JPS60226751A - 永久磁石回転子型同期電動機 - Google Patents
永久磁石回転子型同期電動機Info
- Publication number
- JPS60226751A JPS60226751A JP59084337A JP8433784A JPS60226751A JP S60226751 A JPS60226751 A JP S60226751A JP 59084337 A JP59084337 A JP 59084337A JP 8433784 A JP8433784 A JP 8433784A JP S60226751 A JPS60226751 A JP S60226751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- magnet rotor
- magnetic
- synchronous motor
- stator
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
- H02K21/18—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores
- H02K21/185—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having horse-shoe armature cores with the axis of the rotor perpendicular to the plane of the armature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、家庭用小形機器等の回転動力源として交流電
源で使用できる永久磁石回転子型同期電動機に関するも
のである。
源で使用できる永久磁石回転子型同期電動機に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
同期電動機の始動方式としては、誘導電動機の原理に基
づく始動トルクによるものが一般的であるが、２０〜ａ
ｏＷ以下の小形のものの中には永久磁石単体を回転子と
したものがある。このものは、回転子が小形軽量であっ
て、回転子の回転運動に対する慣性能率が低く、したが
って回転子の回転速度追従性がよい。このため誘導電動
機の原理に基づく始動トルクを使わずに通電すると回転
振動によシ瞬時に同期速度にまで立ち上げることができ
る。
づく始動トルクによるものが一般的であるが、２０〜ａ
ｏＷ以下の小形のものの中には永久磁石単体を回転子と
したものがある。このものは、回転子が小形軽量であっ
て、回転子の回転運動に対する慣性能率が低く、したが
って回転子の回転速度追従性がよい。このため誘導電動
機の原理に基づく始動トルクを使わずに通電すると回転
振動によシ瞬時に同期速度にまで立ち上げることができ
る。
第４図は、このような同期電動機の従来例を示すもので
１は軸４によって回転自在に軸支され図示のよう着磁さ
れた円筒形の永久磁石回転子、２は固定子鉄心、３は交
流電源に接続される電機子巻線である。この同期電動機
の回転方向は定まっておらず時計方向、反時計方向のど
ちらにでも回転し、その始動は固定子２の磁極間に電機
子巻線３によって作られる交番磁界が生じ、永久磁石回
転子１が磁気的な吸引反発力を受け、瞬時にまたは小き
ざみな反転振動を始め、それが増大していくことによっ
て交番磁界に同期して回転し始めることによるのである
。そして電機子巻線３に通電した最初の瞬間に永久磁石
回転子１に大きな振動衝撃を加え、かつ、振動を維持増
大させて始動しやすくするために、固定子鉄心２の磁極
部と永久磁石回転子１の間の空隙５は図示の如くわざと
不均一にとっである。前記電機子ｉ線３に通電していな
いときは、永久磁石回転子１は固定子鉄心２との空隙部
のせまい方に向って止まっており、電機子巻線３に通電
したときに固定子磁極間に生ずる交番磁界の方向と、永
久磁石回転子１の磁軸の方向がずれているため大きな加
振力を得ることができる。しかし、始動してからは空隙
５の不均一による効果はなく、むしろ空隙６が平均する
と大きくなっていることによって最大出力の低下、温度
上昇の悪化、効率の低下等の悪影響が生ずる。
１は軸４によって回転自在に軸支され図示のよう着磁さ
れた円筒形の永久磁石回転子、２は固定子鉄心、３は交
流電源に接続される電機子巻線である。この同期電動機
の回転方向は定まっておらず時計方向、反時計方向のど
ちらにでも回転し、その始動は固定子２の磁極間に電機
子巻線３によって作られる交番磁界が生じ、永久磁石回
転子１が磁気的な吸引反発力を受け、瞬時にまたは小き
ざみな反転振動を始め、それが増大していくことによっ
て交番磁界に同期して回転し始めることによるのである
。そして電機子巻線３に通電した最初の瞬間に永久磁石
回転子１に大きな振動衝撃を加え、かつ、振動を維持増
大させて始動しやすくするために、固定子鉄心２の磁極
部と永久磁石回転子１の間の空隙５は図示の如くわざと
不均一にとっである。前記電機子ｉ線３に通電していな
いときは、永久磁石回転子１は固定子鉄心２との空隙部
のせまい方に向って止まっており、電機子巻線３に通電
したときに固定子磁極間に生ずる交番磁界の方向と、永
久磁石回転子１の磁軸の方向がずれているため大きな加
振力を得ることができる。しかし、始動してからは空隙
５の不均一による効果はなく、むしろ空隙６が平均する
と大きくなっていることによって最大出力の低下、温度
上昇の悪化、効率の低下等の悪影響が生ずる。
発明の目的
本発明は、このような従来の問題点を解消し、電動機と
しての諸特性をそこねることなく始動性を向上させた永
久磁石回転子型同期電動機を得ることを目的とする。
しての諸特性をそこねることなく始動性を向上させた永
久磁石回転子型同期電動機を得ることを目的とする。
発明の構成
前記目的を達成するため、本発明の永久磁石回転子型同
期電動機は、固定子の磁極と永久磁石回転子間の空隙を
均一とし、あるいは空隙の不均一を極力小さくし、この
空隙を機械的に安全である最小限度まで小さくとること
により永久磁石回転子の磁束を効率よく固定子側にとシ
込み電動機としての諸特性を維持し、始動性を向上させ
たものである。
期電動機は、固定子の磁極と永久磁石回転子間の空隙を
均一とし、あるいは空隙の不均一を極力小さくし、この
空隙を機械的に安全である最小限度まで小さくとること
により永久磁石回転子の磁束を効率よく固定子側にとシ
込み電動機としての諸特性を維持し、始動性を向上させ
たものである。
実施例の説明
以下図面に基づいて本発明の一実施例について説明する
。第１図は本発明による永久磁石回転子型同期電動機の
模式図であシ、６は円筒形の永久磁石回転子であり、そ
の一部には図示のように軸方向にそって母体の永久磁石
６よりも高磁束密度の永久磁石７が埋め込まれている。
。第１図は本発明による永久磁石回転子型同期電動機の
模式図であシ、６は円筒形の永久磁石回転子であり、そ
の一部には図示のように軸方向にそって母体の永久磁石
６よりも高磁束密度の永久磁石７が埋め込まれている。
８は軸、９は固定子鉄心、１０は電機子巻線で交流電源
に接続される。永久磁石６，７は図示のように同方向に
着磁されており、また固定子磁極と永久磁石回転子の間
の空隙１１は均一幅である。第２図はこの永久磁石回転
子の円周面上の表面磁束密度の分布を表わしたグラフで
あシ横軸には回転子表面上の位置を磁気中性点を基準と
し全円周を３６０°として表わした角度ψをとり、縦軸
には表面磁束密度Ｂをとっである。第３図は第１図の要
部拡大図である。
に接続される。永久磁石６，７は図示のように同方向に
着磁されており、また固定子磁極と永久磁石回転子の間
の空隙１１は均一幅である。第２図はこの永久磁石回転
子の円周面上の表面磁束密度の分布を表わしたグラフで
あシ横軸には回転子表面上の位置を磁気中性点を基準と
し全円周を３６０°として表わした角度ψをとり、縦軸
には表面磁束密度Ｂをとっである。第３図は第１図の要
部拡大図である。
電機子巻線１ｏに通電していないときは永久磁石回転子
は図示のように高磁束密度磁石７が固定子磁極を吸引し
て傾いた状態で止まっている。
は図示のように高磁束密度磁石７が固定子磁極を吸引し
て傾いた状態で止まっている。
この状態で電機子巻線１０に通電すると固定子磁極間に
交番磁界が生じ永久磁石回転子は吸引反発力を受けるが
反発される場合第３図で永久磁石回転子の周上のａ、ｄ
点に働く反発力Ｆａ、Ｆｄは永久磁石回転子を時計方向
に回転させるトルクとなり、ｂ、ｃ点に働く反発力Ｆｂ
、Ｆｏは反時計方向に回転させようとするトルクとなる
。
交番磁界が生じ永久磁石回転子は吸引反発力を受けるが
反発される場合第３図で永久磁石回転子の周上のａ、ｄ
点に働く反発力Ｆａ、Ｆｄは永久磁石回転子を時計方向
に回転させるトルクとなり、ｂ、ｃ点に働く反発力Ｆｂ
、Ｆｏは反時計方向に回転させようとするトルクとなる
。
この４つの点における永久磁石回転子の周上の磁束密度
は第２図に示すようにａ、ｄ点がす、ｃ点より低いため
反発力Ｆａ、Ｆｄは反発力Ｆｂ、Ｆｏより弱″！、υ反
時計方向回転させようとするトルクが大きくなる。また
吸引される場合は同様にして時計方向回転させようとす
るトルクが大きくなり永久磁石回転子は交番磁界によっ
て常に加振力を受け容易に始動できる。
は第２図に示すようにａ、ｄ点がす、ｃ点より低いため
反発力Ｆａ、Ｆｄは反発力Ｆｂ、Ｆｏより弱″！、υ反
時計方向回転させようとするトルクが大きくなる。また
吸引される場合は同様にして時計方向回転させようとす
るトルクが大きくなり永久磁石回転子は交番磁界によっ
て常に加振力を受け容易に始動できる。
発明の効果
以上の説明よシ明らかかように本発明の永久磁石回転子
型同期電動機は空隙を故意に広げなくとも始動性を確保
でき、空隙を最／ｈ限度にすることにより、また、不均
一空隙を極力小さくして、本発明の複合した永久磁石回
転子を゛併用することにより永久磁石回転子の磁束を有
効に利用でき小形高出力とすることができる。まだ、母
体の永久磁石はフェライトなどの一般的に使われている
安価なものを使い高磁束密度の部分には希土類コバルト
などを使うが高磁束密度の部分は体積的にわずかでよい
ためコスト的にも制約されないし、高磁束密度の部分は
始動時に効果があるだけでなく運転中も母体の永久磁石
と同等に固定子に磁束を供給し出力増加に寄与している
。
型同期電動機は空隙を故意に広げなくとも始動性を確保
でき、空隙を最／ｈ限度にすることにより、また、不均
一空隙を極力小さくして、本発明の複合した永久磁石回
転子を゛併用することにより永久磁石回転子の磁束を有
効に利用でき小形高出力とすることができる。まだ、母
体の永久磁石はフェライトなどの一般的に使われている
安価なものを使い高磁束密度の部分には希土類コバルト
などを使うが高磁束密度の部分は体積的にわずかでよい
ためコスト的にも制約されないし、高磁束密度の部分は
始動時に効果があるだけでなく運転中も母体の永久磁石
と同等に固定子に磁束を供給し出力増加に寄与している
。
第１図は本発明による永久磁石回転子型同期電動機の一
例を示す模式図、第２図は本発明による永久磁石回転子
型同期電動機の永久磁石回転子の表面磁束密度の分布を
表わしたグラフ、第３図は第１図の要部拡大図、第４図
は従来例を示す模式％式％ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図
例を示す模式図、第２図は本発明による永久磁石回転子
型同期電動機の永久磁石回転子の表面磁束密度の分布を
表わしたグラフ、第３図は第１図の要部拡大図、第４図
は従来例を示す模式％式％ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）交流電源に接続される電機子巻線と、この電機子
巻線が発生する交番磁界の磁路となシ、かつ磁極部を有
する固定子と、固定子の磁極間に回転自在に軸支され固
定子の磁極部間に生ずる交番磁界と同方向に着磁された
円筒形の永久磁石回転子を有し、前記永久磁石回転子は
異なる磁束密度の永久磁石で構成した永久磁石回転子型
同期電動機。 - （２）前記永久磁石回転子と固定子の磁極間の空隙を均
一とした特許請求範囲の第１項の永久磁石回転子型同期
電動機。 - （３）前記永久磁石回転子は２種類の永久磁石で構成さ
れており母体の円筒形の永久磁石の円周上の一部を軸方
向に切シ欠いた溝の部分に母体の永久磁石よシも高い磁
束密度を有する永久磁石を埋め込み、かつこの配置にお
いて２種類の永久磁石の磁軸の方向は一致しており、高
磁束密度の永久磁石の埋め込まれる位置は母体の永久磁
石の磁極中心から電気角で４６°位であシ母体の永久磁
石の１つの磁極に１ケ所のみ埋め込み、またとなシ合う
磁極に埋め込まれた高磁束密度の永久磁石どうしの間隔
は電気角にして１８０°となした特許請求の範囲第１項
または第２項の永久磁石回転子型同期電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084337A JPS60226751A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084337A JPS60226751A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60226751A true JPS60226751A (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13827687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59084337A Pending JPS60226751A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 永久磁石回転子型同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60226751A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105245076A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-13 | 徐州通用高新磁电有限公司 | 一种u铁心单相永磁同步电动机及其自起动方法 |
| WO2019026725A1 (ja) | 2017-08-03 | 2019-02-07 | 株式会社空 | 回転電機 |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59084337A patent/JPS60226751A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105245076A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-13 | 徐州通用高新磁电有限公司 | 一种u铁心单相永磁同步电动机及其自起动方法 |
| WO2019026725A1 (ja) | 2017-08-03 | 2019-02-07 | 株式会社空 | 回転電機 |
| KR20200024294A (ko) | 2017-08-03 | 2020-03-06 | 가부시키가이샤 쿠우 | 회전 전기 |
| US11482914B2 (en) | 2017-08-03 | 2022-10-25 | Kabushiki Kaisha Kuu | Rotary electric machine |
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