JPS6260906B2 - - Google Patents

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JPS6260906B2
JPS6260906B2 JP56069406A JP6940681A JPS6260906B2 JP S6260906 B2 JPS6260906 B2 JP S6260906B2 JP 56069406 A JP56069406 A JP 56069406A JP 6940681 A JP6940681 A JP 6940681A JP S6260906 B2 JPS6260906 B2 JP S6260906B2
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JP
Japan
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rotor
permanent magnets
core
iron core
axis
Prior art date
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Expired
Application number
JP56069406A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57186966A (en
Inventor
Hisaya Sasamoto
Kunio Myashita
Hiroshi Sugai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS57186966A publication Critical patent/JPS57186966A/ja
Publication of JPS6260906B2 publication Critical patent/JPS6260906B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、界磁磁石として永久磁石を用いた同
期電動機の回転子に関する。
従来、永久磁石式同期電動機の回転子として
は、始動用かご形導体を有する回転子鉄心の内部
に永久磁石を埋め込んだ構成のものが多く用いら
れている。この種電動機は、上記かご形導体によ
り誘導電動機として始動し、同期引き入れ後は上
記永久磁石の磁束を利用して同期運転される。
このような永久磁石式同期電動機の回転子は第
1図に示すように構成されている。すなわち、同
図において、1は回転子鉄心で、外周に近い部分
にかご形導体2が配置され、該導体2より内側の
部分に永久磁石3が埋め込まれている。4は永久
磁石3の間に設けられた磁束漏洩防止用の切抜き
部、5は軸方向のかしめピンである。6は回転軸
で、上記回転子鉄心1に固く嵌合されている。こ
の回転子は、図示しない固定子鉄心、ハウジン
グ、エンドブラケツト等で構成される固定子の内
側に、これも図示しないベアリングを介して回転
自在に装着される。
しかし、この構成では、永久磁石3が回転子鉄
心1の内部に埋め込まれているため、磁極面積を
大きくするためには必然的に回転子外径を大かく
する必要があり、電動機全体が寸法的に大きくな
つてしまう。また、製作上も、回転子鉄心1にあ
らかじめ磁石装着用の空間を打ち抜いておき、鉄
心積層後に永久磁石3を挿入しなければならない
ため、工数を多く要し、コスト高になるという欠
点があつた。
上記欠点を補う対策の1つとして、かご形導体
を有する回転子鉄心の外周面に円弧状永久磁石を
貼りつけることも考案されたが、この考案は、磁
石取付け作業の簡易化によつて工数の低減が図れ
る反面、回転子鉄心と固定子鉄心との間の実質空
隙長が大となるため、始動特性の大幅低下を招く
欠点を有している。
これら従来技術の欠点を解消するため、さきに
本発明者らによつて提案された永久磁石式同期電
動機の回転子を第2図に示す。これは、永久磁石
3とかご形導体2とが同一径上にくるように、回
転子鉄心1の外周面に設けた溝内に1極当り複数
個(図示例では2個)に分割された永久磁石3を
分散配置し、これら永久磁石間の鉄心部分中にか
ご形導体2を配置することにより、磁石の取付け
を容易にして工数を低減するとともに、必要な始
動トルクの確保を図つたものであるが、運転特性
および始動特性については未だ改善の余地が残さ
れていた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を補
うとともに、さきの提案に比べて運転特性および
始動特性をさらに改善することができる永久磁石
式同期電動機の回転子を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、回転子鉄心
の外周面上に1極当り複数個の永久磁石を分散配
置し、これら永久磁石間の鉄心部分中にかご形導
体を配置したものにおいて、回転子の隣接極間に
ある鉄心部分と固定子鉄心との間の空隙長をg1
し、1極中の永久磁石間にある鉄心部分と固定子
鉄心との間の空隙長をg2とするとき、この両空隙
長の比がg2/g1>1となるように構成したことを
特徴とする。
以下、図面を引用して本発明の実施例を説明す
る。
第3図は本発明の一実施例を示す図で、第1,
2図と同一符号は対応する部分を示している。
構成から説明すると、永久磁石3は回転子鉄心
1の外周面の溝に1個づつ挿入され、接着剤等に
よつて固着される。図示例は4極機の場合で、永
久磁石3は1極当り2個に分割して配置されてい
るが、本発明は極数に限定なく、4極機以外にも
適用できる。また、1極当りの磁石分割数も2個
に限定されるものでなく、2個以上何個でも良
い。なお、第3図にN、Sの記号を付して示した
ように、1極分を構成する永久磁石3は同極性
に、隣接する極の永久磁石3は互いに異極性に着
磁される。図示例では、d軸(直軸)を挾んで配
置された2個の磁石が1極分で同極性に着磁さ
れ、またq軸(横軸)を挾んだ右2個と左2個の
磁石が隣接極を構成するように互いに異極性に着
磁されている。
ここで、回転子鉄心1は、回転子の隣接極間、
すなわち図のq軸上にある鉄心部分と固定子鉄心
7との間の空隙長をg1とし、1極中の永久磁石
間、すなわち図のd軸上にある鉄心部分と固定子
鉄心7との間の空隙長をg2とするとき、この両空
隙長の比がg2/g1>1となるように、d軸上の鉄
心部外径をq軸上の鉄心部外径より若干小さく構
成されている。この回転子鉄心1は、通常のかご
形誘導電動機用の回転子鉄心の外周面に永久磁石
3を装着するための溝加工およびそれぞれの空隙
長を所定寸法とするための鉄心部外径の切欠き加
工を施して製作しても良いし、あらかじめ第3図
に示すような所定の形状および寸法に打ち抜かれ
た鉄板を積層して組立てても良い。
2は隣接する永久磁石3の間の鉄心部分中に配
置されたかご形導体であり、図では1つの鉄心部
分に2個づつ設けられているが、1個以上であれ
ば良い。このかご形導体2は、誘導電動機用かご
形巻線と同様に、銅、アルミニウム等のような良
導電性材料で作られる。図示はしないが、このか
ご形導体2は、閉回路を構成するように、軸方向
両端で良導電性のエンドリングに接続されている
ことは言うまでもない。かご形導体2とエンドリ
ングとをアルミニウム製とする場合、これら両部
分をダイカストにより一体化して形成できること
も誘導電動機の場合と同様である。
固定子鉄心7には回転磁界を発生するためのス
ロツトおよび巻線が設けられているが、図示を省
略した。
本実施例のようにd軸上の空隙長g2をq軸上の
空隙長g1よりも大きくすれば、空隙長g1と空隙長
g2とが等しい第2図の構造のものに比べ、永久磁
石3のN極より、固定子巻線を切ることなく、d
軸上の鉄心部分を通つて同一磁石のS極に達する
漏れ磁束を減少させることができるので、磁束の
利用率が良くなる。また、d軸リアクタンスとq
軸リアクタンスとを異ならせることができるの
で、反作用トルクの増大も期待でき、相まつて、
電動機の最大出力の増大、効率および力率の向上
など、運転特性の改善を図ることができる。
第4図4実験により得られた特性値の一例を示
し、q軸上の空隙長g1とd軸上の空隙長g2とを等
しくしたものを比較すると、たとえば空隙長g2
空隙長g2の2倍に拡げたものでは、最大出力は29
%増大し、効率は5.8%、力率は16.5%それぞれ
向上している。
本図からはg2/g1を大きくすればするほど好結
果が得られることがわかるが、g2/g1=8以上で
は1極中の永久磁石間にかご形導体2を設けるこ
とが寸法的に不可能となるので、実用的にはg2
g1=2〜8が適当な範囲である。
また、第5図は始動特性の実験結果の一例を示
す図で、Aはg2/g1=1.0とした場合の特性曲
線、Bはg2/g1=2.0とした場合の特性曲線であ
る。すなわち後者の方が、回転数上昇過程でのト
ルク落込みの小ない、より良好な始動特性を有し
ていると言える。
本発明の実施に当つては、第3図に示すように
q軸上の鉄心部外径を永久磁石3の外径と等しく
したままd軸上の鉄心部外径をより小さくして
も、逆にd軸上の鉄心部外径を永久磁石3の外径
と等しくしたままq軸上の鉄心部外径をより大き
くしても、効果は実質的に変わりなく、後者の場
合、漏れ磁束の成分が前者と若干異なるところか
ら、第4図の実験結果とは特性値が若干異なるだ
けである。
以上の説明で明らかなように本発明は、永久磁
石を回転子鉄心の外周面に装着したことから、組
立が容易でコスト低減を図ることができ、かつd
軸上の空隙長g2をq軸上の空隙長g1よりも大きく
したことによつて、第2図に示した従来例に比
べ、電動機の運転特性および始動特性を大幅に改
善できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は永久磁石式同期電動機用回転子の従来
例の断面図、第2図は改良された従来例の断面
図、第3図は本発明の一実施例の断面図、第4図
は本発明による回転子の運転特性試定結果の一例
を示す図表、第5図は同じく始動特性試験結果の
一例を示す線図である。 1……回転子鉄心、2……かご形導体、3……
永久磁石、7……固定子鉄心。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転子鉄心の外周面上に1極当り複数個の永
    久磁石を分散配置し、これら永久磁石間の鉄心部
    分中にかご形導体を配置したものにおいて、回転
    子の隣接極間にある鉄心部分と固定子鉄心との間
    の空隙長をg1とし、1極中の永久磁石間にある鉄
    心部分と固定子鉄心との間の空隙長をg2とすると
    き、この両空隙長の比がg2/g1>1となるように
    構成したことを特徴とする永久磁石式同期電動機
    の回転子。 2 上記空隙長の比がg2/g1=2〜8であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の永久磁
    石式同期電動機の回転子。
JP56069406A 1981-05-11 1981-05-11 Rotor for permanent-magnet type synchronous motor Granted JPS57186966A (en)

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JP56069406A JPS57186966A (en) 1981-05-11 1981-05-11 Rotor for permanent-magnet type synchronous motor

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JPS57186966A JPS57186966A (en) 1982-11-17
JPS6260906B2 true JPS6260906B2 (ja) 1987-12-18

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JP56069406A Granted JPS57186966A (en) 1981-05-11 1981-05-11 Rotor for permanent-magnet type synchronous motor

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JPS57186966A (en) 1982-11-17

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