JP2013093925A - Rotor assembling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機に回転子を組み付ける、または、電動機から回転子を取り外す際に用いられる回転子組立装置に関する。 The present invention relates to a rotor assembling apparatus that is used when a rotor is assembled to an electric motor or a rotor is removed from an electric motor.
周知のとおり、電動機は固定子と回転子から成る。回転子の中には、回転子内に複数のスリットが存在し、さらにスリット内に永久磁石が埋め込まれたものがある。図５は、かかる回転子の断面図である。図５において、コア１は回転子の主要部分を構成し、磁束が通過する部分であり、通常、珪素鋼板から成っている。スリット２は、コア１内に構成された空隙部分であり、コア１内で所望の磁束を通過させるための形状となっている。 As is well known, an electric motor is composed of a stator and a rotor. Some rotors have a plurality of slits in the rotor, and permanent magnets are embedded in the slits. FIG. 5 is a cross-sectional view of such a rotor. In FIG. 5, a core 1 constitutes a main part of the rotor and is a part through which magnetic flux passes, and is usually made of a silicon steel plate. The slit 2 is a gap formed in the core 1 and has a shape for allowing a desired magnetic flux to pass through the core 1.
すなわち、固定子内に巻回された巻線により励磁された磁束や、回転子内に配置された永久磁石による磁束が回転子内を通過するが、磁束はコア１内において磁気抵抗が大きい空気中よりも磁気抵抗が小さい珪素鋼板部分を通過する。この特性を利用して、コア１内にスリット２を形成することによって、スリットに沿った形で磁束をコア１内に形成することができる。図５に示す回転子においては、前記のとおり磁束が通過することによって、４つの極を形成している４極の回転子である。 That is, the magnetic flux excited by the winding wound in the stator and the magnetic flux by the permanent magnet disposed in the rotor pass through the rotor, but the magnetic flux is an air having a large magnetic resistance in the core 1. It passes through a silicon steel plate portion having a smaller magnetic resistance than the inside. By utilizing this characteristic, the magnetic flux can be formed in the core 1 along the slit by forming the slit 2 in the core 1. The rotor shown in FIG. 5 is a four-pole rotor that forms four poles by passing magnetic flux as described above.
前記回転子においては、さらにスリット２内に永久磁石３が埋め込まれている。図５においては、極と極の間において回転子の外周から遠い部分に永久磁石３が埋め込まれている。永久磁石３の磁極の方向は、磁束が通過する方向と直角方向であり、さらに図５に示すように、径方向に複数個の永久磁石３が並んでいる場合には、径方向に隣り合う永久磁石３同士は同じ方向に磁極が向いており、さらに隣の極と極の間に配置されている永久磁石３（周方向に隣接する永久磁石３）に対しては、逆の極性となるように配置されている。 In the rotor, a permanent magnet 3 is further embedded in the slit 2. In FIG. 5, a permanent magnet 3 is embedded in a portion far from the outer periphery of the rotor between the poles. The direction of the magnetic pole of the permanent magnet 3 is a direction perpendicular to the direction in which the magnetic flux passes. Further, as shown in FIG. 5, when a plurality of permanent magnets 3 are arranged in the radial direction, they are adjacent in the radial direction. The magnetic poles of the permanent magnets 3 are oriented in the same direction, and the polarity is opposite to that of the permanent magnet 3 (permanent magnet 3 adjacent in the circumferential direction) disposed between the adjacent poles. Are arranged as follows.
回転子内に磁束を通過させることによって、回転子内で極を形成することは前述したが、理想的には固定子における巻線によって励磁された磁束が全て回転子内におけるスリットに沿って形成されて、それによって磁極が形成されるのが望ましい。そのためには、スリット２が回転子の外周まで完全につながっていれば、励磁された磁束が全て磁極の形成に使われるようになる。 As described above, the magnetic poles are formed in the rotor by passing the magnetic flux through the rotor. Ideally, all the magnetic flux excited by the windings in the stator is formed along the slits in the rotor. Thus, it is desirable that the magnetic pole be formed. For this purpose, if the slit 2 is completely connected to the outer periphery of the rotor, all the excited magnetic flux is used for forming the magnetic pole.
すなわち、回転子が励磁された場合、回転子内には主にΦＤで示される方向の磁束とΦＱで示される方向の磁束が発生する。この場合、ΦＤは回転子内において磁極の形成に使われるものの、ΦＱについては、磁極の形成とは直角方向の磁束であるため、不要な磁束である。したがって、仮にスリット２が外周までつながっていれば、ΦＱは回転子を通過することができなくなり、ΦＤのみによって磁極を形成することができるようになる。しかし、現実的には、回転子を形成するためには、スリット２は図５に示されるように所々で分断されていなければならない。このスリット２が分断されることによって、図５において符号Ｂで示されるスリット同士の間に存在する部分及びスリット２と回転子の外周の間の部分をつなぎと呼ぶことにする。 That is, when the rotor is excited, a magnetic flux mainly in the direction indicated by ΦD and a magnetic flux in the direction indicated by ΦQ are generated in the rotor. In this case, ΦD is used for forming a magnetic pole in the rotor, but ΦQ is an unnecessary magnetic flux because it is a magnetic flux in a direction perpendicular to the formation of the magnetic pole. Therefore, if the slit 2 is connected to the outer periphery, ΦQ cannot pass through the rotor, and a magnetic pole can be formed only by ΦD. However, in reality, in order to form a rotor, the slit 2 must be divided at some points as shown in FIG. When the slit 2 is divided, a portion existing between the slits indicated by a symbol B in FIG. 5 and a portion between the slit 2 and the outer periphery of the rotor are referred to as a connection.
図５に示されるように、回転子内にはつなぎＢが存在するため、このつなぎＢ内も磁束は通過する。そのため、回転子内に励磁された磁束のうち、ΦＱについても回転子内を通過できるようになり、ΦＱによる磁極が発生してしまう。これを磁束の漏れと呼ぶ。電動機に力を発生させる原理は、磁極の位置にある固定子巻線に電流を通電して、電流に鎖交する磁束との間でフレミング左手の法則によって力を発生させるので、ΦＤにより発生した磁極の他に、ΦＱにより発生した磁極によって力が発生してしまうと、本来のΦＤによる磁極で発生する力を打ち消す方向に力が発生してしまう。これを電機子反作用という。前記回転子においては、磁束ΦＱを打ち消す向きに永久磁石３を配置することによって、永久磁石による磁束で磁束ΦＱをキャンセルし、前記電機子反作用を発生しにくくしている。 As shown in FIG. 5, since the connection B exists in the rotor, the magnetic flux passes through the connection B as well. Therefore, among the magnetic fluxes excited in the rotor, ΦQ can also pass through the rotor, and a magnetic pole is generated by ΦQ. This is called magnetic flux leakage. The principle of generating force in the motor is generated by ΦD because current is passed through the stator winding at the position of the magnetic pole and force is generated by the Fleming's left-hand rule with the magnetic flux interlinking with the current. In addition to the magnetic pole, if a force is generated by the magnetic pole generated by ΦQ, a force is generated in a direction to cancel the force generated by the magnetic pole by the original ΦD. This is called armature reaction. In the rotor, the permanent magnet 3 is arranged in the direction to cancel the magnetic flux ΦQ, so that the magnetic flux ΦQ is canceled by the magnetic flux generated by the permanent magnet, and the armature reaction is less likely to occur.
回転子内に永久磁石を配置することは前述したが、回転子内に永久磁石を配置することによって、電動機を組み立てる際に発生する弊害について以下に述べる。回転子は、通常、図６に示すようにコアが軸４に接着等の方法で固定されながら何枚も積層されて、スリット２の一部に永久磁石３を挿入され、それらを両側からカラー５で蓋をされている構造をしている。ただし、図６においては、回転子内部の構造の説明のためにカラー５は片側だけ取り付けられた構造となっている。 Although the arrangement of the permanent magnet in the rotor has been described above, the following will describe the adverse effects that occur when assembling the electric motor by arranging the permanent magnet in the rotor. As shown in FIG. 6, the rotor is usually laminated in layers with the core being fixed to the shaft 4 by bonding or the like, and the permanent magnet 3 is inserted into a part of the slit 2, and these are colored from both sides. 5 is covered. However, in FIG. 6, the collar 5 is attached to only one side in order to explain the structure inside the rotor.
回転子内には前述のとおり内部に永久磁石３が挿入されているため、回転子の表面まで磁束が存在し、それにより回転子自体が磁力を持っている。そのことについて、以下に説明する。 Since the permanent magnet 3 is inserted inside the rotor as described above, a magnetic flux exists up to the surface of the rotor, and the rotor itself has a magnetic force. This will be described below.
図７は回転子が固定子内に配置された場合の、回転子の永久磁石３から発生する磁束について、ＦＥＭ解析ソフトによってシミュレーションした結果を示す図である。図において符号６で示されるのは固定子コアであり、符号８で示されるのはＦＥＭ解析の都合上付いている空気層である。さらに、回転子及び固定子内を走っている何本かの曲線は、シミュレーションの結果を示す磁束である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a result of simulation performed by FEM analysis software on the magnetic flux generated from the permanent magnet 3 of the rotor when the rotor is disposed in the stator. In the figure, reference numeral 6 denotes a stator core, and reference numeral 8 denotes an air layer attached for convenience of FEM analysis. In addition, several curves running in the rotor and stator are magnetic fluxes indicating the results of the simulation.
図に示すとおり、永久磁石３から出た磁束は、スリット２内をほとんど通過することなく、コア１内を通過して回転子表面から固定子内を通過している。通常、電動機に力が発生するときは、固定子のスロット１０内に巻回された巻線に電流を通電するが、図７の場合には電流は通電しておらず、そのため永久磁石３による磁束のみのシミュレーション結果となっている。この場合、永久磁石３から出て回転子表面に到達した磁束によって、回転子の表面付近のなかでもＡで示される部分の磁束密度は、シミュレーションの結果、約１．１［Ｔ］となった。通常、希土類の永久磁石単体での表面磁束密度が２［Ｔ］程度であるので、約１．１「Ｔ」という磁束密度は、永久磁石の１／２以上の磁力を持っているということができる。
以上のように、回転子表面はかなり強い磁力を持っているため、この回転子を固定子内に挿入する場合には、回転子と固定子の間に磁気吸引力が発生する。このことについて、図８を用いて説明する。図８は、電動機を組み立てる際に発生する回転子を固定子内に挿入する工程を示す模式図である。
As shown in the figure, the magnetic flux emitted from the permanent magnet 3 passes through the core 1 and passes through the stator from the rotor surface with hardly passing through the slit 2. Normally, when a force is generated in the electric motor, current is passed through the winding wound in the slot 10 of the stator. In the case of FIG. It is a simulation result of magnetic flux only. In this case, the magnetic flux density of the portion indicated by A in the vicinity of the rotor surface is about 1.1 [T] as a result of the simulation due to the magnetic flux that comes out of the permanent magnet 3 and reaches the rotor surface. . Usually, since the surface magnetic flux density of a rare earth permanent magnet alone is about 2 [T], the magnetic flux density of about 1.1 “T” has a magnetic force more than 1/2 of that of a permanent magnet. it can.
As described above, since the rotor surface has a considerably strong magnetic force, a magnetic attraction force is generated between the rotor and the stator when the rotor is inserted into the stator. This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a process of inserting the rotor generated when assembling the electric motor into the stator.
固定子は回転子と同様に固定子コア６が何枚も積層されており、そのコア６内に巻線が巻かれた構造となっている。この巻線が巻かれることによってコア６の端面から外側に出ている巻線の部分をコイルエンド７という。固定子のコア６も珪素鋼板で構成されているため、固定子の内径部分は珪素鋼板が積層された形となっている。この、固定子に回転子を挿入していくと、前述のとおり回転子は表面に磁束が発生しているので、回転子と固定子の間に磁気吸引力が発生する。回転子の外径と固定子の内径の間には、組み立てた際にコンマ数ｍｍから数ｍｍ程度の空隙ができるように作られており、この空隙のことをエアギャップと呼ぶ。図７におけるエアギャップは符号１１で示される部分であるが、回転子で発生した磁束は、このエアギャップ１１を乗り越えて固定子内に入っていく。エアギャップ１１は、空気の層であるのでコア部分に比べると磁気抵抗が高い。しかし、エアギャップ１１は、前述したとおり非常に狭い空隙であるため、磁気抵抗が高いにもかかわらず磁束９はエアギャップ１１を乗り越えることができる。しかし、仮にエアギャップ１１が、広くなると磁気抵抗は非常に大きくなってしまう。その場合、回転子表面からエアギャップ１１を乗り越えて行ける磁束が少なくなっていくため、回転子表面の磁束密度も低下し、結果的に回転子と固定子の間に発生する磁気吸引力は小さくなる。 Like the rotor, the stator has a structure in which a number of stator cores 6 are stacked, and windings are wound around the core 6. A portion of the winding that is exposed to the outside from the end face of the core 6 when the winding is wound is called a coil end 7. Since the stator core 6 is also made of a silicon steel plate, the inner diameter portion of the stator has a shape in which silicon steel plates are laminated. When the rotor is inserted into the stator, magnetic flux is generated on the surface of the rotor as described above, and a magnetic attractive force is generated between the rotor and the stator. Between the outer diameter of the rotor and the inner diameter of the stator, a gap of a few millimeters to several millimeters is formed when assembled, and this gap is called an air gap. Although the air gap in FIG. 7 is a part shown by the code | symbol 11, the magnetic flux which generate | occur | produced with the rotor gets over this air gap 11, and enters in a stator. Since the air gap 11 is an air layer, it has a higher magnetic resistance than the core portion. However, since the air gap 11 is a very narrow gap as described above, the magnetic flux 9 can get over the air gap 11 even though the magnetic resistance is high. However, if the air gap 11 becomes wide, the magnetic resistance becomes very large. In this case, since the magnetic flux that can go over the air gap 11 from the rotor surface decreases, the magnetic flux density on the rotor surface also decreases, and as a result, the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator is small. Become.
回転子を固定子に挿入する際、回転子の中心位置が固定子内の中心位置と一致していれば、回転子及び固定子の構造が対称形のため、回転子と固定子の間に発生する磁気吸引力が各方向で釣り合うので、回転子は磁気吸引力を受けずに挿入できる。しかし、現実には手作業で回転子を固定子に挿入するので、両者の中心位置を一致させた状態に保つことが非常に困難であり、どちらかにわずかに寄った状態で入っていくことになる。この場合、前述したとおり磁気吸引力はエアギャップ１１の寸法に比例して変わるため、回転子が固定子に対してどちらかに寄った状態では、エアギャップの狭い部分と広い部分ができてしまうため、結果的に磁気吸引力は釣り合うことなく、磁気吸引力が強い方に引かれてしまう。回転子が固定子内でどちらかに引かれると、エアギャップの差がさらに増え、したがって磁気吸引力の差もさらに増えていくため、回転子は次第に片側に寄って行き、最後は片側の固定子の内径に衝突するようにして接触することになる。 When inserting the rotor into the stator, if the center position of the rotor matches the center position in the stator, the structure of the rotor and the stator is symmetrical. Since the generated magnetic attractive force is balanced in each direction, the rotor can be inserted without receiving the magnetic attractive force. However, in reality, since the rotor is manually inserted into the stator, it is very difficult to keep the center positions of the two coincident with each other. become. In this case, since the magnetic attractive force changes in proportion to the size of the air gap 11 as described above, a narrow portion and a wide portion of the air gap are formed in a state where the rotor is shifted to either side of the stator. Therefore, as a result, the magnetic attractive force is not balanced and is attracted to the stronger magnetic attractive force. When the rotor is pulled to either side in the stator, the difference in air gap further increases, so the difference in magnetic attractive force also increases, so the rotor gradually moves to one side and finally the one side is fixed The contact comes into contact with the inner diameter of the child.
回転子が固定子に接触してしまうと、摩擦力が発生するため非常に入りづらくなる。また、回転子が固定子に衝突した際に、コア表面に傷がつく可能性もある。さらに、場合によっては、その際に回転子が傾いてコイルエンドに衝突してコイルエンドを傷つけることもある。コイルエンドやコアの表面に傷がつくと、絶縁不良等が発生し、電動機として機能しなくなってしまう。 If the rotor comes into contact with the stator, a frictional force is generated, which makes it very difficult to enter. Further, when the rotor collides with the stator, the core surface may be damaged. Further, in some cases, the rotor may tilt and collide with the coil end and damage the coil end. If the coil end or the surface of the core is damaged, an insulation failure or the like will occur and the motor will not function.
また、ここまでは回転子を固定子に挿入する際のことばかり述べたが、逆に回転子を固定子から引き抜く場合にも同様に磁気吸引力が発生しているため、前記のような衝突による絶縁不良等の他に、引き抜くという行為自体が非常に多大な力を有することになってしまう。一例をあげると、回転子の外径が直径２００［ｍｍ］でコアの積層寸法が１５０［ｍｍ］、エアギャップが０．３５［ｍｍ］であり、図７に示されるような断面形状をした回転子と固定子の場合、回転子と固定子の間には最大で約６００［Ｎ］の磁気吸引力が発生することがわかっている。したがって、上下方向に引き抜く場合には、この磁気吸引力＋回転子の重量がかかり、非常に大きな力が必要となってしまう。 In the above, only the case of inserting the rotor into the stator has been described, but conversely, since the magnetic attraction force is generated when the rotor is pulled out of the stator, the above-described collision In addition to the insulation failure due to, the act of pulling out itself has a great deal of power. As an example, the outer diameter of the rotor is 200 [mm], the core stacking dimension is 150 [mm], the air gap is 0.35 [mm], and the cross-sectional shape shown in FIG. In the case of a rotor and a stator, it is known that a magnetic attractive force of about 600 [N] is generated between the rotor and the stator. Therefore, when pulling up and down, the magnetic attraction force + the weight of the rotor is applied, and a very large force is required.
以上のことから、本発明の目的は、回転子を固定子に挿入する際もしくは引き抜く際に、回転子と固定子間に発生する磁気吸引力のアンバランスによって、コア表面やコイルエンドに傷がついたり、また引き抜く際に大きな力が必要となったりしてしまうという課題を解決することにある。 From the above, the object of the present invention is to damage the core surface and the coil end due to the unbalance of the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator when the rotor is inserted into or pulled out from the stator. It is to solve the problem that a large force is required when attaching or pulling out.
前記課題を解決するために、本発明においては、永久磁石に隣接するスリットに挿入可能な複数のバーと、前記複数のバーが前記回転子において永久磁石と隣接するスリットの位置と同位置に取り付けられたダミーカラーとを有し、電動機の組立もしくは分解の際に回転子に対して挿入もしくは引き抜きをできることを特徴とする回転子組立装置を備える。 In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of bars that can be inserted into a slit adjacent to a permanent magnet, and the plurality of bars are attached to the same position as the slit adjacent to the permanent magnet in the rotor. And a dummy assembly that can be inserted into or removed from the rotor when the electric motor is assembled or disassembled.
本発明を用いることにより、回転子を固定子に挿入したり、引き出したりする場合に、回転子と固定子の間に発生する磁気吸引力を低減させ、これにより電動機の組み立て時に回転子と固定子の衝突を原因とする絶縁不良等の不具合を防止することができるようになり、引き抜く際にも磁気吸引力が余分にかかることなく簡単に引き抜くことができるようになる。 By using the present invention, when the rotor is inserted into or pulled out from the stator, the magnetic attraction force generated between the rotor and the stator is reduced, so that the rotor is fixed when the motor is assembled. Problems such as insulation failure caused by the collision of the child can be prevented, and the magnetic attraction force can be easily pulled out without being excessively pulled out.
図１に本発明を実施形態の一例を示す。図１における回転子を構成する部分は、図６を用いて説明した背景技術と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施形態の回転子組立装置は、この回転子の組み立て、分解に用いられる装置で、ダミーカラー１２およびバー１３から構成されている。複数本のバー１３は、ダミーカラー１２に取り付けられた形になっている。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. Since the part which comprises the rotor in FIG. 1 is the same as that of the background art demonstrated using FIG. 6, detailed description is abbreviate | omitted. The rotor assembling apparatus according to the present embodiment is an apparatus used for assembling and disassembling the rotor, and includes a dummy collar 12 and a bar 13. The plurality of bars 13 are attached to the dummy collar 12.
以下に、回転子組立装置におけるバー１３について説明する。バー１３は、鉄等の軟磁性材料からできており、ダミーカラー１２に取り付けられている。長さは、コア１の積層幅とほぼ等しい。次に、バー１３の断面形状について説明する。図２は、回転子組立装置を取り付けた状態での回転子の断面形状を示す図である。図２に示すとおり、永久磁石３に隣接する両側のスリット２のうち、永久磁石３寄りの位置には、回転子組立装置のバー１３部分が挿入されている。この時、バー１３はスリット２に対して０．１［ｍｍ］以下の隙間を持ちつつ、一部がスリットの外形と同形となっている。したがって、バー１３の断面形状は、回転子内の永久磁石３に隣接する両側のスリットに挿入された場合、ほとんど隙間なく収まる形状となっているということができる。そのため、回転子組立装置内において、バー１３がダミーカラー１２上に取り付けられる位置は、図２で示されるバー１３の位置と等しい位置でなければならず、また、バー１３の本数も回転子内の永久磁石３の個数の２倍となる。 Below, the bar 13 in a rotor assembly apparatus is demonstrated. The bar 13 is made of a soft magnetic material such as iron and is attached to the dummy collar 12. The length is substantially equal to the laminated width of the core 1. Next, the cross-sectional shape of the bar 13 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the rotor in a state where the rotor assembling apparatus is attached. As shown in FIG. 2, the bar 13 portion of the rotor assembling apparatus is inserted at a position near the permanent magnet 3 in the slits 2 on both sides adjacent to the permanent magnet 3. At this time, the bar 13 has a gap of 0.1 [mm] or less with respect to the slit 2, and a part thereof has the same shape as the outer shape of the slit. Therefore, it can be said that the cross-sectional shape of the bar 13 is a shape that fits almost without a gap when inserted into the slits on both sides adjacent to the permanent magnet 3 in the rotor. Therefore, the position where the bar 13 is mounted on the dummy collar 12 in the rotor assembling apparatus must be equal to the position of the bar 13 shown in FIG. 2, and the number of bars 13 is also within the rotor. This is twice the number of permanent magnets 3.
ここで、図１では、説明しやすくするために、回転子の断面がむき出しとなっている形としたが、実際には回転子には両側にカラー５が取り付けられているため、図３のような形になる。この場合、穴付きカラー１４には、バー１３と同じ位置に、バー１３を通すための穴が開けられている。なお、バー１３の長さはコア１の積層幅とほぼ等しいと前述したが、この場合についてはバー１３の長さはコア１の積層幅に穴付きカラー１４の幅を加えた長さとなる。 Here, in FIG. 1, for easy explanation, the rotor has a cross-sectional shape that is exposed. However, since the rotor is actually provided with collars 5 on both sides, FIG. It looks like this. In this case, the holed collar 14 is provided with a hole for passing the bar 13 at the same position as the bar 13. Although it has been described above that the length of the bar 13 is substantially equal to the laminated width of the core 1, in this case, the length of the bar 13 is a length obtained by adding the width of the collar 14 with a hole to the laminated width of the core 1.
以上のような回転子組立装置の使用方法を以下に説明する。電動機の組立において、回転子を固定子内に挿入する際、まず回転子単体の状態のときに、回転子に回転子組立装置を差し込んでおく。この状態のまま、回転子を固定子内に挿入し、挿入が完了したら、回転子組立装置を引っ張って、回転子から外す。 A method of using the above rotor assembly apparatus will be described below. In assembling the electric motor, when the rotor is inserted into the stator, the rotor assembly device is first inserted into the rotor when the rotor is in a single state. In this state, the rotor is inserted into the stator, and when the insertion is completed, the rotor assembling apparatus is pulled and removed from the rotor.
また、電動機の分解において固定子から回転子を引き抜く場合には、まず回転子に回転子組立装置を差し込む。この状態のまま、回転子を固定子から引き抜き、引き抜いた後、回転子組立装置を引っ張って回転子から外す。以上の手順で、モータの組立または分解時に、回転子を固定子に挿入したり、固定子から引き抜いたりする工程を行う。 Further, when the rotor is pulled out from the stator in disassembling the electric motor, first, the rotor assembling apparatus is inserted into the rotor. In this state, the rotor is pulled out from the stator and pulled out, and then the rotor assembly device is pulled out of the rotor. With the above procedure, the process of inserting the rotor into the stator or pulling it out from the stator is performed when the motor is assembled or disassembled.
次に、回転子組立装置を回転子内に挿入した際の回転子内の磁束の流れについて、図４を用いて説明する。図４は図７の場合と同様に、回転子が固定子内に配置された場合の、回転子の永久磁石３から発生する磁束について、ＦＥＭ解析ソフトによってシミュレーションした結果を示す図である。図４においては、図７と同様にスロット１０内の巻線に電流は通電されておらず、永久磁石３から発生する磁束のみのシミュレーションとなっている。図４が図７と異なる点は、永久磁石３に隣接する両側のスリット２の一部に、バー１３が入っている点だけである。 Next, the flow of magnetic flux in the rotor when the rotor assembling apparatus is inserted into the rotor will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the result of simulation by the FEM analysis software on the magnetic flux generated from the permanent magnet 3 of the rotor when the rotor is arranged in the stator, as in FIG. In FIG. 4, as in FIG. 7, no current is passed through the winding in the slot 10, and only the magnetic flux generated from the permanent magnet 3 is simulated. FIG. 4 differs from FIG. 7 only in that the bar 13 is included in a part of the slits 2 on both sides adjacent to the permanent magnet 3.
図４のシミュレーション結果をみると、図７の場合には、永久磁石３から発生した磁束のほとんどが回転子表面まで到達していたが、図４の場合には回転子表面まで到達する磁束はわずかで、ほとんどの磁束がバー１３上を通過し、永久磁石の反対の極に向かって回り込んでいるのがわかる。このように、バー１３が磁束を通過させることによって、磁束が磁石の周りでループした形になり、回転子表面まで到達する磁束が非常に少なくなる。 In the simulation result of FIG. 4, in the case of FIG. 7, most of the magnetic flux generated from the permanent magnet 3 has reached the rotor surface, but in the case of FIG. 4, the magnetic flux reaching the rotor surface is It can be seen that most of the magnetic flux passes over the bar 13 and wraps toward the opposite pole of the permanent magnet. Thus, when the bar 13 allows the magnetic flux to pass, the magnetic flux loops around the magnet, and the magnetic flux reaching the rotor surface is very small.
そのため、Ａで示される位置における磁束密度は０．１［Ｔ］と、図４の場合に比べて１／１０以下となっていることもシミュレーションの結果わかっている。前述したとおり、磁束密度が低くなるということは、回転子と固定子間に発生する磁気吸引力も小さくなるため、回転子組立装置が回転子内に入っている間は、回転子と固定子間に発生する磁気吸引力が非常に小さくなり、固定子への回転子の挿入や固定子からの回転子の引き抜きといった作業が、磁気吸引力の影響をあまり受けることなくできるようになる。 Therefore, the simulation results also show that the magnetic flux density at the position indicated by A is 0.1 [T], which is 1/10 or less compared to the case of FIG. As described above, the lower magnetic flux density means that the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator is also reduced, so that the rotor assembly device is placed between the rotor and the stator while it is in the rotor. The magnetic attractive force generated in the stator becomes very small, and operations such as insertion of the rotor into the stator and extraction of the rotor from the stator can be performed without much influence from the magnetic attractive force.
以上が、本発明における回転子組立装置の一例である。なお、回転子組立装置の材質については、軟磁性材料であれば鉄に限らず、珪素鋼板等他の物でもよい。また、バーの断面形状については、前記説明においてはスリット２の一部分と同形状であるとしたが、スリット全体と同形状としてもよい。その他、ダミーカラーの形状についても、単なる円板とは限らず、使用方法によって様々な変形例が考えられる。さらに、本発明においてはバーをダミーカラーに取り付ける形をとったが、バーのみでも同様の効果が得られるため、ダミーカラーは無くても構わない。 The above is an example of the rotor assembling apparatus in the present invention. The material of the rotor assembly device is not limited to iron as long as it is a soft magnetic material, and other materials such as a silicon steel plate may be used. In addition, the cross-sectional shape of the bar is the same shape as a part of the slit 2 in the above description, but it may be the same shape as the entire slit. In addition, the shape of the dummy color is not limited to a simple disk, and various modifications can be considered depending on the method of use. Further, in the present invention, the bar is attached to the dummy color. However, the same effect can be obtained by using only the bar, so the dummy color may be omitted.
１ コア、２ スリット、３ 永久磁石、４ 軸、５ カラー、６ 固定子コア、７ コイルエンド、９ 磁束、１０ スロット、１１ エアギャップ、１２ ダミーカラー、１３ バー、１４ 穴付きカラー。 1 core, 2 slits, 3 permanent magnets, 4 axes, 5 collars, 6 stator cores, 7 coil ends, 9 magnetic fluxes, 10 slots, 11 air gaps, 12 dummy collars, 13 bars, collars with 14 holes.
Claims (2)
前記永久磁石に両隣に位置するスリットに挿入される複数のバーであって、それぞれが磁性材料から成るとともに、その断面形状の少なくとも一部が挿入されるスリットと同形の複数のバーを備える、
ことを特徴とする回転子組立装置。 A rotor assembling apparatus used for assembling or disassembling an IPM type electric motor having a rotor in which a plurality of slits forming a magnetic path are formed and a permanent magnet is arranged in a part of the slit. And
A plurality of bars inserted into slits located on both sides of the permanent magnet, each made of a magnetic material, and provided with a plurality of bars having the same shape as the slit into which at least a part of its cross-sectional shape is inserted
The rotor assembly apparatus characterized by the above-mentioned.
前記複数のバーは、その一端がダミーカラーに取り付けられることにより、一体化された一部品として取り扱い可能である、ことを特徴とする回転子組立装置。 The rotor assembly apparatus according to claim 1,
The plurality of bars can be handled as one integrated part by attaching one end of the plurality of bars to a dummy collar.
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