JP2007129884A - リラクタンスモータのロータ - Google Patents
リラクタンスモータのロータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007129884A JP2007129884A JP2005322773A JP2005322773A JP2007129884A JP 2007129884 A JP2007129884 A JP 2007129884A JP 2005322773 A JP2005322773 A JP 2005322773A JP 2005322773 A JP2005322773 A JP 2005322773A JP 2007129884 A JP2007129884 A JP 2007129884A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- rotor
- wider
- barrier
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
【課題】従来品に比べて、発生トルクを大きくすることができるリラクタンスモータのロータを提供する。
【解決手段】ロータ11には、その周方向の複数箇所に、等間隔置きに、ロータ11の中心側に凸となる複数のフラックスバリア17が半径方向に形成されることにより、ロータ11の中心側に凸となるフラックスパス18が半径方向に複数列に形成されている。フラックスバリア17は、スリットで構成されている。スリットはコアシート12の状態でのプレス加工やレーザ加工等により形成される。フラックスバリア17は、一番外側に設けられたフラックスバリア17sが隣接する内側のフラックスバリア17より幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリア17は内側のものほど幅が広く形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】ロータ11には、その周方向の複数箇所に、等間隔置きに、ロータ11の中心側に凸となる複数のフラックスバリア17が半径方向に形成されることにより、ロータ11の中心側に凸となるフラックスパス18が半径方向に複数列に形成されている。フラックスバリア17は、スリットで構成されている。スリットはコアシート12の状態でのプレス加工やレーザ加工等により形成される。フラックスバリア17は、一番外側に設けられたフラックスバリア17sが隣接する内側のフラックスバリア17より幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリア17は内側のものほど幅が広く形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、リラクタンスモータのロータに関する。
リラクタンスモータは、誘導モータと比較して回転子の2次銅損が発生しないという特徴があるため、電気自動車や工作機械等の駆動用モータとして注目されている。しかし、この種のモータは一般に力率が悪く、産業用として利用するには、ロータ構造あるいは駆動方法等の改善が必要であった。
リラクタンスモータのロータは、電磁鋼板製の円板状のコアシートに同心円弧状のフラックスバリア(スリット)が設けられた構成になっている。しかし、複数のフラックスバリアをそれぞれ同じ幅で形成した構成では、q軸方向の磁束が各フラックスバリアを突き抜けてしまうため、発生トルクが小さくなる。この問題を解消するため、ロータ中心側に凸となるように半径方向に列設した複数のスリットと、その複数のスリットよりロータ中心側に配置され、前記スリットより半径方向の幅が広いq軸磁束切断部(スリット)を備えたロータコア(ロータ)が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、図3(a)に示すようなロータコアも提案されている(例えば、特許文献2参照。)。このロータコアにおいては、コアシート51に形成されたストリップ52の半径方向の幅はロータ中心側のストリップ52が外側のストリップ52より広く形成されている。そして、スリット53の半径方向の幅は、ロータ中心側のスリット53がロータ外側のスリット53より広く、中心側から2番目以降のスリット53は同じ幅である。
特許文献2には、従来技術として図3(b)に示すように、ロータ外側のストリップ52よりロータ中心側のストリップ52の幅を広くするとともに、ロータ外側のスリット53の幅が広く中心側のスリット53の幅が狭いロータコアも記載されている。
特開平10−257700号公報(明細書の段落[0008],[0025]、図2)
特開平11−127560号公報(明細書の段落[0011],[0026]、図2,13)
特許文献1に記載の構成では、同じ幅で形成された複数のスリットより内側に、それらのスリットより幅が広いスリット(q軸磁束切断部)が設けられているため、磁束がスリットを突き抜けることが抑制されてトルクの低下が抑制される。しかし、スリット間の磁束が流れる部分(フラックスパス)の幅が一定のため、大電流領域では磁束が飽和してトルクが減少する。
一方、特許文献2の構成では、磁束が流れる(通過する)ストリップ52(フラックスパス)の幅は、内側のストリップ52方が広く形成されているため、磁束が多く流れる大電流領域でも磁束の飽和が抑制される。しかし、内側から2番目以降のスリット53の幅が同じため、内側から2番目以降のストリップ52を通過する磁束の一部がスリット53を突き抜けてしまい、トルクが減少する。特許文献2の従来技術に挙げられている図3(b)の構成でも、ストリップ52の幅は内側の方が広いため、大電流領域での磁束の飽和が抑制される。しかし、スリット53の幅が内側ほど狭いため、磁束の一部がスリット53を突き抜け易くトルクが減少する。
同じ大きさの領域内で、効率良くトルクを発生させるためにフラックスバリアの幅を広くすると、フラックスパスの幅が狭くなり、磁束量が多い大電流領域での発生トルクが小さくなる。大電流領域での発生トルクを大きくするため全てのフラックスパスの幅を広くすると、低電流領域では目的のトルクを得るのに必要な電流量が多くなる。
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来品に比べて、発生トルクを大きくすることができるリラクタンスモータのロータを提供することにある。
本願発明者は、ロータの外側に存在するフラックスパスはトルクへの寄与率が低いため、外側のフラックスパスの幅は狭くてもトルク低下には影響が小さいことに着目して本願発明を考えた。
前記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ロータの中心側に凸となる複数のフラックスバリアが半径方向に形成されることにより、ロータの中心側に凸となるフラックスパスが半径方向に複数列に形成されたリラクタンスモータのロータである。そして、前記フラックスバリアは、一番外側に設けられたフラックスバリアが隣接する内側のフラックスバリアより幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリアは内側のものほど幅が広く形成されており、前記フラックスパスは、内側のものほど幅が広く形成されている。
この発明では、ロータの内側に配置されたフラックスパスほど幅(径方向の長さ)が広くなるように形成されているため、モータを大電流領域で運転する際に、多くの磁束がフラックスパスを流れることができ発生トルクが大きくなる。また、最も外側のフラックスバリアを除き、フラックスバリアは内側のものほど幅が広く形成されているため、効率良くトルクを発生させることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において前記フラックスパスは、内側のものほど曲率が大きく形成されている。この発明では、外側のフラックスパスほど曲率が小さいため、同じ2箇所を結ぶようにフラックスパスを形成する際、その長さを短くすることができる。フラックスパスの幅が同じであれば長さの短い方が効率が良くなる。
本発明によれば、従来品に比べて、発生トルクを大きくすることができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1(a),(b)にしたがって説明する。
図1(a)に示すように、リラクタンスモータのロータ11は、電磁鋼板等の高透磁率材からなる円板状のコアシート12を複数枚(例えば数十枚)積層した積層体13と、積層体13の中心に貫挿されたロータ軸14とを備えている。コアシート12同士は、必要に応じて接着剤等で一体固着されている。
図1(a)に示すように、リラクタンスモータのロータ11は、電磁鋼板等の高透磁率材からなる円板状のコアシート12を複数枚(例えば数十枚)積層した積層体13と、積層体13の中心に貫挿されたロータ軸14とを備えている。コアシート12同士は、必要に応じて接着剤等で一体固着されている。
図1(b)はロータ11とステータ15との関係を示す部分模式平面図、具体的には中心角が120度となるロータ全体の1/3の部分に対応する図である。ステータ15は円筒状で内側に複数のティース16が等間隔で設けられている。ロータ11は、コアシート12の外周面がティース16と所定の間隔を置いた状態でステータ15の内側に配置される。
ロータ11には、その周方向の複数箇所(この実施形態では6箇所で2箇所のみ図示)に、等間隔置きに、ロータ11の中心側に凸となる複数のフラックスバリア17が半径方向に形成されることにより、ロータ11の中心側に凸となるフラックスパス18が半径方向に複数列に形成されている。フラックスバリア17は、スリットで構成されている。スリットはコアシート12の状態でのプレス加工やレーザ加工等により形成される。
フラックスバリア17は、一番外側に設けられたフラックスバリア17sが隣接する内側のフラックスバリア17より幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリア17は内側のものほど幅が広く形成されている。
フラックスパス18は、内側のものほど幅が広く形成されている。フラックスパス18は、内側のものほど曲率が大きく形成されている。即ち、外側のフラックスパス18ほど曲率が小さく形成されており、最も外側のフラックスパス18はほぼ直線状に形成されている。各フラックスバリア17及びフラックスパス18は、中央部分が最も幅が広く、両端に近づくに従って幅が狭くなるように形成されている。また、各フラックスバリア17及びフラックスパス18は、中央を通りロータ11の半径方向に延びる直線に対して対称に形成されている。
次に前記のように構成されたロータ11の作用を説明する。ロータ11がステータ15内に配置され、ステータ15のティース16からロータ11に回転磁界が作用すると、リラクタンストルクが発生する。高トルクを発生させるためコイルに流れる電流値を大きくすると、全体の磁束量が多くなる。磁束はロータ11の各フラックスパス18に均一に流れるのではなく、内側に配置されたフラックスパス18側が高密度になるように流れる。この実施形態のロータ11は、ロータ11の内側に配置されたフラックスパス18ほどその幅が広く形成されているため、トルクへの寄与率が高い内側に配置されたフラックスパス18において、大電流領域でも磁束の飽和が抑制される。
また、フラックスパス18の幅が広くても、フラックスパス18を区画するフラックスバリア17の幅が狭いと、フラックスバリア17を磁束が通過してトルクが効率良く発生しない。しかし、この実施形態のロータ11は、フラックスバリア17が最も外側のフラックスバリア17sを除き、内側のフラックスバリア17ほど幅が広く形成されているため、磁束がフラックスバリア17を通過するのが抑制されてトルクが効率良く発生する。
また、外側のフラックスバリア17及びフラックスパス18はトルクへの寄与が少ないが、最も外側のフラックスバリア17sの幅をその内側のフラックスバリア17の幅より広くすることにより、相対的に内側のフラックスパス18に流れる磁束の量が増え、トルクを高めるのに寄与する。
この実施形態では以下の効果を有する。
(1)ロータ11の中心側に凸となるように半径方向に複数列に形成されたフラックスバリア17は、一番外側に設けられたフラックスバリア17sが隣接する内側のフラックスバリア17より幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリア17は内側のものほど幅が広く形成されている。また、ロータ11の中心側に凸となるように半径方向に複数列に形成されたフラックスパス18は、内側のものほど幅が広く形成されている。従って、トルクへの寄与率が高い内側に配置されたフラックスパス18において、磁束を多く流す大電流領域でも飽和を抑制し、従来のロータを使用した場合より効率良くトルクを発生させることができ、発生トルクを大きくすることができる。
(1)ロータ11の中心側に凸となるように半径方向に複数列に形成されたフラックスバリア17は、一番外側に設けられたフラックスバリア17sが隣接する内側のフラックスバリア17より幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリア17は内側のものほど幅が広く形成されている。また、ロータ11の中心側に凸となるように半径方向に複数列に形成されたフラックスパス18は、内側のものほど幅が広く形成されている。従って、トルクへの寄与率が高い内側に配置されたフラックスパス18において、磁束を多く流す大電流領域でも飽和を抑制し、従来のロータを使用した場合より効率良くトルクを発生させることができ、発生トルクを大きくすることができる。
(2)フラックスパス18は、内側のものほど曲率が大きく形成されている。即ち、外側のフラックスパス18ほど曲率が小さいため、同じ2箇所を結ぶようにフラックスパス18を形成する際、その長さを短くすることができる。フラックスパス18の幅が同じであれば長さの短い方が効率が良くなる。
(3)フラックスバリア17は、中央部分が最も幅が広く、両端に近づくに従って幅が狭くなるように形成されている。また、各フラックスバリア17は、中央を通りロータ11の半径方向に延びる直線に対して対称に形成されている。トルクの発生は、フラックスバリア17の端部のエッジの数の影響も受け、エッジの数が多い方がトルクが効率良く発生する。各フラックスバリア17をそれぞれ中央部分と同じ一定幅で形成すると、結果として同じ面積の部分に形成することができるフラックスバリア17の本数が少なくなる。しかし、フラックスバリア17は、その端部の幅が中央部より狭く形成されているため、磁束のバリア機能を確保した状態でフラックスバリア17の本数を確保することができ、エッジ数が減少せず、トルク発生効率の低下を抑制することができる。また、低電流領域において目的のトルクを得るのに必要な電流量を抑制することができる。
(4)フラックスバリア17は単純な円弧状ではないため、製造の際に中央部の幅に誤差が生じてもトルク発生効率に与える影響が少なく、製造の際の自由度が高くなる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ フラックスパス18は、その端部の幅が中央部より狭く形成されている構成に限らず、図2に示すように、中央部から端部まで一定の幅となるように形成してもよい。
○ フラックスバリア17の形状は円弧や楕円弧に限らず内側に凸の任意の曲線状でもよい。また、曲線状に限らず、直線部と曲線部との組み合わせで構成される形状、例えば、V字状やU字状であってもよい。従って、従来製品に比較して製造の自由度が高くなる。
○ フラックスバリア17の形状は円弧や楕円弧に限らず内側に凸の任意の曲線状でもよい。また、曲線状に限らず、直線部と曲線部との組み合わせで構成される形状、例えば、V字状やU字状であってもよい。従って、従来製品に比較して製造の自由度が高くなる。
○ ロータ11に設けられるフラックスバリア17及びフラックスパス18の組は6組に限らず、従来技術のように4組としたり、それ以外の組数としたりしてもよい。
○ ステータ15を構成するティース16の数は18個に限らず、複数であればよく、17個以下であってもよく、19個以上であってもよい。
○ ステータ15を構成するティース16の数は18個に限らず、複数であればよく、17個以下であってもよく、19個以上であってもよい。
○ フラックスバリア17はスリットに限らず、磁束の透過を抑制できる材質が充填されていてもよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記フラックスバリアは、中央部分が最も幅が広く、両端に近づくに従って幅が狭くなるように形成されている。
11…ロータ、17,17s…フラックスバリア、18…フラックスパス。
Claims (2)
- ロータの中心側に凸となる複数のフラックスバリアが半径方向に形成されることにより、ロータの中心側に凸となるフラックスパスが半径方向に複数列に形成されたリラクタンスモータのロータであって、
前記フラックスバリアは、一番外側に設けられたフラックスバリアが隣接する内側のフラックスバリアより幅が広く形成されるとともに外側から二番目以降のフラックスバリアは内側のものほど幅が広く形成されており、前記フラックスパスは、内側のものほど幅が広く形成されているリラクタンスモータのロータ。 - 前記フラックスパスは、内側のものほど曲率が大きく形成されている請求項1に記載のリラクタンスモータのロータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005322773A JP2007129884A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | リラクタンスモータのロータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005322773A JP2007129884A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | リラクタンスモータのロータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007129884A true JP2007129884A (ja) | 2007-05-24 |
Family
ID=38152074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005322773A Pending JP2007129884A (ja) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | リラクタンスモータのロータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007129884A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009044860A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toyota Industries Corp | 回転子及び回転電機 |
CN108512327A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日本电产株式会社 | 转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002199675A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-12 | Hitachi Ltd | 同期リラクタンスモータ |
JP2003009484A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 自己始動リラクタンスモータの回転子 |
-
2005
- 2005-11-07 JP JP2005322773A patent/JP2007129884A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002199675A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-12 | Hitachi Ltd | 同期リラクタンスモータ |
JP2003009484A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 自己始動リラクタンスモータの回転子 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009044860A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Toyota Industries Corp | 回転子及び回転電機 |
CN108512327A (zh) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日本电产株式会社 | 转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置 |
WO2018159339A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 日本電産株式会社 | ロータ、当該ロータを含むモータ及び当該モータを含む動力装置 |
CN108512327B (zh) * | 2017-02-28 | 2020-05-22 | 日本电产株式会社 | 转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置 |
US11018534B2 (en) | 2017-02-28 | 2021-05-25 | Nidec Corporation | Rotor, motor including rotor, and power unit including motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3707539B2 (ja) | 電動機または発電機 | |
EP2595281B1 (en) | Rotating element with embedded permanent magnet and rotating electrical machine | |
US11456633B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
JP4900132B2 (ja) | 回転子及び回転電機 | |
JP5202455B2 (ja) | 永久磁石埋め込み型回転子及び掃除機 | |
JP2006503538A (ja) | 永久磁石型同期機 | |
JP6399205B2 (ja) | 回転電機のロータ | |
JP6279763B2 (ja) | 誘導電動機 | |
JP2007104819A (ja) | 回転電機 | |
US10916979B2 (en) | Line-start synchronous reluctance motor and rotor thereof | |
JP7185414B2 (ja) | 回転子鉄心、回転子及び同期リラクタンス回転電機 | |
JP2009005543A (ja) | 永久磁石型回転機の固定子構造 | |
JPWO2020017078A1 (ja) | 回転電機 | |
JP2017169296A (ja) | 回転電機の分割コア、および当該分割コアの製造方法 | |
WO2014162804A1 (ja) | 永久磁石埋め込み式回転電機 | |
US10658893B2 (en) | Rotary electric-machine rotor | |
JP4984347B2 (ja) | 電動機 | |
JP4081870B2 (ja) | ロータコア | |
JP2022106548A (ja) | 回転電機用ロータ | |
JP2012228133A (ja) | ステータコア及びその製造方法 | |
JP2007129884A (ja) | リラクタンスモータのロータ | |
JP2010068548A (ja) | 電動機 | |
JP2005287262A (ja) | ロータおよびモータ | |
JP4645130B2 (ja) | アキシャル型永久磁石モータ | |
JP2011193627A (ja) | 回転子鉄心および回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071225 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100928 |