JPS6010505B2 - 同期電動機 - Google Patents
同期電動機Info
- Publication number
- JPS6010505B2 JPS6010505B2 JP49087674A JP8767474A JPS6010505B2 JP S6010505 B2 JPS6010505 B2 JP S6010505B2 JP 49087674 A JP49087674 A JP 49087674A JP 8767474 A JP8767474 A JP 8767474A JP S6010505 B2 JPS6010505 B2 JP S6010505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic pole
- rotor
- stator
- poles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は同期電動機に関するものである。
通常、同期電動機にその定格電圧を超える高い亀圧を印
加すると、励磁コイルによるアンペアターンが大きくな
り、回転子の振動が大きくなって脱調しやすくなる。そ
こで、従釆から、ワツシャ等によって回転子に制動を与
えていた。しかし、この方法では最低起動電圧が高くな
るという問題があった。したがって、この発明の目的は
、最低起動電圧を高くすることなく電圧印加時の脱調を
防ぐことができる同期電動機を提供することである。
加すると、励磁コイルによるアンペアターンが大きくな
り、回転子の振動が大きくなって脱調しやすくなる。そ
こで、従釆から、ワツシャ等によって回転子に制動を与
えていた。しかし、この方法では最低起動電圧が高くな
るという問題があった。したがって、この発明の目的は
、最低起動電圧を高くすることなく電圧印加時の脱調を
防ぐことができる同期電動機を提供することである。
第１図はこの発明の同期電動機の一実施例の断面図であ
る。図において、１は固定子ヨーク、２は交番電圧が印
加される励磁コイル、３は非磁性体軸受、４は固定子磁
極歯板、５は永久磁石回転子、６は軟質磁性体支持体、
７は軟質磁性体円板、８は回転軸、９はコイル枠である
。永久磁石回転子５は一対の磁極が交互に環状に隣接し
て着磁された円板形回転子である。また、磁極歯板４は
回転子５に対面していて、第２図に示すように内周部お
よび外周部から放射状にのびる多数の磁極歯を有し、励
磁コイル２の発生する交番磁束を受けて磁界を作り多極
永久磁石回転子５を自起動し回転駆動する。また、磁極
歯板４は第２図に示すように、磁極歯群Ｐの外周縁部に
多数の磁極１０が折曲げ形成される。この磁極１０の数
は電動機極数ｎの１／Ｎ（Ｎは１または２）である。こ
の図ではＮ＝２となっている。第１図の×−×断面図を
第３図に示す。この図から明らかなように、磁極歯板４
の外周縁磁極１０と同数の磁極１１が軟質磁性体円板７
に折曲げ形成されている。すなわち、磁極１０および１
１は一定の空隙を挟んで対向するとともに、第４図のよ
うに磁極１１と磁極１０の相互の位置関係は励磁コイル
の励磁電圧のピーク値の近傍で磁極１１の中心が磁極１
０の中心に対して回転子の回転方向に変位するように決
定される。この点をさらに詳述すると、第４図のように
この同期電動機の１サイクルごとの発生トルクＱ，の最
大値は、印加電圧のピ−ク値の近傍でしかも固定子磁極
歯１２，１３の広幅磁極歯１２に対して中心から回転方
向に偏位した位置に生ずることが明らかであるから、た
とえば回転子側の磁極１１を回転子５の磁極ＮまたはＳ
の中心に設けると、これに対向する固定子例の磁極１０
‘ま固定子磁極歯１２，１３の広幅磁極歯１２の中心に
対して回転方向に偏位した位置よりやや中心側にとるよ
うにすればよい。
る。図において、１は固定子ヨーク、２は交番電圧が印
加される励磁コイル、３は非磁性体軸受、４は固定子磁
極歯板、５は永久磁石回転子、６は軟質磁性体支持体、
７は軟質磁性体円板、８は回転軸、９はコイル枠である
。永久磁石回転子５は一対の磁極が交互に環状に隣接し
て着磁された円板形回転子である。また、磁極歯板４は
回転子５に対面していて、第２図に示すように内周部お
よび外周部から放射状にのびる多数の磁極歯を有し、励
磁コイル２の発生する交番磁束を受けて磁界を作り多極
永久磁石回転子５を自起動し回転駆動する。また、磁極
歯板４は第２図に示すように、磁極歯群Ｐの外周縁部に
多数の磁極１０が折曲げ形成される。この磁極１０の数
は電動機極数ｎの１／Ｎ（Ｎは１または２）である。こ
の図ではＮ＝２となっている。第１図の×−×断面図を
第３図に示す。この図から明らかなように、磁極歯板４
の外周縁磁極１０と同数の磁極１１が軟質磁性体円板７
に折曲げ形成されている。すなわち、磁極１０および１
１は一定の空隙を挟んで対向するとともに、第４図のよ
うに磁極１１と磁極１０の相互の位置関係は励磁コイル
の励磁電圧のピーク値の近傍で磁極１１の中心が磁極１
０の中心に対して回転子の回転方向に変位するように決
定される。この点をさらに詳述すると、第４図のように
この同期電動機の１サイクルごとの発生トルクＱ，の最
大値は、印加電圧のピ−ク値の近傍でしかも固定子磁極
歯１２，１３の広幅磁極歯１２に対して中心から回転方
向に偏位した位置に生ずることが明らかであるから、た
とえば回転子側の磁極１１を回転子５の磁極ＮまたはＳ
の中心に設けると、これに対向する固定子例の磁極１０
‘ま固定子磁極歯１２，１３の広幅磁極歯１２の中心に
対して回転方向に偏位した位置よりやや中心側にとるよ
うにすればよい。
その結果、回転子５が１サイクルの電圧で回転するとき
に受けるトルクの最大値の位置でしかも電圧ピーク値の
近傍で、磁極１１が磁極１０よりも少し回転方向にずれ
た状態に対向し、相互間に漏洩磁束吸引力が働いて制動
作用が生じ、斜線部分が除去されることとなる。なお、
第４図は説明の都合上固定子磁極歯の広幅磁極歯１２と
狭幅磁極歯１３を展開して示し、図中Ｑ２は無励磁状態
での回転子５を強制回転するとき永久磁石により生ずる
抵抗力であり、破線部分は励磁電流が１サイクルにおい
て半サイクルごとに同方向に流れた場合に生ずるトルク
で、実際には半サイクルごとに電流の方向が反転するた
め回転子５には発生しない。このように構成した結果、
励磁コイル２に定格電圧を印加すると磁極歯板４と回転
子５の永久磁石との相互作用により回転子５を自起動し
回転駆動する一方、励磁コイル２の印加電圧が高くなる
と、励磁コイル２の発生する磁束が増大し、その漏洩磁
束が固定子ヨーク１の内円筒部ｌａ→欧質磁性体支持体
６→欧質磁性体円板７→磁極１ １→磁極１０→固定子
ョークーの外円筒部ｌｂで形成される磁路を通る。
に受けるトルクの最大値の位置でしかも電圧ピーク値の
近傍で、磁極１１が磁極１０よりも少し回転方向にずれ
た状態に対向し、相互間に漏洩磁束吸引力が働いて制動
作用が生じ、斜線部分が除去されることとなる。なお、
第４図は説明の都合上固定子磁極歯の広幅磁極歯１２と
狭幅磁極歯１３を展開して示し、図中Ｑ２は無励磁状態
での回転子５を強制回転するとき永久磁石により生ずる
抵抗力であり、破線部分は励磁電流が１サイクルにおい
て半サイクルごとに同方向に流れた場合に生ずるトルク
で、実際には半サイクルごとに電流の方向が反転するた
め回転子５には発生しない。このように構成した結果、
励磁コイル２に定格電圧を印加すると磁極歯板４と回転
子５の永久磁石との相互作用により回転子５を自起動し
回転駆動する一方、励磁コイル２の印加電圧が高くなる
と、励磁コイル２の発生する磁束が増大し、その漏洩磁
束が固定子ヨーク１の内円筒部ｌａ→欧質磁性体支持体
６→欧質磁性体円板７→磁極１ １→磁極１０→固定子
ョークーの外円筒部ｌｂで形成される磁路を通る。
その結果、磁極１０および１１の間に反回転方向の電磁
吸引が制動力として発生し、この制動力が発生トルクの
トルクリップルを減少し、回転子の振動を抑制して脱調
を防止する。この場合において、交流励磁電圧のピーク
値近傍で電磁吸引制動力を大きくすることが必要である
。そのため、第４図に示すように、交流励磁電圧Ｖのピ
ーク値近傍において磁極１１の中心が磁極１０の中心に
対して回転子回転方向に変位しておく必要がある。つま
り回転子が励磁電圧Ｖのピーク値近傍で固定子磁極１０
と回転子磁極１１の間の漏洩磁束による電磁的な吸引力
が回転子に対して回転子の反回転方向に働くので回転制
動力として作用するのである。このことをさらに詳述す
ると、Ｎ＝１の場合、磁極１０の数は電動機極数と同一
となるので回転子の１ピッチ相当分の回転ごとに制動が
かかり、第８図に示すように印加電圧のプラス、マイナ
スの各ピーク値ごとに励磁電圧Ｖのピーク値近傍で固定
子磁極１０と回転子磁極１１の間の漏洩磁束による電磁
的な吸引力が回転子５に対し、回転子５の反回転方向に
働くので、回転子５の１ピッチごとに制動作用が出る。
一方、Ｎ！２の場合、磁極１０，１１が相対向して漏洩
磁束による吸引力が発生する（相対向しないときは漏洩
磁束が発生しない）ので、回転子６の２ピッチ相当分の
回転ごとに１回の制動がかかることとなり、第４図の状
態となる。なお、第４図および第８図において電圧波形
の斜線部分は漏洩磁束の発生範囲を示す。回転子５の回
転特性を本発明の目的とする高電圧印加時の脱調現象を
防ぎ、起動電圧を高くすることなく安定な回転を確保す
るようにするためには第６図および第７図のようにＮ＝
１すなわち磁極１０および磁極１１の各々の磁極数を電
動機の極数と同一とし、回転子５が１ピッチ相当分の回
転を行なうごとにコイル印加電圧のピーク値近傍で回転
子に制動力をかけることが最も望ましいことは言うまで
もないが、電動機極数が電動機の大きさに比して多極化
してくると磁極１０および磁極１１の磁極幅が小さくな
りその形成が困難となってくるので、必要に応じてＮ＝
２とする。
吸引が制動力として発生し、この制動力が発生トルクの
トルクリップルを減少し、回転子の振動を抑制して脱調
を防止する。この場合において、交流励磁電圧のピーク
値近傍で電磁吸引制動力を大きくすることが必要である
。そのため、第４図に示すように、交流励磁電圧Ｖのピ
ーク値近傍において磁極１１の中心が磁極１０の中心に
対して回転子回転方向に変位しておく必要がある。つま
り回転子が励磁電圧Ｖのピーク値近傍で固定子磁極１０
と回転子磁極１１の間の漏洩磁束による電磁的な吸引力
が回転子に対して回転子の反回転方向に働くので回転制
動力として作用するのである。このことをさらに詳述す
ると、Ｎ＝１の場合、磁極１０の数は電動機極数と同一
となるので回転子の１ピッチ相当分の回転ごとに制動が
かかり、第８図に示すように印加電圧のプラス、マイナ
スの各ピーク値ごとに励磁電圧Ｖのピーク値近傍で固定
子磁極１０と回転子磁極１１の間の漏洩磁束による電磁
的な吸引力が回転子５に対し、回転子５の反回転方向に
働くので、回転子５の１ピッチごとに制動作用が出る。
一方、Ｎ！２の場合、磁極１０，１１が相対向して漏洩
磁束による吸引力が発生する（相対向しないときは漏洩
磁束が発生しない）ので、回転子６の２ピッチ相当分の
回転ごとに１回の制動がかかることとなり、第４図の状
態となる。なお、第４図および第８図において電圧波形
の斜線部分は漏洩磁束の発生範囲を示す。回転子５の回
転特性を本発明の目的とする高電圧印加時の脱調現象を
防ぎ、起動電圧を高くすることなく安定な回転を確保す
るようにするためには第６図および第７図のようにＮ＝
１すなわち磁極１０および磁極１１の各々の磁極数を電
動機の極数と同一とし、回転子５が１ピッチ相当分の回
転を行なうごとにコイル印加電圧のピーク値近傍で回転
子に制動力をかけることが最も望ましいことは言うまで
もないが、電動機極数が電動機の大きさに比して多極化
してくると磁極１０および磁極１１の磁極幅が小さくな
りその形成が困難となってくるので、必要に応じてＮ＝
２とする。
このＮ＝２の場合にはＮ＝１の場合に比して回転子の回
転特性の改善効果は弱くなることは避けられない。しか
しＮ＝２の場合でも起動電圧を上昇することなく高電圧
印加時の脱調防止に寄与しているといえるのである。な
お、磁極ｉｏは、こ実施例では磁極歯板４の外周縁部に
形成したが、第５図に示すように、固定子ヨーク１の外
円筒部ｌｂに形成してもよい。
転特性の改善効果は弱くなることは避けられない。しか
しＮ＝２の場合でも起動電圧を上昇することなく高電圧
印加時の脱調防止に寄与しているといえるのである。な
お、磁極ｉｏは、こ実施例では磁極歯板４の外周縁部に
形成したが、第５図に示すように、固定子ヨーク１の外
円筒部ｌｂに形成してもよい。
以上のように、この発明の同期電動機は、高電圧印加時
において発生する固定子ヨークの漏洩磁束を用いて回転
子に制動力を与えて回転子の振動を抑制し、それによっ
て脱調を防止しているので、従来のワッシャ等を使用し
た場合のように最低起動電圧を上昇することなく、電圧
印加時の脱調の防止に寄与させることができ、これによ
って同期回転電圧範囲を広げることができる。また、振
動を抑制することにより、寿命も長くなる。
において発生する固定子ヨークの漏洩磁束を用いて回転
子に制動力を与えて回転子の振動を抑制し、それによっ
て脱調を防止しているので、従来のワッシャ等を使用し
た場合のように最低起動電圧を上昇することなく、電圧
印加時の脱調の防止に寄与させることができ、これによ
って同期回転電圧範囲を広げることができる。また、振
動を抑制することにより、寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の同期電動機の一実施例の断面図、第
２図はその固定子磁極歯板の部分平面図、第３図は第１
図の×−×断面図、第４図はＮ＝２の場合の固定子磁極
歯に対応する発生トルクＱ，の位置関係を示す説明図、
第５図はこの発明の他の実施例の要部断面図、第６図は
固定子磁極歯板の極数と固定子磁極の極数とが等しい（
Ｎ＝１）場合の部分平面図、第７図はその第３図に対応
する断面図、第８図はＮ＝１の場合の各磁極の配列状態
と印加電圧・位相に対する磁気漏洩の関係を示す説明図
である。 １…・・・固定子ヨーク、ｌａ・…・・内円筒部、ｌｂ
・・・・・・外円筒部、２・・…・コイル、４・・・・
・・磁極歯板、５……永久磁石回転子、６・・・・・・
軟質磁性体支持体（漏洩磁束通路）、７・・・・・・軟
質磁性体円板（漏洩磁束通路）、１０・・…・固定子磁
極、１１・・…・回転子磁極。 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図 第８図
２図はその固定子磁極歯板の部分平面図、第３図は第１
図の×−×断面図、第４図はＮ＝２の場合の固定子磁極
歯に対応する発生トルクＱ，の位置関係を示す説明図、
第５図はこの発明の他の実施例の要部断面図、第６図は
固定子磁極歯板の極数と固定子磁極の極数とが等しい（
Ｎ＝１）場合の部分平面図、第７図はその第３図に対応
する断面図、第８図はＮ＝１の場合の各磁極の配列状態
と印加電圧・位相に対する磁気漏洩の関係を示す説明図
である。 １…・・・固定子ヨーク、ｌａ・…・・内円筒部、ｌｂ
・・・・・・外円筒部、２・・…・コイル、４・・・・
・・磁極歯板、５……永久磁石回転子、６・・・・・・
軟質磁性体支持体（漏洩磁束通路）、７・・・・・・軟
質磁性体円板（漏洩磁束通路）、１０・・…・固定子磁
極、１１・・…・回転子磁極。 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- １ 円筒形固定子ヨークと、前記円筒形固定子ヨークの
端面に設けた磁極歯板と、前記固定子ヨークの中心部に
配置されて前記磁極歯板を交番励磁する励磁コイルと、
前記磁極歯板に対面する永久磁石回転子とを備えて自起
動する同期電動機において、前記円筒形固定子ヨークの
外周縁部に前記同期電動機極数ｎの１／Ｎ（Ｎは１また
は２）の極数をもつ固定子磁極を形成し、この固定子磁
極に対面するように前記永久磁石回転子の外周縁部に固
定子磁極と同数の回転子磁極を形成し、この回転子磁極
と前記固定子ヨークの中心部とに前記励磁コイルの漏洩
磁束通路を形成する磁性体を前記永久磁石回転子に設け
、かつ前記回転子磁極中心が励磁コイルの印加電圧のピ
ーク値近傍で前記固定子磁極中心より回転方向に変位す
る関係にして、前記固定子磁極および回転子磁極間に固
定子ヨークの漏洩磁束による電磁吸引制動力が作用する
ようにしたことを特徴とする同期電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49087674A JPS6010505B2 (ja) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | 同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49087674A JPS6010505B2 (ja) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | 同期電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5116407A JPS5116407A (ja) | 1976-02-09 |
| JPS6010505B2 true JPS6010505B2 (ja) | 1985-03-18 |
Family
ID=13921479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49087674A Expired JPS6010505B2 (ja) | 1974-07-31 | 1974-07-31 | 同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010505B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148103U (ja) * | 1987-01-05 | 1987-09-18 | ||
| JPH01154801U (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-25 | ||
| JPH01169106U (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-29 |
-
1974
- 1974-07-31 JP JP49087674A patent/JPS6010505B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148103U (ja) * | 1987-01-05 | 1987-09-18 | ||
| JPH01154801U (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-25 | ||
| JPH01169106U (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5116407A (ja) | 1976-02-09 |
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