JP2001186735A - リラクタンスモータ - Google Patents
リラクタンスモータInfo
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- JP2001186735A JP2001186735A JP36528099A JP36528099A JP2001186735A JP 2001186735 A JP2001186735 A JP 2001186735A JP 36528099 A JP36528099 A JP 36528099A JP 36528099 A JP36528099 A JP 36528099A JP 2001186735 A JP2001186735 A JP 2001186735A
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- Japan
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- rotor
- flux barrier
- slit
- reluctance motor
- barrier slit
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- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一回転当りのトルク変動が小さく、また漂遊
損を低減でき、また誘導始動時に同期・非同期トルクに
よって加速できるロータ・ステータスロット数の組み合
わせのリラクタンスモータを提供することを課題とす
る。さらに、突極比が大きく取れるスリット形状で機械
強度を確保し、商用電源で反抗トルクの大きな負荷を接
続した状態でも自己始動を可能とするリラクタンスモー
タの提供する。 【解決手段】 リラクタンスモータにおいて、ロータ半
径方向に１極あたり６層であり、かつ１極当り等価的ロ
ータスロットが１１スロットとなるように配置されたフ
ラックスバリアスリットを備え、そのうち第２層から第
６層のフラックスバリアスリットがロータの中心方向に
凸形の形状を形成し、フラックスバリアスリットの端部
近傍の一部を狭くする。
損を低減でき、また誘導始動時に同期・非同期トルクに
よって加速できるロータ・ステータスロット数の組み合
わせのリラクタンスモータを提供することを課題とす
る。さらに、突極比が大きく取れるスリット形状で機械
強度を確保し、商用電源で反抗トルクの大きな負荷を接
続した状態でも自己始動を可能とするリラクタンスモー
タの提供する。 【解決手段】 リラクタンスモータにおいて、ロータ半
径方向に１極あたり６層であり、かつ１極当り等価的ロ
ータスロットが１１スロットとなるように配置されたフ
ラックスバリアスリットを備え、そのうち第２層から第
６層のフラックスバリアスリットがロータの中心方向に
凸形の形状を形成し、フラックスバリアスリットの端部
近傍の一部を狭くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リラクタンストル
クを利用した同期電動機であり、とくに商用電源で反抗
トルクの大きな負荷を接続した場合も容易に自己始動が
可能なリラクタンスモータに関するものである。
クを利用した同期電動機であり、とくに商用電源で反抗
トルクの大きな負荷を接続した場合も容易に自己始動が
可能なリラクタンスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、ロータ半径方向に１極当たり１
層以上多層に間隔をおいて配置された複数組のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形をなす形状
をなし、ｄ軸とｑ軸の磁気抵抗の差によるリラクタンス
トルクで回転する電動機であり、商用電源で自己始動は
不可能である。
層以上多層に間隔をおいて配置された複数組のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形をなす形状
をなし、ｄ軸とｑ軸の磁気抵抗の差によるリラクタンス
トルクで回転する電動機であり、商用電源で自己始動は
不可能である。
【０００３】前記従来の電動機では、フラックスバリア
の層数が２から３層と少ない場合、一回転当りのトルク
変動が大きくなる問題がある。また、フラックスバリア
の層数が多くなると、高次の磁束に進入により、漂遊負
荷損が増大するという問題もあった。
の層数が２から３層と少ない場合、一回転当りのトルク
変動が大きくなる問題がある。また、フラックスバリア
の層数が多くなると、高次の磁束に進入により、漂遊負
荷損が増大するという問題もあった。
【０００４】さらに、誘導始動する場合には、スロット
数の選択によっては、誘導始動時に同期・非同期トルク
によって加速不能となる問題があった。
数の選択によっては、誘導始動時に同期・非同期トルク
によって加速不能となる問題があった。
【０００５】また、高速回転で回転する電動機の場合
は、ロータの強度確保が必要であり、従来は、図６に示
すフラックスバリアスリットの中央にリブを設け、ロー
タ最外周部の薄肉で連結される厚さをある程度確保する
ことで、ロータの強度を確保している。しかし、ｄ軸と
ｑ軸の磁気抵抗の差が小さいほどリラクタンストルクは
小さくなるために、この方法では漏れ磁束が多くなるこ
とから磁気抵抗の差が小さくなり、リラクタンストルク
が小さくなるという問題がある。また、モータを始動さ
せるためには高価な制御装置を必要とした。
は、ロータの強度確保が必要であり、従来は、図６に示
すフラックスバリアスリットの中央にリブを設け、ロー
タ最外周部の薄肉で連結される厚さをある程度確保する
ことで、ロータの強度を確保している。しかし、ｄ軸と
ｑ軸の磁気抵抗の差が小さいほどリラクタンストルクは
小さくなるために、この方法では漏れ磁束が多くなるこ
とから磁気抵抗の差が小さくなり、リラクタンストルク
が小さくなるという問題がある。また、モータを始動さ
せるためには高価な制御装置を必要とした。
【０００６】打ち抜き加工のみで作成した鉄心では真円
にすることが容易ではなく、薄板鉄心を積層し圧着カシ
メによって形成されたロータは強度が小さいため切削・
研削によるロータの外径加工によって真円にできないた
め、図６の空隙が不均一となり、大きな磁気騒音が発生
しやすい。同時に、３層以上の長穴スロットを設けたロ
ータ最外周部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くするに
は鉄心変形などの問題から切削加工に限界がある。その
ため、この薄肉連結部が厚くなってしまい、漏れ磁束に
よる突極比低下が深刻で性能が著しく低下するという問
題点もあった。
にすることが容易ではなく、薄板鉄心を積層し圧着カシ
メによって形成されたロータは強度が小さいため切削・
研削によるロータの外径加工によって真円にできないた
め、図６の空隙が不均一となり、大きな磁気騒音が発生
しやすい。同時に、３層以上の長穴スロットを設けたロ
ータ最外周部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くするに
は鉄心変形などの問題から切削加工に限界がある。その
ため、この薄肉連結部が厚くなってしまい、漏れ磁束に
よる突極比低下が深刻で性能が著しく低下するという問
題点もあった。
【０００７】ここで、前記従来技術では、商用電源で自
己始動ができず、突極比の大きく取れるスリット形状と
機械強度の両立が確保できず、ロータを真円にできない
ことから磁気騒音が発生し易かった。
己始動ができず、突極比の大きく取れるスリット形状と
機械強度の両立が確保できず、ロータを真円にできない
ことから磁気騒音が発生し易かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一回転当りのトルク変
動が小さく、また漂遊損を低減できるようなフラックス
バリアの層数であって、かつまた、クローリングによる
始動停滞の発生しないロータ・ステータスロット数の組
み合わせのリラクタンスモータを提供することを課題と
する。さらに、突極比が大きく取れるスリット形状で機
械強度を確保し、商用電源で反抗トルクの大きな負荷を
接続した状態でも自己始動を可能とし、磁気騒音を低減
したリラクタンスモータを提供する。
動が小さく、また漂遊損を低減できるようなフラックス
バリアの層数であって、かつまた、クローリングによる
始動停滞の発生しないロータ・ステータスロット数の組
み合わせのリラクタンスモータを提供することを課題と
する。さらに、突極比が大きく取れるスリット形状で機
械強度を確保し、商用電源で反抗トルクの大きな負荷を
接続した状態でも自己始動を可能とし、磁気騒音を低減
したリラクタンスモータを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明によ
れば、リラクタンスモータにおいて、ロータのフラック
スバリアスリットがロータ半径方向に１極あたり６層で
あり、かつ１極当り等価的ロータスロットが１１スロッ
トとなるように配置され、第２層から第６層のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形の形状をな
している。
れば、リラクタンスモータにおいて、ロータのフラック
スバリアスリットがロータ半径方向に１極あたり６層で
あり、かつ１極当り等価的ロータスロットが１１スロッ
トとなるように配置され、第２層から第６層のフラック
スバリアスリットがロータの中心方向に凸形の形状をな
している。
【００１０】本発明の第二の発明によれば、ロータのフ
ラックスバリアスリットに注入した非磁性材料からなる
注入部材と、ロータ両端面に各スリット内の非磁性材料
を結合する短絡環形状の非磁性材料の結合部材を備えて
いる。
ラックスバリアスリットに注入した非磁性材料からなる
注入部材と、ロータ両端面に各スリット内の非磁性材料
を結合する短絡環形状の非磁性材料の結合部材を備えて
いる。
【００１１】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り一体形成する。
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り一体形成する。
【００１２】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける短絡
環形状の結合部材を銅または銅合金、アルミニウムまた
はアルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材
料でダイカスト法により一体形成し、２次導体を形成す
る。
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける短絡
環形状の結合部材を銅または銅合金、アルミニウムまた
はアルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材
料でダイカスト法により一体形成し、２次導体を形成す
る。
【００１３】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットの一部を狭くした縮小部を設ける。
バリアスリットの一部を狭くした縮小部を設ける。
【００１４】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうち、ロータ外周円となす角度の大き
いスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くする。
バリアスリットのうち、ロータ外周円となす角度の大き
いスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くする。
【００１５】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストする。
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストする。
【００１６】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材を注入後に回転子外径を切
削加工または、研削加工によりロータ外径を加工する。
バリアスリット部に非磁性材を注入後に回転子外径を切
削加工または、研削加工によりロータ外径を加工する。
【００１７】
【作用】本発明の第一の発明によれば、相帯高調波次数
を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするため、１
極当り等価的ロータスロットが１１スロットとなるよう
にフラックスバリアスリットが配置されているので、一
回転当りのトルク変動が小さく、また漂遊損を低減する
ことができる。
を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするため、１
極当り等価的ロータスロットが１１スロットとなるよう
にフラックスバリアスリットが配置されているので、一
回転当りのトルク変動が小さく、また漂遊損を低減する
ことができる。
【００１８】本発明の第二の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えることで半径方向
及びに円周方向において機械的強度を向上することがで
きる。
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えることで半径方向
及びに円周方向において機械的強度を向上することがで
きる。
【００１９】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り、一体形成したことによって容易に堅牢なロータを提
供できる。
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の結合部材をダイカスト法よ
り、一体形成したことによって容易に堅牢なロータを提
供できる。
【００２０】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける結合
部材とを銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金のような、非磁性で導電性のある材料でダイカ
スト法により一体形成し、２次導体を形成したことによ
って商用電源による自己始動が可能となる。
バリアスリットへの注入部材とロータ端面に設ける結合
部材とを銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金のような、非磁性で導電性のある材料でダイカ
スト法により一体形成し、２次導体を形成したことによ
って商用電源による自己始動が可能となる。
【００２１】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットの一部を狭くしたことによって商用電源
で始動する時の始動トルクを大きくすることができる。
バリアスリットの一部を狭くしたことによって商用電源
で始動する時の始動トルクを大きくすることができる。
【００２２】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうちロータ外周円となす角の大きいス
リットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによっ
て商用電源で始動する時の始動トルクを大きくすること
ができる。
バリアスリットのうちロータ外周円となす角の大きいス
リットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによっ
て商用電源で始動する時の始動トルクを大きくすること
ができる。
【００２３】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストしたことによって２
次抵抗を大きくすることができ、商用電源で始動する時
の始動トルクを大きくすることができる。
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットと短絡環とを一体にダイカストしたことによって２
次抵抗を大きくすることができ、商用電源で始動する時
の始動トルクを大きくすることができる。
【００２４】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明のリラクタンスモータにお
いては、１極当りのステータスロット数と、ロータのフ
ラックスバリアスリットにより形成される１極当りの等
価的ロータスロットとの最小公倍数を大きくすることに
より、一回転当りのトルク変動を小さくすることができ
る。このためには、ロータのフラックスバリアスリット
により形成される１極当りの等価的ロータスロット数と
して大きな素数を取ることが望ましい。この時、素数と
して５、７は相帯高調波と同じ次数でありクローリング
が発生してしまうため、素数としては１１以上の素数で
なければならない。一方、漂遊損低減のためには、高次
の磁束の進入を防ぐために、ロータスロット数は少ない
方が望ましい。この３つの条件を満足するためには、１
極当りのロータスロット数として１１スロットが望まし
い。このため、前記の目的を達成するために本発明で
は、フラックスバリアスロットの作る１極当りの等価的
ロータスロット数が１１となるように、一極当り６層の
フラックスバリアスリットを設けることで、クローリン
グを発生せず、トルク変動、漂遊損の低減を可能とす
る。
いては、１極当りのステータスロット数と、ロータのフ
ラックスバリアスリットにより形成される１極当りの等
価的ロータスロットとの最小公倍数を大きくすることに
より、一回転当りのトルク変動を小さくすることができ
る。このためには、ロータのフラックスバリアスリット
により形成される１極当りの等価的ロータスロット数と
して大きな素数を取ることが望ましい。この時、素数と
して５、７は相帯高調波と同じ次数でありクローリング
が発生してしまうため、素数としては１１以上の素数で
なければならない。一方、漂遊損低減のためには、高次
の磁束の進入を防ぐために、ロータスロット数は少ない
方が望ましい。この３つの条件を満足するためには、１
極当りのロータスロット数として１１スロットが望まし
い。このため、前記の目的を達成するために本発明で
は、フラックスバリアスロットの作る１極当りの等価的
ロータスロット数が１１となるように、一極当り６層の
フラックスバリアスリットを設けることで、クローリン
グを発生せず、トルク変動、漂遊損の低減を可能とす
る。
【００２６】さらに非磁性材料：たとえばアルミ等をス
リットに充填しダイカストすることにより、機械強度を
満足し、突極比が大きくとれ、商用電源で自己始動を可
能とする。さらに、ロータ外径を加工することにより、
空隙を均一とし磁気騒音を低減する。
リットに充填しダイカストすることにより、機械強度を
満足し、突極比が大きくとれ、商用電源で自己始動を可
能とする。さらに、ロータ外径を加工することにより、
空隙を均一とし磁気騒音を低減する。
【００２７】以下に、図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。
態を説明する。
【００２８】実施の形態１ 図１は、本発明のリラクタンスモータのロータ（回転
子）の構成を示す図であり、１はロータを構成する鉄心
のコアシートであり、その正面図を示す。ロータはコア
シート１を積層して形成する。２ａ〜２ｆは回転方向の
磁気抵抗差を形成するための６層からなるフラックスバ
リアスリットであり、１極当りの等価的なロータスロッ
ト数が１１となるように配置されている。３ａ〜３ｃ
は、フラックスバリアスリットの端部近傍の一部の幅を
狭くした、スリットの縮小部である。コアシート１のパ
ターンは、以後の実施の形態についても共通である。
子）の構成を示す図であり、１はロータを構成する鉄心
のコアシートであり、その正面図を示す。ロータはコア
シート１を積層して形成する。２ａ〜２ｆは回転方向の
磁気抵抗差を形成するための６層からなるフラックスバ
リアスリットであり、１極当りの等価的なロータスロッ
ト数が１１となるように配置されている。３ａ〜３ｃ
は、フラックスバリアスリットの端部近傍の一部の幅を
狭くした、スリットの縮小部である。コアシート１のパ
ターンは、以後の実施の形態についても共通である。
【００２９】１極当りのロータスロット数は、１回転当
りのトルク変動を小さくするために１極当りのステータ
スロット数との最小公倍数を大きくすることが望まし
く、このためには大きな素数であることが望ましい。一
方、高次の磁束の侵入による漂遊損失を少なくする観点
からは小さい素数であることが望ましい。素数のうち５
と７は相帯高調波と同じ次数であるためクローリング
（空隙磁束密度の高調波成分により発生する同期・非同
期トルクによって、すべり−トルク曲線に鞍点ができる
現象。この鞍点で安定してしまい、加速できない場合が
ある）が発生するので避けなければならない。以上の３
つの条件から、ロータスロット数として１１を選択し
た。スリットによる等価的なロータスロット数が１１と
なるように、フラックスバリアスリット２ａ〜２ｆは６
層とした。
りのトルク変動を小さくするために１極当りのステータ
スロット数との最小公倍数を大きくすることが望まし
く、このためには大きな素数であることが望ましい。一
方、高次の磁束の侵入による漂遊損失を少なくする観点
からは小さい素数であることが望ましい。素数のうち５
と７は相帯高調波と同じ次数であるためクローリング
（空隙磁束密度の高調波成分により発生する同期・非同
期トルクによって、すべり−トルク曲線に鞍点ができる
現象。この鞍点で安定してしまい、加速できない場合が
ある）が発生するので避けなければならない。以上の３
つの条件から、ロータスロット数として１１を選択し
た。スリットによる等価的なロータスロット数が１１と
なるように、フラックスバリアスリット２ａ〜２ｆは６
層とした。
【００３０】ステータの１極当りのスロット数は、前記
の３条件との組合わせの良好な数として９スロットとし
た。ただし、ステータのスロット数は９に限るものでは
ない。
の３条件との組合わせの良好な数として９スロットとし
た。ただし、ステータのスロット数は９に限るものでは
ない。
【００３１】ロータの１極当りのスロット数を１１とす
ることにより、１回転当りのトルク変動が小さく、漂遊
損失が小さく、誘導始動をした場合のクローリングの発
生を防止できるリラクタンスモータを提供することがで
きる。
ることにより、１回転当りのトルク変動が小さく、漂遊
損失が小さく、誘導始動をした場合のクローリングの発
生を防止できるリラクタンスモータを提供することがで
きる。
【００３２】実施の形態２ 本実施の形態は、図１に示すフラックスバリアスリット
２ａ〜２ｆの中に非磁性材料を注入し、これらをロータ
の軸方向端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部
材で結合し、固定したものである。このようにすること
によって、ロータの半径方向および円周方向の機械的強
度を改善することができ、そのため高速回転の可能なリ
ラクタンスモータを提供することができる。また、機械
的強度を改善できることにより、フラックスバリアスリ
ット端部の薄肉連結部を薄くすることが可能であり、漏
洩磁束を減少させて突極比の大きいロータを構成するこ
とができる。
２ａ〜２ｆの中に非磁性材料を注入し、これらをロータ
の軸方向端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部
材で結合し、固定したものである。このようにすること
によって、ロータの半径方向および円周方向の機械的強
度を改善することができ、そのため高速回転の可能なリ
ラクタンスモータを提供することができる。また、機械
的強度を改善できることにより、フラックスバリアスリ
ット端部の薄肉連結部を薄くすることが可能であり、漏
洩磁束を減少させて突極比の大きいロータを構成するこ
とができる。
【００３３】実施の形態３ 本実施の形態は、実施の形態２におけるフラックスバリ
アスリットへの非磁性の注入部材とロータ端面に設けた
短絡環形状の非磁性の結合部材をダイカスト法により一
体に形成したものである。
アスリットへの非磁性の注入部材とロータ端面に設けた
短絡環形状の非磁性の結合部材をダイカスト法により一
体に形成したものである。
【００３４】本実施の形態によれば、実施の形態２にお
ける機械的強度をより一層改善できるとともに、容易に
製作することができる。
ける機械的強度をより一層改善できるとともに、容易に
製作することができる。
【００３５】実施の形態４ 本実施の形態は、実施の形態２、３におけるフラックス
バリアスリットへの非磁性の注入部材およびロータ端面
に設けた短絡環形状の結合部材を銅または銅合金、ある
いはアルミニウムまたはアルミニウム合金のような非磁
性の導電性材料としたものである。
バリアスリットへの非磁性の注入部材およびロータ端面
に設けた短絡環形状の結合部材を銅または銅合金、ある
いはアルミニウムまたはアルミニウム合金のような非磁
性の導電性材料としたものである。
【００３６】図２は本実施の形態のリラクタンスモータ
のロータの構造を示す一部破断斜視図であり、フラック
スバリアスリット内に注入した非磁性導電性材料の構造
を示すために、ローターの一部を破断し、鉄心を除いた
状態を示している。図において４ａ〜４ｆはフラックス
バリアスリット内に注入した非磁性導電性材料である。
５はロータの外径面、６はロータの軸方向端面に設けた
短絡環であり、スリット注入部材４ａ〜４ｆとともに２
次導体を形成している。このような２次導体はダイカス
ト法により一体に形成することができる。
のロータの構造を示す一部破断斜視図であり、フラック
スバリアスリット内に注入した非磁性導電性材料の構造
を示すために、ローターの一部を破断し、鉄心を除いた
状態を示している。図において４ａ〜４ｆはフラックス
バリアスリット内に注入した非磁性導電性材料である。
５はロータの外径面、６はロータの軸方向端面に設けた
短絡環であり、スリット注入部材４ａ〜４ｆとともに２
次導体を形成している。このような２次導体はダイカス
ト法により一体に形成することができる。
【００３７】本実施の形態では、銅、アルミニウムなど
の２次導体に２次電流が流れトルクが得られるので、自
己始動が可能である。ここで、フラックスバリア層を６
層として１極当りの等価的なロータスロット数を１１と
してあるので、クローリングを発生することがなく、安
定した自己始動が可能である。また自己始動が可能なた
め、始動のための制御装置を必要としない。
の２次導体に２次電流が流れトルクが得られるので、自
己始動が可能である。ここで、フラックスバリア層を６
層として１極当りの等価的なロータスロット数を１１と
してあるので、クローリングを発生することがなく、安
定した自己始動が可能である。また自己始動が可能なた
め、始動のための制御装置を必要としない。
【００３８】実施の形態５ 本実施の形態は、実施の形態４におけるフラックスバリ
アスロット内の２次導体に、ロータ表面に近い位置に厚
さの縮小部を設けたものである。図１において、３ａ〜
３ｃはフラックスバリアスリットのロータ外周円近傍の
一部の幅を狭くしたスリットの縮小部である。このよう
な縮小部を有するフラックスバリアスリットに非極性導
電性材料を注入して形成した２次導体は、図２の４ａ〜
４ｃに示すようにロータ表面に近い位置に厚さの縮小部
が形成される。
アスロット内の２次導体に、ロータ表面に近い位置に厚
さの縮小部を設けたものである。図１において、３ａ〜
３ｃはフラックスバリアスリットのロータ外周円近傍の
一部の幅を狭くしたスリットの縮小部である。このよう
な縮小部を有するフラックスバリアスリットに非極性導
電性材料を注入して形成した２次導体は、図２の４ａ〜
４ｃに示すようにロータ表面に近い位置に厚さの縮小部
が形成される。
【００３９】このような形状の２次導体は、かご型誘導
電動機における２重かご型構造と同様に作用し、始動時
の２次抵抗を高めることができるので、始動トルクを大
きくすることができる。そのため、商用電源で反抗トル
クの大きな負荷を接続した場合でも自己始動が可能であ
る。
電動機における２重かご型構造と同様に作用し、始動時
の２次抵抗を高めることができるので、始動トルクを大
きくすることができる。そのため、商用電源で反抗トル
クの大きな負荷を接続した場合でも自己始動が可能であ
る。
【００４０】実施の形態６ 本実施の形態は、実施の形態５において縮小部を設ける
フラックスバリアスリットをスリット長の長いものに限
定したものである。図１に示すようにフラックスバリア
スリット２ａ〜２ｆのうちスリット長の長い２ａ〜２ｃ
にのみスリットの縮小部３ａ〜３ｃ設けている。この結
果、図２に示すようにフラックスバリアスリットに注入
された２次導体４ａ〜４ｆのうち４ｄ〜４ｆにのみ厚さ
の縮小部が形成されている。
フラックスバリアスリットをスリット長の長いものに限
定したものである。図１に示すようにフラックスバリア
スリット２ａ〜２ｆのうちスリット長の長い２ａ〜２ｃ
にのみスリットの縮小部３ａ〜３ｃ設けている。この結
果、図２に示すようにフラックスバリアスリットに注入
された２次導体４ａ〜４ｆのうち４ｄ〜４ｆにのみ厚さ
の縮小部が形成されている。
【００４１】フラックスバリアスリットの幅の縮小部は
２次導体に薄肉部を形成し、誘導始動時に２重かご型導
体として作用し、始動トルクを増大する効果を有する
が、一方ではフラックスバリアの一部の磁気抵抗を減少
させ、突極比を劣化させる。したがってフラックスバリ
アスリットの縮小部は大きな２重かご型効果の得られる
ものに限定して設けるのが得策である。そのような条件
は、フラックスバリアスリットの端部がロータ外周円と
なす角度が大きいことである。そのためスリット長の長
いフラックスバリアスリットを選んで幅の縮小部を設け
る。フラックスバリアスリットとロータ外周円のなす角
度としては、たとえば４５度以上とするのが望ましい。
２次導体に薄肉部を形成し、誘導始動時に２重かご型導
体として作用し、始動トルクを増大する効果を有する
が、一方ではフラックスバリアの一部の磁気抵抗を減少
させ、突極比を劣化させる。したがってフラックスバリ
アスリットの縮小部は大きな２重かご型効果の得られる
ものに限定して設けるのが得策である。そのような条件
は、フラックスバリアスリットの端部がロータ外周円と
なす角度が大きいことである。そのためスリット長の長
いフラックスバリアスリットを選んで幅の縮小部を設け
る。フラックスバリアスリットとロータ外周円のなす角
度としては、たとえば４５度以上とするのが望ましい。
【００４２】このように、縮小部を設けるフラックスバ
リアスリットを限定することにより、突極比の低下を抑
えながら始動トルクを増大させることができる。
リアスリットを限定することにより、突極比の低下を抑
えながら始動トルクを増大させることができる。
【００４３】実施の形態７ 本実施の形態は、請求項４における非磁性導電性材料に
よる２次導体４ａ〜４ｆ（図２）の一部を非磁性絶縁材
料におき替えたものである。
よる２次導体４ａ〜４ｆ（図２）の一部を非磁性絶縁材
料におき替えたものである。
【００４４】図５は本実施の形態の２次導体の構成を示
すものであり、図において、２次導体は導電性材料部分
４ａ〜４ｆと絶縁物よりなる部分１０ａ〜１０ｅから構
成されている。導電性２次導体４ａ〜４ｆは図４に示す
ように短絡環６で両端面を短絡されている。またこのよ
うな導電性材料と絶縁物から構成される２次導体もダイ
カスト法により一体に形成することができる。
すものであり、図において、２次導体は導電性材料部分
４ａ〜４ｆと絶縁物よりなる部分１０ａ〜１０ｅから構
成されている。導電性２次導体４ａ〜４ｆは図４に示す
ように短絡環６で両端面を短絡されている。またこのよ
うな導電性材料と絶縁物から構成される２次導体もダイ
カスト法により一体に形成することができる。
【００４５】この実施の形態では２次導体の形状が誘導
電動機のかご型２次導体の形状に近いものとなり、２次
抵抗を高めて始動トルクを増大させることができる。
電動機のかご型２次導体の形状に近いものとなり、２次
抵抗を高めて始動トルクを増大させることができる。
【００４６】実施の形態８ 本実施の形態は、実施の形態２〜７においてフラックス
バリアスリットに非磁性体を注入したロータの外径面５
を切削加工または研削索加工により真円度を高めたもの
である。フラックスバリアスリットに非磁性材料を注入
したロータは、径方向にも円周方向にも機械的強度が大
きく、ロータの外周部を機械加工することができる。図
３はロータを機械加工することにより真円度を高め、か
つスリット端部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くした
ロータをステータ中に組込んだ状態を示している。図に
おいて、７はステータ、８はロータ、９はステータとロ
ータの間の空隙を示している。ただし、空隙の幅は実際
より拡大して表わしている。
バリアスリットに非磁性体を注入したロータの外径面５
を切削加工または研削索加工により真円度を高めたもの
である。フラックスバリアスリットに非磁性材料を注入
したロータは、径方向にも円周方向にも機械的強度が大
きく、ロータの外周部を機械加工することができる。図
３はロータを機械加工することにより真円度を高め、か
つスリット端部の薄肉連結部の厚さを極限まで薄くした
ロータをステータ中に組込んだ状態を示している。図に
おいて、７はステータ、８はロータ、９はステータとロ
ータの間の空隙を示している。ただし、空隙の幅は実際
より拡大して表わしている。
【００４７】フラックスバリアスリットに非磁性材料を
注入せず空洞としたリラクタンスモータのロータは、フ
ラックスバリアスリット端部の薄肉連結部の機械的強度
が弱く、とくに３層以上のスリットを有するロータでは
薄肉連結部の幅を少なくとも０．５〜１ｍｍ程度にする
必要があり、そのうえ機械加工が不可能であった。本実
施の形態のようにフラックスバリアスリット内に非磁性
材料を注入して中実構造としたものではスリット端部の
薄肉連結部の幅を０．４ｍｍ以下とすることができ、か
つ非磁性材料注入後にさらに機械加工により薄肉連結部
の幅をさらに縮小することができる。このため漏洩磁束
を著しく減少させることができ、突極比を大きくするこ
とができる。
注入せず空洞としたリラクタンスモータのロータは、フ
ラックスバリアスリット端部の薄肉連結部の機械的強度
が弱く、とくに３層以上のスリットを有するロータでは
薄肉連結部の幅を少なくとも０．５〜１ｍｍ程度にする
必要があり、そのうえ機械加工が不可能であった。本実
施の形態のようにフラックスバリアスリット内に非磁性
材料を注入して中実構造としたものではスリット端部の
薄肉連結部の幅を０．４ｍｍ以下とすることができ、か
つ非磁性材料注入後にさらに機械加工により薄肉連結部
の幅をさらに縮小することができる。このため漏洩磁束
を著しく減少させることができ、突極比を大きくするこ
とができる。
【００４８】またロータ外周部の機械加工によりロータ
表面の真円度を高めることができるので、ロータとステ
ータ間の空隙を均一にすることができ、磁気騒音の小さ
なリラクタンスモータを提供することができる。また、
ロータとステータ間の空隙を０．２ｍｍ以下まで小さく
することができるので、ロータの突極軸方向の磁束を増
加させることができ、ロータの突極比の改善とともに高
力率のリラクタンスモータを提供することができる。
表面の真円度を高めることができるので、ロータとステ
ータ間の空隙を均一にすることができ、磁気騒音の小さ
なリラクタンスモータを提供することができる。また、
ロータとステータ間の空隙を０．２ｍｍ以下まで小さく
することができるので、ロータの突極軸方向の磁束を増
加させることができ、ロータの突極比の改善とともに高
力率のリラクタンスモータを提供することができる。
【００４９】
【発明の効果】本発明の第一の発明によれば、相帯高調
波次数を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするた
め、１極当り等価的ロータスロットが１１スロットとな
るようにフラックスバリアスリットが配置されているの
で、一回転当りのトルク変動が小さく、さらに漂遊損を
低減することができるリラクタンスモータを提供するこ
とができる。
波次数を避け、かつ進入する高調波磁束を少なくするた
め、１極当り等価的ロータスロットが１１スロットとな
るようにフラックスバリアスリットが配置されているの
で、一回転当りのトルク変動が小さく、さらに漂遊損を
低減することができるリラクタンスモータを提供するこ
とができる。
【００５０】本発明の第二の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えているので高速回
転で運転することが可能なリラクタンスモータを提供す
ることができる。
バリアスリットに注入した非磁性材料の注入部材と、ロ
ータ両端面に各スリット内の非磁性材料を結合する短絡
環形状の非磁性材料の結合部材を備えているので高速回
転で運転することが可能なリラクタンスモータを提供す
ることができる。
【００５１】本発明の第三の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部材をダ
イカスト法より、一体形成したことによって、堅牢なリ
ラクタンスモータを提供することができる。
バリアスリットに注入する非磁性材料の注入部材とロー
タ端面に設けた短絡環形状の非磁性材料の結合部材をダ
イカスト法より、一体形成したことによって、堅牢なリ
ラクタンスモータを提供することができる。
【００５２】本発明の第四の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する注入部材とロータ端面に設け
る結合部材とを銅または同合金、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材料で
ダイカスト法によりで一体形成し、２次導体を形成した
ことによって、高価な制御装置を用いなくても自己始動
可能なリラクタンスモータを提供することができる。
バリアスリットに注入する注入部材とロータ端面に設け
る結合部材とを銅または同合金、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金のような、非磁性で導電性のある材料で
ダイカスト法によりで一体形成し、２次導体を形成した
ことによって、高価な制御装置を用いなくても自己始動
可能なリラクタンスモータを提供することができる。
【００５３】本発明の第五の発明によれば、フラックス
バリアスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたこ
とによって、始動時の２次抵抗を高めることができるの
で始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大
きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタン
スモータを提供することができる。
バリアスリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたこ
とによって、始動時の２次抵抗を高めることができるの
で始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大
きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタン
スモータを提供することができる。
【００５４】本発明の第六の発明によれば、フラックス
バリアスリットのうちロータ外周円となす角度の大きな
スリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによ
って、始動時の２次抵抗を高めることができるので、始
動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大きな
負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタンスモ
ータを提供することができる。
バリアスリットのうちロータ外周円となす角度の大きな
スリットのロータ外周円近傍の一部を狭くしたことによ
って、始動時の２次抵抗を高めることができるので、始
動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルクの大きな
負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラクタンスモ
ータを提供することができる。
【００５５】本発明の第七の発明によれば、フラックス
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットへの注入部材と短絡環形状の結合部材とを一体にダ
イカストしたことによって、２次抵抗を大きくすること
により始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルク
の大きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラク
タンスモータを提供することができる。
バリアスリットに注入する非磁性導電性の注入部材の一
部分に非磁性の絶縁体を挿入し、フラックスバリアスリ
ットへの注入部材と短絡環形状の結合部材とを一体にダ
イカストしたことによって、２次抵抗を大きくすること
により始動トルクを大きくでき、商用電源で反抗トルク
の大きな負荷を接続した状態でも自己始動可能なリラク
タンスモータを提供することができる。
【００５６】本発明の第八の発明によれば、フラックス
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
バリアスリット部に非磁性材料を注入することにより外
径加工による回転子変形を抑制し、回転子外周部の薄肉
連結部を極限まで薄くすることを可能にする。また回転
子外径を切削加工または、研削加工によりロータ外径を
加工したことによってステータとロータとの空隙を均一
にすることができ、磁気騒音を減少することができる。
【図１】 本発明のリラクタンスモータのロータ鉄心の
構成を示すコアシートの正面図である。
構成を示すコアシートの正面図である。
【図２】 本発明のリラクタンスモータのロータの一部
を破断した斜視図である。
を破断した斜視図である。
【図３】 本発明のリラクタンスモータのステータとロ
ータの断面図である。
ータの断面図である。
【図４】 本発明のリラクタンスモータのロータの側面
図である。
図である。
【図５】 本発明のリラクタンスモータのロータの一部
を破断した断面図である。
を破断した断面図である。
【図６】 従来のリラクタンスモータのステータとロー
タの断面図である。
タの断面図である。
１ コアシート、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ
フラックスバリアスリット、３ａ，３ｂ，３ｃ スリ
ットの縮小部、４ａ，４ｂ，４ｃ ２次導体、５ ロー
タ外径面、６ 短絡環、７ ステータ、８ ロータ、９
空隙、１０ 絶縁物、１１ リブ。
フラックスバリアスリット、３ａ，３ｂ，３ｃ スリ
ットの縮小部、４ａ，４ｂ，４ｃ ２次導体、５ ロー
タ外径面、６ 短絡環、７ ステータ、８ ロータ、９
空隙、１０ 絶縁物、１１ リブ。
フロントページの続き (72)発明者 中本 道夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 阿知和 典弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AA09 AB07 AC06 AE08 5H619 AA00 AA01 AA10 BB01 BB06 BB22 BB24 PP02 PP04
Claims (8)
- 【請求項１】 リラクタンスモータにおいて、ロータ半
径方向に１極あたり６層であり、かつ１極当り等価的ロ
ータスロットが１１スロットとなるように配置されたフ
ラックスバリアスリットを備え、そのうち第２層から第
６層のフラックスバリアスリットがロータの中心方向に
凸形の形状を形成したロータであることを特徴とするリ
ラクタンスモータ。 - 【請求項２】 フラックスバリアスリットに注入した非
磁性材料の注入部材と、ロータ両端面に各スリット内の
非磁性材料を結合する短絡環形状の非磁性材料の結合部
材とを備えたことを特徴とする請求項１記載のリラクタ
ンスモータ。 - 【請求項３】 前記フラックスバリアスリットに注入す
る非磁性材料の注入部材とロータ端面に備えた短絡環形
状の結合部材をダイカスト法より一体形成したことを特
徴とする請求項２記載のリラクタンスモータ。 - 【請求項４】 前記フラックスバリアスリットへの注入
部材とロータ端面に設ける結合部材とを銅または銅合
金、アルミまたはアルミ合金のような、非磁性で導電性
のある材料でダイカスト法により一体形成し、２次導体
を形成したことを特徴とする請求項２または３記載のリ
ラクタンスモータ。 - 【請求項５】 前記フラックスバリアスリットの一部を
狭くしたことを特徴とする請求項１、２、３または４記
載のリラクタンスモータ。 - 【請求項６】 前記フラックスバリアスリットのうちロ
ータ外周円となす角度の大きいスリットの端部近傍の一
部を狭くしたことを特徴とする請求項５記載のリラクタ
ンスモータ。 - 【請求項７】 前記フラックスバリアスリットに注入す
る非磁性導電性注入部材の一部分に非磁性の絶縁体を挿
入し、フラックスバリアスリットへの注入部材とロータ
端面に設ける短絡環形状の結合部材とを一体にダイカス
トしたこと特徴とする請求項４記載のリラクタンスモー
タ。 - 【請求項８】 フラックスバリアスリット部に非磁性材
を注入後に回転子外径を切削加工または、研削加工によ
りロータ外径を加工したことを特徴とする請求項２、
３、４、５、６または７記載のリラクタンスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36528099A JP4098939B2 (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | リラクタンスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36528099A JP4098939B2 (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | リラクタンスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001186735A true JP2001186735A (ja) | 2001-07-06 |
| JP4098939B2 JP4098939B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=18483880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36528099A Expired - Fee Related JP4098939B2 (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | リラクタンスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4098939B2 (ja) |
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