JPS6147058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は始動巻線を有する永久磁石式回転電機
に関するものである。この種回転電機は、一般に
第１図に示すように永久磁石１より電機子２に近
い位置に始動巻線を形成する導体３を設けてい
た。なお４は界磁鉄心、５は磁気短絡防止のた
め、界磁鉄心４に設けたスリツト、６は回転軸で
ある。この構造の場合は、外径寸法をおさえられ
ると、永久磁石１をあまり大きくできないので出
力の大きなものを構成できない。

第２図の様に永久磁石１を、導体３よりも電機
子２に近い位置に配置するば第１図に示したもの
よりも容量の大きなものを構成できるが、この構
造のものの場合は導体３から電機子２までの距離
が大きいため始動トルクが低下し、好ましくな
い。

第３図に示すように、隣接する永久磁石１，１
の間に、電機子２に近づけて導体３を設けること
も考えられるが、これに依ると導体の数は極数と
同数しか設けられないので、充分大きな始動トル
クを得ることができない。

そこで第４図に示すように永久磁石１ａと１
a′，１ｂと１b′，１ｃと１c′，１ｄと１d′とで
夫々１つの極を形成し、周方向に見て隣接する永
久磁石間を離し、夫々の間に導体３を設けること
が考えられる。

しかしこれに依ると第５図に示すように磁路７
ａ，７a′が形成されるので直軸リアクタンスが増
加し、トルクの出にくい特性となるので好ましく
ない。もつとも、この点は第４図に示したよう
に、界磁鉄心４の、共同して１つの極を形成する
永久磁石１ａと１a′，１ｂと１b′，１ｃと１c′，
１ｄと１d′の間にある部分を、電機子２から大き
く離すことに依つて解決できる。

しかし、永久磁石１ａと１a′，１ｂと１b′，１
ｃと１c′，１ｄと１d′の間に永久磁石が存在しな
いこと、それにこの永久磁石が存在しない部分の
界磁鉄心４と電機子２との空隙を大きくしたこと
に起因して各極の空隙中の磁束密度は第６図に
示すようになり、極の中心、２分のπの付近に大
きな谷が生じる。このため高調波成分が非常に大
きくなつてしまう。なおπは電気角であり、第５
図中の８は電機子巻線である。

本発明は以上のような点に鑑み成されたもので
あつて、その目的とするところは始動トルクを充
分に大きくすることができ、且つ磁束の高調波成
分を小さくする対策を施した回転電機を構成する
ことにある。

すなわち本発明では界磁鉄心の、共同して１つ
の極を形成する第１永久磁石の間にある部分を、
電機子から大きく離し、この部分に第２永久磁石
を取りつけるのである。そして電機子の表面から
見て、ここから第２永久磁石の裏側の面までの距
離を、第１永久磁石の裏側の面までの距離よりも
小さくし、界磁極の間及び電機子から見て第２永
久磁石のうしろに位置する部分に始動巻線を形成
する導体を設ける。

このようにすると始動巻線を形成する導体の数
を充分増やすことができるし、この導体は充分電
機子に近づけることができるから始動トルクを大
きくすることができ、始動電流もあまり大きくな
らない。

また第１永久磁石の間に第２永久磁石を設けた
ことに依り磁束密度の谷も小さくなり、第２永久
磁石として第１永久磁石よりも残留磁気の大きな
ものを用いれば磁束密度の谷を完全に埋めて第３
図に示したものよりも空隙磁束密度を正弦波に近
づけることができる。

各極当りの第１永久磁石の数を２個よりも多く
すれば、それにつれて始動巻線を形成する導体の
数を多くすることができる。

第２永久磁石は第１永久磁石に比べて薄くなる
関係上第１永久磁石よりも保持力の大きいものを
用いのが望ましい。

第７図は本発明を実施した４極回転電機の例で
ある。以下この実施例について説明する。界磁鉄
心４の表面に８つの溝９を設ける。第１永久磁石
１ａ，１a′、１ｂ，１b′、１ｃ，１c′、１ｄ，１
d′の順に夫々溝９内に固定する。第１永久磁石１
ａと１a′、１ｂと１b′、１ｃと１c′、１ｄと１
d′との間には第１永久磁石よりも薄く、保持力が
大きく、且つ残留磁気の大きい第２永久磁石ａ，
ｂ，ｃ，ｄを設ける。永久磁石１ａ，ａ及び１
a′はＮ極を電機子２に対向させ１極分を構成す
る。同様に永久磁石１ｂ，ｂ，１b′はＳ極を電機
子２に対向させ１極分を構成し、永久磁石１ｃ，
ｃ，１c′はＮ極を電機子２に対向させ１極分を構
成し永久磁石１ｄ，ｄ，１d′はＳ極を電機子２に
対向させ、１極分を構成する。永久磁石１ａと
ａ、ａと１a′、１ｂとｂ、ｂと１b′、１ｃとｃ、
ｃと１c′、１ｄとｄ、ｄと１d′との間には夫々遮
磁板１０を介在させる。

永久磁石１ａ，ａ，１a′，１ｂ，ｂ，１b′，１
ｃ，ｃ，１c′，１ｄ，ｄ，１d′及び界磁鉄心４の
外周面、つまり電機子２と対向する面は同一円周
上にあるようにする。従つて電機子２から見て、
ここから第２永久磁石ａ，ｂ，ｃ，ｄの裏側の面
までの距離は、第１永久磁石１ａ，１a′，１ｂ，
１b′、１ｃ，１c′，１ｄ，１d′の裏側の面までの
距離よりも小さく構成してある。

界磁鉄心４の、第１永久磁石１a′と１ｂ、１
b′と１ｃ、１c′と１ｄ、１d′と１ａとの間に位置
するところ、並びに電機子２から見て第２永久磁
石ａ，ｂ，ｃ，ｄのうしろ側に、夫々始動巻線を
形成する導体３を設ける。この全導体３は界磁鉄
心４の両端で図示しないエンドリングに依つて短
絡してある。

以上のように構成したものに於いて夫々の界磁
極に依る空隙磁束密度は、第８図に実線で示す
ようになる。つまり点線で示したものは２つの第
１永久磁石に依るもの、一点鎖線で示したものが
第２永久磁石に依るもの、実線は２つの第１永久
磁石と１つの第２永久磁石との磁束の合計であ
る。第２永久磁石は第１永久磁石に比べて残留磁
気の大きなものを使用しているのでピーク値が高
い。第８図から明らかなように第８図に実線で示
したものは第６図に示したものよりも、はるかに
正弦波に近い。

なお第８図に示したものは一部実線と点線とが
重なるが、両方の線を明確に示すため離して示し
てある。

また第２永久磁石ａ，ｂ，ｃ，ｄは第１永久磁
石１ａ，１a′，１ｂ，１b′，１ｃ，１c′，１ｄ，
１d′に比べて保持力の大きいものを使用している
ので第２永久磁石は第１永久磁石よりも薄いもの
を使用できる。従つて第２永久磁石のうしろにあ
る導体も電機子２に近づけることができる。この
ため始動トルクを大きくすることができる。

また遮磁板１０は、隣接する第１永久磁石と第
２永久磁石との間に磁位差があつた場合、隣接す
る永久磁石間に洩れる磁束を少くする働きをす
る。

本発明に依れば以上の説明から明らかなよう
に、界磁極の各極を複数の第１永久磁石と、これ
等第１永久磁石の間に設けた第２永久磁石とで構
成した。従つて夫々の界磁極の磁束は第１永久磁
石間がはなれていてもその間は第２永久磁石に依
る磁束で補われるので、同一極を形成する第１永
久磁石間に導体を設けても、空隙磁束密度が不連
続にならない。特に各極当り第１永久磁石を２つ
とし第２永久磁石として第１永久磁石よりも残留
磁気の大きいものを用いれば、全体を第１永久磁
石と同一の材質で構成したものよりも空隙磁束密
度分布を、正弦波に近づけることができる。

また第２永久磁石は第１永久磁石よりも薄いも
ので構成するので第２永久磁石のうしろ側に設け
た導体も充分電機子に近づけることができる。従
つて始動トルクを大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明をするに到つた
背景を説明するのに用いる回転電機の横断面図、
第５図は第４図に示した構造のものを導くに到つ
た背景を説明するのに用いる図、第６図は第４図
に示したものの１極分の空隙磁束密度分布を示す
図、第７図は本発明回転電機の実施例の要部を示
す横断面図、第８図は第７図に示したものの１極
分の空隙磁束密度分布を示す図である。 １ａ，１a′，１ｂ，１b′，１ｃ，１c′，１ｄ，
１d′は第１永久磁石、ａ，ｂ，ｃ，ｄは第２永久
磁石、２は電機子、３は導体、４は界磁鉄心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 界磁と電機子とが相対的に回転運動するもの
   に於いて、複数の第１永久磁石とこれ等第１永久
   磁石の間に前記第１永久磁石と同じ極性を前記電
   機子に向け、前記電機子から見た背面までの距離
   を前記第１永久磁石よりも小さくなるように配置
   した第２永久磁石とから成る界磁極と、これら界
   磁極の間ならびに前記電機子から見て前記第２永
   久磁石の背面側に設けた始動巻線を構成する導体
   とを有することを特徴とする回転電機。 ２ 前記第２永久磁石は前記第１永久磁石よりも
   保持力が大きいことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の回転電機。 ３ 夫々の前記界磁極は２つの前記第１永久磁石
   と、１つの前記第２永久磁石とで構成してあり前
   記第２永久磁石から前記電機子へ到る磁束密度は
   前記第１永久磁石から前記電機子へ到るものより
   も高くなるように前記電機子に対して前記第１永
   久磁石、第２永久磁石を配置してあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の回
   転電機。