JP4253555B2 - Synchronous motor - Google Patents
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Description
本発明は、同期電動機に関し、特に、そのステータの構造に関する。 The present invention relates to a synchronous motor, and more particularly to a structure of a stator thereof.
近年の工作機械においては、加工工程の結合による効率化および設備機械台数削減を目的として、１台の機械で様々な加工を行う複合加工旋盤や、５軸マシニングセンタが注目されている。これら機械に共通して見られる傾向は、直線移動軸に加えて回転駆動軸を備えることであり、加工対象と工具の位置関係を直線座標のみならず、回転座標上でも制御することにより、効率的な曲面加工や斜面加工を実現している。 In recent machine tools, for the purpose of improving efficiency by combining machining processes and reducing the number of equipment machines, a multi-tasking lathe that performs various machining operations with one machine and a 5-axis machining center have attracted attention. A tendency commonly seen in these machines is to provide a rotary drive axis in addition to a linear movement axis. By controlling not only the linear coordinates but also the rotary coordinates, the efficiency can be improved. Realized curved surface processing and slope processing.
上記の複合加工旋盤や５軸マシニングセンタの回転機構部の制御は、従来、一般的にはウォーム・ホイール等の減速機を用いてサーボモータにより行われていた。しかしながら、減速機構を用いると、ギアのバックラッシュ等の影響により位置決め精度が悪化し、高精度な加工を行うことができない。また、減速機構の駆動剛性が低いために、重切削を行うと、回転機構部が振動を誘発してしまうため効率のよい切削加工を行うことができない。 Conventionally, the above-mentioned multi-tasking lathe and the rotation mechanism of the 5-axis machining center are generally controlled by a servo motor using a reduction gear such as a worm wheel. However, if a reduction mechanism is used, positioning accuracy deteriorates due to the influence of gear backlash and the like, and high-precision machining cannot be performed. In addition, since the drive mechanism of the speed reduction mechanism is low, if heavy cutting is performed, the rotating mechanism part induces vibrations, so that efficient cutting cannot be performed.
これらの欠点を解消するべく、最近では回転機構部を低速大トルクのモータによって減速機を使用せずに直接駆動する方式が使用される傾向にある。なお、これら用途に使用される低速大トルクのモータは、ダイレクトドライブモータと称される。このダイレクトドライブモータに適したモータとして、小型で大トルクを指向したモータの一例を図６に示す。図６のモータでは、ステータに複数の凹凸による極歯１を設けるとともに、ロータに小さな磁石２を多数埋め込むことによって、高い磁束密度を実現し、トルクを向上させている。また、複数の極歯１の各々に対して巻線を巻くのではなく、複数の極歯１をまとめて１つの磁極とし、１つの巻線４で複数の極歯１を励磁することによって、巻線数を削減し、巻線抵抗によって発生する銅損を低減させている（例えば、特許文献１参照）。 In order to eliminate these drawbacks, recently, there is a tendency to use a system in which the rotation mechanism unit is directly driven by a low-speed and large-torque motor without using a speed reducer. A low-speed, large-torque motor used for these applications is called a direct drive motor. As a motor suitable for this direct drive motor, FIG. 6 shows an example of a small motor directed at a large torque. In the motor of FIG. 6, the stator is provided with pole teeth 1 having a plurality of projections and recesses, and a large number of small magnets 2 are embedded in the rotor, thereby realizing high magnetic flux density and improving torque. Further, instead of winding a winding around each of the plurality of pole teeth 1, the plurality of pole teeth 1 are combined into one magnetic pole to excite the plurality of pole teeth 1 with one winding 4, The number of windings is reduced to reduce copper loss caused by winding resistance (see, for example, Patent Document 1).
ダイレクトドライブモータにおいては、上述のバックラッシュや駆動剛性の問題は解決されるが、減速機とサーボモータとの組み合わせに比較してトルクが小さいという問題がある。 In the direct drive motor, the above-described problems of backlash and driving rigidity are solved, but there is a problem that the torque is small as compared with the combination of the speed reducer and the servo motor.
本発明は、トルクの増大に関して有利に働く同期電動機を提供することができる。 The present invention can provide a synchronous motor that works advantageously with respect to increased torque.
本発明に係る同期電動機は、円周方向にＮ極とＳ極とが交互に、かつ、ほぼ等間隔に配置された磁石を持つロータと、前記磁石に対向するとともに前記磁石のＮ極またはＳ極の配置間隔に対応した間隔で配置された凸形状の複数の第１ステータ極歯を持つ第１ステータコアと、前記磁石に対向するとともに前記磁石のＮ極またはＳ極の配置間隔に対応した間隔で配置された凸形状の複数の第２ステータ極歯を持つ第２ステータコアと、前記第１ステータコアと前記第２ステータコアとの間に配置され、前記第１ステータコアと前記第２ステータコアとを軸方向に接続する連結コアと、前記第１ステータ極歯に軸方向に接続された磁路であって、隣り合う前記第２ステータ極歯の間の凹部に挿通された第１ステータ補助極歯と、前記第２ステータ極歯に軸方向に接続された磁路であって、隣り合う前記第１ステータ極歯の間の凹部に挿通された第２ステータ補助極歯と、前記連結コアに巻装され、軸方向に起磁力を発生させる巻線と、を備え、前記第１ステータ極歯と前記第１ステータ補助極歯とを囲うように巻装され、前記第１ステータ極歯と前記第２ステータ補助極歯との間に、かつ前記第１ステータ補助極歯と前記第２ステータ極歯との間に配置された補助巻線、または、前記第２ステータ極歯と前記第２ステータ補助極歯とを囲うように巻装され、前記第２ステータ極歯と前記第１ステータ補助極歯との間に、かつ前記第２ステータ補助極歯と前記第１ステータ極歯との間に配置された補助巻線を備えることを特徴とする。
The synchronous motor according to the present invention includes a rotor having magnets in which N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction and at substantially equal intervals, and opposed to the magnets and N poles or S of the magnets. A first stator core having a plurality of convex first stator pole teeth arranged at intervals corresponding to the arrangement interval of the poles, and an interval corresponding to the arrangement interval of the N or S poles of the magnet while facing the magnet A second stator core having a plurality of convex second stator pole teeth disposed in a row, and disposed between the first stator core and the second stator core, the axial direction of the first stator core and the second stator core A connecting core connected to the first stator pole teeth, and a magnetic path connected to the first stator pole teeth in the axial direction, the first stator auxiliary pole teeth inserted in a recess between the adjacent second stator pole teeth, The second stay A magnetic path connected to the pole teeth in the axial direction, the second stator auxiliary pole teeth inserted in the recesses between the adjacent first stator pole teeth, and wound around the connecting core, in the axial direction A winding for generating a magnetomotive force, and wound around the first stator pole teeth and the first stator auxiliary pole teeth, the first stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth, Between the first stator auxiliary pole teeth and the second stator pole teeth, or to surround the second stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth. And an auxiliary winding disposed between the second stator pole teeth and the first stator auxiliary pole teeth and between the second stator pole teeth and the first stator pole teeth. It is characterized by providing .
さらに、前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアは、径方向に方向性を有する方向性磁性鋼板によって構成され、前記連結コアは、軸方向に方向性を有する方向性磁性鋼板によって構成されることができる。 Furthermore, the first stator core and the second stator core are configured by a directional magnetic steel plate having a directionality in a radial direction, and the connecting core is configured by a directional magnetic steel plate having a directionality in an axial direction. it can.
さらに、前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアが円周方向について等間隔に（３×ｐ）個に分割されたものであって、前記第１ステータ極歯および前記第２ステータ極歯の各々の数がｍであるとき、前記ロータに配置された磁極の数が、２×（ｍ−ｐ）または２×（ｍ＋ｐ）であることが好ましい。 Further, the first stator core and the second stator core are divided into (3 × p) pieces at equal intervals in the circumferential direction, and each of the first stator pole teeth and the second stator pole teeth When the number is m, it is preferable that the number of magnetic poles arranged on the rotor is 2 × (m−p) or 2 × (m + p).
さらに、前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアは、前記ロータの外周を囲うように設けられ、前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアの周囲に非磁性の熱伝導性材料によって構成された冷却用スリーブを備え、前記巻線は、前記冷却用スリーブに当接することとしてもよい。 Furthermore, the first stator core and the second stator core are provided so as to surround the outer periphery of the rotor, and the cooling sleeve is configured by a nonmagnetic heat conductive material around the first stator core and the second stator core. The winding may be in contact with the cooling sleeve.
隣り合う第１ステータ極歯の間に形成された凹部に第２ステータ補助極歯が挿通され、隣り合う第２ステータ極歯の間に形成された凹部に第１ステータ補助極歯が挿通されるので、空間を有効に利用することができる。この結果、トルクの増大を図ることができる。 The second stator auxiliary pole teeth are inserted into the recesses formed between the adjacent first stator pole teeth, and the first stator auxiliary pole teeth are inserted into the recesses formed between the adjacent second stator pole teeth. Therefore, the space can be used effectively. As a result, torque can be increased.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る同期電動機のステータの外観図である。また、図２は、本実施の形態に係る同期電動機のロータの外観図である。図２において、ロータの周囲には磁石１５がN極とS極とが交互になるよう配置されている。本実施の形態では、円筒状のロータの外周に磁石１５が配置されている。図１において、ステータは、軸方向に積み重ねられた第１ステータコア７と第２ステータコア８とを備える。本実施の形態では、第１ステータコアおよび第２ステータコアの各々は円周方向に６等分に分割され、極対数が２、ポール数が４のステータが構成されている。図示していないが、第１ステータコア７と第２ステータコア８との間には、それらを互いに軸方向に接続する６個の連結コア９が配置されている。連結コア９の周囲には、軸方向周りに巻線１４が巻装されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view of a stator of a synchronous motor according to the present embodiment. FIG. 2 is an external view of the rotor of the synchronous motor according to the present embodiment. In FIG. 2, magnets 15 are arranged around the rotor so that N poles and S poles are alternately arranged. In the present embodiment, the magnet 15 is disposed on the outer periphery of the cylindrical rotor. In FIG. 1, the stator includes a first stator core 7 and a second stator core 8 that are stacked in the axial direction. In the present embodiment, each of the first stator core and the second stator core is divided into six equal parts in the circumferential direction, and a stator having two pole pairs and four poles is configured. Although not shown, between the first stator core 7 and the second stator core 8, six connecting cores 9 that connect them in the axial direction are arranged. A winding 14 is wound around the connecting core 9 in the axial direction.
ここで、第１ステータコア７および第２ステータコア８は、薄い電磁鋼板が円周方向または軸方向に積層されてなり、連結コア９は、薄い電磁鋼板が径方向または円周方向に積層されてなる。ただし、これらのコアの構成は、これに限定されない。 Here, the first stator core 7 and the second stator core 8 are formed by laminating thin electromagnetic steel plates in the circumferential direction or the axial direction, and the connecting core 9 is formed by laminating thin electromagnetic steel plates in the radial direction or the circumferential direction. . However, the configuration of these cores is not limited to this.
第１ステータコア７は、内周面に複数の第１ステータ極歯１０を備えており、同様に、第２ステータコア８は、内周面に複数の第２ステータ極歯１１を備えている。本実施の形態では、第１ステータ極歯１０および第２ステータ極歯１１は、それぞれ２４個であり、後述する第１ステータ補助極歯１２および第２ステータ補助極歯１３と合わせて４８極の小さな磁極を構成している。これに対して、ロータの周囲に設けられた磁石１５は、本実施の形態では４４極となるよう配置されており、ステータ側の４８極との間でバーニア効果を生じさせている。ここで、第１ステータ極歯１０もしくは第２ステータ極歯１１の数をｍとし、極対数をｐとしたとき、磁石１５の数を２×（ｍ−ｐ）または２×（ｍ＋ｐ）とすることによってバーニア効果が生じる。ただし、第１ステータ極歯１０、第２ステータ極歯１１、および磁石１５の各々の数や数の関係は、上記以外であってもよい。例えば、磁石１５は４８個であってもよい。 The first stator core 7 includes a plurality of first stator pole teeth 10 on the inner peripheral surface. Similarly, the second stator core 8 includes a plurality of second stator pole teeth 11 on the inner peripheral surface. In the present embodiment, the number of the first stator pole teeth 10 and the second stator pole teeth 11 is 24, and 48 poles are combined with the first stator auxiliary pole teeth 12 and the second stator auxiliary pole teeth 13 described later. It constitutes a small magnetic pole. On the other hand, the magnets 15 provided around the rotor are arranged to have 44 poles in the present embodiment, and a vernier effect is produced between the 48 poles on the stator side. Here, when the number of first stator pole teeth 10 or second stator pole teeth 11 is m and the number of pole pairs is p, the number of magnets 15 is 2 × (m−p) or 2 × (m + p). This causes a vernier effect. However, the number of each of the first stator pole teeth 10, the second stator pole teeth 11, and the magnets 15 may be different from the above. For example, 48 magnets 15 may be provided.
次に、補助極歯の構成方法および連結コアの組み付け方法について説明する。図３は、本実施の形態における第２ステータコア８、第２ステータ補助極歯１３、および連結コア９を示す構造図である。第２ステータ極歯１１には、第２ステータ補助極歯１３が軸方向に接続されており、第２ステータ極歯１１から軸方向に磁束が流入した結果、第２ステータ補助極歯１３は第２ステータ極歯１１と一体の磁極として機能する。図１に示されるとおり、第２ステータ補助極歯１３は、互いに隣り合う第１ステータ極歯１０の間に形成された凹部に挿通される。図３には図示されていないが、同様に、第１ステータ極歯１０には第１ステータ補助極歯１２が接続されており、第１ステータ補助極歯１２は、隣り合う第２ステータ極歯１１の中間の凹部に位置する。第１ステータ極歯１０および第１ステータ補助極歯１２は、第２ステータ極歯１１および第２ステータ補助極歯１３と逆方向に励磁された一体の磁極として機能する。 Next, a method for constructing the auxiliary pole teeth and a method for assembling the connecting core will be described. FIG. 3 is a structural diagram showing the second stator core 8, the second stator auxiliary pole teeth 13, and the connecting core 9 in the present embodiment. The second stator pole teeth 11 are connected with the second stator auxiliary pole teeth 13 in the axial direction. As a result of the magnetic flux flowing in from the second stator pole teeth 11 in the axial direction, the second stator auxiliary pole teeth 13 It functions as a magnetic pole integral with the two stator pole teeth 11. As shown in FIG. 1, the second stator auxiliary pole teeth 13 are inserted into recesses formed between the first stator pole teeth 10 adjacent to each other. Although not illustrated in FIG. 3, similarly, the first stator auxiliary pole teeth 12 are connected to the first stator pole teeth 10, and the first stator auxiliary pole teeth 12 are adjacent to the second stator pole teeth 12. 11 is located in the middle recess. The first stator pole teeth 10 and the first stator auxiliary pole teeth 12 function as an integral magnetic pole excited in the opposite direction to the second stator pole teeth 11 and the second stator auxiliary pole teeth 13.
第２ステータコア８には、軸方向に開口した一以上の取り付け穴部１６が設けられている。図には示されていないが、同様に、第１ステータコア７にも取り付け穴部１６が設けられている。一方、連結コア９は、一以上の取り付け突起部１７を双方向に有する。双方向の取り付け突起部１７は、それぞれ第１ステータコア７および第２ステータコア８の取り付け穴部１６に差し込まれる。これにより、第１ステータコア７および第２ステータコア８と連結コア９とが結合し、第１ステータコア７と第２ステータコア８とが連結コア９により軸方向に接続される。 The second stator core 8 is provided with one or more attachment holes 16 opened in the axial direction. Although not shown in the figure, the first stator core 7 is similarly provided with a mounting hole 16. On the other hand, the connecting core 9 has one or more attachment protrusions 17 in both directions. The bidirectional attachment projections 17 are inserted into the attachment holes 16 of the first stator core 7 and the second stator core 8, respectively. Thereby, the first stator core 7 and the second stator core 8 and the connecting core 9 are coupled, and the first stator core 7 and the second stator core 8 are connected in the axial direction by the connecting core 9.
上述した極歯１０、１１ならびに補助極歯１２、１３の動作を図４を用いて詳細に説明する。図４は本実施の形態のステータの一部を切り取って図示した極歯部分の斜視図である。図中の第１ステータコア７と第２ステータコア８の間には連結コア９が配置されており、連結コア９の周囲には巻線４が紙面上下方向の磁束を発生するよう巻装されている。今、巻線４に上方向に磁束を発生するような電流を通電すると、第１ステータ極歯１０では極歯からロータへ流出する磁束が発生し、同時に第１ステータ補助極歯１２からもロータへ流出する磁束が発生する。逆に第２ステータ極歯１１および第２ステータ補助極歯１３ではロータから極歯へ流入する磁束が発生する。これら極歯によって発生する磁束は、ロータ表面に配置された磁石１５の間隔にほぼ等しい間隔で反転する磁界を構成し、ロータとの間でトルクを発生させる。 The operations of the pole teeth 10 and 11 and the auxiliary pole teeth 12 and 13 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of a pole tooth portion shown by cutting out a part of the stator according to the present embodiment. A connecting core 9 is disposed between the first stator core 7 and the second stator core 8 in the figure, and a winding 4 is wound around the connecting core 9 so as to generate a magnetic flux in the vertical direction of the drawing. . When a current that generates a magnetic flux upward is applied to the winding 4, a magnetic flux that flows from the pole teeth to the rotor is generated in the first stator pole teeth 10, and at the same time, the rotor is also output from the first stator auxiliary pole teeth 12. Magnetic flux that flows into On the contrary, the second stator pole teeth 11 and the second stator auxiliary pole teeth 13 generate magnetic flux flowing from the rotor to the pole teeth. The magnetic flux generated by these pole teeth constitutes a magnetic field that reverses at an interval substantially equal to the interval between the magnets 15 arranged on the rotor surface, and generates torque with the rotor.
なお、第１ステータ極歯１０、第２ステータ極歯１１、第１ステータ補助極歯１２、第２ステータ補助極歯１３は本実施の形態において等間隔に配置されているが、これらの間隔を不均一とすることによって、発生トルクのリップルを小さくすることができる。 The first stator pole teeth 10, the second stator pole teeth 11, the first stator auxiliary pole teeth 12, and the second stator auxiliary pole teeth 13 are arranged at equal intervals in the present embodiment. By making it non-uniform, the ripple of generated torque can be reduced.
以上のとおり、本実施の形態によれば、隣り合う第１ステータ極歯１０の間に形成された凹部に第２ステータ補助極歯１３が挿通され、隣り合う第２ステータ極歯１１の間に形成された凹部に第１ステータ補助極歯１２が挿通されるので、空間を有効に利用することができる。この結果、トルクの増大を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the second stator auxiliary pole teeth 13 are inserted into the recesses formed between the adjacent first stator pole teeth 10, and between the adjacent second stator pole teeth 11. Since the first stator auxiliary pole teeth 12 are inserted into the formed recesses, the space can be used effectively. As a result, torque can be increased.
また、巻線１４が同期電動機本体の外周部に露出しているので、巻線１４の冷却が容易になる。例えば、本実施の形態に係る同期電動機の全体を熱伝導性の高いアルミニウム等で構成された冷却スリーブの中に実装し、巻線１４のうち外周に露出した部分を冷却スリーブに密着させることとすれば、簡易な構成で効果的に巻線１４の発熱を冷却することができる。 Moreover, since the coil | winding 14 is exposed to the outer peripheral part of a synchronous motor main body, cooling of the coil | winding 14 becomes easy. For example, the whole synchronous motor according to the present embodiment is mounted in a cooling sleeve made of aluminum or the like having high thermal conductivity, and a portion of the winding 14 exposed on the outer periphery is brought into close contact with the cooling sleeve. Then, the heat generation of the winding 14 can be effectively cooled with a simple configuration.
また、連結コア９が第１ステータコア７または第２ステータコア８の内部に入り込むので、連結コア９と第１ステータコア７または第２ステータコア８との間で磁束が通りやすくなる。ただし、連結コア９と第１ステータコア７または第２ステータコア８とを結合する構造は、本実施の形態のものに限定されない。 Further, since the connecting core 9 enters the first stator core 7 or the second stator core 8, the magnetic flux easily passes between the connecting core 9 and the first stator core 7 or the second stator core 8. However, the structure which couple | bonds the connection core 9 and the 1st stator core 7 or the 2nd stator core 8 is not limited to the thing of this Embodiment.
第１ステータコア７と第２ステータコア８、その両者を接続する連結コア９の内部に生じる磁束は、ロータが回転しても常に同一の方向であるため、これらのコアの磁性材料として方向性珪素鋼板を使用することによって最大磁束密度を高く設定することができ、発生トルクを増大させることができる。 Since the magnetic flux generated in the first stator core 7 and the second stator core 8 and the connecting core 9 connecting both of them is always in the same direction even when the rotor rotates, the directional silicon steel sheet is used as the magnetic material of these cores. By using this, the maximum magnetic flux density can be set high, and the generated torque can be increased.
具体的には、本実施の形態において、第１ステータコア７および第２ステータコア８の内部には、主に径方向の磁束が発生する。従って、これらのコアを構成する磁性材料として、径方向に良好な特性を持つ方向性珪素鋼板を使用することができる。また、連結コア９の内部にも主に軸方向の磁束が発生するため、連結コア９の磁性材料として、軸方向に良好な特性を持つ方向性珪素鋼板を使用することができる。その結果、一般的に回転モータに利用される無方向性珪素鋼板に比べて、最大磁束密度を１０％程度高くして使用することができるため、発生トルクを大きくすることができる。 Specifically, in the present embodiment, a radial magnetic flux is mainly generated inside the first stator core 7 and the second stator core 8. Therefore, a directional silicon steel sheet having good characteristics in the radial direction can be used as the magnetic material constituting these cores. In addition, since axial magnetic flux is mainly generated inside the connecting core 9, a directional silicon steel sheet having good characteristics in the axial direction can be used as the magnetic material of the connecting core 9. As a result, it is possible to increase the generated torque because the maximum magnetic flux density can be increased by about 10% as compared with the non-oriented silicon steel plate generally used for a rotary motor.
（第２の実施の形態）
図１において、例えば第１ステータ極歯１０と第２ステータ補助極歯１３は近接した位置に配置されており、互いに逆極性に励磁されている。このため、両者の間を短絡して鎖交する磁束が発生しやすく、この短絡磁束はロータ表面の磁石を鎖交しないため、トルク発生に寄与しない。従って、短絡磁束が発生すると発生トルクが減少する。この問題は、本実施の形態に係る同期電動機により解決される。図５は、本実施の形態に係る同期電動機のステータの外観図である。なお、本実施の形態に係る同期電動機は、第１の実施の形態に係るものとほとんど同じであるので、重複する部分については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
(Second Embodiment)
In FIG. 1, for example, the first stator pole teeth 10 and the second stator auxiliary pole teeth 13 are arranged in close proximity and are excited to have opposite polarities. For this reason, the magnetic flux which short-circuits between both and interlinks is easy to generate | occur | produce, and since this short-circuit magnetic flux does not interlink the magnet of a rotor surface, it does not contribute to torque generation. Therefore, when the short-circuit magnetic flux is generated, the generated torque is reduced. This problem is solved by the synchronous motor according to the present embodiment. FIG. 5 is an external view of the stator of the synchronous motor according to the present embodiment. Since the synchronous motor according to the present embodiment is almost the same as that according to the first embodiment, the same reference numerals are used for overlapping portions, and description thereof is omitted.
図５に示されるとおり、本実施の形態のステータは、例えば第１ステータ極歯１０および第１ステータ補助極歯１２が一体となって構成する磁極部分に対して、径方向に磁束が発生するように巻装された補助巻線１８を備えている。ここで、補助巻線１８は、巻線１４と直列接続して、それぞれ同一の電流を通電することにより、上述した短絡磁束の発生を抑えることができる。なお、補助巻線１８の巻数は巻線１４に比較して少なくてよいので、補助巻線１８による発熱は十分に小さい。また、本実施の形態のように第１ステータ極歯１０および第１ステータ補助極歯１２に補助巻線１８を巻装した場合は、第２ステータ極歯１１および第２ステータ補助極歯１３によって構成される磁極には巻線を施す必要はない。 As shown in FIG. 5, the stator according to the present embodiment generates a magnetic flux in the radial direction with respect to a magnetic pole portion formed by integrating the first stator pole teeth 10 and the first stator auxiliary pole teeth 12, for example. The auxiliary winding 18 wound in this manner is provided. Here, the auxiliary winding 18 is connected in series with the winding 14 and can be supplied with the same current to suppress the occurrence of the short-circuit magnetic flux described above. Since the number of turns of the auxiliary winding 18 may be smaller than that of the winding 14, the heat generated by the auxiliary winding 18 is sufficiently small. Further, when the auxiliary winding 18 is wound around the first stator pole teeth 10 and the first stator auxiliary pole teeth 12 as in the present embodiment, the second stator pole teeth 11 and the second stator auxiliary pole teeth 13 There is no need to wind the constructed magnetic pole.
以上のとおり、本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
例えば、複数の第１ステータ極歯と、その凹部に配置された第２ステータ補助極歯は互いに逆極性に起磁力が働いており、かつ近接して配置されるため、これらの間を短絡する磁束が発生しやすい。このように短絡磁束が発生すると、本来は極歯からロータ表面の磁石に鎖交していた磁束が減少するためトルクが低下する。本実施の形態によれば、第１ステータ極歯と第２ステータ補助極歯との間に補助巻線を設けるので、それぞれの極歯を本来あるべき起磁力に励磁することによって短絡磁束の発生を抑えることができる。この結果、発生トルクの増大を図ることができる。 For example, since the plurality of first stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth arranged in the recesses have magnetomotive forces acting in opposite polarities and are arranged close to each other, they are short-circuited. Magnetic flux is easily generated. When the short-circuit magnetic flux is generated in this way, the torque is reduced because the magnetic flux originally linked from the pole teeth to the magnet on the rotor surface is reduced. According to the present embodiment, since the auxiliary winding is provided between the first stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth, a short-circuit magnetic flux is generated by exciting each pole tooth to a proper magnetomotive force. Can be suppressed. As a result, the generated torque can be increased.
７ 第１ステータコア、８ 第２ステータコア、９ 連結コア、１０ 第１ステータ極歯、１１ 第２ステータ極歯、１２ 第１ステータ補助極歯、１３ 第２ステータ補助極歯、１４ 巻線、１５ 磁石、１６ 取り付け穴部、１７ 取り付け突起部、１８ 補助巻線。 7 1st stator core, 8 2nd stator core, 9 connecting core, 10 1st stator pole tooth, 11 2nd stator pole tooth, 12 1st stator auxiliary pole tooth, 13 2nd stator auxiliary pole tooth, 14 winding, 15 magnet , 16 mounting hole, 17 mounting projection, 18 auxiliary winding.
Claims (4)
前記磁石に対向するとともに前記磁石のＮ極またはＳ極の配置間隔に対応した間隔で配置された凸形状の複数の第１ステータ極歯を持つ第１ステータコアと、
前記磁石に対向するとともに前記磁石のＮ極またはＳ極の配置間隔に対応した間隔で配置された凸形状の複数の第２ステータ極歯を持つ第２ステータコアと、
前記第１ステータコアと前記第２ステータコアとの間に配置され、前記第１ステータコアと前記第２ステータコアとを軸方向に接続する連結コアと、
前記第１ステータ極歯に軸方向に接続された磁路であって、隣り合う前記第２ステータ極歯の間の凹部に挿通された第１ステータ補助極歯と、
前記第２ステータ極歯に軸方向に接続された磁路であって、隣り合う前記第１ステータ極歯の間の凹部に挿通された第２ステータ補助極歯と、
前記連結コアに巻装され、軸方向に起磁力を発生させる巻線と、
を備え、
前記第１ステータ極歯と前記第１ステータ補助極歯とを囲うように巻装され、前記第１ステータ極歯と前記第２ステータ補助極歯との間に、かつ前記第１ステータ補助極歯と前記第２ステータ極歯との間に配置された補助巻線、または、前記第２ステータ極歯と前記第２ステータ補助極歯とを囲うように巻装され、前記第２ステータ極歯と前記第１ステータ補助極歯との間に、かつ前記第２ステータ補助極歯と前記第１ステータ極歯との間に配置された補助巻線を備えることを特徴とする同期電動機。 A rotor having magnets in which N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction and arranged at approximately equal intervals;
A first stator core having a plurality of convex first stator pole teeth facing the magnet and arranged at intervals corresponding to the arrangement interval of the N or S poles of the magnet;
A second stator core having a plurality of convex second stator pole teeth facing the magnet and arranged at intervals corresponding to the arrangement interval of the N or S poles of the magnet;
A connecting core that is disposed between the first stator core and the second stator core and connects the first stator core and the second stator core in the axial direction;
A magnetic path connected in an axial direction to the first stator pole teeth, and a first stator auxiliary pole tooth inserted into a recess between the adjacent second stator pole teeth;
A magnetic path connected in an axial direction to the second stator pole teeth, and a second stator auxiliary pole tooth inserted into a recess between the adjacent first stator pole teeth;
Winding wound around the connecting core and generating magnetomotive force in the axial direction;
Equipped with a,
Winding so as to surround the first stator pole teeth and the first stator auxiliary pole teeth, between the first stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth, and the first stator auxiliary pole teeth And the auxiliary stator disposed between the second stator pole teeth, or the second stator pole teeth wound around the second stator pole teeth and the second stator auxiliary pole teeth. A synchronous motor comprising an auxiliary winding disposed between the first stator auxiliary pole teeth and between the second stator auxiliary pole teeth and the first stator pole teeth .
前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアは、径方向に方向性を有する方向性磁性鋼板によって構成され、
前記連結コアは、軸方向に方向性を有する方向性磁性鋼板によって構成されることを特徴とする同期電動機。 The synchronous motor according to claim 1,
The first stator core and the second stator core are constituted by a directional magnetic steel sheet having directionality in a radial direction,
The connecting motor is constituted by a directional magnetic steel sheet having a directionality in an axial direction .
前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアが円周方向について等間隔に（３×ｐ）個に分割されたものであって、前記第１ステータ極歯および前記第２ステータ極歯の各々の数がｍであるとき、前記ロータに配置された磁極の数が、２×（ｍ−ｐ）または２×（ｍ＋ｐ）であることを特徴とする同期電動機。 The synchronous motor according to claim 1 or 2,
The first stator core and the second stator core are divided (3 × p) at equal intervals in the circumferential direction, and the number of each of the first stator pole teeth and the second stator pole teeth is When the number m is m, the number of magnetic poles arranged on the rotor is 2 × (m−p) or 2 × (m + p) .
前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアは、前記ロータの外周を囲うように設けられ、
前記第１ステータコアおよび前記第２ステータコアの周囲に非磁性の熱伝導性材料によって構成された冷却用スリーブを備え、
前記巻線は、前記冷却用スリーブに当接することを特徴とする同期電動機。 The synchronous motor according to any one of claims 1 to 3,
The first stator core and the second stator core are provided so as to surround an outer periphery of the rotor,
A cooling sleeve made of a nonmagnetic thermally conductive material around the first stator core and the second stator core;
The synchronous motor according to claim 1 , wherein the winding is in contact with the cooling sleeve .
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