KR920000717B1

KR920000717B1 - 영구자석전기

Info

Publication number: KR920000717B1
Application number: KR1019850005284A
Authority: KR
Inventors: 후미오 다지마; 히로시 가다야마; 구니오 미야시다; 데이조오 다무라; 겐이찌 히로나까; 다꾸로오 가와노; 요시미 세끼다; 고오이찌 사이또오; 아끼라 다무라
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1992-01-20
Also published as: EP0169569B1; DE3580624D1; US4672253A; KR860001511A; EP0169569A3; EP0169569A2

Abstract

내용 없음.

Description

영구자석전기

제1도는 본원 발명의 영구자석 모터의 일실시예를 나타낸 단면도.

제2a도~제2f도는 코깅토크의 발생의 원리의 설명도.

제3a도~제3h도는 실시예의 동작설명도.

제4a도~제4c도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 전기자부의 전개도.

제5도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 영구자석전기의 단면도.

제6a도~제6d도는 제5도에 나타낸 실시예의 동작설명도.

제7도는 본원 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 영구자석전기의 단면도.

제8a도~제8g도는 제7도의 실시예의 동작설명도.

제9a도~제9d도는 본원 발명의 스큐각의 설명도.

제10a도~제10g도는 제1도에 나타낸 실시예의 다른 동작설명도.

제11a도~제11c도는 홈폭과 코깅토크주기와의 관계를 나타낸 설명도.

제12도는 홈폭과 코깅토크와의 관계를 나타낸 특성도.

본원 발명은 영구자석전기(電機)에 관한 것이며, 특히 코깅토크를 저감한 돌극(突極)구조의 영구자석전기에 관한 것이다.

돌극자극을 갖는 전기에서 특히 브러시레스모터에서는 돌극구조에 기인하여 코깅토크가 발생한다. 이 코깅토크를 저감하는 방법으로서 돌극자극 표면에 보조홈과 권선용 홈을 등간격으로 배설하여 코깅토크의 차수를 높여 저감하는 방법이 미합중국 특허 제4,280,072호에 기재되어 있다. 브러시레스모터에는 일반적으로 코깅토크외에 유기전압을 전파정류(全波整流)했을 때에 평탄하지 않은 것에 기인하는 맥동토크가 있으며, 이것은 권선을 감은 돌극의 극호도(極弧度)에 영향을 준다. 또, 등간격으로 홈을 배설한 경우의 코깅의 주파수는 홈수와 극수의 최소공배수로 된다. 그래서, 상기 등간격의 홈배치에서는 상기 특허공보 기재의 4극 3권선극의 경우는 권선용 홈을 포함하여 1권선 돌극당 3개의 홈에서는 자극의 극호도가 160도로 작고, 또한 코깅토크주파수가 36으로 낮기 때문에 코깅토크는 크다. 또, 4개의 예에서는 코깅토크주파수가 12로 낮고, 코깅토크가 크다. 또, 5개 이상에 대해서는 보조홈에 의한 자속량의 저하가 현저하며, 또 홈피치가 같은 것으로 하여 바람소리가 크다는 등의 문제점을 가지고 있다.

본원 발명의 목적은 코깅토크의 발생을 감소시킬 수 있는 영구자석전기를 제공하는데 있다.

본원 발명은 전기각(電氣角)으로

Mπ(M은 3의 배수가 아닌 정수)의 간격을 가진 권선용 홈의 하나 또는 복수의 그룹의 홈배치를 가진 자석전기에 있어서, 상기 권선용의 홈위치에 대해 전기각으로

(K는 정수)만큼 분리한 위치에 권선용 홈과, 같은 수의 보조홈을 돌극자극 표면에 배설하도록 구성한 것으로서, 이것에 의해 코깅토크의 발생을 저감시키는데 있다.

또, 권선용 홈과 보조홈과의 간격을

만큼 분리한 하나의 권선용의 홈과 보조홈의 그룹을 다른 그룹에 대해 전기각으로

(L은 기수)만큼 어긋나게 함으로써 코깅토크를 더욱 저감시킬 수 있다.

다음에, 본원 발명의 일실시예의 구성을 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 본원 발명이 적용되는 모터의 단면구조의 일예를 나타낸다. 도면에 있어서, 회전자인 영구자석계자(1)는 4극에 착자(着磁)된 링형상 영구자석(2)과 요크부(3)로 구성되어 있다. 전기자(4)는 권선용 돌극(突極)(51),(52),(53)과 보조돌극(61),(62),(63)으로 구성하고, 권선용 돌극(51),(52),(53)은 각각 전기자 권선(71),(72),(73)이 감겨있다.

여기서는 이른바 영구자석(2)의 극수와 권선용 돌극의 수는 각각 4와 3이며, 그 최대공약수가 영구자석의 극수와 다른 구성의 것을 대상으로 한다.

도시한 모터는 기계식의 정류장치로도 구동할 수 있지만, 브러시레스모터의 경우는 전기자권선(71),(72),(73)에의 통전을 회전자(1)의 위치에 따라 순차 전환하여, 연속적인 회전력을 얻는 것이다.

(8a₁),(8b₁),(8a₂),(8b₂),(8a₃),(8b₃)는 돌극자극간에 위치하는 권선용의 홈이다. 여기서, 이 홈배치는 전기각으로

(따라서 M=2)의 간격을 가진 (8a₁),(8a₂),(8a₃)와 (8b₁),(8b₃),(8b₃)의 2개의 그룹으로 구성한다. 이상이 본원 발명이 적용되는데 적합한 자석모터이다. 또, 영구자석(2)과 대향하는 권선용 돌극(51),(52),(53)의 외표면에는 각각 권선용 홈과 대략 같은 자기퍼미언스를 갖는 보조홈(8c₁),(8c₂),(8c₃),(8d₁),(8d₂),(8d₃)이 배설되어 있다. 같은 자기 퍼미언스를 얻기 위해 보조홈의 폭은 권선용 홈의 폭보다 약간 넓게 할 수 있다. 본원 발명은 이 권선용 홈과 보조홈의 최적배치에 관한 것이다.

다음에, 이 종류의 모터에 있어서의 코깅토크 발생원리를 제2a도~제2f도에 의거하여 설명한다. 일반적으로 코깅토크는 영구자석자극(2)의 이동에 수반해서 공극부(9)내의 자기 에너지가 변화함으로써 야기된다. 이 자기에너지의 변화의 원인은 권선용의 홈에 있다.

도면에 있어서, 제2a도는 공극자속밀도, 제2b도는 영구자석자극, 제2c도는 전기자부의 둘레방향 전개도, 제2d도는 전기자부가 θ인만큼 이동했을 때의 전기자부를 나타낸다. 도면에 있어서, 편의상 실제와는 반대로 전기자부가 영구자석자극(2)에 대해 작용하는 것으로서 다음에 설명한다.

도면에 있어서, 코깅토크는 일반적으로 다음식으로 표시할 수 있다.

여기서, θ : 영구자석자극에 대한 전기자부의 이동각

E(θ) : 공극전체의 자기에너지

한편, 공극중의 임의의 각도 ψ에서의 미소체격 d_V당의 자기에너지 △E(θ)는

여기서, μ₀: 공기의 투자율

B_g(ψ·θ) : 공극의 자속밀도

K₁: 상수

따라서, 공극전체의 자기에너지 E(θ)는

여기서, p : 영구자석자극수

일반적으로 홈이 없을 경우의 공극자속밀도 B(ψ)는 고조파분으로 분해되며, 다음식으로 표시된다.

여기서, B_n: B(ψ)의 고조파의 피크치

또, 공극부에는 에너지함수 S(ψ)로서 다음식을 정의한다(제2f도).

여기서, S_n(ψ) : S(ψ)의 고조파분

K_n(ψ) : Sn(ψ)의 직류분

S_an: Sn(ψ)의 고주파의 피크치

여기서, 권선용의 홈, 보조홈의 자속밀도에 대한 영향은 홈부상의 공극자속밀도가 감소하거나 또는 0으로 되는 것으로 생각된다. 그래서, 홈부의 위치만을 단위로 하는 다음의 함수를 정의한다(제2e도).

여기서, w : 홈폭

이상의 함수를 사용함으로써 홈의 존재는 다음의 u_t(θ)로 표시할 수 있다.

여기서, α₁,α₂…α_n: 홈위치

n_α: 홈수

따라서, 홈을 포함한 자속밀도의 분포는

(8)식을 (3)식에 대입하면

여기서, (9)식의 제1항은 θ의 함수로 되지 않기 때문에 (1)식에서 명백히 코깅토크에 영향을 주지 않는다. 따라서, 코깅토크 T_c는

여기서, S(ψ)는 홈이 없을 경우의 에너지함수를 나타낸다. 또한, 이것은

따라서, 코깅토크는 제2f도에서 나타낸 에너지함수 E(θ)에서의 이동전의 위치함수(제2e도)가 1을 나타내는 에너지함수의 총합 E₁과 이동후의 총합 E₂의 변동에 의해 표시된다.

제2f도에서 변동을 직접 발견하기는 곤란하므로, (11)식을 다시 전개하면

따라서, (12)식으로부터 코깅토크는 각 조파성분으로 분해할 수 있다. 이것은 코깅토크의 각 조파성분은 같은 조파성분의 에너지함수의 홈위치부의 값의 합을 변동으로서 주어지는 것을 나타낸다.

이상의 이론으로부터, 다음에 본원 발명의 실시예를 제3a도~제3h도에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 제3a도는 공극자속밀도 B_g, 제3b도는 영구자석자극, 제3c도는 권선용 홈만의 전기자부, 제3d도는 그 홈위치함수, 제3e도, 제3f도, 제3g도에는 각각 에너지함수의 기본조파, 제3조파성분, 제6조파성분을 나타낸다. 여기서, 권선용 홈은 전기각으로

씩 위상이 다른 (8a₁),(8a₂),(8a₃)의 그룹과 (8b₁),(8b₂),(8b₃)의 그룹으로 이루어진다.

이상의 2개의 그룹에 대해 식(12)의 기본조파성분에 대해 적용하면

따라서, 기본조파성분에 의한 코깅토크는 생기지 않는다. 일반적으로, 홈간격

(M은 3의 배수가 아닌 정수)을 갖는 3개의 홈의 그룹은 윗식과 같은 수법으로 증명할 수 있고, 기본조파와 3n±1차 조파성분의 코깅토크는 생기지 않는다.

한편, 제3차 조파성분에 대해 생각하면

로 되며, 제3f도에서 나타낸 바와 같이 각 홈위치상의 에너지분포의 제3차 조파성분은 같은 상으로 되어 코깅을 일으킨다. 본원 발명은 이상의 제3차 조파성분에 의한 코깅토크발생을 제거하기 위해 권선용의 홈위치와, 전기각으로

(여기서 K는 정수)만큼 어긋나게 하여 배치한 것이다. 가장 간단한 예로서 제3f도에 화살표로 나타낸 위치에 보조홈을 배설하면 된다. 이것에 의해 (14)식은

로 되어 0으로 할 수 있다.

여기서, 보조홈의 배치는 제3f도에 한정된 것은 아니며, 권선홈 위치와

만큼 어긋나게 하여 배치하면 그밖의 임의의 위치라도 좋다는 것을 이해할 수 있다. 단 1그룹을 구성하는 3개의 보조홈의 간격은 전기각

(M은 3의 배수가 아닌 정수)을 유지하는 것으로 한다. 이상의 홈배치로 코깅토크는 고차로 되어 그만큼 코깅토크가 저감한다.

이상의 권선홈과 보조홈의 배치에서는 제3차 조파성분은 제거할 수 있지만, 제6차 조파성분이 나온다. 제3f도에서 나타낸 홈배치는 제6차 조파성분에 대해서는

으로 된다.

이 제6차 조파성분은 권선용 홈과 보조홈과의 간격을

만큼 분리한 하나의 권선홈과 보조홈의 그룹을 다른 그룹에 대해, 전기각으로

(L : 기수)만큼 어긋나게 하면 없어진다.

제3c도와 제3h도에 대해 설명하면, 권선용 홈(8a₁),(8a₂),(8a₃), 보조홈(8d₁),(8d₂),(8d₃)으로 이루어진 하나의 그룹과, 다른 권선용 홈(8b₁),(8b₂),(8b₃)과 보조홈(8c₁),(8c₂),(8c₃)으로 이루어진 다른 그룹과의 간격을

만큼 어긋나게 함으로써 제6차 조파성분의 변동은 없어진다.

그밖에, 제9조파성분에 대해서는 제3차 조파성분을 지우면 자동적으로 지워진다. 그밖의 고차로서는 12조파성분이 남지만, 이것은 문제삼을 정도로 큰 것은 아니다. 전술한 바와같이, 본원 발명을 실시하면 코깅토크를 대폭 저감할 수 있다. 발명자들의 실험에 의하면 보조홈이 없는 것에 비해 본원 발명의 코깅토크는

로 저감되어 있는 것이 확인되어 있다. 그리고, 이 12조파성분에 맞추어서 전기자 또는 계자부에 스큐를 행하면 최소의 스큐각으로 코깅토크는 더욱 저감된다. 이 실시예에 있어서의 적절한 스큐각은 전기각으로

이다. 스큐각을 결정하는 방법에 대해 후술한다.

이상, 제1도에 나타낸 홈의 배치구성에 대해 기술했지만, 다른 홈배치로도 가능하다. 제4a도~제4c도에 다른 실시예를 나타낸다. 제4a도~제4c도는 기본구조의 홈위치를 변경한 것이다. 그리고, 전기각

의 간격을 가진 홈그룹 2조는 도면중 권선용 홈의 2배의 자기퍼미언스를 갖는 1조의 홈을 어느 그룹의 위치에 배치함으로써 치환할 수 있다. 또, 1개의 보조홈은

의 자기퍼미언스를 갖는 2개의 보조홈으로 치환되며, 이 2개의 홈은 본원 발명에서 특정한 위치에 분산배치할 수도 있다.

제5도에 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 제6a도~제6d도는 제5도의 부분전개도이다. (11)은 전기자, (12)는 전기자철심, (14)는 계자부, (15)는 영구자석, (16a)~(16f)는 전기자철심(12)에 배설된 돌극, (17a)~(17f)는 전기자철심(12)에 배설된 보극(補極)(18a)~(18l)은 돌극(16a)~(16f)에 배설된 보조홈, (20a)~(20l)은 돌극(16a)~(16f)과 보극(17a)~(17f) 사이에 존재하는 권선용 홈이다.

전기자철심(12) 및 영구자석(15)의 홈간격 및 착자피치는 제5도 및 제6a도, 제6b도에 나타낸 바와 같다(각도는 전기각으로 표시).

제6b도에 있어서, 에너지함수의 제3차성분(제6c도)에 대해서는 권선홈(20b)에 대해 보조홈(18d)이 역위상으로 되어 있으며, 권선홈(20c)에 대해서는 보조홈(18c)이 역위상으로 되어 있다. 그와 같이 생각해 가면 (20a)~(20l)의 12개의 권선홈에 대해, (18a)~(18l)의 12개의 보조홈이 역위상의 관계에 있으며, 전체적으로 보면 공극부의 에너지함수의 제3차성분에 대해서는 전기자(11)와 계자부(14)의 상대위치에 관계없이 일정해져 코깅이 생기지 않는다.

또한, 제6차성분(제6d도)에 대해서 보면 권선홈(20b)에 대해 보조홈(18c)이, 권선홈(20c)에 대해 (18d)가 역위상으로 되어 전체적으로 보면 공극부의 에너지함수의 제6차성분도 전기자(11)와 계자부(14)의 상대위치에 과계없이 일정해져 코깅이 생기지 않는다.

이와같이, 보조홈(18a)~(18l)을 각 돌극(16a)~(16f)당 2개로 했을 때는 보조홈(18a)~(18l)의 위치를 적절히 배치함으로써 에너지관계의 제3차성분 및 제6차성분을 저감시켜 코깅토크를 저감시킬 수 있다.

다음에, 보조홈을 갖는 전기(電機)에 있어서의 적정한 스큐각의 선정에 대해 설명한다.

제7도에 있어서, 돌극자극(51),(52),(53)은 권선용 홈((8a₁),(8b₁),(8a₂),(8b₂),(8a₃) 및 (8b₃)의 자기퍼미언스와 실질적으로 같은 자기퍼미언스를 갖는 보조홈(8e₁),(8f₁),(8g₁),(8e₂),(8f₂),(8g₂),(8e₃),(8f₃),(8g₃), 권선용 홈을 포함하는 홈은 실질적으로 같은 간격으로 배치되어 있다. 그밖의 요소는 제1도와 같으므로, 다른 요소의 설명은 생략한다. 상기 식(11)에서 이해되는 바와같이 코깅토크는 각 조파성분으로 분해할 수 있다.

제8a도는 영구자기자극을 나타내며, 제8b도는 전기자부, 제8c도는 자속밀도, 제8d도는 홈위치함수, 제8e도, 제8f도 및 제8g도는 각각 에너지함수의 기본조파, 제3조파성분, 제15조파성분을 나타낸다.

예를 들면 에너지분포의 기본파에 기인하는 코깅토크에 대해 생각하면, 제8e도에서 나타낸 바와같이 각 홈위치에서의 값은 각각 (S₁₁),(S₁₂),(S₁₃),…(S_1Nα)로 되며(도면중 화살표로 나타냄), 그 총합에 대해서는 홈총수 15로 등간격으로 배치되어 있을 경우, θ의 함수로 되지 않고 일정하다. 따라서, 코깅토크는 0이다. 마찬가지로, 에너지함수의 제2조파~제14조파에 이르기까지 그 총합은 0이다. 그러나, 제15차 조파에 대해서는

단 α₁=48° α₂=96°……

로 되고, θ의 함수로 되어 코깅토크가 생긴다. 이것은 제3g도에서 명백한 바와같이 제15조파의 홈위치부는 모두 같은 상으로 되어 θ의 함수로 된다.

이상의 결과에서 코깅토크의 주파수는 15×4=60으로 구해진다. 이 코깅토크의 피치 1/S=1/60은 명백히 홈피치 1/15보다 작다. 따라서, 스큐의 피치를 1/60로 함으로써 종래의 1/15보다도 작은 스큐피치로 같은 효과를 얻을 수 있다. 스큐피치를 작게 선정할 수 있는 것에 의해 맥동토크도 저감할 수 있다.

일반적으로 영구자석극수가 P이고, 홈수의 합계 n가 같은 피치로 홈배치의 경우, 코깅토크를 일으키는 에너지함수의 차수 n는 제3g도에서

따라서,

K : 임의의 정수(단, n을 정수로 할 수 있는 값)

따라서, 1회전의 코깅수 n_TC는

( )내는 정수

이상의 식 n_TC는 홈수 n와 영구자석자극수 P의 최소공배수인 것을 나타내고 있다.

따라서, 코깅주파수 n_TC는 n보다 크다. 최소한 필요한 스큐의 피치 S는 코깅토크를 일으키는 에너지함수의 고조파차수 n의 피치 1/L로 취하면 된다. 따라서, 이 스큐각의 선정에 의해 종래 스큐피치 1/nα보다도 작게 선정할 수 있기 때문에 맥동토크성분을 작게 할 수 있다.

이상의 것을 정리하면, 영구자석계자 또는 전기자의 스큐피치 1/S는 홈의 총수 K와 영구자석자극수 P의 최대공배수 L의 값의 역수의 피치 1/L와 대략 같게 했을 경우에, 최소의 스큐각으로 코깅토크를 가장 저감할 수 있다. 한편, 스큐각은 단지 양자가 일치했을 경우 뿐만 아니라, 일반적으로 0.5/L〈1/S〈1.5/L에 있으면 효과가 생긴다. 제9b도에 본원 발명의 일실시예의 요부구성을 나타낸다. 홈계수 n_α=15, 영구자석자극수 4에서 스큐각의 피치는 전체둘레의 1/60으로 선정할 수 있고, 홈간격 1/15보다 작게 되어 있다.

본원 발명의 다른 실시예를 제10a도~제10g도에 나타낸다. 제10a도는 영구자석자극을 나타내며, 제10b도는 전기자부, 제10c도는 자속밀도, 제10d도는 홈위치함수, 제10e도, 제10f도 및 제10g도는 각각 에너지함수의 기본파, 제3조파성분, 제6조파성분을 나타낸다. 도면은 제1도와 같은 구성이다. 제1도를 둘레방향으로 전개한 원리설명도를 제10b도에 나타낸다. 여기서, 권선용 홈(8a₁),(8b₁),(8a₂),(8b₂),(8a₃),(8b₃)과, 보조홈(8c₁),(8d₁),(8c₂),(8d₂),(8c₃),(8d₃)의 피치는 제10d도의 홈위치의 함수로서 나타낸다.

제1도 기재의 전동기 구성은 제7도의 것과는 달리, 홈간격은 균등하게는 배설되어 있지 않지만, 코깅발생의 원리는 동일하다. 다음에, 에너지함수의 각 고조파차수에 대해 홈위치부의 합을 산출하면 기본파분(제10e도)

단, α₁~α₁₂는 제10d도에서 나타낸 홈위치이다.

마찬가지로, 제2~제5고조파에 대한 값은 0으로 된다(제3차에 대해서는 제10f도에서 나타낸 바와같이 인접한 홈위치와 180도 다른 위치에 있기 때문에 분명히 총합은 일정하다).

한편, 제6차 고조파에 대해서는

제6차조파(제10f도)

따라서, 코깅토크의 주파수는 고조파차수 6과 극수 4의 적(積)으로 24로 되고 전체둘레 1/24의 피치로 스큐하면 된다. 이것은 홈피지 60 : 30 : 120 : 30 : … : 30을 대략 정수화하여 2 : 1 : 4 : 1 : … : 1로 했을 경우, 그 값은 24로 되고, 이 값과 극수의 최소공배수 24가 코깅주파수로 되며, 이 피치에 따라 스큐하면 된다. 일반적으로는 홈피치가 α₁: α₂: … : α_n으로 표시될 경우, 그 대략 정수화를 행하여 M₁, M₂, M₃, …, M_α로 했을 때, 그 총합

이 영구자석자극 P의 최소공배수 L의 주기로 스큐를 행하는 것이 좋다.

따라서, 제3h도에 나타낸 홈배치의 경우에는 홈피치

는 대략 정수화하여 t : 2 : 7 : 2 : … : 2로 되어 총합은 48로 된다. 이 값과 극수의 최소공배수 48이 코깅주파수로 된다. 따라서, 스큐는 전체둘레의 1/48의 피치, 즉 전기각으로

의 피치로 하면 된다.

이상 예를 들어 나타냈지만, 본원 발명의 사상은 이상의 예에만 한정될 경우 또는 보조돌극의 유무에 불구하고 유효하다. 특히 본원 발명에서는 홈위치에 부등간격으로 배치했을 경우에도 같은 작용, 효과가 얻어지는 것이다.

이상 기술한 바와같이, 본원 발명에 의하면 스큐각을 최소 적정하게 선정함으로써 코깅토크와 맥동토크의 양자를 감소할 수 있다.

다음에, 적절한 홈폭에 대해 설명한다.

제15차 조파정도로 작아지면, 홈폭의 영향이 나타나서, (12)식에 있어서의 15차성분은

u의 정의로부터 명백하게

여기서, τ_p: 영구자석자극의 원주피치

따라서,

단, n은 플러스의 정수일때에 논리적으로 코깅토크는 0으로 된다.

상기는 제15차 조파에서 발생하는 경우에 대해 나타냈지만, 일반적으로는 다음식이 성립한다.

m : 코깅차수

따라서, 홈폭 W을 코깅토크의 주기 T_c의 플러스의 정수배로 함으로써 이론적으로 0으로 할 수 있다. 제11a도~제11c도에 코깅주기 T_c를 홈폭 W과 일치시켰을 경우의 도면을 나타낸다.

한편, 상기 홈폭 W은 일반적으로 코깅토크의 주기 T_c와의 플러스의 정수배 뿐만 아니라 그 주위에서는 충분히 코깅토크가 작은 범위이며, 충분히 사용할 수 있다.

코깅토크 T_c의 최대치는 식(22)으로부터

이것은 제12도에서 표시된다. 이상의 도면에서 앞에 기술한 바와 같이 W.T_c=n(n : 플러스의 정수)일 경우는 명백히 0이다.

여기서, 일반적으로 W/T_c가 0~1의 범위에 선택했을 경우의 코깅토크의 최대치(도면에서는 약 0.56)의 1/2의 값의 범위에 W/T_c를 선택함으로써, 본원 발명의 효과가 얻어지며, 한편 W/T_c를 1~에 대해 생각하면, 코깅토크 최대치(도면에서는 1.5)의 1/2의 범위로 선택함으로써 역시 본원 발명의 효과가 얻어지고 있는 것으로 생각된다. 이상에서 W/T_c=1의 가까이에서는 본원 발명의 코깅토크의 저감의 범위는 0.87〈W/T_c〈1.25로 된다.

한편, W/T_c=2의 ///도 동일한 값의 범위내로 하는데는 역시 제4도에 나타낸 바와같은 범위로 된다. 일반적으로는 W/T_c=1,2,3,…으로 됨에 따라 접선은 1,2,3,…으로 되므로 범위는 1/1, 1/2, 1/3,…로 된다. 따라서 W/T_c=1의 경우,

W/T_c=2의 경우,

W/T_c=n의 경우,

이상의 범위로 홈폭을 선택함으로써 코깅토크를 실용상 충분히 저감할 수 있다.

본원 발명은 이상 설명한 바와같이 보조홈을 최적위치로 배치한 것이므로, 코깅토크를 대폭 감소시킬 수 있으며, 조용하고 안정된 영구자석전기를 제공할 수 있다.

Claims

p개의 자극을 갖는 영구자석계자부와, 돌극(突極)의 전부 또는 일부에 m개의 전기자권선을 구비한 돌극자극으로 구성한 전기자부로 이루어지며, 상기 영구자석자극 p과 전기자권선을 구비한 권선용 돌극 m의 최대공약수가 p와 상이한 구성이며, 또한 전기각(電氣角)으로
(M은 3의 배수가 아닌 정수)의 간격을 가진 권선용 홈의 하나, 또는 복수의 그룹의 홈배치를 가진 영구자석전기(電機)에 있어서, 상기 권선용의 홈위치에 대해 전기각으로
(K는 정수)만큼 분리한 위치에 보조홈을 돌극자극 표면에 배설한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 상기 보조홈의 수는 상기 권선용 홈의 수와 같은 수인 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 상기 돌극자극은 권선용 돌극과 권선용 돌극의 사이에 배치된 보조돌극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 권선용 홈과 보조홈과의 간격을
만큼 분리한 하나의 권선용 홈과 보조홈의 그룹을 다른 그룹에 대해 전기각으로
(L은 기수)만큼 어긋나게 하여 배치한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제4항에 있어서, 상기 전기자 또는 영구자석계자부는 전기각으로
의 피치로 스큐되어 있는 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 상기 권선용 홈과 보조홈과의 피치의 비를 전체둘레에 걸쳐서 대략 정수화하고, M₁,M₂,M₃,…M_nα(n_α: 홈의 총수)로 했을 때, 그 총합
과 영구자석자극 P의 최소공배수를L로 하고, 영구자석계자 또는 전기자의 스큐피치를 전체둘레의 1/S로 했을 때, 0.5/L〈1/S〈1.5/L로 선정한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제6항에 있어서, 1/S과 1/L을 일치시킨 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 각 보조홈의 폭을 권선용 홈의 폭보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제1항에 있어서, 권선용 홈 및 보조홈의 폭 W을 코깅토크의 주기 T_c의 대략 n배로 한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.
제9항에 있어서, 상기 폭 W을
로 한 것을 특징으로 하는 영구자석전기.