JPS6277840A

JPS6277840A - 回転電機

Info

Publication number: JPS6277840A
Application number: JP21660485A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inoue; 浩一井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1987-04-10
Also published as: JPH0556100B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、電機子巻線が半閉溝の電（幾子鉄心に収めら
れ、電）幾子銖心或いは界滋懲ゆがスキューされる例え
ばサーボモータに用いられる永久［ａ　５回転７ＩＩｉ
等の回転電様に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］小・中容口の誘３４機、同期機等では、従来より、コイ
ル収納方法及びコイル固定方法の簡単な半閉溝の常例子
鉄心が多く用いられている。この様な半閉溝の鉄心を用
いると、その間口部の影響により磁気回路のパーミアン
スが脈動する。、所謂スロットリップルが発生する。こ
のスロットリップルは、コギングトルクや誘起電圧の高
調波成分として現われ、回転電機としての性能を悪化さ
せる原因となっている。

従って、この種の交流サーボモータにあっては、近年、
ロボットや工作瀘鍼の駆動装置として使用される様にな
ってきたことを考慮すると、回転リップルや１〜ルクリ
ツプルの少なさが重要な要素となっており、特にスロッ
トリップルの低減が望まれている。

この交流サーボモータにおいては、永久ｍ石を用いた同
期は形のモータが主流で、通常、第５図に示す様に、回
転軸に取付けられた円筒状の鉄心１の外周面に複数個の
永久磁石２を貼付は磁極を形成した回転子と、この回転
子のまわりに設けられた半閉溝の鉄心３に電は子巻線４
を収めた固定子とからなっている。

この様な構成のサーボモータでは、通常、型別子鉄心に
スキューを施し、スロットリップルを低減しているが、
スキューによって次の憬な問題点が生ずる。即ち、■　
積層鉄心のスロット内面が段々上になりスロット面積が
減少する。そのためコイルの占積率が高くなり、またイ
ンボリュート曲線状にコイルを挿入しなければならない
ため、コイル収めの作業性が悪くなる。

■　巻線長が長くなるため電機子銅損も増加する。また
、界磁の永久磁石をスキューする場合には、磁石成形の
成形を多く必要とし、軸方向の長さの庸い偏平形のモー
タでは、スキュー角が大きく、磁石の製作が難かしい。

以上の様な問題点があるため、スキュー量をなるべく小
さく抑えて、スロットリップルを取り除くことが望まれ
るが、そのためにはスロット数を多くするのがよい。即
ち、スロット数を多くすると、スロットリップルの周波
数が上がり、脈動の幅も小さくなり、スキュー量が少な
くてもリップル低減効果が希侍でき−る。

第６図は、スロット数、スロットリップル高調波とスキ
ュー量に対するスキュー巻線係数との関係を示したもの
である。第６図より、スロットリップル高調波の影響を
除去するためには、最低１スロツ１〜分のスキューが必
要であることがわかる。

そして、スロット数が多いほど当然１スロツトスキユー
の角度も小さくなる。

しかし、スロット数を多くすると分布巻線係数が小さく
なって電機子の巻回数が不足したり小形モータでは作業
性、コストの面から実際には採用できないといった問題
が生ずる。

［発明の目的Ｊ本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、スキュー量
やスロット数を増加させることなく、スロットリップル
を低減できる回転Ｎ機を提供することを目的とする。

［発明の概要１本発明の回転電機においては、電機子鉄心のティースの
ギャップに対向する面に、一つ以上の凹部を設けたもの
として、スキュー量やスロット数を増加させることなく
、スロットリップルを低減するようにしたものである。

［発明の実施例コ以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明を４他の永久磁石回転１例に適用した
実施例の断面の一部を示す図で、電）戊子鉄心３には従
来と同様に半閉溝があり、電機子巻線４が収められてい
る。鉄心のティースのギャップ対向面には、凹部５が構
成されている　　　′この凹部５は、ティースに出入す
る磁束を２分し、１２スロツトの鉄心が見かけ上２４ス
ロツトの鉄心と同様のパーミアンス変化を示ず。このた
め、スロットリップルの次数は１２スロツトでありなか
ら２４スロツ１〜と同じになり、第６図より明らかなよ
うに０．５スロット分のスキューでスロットリップルの
ｉｌｌを除去できる。また、１スロツ１〜スキユーを行
なえば、２４スロツｉ−の２スロツトスキユーと同じ効
果になる。この場合は、凹部のない従来の１２スロツト
の１スロツトスキユーと同様に考えられるが、実際には
永久磁石の回転子への取付はズレ、回転軸方向へのズレ
等によりスロットリップルを完全に除去しきれないたる
、１２スロツト・１スロツ］〜スキユーより、２４スロ
ツト・２スロツトスキユー相等の本発明の方が有利とな
る。

第２図は、ティースのギャップ対向面に２つの凹部５を
設けた実施例を示すもので、１２スロツトの鉄心が、３
６スロツトの鉄心と同様のパーミアンス変化を示す。こ
のため１／３スロツトスキユーによりスロットリップル
を除去でき、又、１スロツトスキユーでは、３６スロツ
トの３スロツトスキユーと同等となり、磁石の取付精度
等の加工・組立時のアンバランスも吸収できる。ただし
、凹部を多くすると等価ギャップ長さは大きくなる。

次に、インバータ電源等の高調波を含む電源が電機子巻
線に接続された場合、前述の凹部を多少変更することに
より、ギャップの磁束密度の平均化をはかることができ
る。これについては［三相誘導電動機におけるギャップ
高調波磁束低減のための固定子構造の改良」伊藤他電気
学会論文（６０−８４６）等に示されている様に、巻線
組の変る相変り部に位置するティースに磁束が集中する
ためである。

そこで、本発明の凹部を、相変り部のティースの凹部だ
け他の凹部より大きくすれば、等価ギャップ長が大きく
なり、磁束密度の平均化がはかれる。

第３図は毎極毎相スロット数が２である実施例を示して
おり、Ｕ相帯とＶ相帯、Ｗ相帯の間の凹部５ａ、５ｃは
５ｂより大きく、等価ギャップ長が大きくなり、磁束密
度の平均化がはかれる。

第４図は短節巻によりティース中央に相帯の境界がない
実施例を示しており、凹部５ｄ　、５ｅはＵ■相相帯境
界側に、５ｆ　、５ｇはＵＷ相相帯境界側に片よってい
る。このため、相帯の境界での等価ギャップ長が広がり
磁束密度の平均化がはか　　□れる。

上記実施例では、４極の永久磁石回転電機に適用した例
を示したが、−もちろん、非永久磁石型のものにも適用
できるものである。

［発明の効果１以上説明した穆に本発明によれば、電機子鉄心のティー
スのギャップに対向する面に、一つ以上の凹部を設けた
ので、スキュー母やスロット数を増加させることなく、
スロットリップルを低減でき、高調波を含む１！源を接
続しても凹部を少し変更するだけでリップルの低減化が
図られ、よって、コギングトルクや誘起電圧の高調波成
分の少ない高性能な回転機が提供できるものである。−

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明による回転電機の実施例
を示す説明図、第３図及び第４図は夫々本発明による他
の実施例を示す図、第５図は従来の永久磁石回転電機を
示す図、第６図はスロットリップル高調波とスキュー量
に対するスキュー巻線係数の特性を示す図である。１・・・回転子鉄心、２・・・永久磁石、３・・・電機
子鉄心、４・・・電機子巻線、５・・・凹部、５ａ〜５
ｇ・・・凹部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ｊＩＩ図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電機子巻線が半閉溝の電機子鉄心に収められ、前
記電機子鉄心、あるいは界磁磁極がスキューされる回転
電機において、前記電機子鉄心のティースのギャップに
対向する面に、一つ以上の凹部を設けたことを特徴とす
る回転電機。
（２）電機子巻線の相帯の境界となるティースの凹部を
他のティースの凹部より大きくした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）電機子巻線の相帯の境界となるティースの凹部を
、ティースの中央部より相帯の境界側にずらしたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転電機。