JP3428769B2 - 同期電動機のロータ - Google Patents
同期電動機のロータInfo
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- JP3428769B2 JP3428769B2 JP05744495A JP5744495A JP3428769B2 JP 3428769 B2 JP3428769 B2 JP 3428769B2 JP 05744495 A JP05744495 A JP 05744495A JP 5744495 A JP5744495 A JP 5744495A JP 3428769 B2 JP3428769 B2 JP 3428769B2
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- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高透磁率材料で構成さ
れ円周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層
し、低磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内
で回転軸回りに回転する同期電動機のロータに関する。
れ円周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層
し、低磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内
で回転軸回りに回転する同期電動機のロータに関する。
【0002】
【従来の技術】図15に示すように、従来の2極の同期
電動機は、U相巻線UP、UN、V相巻線VP、VN、
W相巻線WP、WNといった三相交流によってステータ
27内に回転磁界を形成し、突極型のロータ53を回転
軸回りに回転させる。
電動機は、U相巻線UP、UN、V相巻線VP、VN、
W相巻線WP、WNといった三相交流によってステータ
27内に回転磁界を形成し、突極型のロータ53を回転
軸回りに回転させる。
【0003】図14は同期電動機を制御する制御回路の
回路構成図を示す(特開昭60−96190号公報参
照)。この同期電動機では、位置検出器54によってロ
ータ53の位置を検出し、このロータ53の位置信号D
Sに基づいてステータ27に流れる電流の大きさをサー
ボ制御している。
回路構成図を示す(特開昭60−96190号公報参
照)。この同期電動機では、位置検出器54によってロ
ータ53の位置を検出し、このロータ53の位置信号D
Sに基づいてステータ27に流れる電流の大きさをサー
ボ制御している。
【0004】速度検出回路56は、位置信号DSに基づ
き速度信号SDを作成する。この速度信号SDは、目標
となる速度指令SIに突き合わされ、加算器51では速
度偏差ESが得られる。速度偏差ESには、速度制御手
段57で比例・積分・微分等の補償演算が施されトルク
指令Tが得られる。
き速度信号SDを作成する。この速度信号SDは、目標
となる速度指令SIに突き合わされ、加算器51では速
度偏差ESが得られる。速度偏差ESには、速度制御手
段57で比例・積分・微分等の補償演算が施されトルク
指令Tが得られる。
【0005】電機子電流指令回路58は、トルク指令T
とロータ位置検出回路55からのロータ回転角RPとに
基づいて三相電機子電流指令SAIU、SAIV、SA
IWを出力する。各電機子電流指令SAIU、SAI
V、SAIWは、その振幅をSAとすると、 SAIU=SA×COS(RP) SAIV=SA×COS(RP+120°) SAIW=SA×COS(RP+240°) で表される。
とロータ位置検出回路55からのロータ回転角RPとに
基づいて三相電機子電流指令SAIU、SAIV、SA
IWを出力する。各電機子電流指令SAIU、SAI
V、SAIWは、その振幅をSAとすると、 SAIU=SA×COS(RP) SAIV=SA×COS(RP+120°) SAIW=SA×COS(RP+240°) で表される。
【0006】これらの電機子電流指令SAIU、SAI
V、SAIWには、加算器72、73、74において三
相界磁電流指令SFIU、SFIV、SFIWが加算さ
れ、三相電流指令SIU、SIV、SIWが電流制御回
路60へ出力される。界磁電流指令SFIU、SFI
V、SFIWは、ロータ位置検出回路55からのロータ
回転角RPと速度信号SDとに基づいて、界磁指令電流
回路59によって作成され、出力される。界磁電流指令
SFIU、SFIV、SFIWは、界磁電流指令をSF
とすると、 SFIU=SF×SIN(RP) SFIV=SF×SIN(RP+120°) SFIW=SF×SIN(RP+240°) で表される。
V、SAIWには、加算器72、73、74において三
相界磁電流指令SFIU、SFIV、SFIWが加算さ
れ、三相電流指令SIU、SIV、SIWが電流制御回
路60へ出力される。界磁電流指令SFIU、SFI
V、SFIWは、ロータ位置検出回路55からのロータ
回転角RPと速度信号SDとに基づいて、界磁指令電流
回路59によって作成され、出力される。界磁電流指令
SFIU、SFIV、SFIWは、界磁電流指令をSF
とすると、 SFIU=SF×SIN(RP) SFIV=SF×SIN(RP+120°) SFIW=SF×SIN(RP+240°) で表される。
【0007】電流制御回路60は、三相電流指令SI
U、SIV、SIWを電力増幅し、同期電動機の各三相
巻線U、V、Wへ駆動電流IU、IV、IWを流す。
U、SIV、SIWを電力増幅し、同期電動機の各三相
巻線U、V、Wへ駆動電流IU、IV、IWを流す。
【0008】動作時、三相界磁電流指令の成分は常にロ
ータの磁極方向に界磁磁束を形成するように動作し、三
相電機子電流指令の成分は、この磁束に直行し交差する
ように流れる。この時フレミングの法則に従って、F=
B×I×Lのベクトル積に比例した力が発生し、電動機
回転トルクが得られる。ここで、Bは界磁磁束密度のベ
クトル、Iは電気子電流指令の振幅SAに比例した値を
持つベクトル、Lは同期電動機の三相巻線のうち磁束と
交差する有効な巻線部の総延長に比例した値である。回
転トルクはこのベクトル積Fの方向と回転方向との余弦
を乗じた値に比例した値となる。
ータの磁極方向に界磁磁束を形成するように動作し、三
相電機子電流指令の成分は、この磁束に直行し交差する
ように流れる。この時フレミングの法則に従って、F=
B×I×Lのベクトル積に比例した力が発生し、電動機
回転トルクが得られる。ここで、Bは界磁磁束密度のベ
クトル、Iは電気子電流指令の振幅SAに比例した値を
持つベクトル、Lは同期電動機の三相巻線のうち磁束と
交差する有効な巻線部の総延長に比例した値である。回
転トルクはこのベクトル積Fの方向と回転方向との余弦
を乗じた値に比例した値となる。
【0009】かかる動作によって、正逆トルクを自在に
得ることができ、同期電動機の精密な速度制御を実現す
ることができる。
得ることができ、同期電動機の精密な速度制御を実現す
ることができる。
【0010】一般に各種電動機では、電動機回転トルク
が周期的に脈動する脈動トルクの発生が問題となること
が多い。例えば工作機械の送り軸に、脈動トルクを有す
る同期電動機を使用する場合、工具の切削力を一定に保
つことが困難となる。その結果、加工ワークの表面にう
ねりを生じたり、精度不良の原因となる。
が周期的に脈動する脈動トルクの発生が問題となること
が多い。例えば工作機械の送り軸に、脈動トルクを有す
る同期電動機を使用する場合、工具の切削力を一定に保
つことが困難となる。その結果、加工ワークの表面にう
ねりを生じたり、精度不良の原因となる。
【0011】この脈動トルクを低減するために、ロータ
に永久磁石を使用した永久磁石型同期電動機において
は、ロータを回転軸方向に複数個のロータブロックに均
等分割し、各ロータブロックを回転方向に一定中心角度
をずらして回転軸方向に結合していた(特開平4ー21
330号公報参照)。一定中心角度のずれによって脈動
トルクが打ち消されるのである。
に永久磁石を使用した永久磁石型同期電動機において
は、ロータを回転軸方向に複数個のロータブロックに均
等分割し、各ロータブロックを回転方向に一定中心角度
をずらして回転軸方向に結合していた(特開平4ー21
330号公報参照)。一定中心角度のずれによって脈動
トルクが打ち消されるのである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ロータ磁極に永久磁石
を使用した永久磁石型同期電動機では、永久磁石の各部
がそれぞれ起磁力を持っており、磁束の片寄りが少な
い。その結果、前述のように、複数のロータブロックを
回転方向に一定中心角度ずらして結合するだけで、脈動
トルクを容易に低減することができる。
を使用した永久磁石型同期電動機では、永久磁石の各部
がそれぞれ起磁力を持っており、磁束の片寄りが少な
い。その結果、前述のように、複数のロータブロックを
回転方向に一定中心角度ずらして結合するだけで、脈動
トルクを容易に低減することができる。
【0013】しかし、ロータが高透磁率材料で構成さ
れ、磁極が界磁電流により形成されるリラクタンス同期
電動機の場合には、磁束はロータブロック間を回転軸方
向に横断し、磁気抵抗が低い部分へ片寄るため、各ロー
タブロックで発生する脈動トルクの波形が異なる。その
結果、ロータブロックを回転方向に一定中心角度ずらし
て結合しても脈動トルクを打ち消すことができない。
れ、磁極が界磁電流により形成されるリラクタンス同期
電動機の場合には、磁束はロータブロック間を回転軸方
向に横断し、磁気抵抗が低い部分へ片寄るため、各ロー
タブロックで発生する脈動トルクの波形が異なる。その
結果、ロータブロックを回転方向に一定中心角度ずらし
て結合しても脈動トルクを打ち消すことができない。
【0014】本発明は、上述した事情から成されたもの
であり、簡単な構造で脈動トルクを低減することができ
る同期電動機のロータを提供することを目的とする。
であり、簡単な構造で脈動トルクを低減することができ
る同期電動機のロータを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、高透磁率材料で構成され円周方向に
磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低磁気抵抗
部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転軸回りに
回転するリラクタンス同期電動機のロータにおいて、ロ
ータを回転軸方向に複数のロータブロックに分割し、各
ロータブロックは、回転方向に脈動トルクの1/2周期
に相当する一定中心角度ずらして回転軸方向に結合さ
れ、前記高透磁率材料であるロータブロック相互間に
は、磁気抵抗が低いロータブロックへの磁束の流通を阻
止する磁気絶縁部材を挟み込み固定したことを特徴とす
る。
に、第1の発明は、高透磁率材料で構成され円周方向に
磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低磁気抵抗
部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転軸回りに
回転するリラクタンス同期電動機のロータにおいて、ロ
ータを回転軸方向に複数のロータブロックに分割し、各
ロータブロックは、回転方向に脈動トルクの1/2周期
に相当する一定中心角度ずらして回転軸方向に結合さ
れ、前記高透磁率材料であるロータブロック相互間に
は、磁気抵抗が低いロータブロックへの磁束の流通を阻
止する磁気絶縁部材を挟み込み固定したことを特徴とす
る。
【0016】第2の発明は、高透磁率材料で構成され円
周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低
磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転
軸回りに回転するリラクタンス同期電動機のロータにお
いて、ロータ磁極の極数に対応して均等な中心角に配置
される基本磁極と、前記均等な中心角から脈動トルクの
1/2周期に相当する一定中心角度だけ回転方向にずれ
た位置に配置され、基本磁極と同数であり基本磁極と交
互に配置されたずれ磁極とを備えることを特徴とする。
周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低
磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転
軸回りに回転するリラクタンス同期電動機のロータにお
いて、ロータ磁極の極数に対応して均等な中心角に配置
される基本磁極と、前記均等な中心角から脈動トルクの
1/2周期に相当する一定中心角度だけ回転方向にずれ
た位置に配置され、基本磁極と同数であり基本磁極と交
互に配置されたずれ磁極とを備えることを特徴とする。
【0017】第3の発明は、高透磁率材料で構成され円
周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低
磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転
軸回りに回転するリラクタンス同期電動機のロータにお
いて、所定の幅を有する基本磁極と、前記所定の幅より
脈動トルクの1/2周期に相当する一定中心角度分幅が
増加した磁極を有することを特徴とする。
周方向に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低
磁気抵抗部分にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転
軸回りに回転するリラクタンス同期電動機のロータにお
いて、所定の幅を有する基本磁極と、前記所定の幅より
脈動トルクの1/2周期に相当する一定中心角度分幅が
増加した磁極を有することを特徴とする。
【0018】第4の発明は、請求項1、2または3記載
のリラクタンス同期電動機のロータにおいて、回転軸回
りにスキューされたロータブロックと組み合わされるこ
とを特徴とする。
のリラクタンス同期電動機のロータにおいて、回転軸回
りにスキューされたロータブロックと組み合わされるこ
とを特徴とする。
【0019】
【作用】第1発明によれば、ロータブロックで発生する
脈動トルクが互いに相殺され、その結果、脈動トルクが
低減される。各ロータブロック間には磁気絶縁部材が介
在するので、ロータブロックの磁束が他の磁気抵抗の小
さいロータブロックに逃げることがない。したがって、
確実に脈動トルクが低減される。
脈動トルクが互いに相殺され、その結果、脈動トルクが
低減される。各ロータブロック間には磁気絶縁部材が介
在するので、ロータブロックの磁束が他の磁気抵抗の小
さいロータブロックに逃げることがない。したがって、
確実に脈動トルクが低減される。
【0020】また、第2発明によれば、ロータ磁極の極
数に対応した均等な中心角から一定中心角度ずれた位置
にずれ磁極が配置されるので、このずれ磁極および基本
磁極間で脈動トルクが打ち消し合う。したがって、脈動
トルクが軽減される。
数に対応した均等な中心角から一定中心角度ずれた位置
にずれ磁極が配置されるので、このずれ磁極および基本
磁極間で脈動トルクが打ち消し合う。したがって、脈動
トルクが軽減される。
【0021】さらに、第3発明によれば、一部のロータ
磁極の幅が回転方向に増加したことによって、この磁極
と他の磁極との間で脈動トルクを打ち消し合い、脈動ト
ルクが軽減される。
磁極の幅が回転方向に増加したことによって、この磁極
と他の磁極との間で脈動トルクを打ち消し合い、脈動ト
ルクが軽減される。
【0022】さらにまた、第4発明によれば、ロータブ
ロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その結
果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間には
磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束が
他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることがな
い。したがって、確実に脈動トルクが低減される。
ロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その結
果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間には
磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束が
他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることがな
い。したがって、確実に脈動トルクが低減される。
【0023】
【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の好適な
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【0024】図1は本発明の第1実施例に係る4極のロ
ータの全体構成を示す。このロータは、回転軸方向に複
数のロータブロック102、103に分割されている。
各ロータブロックは、高透磁率材料で構成され円周方向
に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層して構成され
る。ロータブロック102、103は、回転方向に一定
中心角度104ずらして回転軸方向に結合される。ロー
タブロック相互間には、磁気絶縁部材121が挟み込ま
れて固定される。
ータの全体構成を示す。このロータは、回転軸方向に複
数のロータブロック102、103に分割されている。
各ロータブロックは、高透磁率材料で構成され円周方向
に磁気抵抗分布を持ったロータ素片を積層して構成され
る。ロータブロック102、103は、回転方向に一定
中心角度104ずらして回転軸方向に結合される。ロー
タブロック相互間には、磁気絶縁部材121が挟み込ま
れて固定される。
【0025】ロータブロック102、103間の一定中
心角度104を高調波によって生じる脈動トルクの周期
の1/2に設定すれば、各ロータブロックによって生成
される脈動トルクが互いに打ち消し合って脈動トルクを
最小限に抑えることができる。例えば、図2に示すよう
に、ロータの回転角に応じてロータブロック102で発
生するトルクは実線105のような脈動を示し、一定中
心角度ずれたロータブロック103で発生するトルクは
実線106のような脈動を示す。その結果、脈動トルク
は相殺され、ほぼ一定の総和トルク107が得られる。
しかも、ロータブロック102、103間では磁気絶縁
部材121が磁束の流通を阻止しており、回転軸方向を
移動して磁束が磁気抵抗の低い部分へ逃げることがな
い。なお、ロータはロータ素片を積層して構成されるの
で、回転軸方向の分割を容易に行うことができる。
心角度104を高調波によって生じる脈動トルクの周期
の1/2に設定すれば、各ロータブロックによって生成
される脈動トルクが互いに打ち消し合って脈動トルクを
最小限に抑えることができる。例えば、図2に示すよう
に、ロータの回転角に応じてロータブロック102で発
生するトルクは実線105のような脈動を示し、一定中
心角度ずれたロータブロック103で発生するトルクは
実線106のような脈動を示す。その結果、脈動トルク
は相殺され、ほぼ一定の総和トルク107が得られる。
しかも、ロータブロック102、103間では磁気絶縁
部材121が磁束の流通を阻止しており、回転軸方向を
移動して磁束が磁気抵抗の低い部分へ逃げることがな
い。なお、ロータはロータ素片を積層して構成されるの
で、回転軸方向の分割を容易に行うことができる。
【0026】図3は、特に脈動トルクが低くなる同期電
動機の4極のロータの素片105を示す。この素片10
5は、円板形の高透磁率材料にプレス加工を施して成形
される。素片105には、互いに直交する2つの直径線
106に対称に、磁極101から磁極101に延びる細
分化された複数の磁路107が形成される。隣接する磁
路107間には、空気あるいは磁気抵抗の大きな材料で
磁気絶縁部108が構成されている。各磁路107に
は、磁極101から磁極101への中央付近で接続部1
09が作られているが、ロータ構造の強度確保、ロータ
外周部の磁束分布の均一化にとって有効な構造となって
いる。このようなロータ構造によれば、極端なロータ突
極構造では得ることが困難な正弦波に近い界磁分布を生
成することが可能であるため、比較的小さな脈動トルク
特性を示す。
動機の4極のロータの素片105を示す。この素片10
5は、円板形の高透磁率材料にプレス加工を施して成形
される。素片105には、互いに直交する2つの直径線
106に対称に、磁極101から磁極101に延びる細
分化された複数の磁路107が形成される。隣接する磁
路107間には、空気あるいは磁気抵抗の大きな材料で
磁気絶縁部108が構成されている。各磁路107に
は、磁極101から磁極101への中央付近で接続部1
09が作られているが、ロータ構造の強度確保、ロータ
外周部の磁束分布の均一化にとって有効な構造となって
いる。このようなロータ構造によれば、極端なロータ突
極構造では得ることが困難な正弦波に近い界磁分布を生
成することが可能であるため、比較的小さな脈動トルク
特性を示す。
【0027】図4〜図7は、2つの高調波による脈動ト
ルクを低減することのできる本発明の第2実施例に係る
同期電動機のロータを示す。この第2実施例では、図4
に示すように、ロータが回転軸方向に4つのロータブロ
ック112〜115に均等に分割される。2つのロータ
ブロック112、113は、図5に示すように、回転方
向に第1高調波の1/2周期に当たる一定中心角度11
6だけずらして互いに結合され、キャンセルブロック1
17を構成する。同様に、他の2つのロータブロック1
14、115は、図6に示すように、回転方向に第1高
調波の1/2周期に当たる一定中心角度116だけずら
して互いに結合され、キャンセルブロック118を構成
する。最後に、図7に示すように、キャンセルブロック
117、118を回転方向に相対的に第2高調波の1/
2周期に当たる一定中心角度119だけずらして結合す
る。かかる構成によって2つの高調波による脈動トルク
は低減され、電動機回転トルクはほぼ一定に保たれる。
各ロータブロック112〜115間では磁気絶縁部材1
21がロータブロック相互間の磁束の流通を阻止してい
る。こうして、複数の高調波による脈動トルクも、キャ
ンセルブロックの分割数を増やして組み合わせることに
より低減することが可能である。
ルクを低減することのできる本発明の第2実施例に係る
同期電動機のロータを示す。この第2実施例では、図4
に示すように、ロータが回転軸方向に4つのロータブロ
ック112〜115に均等に分割される。2つのロータ
ブロック112、113は、図5に示すように、回転方
向に第1高調波の1/2周期に当たる一定中心角度11
6だけずらして互いに結合され、キャンセルブロック1
17を構成する。同様に、他の2つのロータブロック1
14、115は、図6に示すように、回転方向に第1高
調波の1/2周期に当たる一定中心角度116だけずら
して互いに結合され、キャンセルブロック118を構成
する。最後に、図7に示すように、キャンセルブロック
117、118を回転方向に相対的に第2高調波の1/
2周期に当たる一定中心角度119だけずらして結合す
る。かかる構成によって2つの高調波による脈動トルク
は低減され、電動機回転トルクはほぼ一定に保たれる。
各ロータブロック112〜115間では磁気絶縁部材1
21がロータブロック相互間の磁束の流通を阻止してい
る。こうして、複数の高調波による脈動トルクも、キャ
ンセルブロックの分割数を増やして組み合わせることに
より低減することが可能である。
【0028】図8は本発明の第3実施例に係る4極のロ
ータを示す。この第3実施例は、ロータ極数に対応して
均等な中心角(この場合90度)で配置される基本磁極
133、134と、その中心角から一定中心角度136
ずれた位置に配置されるずれ磁極131、132とを備
えることを特徴とする。
ータを示す。この第3実施例は、ロータ極数に対応して
均等な中心角(この場合90度)で配置される基本磁極
133、134と、その中心角から一定中心角度136
ずれた位置に配置されるずれ磁極131、132とを備
えることを特徴とする。
【0029】いま、ロータの各磁極がロータ極数に対応
して均等な中心角で配置されていると仮定すると、ロー
タの各磁極の発生する脈動トルクの振幅、周波数、位相
は同じである。ここで、図8で示すように、脈動トルク
の1/2周期に当たる一定中心角度136だけ回転方向
にずれた位置にずれ磁極131、132を設けると、ず
れ磁極131、132の脈動トルクと基本磁極133、
134の脈動トルクとが互いに相殺され、総和トルクは
ほぼ一定に保たれる。
して均等な中心角で配置されていると仮定すると、ロー
タの各磁極の発生する脈動トルクの振幅、周波数、位相
は同じである。ここで、図8で示すように、脈動トルク
の1/2周期に当たる一定中心角度136だけ回転方向
にずれた位置にずれ磁極131、132を設けると、ず
れ磁極131、132の脈動トルクと基本磁極133、
134の脈動トルクとが互いに相殺され、総和トルクは
ほぼ一定に保たれる。
【0030】図9は本発明の第4実施例に係る4極のロ
ータを示す。この4極のロータ141は、ロータ磁極1
45、146の幅が一定中心角度149分増加している
ことに特徴を有する。この場合、一定中心角度149
は、脈動トルクの1/2周期すなわちスロットピッチの
1/2周期に当たる。
ータを示す。この4極のロータ141は、ロータ磁極1
45、146の幅が一定中心角度149分増加している
ことに特徴を有する。この場合、一定中心角度149
は、脈動トルクの1/2周期すなわちスロットピッチの
1/2周期に当たる。
【0031】一般に、ステータ142のスロット143
と歯144との磁気抵抗差による脈動トルクは、ロータ
141の磁極端がステータ142のスロット143と歯
144との中央を通過する際に、磁気抵抗差力が反転す
ることによって起こる。この第4実施例の構成によれ
ば、磁極145、146と磁極147、148の磁気抵
抗差力が反転する際に互いに打ち消し合うように働くた
め、総和発生トルクはほぼ一定に保たれる。
と歯144との磁気抵抗差による脈動トルクは、ロータ
141の磁極端がステータ142のスロット143と歯
144との中央を通過する際に、磁気抵抗差力が反転す
ることによって起こる。この第4実施例の構成によれ
ば、磁極145、146と磁極147、148の磁気抵
抗差力が反転する際に互いに打ち消し合うように働くた
め、総和発生トルクはほぼ一定に保たれる。
【0032】図10〜図13は本発明の第5実施例に係
る4極のロータを示す。第1〜第3実施例で示した脈動
トルク低減技術と、回転軸回りでスキューして脈動トル
クを低減する従来技術を任意に組み合わせて、2つの高
調波を含んだ脈動トルクを低減する技術の一例を示した
ものである。
る4極のロータを示す。第1〜第3実施例で示した脈動
トルク低減技術と、回転軸回りでスキューして脈動トル
クを低減する従来技術を任意に組み合わせて、2つの高
調波を含んだ脈動トルクを低減する技術の一例を示した
ものである。
【0033】図10に示すように、ロータを複数のロー
タブロック151、152に均等分割する。続いて、図
11および図12に示すように、各ロータブロック15
1、152を第1高調波の1周期に当たる角度153だ
けスキューする。最後に、図13に示すように、スキュ
ーしたロータブロック151、152を回転方向に第2
高調波の1/2周期に当たる一定中心角度154だけず
らして互いに結合する。ロータブロック151、152
間には磁気絶縁部材155を挟み込む。2つの高調波に
よる脈動トルクは低減され、総和発生トルクはほぼ一定
に保たれる。前述の第1実施例と同様に、複数の高調波
による脈動トルクもキャンセルブロックを組み合わせる
ことにより低減される。なお、ロータではなくステータ
にスキューを施しても同様に脈動トルクを低減すること
ができる。
タブロック151、152に均等分割する。続いて、図
11および図12に示すように、各ロータブロック15
1、152を第1高調波の1周期に当たる角度153だ
けスキューする。最後に、図13に示すように、スキュ
ーしたロータブロック151、152を回転方向に第2
高調波の1/2周期に当たる一定中心角度154だけず
らして互いに結合する。ロータブロック151、152
間には磁気絶縁部材155を挟み込む。2つの高調波に
よる脈動トルクは低減され、総和発生トルクはほぼ一定
に保たれる。前述の第1実施例と同様に、複数の高調波
による脈動トルクもキャンセルブロックを組み合わせる
ことにより低減される。なお、ロータではなくステータ
にスキューを施しても同様に脈動トルクを低減すること
ができる。
【0034】以上の実施例では、4極のロータについて
説明したが、4極以外についても同様に本発明を適応可
能である。また、3相交流電動機について説明したが、
多相交流電動機に本発明を適応することも可能である。
説明したが、4極以外についても同様に本発明を適応可
能である。また、3相交流電動機について説明したが、
多相交流電動機に本発明を適応することも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上のように第1発明によれば、ロータ
ブロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その
結果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間に
は磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束
が他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることが
ない。したがって、簡単な構造で確実に脈動トルクが低
減される。
ブロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その
結果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間に
は磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束
が他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることが
ない。したがって、簡単な構造で確実に脈動トルクが低
減される。
【0036】また、第2発明によれば、ロータ磁極の極
数に対応した均等な中心角から一定中心角度ずれた位置
にずれ磁極が配置されるので、このずれ磁極および基本
磁極間で脈動トルクが打ち消し合う。したがって、簡単
な構造で脈動トルクが軽減される。
数に対応した均等な中心角から一定中心角度ずれた位置
にずれ磁極が配置されるので、このずれ磁極および基本
磁極間で脈動トルクが打ち消し合う。したがって、簡単
な構造で脈動トルクが軽減される。
【0037】さらに、第3発明によれば、一部のロータ
磁極の幅が回転方向に増加したことによって、この磁極
と他の磁極との間で脈動トルクを打ち消し合い、簡単な
構造で脈動トルクが軽減される。
磁極の幅が回転方向に増加したことによって、この磁極
と他の磁極との間で脈動トルクを打ち消し合い、簡単な
構造で脈動トルクが軽減される。
【0038】さらにまた、第4発明によれば、ロータブ
ロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その結
果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間には
磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束が
他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることがな
い。したがって、簡単な構造で確実に脈動トルクが低減
される。
ロックで発生する脈動トルクが互いに相殺され、その結
果、脈動トルクが低減される。各ロータブロック間には
磁気絶縁部材が介在するので、ロータブロックの磁束が
他の磁気抵抗の小さいロータブロックに逃げることがな
い。したがって、簡単な構造で確実に脈動トルクが低減
される。
【図1】 本発明の第1実施例に係る同期電動機のロー
タの全体構成図である。
タの全体構成図である。
【図2】 同期電動機のロータ回転角と発生トルクとの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図3】 同期電動機の4極のロータのロータ素片を示
す図である。
す図である。
【図4】 本発明の第2実施例に係る同期電動機のロー
タを構成するロータブロックを示す図である。
タを構成するロータブロックを示す図である。
【図5】 ロータブロックから構成されたキャンセルブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
【図6】 ロータブロックから構成されたキャンセルブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
【図7】 キャンセルブロックを組み合わせて構成され
るロータを示す図である。
るロータを示す図である。
【図8】 本発明の第3実施例に係る同期電動機のロー
タを示す図である。
タを示す図である。
【図9】 本発明の第4実施例の同期電動機のロータお
よびステータを示す図である。
よびステータを示す図である。
【図10】 本発明の第5実施例に係る同期電動機のロ
ータを構成するロータブロックを示す図である。
ータを構成するロータブロックを示す図である。
【図11】 ロータブロックから構成されたスキューブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
【図12】 ロータブロックから構成されたスキューブ
ロックを示す図である。
ロックを示す図である。
【図13】 スキューブロックを組み合わせて構成され
るロータを示す図である。
るロータを示す図である。
【図14】 同期電動機の制御回路を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図15】 従来技術に係る同期電動機のロータを示す
図である。
図である。
101 磁極、102,103 ロータブロック、10
5 ロータ素片、121 磁気絶縁部材、141 ロー
タ、142 ステータ。
5 ロータ素片、121 磁気絶縁部材、141 ロー
タ、142 ステータ。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−161985(JP,A)
特開 昭54−113812(JP,A)
特開 平6−153428(JP,A)
特開 平1−318579(JP,A)
実開 昭63−191864(JP,U)
特公 昭30−3878(JP,B1)
実公 昭49−21525(JP,Y1)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H02K 19/10
H02K 1/24
H02K 15/02
H02P 7/05
Claims (4)
- 【請求項1】 高透磁率材料で構成され円周方向に磁気
抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低磁気抵抗部分
にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転軸回りに回転
するリラクタンス同期電動機のロータにおいて、 ロータを回転軸方向に複数のロータブロックに分割し、
各ロータブロックは、回転方向に脈動トルクの1/2周
期に相当する一定中心角度ずらして回転軸方向に結合さ
れ、前記高透磁率材料であるロータブロック相互間に
は、磁気抵抗が低いロータブロックへの磁束の流通を阻
止する磁気絶縁部材を挟み込み固定したことを特徴とす
る同期電動機のロータ。 - 【請求項2】 高透磁率材料で構成され円周方向に磁気
抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低磁気抵抗部分
にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転軸回りに回転
するリラクタンス同期電動機のロータにおいて、 ロータ磁極の極数に対応して均等な中心角に配置される
基本磁極と、 前記均等な中心角から脈動トルクの1/2周期に相当す
る一定中心角度だけ回転方向にずれた位置に配置され、
基本磁極と同数であり基本磁極と交互に配置されたずれ
磁極と、 を備えることを特徴とする同期電動機のロータ。 - 【請求項3】 高透磁率材料で構成され円周方向に磁気
抵抗分布を持ったロータ素片を積層し、低磁気抵抗部分
にロータ磁極を形成して回転磁界内で回転軸回りに回転
するリラクタンス同期電動機のロータにおいて、 所定の幅を有する基本磁極と、前記所定の幅より脈動ト
ルクの1/2周期に相当する一定中心角度分幅が増加し
た磁極を有することを特徴とする同期電動機のロータ。 - 【請求項4】 請求項1、2または3のいずれか1つに
記載のリラクタンス同期電動機のロータにおいて、 回転軸回りにスキューされたロータブロックと組み合わ
されることを特徴とする同期電動機のロータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05744495A JP3428769B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 同期電動機のロータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05744495A JP3428769B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 同期電動機のロータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08256455A JPH08256455A (ja) | 1996-10-01 |
JP3428769B2 true JP3428769B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13055839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05744495A Expired - Lifetime JP3428769B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 同期電動機のロータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3428769B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TW538578B (en) | 2000-09-13 | 2003-06-21 | Sanyo Electric Co | Synchronous motor with built-in type permanent magnet |
JP3708855B2 (ja) * | 2000-09-13 | 2005-10-19 | 山洋電気株式会社 | 永久磁石内蔵型同期モータ |
JP2002315285A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Sawafuji Electric Co Ltd | ブラシレスオルタネータ |
US7088029B2 (en) * | 2001-12-25 | 2006-08-08 | Keiji Hiramatsu | Generator |
JP4404086B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2010-01-27 | ダイキン工業株式会社 | 回転子及び回転機 |
JP5157182B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2013-03-06 | 日産自動車株式会社 | リラクタンスモータ用ロータ及びそれを備えるリラクタンスモータ |
JP2008289335A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Honda Motor Co Ltd | 電動モータ |
WO2009026690A2 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Sunco Investments Ltd. | Multistage variable reluctance motor/generator |
JP2010263725A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Minebea Co Ltd | モータ |
JP5532692B2 (ja) * | 2009-06-15 | 2014-06-25 | ダイキン工業株式会社 | 回転子及び回転機 |
US8575810B2 (en) | 2011-07-29 | 2013-11-05 | Panasonic Corporation | Motor |
JP5095039B1 (ja) * | 2011-07-29 | 2012-12-12 | パナソニック株式会社 | 電動機 |
KR20230116962A (ko) | 2013-11-13 | 2023-08-04 | 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 | 브러쉬리스 전기 기계 제어 방법 및 장치 |
JP2016537948A (ja) | 2013-11-13 | 2016-12-01 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 密封スイッチトリラクタンスモータ |
TWI695447B (zh) | 2013-11-13 | 2020-06-01 | 布魯克斯自動機械公司 | 運送設備 |
KR102224756B1 (ko) | 2013-11-13 | 2021-03-08 | 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 | 씰링된 로봇 드라이브 |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP05744495A patent/JP3428769B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08256455A (ja) | 1996-10-01 |
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