JP2003319575A - 同期機のステータ鉄心 - Google Patents
同期機のステータ鉄心Info
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- JP2003319575A JP2003319575A JP2002114207A JP2002114207A JP2003319575A JP 2003319575 A JP2003319575 A JP 2003319575A JP 2002114207 A JP2002114207 A JP 2002114207A JP 2002114207 A JP2002114207 A JP 2002114207A JP 2003319575 A JP2003319575 A JP 2003319575A
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- JP
- Japan
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- teeth
- synchronous machine
- slit
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- tooth
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同期機のステータ鉄心において、ティース部
での無効磁束の流れの発生を抑制し、無効磁束による鉄
損の発生を抑制することにより、同期機効率の向上を可
能にする。 【解決手段】 鋼板を積層して形成されるティースおよ
びヨークからなるステータの構造において、鋼板のティ
ース部の長手方向に、１本または複数本のスリットを形
成し、ティース部における無効磁束の流れの発生を抑制
する。また、スリット幅がティース幅の１／１０以下で
あること、スリット長さがティース長さの１／２以上で
あり、ティース長さ以下であることが好ましい。
での無効磁束の流れの発生を抑制し、無効磁束による鉄
損の発生を抑制することにより、同期機効率の向上を可
能にする。 【解決手段】 鋼板を積層して形成されるティースおよ
びヨークからなるステータの構造において、鋼板のティ
ース部の長手方向に、１本または複数本のスリットを形
成し、ティース部における無効磁束の流れの発生を抑制
する。また、スリット幅がティース幅の１／１０以下で
あること、スリット長さがティース長さの１／２以上で
あり、ティース長さ以下であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期機のステータ
鉄心、より具体的には、同期機のステータ鉄心を形成す
るティースの構造に関するものである。
鉄心、より具体的には、同期機のステータ鉄心を形成す
るティースの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、同期電動機を構成するステータ
鉄心は、一般には、図３（ａ）に示すように、積層した
鋼板で形成された、略円筒形のヨーク部１と、周方向に
等間隔に配置された複数のティース部２、およびティー
ス部に巻回された電機子巻線３によって形成されている
が、この複数のティース部２の先端面は、例えば特開平
６−２２５０８号公報（図１）に開示されるように、ス
テータの中心部に配置されるロータ４の回転面に対応し
て弧面に形成されていることが多い。このような先端面
を有するティース部２で構成されるステータ鉄心を持つ
同期機においては、図３（ｂ）に示すように、ロータ４
の回転角および界磁分布により、ティース部２からヨー
ク部１を経由して他のティース部２に流れる有効磁束Ａ
ｏの他に、ティース部２内部でティースの先端面と平行
に流れ、他のティース部に流れない無効磁束Ａｘが発生
することにより、鉄損を増加させ、同期機効率を低下さ
せるという問題がある。
鉄心は、一般には、図３（ａ）に示すように、積層した
鋼板で形成された、略円筒形のヨーク部１と、周方向に
等間隔に配置された複数のティース部２、およびティー
ス部に巻回された電機子巻線３によって形成されている
が、この複数のティース部２の先端面は、例えば特開平
６−２２５０８号公報（図１）に開示されるように、ス
テータの中心部に配置されるロータ４の回転面に対応し
て弧面に形成されていることが多い。このような先端面
を有するティース部２で構成されるステータ鉄心を持つ
同期機においては、図３（ｂ）に示すように、ロータ４
の回転角および界磁分布により、ティース部２からヨー
ク部１を経由して他のティース部２に流れる有効磁束Ａ
ｏの他に、ティース部２内部でティースの先端面と平行
に流れ、他のティース部に流れない無効磁束Ａｘが発生
することにより、鉄損を増加させ、同期機効率を低下さ
せるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、同期機のス
テータ鉄心において、ティース部での無効磁束の流れの
発生を抑制し、無効磁束による鉄損を抑制することによ
り、同期機効率を向上させるステータ鉄心を提供するも
のである。
テータ鉄心において、ティース部での無効磁束の流れの
発生を抑制し、無効磁束による鉄損を抑制することによ
り、同期機効率を向上させるステータ鉄心を提供するも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記（１）〜
（４）を要旨とするものである。 （１）．鋼板を積層して形成されるティースおよびヨー
クからなるステータ鉄心において、鋼板のティース部の
長手方向に１本または複数本のスリットを形成したこと
を特徴とする同期機のステータ鉄心。 （２）．（１）において、スリット幅がティース幅の１
／１０以下であることを特徴とする同期機のステータ鉄
心。 （３）．（１）または（２）において、スリット長さが
ティース長さの１／２以上であり、ティース長さ以下で
あることを特徴とする同期機のステータ鉄心。 （４）．（１）〜（３）のいずれかにおいて、スリット
の位置が積層方向で隣接する鋼板で異なることを特徴と
する同期機のステータ鉄心。 （５）．（１）〜（４）のいずれかにおいて、スリット
の内部が非磁性の絶縁性樹脂で充填されていることを特
徴とする同期機のステータ鉄心。
（４）を要旨とするものである。 （１）．鋼板を積層して形成されるティースおよびヨー
クからなるステータ鉄心において、鋼板のティース部の
長手方向に１本または複数本のスリットを形成したこと
を特徴とする同期機のステータ鉄心。 （２）．（１）において、スリット幅がティース幅の１
／１０以下であることを特徴とする同期機のステータ鉄
心。 （３）．（１）または（２）において、スリット長さが
ティース長さの１／２以上であり、ティース長さ以下で
あることを特徴とする同期機のステータ鉄心。 （４）．（１）〜（３）のいずれかにおいて、スリット
の位置が積層方向で隣接する鋼板で異なることを特徴と
する同期機のステータ鉄心。 （５）．（１）〜（４）のいずれかにおいて、スリット
の内部が非磁性の絶縁性樹脂で充填されていることを特
徴とする同期機のステータ鉄心。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のステータ鉄心は、同期機
のステータ鉄心として適用されるものであり、鋼板を積
層して形成された、略円筒状のヨーク部と、周方向に等
間隔に配置された複数のティース部およびティース部に
巻回された電機子巻線からなり、鋼板の各ティース部に
対して長手方向に１本または複数本のスリットを形成し
て、ティース部での無効磁束の流れの発生を抑制し、無
効磁束による鉄損の発生を抑制させることにより、同期
機効率を向上させることに寄与するものである。
のステータ鉄心として適用されるものであり、鋼板を積
層して形成された、略円筒状のヨーク部と、周方向に等
間隔に配置された複数のティース部およびティース部に
巻回された電機子巻線からなり、鋼板の各ティース部に
対して長手方向に１本または複数本のスリットを形成し
て、ティース部での無効磁束の流れの発生を抑制し、無
効磁束による鉄損の発生を抑制させることにより、同期
機効率を向上させることに寄与するものである。
【０００６】ティース部に形成するスリットの形成条件
としては、スリットの幅は、ティース幅の１／１０以下
であることが好ましい。スリットの幅は、スリットを挟
み片方のティース先端からスリットを迂回して他方のテ
ィース先端に至る磁路の磁気抵抗が、ティース先端から
ヨーク部に至る磁路の磁気抵抗より大きくなることが好
ましいことから、次式（１）で表される最小のスリット
幅ｂｍより大きいことが好ましい。 ｂｍ＝ａ×（ｄ−ｃ）／ｃ／μ ------（１） ここで、ｂｍ：最小のスリット幅（mm） ａ：ティース幅（mm） ｄ：ティース長さ（mm） ｃ：スリット長さ（mm） μ：鋼板の比透磁率 鉄心に使用される鋼板の比透磁率は数千以上あり、ティ
ース幅ａは数mmから数十mmの範囲にあり、ティース長さ
ｄをスリット長さｃの２倍以下とすると、最小のスリッ
ト幅は数ミクロンもあればよく、鋼板の厚みの１／１０
０程度であり、通常の機械加工の限界以下である。ま
た、スロット幅は磁気抵抗の点からは広い方が良いが、
ティースの有効幅がその分狭くなり、ティースを通る有
効磁束の磁束密度が増加することによる鉄損増加がある
ため、ティースの幅の１／１０以下であることが好まし
い。スリットの長さは、ティース長さの１／２以上で、
ティース長さ以下であることが好ましい。スリットの長
さが、ティース長さの１／２未満では、ティース部での
無効磁束の流れの発生を充分に抑制することができな
い。ただし、スリットの長さが、ティースの長さを超え
る場合には、スリットとヨークの外径との距離がヨーク
の幅よりも狭くなり、ヨークでの有効磁束の流れを阻害
するおそれがあり、また、鉄心の剛性を低下させること
になるので好ましくない。各鋼板に形成するスリット
は、積層方向で一致させることは絶対条件ではなく、ス
リット位置を積層方向で隣接する鋼板間でずらしてもよ
い。この場合、積層された各鋼板単位ではスリットは貫
通しているが、ティース部単位では積層方向に貫通させ
ないでも、無効磁束の流れの発生を相応に抑制すること
ができる。また、スリットは空隙である必要はなく、非
磁性の絶縁性樹脂で充填することにより、スリット形成
によるティースの剛性低下を抑制する上で有効である。
としては、スリットの幅は、ティース幅の１／１０以下
であることが好ましい。スリットの幅は、スリットを挟
み片方のティース先端からスリットを迂回して他方のテ
ィース先端に至る磁路の磁気抵抗が、ティース先端から
ヨーク部に至る磁路の磁気抵抗より大きくなることが好
ましいことから、次式（１）で表される最小のスリット
幅ｂｍより大きいことが好ましい。 ｂｍ＝ａ×（ｄ−ｃ）／ｃ／μ ------（１） ここで、ｂｍ：最小のスリット幅（mm） ａ：ティース幅（mm） ｄ：ティース長さ（mm） ｃ：スリット長さ（mm） μ：鋼板の比透磁率 鉄心に使用される鋼板の比透磁率は数千以上あり、ティ
ース幅ａは数mmから数十mmの範囲にあり、ティース長さ
ｄをスリット長さｃの２倍以下とすると、最小のスリッ
ト幅は数ミクロンもあればよく、鋼板の厚みの１／１０
０程度であり、通常の機械加工の限界以下である。ま
た、スロット幅は磁気抵抗の点からは広い方が良いが、
ティースの有効幅がその分狭くなり、ティースを通る有
効磁束の磁束密度が増加することによる鉄損増加がある
ため、ティースの幅の１／１０以下であることが好まし
い。スリットの長さは、ティース長さの１／２以上で、
ティース長さ以下であることが好ましい。スリットの長
さが、ティース長さの１／２未満では、ティース部での
無効磁束の流れの発生を充分に抑制することができな
い。ただし、スリットの長さが、ティースの長さを超え
る場合には、スリットとヨークの外径との距離がヨーク
の幅よりも狭くなり、ヨークでの有効磁束の流れを阻害
するおそれがあり、また、鉄心の剛性を低下させること
になるので好ましくない。各鋼板に形成するスリット
は、積層方向で一致させることは絶対条件ではなく、ス
リット位置を積層方向で隣接する鋼板間でずらしてもよ
い。この場合、積層された各鋼板単位ではスリットは貫
通しているが、ティース部単位では積層方向に貫通させ
ないでも、無効磁束の流れの発生を相応に抑制すること
ができる。また、スリットは空隙である必要はなく、非
磁性の絶縁性樹脂で充填することにより、スリット形成
によるティースの剛性低下を抑制する上で有効である。
【０００７】
【実施例】本発明のステータ鉄心を、ロータに永久磁石
を配置した同期型電動機のステータに適用した場合の実
施例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）において、
１はヨーク部で、その内周側に等間隔に周設される複数
のティース部２とともに積層した多数枚の鋼板ｓを打抜
き加工して形成されるものである。ティース部２は、電
機子巻線４を巻き付けるものであり、幅中心部にスリッ
ト５を形成したものである。このスリット５は幅ｂがテ
ィース部２の幅ａの１／１０以下で、長さがティース部
２の長さｄの略２／３に形成されたものであり、図１
（ｂ）に示すように、鋼板の積層方向に貫通するもので
あるが、例えば図１（ｃ）に示すように、各鋼板ｓ単位
で積層方向に貫通するスリット５ａ形成し、積層方向で
隣接する鋼板ｓ間で形成位置をずらし、ティース部２単
位では鋼板ｓの積層方向に貫通させないようにしてもよ
い。
を配置した同期型電動機のステータに適用した場合の実
施例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）において、
１はヨーク部で、その内周側に等間隔に周設される複数
のティース部２とともに積層した多数枚の鋼板ｓを打抜
き加工して形成されるものである。ティース部２は、電
機子巻線４を巻き付けるものであり、幅中心部にスリッ
ト５を形成したものである。このスリット５は幅ｂがテ
ィース部２の幅ａの１／１０以下で、長さがティース部
２の長さｄの略２／３に形成されたものであり、図１
（ｂ）に示すように、鋼板の積層方向に貫通するもので
あるが、例えば図１（ｃ）に示すように、各鋼板ｓ単位
で積層方向に貫通するスリット５ａ形成し、積層方向で
隣接する鋼板ｓ間で形成位置をずらし、ティース部２単
位では鋼板ｓの積層方向に貫通させないようにしてもよ
い。
【０００８】この実施例のように、ティース部２にスリ
ット５または５ａを形成したステータ鉄心にした場合に
は、図２に示すように、ティース部２先端部に無効磁束
の流れＡｘの発生を抑え、無効磁束による鉄損の発生を
抑制することができ、ステータの中心部に配置されるロ
ータの回転角および磁界分布によりティース部２からヨ
ーク部１を経由して他のティース部２に流れる有効磁束
Ａｏの流れを増加させ、電動機効率を向上させることが
できる。なお、本発明は、上記の実施例に限定されるも
のではない。例えば実施例では、ロータに永久磁石を配
置した同期型電動機のステータ鉄心として適用したもの
であるが、他の形式の電動機や、発電機のステータ鉄心
としても適用可能である。なお、電機子巻線の断面形
状、配置、ティースとヨークの形状および構造、スリッ
トの形成条件（サイズ、条数など）については、電動機
や発電機の形式、容量などに応じて、請求項を満足する
範囲内で変更のあるものである。
ット５または５ａを形成したステータ鉄心にした場合に
は、図２に示すように、ティース部２先端部に無効磁束
の流れＡｘの発生を抑え、無効磁束による鉄損の発生を
抑制することができ、ステータの中心部に配置されるロ
ータの回転角および磁界分布によりティース部２からヨ
ーク部１を経由して他のティース部２に流れる有効磁束
Ａｏの流れを増加させ、電動機効率を向上させることが
できる。なお、本発明は、上記の実施例に限定されるも
のではない。例えば実施例では、ロータに永久磁石を配
置した同期型電動機のステータ鉄心として適用したもの
であるが、他の形式の電動機や、発電機のステータ鉄心
としても適用可能である。なお、電機子巻線の断面形
状、配置、ティースとヨークの形状および構造、スリッ
トの形成条件（サイズ、条数など）については、電動機
や発電機の形式、容量などに応じて、請求項を満足する
範囲内で変更のあるものである。
【０００９】
【発明の効果】本発明のステータ構造では、ティース部
にスリットを形成したことにより、ティース部２におけ
る無効磁束の流れの発生を抑制し、無効磁束による鉄損
の発生を抑制することにより、電動機効率を向上させる
ことができる。
にスリットを形成したことにより、ティース部２におけ
る無効磁束の流れの発生を抑制し、無効磁束による鉄損
の発生を抑制することにより、電動機効率を向上させる
ことができる。
【図１】（ａ）図は、本発明の実施例によるステータ鉄
心例を示す一部切欠正面説明図、（ｂ）図および（ｃ）
図は、ティース部のスリット形成例（２例）を示す
（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視一部切欠断面説明図。
心例を示す一部切欠正面説明図、（ｂ）図および（ｃ）
図は、ティース部のスリット形成例（２例）を示す
（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視一部切欠断面説明図。
【図２】本発明の実施例による磁束の流れを示す一部切
欠正面説明図。
欠正面説明図。
【図３】（ａ）図は、従来の一般的なステータ鉄心例を
示す正面部分説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のステータ
鉄心例での磁束の流れを示す一部切欠正面説明図。
示す正面部分説明図、（ｂ）図は、（ａ）図のステータ
鉄心例での磁束の流れを示す一部切欠正面説明図。
１ ヨーク ２ ティース
３ 電機子巻線 ４ ロータ
５、５ａ スリット ｓ 鋼板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 脇坂 岳顕
千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式
会社技術開発本部内
Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AA03 AB01 AE07
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼板を積層して形成されるティースおよ
びヨークからなるステータ鉄心において、鋼板のティー
ス部の長手方向に１本または複数本のスリットを形成し
たことを特徴とする同期機のステータ鉄心。 - 【請求項２】 スリット幅がティース幅の１／１０以下
であることを特徴とする請求項１に記載の同期機のステ
ータ鉄心。 - 【請求項３】 スリット長さがティース長さの１／２以
上であり、ティース長さ以下であることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の同期機のステータ鉄心。 - 【請求項４】 スリットの位置が積層方向で隣接する鋼
板で異なることを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
れか１項に記載の同期機のステータ鉄心。 - 【請求項５】 スリットの内部が非磁性の絶縁性樹脂で
充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の
いずれか１項に記載の同期機のステータ鉄心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114207A JP2003319575A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 同期機のステータ鉄心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114207A JP2003319575A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 同期機のステータ鉄心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003319575A true JP2003319575A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29533537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002114207A Withdrawn JP2003319575A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 同期機のステータ鉄心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003319575A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002114207A patent/JP2003319575A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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