JP2007228790A - Motor - Google Patents

Motor Download PDF

Info

Publication number
JP2007228790A
JP2007228790A JP2007010233A JP2007010233A JP2007228790A JP 2007228790 A JP2007228790 A JP 2007228790A JP 2007010233 A JP2007010233 A JP 2007010233A JP 2007010233 A JP2007010233 A JP 2007010233A JP 2007228790 A JP2007228790 A JP 2007228790A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic pole
stator
magnetic
rotor
poles
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007010233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Shibukawa
祐一 渋川
Tadayuki Hatsuda
匡之 初田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2007010233A priority Critical patent/JP2007228790A/en
Publication of JP2007228790A publication Critical patent/JP2007228790A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor of which torque density is enhanced by improving the relationship between a magnetic pole section by a permanent magnet and that by a magnetic body salient pole. <P>SOLUTION: The motor has a rotor 13 and a stator 11. The rotor is rotatably retained with a gap to the stator. The rotor comprises: a first magnetic pole section 13A that opposes the stator with a gap in the direction of the rotating axis of the rotor; and a second magnetic pole section 13R that opposes the stator with a gap in the radial direction of the rotor. One of the first and second magnetic pole sections consists of a permanent magnet. The other consists of the magnetic body salient pole. The number of poles at the first magnetic pole section differs from that of the second one. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はモータに関し、特に、軸方向と半径方向との２組以上の別個に独立して機能する磁極部を持つロータを具えるモータに関する。   The present invention relates to a motor, and more particularly to a motor including a rotor having two or more sets of magnetic pole portions that function independently and independently in an axial direction and a radial direction.

従来、モータ回転軸の軸方向と半径方向のそれぞれに別々の永久磁石と固定子コイルを配置することでトルク密度を大きくしているモータ（特許文献1参照）、また、軸方向と半径方向の一方を磁性体突極により構成するモータ（特許文献２参照）が開示されている。
特開２００５−１６８２４５号公報 特開２００５−２０４４３９号公報 Conventionally, a motor in which torque density is increased by arranging separate permanent magnets and stator coils in the axial direction and radial direction of the motor rotation shaft (see Patent Document 1), and in the axial direction and radial direction A motor (see Patent Document 2) in which one of them is constituted by a magnetic salient pole is disclosed.
JP 2005-168245 A JP 2005-204439 A

しかしながら、従来技術においては軸方向と半径方向の磁極部の特性の組み合わせ、特に永久磁石による磁極部と磁性体突極による磁極部の関係に改善の余地があり、さらなるトルク密度向上の可能性があった。   However, in the prior art, there is room for improvement in the combination of the characteristics of the magnetic pole part in the axial direction and the radial direction, particularly the relationship between the magnetic pole part by the permanent magnet and the magnetic pole part by the magnetic salient pole, and there is a possibility of further increasing the torque density. there were.

本発明の目的は、上述した従来型モータにおいて軸方向と半径方向の磁極部の特性の組み合わせ、特に、永久磁石による磁極部と磁性体突極による磁極部の関係を改善して、トルク密度を向上させたモータを提供することである。   The object of the present invention is to improve the torque density by improving the combination of the characteristics of the magnetic pole part in the axial direction and the radial direction in the above-described conventional motor, in particular, the relationship between the magnetic pole part by the permanent magnet and the magnetic pole part by the magnetic salient pole. It is to provide an improved motor.

上述した諸課題を解決すべく、ロータとステータとを備え、該ロータが該ステータに対し空隙を持って回転可能に保持されたモータであって、
前記ロータが、前記ステータに対しロータ回転軸方向に空隙を持って対向する第一の磁極部と、前記ステータに対しロータ半径方向に空隙を持って対向する第二の磁極部とを備え、
前記第一、第二の磁極部の一方の磁極部は永久磁石からなり、
前記第一、第二の磁極部の他方の磁極部は磁性体突極からなり、
前記第一の磁極部の極数と、前記第二の磁極部の極数とが異なっている、
ことを特徴とするモータを提供する。 In order to solve the above-described problems, the motor includes a rotor and a stator, and the rotor is rotatably held with a gap with respect to the stator,
The rotor includes a first magnetic pole portion facing the stator with a gap in the rotor rotation axis direction, and a second magnetic pole portion facing the stator with a gap in the rotor radial direction,
One magnetic pole part of the first and second magnetic pole parts is made of a permanent magnet,
The other magnetic pole part of the first and second magnetic pole parts is composed of a magnetic salient pole,
The number of poles of the first magnetic pole part is different from the number of poles of the second magnetic pole part,
A motor characterized by the above is provided.

本発明の実施形態によれば、軸方向と半径方向の両方に空隙を形成して、軸方向と半径方向の磁極部の永久磁石による磁極部と磁性体突極による磁極部の極数を異ならせることで従来型モータよりトルクをより発生することが可能となる。   According to the embodiment of the present invention, gaps are formed both in the axial direction and in the radial direction, and the number of poles of the magnetic pole portion by the permanent magnet and the magnetic pole portion by the magnetic salient pole are different from each other in the axial direction and the radial magnetic pole portion. This makes it possible to generate more torque than a conventional motor.

以降、諸図面を参照しつつ、本発明の実施態様を詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１は、本発明によるモータの第１の実施例の構成を示す断面図である。図に示すように、モータ１０は、ステータ１１と、ロータ軸１２に装着された２枚のディスク型のロータ１３とを具える。ステータ１１は図示しないボルトにより結合された前ケース１４、中間ケース１５、後ケース１６からなるモータケースにステータ支持部材１９を介して固定されている。ロータ１３はロータ軸１２を介してモータケースに装着されたベアリング１７により回転自在に支持されている。また、ロータ１３はディスク型ロータであり、後述するアキシャル面のエアギャップを維持する為に回転軸方向の移動が制限されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Example 1>
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a first embodiment of a motor according to the present invention. As shown in the figure, the motor 10 includes a stator 11 and two disk-type rotors 13 attached to a rotor shaft 12. The stator 11 is fixed to a motor case composed of a front case 14, an intermediate case 15, and a rear case 16 connected by bolts (not shown) via a stator support member 19. The rotor 13 is rotatably supported by a bearing 17 attached to the motor case via the rotor shaft 12. The rotor 13 is a disk-type rotor, and movement in the direction of the rotation axis is restricted in order to maintain an air gap on an axial surface described later.

このモータ１０においては、ロータ１３とステータ１１との間にアキシャル面の空隙（モータ軸方向に垂直をなして形成される空隙）、およびラジアル面の空隙（ロータ半径方向に形成される空隙）、２つの空隙が形成されている。ステータ１１にはアキシャル面の空隙に対向するティース面１１Ａとラジアル面の空隙に対向するティース面１１Ｒの２つのティース面が形成されている。さらにステータ１１には、ステータコイル２０が巻回されており、ロータ１３を駆動する電流が制御装置２２から供給されている。制御装置は後述するように、各磁極部に対応する各電流からなる複合電流を供給することが可能である。また、回転検出器２１は、ロータの位置情報を制御装置２２へ供給している。   In the motor 10, an axial surface gap (a gap formed perpendicular to the motor axis direction) between the rotor 13 and the stator 11, and a radial surface gap (a gap formed in the rotor radial direction), Two voids are formed. The stator 11 is formed with two tooth surfaces, a tooth surface 11 </ b> A that opposes the gap on the axial surface and a tooth surface 11 </ b> R that faces the air gap on the radial surface. Further, a stator coil 20 is wound around the stator 11, and a current for driving the rotor 13 is supplied from the control device 22. As will be described later, the control device can supply a composite current composed of currents corresponding to the magnetic pole portions. The rotation detector 21 supplies rotor position information to the control device 22.

１枚のディスク型のロータ１３には、アキシャル面に対向して軸方向に磁力線が作用するように永久磁石を配置した第一の磁極部１３Ａと、ドーナツ型のステータ１１の中心孔内に配置され、かつ、ロータ軸１２に設けられ、ラジアル面に沿って磁性体突極を配置した第二の磁極部１３Ｒとを持つ。このようなディスク型のロータ１３を２枚連結してステータ１１の２つのアキシャル面に対向して配置する。   One disk-type rotor 13 is disposed in a central hole of a donut-shaped stator 11 and a first magnetic pole portion 13A in which permanent magnets are arranged so that magnetic lines of force act in the axial direction facing the axial surface. And a second magnetic pole portion 13R provided on the rotor shaft 12 and having a magnetic salient pole disposed along the radial surface. Two such disk-type rotors 13 are connected to face the two axial surfaces of the stator 11.

図２は、第１の実施例のロータ１３の構成を示す外観図（斜視図）である。図に示すように、第一磁極部１３Ａは、永久磁石Ｓ、永久磁石Ｎを扇形に形成し配置することで、アキシャルギャップ面に対して回転磁界を形成している。永久磁石の着磁方向は回転軸方向と同じ方向であり、軸線方向に磁力線が作用する。図中では表面磁石構造（ＳＰＭ;Surface Permanent Magnet）となっているが、必要に応じて埋込磁石構造（ＩＰＭ;Interior Permanent Magnet）としても良い。本実施形態では１０極の磁石（５極対）で回転磁界を形成しているが、これに限られるものではなく、極を増やしても減らしても良い。また磁石形状は扇形に限られるものではないが、アキシャルギャップ面に対して磁石表面積を大きく取る為には扇形が好適である。   FIG. 2 is an external view (perspective view) showing the configuration of the rotor 13 of the first embodiment. As shown in the drawing, the first magnetic pole portion 13A forms a rotating magnetic field with respect to the axial gap surface by forming and arranging the permanent magnet S and the permanent magnet N in a fan shape. The magnetization direction of the permanent magnet is the same as the rotation axis direction, and magnetic lines of force act in the axial direction. Although a surface magnet structure (SPM) is shown in the drawing, an embedded magnet structure (IPM; Interior Permanent Magnet) may be used if necessary. In this embodiment, the rotating magnetic field is formed by 10-pole magnets (5-pole pairs), but the present invention is not limited to this, and the number of poles may be increased or decreased. Further, the shape of the magnet is not limited to a sector shape, but a sector shape is preferable in order to increase the surface area of the magnet with respect to the axial gap surface.

第二磁極部１３Ｒは、ロータ軸１２に配置され、磁性体材料により突極部１３Ｒａと空隙部（凹部）１３Ｒｂを形成しており、ラジアルギャップ面に対して突極部１３Ｒａ空隙部１３Ｒｂにより回転磁界を形成している。突極部１３Ｒａおよび空隙部１３Ｒｂは、けい素鋼板を歯車状に打ち抜き、回転軸方向に順次積層するいわゆる積層鋼板にて形成されている。本実施形態では５つの突極部１３Ｒａを形成しているが、これに限られるものではなく、ステータ数に合わせて突極数を増やしても減らしても良い。ロータ１３の磁石外周、内集は積層鋼板等で構成しても良いが、磁石内周側に関しては第一磁極部１３Ａと第二磁極部１３Ｒの磁気回路の干渉を避けるためにアルミなどの非磁性体で構成すると良い。   The second magnetic pole portion 13R is disposed on the rotor shaft 12, and forms a salient pole portion 13Ra and a gap portion (recessed portion) 13Rb with a magnetic material, and is rotated by the salient pole portion 13Ra gap portion 13Rb with respect to the radial gap surface. A magnetic field is formed. The salient pole portion 13Ra and the gap portion 13Rb are formed of a so-called laminated steel plate in which a silicon steel plate is punched out in a gear shape and sequentially laminated in the rotation axis direction. In the present embodiment, five salient pole portions 13Ra are formed, but the present invention is not limited to this, and the number of salient poles may be increased or decreased according to the number of stators. The outer circumference and inner diameter of the rotor 13 may be formed of laminated steel plates, but the inner circumference side of the magnet is not made of aluminum or the like in order to avoid interference between the magnetic circuit of the first magnetic pole portion 13A and the second magnetic pole portion 13R. It is good to comprise with a magnetic body.

図３は、第１の実施例のステータ１１の構成を示す外観図（斜視図）である。図に示すようにステータ１１は扇形のステータコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉを周方向に並べて配置しておりアキシャルギャップ面に対してティース面１１Ａ、ラジアルギャップ面に対してティース面１１Ｒをそれぞれ形成している。即ち、このステータ１１はドーナツ型ステータであり、その中心孔内にロータ１３Ｒの大部分が配置される。ステータコアは扇状に限られるものではないが、アキシャルギャップ面に対してティース面１１Ａの表面積を大きく取る為には扇形が好適である。ステータコア１１ａ−１１ｉは積層鋼板で形成するのが一般的であるが、本実施形態ではアキシャル面とラジアル面の両方に磁力線を取り出す必要があるため純鉄・パーマロイ・センダスト合金などの磁性材料を粉砕した後、圧縮形成した圧粉コアにより形成している。また、ティース面１１Ａとティース面１１Ｒのそれぞれに第一磁極部１３Ａ、第二磁極部１３Ｒに対向する表面積を増やす為にティース先端部を広げて形成すると良い。   FIG. 3 is an external view (perspective view) showing the configuration of the stator 11 of the first embodiment. As shown in the figure, the stator 11 has fan-shaped stator cores 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h, and 11i arranged side by side in the circumferential direction, and a tooth surface 11A and a radial gap surface with respect to the axial gap surface. Teeth surfaces 11R are formed respectively. That is, the stator 11 is a donut-shaped stator, and most of the rotor 13R is disposed in the center hole. The stator core is not limited to a fan shape, but a fan shape is suitable for increasing the surface area of the tooth surface 11A with respect to the axial gap surface. The stator cores 11a-11i are generally formed of laminated steel plates. However, in this embodiment, magnetic materials such as pure iron, permalloy, and sendust alloy are pulverized because it is necessary to take out magnetic lines of force on both the axial and radial surfaces. Then, it is formed by a compacted powder core. In addition, it is preferable that the teeth tip portion is widened to increase the surface area facing the first magnetic pole portion 13A and the second magnetic pole portion 13R on each of the tooth surface 11A and the tooth surface 11R.

ステータコア１１ａを例にして構成をさらに詳細に説明するが、他のステータコア１１ｂ―１１ｉの構成も同様のものである。ステータコア１１ａには回転軸方向に巻き回す方向でコイル２０がインシュレータ２０ａを介して集中巻されている。コイルの巻き回し方向は本形態に限られるものではないが、本実施形態ではアキシャル面に磁石を配置しており、且つ対向面積もラジアル面に比べて大きく設定しているのでアキシャル面への磁力線を効率よく発生できるように回転軸方向にコイル２０を巻き回している。インシュレータ２０ａはコイル２０の保護、絶縁のために設けられている。   Although the configuration will be described in more detail with the stator core 11a as an example, the configurations of the other stator cores 11b-11i are the same. The coil 20 is concentratedly wound around the stator core 11a via the insulator 20a in the direction of winding in the direction of the rotation axis. The winding direction of the coil is not limited to this embodiment, but in this embodiment, magnets are arranged on the axial surface, and the opposing area is also set larger than the radial surface, so the magnetic field lines to the axial surface The coil 20 is wound in the direction of the rotation axis so that can be generated efficiently. The insulator 20a is provided for protection and insulation of the coil 20.

ステータ支持部材１９は、複数のステータコア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉの間に設けられている。これは本実施形態では２つの連結されたロータに対して磁力線を発生している為に、両方のアキシャル面へ支持構造を配置できない為、磁力線の放出部であるティース面が無いステータコア間で支持している。このようなステータ１１を樹脂モールドなどによりリング状に成型して図１の中間ケース１５に固定する。   The stator support member 19 is provided between the plurality of stator cores 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h, and 11i. In this embodiment, since magnetic lines of force are generated for the two connected rotors in this embodiment, the support structure cannot be arranged on both axial surfaces, so that it is supported between the stator cores that do not have the tooth surface that is the magnetic line emitting part. is doing. Such a stator 11 is molded into a ring shape by a resin mold or the like and fixed to the intermediate case 15 in FIG.

ステータ１１の内周側にはロータ軸及び第二磁極部１３Ｒが入り込む空洞部が存在しているが、これはロータ軸及び第二磁極部１３Ｒが入り込む空洞部のためのスペースに加えて、前述のコイル２０を適切に巻き回す為の必要なスペースでもある。体積効率を最大にする為にはステータコア１１ａを鋭角の三角形に形成して敷き詰めることが好ましいが、コイル２０を鋭角に巻き回すことはコイル保護の観点から困難であり、実際、本実施例ではコイルを９０度以下の鋭角に巻き回すことがないようにステータコア１１ａ及びインシュレータ２０ａを略台形に形成している。この結果、ステータ１１の内周側の空洞が形成される。よって本実施形態における第二磁極部１３Ｒはステータ１１の内周側に形成することがスペース効率の観点から好ましい。   A cavity portion into which the rotor shaft and the second magnetic pole portion 13R enter is present on the inner peripheral side of the stator 11. This is in addition to the space for the cavity portion into which the rotor shaft and the second magnetic pole portion 13R enter, as described above. It is also a necessary space for winding the coil 20 properly. In order to maximize the volumetric efficiency, it is preferable to form the stator core 11a into an acute triangle and lay it down. However, it is difficult to wind the coil 20 at an acute angle from the viewpoint of coil protection. The stator core 11a and the insulator 20a are formed in a substantially trapezoidal shape so as not to be wound around an acute angle of 90 degrees or less. As a result, a cavity on the inner peripheral side of the stator 11 is formed. Therefore, the second magnetic pole portion 13R in the present embodiment is preferably formed on the inner peripheral side of the stator 11 from the viewpoint of space efficiency.

図４は、第１の実施例の第一、第二の磁極部の磁気回路の相対的な位置関係を示す図である。ここで図中の（ａ）は第１の実施例のロータ１３を示し、（ｂ）は従来のロータを表している。図中Ｔｅはステータのティース部、Ｓ、Ｎはそれぞれ逆方向に着磁され、逆方向に磁力線を出す永久磁石、Ｂｒは磁性体である。図４ではステータ１１と第一磁極部１３Ａ、第二磁極部１３Ｒの相対関係を示すためにギャップ方向が異なる両磁極部を同一平面に記載している。実際には図１に示したようにステータ１１と第一磁極部１３Ａはアキシャル方向のギャップ、ステータ１１と第二磁極部１３Ｒはラジアル方向のギャップを介して対向している。   FIG. 4 is a diagram showing the relative positional relationship of the magnetic circuits of the first and second magnetic pole portions of the first embodiment. Here, (a) in the figure shows the rotor 13 of the first embodiment, and (b) shows a conventional rotor. In the figure, Te is a teeth portion of the stator, S and N are respectively magnetized in the reverse direction, and permanent magnets that generate magnetic lines of force in the reverse direction, and Br is a magnetic material. In FIG. 4, in order to show the relative relationship between the stator 11, the first magnetic pole portion 13A, and the second magnetic pole portion 13R, both magnetic pole portions having different gap directions are shown on the same plane. Actually, as shown in FIG. 1, the stator 11 and the first magnetic pole portion 13A are opposed to each other via an axial gap, and the stator 11 and the second magnetic pole portion 13R are opposed to each other via a radial gap.

第１の実施例では第一磁極部１３Ａの永久磁石の磁石極数と第二磁極部１３Ｒの磁性体突極数とが異なっている。本実施例では、第一磁極部１３Ａの磁極数は１０であり、第二磁極部１３Ｒの突極数は５である。またステータ１１のティースの数は９個である。図４の（ｂ）の従来技術は１つのギャップ面に対して回転磁界を形成する一般的な同期モータのロータの磁気回路を示したものであり、永久磁石の磁極数は１０であり、磁性体突極数も１０である。またステータのティースの数は９個とする。   In the first embodiment, the number of permanent magnets of the first magnetic pole portion 13A is different from the number of magnetic salient poles of the second magnetic pole portion 13R. In the present embodiment, the number of magnetic poles of the first magnetic pole portion 13A is 10, and the number of salient poles of the second magnetic pole portion 13R is 5. The number of teeth of the stator 11 is nine. The prior art of FIG. 4 (b) shows a magnetic circuit of a general synchronous motor rotor that forms a rotating magnetic field with respect to one gap surface. The number of magnetic poles of a permanent magnet is 10, and magnetic The number of body salient poles is also ten. The number of stator teeth is nine.

ここで、図４の（ｂ）の従来技術に示したモータの問題点を説明する。図４の（ｂ）に示したような従来ロータを持つモータでは、一般的に、マグネットトルクを増加させる為に永久磁石の磁極数を増やすことが行われている。図５にこのような従来のＩＰＭ型モータのトルクを示す。図５ではマグネットトルクによるトルクを１００％としたときに、β角を変更してリラクタンスを発生させようとした場合のトルク向上率を示したものである。４極対のモータにあっては、リラクタンストルクの利用率を上げることで、モータ全体のトルクが向上しているのに対し、８極対のモータにあってはリラクタンストルクの利用率を上げようとすると、モータ全体のトルクが減少している。これは８極対のモータにあってはリラクタンストルクを活用することができておらず、トルクが向上しておらず、極端な場合、リラクタンストルクが負のトルクとして作用してしまいトルクが減少している。   Here, the problem of the motor shown in the prior art of FIG. 4B will be described. In a motor having a conventional rotor as shown in FIG. 4B, generally, the number of magnetic poles of a permanent magnet is increased in order to increase the magnet torque. FIG. 5 shows the torque of such a conventional IPM type motor. FIG. 5 shows the torque improvement rate when reluctance is generated by changing the β angle when the torque by the magnet torque is 100%. In the case of a 4-pole motor, the overall torque of the motor is improved by increasing the utilization ratio of the reluctance torque, whereas in the case of an 8-pole motor, the utilization ratio of the reluctance torque will be increased. Then, the torque of the entire motor is reduced. This is because the reluctance torque cannot be utilized in an 8-pole motor, the torque is not improved, and in an extreme case, the reluctance torque acts as a negative torque and the torque decreases. ing.

その理由を図６、７で示す。図６、図７は、従来モータにおけるロータとステータとの位置関係を説明する図である。図６（３相６スロット４極）に示すように、極数が少ない場合においてはロータＲｔを構成するティースＴｅの例えばティースＴｅ１直下にステータＳｔ１の磁石Ｓがある場合（図６（ａ））と、ブリッジＢｒ（鉄部）がある場合（図６（ｂ））との突極比（磁束の通り易さの違い）が十分に保たれる。これは磁束の経路ＭＰ１，ＭＰ２からも理解できる。従ってリラクタンストルクも発生できる。一方、図７（３相６スロット１２極）に示すようにステータＳｔ２を多極化すると、１つのティースあたりに含まれるステータＳｔ２の磁石（Ｓ，Ｎ）と鉄（Ｂｒ）との比が分散されるので、突極比が小さくなってしまう。これは磁束の経路ＭＰ３，ＭＰ４からも理解できる。それにより十分なリラクタンストルクが発生できなくなる。従って、マグネットの量が同一の場合、多極化していくと、多極化に応じて、リラクタンストルク効果が次第に目減りしていくので、多極化によりトルクを向上させようとしても、十分な効果が得られなくなっていく。   The reason is shown in FIGS. 6 and 7 are views for explaining the positional relationship between the rotor and the stator in the conventional motor. As shown in FIG. 6 (three-phase six-slot four poles), when the number of poles is small, for example, when the magnet S of the stator St1 is immediately below the teeth Te1 of the teeth Te constituting the rotor Rt (FIG. 6A). And the salient pole ratio (difference in the ease of passing of magnetic flux) with the case where there is a bridge Br (iron part) (FIG. 6B) is sufficiently maintained. This can be understood from the magnetic flux paths MP1 and MP2. Accordingly, reluctance torque can also be generated. On the other hand, when the stator St2 is multipolarized as shown in FIG. 7 (three-phase six-slot 12-pole), the ratio of the magnets (S, N) and iron (Br) of the stator St2 included in one tooth is dispersed. As a result, the salient pole ratio becomes small. This can be understood from the magnetic flux paths MP3 and MP4. Thereby, sufficient reluctance torque cannot be generated. Therefore, when the amount of magnets is the same, the reluctance torque effect gradually decreases as the number of poles increases, so even if you try to improve the torque by increasing the number of poles, a sufficient effect cannot be obtained. Go.

図４（ａ）の説明に戻るが、第１の実施例では前述したように第一磁極部１３Ａの永久磁石の磁極数と第二磁極部１３Ｒの磁性体突極数を異ならしている。これは、第一磁極部３３Ａと第二磁極部３３Ｒは各々異なるギャップ面に対向して設けられており、第一磁極部１３Ａの永久磁石の磁極の間に第二磁極部１３Ｒの磁性体突極を形成する必要がないので、第二磁極部１３Ｒは第一磁極部１３Ａの磁極数を考慮することなく任意に突極と空隙を形成することができる。よって、第一磁極部１３Ａの永久磁石の磁極数を増やしても、第二磁極部１３Ｒの磁性体突極数を増やす必要がない。これにより、第一磁極部１３Ａの永久磁石の磁極を多極化すると同時に、第二磁極部１３Ｒの磁性体突極の極数を減らす、即ち、永久磁石からなる第一磁極部１３Ａの極数に対して、磁性体突極からなる第２の磁極部の極数を少なく構成させることによって、第二磁極部１３Ｒの突極比を十分に確保することができる。   Returning to the description of FIG. 4A, in the first embodiment, as described above, the number of magnetic poles of the permanent magnet of the first magnetic pole portion 13A is different from the number of magnetic salient poles of the second magnetic pole portion 13R. This is because the first magnetic pole portion 33A and the second magnetic pole portion 33R are provided to face different gap surfaces, respectively, and the magnetic material projection of the second magnetic pole portion 13R is between the magnetic poles of the permanent magnet of the first magnetic pole portion 13A. Since there is no need to form poles, the second magnetic pole portion 13R can arbitrarily form salient poles and gaps without considering the number of magnetic poles of the first magnetic pole portion 13A. Therefore, even if the number of magnetic poles of the permanent magnet of the first magnetic pole portion 13A is increased, it is not necessary to increase the number of magnetic salient poles of the second magnetic pole portion 13R. As a result, the magnetic poles of the permanent magnet of the first magnetic pole portion 13A are multipolarized, and at the same time the number of magnetic salient poles of the second magnetic pole portion 13R is reduced, that is, with respect to the number of poles of the first magnetic pole portion 13A made of a permanent magnet. Thus, the salient pole ratio of the second magnetic pole portion 13R can be sufficiently secured by configuring the second magnetic pole portion made of the magnetic salient pole to be small in number.

図８は、本発明によるモータで使用するステータに供給される複合電流に含まれる電流Ａと電流Ｂとの一例を示すグラフであり、例えば、電流Ａは一方の組の極数（例えばマグネットトルクで作用するロータ）に対して作用する電流とし、電流Ｂはもう一方の組の極数（例えば、突極によるリラクタンストルクで作用するロータ）に対して作用する電流とした場合、それぞれの極数が異なるため図に示すように異なる周期の曲線を描く。これら電流Ａと電流Ｂとを合成したものが複合電流（図示せず）である。このような複合電流をステータに給電することで、１つのステータで異なる極対数である第一磁極部３３Ａと第二磁極部３３Ｒに回転トルクを発生させることができる。   FIG. 8 is a graph showing an example of the current A and the current B included in the composite current supplied to the stator used in the motor according to the present invention. For example, the current A is the number of poles in one set (for example, magnet torque). The current acting on the other set of poles (for example, the rotor acting on the reluctance torque due to the salient poles), the current B acts on the other set of poles. Therefore, curves with different periods are drawn as shown in the figure. A combination of these current A and current B is a composite current (not shown). By supplying such a composite current to the stator, rotational torque can be generated in the first magnetic pole part 33A and the second magnetic pole part 33R, which have different numbers of pole pairs in one stator.

以上、第１の実施例では、第一の磁極部を永久磁石からなる磁極部とし、第二の磁極部を磁性体突極からなる磁極部として、永久磁石の磁石極数と磁性体突極数を異ならせることにより、以下に列挙する効果を得ることが出来る。   As described above, in the first embodiment, the first magnetic pole portion is a magnetic pole portion made of a permanent magnet, and the second magnetic pole portion is a magnetic pole portion made of a magnetic salient pole. By varying the number, the effects listed below can be obtained.

第１の効果として、第一の磁極部を永久磁石からなる磁極部とし、第二の磁極部を磁性体突極からなる磁極部として、永久磁石の磁石極数と磁性体突極数を異ならせることにより、ステータ１１に対する両磁極部の磁極数を最適に設定することができる。第２の効果として、第一の磁極部の永久磁石の極数に対して、第二の磁極部の磁性体突極磁極を少なくすることにより、ステータ、永久磁石の極数の極対数の増加によってもリラクタンストルクを利用することができる。   The first effect is that the first magnetic pole portion is a magnetic pole portion made of a permanent magnet and the second magnetic pole portion is a magnetic pole portion made of a magnetic salient pole, and the number of magnet poles and the number of magnetic salient poles of the permanent magnet are different. By doing so, the number of magnetic poles of both magnetic pole portions relative to the stator 11 can be set optimally. As a second effect, the number of pole pairs of the number of poles of the stator and permanent magnet is increased by reducing the number of magnetic salient poles of the second magnetic pole part with respect to the number of permanent magnets of the first magnetic pole part. The reluctance torque can also be used.

第３の効果として、ステータ１１には回転軸に巻き回す方法でコイルを巻き回すことで、アキシャルギャップ面に対し効率よく回転磁界を発生させるとともに、ステータ内周側のスペースに第二磁極部１３Ｒ対向させているので、トルク効率、体積効率ともに向上することができる。第４の効果としてステータ１１に対しては複合磁束により第一の磁極部および第二の磁極部の各々に回転磁界を与えることができるので、別々のコイルを用いる必要がない。異なる極数を組み合わせには、前述の極数に限定されることはなく、効率的な組み合わせがあり、それぞれの極数を選択して最適なものを組み合わせることが可能である。   As a third effect, a coil is wound around the stator 11 by a method of winding it around a rotating shaft, so that a rotating magnetic field is efficiently generated on the axial gap surface, and the second magnetic pole portion 13R is formed in a space on the stator inner peripheral side. Since it is made to oppose, both torque efficiency and volume efficiency can be improved. As a fourth effect, since a rotating magnetic field can be applied to each of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part with respect to the stator 11 by the composite magnetic flux, it is not necessary to use separate coils. Combinations of different numbers of poles are not limited to the above-described number of poles, and there are efficient combinations, and it is possible to select the respective number of poles and combine the optimum ones.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の部材、手段などを１つに組み合わせたり或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each member, each means, and the like can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of members, means, etc. can be combined into one or divided.

本発明によるモータの第１の実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 1st Example of the motor by this invention. 第１の実施例のロータ１３の構成を示す外観図（斜視図）である。It is an external view (perspective view) showing the configuration of the rotor 13 of the first embodiment. 第１の実施例のステータ１１の構成を示す外観図（斜視図）である。It is an external view (perspective view) showing the configuration of the stator 11 of the first embodiment. 第１の実施例の第一、第二の磁極部の磁気回路の相対的な位置関係を示す図である。It is a figure which shows the relative positional relationship of the magnetic circuit of the 1st, 2nd magnetic pole part of a 1st Example. 従来のIPM型モータのトルクを示す図である。It is a figure which shows the torque of the conventional IPM type motor. 従来のモータにおけるロータとステータの位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the rotor and stator in the conventional motor. 従来のモータにおける多極化した場合のロータとステータの位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the rotor and stator at the time of multi-polarization in the conventional motor. 本発明で使用する複合電流の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the composite current used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ モータ
１１ ステータ
１１Ａ ティース面
１１ａ ステータコア
１１Ｒ ティース面
１２ ロータ軸
１２ スロット
１３ ロータ
１３Ａ 第一磁極部
１３Ｒ 第二磁極部
１３Ｒａ 突極部
１３Ｒｂ 空隙部（凹部）
１４ 前ケース
１５ 中間ケース
１６ 後ケース
１７ ベアリング
１９ ステータ支持部材
２０ ステータコイル
２０ａ インシュレータ
２１ 回転検出器
２２ 制御装置
３３Ａ 第一磁極部
３３Ｒ 第二磁極部
Ｂｒ ブリッジ
ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３，ＭＰ４ 磁束の経路
Ｎ，Ｓ 永久磁石
Ｒｔ ロータ
Ｓｔ１，Ｓｔ２ ステータ
Ｔｅ，Ｔｅ１ ティース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor 11 Stator 11A Teeth surface 11a Stator core 11R Teeth surface 12 Rotor shaft 12 Slot 13 Rotor 13A First magnetic pole part 13R Second magnetic pole part 13Ra Salient pole part 13Rb Air gap part (concave part)
14 front case 15 intermediate case 16 rear case 17 bearing 19 stator support member 20 stator coil 20a insulator 21 rotation detector 22 controller 33A first magnetic pole part 33R second magnetic pole part Br bridge MP1, MP2, MP3, MP4 path N of magnetic flux , S Permanent magnet Rt Rotor St1, St2 Stator Te, Te1 Teeth

Claims (5)

ロータとステータとを備え、該ロータが該ステータに対し空隙を持って回転可能に保持されたモータであって、
前記ロータが、前記ステータに対しロータ回転軸方向に空隙を持って対向する第一の磁極部と、前記ステータに対しロータ半径方向に空隙を持って対向する第二の磁極部とを備え、
前記第一、第二の磁極部の一方は、永久磁石からなり、
前記第一、第二の磁極部の他方は、磁性体突極からなり、
前記第一の磁極部の極数と、前記第二の磁極部の極数とが異なっている、
ことを特徴とするモータ。 A motor comprising a rotor and a stator, wherein the rotor is rotatably held with a gap with respect to the stator;
The rotor includes a first magnetic pole portion facing the stator with a gap in the rotor rotation axis direction, and a second magnetic pole portion facing the stator with a gap in the rotor radial direction,
One of the first and second magnetic pole portions is made of a permanent magnet,
The other of the first and second magnetic pole portions is composed of a magnetic salient pole,
The number of poles of the first magnetic pole part is different from the number of poles of the second magnetic pole part,
A motor characterized by that. 請求項１に記載のモータにおいて、
前記磁性体突極からなる他方の磁極部の極数は、前記永久磁石からなる一方の磁極部の極数よりも少ない、ことを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1,
The motor according to claim 1, wherein the number of poles of the other magnetic pole portion made of the magnetic salient pole is smaller than the number of poles of the one magnetic pole portion made of the permanent magnet. 請求項１または２に記載のモータにおいて、
前記ステータはステータコイルを備え、
該ステータコイルには、前記第一、第二の磁極部を構成する各極数に対応する各電流からなる複合電流が供給される、ことを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1 or 2,
The stator includes a stator coil;
The stator coil is supplied with a composite current composed of currents corresponding to the number of poles constituting the first and second magnetic pole portions. 請求項１〜３のいずれ１項に記載のモータにおいて、
前記第一の磁極部が、前記永久磁石からなる一方の磁極部であり、
前記第二の磁極部が、前記磁性体突極からなる他方の磁極部である、ことを特徴とするモータ。 The motor according to any one of claims 1 to 3,
The first magnetic pole part is one magnetic pole part made of the permanent magnet,
2. The motor according to claim 1, wherein the second magnetic pole portion is the other magnetic pole portion made of the magnetic salient pole. 請求項１〜４のいずれ１項に記載のモータにおいて、
前記ステータはドーナツ型ステータであり、
前記ロータは中心に回転軸を備えるディスク型ロータであって、該ディスク型ロータのアキシャル面に第一の磁極部を設けるとともに、該ディスク型ロータの回転軸部に第二の磁極部を設ける、
第二の磁極部が、前記ドーナツ型ステータの中心孔内に配置されている、
ことを特徴とするモータ。 The motor according to any one of claims 1 to 4,
The stator is a donut-shaped stator;
The rotor is a disk-type rotor having a rotation shaft at the center, and the first magnetic pole portion is provided on the axial surface of the disk-type rotor, and the second magnetic pole portion is provided on the rotation shaft portion of the disk-type rotor.
A second magnetic pole portion is disposed in the center hole of the donut-shaped stator,
A motor characterized by that.
JP2007010233A 2006-01-27 2007-01-19 Motor Withdrawn JP2007228790A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007010233A JP2007228790A (en) 2006-01-27 2007-01-19 Motor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006019095 2006-01-27
JP2007010233A JP2007228790A (en) 2006-01-27 2007-01-19 Motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007228790A true JP2007228790A (en) 2007-09-06

Family

ID=38550020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007010233A Withdrawn JP2007228790A (en) 2006-01-27 2007-01-19 Motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007228790A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012210100A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Denso Corp Rotating electric machine
EP2696481A2 (en) 2012-08-09 2014-02-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial gap rotating electrical machine
WO2018138858A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社日立産機システム Axial gap-type rotary electric machine and method for producing same
EP3136564B1 (en) * 2014-04-23 2020-05-27 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial air-gap rotary electric machine
JP2021065096A (en) * 2021-01-12 2021-04-22 株式会社日立産機システム Axial gap type rotary electric machine
CN113078752A (en) * 2021-04-12 2021-07-06 苏州德迈科电机技术有限公司 Five-phase permanent magnet motor rotor structure with unequal magnetic pole numbers in sections

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012210100A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Denso Corp Rotating electric machine
EP2696481A2 (en) 2012-08-09 2014-02-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial gap rotating electrical machine
US9350206B2 (en) 2012-08-09 2016-05-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial gap rotating electrical machine
EP3136564B1 (en) * 2014-04-23 2020-05-27 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial air-gap rotary electric machine
TWI678054B (en) * 2017-01-27 2019-11-21 日商日立產機系統股份有限公司 Axial gap type rotating electric machine and manufacturing method thereof
JPWO2018138858A1 (en) * 2017-01-27 2019-04-11 株式会社日立産機システム Axial gap type rotating electrical machine and manufacturing method thereof
CN108781017A (en) * 2017-01-27 2018-11-09 株式会社日立产机*** Axial-gap rotary electric machine and its manufacturing method
WO2018138858A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社日立産機システム Axial gap-type rotary electric machine and method for producing same
US11114916B2 (en) 2017-01-27 2021-09-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial gap-type rotary electric machine and method for producing same
JP2021065096A (en) * 2021-01-12 2021-04-22 株式会社日立産機システム Axial gap type rotary electric machine
JP7233451B2 (en) 2021-01-12 2023-03-06 株式会社日立産機システム Axial gap type rotary electric machine
CN113078752A (en) * 2021-04-12 2021-07-06 苏州德迈科电机技术有限公司 Five-phase permanent magnet motor rotor structure with unequal magnetic pole numbers in sections
CN113078752B (en) * 2021-04-12 2022-11-25 苏州德迈科电机技术有限公司 Five-phase permanent magnet motor rotor structure with unequal magnetic pole numbers in sections

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5329902B2 (en) Rotor structure of rotating electrical machine
US9071118B2 (en) Axial motor
JP3995450B2 (en) Permanent magnet type rotating electric machine
JP2006050745A (en) Axial gap rotary electric machine
JP2008104323A (en) Permanent magnet-assisted reluctance rotary electric machine
JP2008043099A (en) Rotating motor
JP6421926B2 (en) Permanent magnet synchronous machine
JP2005094955A (en) Axial permanent magnet motor
CN102223040A (en) Permanent magnet type rotating motor
JP2005176424A (en) Rotor for dynamo-electric machine
JP2006509483A (en) Electric machines, especially brushless synchronous motors
JP2006288042A (en) Permanent magnet type motor
US20110163618A1 (en) Rotating Electrical Machine
JP2007228790A (en) Motor
JP2006288043A (en) Permanent magnet type motor
JP4457777B2 (en) Rotating electric machine
JP5605721B2 (en) Rotating electric machine
JP2001057753A (en) Axial gap motor
JP2006074989A (en) Axial-gap rotary electric machine
JP2000166135A (en) Brushless motor
JP5884463B2 (en) Rotating electric machine
JP4491211B2 (en) Permanent magnet rotating electric machine
JP2013099104A (en) Rotor and motor
JP6012046B2 (en) Brushless motor
JP5884464B2 (en) Rotating electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080707

A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100406