JPS63129835A - 回転電機の永久磁石式回転子 - Google Patents
回転電機の永久磁石式回転子Info
- Publication number
- JPS63129835A JPS63129835A JP61273412A JP27341286A JPS63129835A JP S63129835 A JPS63129835 A JP S63129835A JP 61273412 A JP61273412 A JP 61273412A JP 27341286 A JP27341286 A JP 27341286A JP S63129835 A JPS63129835 A JP S63129835A
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- Japan
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- permanent magnet
- demagnetization
- permanent
- sides
- flux density
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
- H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は電機子と対向して設けられる界磁磁極を永久磁
石により構成した回転電機の永久磁石式回転子に関する
。
石により構成した回転電機の永久磁石式回転子に関する
。
（従来の技術）
回転界磁形とした永久磁石式回転子の一例を第７図に示
す。ここで、１はロータヨーク、２は永久磁石により（
１が成した界磁磁極で、これは全体が均質な永久磁石材
料により形成され、周方向の全域にわたり厚さ寸法が一
定である。この永久磁石２の表面磁束密度Ｂ１は、厚さ
寸法をＣ１空隙長をｇとすると、第８図に示すこの永久
磁石材料の減磁曲線（Ｂ−Ｈ曲線の第２象限）とパーミ
アンス係数ｐ岬（／ｇを傾きとした直線Ｐとの交点Ｑか
ら求められ、そのときの空隙磁束分布は第９図のように
なる。また、この場合における永久磁石２の減磁耐ｍＨ
ｄ１は、第８図において直線Ｈ−−Ｂと、減磁曲線の屈
曲点Ｒを通る傾き−ｐの直線Ｐ゛との交点ＳのＨ成分（
Ｈｄ １）により示される。そして、第７図に示した永
久磁石２の形状では、厚さ寸法ｉは一定であるから、各
部の減磁耐量Ｈｄ１は均一となる。
す。ここで、１はロータヨーク、２は永久磁石により（
１が成した界磁磁極で、これは全体が均質な永久磁石材
料により形成され、周方向の全域にわたり厚さ寸法が一
定である。この永久磁石２の表面磁束密度Ｂ１は、厚さ
寸法をＣ１空隙長をｇとすると、第８図に示すこの永久
磁石材料の減磁曲線（Ｂ−Ｈ曲線の第２象限）とパーミ
アンス係数ｐ岬（／ｇを傾きとした直線Ｐとの交点Ｑか
ら求められ、そのときの空隙磁束分布は第９図のように
なる。また、この場合における永久磁石２の減磁耐ｍＨ
ｄ１は、第８図において直線Ｈ−−Ｂと、減磁曲線の屈
曲点Ｒを通る傾き−ｐの直線Ｐ゛との交点ＳのＨ成分（
Ｈｄ １）により示される。そして、第７図に示した永
久磁石２の形状では、厚さ寸法ｉは一定であるから、各
部の減磁耐量Ｈｄ１は均一となる。
ところが、電機子コイルに負荷電流が流れて生ずる電機
子反作用は横軸、即ち極間に最大値を宵するため、永久
磁石２の周方向の両側はど減磁界が強く発生するという
事情がある。このため、従来の永久磁石式回転子では、
永久磁石２の周方向両側を基弗に減磁耐量を考慮し、そ
の分、中央部における減磁耐量に余裕を残しながら永久
磁石材料を多く使用せざるを得す；、永久磁石材料の使
用効率が低いという問題があった。これは、回転電機の
小形化を阻害し、特に希土類磁石等の高価な永久磁石材
料を使用する場合には、製造コストを大幅に上昇させる
要因となる。
子反作用は横軸、即ち極間に最大値を宵するため、永久
磁石２の周方向の両側はど減磁界が強く発生するという
事情がある。このため、従来の永久磁石式回転子では、
永久磁石２の周方向両側を基弗に減磁耐量を考慮し、そ
の分、中央部における減磁耐量に余裕を残しながら永久
磁石材料を多く使用せざるを得す；、永久磁石材料の使
用効率が低いという問題があった。これは、回転電機の
小形化を阻害し、特に希土類磁石等の高価な永久磁石材
料を使用する場合には、製造コストを大幅に上昇させる
要因となる。
また、空隙磁束密度分布の改答のため、第１０図に示す
ように永久磁石２の周方向両側を斜面状に加工したり、
第１１図に示すように外周面の曲率を電機子内周の曲率
と異ならせたりする場合がある。この場合には、永久磁
石２の中心部における厚さ寸法Ｃ１及び空隙長ｇ１と、
両端部における厚さ寸／Ａｔ２及び空隙長ｇ２とが異な
るため、空隙磁束密度分布は第１２図のように正弦波に
近付くか、減磁耐量は第１１図に示すように中央部でＨ
ｄ １ 、両端部でＨｄ２となり、両端部における減磁
耐量が中央部よりも小さくなってしまう。
ように永久磁石２の周方向両側を斜面状に加工したり、
第１１図に示すように外周面の曲率を電機子内周の曲率
と異ならせたりする場合がある。この場合には、永久磁
石２の中心部における厚さ寸法Ｃ１及び空隙長ｇ１と、
両端部における厚さ寸／Ａｔ２及び空隙長ｇ２とが異な
るため、空隙磁束密度分布は第１２図のように正弦波に
近付くか、減磁耐量は第１１図に示すように中央部でＨ
ｄ １ 、両端部でＨｄ２となり、両端部における減磁
耐量が中央部よりも小さくなってしまう。
このため、電機子反作用に対処するには永久磁石材料の
使用量が更に増大して使用効率が一層低下するという問
題を生ずる。
使用量が更に増大して使用効率が一層低下するという問
題を生ずる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べたように、従来の永久磁石界磁では、電機子反
作用により永久磁石材料の使用効率を十分に向」ニさせ
ることができず、ために回転電機の大形化やコストアッ
プを招くという問題があったのである。
作用により永久磁石材料の使用効率を十分に向」ニさせ
ることができず、ために回転電機の大形化やコストアッ
プを招くという問題があったのである。
そこで、本発明の目的は、永久磁石材料の使用効率を向
上させることができる回転電機の永久磁石式回転子を提
供するにある。
上させることができる回転電機の永久磁石式回転子を提
供するにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するだめの手段）
本発明に係る回転電機の永久磁石式回転子は、界磁磁極
の各部を形成するそれぞれの永久磁石を周方向の両側を
中央よりも保磁力が大きな永久磁石材料にて構成したと
ころに特徴を有するものである。
の各部を形成するそれぞれの永久磁石を周方向の両側を
中央よりも保磁力が大きな永久磁石材料にて構成したと
ころに特徴を有するものである。
（作用）
界磁磁極の各部を形成するそれぞれの永久磁石の周方向
両側は中央よりも保磁力が大きいので、電機子反作用の
最大値が極間に存在するという事情に合致して両端部の
減磁耐量を大きく確保することができる。
両側は中央よりも保磁力が大きいので、電機子反作用の
最大値が極間に存在するという事情に合致して両端部の
減磁耐量を大きく確保することができる。
（実施例）
以下本発明の第１実施例につき第１図及び第２図を参照
して説明する。
して説明する。
１１は電機子、１２はこの電機子１１内に設けたロータ
ヨーク、１３は１極分の界磁磁極である。
ヨーク、１３は１極分の界磁磁極である。
この界磁磁極１３は３個の永久磁石を周方向に一体に連
ねるようにして構成され、夫々の厚さ寸法は同一である
。そして、周方向の両側に位置する両永久磁石１４は同
一特性で、中央の永久磁石１５とは特性が異なるように
設定されている。即ち、両端部に位置する永久磁石１４
は、中央の永久磁石１５と残留磁束密度が同等で、且つ
保磁力が中央の永久磁石１５よりも大となっている。
ねるようにして構成され、夫々の厚さ寸法は同一である
。そして、周方向の両側に位置する両永久磁石１４は同
一特性で、中央の永久磁石１５とは特性が異なるように
設定されている。即ち、両端部に位置する永久磁石１４
は、中央の永久磁石１５と残留磁束密度が同等で、且つ
保磁力が中央の永久磁石１５よりも大となっている。
第２図に各永久磁石１４．１５の減磁曲線を示す。ここ
では、中央に位置する永久磁石１５の減磁曲線を実線で
描き、両端に位置する永久磁石１４の減磁曲線を破線で
描いであるが、点Ｑ１と点Ｂ「との間は実線と破線とが
重なっている。この第２図から明らかなように、両永久
磁石１４．１５の残留磁束密度Ｂｒを等しく選定してい
るので、表面磁束密度Ｂ１は界磁磁極１３の周方向全域
において略等しく、第９図に示した従来例と同（、Ｑに
台形波分布となる。しかし、減磁耐量は、第２図に基づ
き従来例における説明と同様に求めると、中央の永久磁
石１５にお゛いてはＨｄｌであるが、両側の永久磁石１
４においてはＨｄ、よりも大なるＨｄ２となる。従って
、電機子反作用により界磁磁極１３の両側部分において
大きな減磁界が作用するという事情があっても、上述の
ようにその部分の減磁耐ｍ Ｈｄ ２を大きくできるの
で、その分、回転電機の特性向上に寄与させることがで
きる。或は、両側の減磁耐ＱＨｄ ２を従来と同等に設
定することとすれば、その分、永久磁石界磁の使用量を
削減して回転電機の小形化及びコストダウンを図ること
ができる。
では、中央に位置する永久磁石１５の減磁曲線を実線で
描き、両端に位置する永久磁石１４の減磁曲線を破線で
描いであるが、点Ｑ１と点Ｂ「との間は実線と破線とが
重なっている。この第２図から明らかなように、両永久
磁石１４．１５の残留磁束密度Ｂｒを等しく選定してい
るので、表面磁束密度Ｂ１は界磁磁極１３の周方向全域
において略等しく、第９図に示した従来例と同（、Ｑに
台形波分布となる。しかし、減磁耐量は、第２図に基づ
き従来例における説明と同様に求めると、中央の永久磁
石１５にお゛いてはＨｄｌであるが、両側の永久磁石１
４においてはＨｄ、よりも大なるＨｄ２となる。従って
、電機子反作用により界磁磁極１３の両側部分において
大きな減磁界が作用するという事情があっても、上述の
ようにその部分の減磁耐ｍ Ｈｄ ２を大きくできるの
で、その分、回転電機の特性向上に寄与させることがで
きる。或は、両側の減磁耐ＱＨｄ ２を従来と同等に設
定することとすれば、その分、永久磁石界磁の使用量を
削減して回転電機の小形化及びコストダウンを図ること
ができる。
次に、本発明の第２実施例を第３図及び第４図を参照し
て説明する。前記第１実施例との相違は、界磁磁極１３
の外周面における曲率を電機子１１の内周面の曲率より
も大に設定し且つ各周面の中心を１１−心させることに
より、界磁磁極１３の両側において中央よりも電機子１
１との間の空隙長が大きくなるようにした点にある。そ
して、界磁磁極１３を周方向に連ねた３個の永久磁石か
ら構成し、両側の永久磁石１５は中央の永久磁石１４と
残留磁束密度Ｂｒが同等で保磁力が大きく設定されてい
る点は前記第１実施例と同様である。
て説明する。前記第１実施例との相違は、界磁磁極１３
の外周面における曲率を電機子１１の内周面の曲率より
も大に設定し且つ各周面の中心を１１−心させることに
より、界磁磁極１３の両側において中央よりも電機子１
１との間の空隙長が大きくなるようにした点にある。そ
して、界磁磁極１３を周方向に連ねた３個の永久磁石か
ら構成し、両側の永久磁石１５は中央の永久磁石１４と
残留磁束密度Ｂｒが同等で保磁力が大きく設定されてい
る点は前記第１実施例と同様である。
この場合の減磁曲線は第４図に示すようになる。
ここでも、中央に位置する永久磁石１５の減磁曲線を実
線で描き、両端に位置する永久磁石１４の減磁曲線を破
線で描いである。この第４図に基づき界磁磁極１３の各
部の表面磁束密度及び減磁耐葺を従来例における説明と
同様に求めると、両側の永久磁石１４における表面磁束
密度Ｂ２は中央の永久磁石１５における表面磁束密度Ｂ
、よりも小になって、空隙磁束密度分布が正弦波に近く
なることが明らかである。また、両側の永久磁石１５の
減磁耐ｇｉＨｄ２は第１１図に示した従来例よりも大に
なる。従って、この（１■成でも前記第１実施例と同様
な効果を奏するものである。
線で描き、両端に位置する永久磁石１４の減磁曲線を破
線で描いである。この第４図に基づき界磁磁極１３の各
部の表面磁束密度及び減磁耐葺を従来例における説明と
同様に求めると、両側の永久磁石１４における表面磁束
密度Ｂ２は中央の永久磁石１５における表面磁束密度Ｂ
、よりも小になって、空隙磁束密度分布が正弦波に近く
なることが明らかである。また、両側の永久磁石１５の
減磁耐ｇｉＨｄ２は第１１図に示した従来例よりも大に
なる。従って、この（１■成でも前記第１実施例と同様
な効果を奏するものである。
次に、本発明の第３実施例を第５図及び第６図を参照し
て説明する。界磁磁極１３の構造は第１図に示した第１
実施例と同一であるが、両側の永久磁石１４は中央の永
久磁石１５に比べて保磁力が大きく ｒｔつ残留磁束密
度が小になるように永久磁石材料を選定しである。この
場合、中央の永久磁石１５の減磁曲線を実線で示し、両
側の永久磁石１４の減磁曲線を破線で示す。そして、同
図において従来例の説明と同様に界磁磁極１３の各部の
表面磁束密度及び減磁耐量を求めると、両側の永久磁石
１４の表面磁束密度Ｂ１が中央の永久磁石１５の表ＩＤ
＆！ｉ束密度Ｂ１よりも小になるから、空隙磁束密度
分布は第６図に示すように正弦波分布に近くなって波形
改泌に効果があることが明らかである。また、両側の永
久磁石１４における減磁耐Ｑ Ｈｄ ２は中央の永久磁
石１５の減磁耐ｕＨｄ１よりも大になるから、やはり電
機子反作用により界磁磁極１３の両側部分において大き
な減磁界が作用するという事情に適合して永久磁石材料
の使用効率を高めることができ、回転電機の小形化及び
コストダウンを図ることができる。
て説明する。界磁磁極１３の構造は第１図に示した第１
実施例と同一であるが、両側の永久磁石１４は中央の永
久磁石１５に比べて保磁力が大きく ｒｔつ残留磁束密
度が小になるように永久磁石材料を選定しである。この
場合、中央の永久磁石１５の減磁曲線を実線で示し、両
側の永久磁石１４の減磁曲線を破線で示す。そして、同
図において従来例の説明と同様に界磁磁極１３の各部の
表面磁束密度及び減磁耐量を求めると、両側の永久磁石
１４の表面磁束密度Ｂ１が中央の永久磁石１５の表ＩＤ
＆！ｉ束密度Ｂ１よりも小になるから、空隙磁束密度
分布は第６図に示すように正弦波分布に近くなって波形
改泌に効果があることが明らかである。また、両側の永
久磁石１４における減磁耐Ｑ Ｈｄ ２は中央の永久磁
石１５の減磁耐ｕＨｄ１よりも大になるから、やはり電
機子反作用により界磁磁極１３の両側部分において大き
な減磁界が作用するという事情に適合して永久磁石材料
の使用効率を高めることができ、回転電機の小形化及び
コストダウンを図ることができる。
［発明の効果］
本発明は以上説明したように、界＠、ｉｌ！極の周方向
両側を中央よりも保磁力が大きな永久磁石材料にて（１
ｖ、成することにより、永久磁石材料の使用効率を高め
て回転電機の特性向上ないし小形化及びコストダウンを
図ることができるという優れた効果を奏するものである
。
両側を中央よりも保磁力が大きな永久磁石材料にて（１
ｖ、成することにより、永久磁石材料の使用効率を高め
て回転電機の特性向上ないし小形化及びコストダウンを
図ることができるという優れた効果を奏するものである
。
第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は回転電機の部分断面図、第２図は永久磁石の減磁特性
図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示す第１
図及び第２図相当図、笹５図及び第６図は本発明の第３
実施例を示し、第５図は永久磁石の減磁特性図、第６図
は空隙磁束密度分布図、第７図ないし第１３図は従来例
を示し、第７図は回転電機の部分断面図、第８図は永久
磁石の減磁特性図、第９図は空隙磁束密度分布図、第１
０図及び第１１図は夫々異なる他の従来例を示す回転電
機の部分縦断面図、第１２図は第１０図及び第１１図に
おける永久磁石の減磁特性図、第１３図は同空隙磁束密
度分布図である。 図面中、１１は電機子、１３は界磁磁極、１４゜１５は
永久磁石である。
は回転電機の部分断面図、第２図は永久磁石の減磁特性
図、第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示す第１
図及び第２図相当図、笹５図及び第６図は本発明の第３
実施例を示し、第５図は永久磁石の減磁特性図、第６図
は空隙磁束密度分布図、第７図ないし第１３図は従来例
を示し、第７図は回転電機の部分断面図、第８図は永久
磁石の減磁特性図、第９図は空隙磁束密度分布図、第１
０図及び第１１図は夫々異なる他の従来例を示す回転電
機の部分縦断面図、第１２図は第１０図及び第１１図に
おける永久磁石の減磁特性図、第１３図は同空隙磁束密
度分布図である。 図面中、１１は電機子、１３は界磁磁極、１４゜１５は
永久磁石である。
Claims (1)
- １、電機子と対向して設けられる界磁磁極を永久磁石に
より構成したものにおいて、前記界磁磁極の各極のうち
周方向の両側を中央よりも保磁力が大きな永久磁石材料
にて構成したことを特徴とする回転電機の永久磁石式回
転子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273412A JPS63129835A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 回転電機の永久磁石式回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273412A JPS63129835A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 回転電機の永久磁石式回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129835A true JPS63129835A (ja) | 1988-06-02 |
Family
ID=17527529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273412A Pending JPS63129835A (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 回転電機の永久磁石式回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63129835A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7183684B2 (en) * | 2004-05-18 | 2007-02-27 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Permanent magnet rotary motor |
| US7408279B2 (en) * | 1997-09-08 | 2008-08-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Permanent magnet synchronous motor including permanent magnet with tapered outer edges |
| US20100171386A1 (en) * | 2007-05-28 | 2010-07-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor for magnet-embedded motor and magnet-embedded motor |
| US7999430B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-08-16 | Industrial Technology Research Institute | Complementary permanent magnet structure capable of minimizing cogging torque for rotating electric machine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58123355A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | Fanuc Ltd | 同期モ−タ |
| JPS617274B2 (ja) * | 1978-11-01 | 1986-03-05 | Omron Tateisi Electronics Co |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273412A patent/JPS63129835A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617274B2 (ja) * | 1978-11-01 | 1986-03-05 | Omron Tateisi Electronics Co | |
| JPS58123355A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | Fanuc Ltd | 同期モ−タ |
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| EP1598920A3 (en) * | 2004-05-18 | 2010-08-04 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Permanent magnet rotary electric motor |
| US20100171386A1 (en) * | 2007-05-28 | 2010-07-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rotor for magnet-embedded motor and magnet-embedded motor |
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