JPH11136886A - Permanent magnet motor - Google Patents
Permanent magnet motorInfo
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- JPH11136886A JPH11136886A JP9295426A JP29542697A JPH11136886A JP H11136886 A JPH11136886 A JP H11136886A JP 9295426 A JP9295426 A JP 9295426A JP 29542697 A JP29542697 A JP 29542697A JP H11136886 A JPH11136886 A JP H11136886A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転子の永久磁石
をセグメント磁石により構成し、そこにスキュー着磁を
施した永久磁石形モータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet type motor in which a permanent magnet of a rotor is constituted by segment magnets and is subjected to skew magnetization.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】周知のように、永久磁
石形モータ、中でも突極構造を有するものにおいては、
突極を有する電機子鉄心と界磁部である永久磁石との間
の相対的な幾何学的位置関係によってリラクタンスが変
化し、磁極各部に作用する力が回転軸に対して非対称と
なるため、いわゆるコギングトルクが発生し、それがト
ルクむらや振動、騒音の原因となる。As is well known, in a permanent magnet type motor, particularly, a motor having a salient pole structure,
Since the reluctance changes due to the relative geometrical positional relationship between the armature core having salient poles and the permanent magnet which is the field part, the force acting on each part of the magnetic pole becomes asymmetric with respect to the rotation axis, A so-called cogging torque is generated, which causes uneven torque, vibration and noise.
【０００３】こうしたコギングトルクを低減する一つの
方法として、従来より、回転子永久磁石の異極間の境界
にスキューを設け、突極と永久磁石との間の幾何学的位
置関係を軸方向に対し平均化することが行われている。
例えば特開平２−７４１３６号公報には、回転子の磁極
数が４、固定子の突極数が６の永久磁石形モータにおい
て、セグメント磁石から構成された回転子の永久磁石に
回転軸方向に対して機械角４５［ｄｅｇ］一定のスキュ
ーを設ける手段が示されている。As one method of reducing such cogging torque, a skew has been conventionally provided at the boundary between different poles of the rotor permanent magnet, and the geometrical positional relationship between the salient poles and the permanent magnet has been changed in the axial direction. On the other hand, averaging is performed.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-74136 discloses that in a permanent magnet type motor in which the number of magnetic poles of the rotor is 4 and the number of salient poles of the stator is 6, the permanent magnet of the rotor composed of the segment magnets is rotated in the rotation axis direction. On the other hand, means for providing a skew with a constant mechanical angle of 45 [deg] is shown.
【０００４】この場合、スキュー着磁を施す永久磁石
は、その全周において均等な磁気特性を有する円環形状
であることが望ましい。しかし、高性能な焼結磁石であ
る異方性磁石を使用する場合、異方性の生成上の面、強
度面、歩留まりの面などから円環形状に構成することは
困難である。また、等方性磁石を使用する場合には、内
径略８０ｍｍ以下であれば円環形状に製作可能である
が、性能の面において異方性磁石よりも劣る。このた
め、負荷条件等から等方性磁石を採用でき、且つ回転子
内径が８０ｍｍ以下となるモータを除いては、回転子の
界磁部である永久磁石を周方向に分割したセグメント磁
石により構成せざるを得ない。In this case, it is desirable that the permanent magnet to be skew-magnetized has an annular shape having uniform magnetic characteristics over the entire circumference. However, when an anisotropic magnet that is a high-performance sintered magnet is used, it is difficult to form a ring shape from the viewpoint of anisotropic generation, strength, yield, and the like. When an isotropic magnet is used, it can be manufactured in an annular shape if the inner diameter is about 80 mm or less, but is inferior to an anisotropic magnet in terms of performance. For this reason, except for a motor in which an isotropic magnet can be adopted due to load conditions and the like, and the rotor inner diameter is 80 mm or less, a permanent magnet which is a field part of the rotor is constituted by a segment magnet divided in a circumferential direction. I have to do it.
【０００５】ところが、回転子の界磁部である永久磁石
をセグメント磁石により構成すると、各セグメント磁石
において、その周方向両端部の磁気特性がその周方向中
央部の磁気特性に比べて劣る。また、回転子にセグメン
ト磁石を取着する際にセグメント磁石同士が干渉するこ
とのないよう各セグメント間に隙間が必要となる。その
結果、１セグメント内に複数の磁極を形成すべくスキュ
ー着磁を施した場合、上記磁気特性の不均一やセグメン
ト間の隙間等により各磁極内の磁束密度分布が周方向に
対し非対称となり、スキューを設けたにもかかわらずコ
ギングトルクや振動、騒音が大きくなるという問題があ
った。However, when the permanent magnets, which are the field portions of the rotor, are constituted by segment magnets, the magnetic properties at both ends in the circumferential direction of each segment magnet are inferior to those at the center in the circumferential direction. Further, when attaching the segment magnets to the rotor, a gap is required between the segments so that the segment magnets do not interfere with each other. As a result, when skew magnetization is performed to form a plurality of magnetic poles in one segment, the magnetic flux density distribution in each magnetic pole becomes asymmetric with respect to the circumferential direction due to the non-uniformity of the magnetic characteristics and the gap between the segments, There is a problem that cogging torque, vibration, and noise increase despite the provision of skew.
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、回転子の界磁部をセグメント磁石によ
り構成した場合においても、低コギングトルク、低振
動、低騒音、低回転むらを実現できる永久磁石形モータ
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a low cogging torque, low vibration, low noise, and low rotation unevenness even when the field portion of the rotor is constituted by segment magnets. It is an object of the present invention to provide a permanent magnet type motor that can realize the above.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の永久磁石形モータは、界磁部が複数の永久
磁石セグメントを環状に配置して構成されている回転子
と、複数の突極に電機子巻線を巻回してなる固定子とを
有する永久磁石形モータであって、界磁部の突極対向面
に永久磁石セグメントの数の２以上の整数倍の数の磁極
が形成されると共に各磁極境界線が回転軸方向に対して
所定のスキュー角度をもつように永久磁石セグメントが
着磁され、且つその磁極境界線が永久磁石セグメント間
の境界と交差するものと交差しないものとでそのスキュ
ー角度が異なっていることを特徴とする（請求項１）。
斯様に構成すれば、スキュー角度に応じて各スキュー位
置における磁束密度の大きさを調整することができるの
で、永久磁石セグメントの周方向中央部と両端部とにお
ける磁気特性の違いや、永久磁石セグメント間の隙間部
分における磁束密度の低下を補償することができ、もっ
て磁極内の磁束密度分布を周方向に対して対称とするこ
とができる。In order to achieve the above object, a permanent magnet type motor according to the present invention comprises: a rotor having a field portion formed by arranging a plurality of permanent magnet segments in a ring; A permanent magnet type motor having a stator formed by winding armature windings on salient poles, wherein the number of magnetic poles is an integral multiple of 2 or more of the number of permanent magnet segments on the salient pole facing surface of the field part. The permanent magnet segments are magnetized so that each magnetic pole boundary line has a predetermined skew angle with respect to the rotation axis direction, and the magnetic pole boundary lines do not intersect with those that intersect the boundaries between the permanent magnet segments. The skew angle is different from the skew angle (claim 1).
With such a configuration, the magnitude of the magnetic flux density at each skew position can be adjusted according to the skew angle, so that the difference in magnetic characteristics between the circumferential center and both ends of the permanent magnet segment, It is possible to compensate for the decrease in the magnetic flux density in the gap between the segments, so that the magnetic flux density distribution in the magnetic pole can be made symmetric with respect to the circumferential direction.
【０００８】この場合、永久磁石セグメント間の境界と
交差する磁極境界のスキュー角度を、交差しない磁極境
界のスキュー角度よりも小さくすると良い（請求項
２）。斯様に構成すれば、磁束密度が低下する永久磁石
セグメント間においてはスキュー角度を小さくして磁束
密度の低下を抑制し、一方、磁束密度の低下がない周方
向中央部においてはスキュー角度を大きくするので、磁
極内の磁束密度分布を周方向に対し対称とすることがで
き、コギングトルクを最適に極小化することができる。In this case, the skew angle of the magnetic pole boundary that intersects with the boundary between the permanent magnet segments is preferably smaller than the skew angle of the magnetic pole boundary that does not intersect. With this configuration, the skew angle is reduced between the permanent magnet segments where the magnetic flux density is reduced to suppress the decrease in the magnetic flux density, while the skew angle is increased in the circumferential central portion where the magnetic flux density is not reduced. Therefore, the magnetic flux density distribution in the magnetic pole can be made symmetrical in the circumferential direction, and the cogging torque can be minimized optimally.
【０００９】さらに、各磁極は、回転位置検出器により
磁極検出が行われる部分の円周方向幅が略等しくなるよ
うに形成すると良い（請求項３）。斯様に構成すれば、
異なった傾斜角を有するスキューを設けても、回転位置
検出器により磁極検出が行われる部分の各磁極は全て等
幅になっているので、検出位相にずれが無く安定した位
置検出が可能となる。Further, each magnetic pole is preferably formed such that the circumferential width of a portion where the magnetic pole is detected by the rotational position detector is substantially equal. With such a configuration,
Even if skews having different inclination angles are provided, all the magnetic poles of the portion where the magnetic pole detection is performed by the rotational position detector have the same width, so that there is no shift in the detection phase, and stable position detection can be performed. .
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て、図１乃至図４を参照しながら説明する。図２と図３
は、夫々外転構造をなす永久磁石形モータの軸平行断面
図と軸直角断面図を示している。図示しない静止部位に
取り付けられた固定子１は、珪素鋼板を積層して構成さ
れる固定子コア２と、この固定子コア２の外縁部に形成
された等幅、等間隔の６つの突極３とにより構成されて
おり、この突極３には電機子巻線４が巻装されている。
固定子１の外周側には空隙５を隔てて略カップ形状をな
す回転子６が固定子１を包囲するように設けられてい
る。この回転子６は、磁気回路を形成する回転子ヨーク
７と、その回転子ヨーク７の円筒部内周面に取着されて
固定子１に対面する界磁部８とにより構成されており、
界磁部８は２つの略円弧状の永久磁石セグメント１１が
互いの間に隙間１２を保持した状態で構成されている。
そして、回転子６は回転子ヨーク７のカップ形状底部の
中心位置に固着された回転軸９に軸受１０を介して回転
自在に支持されている。なお、図示しないが、界磁部８
の回転軸方向両端部の内周面に対向して、回転位置を検
出するための磁気検出器が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3
1 shows an axially parallel sectional view and an axially perpendicular sectional view of a permanent magnet type motor having an abduction structure, respectively. A stator 1 attached to a stationary portion (not shown) includes a stator core 2 formed by stacking silicon steel plates, and six equal-width, equal-space salient poles formed on the outer edge of the stator core 2. The armature winding 4 is wound around the salient pole 3.
A rotor 6 having a substantially cup shape is provided on the outer peripheral side of the stator 1 with a gap 5 therebetween so as to surround the stator 1. The rotor 6 includes a rotor yoke 7 forming a magnetic circuit, and a field portion 8 attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor yoke 7 and facing the stator 1.
The field portion 8 is configured such that two substantially arc-shaped permanent magnet segments 11 hold a gap 12 therebetween.
The rotor 6 is rotatably supported via a bearing 10 on a rotating shaft 9 fixed to the center position of the cup-shaped bottom of the rotor yoke 7. Although not shown, the field portion 8
A magnetic detector for detecting the rotational position is provided opposite to the inner peripheral surfaces at both ends in the rotation axis direction.
【００１１】さらに、回転子６の永久磁石配置部分の周
方向展開図である図１を参照してその着磁構造について
説明する。２つの永久磁石セグメント１１から構成され
る界磁部８には、２つのＮ極と２つのＳ極が磁極として
形成されており、その磁極境界にはコギングトルクを低
減させるためのスキュー１３、１４が設けられている。
このうちスキュー１３は、永久磁石セグメント１１の周
方向中央部を通り、回転軸方向に対して４０［ｄｅｇ］
のスキュー角度を有して位置している。また、スキュー
１４は永久磁石セグメント１１の間の隙間１２をその中
点部分で斜めに交差するように位置し、回転軸方向に対
し３０［ｄｅｇ］のスキュー角度を有している。つま
り、永久磁石セグメント１１の境界と交差する磁極境界
（スキュー１４）のスキュー角度が、交差しない磁極境
界（スキュー１３）のスキュー角度よりも小さくなるよ
うに構成されている。Further, the magnetized structure of the rotor 6 will be described with reference to FIG. Two N poles and two S poles are formed as magnetic poles in the field portion 8 composed of the two permanent magnet segments 11, and skews 13, 14 for reducing cogging torque are provided at the magnetic pole boundaries. Is provided.
The skew 13 passes through the central portion in the circumferential direction of the permanent magnet segment 11 and is 40 [deg] with respect to the rotation axis direction.
Are located with a skew angle of The skew 14 is positioned so as to obliquely intersect the gap 12 between the permanent magnet segments 11 at the midpoint thereof, and has a skew angle of 30 [deg] with respect to the rotation axis direction. That is, the skew angle of the magnetic pole boundary (skew 14) that intersects with the boundary of the permanent magnet segment 11 is smaller than the skew angle of the magnetic pole boundary (skew 13) that does not intersect.
【００１２】次に本実施例の作用について図４をも参照
して説明する。図４は空隙５における磁束密度分布を示
したもので、その横軸は周方向の角度（電気角）を表
し、その縦軸は磁束密度を表している。ここで、太実線
は本実施例の空隙磁束密度分布を表し、細実線は全ての
磁極境界のスキュー角度を３０［ｄｅｇ］一定とした場
合（以下、従来例と称す）の空隙磁束密度分布を表して
いる。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the magnetic flux density distribution in the air gap 5, in which the horizontal axis represents the angle in the circumferential direction (electrical angle) and the vertical axis represents the magnetic flux density. Here, the thick solid line represents the air gap magnetic flux density distribution of the present embodiment, and the thin solid line represents the air gap magnetic flux density distribution when the skew angles of all the magnetic pole boundaries are fixed at 30 [deg] (hereinafter referred to as a conventional example). Represents.
【００１３】前述のように、永久磁石セグメント１１は
その周方向中央部に比べ両端部における起磁力が低下す
る傾向を有すると共に、界磁部８をこの永久磁石セグメ
ント１１により構成した場合、寸法精度の制約から永久
磁石セグメント１１相互間に起磁力の無い隙間１２が生
じてしまう。その結果、等角度のスキューにより回転軸
方向に対して斜めに磁化された従来例の磁極において
は、隙間１２と交差している部分と交差していない部分
とで磁束密度に偏りが生じ、周方向の対称性が失われ
る。図４における従来例の波形が歪んでいるのはこのた
めであり、この場合均等な起磁力をもつ円環状磁石の磁
束密度波形には本来含まれることのない偶数次（２次、
４次、…）高調波成分が磁束密度波形に重畳する。As described above, the permanent magnet segment 11 has a tendency that the magnetomotive force at both ends thereof is lower than that at the center in the circumferential direction, and when the field portion 8 is constituted by the permanent magnet segment 11, the dimensional accuracy is reduced. , A gap 12 having no magnetomotive force is generated between the permanent magnet segments 11. As a result, in the conventional magnetic pole magnetized obliquely with respect to the rotation axis direction due to skew at equal angles, the magnetic flux density is deviated at a portion that intersects with the gap 12 and at a portion that does not intersect. The direction symmetry is lost. This is why the waveform of the conventional example shown in FIG. 4 is distorted. In this case, the even-order (second-order, second-order, etc.) which is not originally included in the magnetic flux density waveform of the annular magnet having a uniform magnetomotive force.
4th,...) Harmonic components are superimposed on the magnetic flux density waveform.
【００１４】さて、コギングトルクは空隙５における磁
気エネルギー変動に起因して発生する。この磁気エネル
ギーは周知のように磁束密度の２乗に比例するので、空
隙磁束密度を各次高調波成分の和として表し、２乗演算
の結果生じる磁気エネルギーの高調波次数を考える。な
お、２乗演算においては、ｍ次成分とｎ次成分の乗算に
より（ｍ＋ｎ）次と（ｍ−ｎ）次の２つの成分が生じる
ことに留意する。The cogging torque is generated due to the magnetic energy fluctuation in the air gap 5. Since this magnetic energy is proportional to the square of the magnetic flux density as is well known, the air gap magnetic flux density is expressed as the sum of each harmonic component, and the harmonic order of the magnetic energy resulting from the square operation is considered. It should be noted that, in the square operation, two components of (m + n) order and (mn) order are generated by multiplying the m order component and the n order component.
【００１５】上述のように、円環状磁石における磁束密
度波形には一般に奇数次成分しか含まれていないので、
２乗計算の結果偶数次の磁気エネルギー成分のみ現れ
る。これに対し、永久磁石セグメント１１に等角度スキ
ューを施した従来例においては、その磁束密度波形に奇
数次、偶数次両成分が含まれるため、２乗計算の結果偶
数次のみならず奇数次の磁気エネルギー成分も現れる。As described above, since the magnetic flux density waveform of the toroidal magnet generally contains only odd-order components,
As a result of the square calculation, only even-order magnetic energy components appear. On the other hand, in the conventional example in which the permanent magnet segment 11 is subjected to the equal angle skew, since the magnetic flux density waveform includes both odd-order and even-order components, the square calculation results in not only the even-order but also the odd-order. A magnetic energy component also appears.
【００１６】ところで、次の（１）式を満たす磁気エネ
ルギー成分が存在する場合にはコギングトルクが発生す
る。 Ａ×Ｂ／２×ｎ＝ＢとＣの公倍数 …（１） ただし、Ａ：磁気エネルギーの次数 Ｂ：磁極数 Ｃ：突極数 ｎ：自然数When a magnetic energy component satisfying the following equation (1) exists, a cogging torque is generated. A × B / 2 × n = common multiple of B and C (1) where A: degree of magnetic energy B: number of magnetic poles C: number of salient poles n: natural number
【００１７】典型的な例として、磁極数４、突極数３の
構成、或いは磁極数２、突極数３の構成を考えると、円
環状磁石を用いた場合には６次（ｎ＝１）の磁気エネル
ギー成分の存在によりコギングトルクが発生するが、上
記従来例においては６次（ｎ＝１）の磁気エネルギー成
分の他、さらに３次（ｎ＝２）の磁気エネルギー成分の
存在により新たなコギングトルクが発生することにな
る。つまり、永久磁石セグメント１１に等角度スキュー
を施した従来例においては、磁束密度波形が全高調波を
含むために、その２乗関係にある磁気エネルギー成分に
も奇数次の変動が重畳して現れ、それがコギングトルク
を増大させてしまう。As a typical example, considering a configuration having four magnetic poles and three salient poles, or a configuration having two magnetic poles and three salient poles, when an annular magnet is used, a sixth order (n = 1) is used. )), A cogging torque is generated due to the presence of the third-order (n = 2) magnetic energy component in addition to the sixth-order (n = 1) magnetic energy component. A large cogging torque is generated. That is, in the conventional example in which the permanent magnet segments 11 are equiangularly skewed, since the magnetic flux density waveform includes all harmonics, odd-order fluctuations also appear in the squared magnetic energy components. , Which increases the cogging torque.
【００１８】スキューは、本来、同一の回転軸方向線上
に異極を重ねることにより軸方向の磁束密度分布を平均
化し、もって磁束密度の高調波成分を減少させることを
目的とする。この場合、高調波成分のみならず基本波成
分も減少し、またスキュー角度が大きいほど磁束密度の
低下も大きくなる。本発明は、このスキューの特性を本
来的なコギングトルクの抑制のみならず、磁石の構造上
現れる起磁力の偏りを補償するために利用する。The purpose of skew is to average the magnetic flux density distribution in the axial direction by superimposing different poles on the same rotation axis line, thereby reducing harmonic components of the magnetic flux density. In this case, not only the harmonic component but also the fundamental component is reduced, and the larger the skew angle, the greater the decrease in magnetic flux density. The present invention uses this skew characteristic not only to suppress the inherent cogging torque but also to compensate for the bias of the magnetomotive force appearing in the structure of the magnet.
【００１９】本実施例のように、永久磁石セグメント１
１の境界と交差するスキュー１４のスキュー角度を、交
差しないスキュー１３のスキュー角度よりも小さくなる
ように構成すると、起磁力の低下している永久磁石セグ
メント１１の境界部分においてはその低下を抑えること
ができ、起磁力の劣化がない永久磁石セグメント１１の
周方向中央部においては本来的なコギングトルクを抑制
するため高調波成分を含む磁束密度を低下させる。その
結果、磁束密度分布の歪みが補償され、図４の太実線に
示すように正弦波に近い磁束密度波形が得られる。従っ
て、従来例において見られた磁束密度の偶数次成分は低
減或いは消滅し、磁束密度と２乗関係にある磁気エネル
ギーからはその奇数次成分が消滅する。これにより、
（１）式の条件を満たす磁気エネルギー成分の種類が減
少し、その減少した分コギングトルクも抑制される。前
述の例においては、３次（ｎ＝２）の磁気エネルギー成
分に対応したコギングトルクが低減或いは消滅すること
になる。なお、スキュー１３とスキュー１４の各スキュ
ー角は、永久磁石セグメント１１の磁気特性、隙間１２
の幅、又は着磁波形等に応じて適宜設定すれば良い。As in this embodiment, the permanent magnet segment 1
If the skew angle of the skew 14 that intersects the boundary 1 is set smaller than the skew angle of the skew 13 that does not intersect, the decrease is suppressed at the boundary portion of the permanent magnet segment 11 where the magnetomotive force is reduced. In the central part in the circumferential direction of the permanent magnet segment 11 where the magnetomotive force does not deteriorate, the magnetic flux density including harmonic components is reduced in order to suppress the inherent cogging torque. As a result, the distortion of the magnetic flux density distribution is compensated, and a magnetic flux density waveform close to a sine wave is obtained as shown by the thick solid line in FIG. Therefore, the even-order component of the magnetic flux density seen in the conventional example is reduced or eliminated, and the odd-order component is eliminated from the magnetic energy having a square relationship with the magnetic flux density. This allows
The number of types of magnetic energy components satisfying the condition of the expression (1) is reduced, and the cogging torque is suppressed by the reduced amount. In the above-described example, the cogging torque corresponding to the tertiary (n = 2) magnetic energy component is reduced or eliminated. The skew angles of the skew 13 and the skew 14 are determined by the magnetic characteristics of the permanent magnet segment 11 and the gap 12.
May be set as appropriate according to the width of the magnet or the magnetized waveform.
【００２０】以上述べたように本実施例によれば、スキ
ューの傾斜角の増加とともに磁束密度が低下するという
特性を利用すべく、永久磁石セグメント１１の境界と交
差する磁極境界（スキュー１４）のスキュー角度を、交
差しない磁極境界（スキュー１３）のスキュー角度より
も小さくなるように構成した。その結果、複数の永久磁
石セグメント１１により構成した不均等な磁気特性を有
する界磁部８であっても、各磁極内及び隣接する磁極同
士が均等な磁気特性となるよう磁束密度を補正すること
ができ、不均等な磁気特性により生じるコギングトルク
や振動、騒音等を抑えることができる。また、本実施例
では磁極境界がスキュー構造を有しているので、正弦波
着磁がされていないことに基づく本来的なコギングトル
クも低減することができる。As described above, according to this embodiment, the magnetic pole boundary (skew 14) intersecting with the boundary of the permanent magnet segment 11 is used in order to take advantage of the characteristic that the magnetic flux density decreases as the inclination angle of the skew increases. The skew angle is configured to be smaller than the skew angle of the magnetic pole boundary (skew 13) that does not intersect. As a result, even in the field portion 8 having the non-uniform magnetic characteristics constituted by the plurality of permanent magnet segments 11, the magnetic flux density is corrected so that the magnetic characteristics within each magnetic pole and adjacent magnetic poles have the same magnetic characteristics. Thus, cogging torque, vibration, noise, and the like caused by uneven magnetic characteristics can be suppressed. Further, in the present embodiment, since the magnetic pole boundary has a skew structure, the original cogging torque based on the absence of sine wave magnetization can be reduced.
【００２１】次に、本発明の第２実施例について図５を
参照しながら説明する。図５は界磁部８の周方向への展
開を示したものである。２つの永久磁石セグメント１１
から構成される界磁部８には、２つのＮ極と２つのＳ極
が形成されており、その磁極境界にはコギングトルクを
低減させるためのスキュー１５、１６が設けられてい
る。そして、磁気検出器と対向するこれらスキュー１
５、１６の一端においては回転軸方向に平行となるスキ
ュー１７、１８が夫々設けられている。このうちスキュ
ー１５は、永久磁石セグメント１１の周方向中央部を通
り、回転軸方向に対して４０［ｄｅｇ］のスキュー角度
を有して位置している。また、スキュー１６は永久磁石
セグメント１１の間の隙間１２をその中点部分で斜めに
交差するように位置し、回転軸方向に対して３０［ｄｅ
ｇ］のスキュー角度を有している。さらに、スキュー１
７、１８により区切られた磁気検出対象部の磁極幅ＷN
とＷSは等しくなるよう構成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the development of the field portion 8 in the circumferential direction. Two permanent magnet segments 11
Are formed with two north poles and two south poles, and skews 15 and 16 for reducing cogging torque are provided at the boundaries of the magnetic poles. These skews 1 facing the magnetic detector
Skews 17 and 18 that are parallel to the rotation axis direction are provided at one end of each of 5 and 16. The skew 15 is located at a skew angle of 40 [deg] with respect to the rotation axis direction, passing through the central portion in the circumferential direction of the permanent magnet segment 11. The skew 16 is positioned so as to obliquely intersect the gap 12 between the permanent magnet segments 11 at the center point thereof, and is 30 [de] with respect to the rotation axis direction.
g]. Furthermore, skew 1
Magnetic pole width WN of the magnetic detection target section separated by 7 and 18
And WS are equal.
【００２２】本第２実施例によれば、第１実施例と同様
の効果を有する外、界磁部８において、磁器検出器が近
接する磁極部分の円周方向幅を等しく形成したことによ
り、スキューの角度が一定でないにもかかわらず検出位
相がずれることなく安定した磁極位置の検出が可能とな
る。According to the second embodiment, in addition to having the same effects as the first embodiment, the circumferential width of the magnetic pole portion in which the porcelain detector is close in the field portion 8 is made equal. Even when the skew angle is not constant, the detection of the magnetic pole position can be performed stably without the detection phase being shifted.
【００２３】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば内転形のモータ構
造や、界磁部８をさらに多数の永久磁石セグメント１１
から構成した場合であっても同様に適用でき、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができ
る。また、突極という概念は、円周に多数のスロットを
有する固定子鉄心にコイルを分布巻きした場合の構成に
おいては、コイル辺間の鉄心部分をいう。The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings. For example, an adduction type motor structure and the
The present invention can be applied in the same manner even if it is configured from, and can be implemented with various changes without departing from the gist thereof. Also, the concept of salient poles refers to an iron core portion between coil sides in a configuration in which coils are wound around a stator iron core having a large number of slots on the circumference.
【００２４】[0024]
【発明の効果】請求項１の発明では、回転子の界磁部を
複数の永久磁石セグメントから構成し、その界磁部の突
極対向面にスキュー着磁を施して永久磁石セグメントの
数の２以上の整数倍の数の磁極を形成するとともに、磁
極境界が永久磁石セグメント間の境界と交差するものと
交差しないものとで夫々異なったスキュー角度を設定し
た。斯様に構成すれば、スキュー角度に応じて磁極境界
部分における磁束密度の大きさを調整できるので、永久
磁石セグメント内における磁気特性の違いや、永久磁石
セグメント間の隙間部分における磁束密度の低下による
各磁極への影響を補償することができる。また、スキュ
ーの作用により、正弦波着磁がされていないことに基づ
く本来的なコギングトルクを低減できる。According to the first aspect of the present invention, the field portion of the rotor is constituted by a plurality of permanent magnet segments, and the surface of the field portion facing the salient poles is skew-magnetized to reduce the number of permanent magnet segments. The number of magnetic poles is an integral multiple of two or more, and different skew angles are set depending on whether the magnetic pole boundary crosses the boundary between the permanent magnet segments or not. With such a configuration, the magnitude of the magnetic flux density at the magnetic pole boundary can be adjusted according to the skew angle. The influence on each magnetic pole can be compensated. In addition, due to the effect of the skew, it is possible to reduce the original cogging torque based on the fact that the sine wave is not magnetized.
【００２５】請求項２の発明では、永久磁石セグメント
間の境界と交差する磁極境界のスキュー角度を、交差し
ない磁極境界のスキュー角度よりも小さく設定した。斯
様に構成すれば、永久磁石セグメント間の境界における
磁束密度の低下を補償し、磁極内の磁束密度分布を周方
向に対し対称とすることができる。そして、本来的なス
キュー効果も併せて作用するので、セグメント磁石を採
用した場合であってもコギングトルク、振動、騒音、回
転むらを最適に極小化することができる。According to the second aspect of the present invention, the skew angle of the magnetic pole boundary that intersects with the boundary between the permanent magnet segments is set smaller than the skew angle of the magnetic pole boundary that does not intersect. With this configuration, it is possible to compensate for the decrease in the magnetic flux density at the boundary between the permanent magnet segments and to make the magnetic flux density distribution in the magnetic pole symmetrical in the circumferential direction. Then, since the inherent skew effect also works, cogging torque, vibration, noise, and uneven rotation can be optimally minimized even when a segment magnet is employed.
【００２６】請求項３の発明では、各磁極を、回転位置
検出器により磁極検出が行われる部分の円周方向幅が略
等しくなるように形成した。斯様に構成すれば、回転位
置検出器により磁極検出が行われる部分の各磁極は全て
等幅になっているので、各スキューの角度が異なってい
る場合においても検出位相にずれが無く安定した位置検
出が可能となる。According to the third aspect of the present invention, each magnetic pole is formed such that the circumferential width of a portion where the magnetic pole is detected by the rotational position detector is substantially equal. With such a configuration, all the magnetic poles in the portion where the magnetic pole detection is performed by the rotational position detector are all equal in width, so that even when the angles of the respective skews are different, there is no deviation in the detection phase and stable. Position detection becomes possible.
【図１】本発明の第１実施例を示す回転子の永久磁石配
置部分の展開図FIG. 1 is an exploded view of a permanent magnet arrangement portion of a rotor showing a first embodiment of the present invention.
【図２】永久磁石形モータの軸平行断面図FIG. 2 is an axially parallel sectional view of a permanent magnet type motor.
【図３】永久磁石形モータの軸直角断面図FIG. 3 is a sectional view of a permanent magnet type motor at right angles to the axis.
【図４】空隙の磁束密度分布を示す図FIG. 4 is a diagram showing a magnetic flux density distribution in a gap;
【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
１は固定子、３は突極、６は回転子、８は界磁部、１１
は永久磁石セグメント、１２は隙間、１３〜１８はスキ
ューである。1 is a stator, 3 is a salient pole, 6 is a rotor, 8 is a field part, 11
Is a permanent magnet segment, 12 is a gap, and 13 to 18 are skews.
Claims (3)
状に配置して構成されている回転子と、複数の突極に電
機子巻線を巻回してなる固定子とを有する永久磁石形モ
ータにおいて、前記界磁部の前記突極対向面に前記永久
磁石セグメントの数の２以上の整数倍の数の磁極が形成
されると共に各磁極境界線が回転軸方向に対して所定の
スキュー角度をもつように前記永久磁石セグメントが着
磁され、且つその磁極境界線が前記永久磁石セグメント
間の境界と交差するものと交差しないものとでそのスキ
ュー角度が異なっていることを特徴とする永久磁石形モ
ータ。1. A permanent magnet type having a rotor in which a field portion is configured by arranging a plurality of permanent magnet segments in an annular shape, and a stator in which an armature winding is wound around a plurality of salient poles. In the motor, magnetic poles are formed on the surface of the field portion facing the salient poles at an integral multiple of two or more of the number of the permanent magnet segments, and each magnetic pole boundary line has a predetermined skew angle with respect to the rotation axis direction. Wherein the permanent magnet segments are magnetized so as to have a skew angle different between those whose magnetic pole boundary lines intersect and do not cross the boundaries between the permanent magnet segments. Shaped motor.
磁極境界のスキュー角度が、交差しない磁極境界のスキ
ュー角度よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の
永久磁石形モータ。2. The permanent magnet type motor according to claim 1, wherein a skew angle of a magnetic pole boundary intersecting a boundary between the permanent magnet segments is smaller than a skew angle of a non-intersecting magnetic pole boundary.
出が行われる部分の円周方向幅が略等しくなるように形
成されていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石
形モータ。3. The permanent magnet type motor according to claim 1, wherein each magnetic pole is formed so that a circumferential width of a portion where a magnetic pole is detected by a rotational position detector is substantially equal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9295426A JPH11136886A (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Permanent magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9295426A JPH11136886A (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Permanent magnet motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11136886A true JPH11136886A (en) | 1999-05-21 |
Family
ID=17820458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9295426A Pending JPH11136886A (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Permanent magnet motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11136886A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6876115B2 (en) | 2003-02-14 | 2005-04-05 | Kabushiki Kaisha Moric | Magnetic field type of rotary electric apparatus |
| WO2008031726A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Continental Automotive Gmbh | Permanent-magnet synchronous machine |
| JP2012222909A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Asmo Co Ltd | Motor |
| EP3367540A1 (en) | 2017-02-28 | 2018-08-29 | Nidec Corporation | Motor |
| US10186360B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-01-22 | Tdk Corporation | Arcuate magnet piece, permanent magnet piece, permanent magnet assembly, permanent magnet application device, and motor |
-
1997
- 1997-10-28 JP JP9295426A patent/JPH11136886A/en active Pending
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| EP3866306A1 (en) | 2014-03-27 | 2021-08-18 | TDK Corporation | Permanent magnet piece, permanent magnet assembly, permanent-magnet application device, and motor |
| EP3367540A1 (en) | 2017-02-28 | 2018-08-29 | Nidec Corporation | Motor |
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