JP2011199994A - Rotary electric machine - Google Patents
Rotary electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011199994A JP2011199994A JP2010062990A JP2010062990A JP2011199994A JP 2011199994 A JP2011199994 A JP 2011199994A JP 2010062990 A JP2010062990 A JP 2010062990A JP 2010062990 A JP2010062990 A JP 2010062990A JP 2011199994 A JP2011199994 A JP 2011199994A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- claw
- pole
- shaped magnetic
- magnetic pole
- rotor
- 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
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine.
従来の爪ティース形回転電機は爪ティース形の磁極を有する回転子(ランデル型回転子)を持つ。 A conventional claw-teeth-type rotating electric machine has a rotor having a claw-teeth-shaped magnetic pole (Landel type rotor).
一般的な回転電機において発生トルクTは回転電機のコア外径をDの2乗,コア積厚Lの積に比例し、T∝D^2×Lと表され、機器に搭載する場合の許容寸法から、コア外形を大きくするかコア積を長くして大トルクに対応している。
爪ティース形回転電機では、巻線界磁型であるので、爪ティース型回転電機では前述のコア積は界磁コイルの軸方向長さに相当する。回転子コイル104に流す電流を変化させ、界磁磁束量を変化させてトルクを調整している。トルク増加のために界磁コイルの体積を増やす必要があり、爪状磁極部の折り曲げ部の根元径D1よりも界磁コイル5の最外径D2を大きくして、界磁コイルの体積を増やした構造が公知となっている(例えば特許文献1参照)。
The generated torque T in a general rotating electrical machine is proportional to the product of the core outer diameter of the rotating electrical machine and the square of D and the core thickness L, and is expressed as T∝D ^ 2 × L. From the dimensions, the core outer shape is enlarged or the core product is lengthened to cope with large torque.
In the claw tooth type rotating electrical machine, since it is a winding field type, in the claw tooth type rotating electrical machine, the aforementioned core product corresponds to the axial length of the field coil. The torque is adjusted by changing the current flowing through the rotor coil 104 and changing the amount of field magnetic flux. It is necessary to increase the volume of the field coil in order to increase the torque, and the outermost diameter D2 of the
しかし、細長形状の爪ティース型回転電機では、爪状磁極の先端に行くほど磁気抵抗が増すため、磁束が先端まで到達せず、先端まで磁束を到達させるためには爪状磁極を厚くする必要がありコイルの体積が制限されてしまう。
爪状磁極の根元で磁気飽和を起こしている状態では、界磁コイルの軸方向長さLtを長くしても出力トルクTは大きくならない。また、爪状磁極の中心部では、周方向に見たとき、N,S極が均等に現れるが、根元および先端部分では、NまたはS極に偏った磁束密度となる。このように、軸方向で爪状磁極表面の磁束密度が不均一になることから、トルクリップルや軸方向の振動が発生する問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、従来の爪ティース型回転子と比較して、爪状磁極を軸方向に長くした場合でも、爪状磁極先端の磁束密度を高めることができ、長さに応じて出力トルクを増大でき、軸方向の振動およびトルクリップルを抑制できる爪ティース形の回転電機を提供する。
However, in the elongated claw-teeth-type rotating electrical machine, the magnetic resistance increases toward the tip of the claw-shaped magnetic pole, so the magnetic flux does not reach the tip, and the claw-shaped magnetic pole needs to be thick in order to reach the tip. And the coil volume is limited.
In a state where magnetic saturation occurs at the base of the claw-shaped magnetic pole, the output torque T does not increase even if the axial length Lt of the field coil is increased. Further, when viewed in the circumferential direction at the center of the claw-shaped magnetic pole, the N and S poles appear evenly, but at the root and the tip, the magnetic flux density is biased toward the N or S pole. As described above, since the magnetic flux density on the surface of the claw-shaped magnetic pole becomes non-uniform in the axial direction, there is a problem that torque ripple and axial vibration occur.
The present invention has been made in view of such problems, and increases the magnetic flux density at the tip of the claw-shaped magnetic pole even when the claw-shaped magnetic pole is elongated in the axial direction, as compared with the conventional claw-tooth type rotor. There is provided a claw-teeth type rotating electrical machine that can increase output torque according to the length and suppress axial vibration and torque ripple.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、電流を流して磁束を発生する回転子コイルと、前記回転子コイルを覆って設けられ、交互に噛み合った爪形状の爪状磁極およびポールベースをそれぞれ有する第一のポールコア体及び第二のポールコア体から成り、爪状磁極間に空隙を有するポールコアから構成される回転子と、前記回転子とギャップを介して対向配置される固定子巻線を有する固定子と、を備え、前記爪状磁極の先端におけるギャップ長が、根元のギャップ長よりも短くなっていることを特徴とする回転電機である。
請求項2に記載の発明は前記爪状磁極の軸方向長さをLt、前記爪状磁極の根元の径をDrとするとき、
Lt/Dr < 0.25
となることを特徴とする請求項1記載の回転電機である。
請求項3に記載の発明は、前記ポールコアが、圧粉磁心材を用いて成型されたことを特徴とする請求項1記載の回転電機である。
請求項4に記載の発明は、前記回転子を、機械ギャップが均一となるように非磁性材で成型したことを特徴とする請求項1記載の回転電機である。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, a rotor coil that generates a magnetic flux by flowing an electric current, a claw-shaped claw-shaped magnetic pole and a pole base that are provided so as to cover the rotor coil and alternately mesh with each other are provided. A rotor composed of a pole core having a gap between the claw-shaped magnetic poles, and a stator having a stator winding disposed opposite to the rotor via a gap. , And the gap length at the tip of the claw-shaped magnetic pole is shorter than the root gap length.
In the invention according to
Lt / Dr <0.25
The rotating electrical machine according to
A third aspect of the present invention is the rotating electrical machine according to the first aspect, wherein the pole core is molded using a dust core material.
A fourth aspect of the present invention is the rotating electrical machine according to the first aspect, wherein the rotor is formed of a non-magnetic material so that the mechanical gap is uniform.
請求項1〜2に記載の発明によると、出力トルクを増加させることができる。
請求項3に記載の発明によると、ギャップが不均一である爪ティース型の回転電機において、ポールコアの製作時間を大幅に短縮することができ、ポールコア体での渦電流損を低減することができる。
請求項4に記載の発明によると、駆動時の騒音を低減することができる。
According to the first and second aspects of the invention, the output torque can be increased.
According to the third aspect of the present invention, in the claw-teeth type rotating electrical machine having a non-uniform gap, the pole core manufacturing time can be greatly shortened, and the eddy current loss in the pole core body can be reduced. .
According to the fourth aspect of the invention, noise during driving can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例の爪ティース形の回転電機の側断面図である。図1において、爪ティース形の回転電機は、電流を流して磁束を発生する回転子コイル5と、回転子コイル5を覆って設けられ、交互に噛み合った爪形状の爪状磁極2a,2bおよびポールベース3a,3bをそれぞれ有する第一のポールコア体4a及び第二のポールコア体4bから成り、磁性粉を圧縮して成型され、爪状磁極間に空隙を有するポールコアから構成される回転子6と、回転子6とギャップを介して対向配置される固定子巻線を有する固定子を備えた構成となっており、爪状磁極先端におけるギャップ長(gap2)が、根元のギャップ長(gap1)よりも短くなっている。
FIG. 1 is a sectional side view of a claw-toothed rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a claw-teeth-type rotating electric machine is provided with a
また、回転子は図2に示すように、非磁性材で均一の外径に成型されており、ギャップ面での風切り音を低減している。 Further, as shown in FIG. 2, the rotor is made of a non-magnetic material and has a uniform outer diameter, and wind noise on the gap surface is reduced.
前述の通り、爪ティース形の回転電機ではコア積は界磁コイルの軸方向長さに相当する。界磁コイルの長さをLt,回転子外径Drとして,Dr/Lt=1である時のトルクをT1として、長さを変えた場合のトルクを図3に示す。爪状磁極表面と固定子内径とのギャップ長が均一である場合は、Lt/Dr>0.25となる形状では、界磁コイルで発生した磁束が爪状磁極の根元に集中し磁束が先端まで到達できず、Ltの増加分ほどトルクは増加しなかった。一方、本発明の爪ティース型の回転電機は、図1に示すように、爪ティースの先端のギャップ長(gap2)よりも、根元のギャップ長(gap1)を短くすることで、爪状磁極での磁気抵抗を調整することができるため、界磁コイル5で発生させた磁束を爪状磁極の先端まで到達させることができる。その結果、本発明の爪ティース型の回転電機は、ギャップ長が一定の場合と比べて、軸方向の振動およびトルクリップルを低減できる。
As described above, in the claw-teeth type rotating electrical machine, the core product corresponds to the axial length of the field coil. FIG. 3 shows the torque when the length is changed, assuming that the length of the field coil is Lt, the outer diameter Dr of the rotor, and the torque when Dr / Lt = 1 is T1. When the gap length between the claw-shaped magnetic pole surface and the stator inner diameter is uniform, the magnetic flux generated in the field coil is concentrated at the root of the claw-shaped magnetic pole and the magnetic flux is at the tip in the shape where Lt / Dr> 0.25. The torque did not increase as much as the increase in Lt. On the other hand, as shown in FIG. 1, the claw-teeth type rotating electrical machine of the present invention has a claw-shaped magnetic pole by making the root gap length (gap1) shorter than the gap length (gap2) at the tip of the claw teeth. Therefore, the magnetic flux generated by the
高速回転が可能で高出力が要求される用途、例えば上水管や下水道管における発電設備などに、本発明の細長形状の爪ティース型の回転電機を適用することができる。 The elongated claw-teeth-type rotating electrical machine of the present invention can be applied to applications that are capable of high-speed rotation and require high output, such as power generation equipment in water pipes and sewer pipes.
1 モータ軸
2a 第一のポールコア体の爪状磁極
2b 第二のポールコア体の爪状磁極
3a 第一のポールコア体のポールベース
3b 第二のポールコア体のポールベース
4a 第一のポールコア
4b 第二のポールコア
5 界磁コイル
6 爪ティース型の回転子
1
Claims (4)
前記回転子コイルを覆って設けられ、交互に噛み合った爪形状の爪状磁極およびポールベースをそれぞれ有する第一のポールコア体及び第二のポールコア体から成り、爪状磁極間に空隙を有するポールコアから構成される回転子と、
前記回転子とギャップを介して対向配置される固定子巻線を有する固定子と、
を備え、
前記爪状磁極の先端におけるギャップ長が、根元のギャップ長よりも短くなっている
ことを特徴とする回転電機。 A rotor coil that generates a magnetic flux by passing an electric current;
From the pole core having a claw-shaped claw-shaped magnetic pole and a pole base each having a claw-shaped claw-shaped magnetic pole and a pole base, which are provided to cover the rotor coil, and having a gap between the claw-shaped magnetic poles. A rotor configured;
A stator having a stator winding disposed opposite to the rotor via a gap;
With
A rotating electrical machine, wherein a gap length at a tip of the claw-shaped magnetic pole is shorter than a gap length at a base.
Lt/Dr < 0.25
となる
ことを特徴とする請求項1記載の回転電機。 When the axial length of the claw-shaped magnetic pole is Lt, and the root diameter of the claw-shaped magnetic pole is Dr,
Lt / Dr <0.25
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1記載の回転電機。 2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the pole core is molded using a dust core material.
ことを特徴とする請求項1記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotor is formed of a non-magnetic material so that a mechanical gap is uniform.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062990A JP2011199994A (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062990A JP2011199994A (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Rotary electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011199994A true JP2011199994A (en) | 2011-10-06 |
Family
ID=44877512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010062990A Pending JP2011199994A (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Rotary electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011199994A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013099102A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Asmo Co Ltd | Rotor and motor |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062990A patent/JP2011199994A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013099102A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Asmo Co Ltd | Rotor and motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5752273B2 (en) | Electric motor | |
JP5796569B2 (en) | Rotor and rotating electric machine using the same | |
US9071118B2 (en) | Axial motor | |
JP5787190B2 (en) | Rotor and rotating electric machine using the same | |
TWI337439B (en) | Permanent magnet rotary structure of electrical machinery and method for determining the structure thereof | |
WO2015097767A1 (en) | Permanent magnet type rotating electrical machine | |
JP6630690B2 (en) | Rotating electric machine rotor | |
JP6212117B2 (en) | Synchronous motor | |
JP5066820B2 (en) | Magnet structure | |
JP2010284035A (en) | Permanent magnet rotating electrical machine | |
JP5605721B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5490171B2 (en) | Rotor and synchronous motor | |
JP2015520601A (en) | New equipment | |
JP6408766B2 (en) | Axial three-dimensional gap type rotating electric machine | |
JP2010239818A (en) | Rotating electrical machine | |
JP2017041979A (en) | Electric motor | |
JP2009213259A (en) | Magnet generator | |
JP5855903B2 (en) | Rotor and motor | |
JP2011199994A (en) | Rotary electric machine | |
JP6578516B2 (en) | Induction motor | |
JP2007068323A (en) | Dc brushless motor device and its permanent magnet | |
JP2019162005A (en) | Brushless motor, and blower | |
JP4607823B2 (en) | AC rotating electric machine | |
JP3177304U (en) | High efficiency permanent magnet synchronous motor with reduced cogging torque | |
JP2010141985A (en) | Direct current motor |