできる。

【００１８】実施の形態３図３は、この発明の第３の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。図３に
示す着磁装置８ｃは、前記した実施の形態２の着磁器６
ｂのＳ極とＮ極の１／２極を形成するコイル３０ｂを巻
回した磁極鉄心５ｂと、この磁極鉄心５ｂの磁極の磁化
方向とは逆のＮ極とＳ極の１／２極を形成するようにコ
イル３０ｃを２分割された磁極鉄心５１ｃと５２ｃに巻
回して構成された磁極鉄心５ｃとの２組の磁極鉄心を周
方向に磁極鉄心５ｂと対向して設けた着磁器６ｃから構
成されており、図３の回転子の界磁極は６極を構成する
ものである。即ち、この着磁器６ｃは、前記した磁極鉄
心５ｂと５ｃとを上下対象に配して構成されており、こ
れらの磁極鉄心５ｂと５ｃに巻回されているコイル３０
ｂと３０ｃとを直列接続して電流供給装置７に接続され
ている。

【００１９】この実施の形態３からなる着磁装置８ｃに
よる永久磁石２の着磁は、図３に示すように、永久磁石
２のＡとＡ´とのそれぞれの部位に対向して位置する磁
極鉄心５ｂと５ｃとに電流供給装置７よりパルス状の電
流を同時に通流することにより、前記磁極鉄心５ｂと５
ｃとのそれぞれ相対する磁極鉄心５１ｂと５２ｃを通っ
て流れる磁束方向が同一で、磁極鉄心５２ｃと５１ｃと
の磁束方向が前記に５１ｂと５２ｃとは逆方向になるよ
うにして行う。これにより、上記した永久磁石２はＡの
部位では、図３の場合では、Ｓ極とＮ極との１／２極
分、Ａとの対称位置のＡ´の部位はＮ極とＳ極との１／
２極分が着磁される。

【００２０】次に、位置決め手段６２ａの駆動機６２に
より、回転軸６３ａを介して回転子軸６４ａを回転させ
回転子１を１２０°矢印の方向に回転して前記と同様
に、電流供給装置７より電流パルスをコイル３０ｂ及び
３０ｃに通流して永久磁石２のＢとＢ´をＳ極とＮ極と
の１／２極分と、Ｎ極とＳ極との１／２極分を着磁す
る。更に、１２０°回転して、永久磁石２のＣとＣ´の
部位を前記と同様に着磁することにより、全極着磁する
ようにする。なお、この実施の形態３では、前記実施の
形態２と同様に、永久磁石２の着磁部位の磁極鉄心５ｂ
及び５ｃへの位置合わせを、磁極鉄心５ｂ，５ｃを設け
てある着磁器６ｃを回転して行うこともできる。また、
この発明の実施の形態３は、前記の実施の形態２のよう
に着磁時に電流供給装置７からの電流の方向を切り換え
ることを必要としない方式であり、６極以上の極数の多
い回転子の着磁に適する。

【００２１】実施の形態４図４及び図５は、この発明の第４の実施の形態になる回
転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図であ
り、図４は着磁器の断面図、図５は図４のV₁及びV₂矢視
図である。図４に示すように、この発明の実施の形態４
の着磁装置８ｄは、着磁器６ｄと着磁器６ｅとを軸方向
に間隔を持って同心上に支持部材７０に固定して配して
構成されている。また回転子１は、軸方向の両端部で固
定部材７１に結合されている軸８０ａと８０ｂとで軸方
向に締め付けられ固定されており、前記回転子１は支持
部材７０の軸方向の移動により着磁器６ｄ及び６ｅ内に
嵌合するように構成されている。そして、上記支持部材
７０の移動は、前記の固定部材７１上に固着された駆動
機９０の軸に設けられたネジ部９１と係合するネジ部７
０ａを支持部材７０に設けて、前記駆動機９０を回転す
ることにより行う。

【００２２】この実施の形態４に示す着磁装置８ｄは、
回転子の界磁極を４極形成するものであり、図５に示す
ように、着磁器６ｄは、前記実施の形態３に記載したよ
うに、それぞれＮ極とＳ極の１／２極分を形成する２分
割された磁極鉄心にコイル３０ｅと３０ｆを溝部３を通
してそれぞれ巻回方向を逆にして巻回した磁極鉄心５ｅ
と５ｆとを、コイル３０ｅと３０ｆとを直列接続して周
方向に一極間隔毎に回転子の周上に間隔を持って配置さ
れて構成されている。そして、着磁器６ｅには、前記の
着磁器６ｄの磁極鉄心５ｅと５ｆの位置と周方向に一極
間隔分ずつずれた位置に、隣接する位置の着磁器６ｄの
磁極鉄心５ｅと５ｆ側の分割された磁極鉄心と互いに同
極となるように、前記着磁器６ｄの磁極鉄心５ｅと５ｆ
に巻回さているコイル３０ｅとコイル３０ｆとは、逆方
向に巻回されたコイル３０ｇと３０ｈとを有する磁極鉄
心５ｇと、５ｈとが設けられている。

【００２３】上記した構成からなる着磁装置８ｄの着磁
器６ｄ及び６ｅによる回転子１の永久磁石２の着磁は、
まず回転子１が着磁器６ｄ内に嵌合されている位置で、
電流供給装置７から切り換えスイッチ６０ｂにより接点
３１ｅと接点３１ｆとを閉として、コイル３０ｅ及びコ
イル３０ｆ側にパルス電流を通流して図５のように磁極
鉄心５ｅ及び５ｆ側に位置する永久磁石２をＮ極とＳ極
に１／２極分着磁する。次に、駆動器９０を回転して
回転子１を着磁器６ｅ側内に移動して固定する。そし
て、切り換えスイッチ６０ｂの接点を３１ｇ及び３１ｈ
側に切り換えてコイル３０ｇ及び３０ｈに電流供給装置
７からパルス状の電流を通流して、着磁器６ｄでの未磁
化の永久磁石２の部位のＳ極とＮ極のそれぞれ１／２極
分の着磁を行い４極の永久磁石からなる界磁極を構成す
る。この実施の形態４からなる着磁装置８ｄは、前記し
た実施の形態のように、全極を磁極する際に着磁に回転
子１を回転することを必要とせず大形機の回転子の着磁
に好都合である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、回
転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置を、着磁により
回転子の永久磁石の周上に形成される交互に並ぶＮ極と
Ｓ極のそれぞれの磁極を中央で２分割して、隣接する磁
極の１／２極分を組み合わせたものを単位として着磁す
るように、左右に分割してコイルを互いに逆に巻回して
設けられた磁極鉄心を回転子の周方向に対向して配置し
て着磁器を構成し、この着磁器に配されたコイルに電流
供給装置より電流パルスを通流し、前記したＮ極とＳ極
及びＳ極とＮ極との１／２極分ずつ順次に着磁するよう
にした。これにより、従来の回転子の全極を同時に着磁
する着磁装置と比して電流供給装置の電源容量を小さく
できるとともに、着磁器の磁極鉄心に巻回されているコ
イルの巻回数を少なくすることができる。

【００２５】即ち、着磁の際に電流供給装置から磁極鉄
心に巻回されているコイルに通流する電流の大きさは、
電源から充電されるコンデンサの容量で決まり、またこ
の着磁装置の内容積の大部分をこのコンデンサで占めて
いる。前記した着磁器の２分割されそれぞれコイルが巻
回された磁極鉄心を回転子の磁極数に応じて未磁化の永
久磁石の外周に対向して複数個配して、電流供給装置か
らのパルス状の電流を前記複数個の着磁器のコイルに順
次切り換えながら通流する前記実施の形態１の着磁装置
と、図６及び図７に示す従来の全極同時に着磁する着磁
装置との比較をすると次のようになる。ここで、永久磁
石を磁気飽和するために必要な起磁力をＨ_mとし、永久
磁石の厚さをｔ_m、１コイルの巻数をＮとすと、１極分
の磁化のために必要な電流Ｉ_mは、Ｉ_m＝Ｈ_m・ｔ_m／Ｎとなり、このとき上記した従来の全極直列にコイルを接
続して着磁する場合のコイルのインダクタンスＬ₁は、Ｌ₁＝μ_m・Ｎ²・Ｓ／ｔ_m×４ここで、μ_mは永久磁石の透磁率、Ｓは磁石１極の面積
を表す。実施の形態１に示した着磁装置での、一組の磁
極鉄心に巻回されたコイルの場合のインダクタンスＬ₂
は、Ｌ₂＝μ_m・Ｎ²・Ｓ／ｔ_m となり、前記した従来方式と比して、コイルのインダク
タンスは１／４となる。

【００２６】一方、着磁時のコイルに通流する電流の、
前記した磁極鉄心のコイルのインダクタンスと、電流供
給装置のコンデンサとの共振回路からなる第１周期の電
流尖塔値は、おおよそコイル間に印加される電圧をＶ₀
とすると、Ｉ_m＝Ｖ₀√（Ｃ／Ｌ）であるので、電源に必要なコンデンサ容量は、従来の場
合には、Ｃ₁＝（Ｉ_m／Ｖ₀）２×Ｌ₁ となり、実施の形態１の場合には、Ｃ₂＝（Ｉ_m／Ｖ₀）２×Ｌ₂ となる。したがって、従来の全極着磁する着磁装置より
電源の容量は１／４でよいので、電流供給装置の電源容
量を小さくでき、このためコンデンサの体格が小となる
ので小形な電流供給装置とすることができる。

【００２７】電流また、着磁器が貫通孔により左右に２
分割されコイルが巻回された磁極鉄心が未磁化の永久磁
石の外周に対向して一組配されて構成され、回転子の円
周上の永久磁石の磁化により形成される磁極位置に前記
磁極鉄心、あるいは回転子を回転移動し着磁器の磁極鉄
心の位置と回転子の磁極の位置とを一致させて、複数回
に分けて着磁するための位置決めする手段を備えた着磁
装置とすることにより、着磁器の磁極鉄心に巻回される
コイルのインダクタンスは、全極同時に着磁するための
磁極の数だけ磁極鉄心を必要とする着磁器からなる従来
の着磁装置と比して、磁極一個分だけでよいので、小形
な着磁器を有する着磁装置とすることができる。また、
前記した一組の磁極鉄心とは、異なる方向に磁化するよ
うにコイルを巻回した磁極鉄心を、互いに周上に対向し
て配置する構成は、前記の場合の２倍とで済むことにな
る。

【００２８】また、着磁器の磁極鉄心を一極間隔毎に回
転子の周上に間隔を持って配された第１の着磁器と、こ
の第１の着磁器の磁極鉄心位置と周方向に一極間隔分ず
つずれた位置に間隔を持って回転子の周上に配された第
２の着磁器とが同心状に軸方向に間隔を持って配置さ
れ、未磁化の永久磁石を搭載した回転子を前記した第１
及び第２の着磁器に移動して位置決めする手段を有する
着磁装置とする。これにより前記した第１と第２の着磁
器でそれぞれの磁極鉄心に対応する位置の永久磁石の着
磁をすることにより、従来の全極同時に着磁する着磁装
置の電流供給装置の電源容量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。

【図２】この発明の第２の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。

【図３】この発明の第３の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の構成図である。

【図４】この発明の第４の実施の形態になる回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置の断面図である。

【図５】図４のＶ₁及びＶ₂矢視図である。

【図６】従来の回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装
置を構成する着磁器と、この着磁器に挿入する前の未磁
化の永久磁石を搭載した回転子の斜視図である。

【図７】従来の着磁器に挿着した回転子の永久磁石を着
磁する着磁装置の構成図である。

【図８】永久磁石の着磁の原理の説明図であり、（ａ）
は磁極鉄心のコイルに通流する電流、（ｂ）は永久磁石
のヒステリシス曲線である。

【図９】従来の着磁装置にて永久磁石を部分的に２極分
着磁時の磁束分布と磁化状況を示すものである。

【符号の説明】

１回転子２永久磁石３溝部４コイル５磁極鉄心５ａ磁極鉄心５ｂ磁極鉄心５ｃ磁極鉄心５ｅ磁極鉄心５ｆ磁極鉄心５ｇ磁極鉄心５ｈ磁極鉄心６着磁器６ａ着磁器６ｂ着磁器６ｃ着磁器６ｄ着磁器６ｅ着磁器７電流供給装置８着磁装置８ａ着磁装置８ｂ着磁装置８ｃ着磁装置８ｄ着磁装置２０貫通孔３０コイル４０磁束発生回路６０切り換えスイッチ６２位置決め手段７０支持部材７１固定部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子の外周に搭載された未磁化の永久磁
石の外周に対向して前記回転子と同心状に配され、軸方
向に設けられた溝部によって周方向に分割された磁極鉄
心と、この磁極鉄心の溝部に挿着されたコイルとからな
る着磁器と、前記コイルに電源により充電されたコンデ
ンサからパルス状の電流を供給する電流供給装置とから
なり、前記電流供給装置からのパルス状の電流を前記コ
イルに供給して前記磁極鉄心を通って流れる磁束によっ
て磁極鉄心に対向する位置の前記未磁化の永久磁石を磁
化して回転子に磁極を形成する回転磁界形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、着磁器が、溝部間の磁極鉄
心を周方向に２分割する貫通孔を前記磁極鉄心の磁極中
心の位置の軸方向に設け、磁極鉄心の溝部を介して互い
に隣接する異極同士の２分割されたそれぞれの１／２極
分幅の磁極鉄心に、前記貫通孔と溝部を通ってコイルを
互いに巻回方向を逆にして巻回してなる磁極鉄心を周方
向に複数組配されて構成され、前記着磁器の周方向に配
された前記各組の磁極鉄心に設けられたコイルに電流供
給装置からのパルス状の電流を順次切り換え接続する手
段を設け、各組の磁極鉄心のコイルに対向する永久磁石
の部位を互いに異極に１／２極分ずつ磁化しながら周方
向に着磁することを特徴とする回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置。
【請求項２】請求項１に記載の回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、周方向に配された複数組の
磁極鉄心のコイルが、直列接続されていることを特徴と
する回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項３】請求項１に記載の回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、周方向に配された複数個の
磁極鉄心のコイルが、並列接続されていることを特徴と
する回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項４】回転子の外周に搭載された未磁化の永久磁
石の外周に対向して前記回転子と同心状に配され、軸方
向に設けられた溝部によって周方向に分割された磁極鉄
心と、この磁極鉄心の溝部に挿着されたコイルとからな
る着磁器と、前記コイルに電源により充電されたコンデ
ンサからパルス状の電流を供給する電流供給装置とから
なり、前記電流供給装置からのパルス状の電流を前記コ
イルに供給して前記磁極鉄心を通って流れる磁束によっ
て磁極鉄心に対向する位置の永久磁石を磁化して回転子
に磁極を形成する回転磁界形永久磁石同期電動機の着磁
装置において、着磁器が、磁極鉄心の溝部を介して隣接
し２分割されたそれぞれ１／２極分幅の磁極を有する磁
極鉄心にコイルを互いに巻回方向を逆にして巻回した磁
極鉄心を一組配されて構成され、前記磁極鉄心の位置と
回転子の未磁化の永久磁石の着磁位置との位置決めをす
る手段を設け、前記着磁器に配された磁極鉄心に設けら
れたコイルに電流供給装置からのパルス状の電流を通流
し、この磁極鉄心のコイルに対向する永久磁石の部位を
互いに異極に１／２極分ずつ磁化して、順次前記位置決
め手段により前記着磁位置を移動しながら周方向に着磁
することを特徴とする回転界磁形永久磁石同期電動機の
着磁装置。
【請求項５】請求項４に記載の回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、位置決め手段が、着磁器に
設けられた磁極鉄心の位置に永久磁石の着磁位置を回転
子を回転移動して位置合わせするものであることを特徴
とする回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項６】請求項４に記載の回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、位置決め手段が、回転子の
永久磁石の着磁位置に、着磁器を回転移動し磁極鉄心を
位置合わせするものであることを特徴とする回転界磁形
永久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項７】請求項４〜請求項６に記載のいずれかの回
転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置において、着磁
器に配された磁極鉄心に設けられたコイルに電流供給装
置からのパルス状の電流の通流方向を切り換える切り換
え手段を備えたことを特徴とする回転界磁形永久磁石同
期電動機の着磁装置。
【請求項８】回転子の外周に搭載された未磁化の永久磁
石の外周に対向して前記回転子と同心状に配され、軸方
向に設けられた溝部によって周方向に分割された磁極鉄
心と、この磁極鉄心の溝部に挿着されたコイルとからな
る着磁器と、前記コイルに電源により充電されたコンデ
ンサからパルス状の電流を供給する電流供給装置とから
なり、前記電流供給装置からのパルス状の電流を前記コ
イルに供給して前記磁極鉄心を通って流れる磁束によっ
て磁極鉄心に対向する位置の永久磁石を磁化して回転子
に磁極を形成する回転磁界形永久磁石同期電動機の着磁
装置において、着磁器が、磁極鉄心の溝部を介して隣接
し２分割されたそれぞれの１／２極分幅の磁極を有する
磁極鉄心にコイルを互いに巻回方向を逆にして巻回した
第１の磁極鉄心と、この第１の磁極鉄心のコイルに接続
され電流供給装置から供給されるパルス電流により着磁
される永久磁石の磁化方向と逆になるようにコイルの巻
回方向を前記第１の磁極鉄心のコイルと逆に巻回して構
成した第２の磁極鉄心を前記第１の磁極鉄心と対向配置
して構成され、前記第１と第２の磁極鉄心の位置と回転
子の未磁化の永久磁石の着磁位置との位置決め手段を設
け、前記着磁器に配された第１と第２の磁極鉄心に設け
られたそれぞれのコイルに電流供給装置からのパルス状
の電流を通流し、それぞれの磁極鉄心のコイルに対向す
る永久磁石の部位を互いに異極に１／２極分ずつ磁化し
て、前記位置決め手段により前記着磁位置を移動しなが
ら周方向に着磁することを特徴とする回転界磁形永久磁
石同期電動機の着磁装置。
【請求項９】請求項８に記載の回転界磁形永久磁石同期
電動機の着磁装置において、位置決め手段が、着磁器に
設けられた第１と第２の磁極鉄心のそれぞれの位置に、
回転子の永久磁石の着磁位置を回転子を回転移動して位
置合わせするものであることを特徴とする回転界磁形永
久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項１０】請求項８に記載の回転界磁形永久磁石同
期電動機の着磁装置において、位置決め手段が、回転子
の永久磁石の着磁位置に、着磁器を回転移動し第１と第
２の磁極鉄心を位置合わせするものであることを特徴と
する回転界磁形永久磁石同期電動機の着磁装置。
【請求項１１】回転子の外周に搭載された未磁化の永久
磁石の外周に対向して前記回転子と同心状に配され、軸
方向に設けられた溝部によって周方向に分割された磁極
鉄心と、この磁極鉄心の溝部に挿着されたコイルとから
なる着磁器と、前記コイルに電源により充電されたコン
デンサからパルス状の電流を供給する電流供給装置とか
らなり、前記電流供給装置からのパルス状の電流を前記
コイルに供給して前記磁極鉄心を通って流れる磁束によ
って磁極鉄心に対向する位置の永久磁石を磁化して回転
子に磁極を形成する回転磁界形永久磁石同期電動機の着
磁装置において、着磁器が、磁極鉄心の溝部を介して隣
接し２分割されたそれぞれの１／２極分幅の磁極を有す
る磁極鉄心にコイルを互いに巻回方向を逆にして巻回し
た磁極鉄心を一極間隔毎に間隔を持って複数組配された
第１の着磁器と、この第１の着磁器の磁極鉄心のコイル
に接続され電流供給装置から供給されるパルス状の電流
により着磁される永久磁石の磁化方向と逆になるよう
に、コイルの巻回方向を前記第１の磁極鉄心のコイルと
逆に巻回して構成した第２の磁極鉄心を、前記第１の着
磁器の磁極鉄心位置と周方向に一極間隔分ずつずれた位
置に間隔を持って複数組配された第２の着磁器とが同心
状に軸方向に間隔を持って配置されて構成され、回転子
の永久磁石の着磁位置に前記した第１及び第２の着磁器
を移動して位置決めする手段を設け、前記第１と第２の
着磁器の磁極鉄心に設けられたそれぞれのコイルに電流
供給装置からのパルス状の電流を切り換え接続して通流
し、前記第１と第２の着磁器の磁極鉄心に対応する位置
の永久磁石の部位を互いに異極に１／２極分ずつ磁化し
て着磁することを特徴とする回転界磁形永久磁石同期電
動機の着磁装置。