JP2002118994A - 電動機 - Google Patents
電動機Info
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- JP2002118994A JP2002118994A JP2000311593A JP2000311593A JP2002118994A JP 2002118994 A JP2002118994 A JP 2002118994A JP 2000311593 A JP2000311593 A JP 2000311593A JP 2000311593 A JP2000311593 A JP 2000311593A JP 2002118994 A JP2002118994 A JP 2002118994A
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- permanent magnet
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- slit
- slits
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石を回転子内部に埋め込んだ構造を有
する同期電動機において、回転子をスキューすることな
くコギングトルクを低減可能な回転子構造を提供する。 【解決手段】 回転子内部に配置された永久磁石の磁極
５、６、７、８がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り
替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度
を、それぞれの位置に配置された永久磁石毎に不等間隔
に配置することでコギングトルクを低減する。
する同期電動機において、回転子をスキューすることな
くコギングトルクを低減可能な回転子構造を提供する。 【解決手段】 回転子内部に配置された永久磁石の磁極
５、６、７、８がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り
替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度
を、それぞれの位置に配置された永久磁石毎に不等間隔
に配置することでコギングトルクを低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】永久磁石を用いて構成される
同期回転機に属する。
同期回転機に属する。
【０００２】
【従来の技術】複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、
周方向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定
子と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、
マグネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動
する電動機において、その動作時すなわち回転子の回転
時に、固定子に並んだスロット数に対応した回数のトル
クの脈動、いわゆるコギングトルクが発生する。コギン
グトルクは、回転子内部に配置された永久磁石が発生す
る磁束が固定子側に並んだスロットを介して閉じた磁路
を形成する際に、固定子と回転子の任意の回転角度にお
ける電磁吸引力を回転方向に総和した値である。そのた
め、回転子と固定子の相対位置とコギングトルクとには
密接な関係が成り立っている。
周方向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定
子と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、
マグネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動
する電動機において、その動作時すなわち回転子の回転
時に、固定子に並んだスロット数に対応した回数のトル
クの脈動、いわゆるコギングトルクが発生する。コギン
グトルクは、回転子内部に配置された永久磁石が発生す
る磁束が固定子側に並んだスロットを介して閉じた磁路
を形成する際に、固定子と回転子の任意の回転角度にお
ける電磁吸引力を回転方向に総和した値である。そのた
め、回転子と固定子の相対位置とコギングトルクとには
密接な関係が成り立っている。
【０００３】コギングトルクの大きさ及び発生周期は一
般的に永久磁石の磁極数及びスロット数に依存して決ま
る。固定子側に等間隔に並んだスロットは磁気回路的に
見れば磁気抵抗の小さなスロット部と、磁気抵抗の非常
に大きなスロット開口部との等間隔な繰り返しであり、
その動作時すなわち回転子の回転時に、回転子内部に配
置された永久磁石の磁極は一定の間隔で磁気抵抗の小さ
なスロット部と、磁気抵抗の非常に大きなスロット開口
部を通過することになる。その際に永久磁石の磁束は常
に磁気抵抗の小さいスロット側に回り込もうとするため
に、永久磁石の磁極が固定子側に並んだ隣り合うスロッ
トが成す角度である１スロットピッチを通過する際に回
転子の回転方向もしくは反回転方向に電磁吸引力が切り
替わり、結果として永久磁石の磁極数及びスロット数に
比例した周期でコギングトルクが発生する。
般的に永久磁石の磁極数及びスロット数に依存して決ま
る。固定子側に等間隔に並んだスロットは磁気回路的に
見れば磁気抵抗の小さなスロット部と、磁気抵抗の非常
に大きなスロット開口部との等間隔な繰り返しであり、
その動作時すなわち回転子の回転時に、回転子内部に配
置された永久磁石の磁極は一定の間隔で磁気抵抗の小さ
なスロット部と、磁気抵抗の非常に大きなスロット開口
部を通過することになる。その際に永久磁石の磁束は常
に磁気抵抗の小さいスロット側に回り込もうとするため
に、永久磁石の磁極が固定子側に並んだ隣り合うスロッ
トが成す角度である１スロットピッチを通過する際に回
転子の回転方向もしくは反回転方向に電磁吸引力が切り
替わり、結果として永久磁石の磁極数及びスロット数に
比例した周期でコギングトルクが発生する。
【０００４】コギングトルクを低減させる有効な手段と
して回転子を軸方向に積層する際に回転子の回転方向で
ある周方向に等間隔にずらして配置する手法いわゆるス
キューが知られている。これは、回転子に配置された永
久磁石の磁極が固定子側のスロットを通過する際の相対
位置を周方向にずらすことで、各層が発生するコギング
トルクの最大位置を周方向にずらすことによりコギング
トルクを低減する手法である。この手法はコギングトル
クの低減に対して非常に有効であるが、回転子の内部に
永久磁石を埋め込むことにより回転子を構成する同期電
動機の場合には、永久磁石の構造が三次元的に湾曲した
非常に複雑なものとなり製造が困難である。そこで、軸
方向に２段以上の有限個に分割したスキュー方法いわゆ
る多段スキューも有用であるが、この場合においては軸
方向にずらして配置された複数の永久磁石間において回
転子内部で閉じた磁路を形成する漏れ磁束が発生し、結
果的に回転子側から固定子側へ貫く永久磁石による巻線
鎖交磁束が減少することになり、同じ電流を流しても同
等のトルクを得ることができなくなる。
して回転子を軸方向に積層する際に回転子の回転方向で
ある周方向に等間隔にずらして配置する手法いわゆるス
キューが知られている。これは、回転子に配置された永
久磁石の磁極が固定子側のスロットを通過する際の相対
位置を周方向にずらすことで、各層が発生するコギング
トルクの最大位置を周方向にずらすことによりコギング
トルクを低減する手法である。この手法はコギングトル
クの低減に対して非常に有効であるが、回転子の内部に
永久磁石を埋め込むことにより回転子を構成する同期電
動機の場合には、永久磁石の構造が三次元的に湾曲した
非常に複雑なものとなり製造が困難である。そこで、軸
方向に２段以上の有限個に分割したスキュー方法いわゆ
る多段スキューも有用であるが、この場合においては軸
方向にずらして配置された複数の永久磁石間において回
転子内部で閉じた磁路を形成する漏れ磁束が発生し、結
果的に回転子側から固定子側へ貫く永久磁石による巻線
鎖交磁束が減少することになり、同じ電流を流しても同
等のトルクを得ることができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方向に均等間隔に
並んだ複数のスロットを有する固定子と、前記スロット
に巻線を施したコイル部とを備え、マグネットトルクと
リラクタンストルクにより回転駆動する電動機におい
て、その動作時に生じるコギングトルクの大きさをスキ
ューすることなく低減することである。
の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方向に均等間隔に
並んだ複数のスロットを有する固定子と、前記スロット
に巻線を施したコイル部とを備え、マグネットトルクと
リラクタンストルクにより回転駆動する電動機におい
て、その動作時に生じるコギングトルクの大きさをスキ
ューすることなく低減することである。
【０００６】さらに、コギングトルクを低減させるため
の最適な回転子の構造を関係式により定式化すること
で、任意のスロット数及び磁極数に対しても充分効果が
得られるような回転子構造を提供することである。
の最適な回転子の構造を関係式により定式化すること
で、任意のスロット数及び磁極数に対しても充分効果が
得られるような回転子構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の回転子構造は、
複数の永久磁石埋め込みスリットを備えた回転子と、前
記スリットに埋め込んだ永久磁石と、複数のスロットを
有する固定子と、前記スロットに巻線を施したコイル部
とを備え、マグネットトルクとリラクタンストルクによ
り回転駆動する電動機であって、前記永久磁石埋め込み
スリットのスリットピッチ角度は、前記回転子の中で複
数のスリットピッチ角度を備えているので、回転子を軸
方向へスキューすることなくコギングトルクが低減可能
である。図１に示すように、回転子内部に配置された永
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度θm
を、それぞれの位置に配置された永久磁石によって不等
間隔に配置することによりコギングトルクを低減する。
複数の永久磁石埋め込みスリットを備えた回転子と、前
記スリットに埋め込んだ永久磁石と、複数のスロットを
有する固定子と、前記スロットに巻線を施したコイル部
とを備え、マグネットトルクとリラクタンストルクによ
り回転駆動する電動機であって、前記永久磁石埋め込み
スリットのスリットピッチ角度は、前記回転子の中で複
数のスリットピッチ角度を備えているので、回転子を軸
方向へスキューすることなくコギングトルクが低減可能
である。図１に示すように、回転子内部に配置された永
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度θm
を、それぞれの位置に配置された永久磁石によって不等
間隔に配置することによりコギングトルクを低減する。
【０００８】その際に下記に示す（数１）をもとに、永
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度θm
を与えてやることで、コギングトルクを一層低減可能で
ある。
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角度θm
を与えてやることで、コギングトルクを一層低減可能で
ある。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、ｎは任意の自然数、ｄ１は固定子
側のひとつのスロットが成す角度、ｄ２は固定子側のひ
とつのスロットを挟む左右のスロットが成す最小角度、
Ｐは回転子の極数、ｋは１から極数Ｐまでの自然数を示
す。
側のひとつのスロットが成す角度、ｄ２は固定子側のひ
とつのスロットを挟む左右のスロットが成す最小角度、
Ｐは回転子の極数、ｋは１から極数Ｐまでの自然数を示
す。
【００１１】
【発明の実施の形態】本件発明は、複数の永久磁石埋め
込みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込
んだ永久磁石と、複数のスロットを有する固定子と、前
記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マグネッ
トトルクとリラクタンストルクにより回転駆動する電動
機であって、前記永久磁石埋め込みスリットのスリット
ピッチ角度は、前記回転子の中で複数のスリットピッチ
角度を備える電動機である。
込みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込
んだ永久磁石と、複数のスロットを有する固定子と、前
記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マグネッ
トトルクとリラクタンストルクにより回転駆動する電動
機であって、前記永久磁石埋め込みスリットのスリット
ピッチ角度は、前記回転子の中で複数のスリットピッチ
角度を備える電動機である。
【００１２】コギングトルクは回転子内部に埋め込まれ
た永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切
り替わる回転子表面の磁束がスロット部とスロット開口
部との間を通過する際に最も大きく発生する。これは、
回転子の回転時に回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面において、回転子表面の磁束が回転子内部で磁気
回路が閉じることを妨げるために設けられた磁路障壁で
あるブリッジ部の影響により周方向に傾きをもった磁束
が多く存在しており、その磁束が磁気抵抗の非常に大き
いスロット開口部に対して磁気抵抗の小さいスロット部
に抜ける際に磁気吸引力の周方向成分が非常に大きくな
るためである。
た永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切
り替わる回転子表面の磁束がスロット部とスロット開口
部との間を通過する際に最も大きく発生する。これは、
回転子の回転時に回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面において、回転子表面の磁束が回転子内部で磁気
回路が閉じることを妨げるために設けられた磁路障壁で
あるブリッジ部の影響により周方向に傾きをもった磁束
が多く存在しており、その磁束が磁気抵抗の非常に大き
いスロット開口部に対して磁気抵抗の小さいスロット部
に抜ける際に磁気吸引力の周方向成分が非常に大きくな
るためである。
【００１３】ここで、ひとつの永久磁石に対して永久磁
石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる
回転子表面の位置は永久磁石の磁極の中心位置から見て
左右にそれぞれ一箇所ずつ存在する。その永久磁石の磁
極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子
表面の位置が回転子の中心から成す角度をθmとした場
合、その角度θmを回転子内部に配置されたそれぞれの
永久磁石について不等間隔に配置することにより、回転
子内部に配置されたそれぞれの永久磁石が異なる周期で
スロット部とスロット開口部との間を通過することにな
り、永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ
切り替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角
度θmを等間隔に配置した場合と比べてコギングトルク
の最大値を低減することが可能である。
石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる
回転子表面の位置は永久磁石の磁極の中心位置から見て
左右にそれぞれ一箇所ずつ存在する。その永久磁石の磁
極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子
表面の位置が回転子の中心から成す角度をθmとした場
合、その角度θmを回転子内部に配置されたそれぞれの
永久磁石について不等間隔に配置することにより、回転
子内部に配置されたそれぞれの永久磁石が異なる周期で
スロット部とスロット開口部との間を通過することにな
り、永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ
切り替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す角
度θmを等間隔に配置した場合と比べてコギングトルク
の最大値を低減することが可能である。
【００１４】さらに、スリットピッチ角度θmとスロッ
トピッチｄとの関係は、 θm［ｋ］＝ｎｄ±ｄ／２Ｐ（Ｐ＋ｋ−１） ｛ｎ：自
然数、Ｐ：極数｝ であるとすることで、コギングトルクが最小になる。
トピッチｄとの関係は、 θm［ｋ］＝ｎｄ±ｄ／２Ｐ（Ｐ＋ｋ−１） ｛ｎ：自
然数、Ｐ：極数｝ であるとすることで、コギングトルクが最小になる。
【００１５】また、本件発明は、複数の永久磁石埋め込
みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込ん
だ永久磁石と、複数のスロットを有する固定子と、前記
スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マグネット
トルクとリラクタンストルクにより回転駆動する電動機
であって、隣り合う前記永久磁石埋め込みスリットの間
のスリット間隔幅は、前記回転子の中で複数のスリット
間隔幅がある電動機であってもよい。
みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込ん
だ永久磁石と、複数のスロットを有する固定子と、前記
スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マグネット
トルクとリラクタンストルクにより回転駆動する電動機
であって、隣り合う前記永久磁石埋め込みスリットの間
のスリット間隔幅は、前記回転子の中で複数のスリット
間隔幅がある電動機であってもよい。
【００１６】また、本件発明は、複数の永久磁石埋め込
みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込ん
だ永久磁石と、周方向に均等間隔に並んだ複数のスロッ
トを有する固定子と、前記スロットに巻線を施したコイ
ル部とを備え、マグネットトルクとリラクタンストルク
により回転駆動する電動機であって、隣り合う前記永久
磁石埋め込みスリットが形成する隣接スリット間ピッチ
角度は、前記回転子の中で複数のスリット間ピッチ角度
を備える電動機であってもよい。
みスリットを備えた回転子と、前記スリットに埋め込ん
だ永久磁石と、周方向に均等間隔に並んだ複数のスロッ
トを有する固定子と、前記スロットに巻線を施したコイ
ル部とを備え、マグネットトルクとリラクタンストルク
により回転駆動する電動機であって、隣り合う前記永久
磁石埋め込みスリットが形成する隣接スリット間ピッチ
角度は、前記回転子の中で複数のスリット間ピッチ角度
を備える電動機であってもよい。
【００１７】また、回転子に埋め込んだ複数の永久磁石
は、いずれも同じ大きさであるので、マグネットトルク
が発生する磁束は同じであり、安定した回転駆動が可能
になる。
は、いずれも同じ大きさであるので、マグネットトルク
が発生する磁束は同じであり、安定した回転駆動が可能
になる。
【００１８】また、スリットに埋め込んだ永久磁石とス
リットの端面との間にできるフラックスバリア部に樹脂
を詰めることで、回転しても永久磁石が動かないように
することができる。
リットの端面との間にできるフラックスバリア部に樹脂
を詰めることで、回転しても永久磁石が動かないように
することができる。
【００１９】また、スリットに埋め込んだ永久磁石がス
リット内を動かないようにスリット端面に突起部を設け
ることで、回転しても永久磁石が動かないようにするこ
とができる。
リット内を動かないようにスリット端面に突起部を設け
ることで、回転しても永久磁石が動かないようにするこ
とができる。
【００２０】また、永久磁石を埋め込んだスリットは、
永久磁石を保持する部分の幅が厚く、他の部分の幅は狭
くすることで、簡単な構成で回転しても永久磁石が動か
ないようにすることができる。
永久磁石を保持する部分の幅が厚く、他の部分の幅は狭
くすることで、簡単な構成で回転しても永久磁石が動か
ないようにすることができる。
【００２１】また、集中巻によりコイル部を形成した電
動機は、コギングトルクが生じ易いので効果的である。
動機は、コギングトルクが生じ易いので効果的である。
【００２２】また、電動機を搭載したコンプレッサに用
いてもよい。
いてもよい。
【００２３】
【実施例】（実施例１）次に本発明の実施例について示
す。図１は複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方
向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機を示す。図に示すとおり、回転子内部に埋め込
まれた永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳ
へ切り替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す
角度を、それぞれの永久磁石について異なる角度で構成
していることを特徴とする。
す。図１は複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方
向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機を示す。図に示すとおり、回転子内部に埋め込
まれた永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳ
へ切り替わる回転子表面の位置が回転子の中心から成す
角度を、それぞれの永久磁石について異なる角度で構成
していることを特徴とする。
【００２４】この図に示す構造を有する電動機の回転子
が回転する場合、回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面の位置が、固定子側に並んだスロット部とスロッ
ト開口部との間を通過する周期が永久磁石１、永久磁石
２、永久磁石３、及び永久磁石４についてそれぞれ別の
タイミングで通過することになる。
が回転する場合、回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面の位置が、固定子側に並んだスロット部とスロッ
ト開口部との間を通過する周期が永久磁石１、永久磁石
２、永久磁石３、及び永久磁石４についてそれぞれ別の
タイミングで通過することになる。
【００２５】図２にそれぞれの回転子内部に配置された
永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り
替わる回転子表面の位置が固定子側に並んだスロットと
の成す相対位置についての説明図を示す。図２（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、回転子内部に配置さ
れた永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ
切り替わる回転子表面の位置が成す角度がそれぞれ異な
ることにより、この構成を有する回転子が回転した場合
にそれぞれの磁極の切り替わる部分が固定子側に並んだ
スロット部とスロット開口部との間を通過する順番に時
間的な遅れが生じることがわかる。この効果により、回
転子内部に複数の永久磁石を配置した回転子を有する電
動機において、従来の等間隔に永久磁石を配置した場合
に比べてコギングトルクが低減可能なことがわかる。
永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り
替わる回転子表面の位置が固定子側に並んだスロットと
の成す相対位置についての説明図を示す。図２（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、回転子内部に配置さ
れた永久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ
切り替わる回転子表面の位置が成す角度がそれぞれ異な
ることにより、この構成を有する回転子が回転した場合
にそれぞれの磁極の切り替わる部分が固定子側に並んだ
スロット部とスロット開口部との間を通過する順番に時
間的な遅れが生じることがわかる。この効果により、回
転子内部に複数の永久磁石を配置した回転子を有する電
動機において、従来の等間隔に永久磁石を配置した場合
に比べてコギングトルクが低減可能なことがわかる。
【００２６】さらに、永久磁石の磁極のひとつについて
ＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面
の位置が成す角度θmを固定子側のひとつのスロットが
成す角度ｄ１とほぼ同等とし、残りの永久磁石が成す角
度を固定子側のひとつのスロットを挟む左右のスロット
が成す最小角度ｄ２と固定子側のひとつのスロットが成
す角度ｄ１の差分を回転子の極数Ｐ＋１で等分した値と
ほぼ同等な角度をそれぞれ与えることで、それぞれの永
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置がそれぞれ対向する固定子側に並
んだスロットに対して規則的な周期で通過することにな
り、この場合にそれぞれの永久磁石が発生するコギング
トルクの最大位置を周方向に等間隔にずらすことが可能
となり、全体としてのコギングトルクを最小とすること
が可能である。
ＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面
の位置が成す角度θmを固定子側のひとつのスロットが
成す角度ｄ１とほぼ同等とし、残りの永久磁石が成す角
度を固定子側のひとつのスロットを挟む左右のスロット
が成す最小角度ｄ２と固定子側のひとつのスロットが成
す角度ｄ１の差分を回転子の極数Ｐ＋１で等分した値と
ほぼ同等な角度をそれぞれ与えることで、それぞれの永
久磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替
わる回転子表面の位置がそれぞれ対向する固定子側に並
んだスロットに対して規則的な周期で通過することにな
り、この場合にそれぞれの永久磁石が発生するコギング
トルクの最大位置を周方向に等間隔にずらすことが可能
となり、全体としてのコギングトルクを最小とすること
が可能である。
【００２７】（実施例２）次に本発明の別の実施例を示
す。図３は複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方
向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機を示す。また、回転子内部に配置された永久磁
石の長さ及び形状は全て同一とし、それぞれの永久磁石
の両端には回転子表面の磁束が回転子内部で磁気回路が
閉じることを妨げるために設けられた磁路障壁であるフ
ラックスバリア部を設けてある。
す。図３は複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周方
向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機を示す。また、回転子内部に配置された永久磁
石の長さ及び形状は全て同一とし、それぞれの永久磁石
の両端には回転子表面の磁束が回転子内部で磁気回路が
閉じることを妨げるために設けられた磁路障壁であるフ
ラックスバリア部を設けてある。
【００２８】図に示すとおり、回転子内部に埋め込まれ
た永久磁石とフラックスバリア部がそれぞれの磁極がＮ
からＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面の
位置が回転子の中心から成す角度を、それぞれの永久磁
石及びフラックスバリア部について異なる角度で構成し
ていることを特徴とする。
た永久磁石とフラックスバリア部がそれぞれの磁極がＮ
からＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面の
位置が回転子の中心から成す角度を、それぞれの永久磁
石及びフラックスバリア部について異なる角度で構成し
ていることを特徴とする。
【００２９】この図に示す構造を有する電動機の回転子
が回転する場合、回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面の位置が、固定子側に並んだスロット部とスロッ
ト開口部との間を通過する周期が永久磁石１１、永久磁
石１２、永久磁石１３、及び永久磁石１４についてそれ
ぞれ別のタイミングで通過することになり、この場合に
それぞれの永久磁石が発生するコギングトルクの最大位
置を周方向にずらすことが可能となり全体としてのコギ
ングトルクを低減することが可能となる。
が回転する場合、回転子内部に埋め込まれた永久磁石の
磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転
子表面の位置が、固定子側に並んだスロット部とスロッ
ト開口部との間を通過する周期が永久磁石１１、永久磁
石１２、永久磁石１３、及び永久磁石１４についてそれ
ぞれ別のタイミングで通過することになり、この場合に
それぞれの永久磁石が発生するコギングトルクの最大位
置を周方向にずらすことが可能となり全体としてのコギ
ングトルクを低減することが可能となる。
【００３０】また、この図に示す構造を採用することに
より、それぞれの永久磁石の長さ及び形状は全て同一の
ままコギングトルクを低減可能であり、この構造を有す
る電動機の回転子を製造する場合に従来の部品をそのま
ま流用することができ、コストの低減が可能である。
より、それぞれの永久磁石の長さ及び形状は全て同一の
ままコギングトルクを低減可能であり、この構造を有す
る電動機の回転子を製造する場合に従来の部品をそのま
ま流用することができ、コストの低減が可能である。
【００３１】また、この図に示す回転子内部に埋め込ま
れた永久磁石とフラックスバリア部がそれぞれの磁極が
ＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面
の位置が回転子の中心から成す角度を実施例１に示す場
合と同様に配分することにより、それぞれの永久磁石が
発生するコギングトルクの最大位置を周方向に等間隔に
ずらすことが可能であり全体としてのコギングトルクを
最小とすることが可能である。
れた永久磁石とフラックスバリア部がそれぞれの磁極が
ＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わる回転子表面
の位置が回転子の中心から成す角度を実施例１に示す場
合と同様に配分することにより、それぞれの永久磁石が
発生するコギングトルクの最大位置を周方向に等間隔に
ずらすことが可能であり全体としてのコギングトルクを
最小とすることが可能である。
【００３２】
【発明の効果】本件請求項１、３、４記載の発明の同期
電動機の回転子構造では、回転子内部に配置された永久
磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わ
る回転子表面の位置が成す角度を不等間隔に配置するこ
とにより、回転子をスキューすることなくコギングトル
クを低減することが可能である。
電動機の回転子構造では、回転子内部に配置された永久
磁石の磁極がＮからＳへ、もしくはＮからＳへ切り替わ
る回転子表面の位置が成す角度を不等間隔に配置するこ
とにより、回転子をスキューすることなくコギングトル
クを低減することが可能である。
【００３３】さらに、請求項２記載の発明は、永久磁石
の磁極のひとつについてＮからＳへ、もしくはＮからＳ
へ切り替わる回転子表面の位置が成す角度を固定子側の
ひとつのスロットが成す角度ｄ１とほぼ同等とし、残り
の永久磁石が成す角度を固定子側のひとつのスロットを
挟む左右のスロットが成す最小角度ｄ２と固定子側のひ
とつのスロットが成す角度ｄ１の差分を回転子の極数Ｐ
＋１で等分した値をそれぞれ与えることで、一層コギン
グトルクの低減が可能である。
の磁極のひとつについてＮからＳへ、もしくはＮからＳ
へ切り替わる回転子表面の位置が成す角度を固定子側の
ひとつのスロットが成す角度ｄ１とほぼ同等とし、残り
の永久磁石が成す角度を固定子側のひとつのスロットを
挟む左右のスロットが成す最小角度ｄ２と固定子側のひ
とつのスロットが成す角度ｄ１の差分を回転子の極数Ｐ
＋１で等分した値をそれぞれ与えることで、一層コギン
グトルクの低減が可能である。
【００３４】請求項５記載の発明は、マグネットトルク
が発生する磁束は同じであり、安定した回転駆動が可能
になる。
が発生する磁束は同じであり、安定した回転駆動が可能
になる。
【００３５】請求項６記載の発明は、フラックスバリア
部に樹脂を詰めることで、永久磁石の固定を可能にす
る。
部に樹脂を詰めることで、永久磁石の固定を可能にす
る。
【００３６】請求項７記載の発明は、スリット端面に突
起部を設けることで、永久磁石の固定を可能にする。
起部を設けることで、永久磁石の固定を可能にする。
【００３７】請求項８記載の発明は、スリットの幅を変
えることで、永久磁石の固定を可能にする。
えることで、永久磁石の固定を可能にする。
【００３８】請求項９記載の発明は、集中巻の電動機の
大きな課題であるコギングトルクを低減することができ
る。
大きな課題であるコギングトルクを低減することができ
る。
【図１】本発明の第１実施例の回転子構造を示す同期電
動機の断面図
動機の断面図
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は実施例１の構成を
示す説明図
示す説明図
【図３】本発明の第２実施例の回転子構造を示す同期電
動機の断面図
動機の断面図
１ 固定子鉄心 ２ スロット ３ 巻き線 ４ 回転子鉄心 ５ 永久磁石１ ６ 永久磁石２ ７ 永久磁石３ ８ 永久磁石４ ９ 回転軸 １１ 永久磁石１１ １２ 永久磁石１２ １３ 永久磁石１３ １４ 永久磁石１４ １５ フラックスバリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 19/10 Ｈ０２Ｋ 19/10 Ａ 21/14 21/14 Ｍ Ｆターム(参考） 5H002 AA04 AA05 AB06 AB07 AC06 AC07 AE08 5H619 AA01 AA03 BB01 BB06 BB24 PP02 PP04 PP08 5H621 AA02 GA01 GA15 GA16 HH01 JK02 JK05 5H622 AA02 AA03 CA02 CA07 CA13 CB05 CB06 PP11 PP20 QB03
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の永久磁石埋め込みスリットを備え
た回転子と、前記スリットに埋め込んだ永久磁石と、複
数のスロットを有する固定子と、前記スロットに巻線を
施したコイル部とを備え、マグネットトルクとリラクタ
ンストルクにより回転駆動する電動機であって、前記永
久磁石埋め込みスリットのスリットピッチ角度は、前記
回転子の中で複数のスリットピッチ角度を備える電動
機。 - 【請求項２】 スリットピッチ角度θmとスロットピッ
チｄとの関係は、 θm［ｋ］＝ｎｄ±ｄ／２Ｐ（Ｐ＋ｋ−１） ｛ｎ：自
然数、Ｐ：極数｝ である請求項１記載の電動機。 - 【請求項３】 複数の永久磁石埋め込みスリットを備え
た回転子と、前記スリットに埋め込んだ永久磁石と、複
数のスロットを有する固定子と、前記スロットに巻線を
施したコイル部とを備え、マグネットトルクとリラクタ
ンストルクにより回転駆動する電動機であって、隣り合
う前記永久磁石埋め込みスリットの間のスリット間隔幅
は、前記回転子の中で複数のスリット間隔幅がある電動
機。 - 【請求項４】 複数の永久磁石埋め込みスリットを備え
た回転子と、前記スリットに埋め込んだ永久磁石と、周
方向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機であって、隣り合う前記永久磁石埋め込みスリ
ットが形成する隣接スリット間ピッチ角度は、前記回転
子の中で複数のスリット間ピッチ角度を備える電動機。 - 【請求項５】 回転子に埋め込んだ複数の永久磁石は、
いずれも同じ大きさである永久磁石を有する請求項１〜
４のいずれか１項に記載の電動機。 - 【請求項６】 スリットに埋め込んだ永久磁石とスリッ
トの端面との間にできるフラックスバリア部に樹脂を詰
めた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機。 - 【請求項７】 スリットに埋め込んだ永久磁石がスリッ
ト内を動かないようにスリット端面に突起部を設けた請
求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機。 - 【請求項８】 永久磁石を埋め込んだスリットは、永久
磁石を保持する部分の幅が厚く、他の部分の幅は狭い請
求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機。 - 【請求項９】 集中巻によりコイル部を形成した請求項
１〜４のいずれか１項に記載の電動機。 - 【請求項１０】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の
電動機を搭載したコンプレッサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311593A JP2002118994A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311593A JP2002118994A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002118994A true JP2002118994A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18791326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000311593A Pending JP2002118994A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002118994A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004141000A (ja) * | 2004-01-30 | 2004-05-13 | Aichi Elec Co | 永久磁石電動機 |
| JP2004320925A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Asmo Co Ltd | 埋込磁石型モータ |
| KR100912637B1 (ko) * | 2003-08-02 | 2009-08-17 | 이노키, 칸지 | 회전기기 및 전자기 머신 |
| JP2012235607A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Mazda Motor Corp | 同期電動機 |
| WO2014027630A1 (ja) * | 2012-08-16 | 2014-02-20 | 株式会社ミツバ | マグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ及びブラシレスモータ |
| JP2014039399A (ja) * | 2012-08-16 | 2014-02-27 | Mitsuba Corp | マグネット補助型リラクタンスモータ用ロータ及びブラシレスモータ |
| WO2020017227A1 (ja) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 株式会社日立製作所 | 回転電機、回転電動機駆動システム、並びに電動車両 |
-
2000
- 2000-10-12 JP JP2000311593A patent/JP2002118994A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9490673B2 (en) | 2012-08-16 | 2016-11-08 | Mitsuba Corporation | Rotor of magnet-assisted reluctance motor and brushless motor |
| CN104508948B (zh) * | 2012-08-16 | 2017-08-25 | 株式会社美姿把 | 磁铁辅助型磁阻马达用转子和无刷马达 |
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| JP7190833B2 (ja) | 2018-07-17 | 2022-12-16 | 株式会社日立インダストリアルプロダクツ | 回転電機、回転電動機駆動システム、並びに電動車両 |
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