JP4177189B2

JP4177189B2 - Rotating electric machine and pulley apparatus using the rotating electric machine

Info

Publication number: JP4177189B2
Application number: JP2003192639A
Authority: JP
Inventors: 晃裕大穀; 直樹橋口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP2005033845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータ巻上機装置の電動機等に用いられる回転電機及びこの回転電機を用いた滑車装置に関し、詳細には、ツインまたはトリプルドライブモータ部のように複数のドライブモータ部を有する回転電機の信頼性及び生産性の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なエレベータ巻上機装置の電動機等に用いられるラジアルギャップ型のモータにおいて、軸方向寸法を小さくするために、多極で構成する場合がある。この場合、モータの軸方向厚さが小さくなるため、径方向寸法の設計自由度が向上する。
【０００３】
モータのトルクを大きくするためには、ステータとロータとの空隙部の周方向寸法を長くするために、ステータ及びロータの径方向寸法を大きく設定する。その結果、モータの内径側に無駄な空間が生じるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決し、モータの内部空間を有効に利用するために、モータの内径側にも、さらにモータを配置したツインドライブ構成のモータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このツインドライブ構成のモータは、外径側のモータ部ではフレームの内部壁面に保持されたステータの内径側に、ヨークに磁石が保持されたロータが配設され、内径側のモータ部ではフレームの外部壁面に保持されたステータの外径側に、ヨークに磁石が保持されたロータが配設されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３６９４６７号公報（第３−４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のツインドライブ構成のモータでは、外径側のモータ部のステータはフレームに焼きバメ等の手段で保持することができるが、内径側のモータ部のステータはフレームに樹脂モールド等の焼きバメとは違う手段で保持する必要がある。
【０００８】
また、内径側のモータ部のロータでは、ヨークが遠心力に対する磁石の保持機能を有するが、内径側のモータ部のロータでは、ヨークが遠心力に対する磁石の保持機能を持たないので、磁石を保持する保持リングを別体で設ける等の対策が必要である。
【０００９】
上記のように、外径側のモータ部と内径側のモータ部とで、ステータの保持機構及びロータにおける磁石の保持機構が異なるために、生産性が悪いという問題がある。
【００１０】
また、外径側のモータ部のステータと内径側のモータ部のステータとでは、スロット部の形状・寸法等が異なるので、巻線機の構成を変える必要があるという点でも生産性が悪いという問題がある。
【００１１】
また、樹脂モールドによってステータをフレームに保持した場合には、十分な強度を確保できない場合があるほか、長期信頼性にも課題を残すという問題がある。
【００１２】
本発明は上記のような問題を解決するものであり、複数のドライブモータ部を有するラジアルギャップ型の回転電機において、その長期信頼性及び生産性を改善することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転電機は、円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向内側に配置されているものである。
【００１４】
また、円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向外側に配置されているものである。
【００１５】
本発明に係る滑車駆動装置は、上記本発明に係る回転電機における回転子に滑車を接続したものである。
【００１６】
本発明に係るエレベータ巻上機装置は、上記本発明の回転電機をエレベータ巻上機用電動機に用いたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、円筒状の固定子（ステータ）と回転子（ロータ）とが対をなすモータ部を径方向に複数個有するラジアルギャップ型の回転電機に関するものであり、以下の実施の形態ではモータ部を３個有する場合について説明するが、モータ部を２個あるいは４個以上有する回転電機にも適用できるものである。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明における回転電機の実施の形態１を示す断面図である。同図に示したように、本実施の形態の回転電機は、３つのラジアルギャップ型モータ部、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ、Ｃモータ部１ｃからなるモータ部１と、３つのインバータ部、Ａインバータ２ａ、Ｂインバータ２ｂ及びＣインバータ２ｃからなる駆動部２とで構成されている。
【００１８】
Ａモータ部１ａは、ロータ５ａ及びステータ６ａ、Ｂモータ部１ｂはロータ５ｂ及びステータ６ｂ、Ｃモータ部１ｃはロータ５ｃ及びステータ６ｃの組からなる。
【００１９】
ロータ５ａには円筒状のロータヨーク部１１ａに保持された永久磁石７ａが、ロータ５ｂには円筒状のロータヨーク部１１ｂに保持された永久磁石７ｂが、ロータ５ｃには円筒状のロータヨーク部１１ｃに保持された永久磁石７ｃが設けられ、各ロータヨーク部１１ａ、１１ｂ、１１ｃはリブ８で一体になり、リブ８は回転軸９に接続され、回転軸９が回転することによってロータ５ａ、５ｂ、５ｃが回転する。永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃは各ロータヨーク部１１ａ、１１ｂ、１１ｃに接着剤等の手段で固定されている。
【００２０】
ステータ６ａは円筒状のフレーム１０ａに、ステータ６ｂは円筒状のフレーム１０ｂに、ステータ６ｃはフレーム１０ｃに保持され、フレーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃはリブ８によって一体になっている。ステータ６ａ、６ｂ、６ｃは各フレーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃに嵌合により固定されている。
【００２１】
３つのモータ部、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃのロータ５ａ、５ｂ、５ｃはすべて、各ステータ６ａ、６ｂ、６ｃの内側に配置され、３つのモータ部は、いわゆるインナーロータ型のモータ構成となっている。
【００２２】
このように、全てのモータ部をインナーロータ型で構成したので、ロータ側における永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃの固定方法及びステータ６ａ、６ｂ、６ｃの固定方法を統一することができ、生産性が向上する。
【００２３】
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図であり、一部切り欠いて示している。同図において、最外周のＡモータ部１ａの回転磁極数（永久磁石の数、以下、極数という）が８０、ステータ６ａのスロット（ティース）数が９０であり、中央のＢモータ部１ｂの極数が６４、スロット数が７２であり、最内周のＣモータ部１ｃの極数が４８、スロット数が５４である。すなわち、極数とスロット数の比は、３つのモータ部のいずれも８：９である。
【００２４】
各モータ部での巻線パターンは一般に、極数とスロット数の比に依存して異なるが、本実施の形態では３つのモータ部の極数とスロット数の比が同じであるので巻線パターンを同じにすることができる。例えば、隣り合う３つのティースに同相のコイルが巻回される。すなわち、空隙側からみて、右回りに巻回される場合を＋、左回りに巻回される場合を−で表記することにすると、３つの隣り合うティースに、順に、Ｕ相、−Ｕ相、Ｕ相を巻回し、その隣りの３つのティースに、順に、Ｖ相、−Ｖ相、Ｖ相を巻回し、さらにその隣りの３つのティースに、Ｗ相、−Ｗ相、Ｗ相を巻回する。この９ティースの巻回パターンを周期的に繰り返して各相の巻線が配置される。隣り合う３つのティースに巻回された同相のコイルは直列に接続される。
【００２５】
各モータ部の極数の比及びスロット数の比は、Ａモータ部１ａ：Ｂモータ部１ｂ：Ｃモータ部１ｃ＝５：４：３となっている。３つのモータ部のロータは同一の回転軸９に接続されているので、同一の回転速度で回転するが、その時の駆動周波数（基本周波数）も、Ａモータ部１ａ：Ｂモータ部１ｂ：Ｃモータ部１ｃ＝５：４：３となる。この時、モータで一般に顕著に発生するトルクリップル成分である１ｆ成分（基本波成分の１倍の周波数で脈動する成分）、２ｆ成分（基本波成分の２倍の周波数で脈動する成分）、６ｆ成分（基本波成分の６倍の周波数で脈動する成分）は、例えば、ロータが１秒あたり１回転するとき、
Ａモータ部１ａでは、１ｆ＝４０Ｈｚ，２ｆ＝８０Ｈｚ，６ｆ＝２４０Ｈｚ
Ｂモータ部１ｂでは、１ｆ＝３２Ｈｚ，２ｆ＝６４Ｈｚ，６ｆ＝１９２Ｈｚ
Ｃモータ部１ｃでは、１ｆ＝２４Ｈｚ，２ｆ＝４８Ｈｚ，６ｆ＝１４４Ｈｚ
となり、これらは全て一致することがないという条件を満たすので、リップルが相乗されることがなく、トルクリップルを低減することができる。
上記条件が満たされなくなるのは、任意の２つのモータ部における極数の比が１倍、２倍、３倍等の関係になった場合である。
【００２６】
図３は、図２のおよそ９スロット分を取り出して拡大した断面図である。同図に示したように、ステータコア６ａ、６ｂ、６ｃは、各ティース１３が関節部を中心に自由に開閉できる関節型連結の分割コアで構成されているので、巻線をティース１３に巻回するときには、ステータコア６ａ、６ｂ、６ｃを直線状あるいは逆方向に反らせてスロット１４を広げることができ、巻線作業が容易になるほか、コイルの占積率を高めることができる。
【００２７】
極数とスロット数の比は８：９であり、８極すなわち９スロット分が最小単位となる。本実施の形態では、９スロット分を１つのブロックとし、複数のブロックを巻線後に溶接することによって周方向に結合して円筒状のステータコア６ａ、６ｂ、６ｃを構成している。Ａモータ部１ａでは１０個のブロックを接合し、Ｂモータ部１ｂでは８個のブロックを接合し、Ｃモータ部では６個のブロックを接合している。溶接によって円筒状にしたステータコア６ａ、６ｂ、６ｃを、各フレーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃに焼きバメ等の手段を用いて固定することにより、モータのステータを構成する。
【００２８】
図１に示した各モータ部のステータ内径Ｒ＿Ａ、Ｒ＿Ｂ、Ｒ＿Ｃは、例えば、５００ｍｍ、４００ｍｍ、３００ｍｍのようにＲ＿ＡとＲ＿ＢとＲ＿Ｃの比を５：４：３になるようにしている。
【００２９】
このように、極数の比及びスロット数の比に合わせたステータ内径比にすることにより、図３に示したように、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ、Ｃモータ部１ｃで、１つのブロックの寸法がほぼ等しくなり、また、各ティース１３の周方向間隔（スロットピッチ）及び各磁極の周方向間隔（極ピッチ）が等しくなる。その結果、ステータコア６ａ、６ｂ、６ｃにおいては、ティース１３のピッチが等しくなり、また、発生トルクの密度もほぼ同一とすることができるので、ティース１３の幅もほぼ等しくすることができ、巻線設備をＡモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ、Ｃモータ部１ｃで共用することができる。
【００３０】
また、ロータ５ａ、５ｂ、５ｃにおいては、永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃの幅を等しくすることができるので、磁石固定治具等を共用することができ、また、永久磁石の底面や上面の形状を共通なものとすることができる場合には、同一形状の永久磁石を使用することができ、さらに製造設備の共用を図ることができる。
【００３１】
なお、上記Ｒ＿ＡとＲ＿ＢとＲ＿Ｃの比は厳密に上記整数比５：４：３である必要はない。また、例えば、ロータ５ａ、５ｂ、５ｃの外径比あるいは空隙中心までの径を上記整数比としてもよい。
【００３２】
以上のように、径方向に３つのモータ部を並べて配置したので、薄型で大きなトルクを発生することができる回転電機を得ることができる。
【００３３】
また、３つのモータ部を全てインナーロータ型で構成しているので、全てのモータ部のステータコアを、その外周にあるフレームに焼きバメ等の手段で保持でき、生産設備を３つのモータ部で共用することができる。
【００３４】
また、３つのモータ部の極数の比あるいはスロット数の比を、５：４：３のように、簡単な整数比とし、ステータコア内径の比を上記整数比と略一致させたので、ティース幅、スロットピッチ、極ピッチ等を３つのモータ部でほぼ等しくすることができ、３つのモータ部の製造において、巻線設備、磁石固定設備を共用することができ、また、磁石の共通化を図ることができる。
【００３５】
また、各モータ部のステータコアは、９スロットずつのブロックのように、ブロックに分割されているので製造工程における取扱いが容易になり、また、全てのモータ部で各ブロックが同程度の大きさになっているので、取扱いがさらに容易になる。
【００３６】
また、３つのモータ部の極数の比が、５：４：３のように、簡単な整数比であり、任意の２つのモータ部の極数の比が整数倍の関係になく、トルクリップルで顕著に発生する周波数が一致することがないので、リップルを低減することができる。
【００３７】
また、ステータコアは集中巻で構成しているので、巻線自動化が容易であり、軸方向寸法も小さくすることができる。
【００３８】
また、ステータコアに、各ティースを巻線する時にスロットを展開できる関節型連結の分割コアを用いているので、巻線作業が容易になり、また、コイルの占積率を高めることができる。
【００３９】
実施の形態２．
図４は、本発明における実施の形態２の回転電機を示す断面図であり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。同図において、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００４０】
本実施の形態においては、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃを、ロータ５ａ、５ｂ、５ｃがステータコア６ａ、６ｂ、６ｃの外周側に配置された、いわゆるアウターロータ型としている。この結果、ロータ５ａ、５ｂ、５ｃにおいて、永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃはヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内周に配置されるので、永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃに加わる遠心力をヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃで受けることができ、遠心力を考慮した永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃの保持機構を必要としないので、永久磁石７ａ、７ｂ、７ｃをヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃに容易に保持することができる。
【００４１】
また、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃのステータコア６ａ、６ｂ、６ｃは、すべて、各フレーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃの外周側にあるので、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃの製造を同一の製造方法で行うことができる。
【００４２】
また、図５に示したように、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃにおける極数及びスロット数、あるいは寸法Ｒ＿Ａ、Ｒ＿Ｂ、Ｒ＿Ｃの関係は上記実施の形態１と同様にしているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４３】
実施の形態３．
図６は、本発明における実施の形態３のモータ部を示す断面図であり、回転軸の軸方向に垂直な断面を示している。同図において、図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４４】
本実施の形態においては、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃのステータコアを、周方向に分割されていない一体のコア片を積層して構成している。
【００４５】
コア片を周方向に分割されていない一体形とすることによって、ステータコアの剛性が増すので、フレームを薄型化することができる。
【００４６】
また、ステータコアの変形に起因する騒音や振動、トルクリップルを低減することができる。
【００４７】
また、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ、Ｃモータ部１ｃにおける極数及びスロット数、あるいは寸法Ｒ＿Ａ、Ｒ＿Ｂ、Ｒ＿Ｃの関係は上記実施の形態１と同様にしているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４８】
実施の形態４．
上記実施の形態１ないし３では、Ａモータ部１ａの極数を８０、Ｂモータ部１ｂの極数を６４、Ｃモータ部１ｃの極数を４８とした。すなわち、Ａモータ部１ａの極数とＢモータ部１ｂの極数とＣモータ部１ｃの極数の比を５：４：３としたが、これに限られるものではない。
【００４９】
図７は、本発明における実施の形態４のモータ部を示す断面図であり、回転軸の軸方向に垂直な断面を示している。同図において、図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００５０】
本実施の形態においては、Ａモータ部１ａの極数を８０、Ｂモータ部１ｂの極数を６０、Ｃモータ部１ｃの極数を３６としている。スロット数については、上記実施の形態１と同様であり、Ａモータ部１ａのスロット数を９０、Ｂモータ部１ｂのスロット数を７２、Ｃモータ部１ｃのスロット数を５４としている。各モータ部において極数とスロット数の比が異なっており、Ａモータ部１ａの極数とスロット数の比を８：９、Ｂモータ部１ｂの極数とスロット数の比を５：６、Ｃモータ部１ｃの極数とスロット数の比を２：３としている。
【００５１】
各モータ部における巻線パターンは、極数とスロット数の比に依存して異なるパターンになる。
【００５２】
Ａモータ部１ａでは極数とスロット数の比が８：９であるので、実施の形態１と同様、３つの隣り合うティースに、順に、Ｕ相、−Ｕ相、Ｕ相を巻回し、その隣りの３つのティースに、順に、Ｖ相、−Ｖ相、Ｖ相を巻回し、さらにその隣りの３つのティースに、Ｗ相、−Ｗ相、Ｗ相を巻回する。この９ティースの巻回パターンを周期的に繰り返して各相の巻線が配置される。隣り合う３つのティースに巻回された同相のコイルは直列に接続される。
【００５３】
Ｂモータ部１ｂでは極数とスロット数の比が５：６であるので、隣り合う２つのティースに同相を巻回する。すなわち、１２個のティースに、順次、Ｕ相、−Ｕ相、−Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、−Ｖ相、−Ｕ相、Ｕ相、Ｗ相、−Ｗ相、−Ｖ相、Ｖ相を巻回し、この１２個のティースを単位として周期的に各相が配置される。隣り合う同相は直列接続される。
【００５４】
Ｃモータ部１ｃでは極数とスロット数の比が２：３であるので、順次、隣りのティースに異なる相を巻回する。すなわち、隣り合う３個のティースに、順次、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を巻回し、この３個のティースを単位として周期的に各相が配置される。
【００５５】
以上のように、各モータ部間において、極数とスロット数の比を異なるものとすることによって、極数の設計自由度が向上する。その結果、本実施の形態においては、Ｃモータ１ｃの駆動周波数を小さく抑えることができるので、駆動部のインバータ容量を小さくすることができ、コスト低減を図ることができる。また、トルクリップルあるいは電磁力の周波数をも同時に変更できるので、場合によってはトルクリップルや騒音を低減することができる。
【００５６】
実施の形態５．
図８は、本発明における実施の形態５のモータ部を示す断面図であり、回転軸の軸方向に垂直な断面を示している。同図において、図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００５７】
本実施の形態は、上記実施の形態４と同様、３つのモータ部間において、極数とスロット数の比を異なるようにしているが、本実施の形態では、内径側のモータ部ほど、極数とスロット数の比をより大きくし、その結果、すべてのモータ部の極数が同一になっている。
【００５８】
具体的には、Ａモータ部１ａ、Ｂモータ部１ｂ及びＣモータ部１ｃの極数を６０、Ａモータ部１ａのスロット数を９０、Ｂモータ部１ｂのスロット数を７２、Ｃモータ部１ｃのスロット数を５４としている。すなわち、各モータ部において極数とスロット数の比が異なっており、極数とスロット数の比が、Ａモータ部１ａでは２：３、Ｂモータ部１ｂでは５：６、Ｃモータ部１ｃでは１０：９としている。
【００５９】
各モータ部における巻線パターンは、極数とスロット数の比に依存して異なるパターンになる。Ａモータ部１ａは極数とスロット数の比が２：３であるので、隣り合う３個のティースに、順次、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を巻回し、この３個のティースを単位として周期的に各相が配置される。
【００６０】
Ｂモータ部１ｂは極数とスロット数の比が５：６であるので、１２個のティースに、順次、Ｕ相、−Ｕ相、−Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、−Ｖ相、−Ｕ相、Ｕ相、Ｗ相、−Ｗ相、−Ｖ相、Ｖ相を巻回し、この１２個のティースを単位として周期的に各相が配置される。隣り合う同相は直列接続される。
【００６１】
Ｃモータ部１ｃは極数とスロット数の比が１０：９であるので、３つの隣り合うティースに、順に、Ｕ相、−Ｕ相、Ｕ相を巻回し、その隣りの３つのティースに、順に、Ｗ相、−Ｗ相、Ｗ相を巻回し、さらにその隣りの３つのティースに、Ｖ相、−Ｖ相、Ｖ相を巻回する。この９ティースの巻回パターンを周期的に繰り返して各相の巻線が配置される。隣り合う３つのティースに巻回された同相のコイルは直列に接続される。
【００６２】
この場合、各モータ部の駆動周波数を等しくすることができ、駆動制御部の構築を容易にすることができる。この時、モータで一般に顕著に発生するトルクリップル成分である１ｆ成分（基本波成分の１倍の周波数で脈動する成分）、２ｆ成分（基本波成分の２倍の周波数で脈動する成分）、６ｆ成分（基本波成分の６倍の周波数で脈動する成分）は、例えば、ロータが１秒あたり１回転するとき、
Ａモータ部１ａでは、１ｆ＝３０Ｈｚ，２ｆ＝６０Ｈｚ，６ｆ＝１８０Ｈｚ
Ｂモータ部１ｂでは、１ｆ＝３０Ｈｚ，２ｆ＝６０Ｈｚ，６ｆ＝１８０Ｈｚ
Ｃモータ部１ｃでは、１ｆ＝３０Ｈｚ，２ｆ＝６０Ｈｚ，６ｆ＝１８０Ｈｚ
となり、各モータ部で全て等しくなる。このとき、３つのモータ部で発生するトルクリップルの位相が一致せず、かつ、３つのモータ部で発生するトルクリップルの総和が最小になるように、３つのモータ部の周方向位置を決めることによって、トルクリップルの小さな回転電機が得られる。
【００６３】
実施の形態６．
図９は、実施の形態６のモータを示す断面図であり、図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００６４】
本実施の形態は、上記実施の形態５と同様、３つのモータ部の極数を同一にしている。
【００６５】
この場合、各モータ部の駆動周波数が等しいので、単一のインバータ部２ａからなる駆動部２で３つのモータ部を駆動することができる。各モータ部の周方向における位置関係は、各モータ部で同一位相の電流（例えば、三相交流波形においてＵ相電流が最大の瞬間）を通電したときに発生するトルクが、全てのモータ部で最大になるようにしている。このとき、例えば、各モータ部の同相の巻線を全て直列に接続することによって、同一の電流で３つのモータ部を駆動することができる。
【００６６】
以上の構成によって、駆動制御部２の構成を簡略化することができ、コスト低減あるいは駆動制御部２の省スペース化を図ることができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態１ないし６の回転電機をエレベータの巻き上げ装置の電動機に用いることにより、コギングトルクあるいはトルクリップルを低減した高性能なエレベータ巻上機装置が得られ乗りごごちのよいエレベータが得られる。
【００６８】
また、巻き上げ機の綱車を各モータ部のロータと一体に構成することによって、接続用の部品が不要となり、より薄型の巻上機が得られる。
【００６９】
実施の形態７．
図１０は、実施の形態７における滑車駆動装置を示す断面図であり、図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００７０】
本実施の形態は、上記実施の形態１ないし６に示したような本発明の回転電機を滑車駆動装置に適用したものである。
【００７１】
すなわち、回転軸９に滑車１５を同軸で結合しており、モータ１の回転によって滑車１５を駆動する。例えば、滑車１５にロープをかけ、このロープに直接あるいは別の滑車を介して図示していないかごを接続することによって、エレベータの駆動装置として用いることができる。
【００７２】
各モータ部のロータ５ａ、５ｂ、５ｃと滑車１５とは一体に構成しているので、接続用の部品を必要とせず、より薄型の滑車駆動装置が得られる。
【００７３】
なお、以上の説明では回転界磁型（電機子が固定子）の場合について説明したが、これに限られるものではなく、回転電機子型（電機子が回転子）でも、本発明は適用可能である。
【００７４】
また、極数とスロット数の組合せや固定子内径の寸法あるいは寸法比は数例のみについて示したが、これらに限られるものでないことはいうまでもないことである。
【００７５】
【発明の効果】
本発明に係る回転電機によれば、円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向内側に配置されているものであるので、全てのモータ部の固定子を、その外周にあるフレームに焼きバメ等の手段で保持でき、生産設備を各モータ部で共用することができる。
【００７６】
また、円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向外側に配置されているものであるので、回転子における磁極部の保持に対し遠心力を考慮した保持を必要としないので、磁極部の保持が容易になる。
【００７７】
本発明に係る滑車駆動装置によれば、上記本発明に係る回転電機における回転子に滑車を接続したものであるので、コギングトルクあるいはトルクリップルを低減した高性能な滑車駆動装置が得られる。
【００７８】
本発明に係るエレベータ巻上機装置によれば、上記本発明の回転電機をエレベータ巻上機用電動機に用いたものであるので、コギングトルクあるいはトルクリップルを低減した高性能なエレベータ巻上機装置が得られ、エレベータの乗りごごちがよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施の形態１の回転電機を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図２のおよそ９スロット分を取り出して拡大した断面図である。
【図４】本発明における実施の形態２の回転電機を示す断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】本発明における実施の形態３のモータ部を示す断面図である。
【図７】本発明における実施の形態４のモータ部を示す断面図である。
【図８】本発明における実施の形態５のモータ部を示す断面図である。
【図９】本発明における実施の形態６の回転電機を示す断面図である。
【図１０】本発明における実施の形態７の滑車駆動装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１モータ、１ａＡモータ部、１ｂＢモータ部、１ｃＣモータ部、
２駆動部、２ａＡインバータ、２ｂＢインバータ、２ｃＣインバータ、
３回転位置検出器、４ブレーキ、５ａ，５ｂ，５ｃロータ、
６ａ，６ｂ，６ｃステータ、７ａ，７ｂ，７ｃ永久磁石、８リブ、
９回転軸、１０ａ，１０ｂ，１０ｃフレーム、
１１ａ，１１ｂ，１１ｃロータヨーク部、１２ベアリング、
１３ティース、１４スロット、１５滑車。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating electric machine used for an electric motor of an elevator hoisting machine and a pulley apparatus using the rotating electric machine, and more specifically, a rotating electric machine having a plurality of drive motor units such as a twin or triple drive motor unit. This relates to the improvement of reliability and productivity.
[0002]
[Prior art]
A radial gap type motor used for an electric motor or the like of a general elevator hoisting machine may be configured with multiple poles in order to reduce the axial dimension. In this case, since the axial thickness of the motor is reduced, the degree of freedom in designing the radial dimension is improved.
[0003]
In order to increase the torque of the motor, the radial dimension of the stator and the rotor is set large in order to increase the circumferential dimension of the gap between the stator and the rotor. As a result, there is a problem that a useless space is generated on the inner diameter side of the motor.
[0004]
In order to solve this problem and effectively use the internal space of the motor, a twin drive motor in which a motor is further arranged on the inner diameter side of the motor is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
In the motor of the twin drive configuration, a rotor having a magnet held on a yoke is disposed on the inner diameter side of the stator held on the inner wall surface of the frame in the motor section on the outer diameter side. On the outer diameter side of the stator held on the outer wall surface, a rotor having a magnet held on a yoke is disposed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-369467 A (page 3-4, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the motor of the conventional twin drive configuration as described above, the stator of the motor portion on the outer diameter side can be held on the frame by means such as shrinking, but the stator of the motor portion on the inner diameter side is resin-molded on the frame. It is necessary to hold it by means different from the grilled swallow.
[0008]
In the rotor of the inner diameter side motor part, the yoke has a function of holding the magnet against centrifugal force. However, in the rotor of the inner diameter side motor part, the yoke does not have a function of holding the magnet against centrifugal force. It is necessary to take measures such as providing a separate retaining ring.
[0009]
As described above, the stator holding mechanism and the magnet holding mechanism in the rotor are different between the outer diameter side motor section and the inner diameter side motor section.
[0010]
Further, the stator of the outer diameter side motor part and the stator of the inner diameter side motor part differ in the shape and dimensions of the slot part, so that the productivity is poor in that it is necessary to change the configuration of the winding machine. There's a problem.
[0011]
In addition, when the stator is held on the frame by a resin mold, there are cases where sufficient strength cannot be secured, and there is a problem that long-term reliability remains.
[0012]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to improve long-term reliability and productivity of a radial gap type rotating electrical machine having a plurality of drive motor units.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the rotating electrical machine according to the present invention, a plurality of sets of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by a frame and protrudes in the radial direction. Teeth and a slot between the teeth, the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole portion is formed,
The rotor of each set of the motor units is arranged on the radially inner side of the stator.
[0014]
In addition, a plurality of sets of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by a frame and is disposed between the teeth protruding in the radial direction and the teeth. And the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole portion is formed,
The rotor of each set of the motor units is arranged on the radially outer side of the stator.
[0015]
The pulley drive device according to the present invention is obtained by connecting a pulley to a rotor in the rotating electrical machine according to the present invention.
[0016]
An elevator hoist apparatus according to the present invention uses the rotating electric machine of the present invention as an elevator hoist motor.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a radial gap type rotating electrical machine having a plurality of motor portions in the radial direction in which a cylindrical stator (stator) and a rotor (rotor) form a pair. In the following embodiments, a motor Although the case where three parts are provided will be described, the present invention can also be applied to a rotating electric machine having two or more motor parts.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a rotating electrical machine according to the present invention. As shown in the figure, the rotating electrical machine of the present embodiment includes a motor unit 1 including three radial gap type motor units, an A motor unit 1a, a B motor unit 1b, and a C motor unit 1c, and three inverter units. The drive unit 2 is composed of an A inverter 2a, a B inverter 2b, and a C inverter 2c.
[0018]
The A motor part 1a is composed of a rotor 5a and a stator 6a, the B motor part 1b is composed of a rotor 5b and a stator 6b, and the C motor part 1c is composed of a rotor 5c and a stator 6c.
[0019]
The rotor 5a has a permanent magnet 7a held by a cylindrical rotor yoke portion 11a, the rotor 5b has a permanent magnet 7b held by a cylindrical rotor yoke portion 11b, and the rotor 5c has a cylindrical rotor yoke portion 11c. The permanent magnet 7c is provided, and the rotor yoke portions 11a, 11b, and 11c are integrated with the rib 8. The rib 8 is connected to the rotating shaft 9, and the rotating shaft 9 rotates to rotate the rotors 5a, 5b, and 5c. Rotate. The permanent magnets 7a, 7b, 7c are fixed to the rotor yoke portions 11a, 11b, 11c by means such as an adhesive.
[0020]
The stator 6a is held by a cylindrical frame 10a, the stator 6b is held by a cylindrical frame 10b, and the stator 6c is held by a frame 10c. The frames 10a, 10b, and 10c are integrated by a rib 8. The stators 6a, 6b, 6c are fixed to the frames 10a, 10b, 10c by fitting.
[0021]
The rotors 5a, 5b, and 5c of the three motor units, the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c are all disposed inside the stators 6a, 6b, and 6c. It has a rotor type motor configuration.
[0022]
In this way, since all the motor parts are configured as an inner rotor type, the fixing method of the permanent magnets 7a, 7b, 7c and the fixing method of the stators 6a, 6b, 6c on the rotor side can be unified, and productivity is improved. improves.
[0023]
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and is partially cut away. In the figure, the outermost A motor part 1a has 80 rotating magnetic poles (the number of permanent magnets, hereinafter referred to as the number of poles), the stator 6a has 90 slots (teeth), and the central B motor part 1b The number of poles is 64, the number of slots is 72, the number of poles of the innermost C motor unit 1c is 48, and the number of slots is 54. That is, the ratio of the number of poles to the number of slots is 8: 9 for all three motor units.
[0024]
The winding pattern in each motor section generally differs depending on the ratio between the number of poles and the number of slots. However, in this embodiment, the ratio between the number of poles and the number of slots in the three motor sections is the same. Can be the same. For example, an in-phase coil is wound around three adjacent teeth. That is, when viewed from the air gap side, when it is wound clockwise, it is represented by +, and when it is wound counterclockwise, it is represented by-. The U phase is wound, the V phase, the -V phase, and the V phase are sequentially wound around the three adjacent teeth, and the W phase, the -W phase, and the W phase are wound around the adjacent three teeth. Turn. The winding of each phase is arranged by periodically repeating the winding pattern of 9 teeth. In-phase coils wound around three adjacent teeth are connected in series.
[0025]
The ratio of the number of poles and the number of slots of each motor part are A motor part 1a: B motor part 1b: C motor part 1c = 5: 4: 3. Since the rotors of the three motor units are connected to the same rotating shaft 9, they rotate at the same rotational speed, but the driving frequency (basic frequency) at that time is also A motor unit 1a: B motor unit 1b: C motor. Part 1c = 5: 4: 3. At this time, a 1f component (a component that pulsates at a frequency that is one time that of the fundamental wave component), a 2f component (a component that pulsates at a frequency twice that of the fundamental wave component), and 6f, which are torque ripple components that are generally significantly generated in the motor The component (the component that pulsates at a frequency six times the fundamental wave component) is, for example, when the rotor makes one revolution per second,
In the A motor unit 1a, 1f = 40Hz, 2f = 80Hz, 6f = 240Hz
In the B motor unit 1b, 1f = 32 Hz, 2f = 64 Hz, 6f = 192 Hz
In the C motor unit 1c, 1f = 24Hz, 2f = 48Hz, 6f = 144Hz
Thus, since these satisfy the condition that they do not all match, the ripples are not synergized and the torque ripple can be reduced.
The above condition is not satisfied when the ratio of the number of poles in any two motor units becomes a relationship such as 1, 2 or 3 times.
[0026]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of approximately nine slots of FIG. As shown in the figure, the stator cores 6a, 6b, and 6c are composed of joint-connected split cores in which each tooth 13 can be freely opened and closed around the joint portion. When doing so, the stator cores 6a, 6b, 6c can be bent linearly or in the opposite direction to widen the slot 14, which facilitates winding work and increases the coil space factor.
[0027]
The ratio of the number of poles to the number of slots is 8: 9, and the minimum unit is 8 poles, that is, 9 slots. In the present embodiment, nine slots are used as one block, and a plurality of blocks are welded after winding to be connected in the circumferential direction to form cylindrical stator cores 6a, 6b, 6c. In the A motor unit 1a, 10 blocks are joined, in the B motor unit 1b, 8 blocks are joined, and in the C motor unit, 6 blocks are joined. The stator cores 6a, 6b, 6c, which are cylindrically formed by welding, are fixed to the frames 10a, 10b, 10c using means such as shrinking to constitute a stator for the motor.
[0028]
The stator inner diameters R_A, R_B, and R_C of each motor shown in FIG. 1 are set such that the ratio of R_A, R_B, and R_C is 5: 4: 3, for example, 500 mm, 400 mm, and 300 mm.
[0029]
In this way, by setting the stator inner diameter ratio in accordance with the ratio of the number of poles and the ratio of the number of slots, as shown in FIG. 3, the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c have one The block dimensions are substantially equal, and the circumferential interval (slot pitch) of each tooth 13 and the circumferential interval (pole pitch) of each magnetic pole are equal. As a result, in the stator cores 6a, 6b, and 6c, the pitch of the teeth 13 is equal, and the density of the generated torque can be substantially the same. Equipment can be shared by the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c.
[0030]
Further, in the rotors 5a, 5b, and 5c, the permanent magnets 7a, 7b, and 7c can be made equal in width, so that a magnet fixing jig or the like can be used in common, and the shape of the bottom surface or top surface of the permanent magnet is used. Can be used in common, permanent magnets having the same shape can be used, and the production equipment can be shared.
[0031]
The ratio of R_A, R_B, and R_C does not have to be strictly the integer ratio 5: 4: 3. Further, for example, the outer diameter ratio of the rotors 5a, 5b, and 5c or the diameter to the center of the gap may be set to the integer ratio.
[0032]
As described above, since the three motor units are arranged side by side in the radial direction, it is possible to obtain a rotating electrical machine that is thin and capable of generating a large torque.
[0033]
In addition, since all three motor parts are composed of an inner rotor type, the stator cores of all motor parts can be held on the outer frame by means such as shrinking, and production equipment is shared by the three motor parts. can do.
[0034]
In addition, the ratio of the number of poles or the number of slots of the three motor parts is set to a simple integer ratio such as 5: 4: 3, and the ratio of the stator core inner diameter is substantially matched with the above integer ratio. The slot pitch, pole pitch, etc. can be made substantially equal for the three motor parts, and in the production of the three motor parts, the winding equipment and the magnet fixing equipment can be shared, and the magnets can be shared. be able to.
[0035]
In addition, the stator core of each motor unit is divided into blocks, such as a block of 9 slots, so that it is easy to handle in the manufacturing process. Also, each motor unit has the same size in each block. Therefore, handling becomes easier.
[0036]
Moreover, the ratio of the number of poles of the three motor parts is a simple integer ratio, such as 5: 4: 3, and the ratio of the number of poles of any two motor parts is not an integer multiple, and the torque ripple In this case, since the frequencies that are remarkably generated do not coincide with each other, the ripple can be reduced.
[0037]
Further, since the stator core is formed by concentrated winding, it is easy to automate winding and the axial dimension can be reduced.
[0038]
Further, since a joint-type split core that can expand a slot when winding each tooth is used for the stator core, winding work is facilitated, and the space factor of the coil can be increased.
[0039]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the rotating electrical machine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a BB cross section in FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
[0040]
In the present embodiment, the A motor portion 1a, the B motor portion 1b, and the C motor portion 1c are so-called outer rotor types in which the rotors 5a, 5b, and 5c are arranged on the outer peripheral side of the stator cores 6a, 6b, and 6c. . As a result, in the rotors 5a, 5b, and 5c, the permanent magnets 7a, 7b, and 7c are disposed on the inner periphery of the yokes 11a, 11b, and 11c, so that centrifugal force applied to the permanent magnets 7a, 7b, and 7c is applied to the yokes 11a, 11b. 11c, and a holding mechanism for the permanent magnets 7a, 7b, 7c in consideration of centrifugal force is not required, so that the permanent magnets 7a, 7b, 7c can be easily held by the yokes 11a, 11b, 11c. it can.
[0041]
Further, since the stator cores 6a, 6b, and 6c of the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c are all on the outer peripheral side of the respective frames 10a, 10b, and 10c, the A motor unit 1a and the B motor unit 1b. And the C motor part 1c can be manufactured by the same manufacturing method.
[0042]
Further, as shown in FIG. 5, the relationship between the number of poles and the number of slots or the dimensions R_A, R_B, and R_C in the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c is the same as in the first embodiment. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0043]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the motor unit according to the third embodiment of the present invention, and shows a cross section perpendicular to the axial direction of the rotating shaft. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
[0044]
In the present embodiment, the stator cores of the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c are configured by stacking integral core pieces that are not divided in the circumferential direction.
[0045]
Since the rigidity of the stator core is increased by making the core piece an integral shape that is not divided in the circumferential direction, the frame can be thinned.
[0046]
In addition, noise, vibration, and torque ripple due to the deformation of the stator core can be reduced.
[0047]
Further, since the relationship between the number of poles and the number of slots or the dimensions R_A, R_B, and R_C in the A motor unit 1a, the B motor unit 1b, and the C motor unit 1c is the same as that in the first embodiment, the first embodiment. The same effect can be obtained.
[0048]
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the number of poles of the A motor unit 1a is 80, the number of poles of the B motor unit 1b is 64, and the number of poles of the C motor unit 1c is 48. That is, the ratio of the number of poles of the A motor unit 1a, the number of poles of the B motor unit 1b, and the number of poles of the C motor unit 1c is set to 5: 4: 3, but is not limited thereto.
[0049]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the motor unit according to the fourth embodiment of the present invention, and shows a cross section perpendicular to the axial direction of the rotating shaft. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
[0050]
In the present embodiment, the number of poles of the A motor unit 1a is 80, the number of poles of the B motor unit 1b is 60, and the number of poles of the C motor unit 1c is 36. The number of slots is the same as that of the first embodiment. The number of slots of the A motor unit 1a is 90, the number of slots of the B motor unit 1b is 72, and the number of slots of the C motor unit 1c is 54. The ratio between the number of poles and the number of slots in each motor part is different, the ratio between the number of poles and the number of slots of the A motor part 1a is 8: 9, and the ratio of the number of poles and the number of slots of the B motor part 1b is 5: 6. The ratio between the number of poles and the number of slots of the C motor unit 1c is set to 2: 3.
[0051]
The winding pattern in each motor unit is different depending on the ratio between the number of poles and the number of slots.
[0052]
In the A motor unit 1a, the ratio of the number of poles to the number of slots is 8: 9. Therefore, as in the first embodiment, the U phase, the -U phase, and the U phase are wound around three adjacent teeth in order. The V phase, the -V phase, and the V phase are wound around the three adjacent teeth in order, and the W phase, the -W phase, and the W phase are wound around the three adjacent teeth. The winding of each phase is arranged by periodically repeating the winding pattern of 9 teeth. In-phase coils wound around three adjacent teeth are connected in series.
[0053]
In the B motor unit 1b, since the ratio of the number of poles to the number of slots is 5: 6, the same phase is wound around two adjacent teeth. That is, in order to 12 teeth, U phase, -U phase, -W phase, W phase, V phase, -V phase, -U phase, U phase, W phase, -W phase, -V phase, V A phase is wound, and each phase is periodically arranged with these 12 teeth as a unit. Adjacent in-phase are connected in series.
[0054]
Since the ratio of the number of poles to the number of slots in the C motor unit 1c is 2: 3, different phases are sequentially wound around adjacent teeth. That is, the U phase, the V phase, and the W phase are sequentially wound around three adjacent teeth, and each phase is periodically arranged in units of these three teeth.
[0055]
As described above, the degree of freedom in designing the number of poles is improved by making the ratio between the number of poles and the number of slots different between the motor units. As a result, in the present embodiment, the drive frequency of the C motor 1c can be kept low, so that the inverter capacity of the drive unit can be reduced and the cost can be reduced. In addition, since the torque ripple or the frequency of the electromagnetic force can be changed at the same time, torque ripple and noise can be reduced depending on circumstances.
[0056]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the motor unit according to the fifth embodiment of the present invention, and shows a cross section perpendicular to the axial direction of the rotating shaft. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
[0057]
In the present embodiment, the ratio between the number of poles and the number of slots is different between the three motor parts, as in the fourth embodiment. The ratio of the number to the number of slots is increased, and as a result, the number of poles of all the motor parts is the same.
[0058]
Specifically, the number of poles of the A motor unit 1a, the B motor unit 1b and the C motor unit 1c is 60, the number of slots of the A motor unit 1a is 90, the number of slots of the B motor unit 1b is 72, and the number of slots of the C motor unit 1c is The number of slots is 54. That is, the ratio of the number of poles to the number of slots is different in each motor part. The ratio of the number of poles to the number of slots is 2: 3 for the A motor part 1a, 5: 6 for the B motor part 1b, and 5C for the C motor part 1c. 10: 9.
[0059]
The winding pattern in each motor unit is different depending on the ratio between the number of poles and the number of slots. Since the ratio of the number of poles to the number of slots of the A motor unit 1a is 2: 3, the U phase, the V phase, and the W phase are sequentially wound around three adjacent teeth, and these three teeth are used as a unit. Each phase is arranged periodically.
[0060]
Since the ratio of the number of poles to the number of slots of the B motor unit 1b is 5: 6, the U phase, -U phase, -W phase, W phase, V phase, -V phase,- A U phase, a U phase, a W phase, a -W phase, a -V phase, and a V phase are wound, and each phase is periodically arranged in units of these 12 teeth. Adjacent in-phase are connected in series.
[0061]
Since the ratio of the number of poles to the number of slots of the C motor unit 1c is 10: 9, the U phase, the -U phase, and the U phase are wound around three adjacent teeth in order, and the three adjacent teeth are In order, the W phase, the −W phase, and the W phase are wound, and the V phase, the −V phase, and the V phase are wound around the three adjacent teeth. The winding of each phase is arranged by periodically repeating the winding pattern of 9 teeth. In-phase coils wound around three adjacent teeth are connected in series.
[0062]
In this case, the drive frequency of each motor part can be made equal, and the construction of the drive control part can be facilitated. At this time, a 1f component (a component that pulsates at a frequency that is one time that of the fundamental wave component), a 2f component (a component that pulsates at a frequency twice that of the fundamental wave component), and 6f, which are torque ripple components that are generally significantly generated in the motor The component (the component that pulsates at a frequency six times the fundamental wave component) is, for example, when the rotor makes one revolution per second,
In the A motor unit 1a, 1f = 30Hz, 2f = 60Hz, 6f = 180Hz
In the B motor unit 1b, 1f = 30Hz, 2f = 60Hz, 6f = 180Hz
In the C motor unit 1c, 1f = 30Hz, 2f = 60Hz, 6f = 180Hz
And all the motor parts are equal. At this time, the circumferential positions of the three motor units are determined so that the phases of the torque ripples generated by the three motor units do not match and the sum of the torque ripples generated by the three motor units is minimized. Thus, a rotating electric machine with small torque ripple can be obtained.
[0063]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the motor according to the sixth embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
[0064]
In the present embodiment, the number of poles of the three motor units is the same as in the fifth embodiment.
[0065]
In this case, since the drive frequency of each motor part is equal, three motor parts can be driven with the drive part 2 which consists of the single inverter part 2a. The positional relationship in the circumferential direction of each motor unit is such that the torque generated when each motor unit is energized with the same phase current (for example, the moment when the U-phase current is maximum in the three-phase AC waveform) is applied to all motor units. I try to maximize it. At this time, for example, by connecting all the in-phase windings of each motor unit in series, the three motor units can be driven with the same current.
[0066]
With the above configuration, the configuration of the drive control unit 2 can be simplified, and cost reduction or space saving of the drive control unit 2 can be achieved.
[0067]
In addition, by using the rotating electric machine of the first to sixth embodiments as an electric motor of an elevator hoisting device, a high-performance elevator hoisting machine device with reduced cogging torque or torque ripple is obtained, and an elevator with good riding comfort is obtained. can get.
[0068]
Further, by forming the sheave of the hoisting machine integrally with the rotor of each motor unit, no connection parts are required, and a thinner hoisting machine can be obtained.
[0069]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the pulley drive device according to the seventh embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
[0070]
In the present embodiment, the rotating electrical machine of the present invention as shown in the first to sixth embodiments is applied to a pulley drive device.
[0071]
That is, the pulley 15 is coaxially coupled to the rotating shaft 9, and the pulley 15 is driven by the rotation of the motor 1. For example, a rope can be hung on the pulley 15 and a car (not shown) can be connected to the rope directly or via another pulley to be used as an elevator drive device.
[0072]
Since the rotors 5a, 5b, 5c of each motor part and the pulley 15 are integrally formed, no connecting parts are required, and a thinner pulley drive device can be obtained.
[0073]
In the above description, the case of the rotary field type (armature is the stator) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the rotary armature type (armature is the rotor). It is.
[0074]
Moreover, although the combination of the number of poles and the number of slots and the dimension or ratio of the inner diameter of the stator are shown for only a few examples, it goes without saying that the present invention is not limited thereto.
[0075]
【The invention's effect】
According to the rotating electrical machine according to the present invention, a plurality of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by the frame and is arranged in the radial direction. Having a protruding tooth and a slot between the teeth, the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole portion is formed;
Since the rotor of each set of motor units is arranged radially inside the stator, all the stators of the motor units can be held on a frame on the outer periphery by means such as shrinking. Production equipment can be shared by each motor unit.
[0076]
In addition, a plurality of sets of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by a frame and is disposed between the teeth protruding in the radial direction and the teeth. And the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole portion is formed,
Since the rotor of each set of the motor units is arranged on the outer side in the radial direction of the stator, it is not necessary to hold the magnetic pole portion in the rotor in consideration of centrifugal force. Is easy to hold.
[0077]
According to the pulley drive device according to the present invention, since the pulley is connected to the rotor in the rotating electrical machine according to the present invention, a high-performance pulley drive device with reduced cogging torque or torque ripple is obtained.
[0078]
According to the elevator hoist apparatus according to the present invention, since the rotating electrical machine of the present invention is used for an elevator hoist motor, a high-performance elevator hoist apparatus with reduced cogging torque or torque ripple. Is obtained, and the elevator ride is better.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of approximately nine slots of FIG. 2 taken out.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a BB cross section in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a sectional view showing a motor unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a motor unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing a motor unit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a rotating electric machine according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing a pulley drive device according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 motor, 1a A motor part, 1b B motor part, 1c C motor part,
2 drive unit, 2a A inverter, 2b B inverter, 2c C inverter,
3 rotational position detector, 4 brakes, 5a, 5b, 5c rotor,
6a, 6b, 6c stator, 7a, 7b, 7c permanent magnet, 8 rib,
9 rotating shaft, 10a, 10b, 10c frame,
11a, 11b, 11c rotor yoke part, 12 bearing,
13 teeth, 14 slots, 15 pulleys.

Claims

円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向内側に配置されていることを特徴とする回転電機。A plurality of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by a frame, and a tooth projecting in the radial direction and a slot between the teeth And the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole part is formed,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the rotor of each set of the motor units is disposed radially inside the stator.

円筒形状の固定子と円筒形状の回転子との組からなるモータ部が径方向に複数組設けられ、上記固定子は、フレームに保持され、径方向に突出したティースと上記ティース間のスロットとを有し、上記回転子は磁極部が形成された回転電機であり、
上記モータ部各組の上記回転子が上記固定子の径方向外側に配置されていることを特徴とする回転電機。A plurality of motor portions each including a set of a cylindrical stator and a cylindrical rotor are provided in the radial direction, and the stator is held by a frame, and a tooth projecting in the radial direction and a slot between the teeth And the rotor is a rotating electrical machine in which a magnetic pole part is formed,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the rotor of each set of the motor units is arranged on a radially outer side of the stator.

上記モータ部を３つ以上設けたことを特徴とする請求項１または２記載の回転電機。3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein three or more motor parts are provided.

上記モータ部間における上記磁極部の極数の比が整数比となるようにし、かつ、上記モータ部間における上記固定子内径または回転子外径の寸法比を上記整数比としたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。The ratio of the number of poles of the magnetic pole part between the motor parts is an integer ratio, and the dimension ratio of the stator inner diameter or rotor outer diameter between the motor parts is the integer ratio. The rotating electrical machine according to claim 1.

上記モータ部間における上記磁極部の極数の比が整数比となるようにし、かつ、上記モータ部間における上記固定子外径または回転子内径の寸法比を上記整数比としたことを特徴とする請求項２記載の回転電機。The ratio of the number of poles of the magnetic pole part between the motor parts is an integer ratio, and the dimensional ratio of the stator outer diameter or rotor inner diameter between the motor parts is the integer ratio. The rotating electrical machine according to claim 2.

上記モータ部間における上記スロット数の比が上記整数比となっていることを特徴とする請求項４または５記載の回転電機。6. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein a ratio of the number of slots between the motor parts is the integer ratio.

上記モータ部間における上記スロット数の比が整数比となるようにし、かつ、上記モータ部間における上記固定子内径または回転子外径の寸法比を上記整数比としたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。The ratio of the number of slots between the motor parts is an integer ratio, and the dimensional ratio of the stator inner diameter or rotor outer diameter between the motor parts is the integer ratio. 1. The rotating electrical machine according to 1.

上記モータ部間における上記スロット数の比が整数比となるようにし、かつ、上記モータ部間における上記固定子外径または回転子内径の寸法比を上記整数比としたことを特徴とする請求項２記載の回転電機。The ratio of the number of slots between the motor parts is an integer ratio, and the dimensional ratio of the stator outer diameter or rotor inner diameter between the motor parts is the integer ratio. 2. The rotating electrical machine according to 2.

上記モータ部各組の上記磁極部の極数を同じにしたことを特徴とする請求項７または８記載の回転電機。9. The rotating electrical machine according to claim 7, wherein the number of poles of the magnetic pole part of each set of the motor parts is the same.

上記モータ部間における周方向の位置を、上記モータ部それぞれで発生するトルクリップルの位相がずれるように配置したことを特徴とする請求項９記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 9, wherein circumferential positions between the motor units are arranged so that torque ripples generated in the motor units are out of phase.

上記モータ部間における周方向の位置を、上記モータ部それぞれにおいて、同一位相の電流を通電したときに発生するトルクが最大となるようにしたことを特徴とする請求項９記載の回転電機。10. The rotating electrical machine according to claim 9, wherein a torque generated when a current having the same phase is applied to each of the motor units is maximized in a circumferential position between the motor units.

上記固定子を周方向で分割し、複数のブロックにしたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の回転電機。12. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the stator is divided in a circumferential direction into a plurality of blocks.

上記モータ部各組における上記ブロックの数を、上記モータ部間における上記スロット数の比になるようにしたことを特徴とする請求項１２記載の回転電機。13. The rotating electrical machine according to claim 12, wherein the number of the blocks in each set of the motor units is set to a ratio of the number of slots between the motor units.

上記モータ部間における上記磁極部の極数の比を、ａ：ｂ：ｃ：ｄ…（ａ：ｂ：ｃ：ｄ…は整数）としたときに、上記ａ：ｂ：ｃ：ｄ…の任意の２つの比が整数とはならないようにしたことを特徴とする請求項１ないし８、１２、１３のいずれかに記載の回転電機。When the ratio of the number of poles of the magnetic pole part between the motor parts is a: b: c: d (where a: b: c: d ... is an integer), a: b: c: d ... 14. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein any two ratios are not integers.

上記ティースそれぞれに１つのコイルが巻回されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の回転電機。15. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein one coil is wound around each of the teeth.

上記ティース間は、関節構造によって接続されていることを特徴とする請求項１５記載の回転電機。The rotating electrical machine according to claim 15, wherein the teeth are connected by a joint structure.

請求項１ないし１６のいずれかに記載の回転電機における上記回転子に滑車を接続したことを特徴とする滑車駆動装置。A pulley drive device comprising a pulley connected to the rotor in the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 16.

上記回転子と上記滑車が一体構造になっていることを特徴とする請求項１７記載の滑車駆動装置。18. The pulley drive device according to claim 17, wherein the rotor and the pulley are integrated.

請求項１ないし１６のいずれかに記載の回転電機をエレベータ巻上機用電動機に用いてなることを特徴とするエレベータ巻上機装置。An elevator hoist apparatus comprising the rotating electric machine according to any one of claims 1 to 16 as an elevator hoist motor.