JP2519435B2 - 電動機の着磁方法 - Google Patents

電動機の着磁方法

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JP2519435B2 JP61304820A JP30482086A JP2519435B2 JP 2519435 B2 JP2519435 B2 JP 2519435B2 JP 61304820 A JP61304820 A JP 61304820A JP 30482086 A JP30482086 A JP 30482086A JP 2519435 B2 JP2519435 B2 JP 2519435B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は産業機器、事務機器、家電機器等に使用され
る永久磁石を界磁とする電動機に於ける界磁の着磁方法
に係わるものである。
〈従来技術〉 一般に電動機の界磁を製作する場合、界磁となるべき
硬質磁性材料を着磁コイルを備えた着磁装置にセット
し、この着磁コイルに通電することにより硬質磁性材料
に着磁を施して永久磁石化し、この永久磁石を磁性体よ
りなるヨークに固着して界磁を形成するものであった。
こうして形成した界磁は、電機子コイルを有する電機子
と対向配置させ、前記界磁と前記電機子の一方を他方に
対して回転可能となるように両者を電動機ハウジングに
組み込んで電動機を構成するものであった。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の手順で製作される電動機の場合、界磁を電動機
ハウジングに組み込むまでの工程に於て、永久磁石の有
する吸引力によって、永久磁石に回転時の障害となり得
る鉄粉等が付着したり、永久磁石が他の磁性体に当たっ
て欠損したりするため、作業能率を非常に悪くしてい
た。また永久磁石材料として特に保磁力の小さな硬質磁
性材料を用いた場合、着磁された永久磁石を着磁装置か
ら取り外す際、着磁時の磁気回路が開路することにな
り、この結果永久磁石に減磁が生じ、空隙磁束密度が減
少して電動機の特性が低下したり、減磁前の特性を維持
しようとすると電動機の体格が大型化する等の欠点があ
った。
上記欠点を回避するため、電動機の組立完成後、この
電動機の電機子コイルを着磁コイルとして流用すること
により、この電機子に対向配置した界磁を着磁するいわ
ゆる組み込み着磁と称される方法が一般に採用されてい
る。この方法によれば、例えば特開昭60-121947号に開
示された如く、電機子の突極に巻装された電機子コイル
に通電することにより、通電する電機子コイルの個数即
ち電機子磁極数と同数で且つ、電機子突極の開角と同一
開角の磁極を界磁に着磁することが可能である。
ところが、一般に使用される無刷子電動機等に於て
は、電機子が突極構造で且つ電機子コイル数と界磁極数
の比が3:2の関係にあり、また電機子コイルは3相Y接
続して使用する例が多く、このような場合には、上記の
方法で組み込み着磁を施しても界磁に必要な磁極幅が得
られなかったり、界磁極が不等配に形成されたりして電
動機としての機能を失ってしまうため、通常は前述した
着磁装置を用いた界磁単体での着磁がなされていた。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、nを自然数とするとき、等間隔に配置した
3n個の電機子コイルを3相Y接続して電機子を構成し、
前記電機子に対向させて2n極の永久磁石界磁を配置して
構成される電動機に於て、電動機界磁を容易に着磁し得
る組み込み着磁の方法を提供するものである。
本発明に於ては、先ず電機子コイルの任意の2相を抽
出して一方を直流電源の正極、他方を負極に接続し、イ
ンパルス電流を通電することにより界磁に1回目の着磁
を施す第1の工程と、前記電機子コイルの前記直流電源
への接続を組み換えるとともに、前記電機子と前記界磁
の対向位置を所定角度相対的に回転させる第2の工程
と、前記組み換えによって前記直流電源に接続された所
定の2相の電機子コイルにインパルス電流を通電するこ
とにより、前記界磁に2回目の着磁を施す第3の工程と
よりなるものである。この結果、界磁には電機子コイル
数の3分の2の極数を有する等配磁極が形成されるもの
である。
〈実施例〉 第1図乃至第3図は、本発明の第1実施例を説明する
ための電動機の構成図であり、3相、4極のインナーロ
ータタイプの無刷子電動機である。電機子1は、等間隔
に配置した突極T1,T2,T3,T4,T5,T6に電機子コイルCU1,
CV1,CW1,CU2,CV2,CW2をそれぞれ巻装して構成されてい
る。電機子コイルは3相Y接続され、CU1とCU2を直列
に接続してU相コイルを、CV1とCV2を直列に接続して
V相コイルを、CW1とCW2を直列に接続してW相コイル
をそれぞれ形成し、3本の口出部U,V,Wが形成されてい
る。界磁2はシャフトに嵌着された磁性体よりなる円筒
状ヨーク3と、このヨーク3の外周部に固着されたC形
状または円筒状の硬質磁性材4より構成され、この硬質
磁性材4は最終的に4極に等配着磁されて永久磁石とし
て完成するものである。上記電機子1及び界磁2は、エ
アギャップを介して対向配置されるとともに、電機子1
に対して界磁2が回転可能となるように電動機ハウジン
グ(図示せず)に組み込まれている。
上記構成に於て、本発明の着磁方法を説明する。先ず
電機子コイルの3本の口出部のうち任意の2相を抽出
し、これを電源端子に接続する。ここでは以下の説明の
ため、第4図に示す如く、口出部U及びVを電源端子7
及び8にそれぞれ接続し、切換スイッチ機構16が着磁用
直流電源部5側へ投入されているものとする。通電後復
帰する開閉スイッチ機構9を閉じると、着磁用直流電源
部5より電機子コイルのU相及びV相にインパルス電流
が通電され、この結果界磁2の硬質磁性材4には、第1
図にN,Sで示す如く、電機子突極T1,T2,T4,T5それぞれと
の対向位置に電機子突極の開角に略等しい開角、即ち機
械角約60°の磁極が着磁される。このとき硬質磁性材4
に於て、突極T1とT2の隣接部または突極T4とT5の隣接部
に対向する部分には、それら突極の中間点に界磁磁極の
極間部が形成され、一方突極T3及びT6に対向する部分に
は、機械角約60°の未着磁部分が形成されることにな
る。
次に第4図に示す切換スイッチ機構6により口出部U
及びVの接続電源の極性を反転させるとともに、界磁2
を電機子1に対して任意方向へ最終的に作ろうとする界
磁磁極の開角に等しい角度回転させて保持する。第2図
はこの状態を示すものであり、1回目の着磁後、界磁2
を機械角で90°任意方向へ回転させたものである。この
第1図から第2図に至る界磁の回転は、電動機のシャフ
トを外部より機械的に回転させることによって行うこと
も可能であるが、電磁的な作用を利用しても達成できる
ものである。つまり、第4図に示す切換スイッチ機構6
により口出部U及びVの接続電源の極性を反転させる前
述の操作を行った後、切換スイッチ機構16を低電圧の励
磁用直流電源部15側へ一端投入し、電機子コイルのV相
及びU相に微少な励磁電流を通電するものである。この
結果、電機子突極T1とT4はS極、T2とT5はN極にそれぞ
れ励磁され、1回目の着磁により界磁に形成された磁極
との吸引反発作用により界磁は回転して第2図の位置に
保持されるものである。このとき空隙磁束密度あるいは
漏れ磁束の若干のアンバランス、または外部からの衝撃
等の作用によって界磁の回転方向は一様でないが、どち
らの方向へ回転しても結果的に得られる電機子と界磁の
磁気的相対位置は同様である。界磁の回転を終えた後
は、切換スイッチ機構16は再び着磁用直流電源部5側へ
投入される。
しかる後、再度開閉スイッチ機構9を閉じて着磁用直
流電源部5より電機子コイルのV相及びU相にインパル
ス電流を通電して2回目の着磁を施す。この結果、界磁
2の硬質磁性材4には、電機子突極T1,T2,T4,T5それぞ
れとの対向位置に1回目の着磁と同形状で極性のみ反転
した磁極が着磁される。第3図はこの状態を示すもので
あり、硬質磁性材4中符号10で示される区画は、2回目
の着磁によって新たに着磁された部分であり、また1回
目の着磁によりすでに形成済みの磁極のうち、前記区画
10に近接した開角範囲30°の部分は、2度の着磁に於て
重畳して同一極性に着磁されることになる。この結果、
磁極開角が機械角90°の等配な4極界磁が形成される。
次に本発明の第2の実施例を第1の実施例と同一電動
機を用いて第1図、第5図乃至第7図に従って説明す
る。この第2の実施例は、電機子コイルの3本の口出部
のうち任意の2相を抽出し、これを電源端子に接続して
1回目の着磁を施すまでの工程は第1の実施例と同様で
あるが、後工程が異なるため、ここでは第7図に示す如
き着磁回路を用いる。いま、口出部U,V,Wを電源端子11,
13,12にそれぞれ接続し、最初切換スイッチ機構14によ
り電源端子13が直流電源部と接続され、切換スイッチ機
構16が着磁用直流電源部5側へ投入されているものとす
る。通電後復帰する開閉スイッチ機構9を閉じると、着
磁用直流電源部5より電機子コイルのU相及びV相にイ
ンパルス電流が通電され、この結果界磁の硬質磁性材4
は第1図にN,Sで示す如く着磁される。第1図について
は第1の実施例と同形態であるため、詳細な説明は省略
する。
次に第7図に示す切換スイッチ機構14により電源端子
12を直流電源部へ接続するとともに、界磁2を電機子1
に対して時計回転方向へ最終的に作ろうとする界磁磁極
の開角の3分の1の角度、即ち機械角で30°回転させて
保持する。第5図はこの状態を示すものである。この第
1図から第5図に至る界磁の回転は、第1の実施例同
様、電磁的な作用を利用して達成できるものである。つ
まり、第7図に示す切換スイッチ機構14により電源端子
12を直流電源部へ接続する前述の操作を行った後、切換
スイッチ機構16を低電圧の励磁用直流電源部15側へ一端
投入し、電機子コイルのU相及びW相に微少な励磁電流
を通電するものである。この結果、電機子突極T1とT4は
N極、T3とT6はS極にそれぞれ励磁され、1回目の着磁
により界磁に形成された磁極との吸引反発作用により界
磁は回転して第5図の位置に保持されるものである。界
磁の回転を終えた後は、切換スイッチ機構16は再び着磁
用直流電源部5側へ投入される。
しかる後、再度開閉スイッチ機構9を閉じて着磁用直
流電源部5より電機子コイルのU相及びW相にインパル
ス電流を通電する。この結果、第6図に示す如く、界磁
2の硬質磁性材4には、電機子突極T1,T3,T4,T6それぞ
れとの対向位置に2回目の着磁がなされ、符号10で示さ
れる区画に新たに磁極が形成され、また1回目の着磁に
よりすでに形成済みの磁極のうち、前記区画10に近接し
た開角範囲30°の部分は、2度の着磁に於て重畳して同
一極性に着磁されることになる。この結果、磁極開角が
機械角90°の等配な4極界磁が形成される。
上記第2の実施例に於て、1回目の着磁の後、界磁を
電機子に対して反時計回転方向へ機械角で30°回転させ
て保持する場合は、U相とW相を入れ換えて直流電源部
へ接続するものであり、この場合は2回目の着磁に於て
電機子コイルのW相及びV相にインパルス電流が通電さ
れ、前述同様の等配な4極界磁を形成することができ
る。
以上、3相、4極のインナーロータタイプの電動機に
於ける着磁方法を説明したが、本発明は、電動機の磁路
形態や極数仕様に関係なく、電機子コイル数と界磁極数
の比が3:2の関係にあるすべての電動機に適用可能であ
ることは容易に類推できるものである。
〈発明の効果〉 本発明によれば、電機子コイルまたは電機子突極の開
角が界磁磁極の開角より狭い場合であっても、電機子の
内部結線を変更したりする必要もなく、電動機の完成状
態のままの組み込み着磁によって、電機子コイル数と界
磁極数の比が3:2の関係に界磁に着磁を施すことがで
き、しかもその手順も非常に容易なものである。従っ
て、従来行われた界磁単体での着磁に比べ、界磁を電動
機ハウジングに組み込むまでの工程で界磁に鉄粉等が付
着したり、界磁が他の磁性体に当たって欠損したりする
ことがなく、着磁装置への出し入れ等が不要となる点も
相まって、電動機組立の作業能率が大幅に向上されるも
のである。また永久磁石材料として保磁力の小さな硬質
磁性材料を用いる場合であっても、着磁後に磁気回路が
開路することがないため、空隙磁束密度が減少したりす
ることもなく、電動機の特性向上または小型化にも寄与
するものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図乃至第3図は本発
明の手順を説明するための電動機の構成図、第5図及び
第6図は別の手順を説明するための電動機の構成図、第
4図及び第7図はそれぞれ別の実施例を示す着磁回路図
である。 1……電機子、2……界磁、3……ヨーク、4……硬質
磁性材、5……着磁用直流電源部、6,14,16……切換ス
イッチ機構、9……開閉スイッチ機構、15……励磁用直
流電源部、T1,T2,T3,T4,T5,T6……電機子突極、CU1,CV
1,CW1,CU2,CV2,CW2……電機子コイル、U,V,W……口出
部。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】等間隔に配置した3n個(nは自然数)の電
    機子コイルを3相Y接続して電機子を構成し、前記電機
    子に対向させて2n極の永久磁石界磁を配置して構成する
    電動機の着磁方法に於て、第1の相、第2の相、第3の
    相よりなる前記電機子コイルのうち、第1の相の口出部
    と第2の相の口出部を直流電源へ接続してインパルス電
    流を通電することにより前記界磁に1回目の着磁を施す
    第1の工程と、前記電機子コイルの前記直流電源への接
    続を組み換えるとともに、前記電機子と前記界磁の対向
    位置を所定角度相対的に回転させる第2の工程と、前記
    組み換えによって前記直流電源に接続された所定の2相
    の電機子コイルにインパルス電流を通電することにより
    前記界磁に2回目の着磁を施す第3の工程よりなること
    を特徴とする電動機の着磁方法。
  2. 【請求項2】前記第2の工程に於て、前記第1の相と前
    記第2の相の極性を反転させて直流電源へ接続するとと
    もに、前記電機子と前記界磁の対向位置を機械角にて18
    0°/n相対的に回転させることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の電動機の着磁方法。
  3. 【請求項3】前記第2の工程に於て、前記第3の相を前
    記第1の相または前記第2の相の所定の一方と入れ換え
    て直流電源へ接続するとともに、前記電機子と前記界磁
    の対向位置を機械角にて60°/n相対的に回転させること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電動機の着磁
    方法。
  4. 【請求項4】前記第2の工程に於て、電機子コイルの直
    流電源への接続を組み換えた後、前記組み換えによって
    前記直流電源に接続された所定の2相の電機子コイルに
    微少な励磁電流を通電することにより、前記電機子と前
    記界磁の対向位置を所定角度相対的に回転させることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか
    に記載の電動機の着磁方法。
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