JP2001245460A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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Abstract
とともに、トルクを増大し、効率を向上した永久磁石電
動機を提供する。 【解決手段】 10極の極数を有する永久磁石11を用
いたインナ−ロ−タ10と、ステータコア1の継鉄部2
から12個の歯3、4を前記ロ−タ10に相対向し突設
したステ−タにて構成された永久磁石電動機において、
前記12個の歯3、4を3つのグループに分け、各々の
グループに、開口部間のピッチを連続した3個の広ピッ
チの歯3の幅は広くし、残りの1個の狭ピッチの歯4の
幅は狭くし、前記広ピッチの歯3に、隣同志は極性が異
なるように巻線20を施し、狭ピッチの歯4には巻線2
0を施さず、前記各々のグループに1相分の巻線20を
集中巻により施すことにより、全体として3相巻線を施
す。
Description
り、詳しくはステータのコア形状と巻線係数に関する。
永久磁石電動機のステータコア及びロータの一例を示す
断面図、(d)は、巻線の説明図、図5は、従来の永久
磁石電動機の一例を示す巻線係数の説明図である。
の継鉄部2から歯3を等間隔に設け、同歯3の両側にス
ロット5を形成し、少なくともロータ10と相対向する
前記歯3の先端を除き絶縁し、前記スロット5から次の
スロット5の間に巻線20を巻装し、永久磁石11を用
いたインナーロータ10とにて構成されていた。図4
(a)は、ロ−タ10が10極、ステ−タコア1の歯3
が9個であり、(b)は、ロ−タ10が8極、ステ−タ
コア1の歯3が12個であり、(c)は、ロ−タ10が
4極、ステ−タコア1の歯3が6個である場合を示す。
このなかで、図4(a)は、前記巻線係数が最も大き
い。
に説明する。先ず、巻線係数は、短節巻係数と分布巻係
数の積として算出されるもので、トルク性能の良否を評
価できる永久磁石電動機のトルク定数と連動する。前記
短節巻係数は、前記ステ−タコア1の等間隔の歯3が9
個であるため、角度にして40°の間隔に位置するので
図5の計算式により0.9848となる。前記分布巻係
数の平均は、前記歯4の中心線と前記ロ−タ10の極の
中心線を合わせて基準点に選び、1相について前記ステ
−タコア1の歯3の中心線と前記ロ−タ10の極の中心
線との位相差をθ1、θ2、θ3とするとき各々θ1=
2°、θ2=6°、θ3=10°となるので、図5の計
算式により、0.8312となる。そして,この場合の
巻線係数は、図5に示されるように、短節巻係数と分布
巻係数の積として算出され、0.8186の最良の値と
なる。
値は永久磁石電動機として必ずしも十分な値ではなく、
更なる数値向上がトルクの増大と効率向上のため望まし
い。そして、上述の従来例のように等ピッチの歯3を有
するステ−タコア1では、これ以上の巻線係数を大きく
するには困難な状況にある。
問題点に鑑みなされたもので、巻線係数を大きくし銅線
の使用量を削減するとともに、トルクを増大し、効率を
向上した永久磁石電動機を提供することを目的としてい
る。
に、10極の極数を有する永久磁石を用いたインナーロ
ータと、12個の歯を有するステータにて構成された永
久磁石電動機において、前記ステータの歯を3つのグル
ープに分け、同グループの各々にあっては前記歯の開口
部間のピッチを連続した3個の歯の幅は広くし、残りの
1個の歯の幅は狭くし、前記広ピッチの歯に、隣同志は
極性が異なるように巻線を施し、狭ピッチの歯には巻線
を施さず、前記各々のグループに1相分の巻線を施すこ
とにより、全体として3相巻線を施してなるようにす
る。
チを、36°±4°の範囲に入るようにする。
線を施してなるようにする。
き添付図面を参照して詳細に説明する。図1(a)は、
本発明による永久磁石電動機のステータコア及びロータ
の一実施例を示す断面図、(b)は、巻線の説明図、図
2は、本発明による永久磁石電動機の一実施例を示す巻
線係数の説明図、図3は、本発明による永久磁石電動機
の巻線係数の最良範囲を示す説明図である。
部、3は広ピッチの歯、4は狭ピッチの歯、5は溝、1
0はロータ、11は永久磁石、20は巻線を示す。ここ
で、従来例と同じ部分の符号は同一とする。
タ10について説明すると、永久磁石11を用いて10
極の極数を有するインナ−ロ−タ10を設けている。ま
た、永久磁石電動機のステータは、ステータコア1の継
鉄部2から12個の歯3、4を前記ロ−タ10に相対向
し突設している。そして、前記歯3、4の先端を除き前
記ステータコア1に絶縁を施している。
ループに分ける。そして、各々のグループに、開口部間
のピッチを連続した3個の広ピッチの歯3の幅は広く
し、残りの1個の狭ピッチの歯4の幅は狭くしている。
さらに、前記広ピッチの歯3の開口部間ピッチを、36
°±4°の範囲に入るようにする。また、前記広ピッチ
の歯3に、隣同志は極性が異なるように巻線20を施
し、狭ピッチの歯4には巻線20を施さず、前記各々の
グループに1相分の巻線20を集中巻により施すことに
より、全体として3相巻線を施している。
く説明すると、前記広ピッチの歯3の3個について、前
記巻線20を左側の歯3に溝5から次の溝5へ左巻きと
すれば、中央の歯3には溝5から次の溝5へ右巻きに、
右側の歯3を溝5から次の溝5へ左巻きに各々集中巻し
ている。あるいは、前記巻線20を左側の歯3に溝5か
ら次の溝5へ右巻きとすれば、中央の歯3は溝5から次
の溝5へ左巻きに、右側の歯3を溝5から次の溝5へ右
巻きに各々集中巻するようにしてもよい。これを3相す
べてについて同様に集中巻する。
る。先ず、図2に示すように、前記巻線係数は、短節巻
係数と分布巻係数の積として算出されるもので、トルク
性能の良否を評価できる永久磁石電動機のトルク定数と
連動する。前記短節巻係数は、前記ステ−タコア1の広
ピッチの歯3が12個であるため、角度にして37°の
間隔に位置するので図5の計算式により0.999とな
る。
歯4の中心線と前記ロ−タ10の極の中心線を合わせて
基準点に選び、1相について前記ステ−タコア1の歯3
の中心線と前記ロ−タ10の極の中心線との位相差をθ
1、θ2、θ3とするとき各々θ1=5°、θ2=6
°、θ3=7°となるので、図5の計算式により、0.
8638となる。そして,この場合の巻線係数は、図5
に示されるように、短節巻係数と分布巻係数の積として
算出され、0.863の値となる。
ッチθを角度で一般化して、短節巻係数kpと分布巻係
数kdを算出する計算式を導出し、θ=32°〜40°
の場合について巻線係数k(θ)を算出し、その表及び
グラフを記載した。この結果、従来の巻線係数の最良の
値k(θ)=0.8186を凌ぐ値を得ることができ
る。そして、図3から明らかなように、巻線係数k
(θ)が0.8186を凌ぐ値を得るためには前記広ピ
ッチθは、36°±4°の範囲に入るようにすることに
より実現できる。この結果、永久磁石電動機の巻線係数
を大きくして銅線の使用量を削減するとともに、トルク
を増大し、効率を向上することができる。
の極数を有する永久磁石を用いたインナーロータと、1
2個の歯を有するステータにて構成された永久磁石電動
機において、前記ステータの歯を3つのグループに分
け、同グループの各々にあっては前記歯の開口部間のピ
ッチを連続した3個の歯の幅は広くし、残りの1個の歯
の幅は狭くし、前記広ピッチの歯に、隣同志は極性が異
なるように巻線を施し、狭ピッチの歯には巻線を施さ
ず、前記各々のグループに1相分の巻線を施すことによ
り、全体として3相巻線を施してなるようにした。この
結果、巻線係数を大きくして銅線の使用量を削減すると
ともに、トルクを増大し、効率を向上した永久磁石電動
機を提供することができる。
テータコア及びロータの一実施例を示す断面図、(b)
は、巻線の説明図である。
巻線係数の説明図である。
範囲を示す説明図である。
動機のステータコア及びロータの一例を示す断面図、
(d)は、巻線の説明図である。
説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 10極の極数を有する永久磁石を用いた
インナーロータと、12個の歯を有するステータにて構
成された永久磁石電動機において、 前記ステータの歯を3つのグループに分け、 同グループの各々にあっては前記歯の開口部間のピッチ
を連続した3個の歯の幅は広くし、残りの1個の歯の幅
は狭くし、 前記広ピッチの歯に、隣同志は極性が異なるように巻線
を施し、狭ピッチの歯には巻線を施さず、 前記各々のグループに1相分の巻線を施すことにより、
全体として3相巻線を施してなることを特徴とする永久
磁石電動機。 - 【請求項2】 前記広ピッチの歯の開口部間ピッチを、
36°±4°の範囲に入るようにしたことを特徴とする
請求項1記載の永久磁石電動機。 - 【請求項3】 前記歯には絶縁を施し、集中巻の巻線を
施してなることを特徴とする請求項1または請求項2記
載の永久磁石電動機。
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