JP3796609B2 - Permanent magnet motor - Google Patents
Permanent magnet motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP3796609B2 JP3796609B2 JP12177397A JP12177397A JP3796609B2 JP 3796609 B2 JP3796609 B2 JP 3796609B2 JP 12177397 A JP12177397 A JP 12177397A JP 12177397 A JP12177397 A JP 12177397A JP 3796609 B2 JP3796609 B2 JP 3796609B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- slot
- permanent magnet
- space portion
- iron core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、界磁として永久磁石を使用した電動機に関し、とくにトルクリップルを低減するための電機子コアに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、界磁として永久磁石を使用した電動機は、コギングトルクによって生じるトルクリップルを低減するために、電機子コイルを挿入するために電機子コアに設けたスロットを1スロット分だけスキューするものがあるが、電機子コアをスキューする工程が複雑になったり、電機子コイルを挿入する作業に手間がかかるという問題がある。
そのため、簡単にトルクリップルを低減する方法として、疑似的に多スロットとし、コギングトルクの周波数を高くして、実質的にトルクに影響のないようにしたものがある(例えば、特開昭63−140635号公報)。
例えば、磁極が6極、電機子コイルを挿入するスロット数が9個の場合、図6に示すように、リング状の電機子コア1の内側に9個の鉄心歯2を突出させて、隣り合う鉄心歯2の間に9個のスロット3を形成している。スロット3には電機子コイル4を装着してある。
各鉄心歯2の先端には凹部21を設けてある。鉄心歯2の内側には空隙を介して対向するロータ5を設けてあり、ロータ5の表面には、6極の磁極を形成する永久磁石6を装着してある。
このような構成により、疑似的スロットは2倍になり、コギングトルクの周期は2倍となるため、実際に生じるトルクリップルの振幅が小さくなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術では、鉄心歯2の先端に設けた凹部21は、ロータ4と電機子コア1との間の空隙と繋がっているため、凹部21における永久磁石6の動作点は低くなり、起磁力が低下して磁束が減少する。
これにより、全体的に空隙長さが長くなったことと同じ結果となり、誘起電圧が低下し、凹部21がないときに比べてモータ特性が悪くなるという問題があった。
本発明は、コギングトルクによるトルクリップルが小さく、空隙磁束の低下を防止できる、高トルク高精度の永久磁石形電動機を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内側に突出する複数の鉄心歯を備えたリング状の電機子コアと、隣り合う前記鉄心歯の間に形成されたスロットに装着された電機子コイルと、前記鉄心歯の内側に空隙を介して対向し、界磁を形成する永久磁石を設けたロータとを備えた永久磁石形電動機において、前記電機子コアは、隣り合う前記鉄心歯の内側どうしが繋がっている内コアと、前記内コアの外側に嵌めたリング状の外コアとからなり、かつ、前記複数の鉄心歯の内側表面から内部に入った位置で、かつ前記スロットのスロットピッチ角を複数分割した位置に空間部を設け、前記空間部は、外周方向が細くなるように紡錘形に形成されるとともに、鉄心歯部分の空間部は、紡錘形の細い部分が前記鉄心歯の内側表面の近傍から放射状に配置され、前記内コアの内側どうしを繋げている部分の空間部は、紡錘形の細い部分が周方向に向くように配置されてあるものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
図1は本発明の第1の実施例を示す正断面図で、例として磁極が6極、電機子コイルを挿入するスロット数が9の場合について示してある。
図において、1はリング状の電機子コア、2は電機子コア1の内側に突出させた鉄心歯である。3は隣り合う鉄心歯2の間に形成されたスロット、4はスロット3に装着した電機子コイルである。
鉄心歯3の内側には空隙を介して対向するロータ5を設けてあり、ロータ5の外周表面には、6極の磁極を形成する永久磁石6を装着してある。
鉄心歯2には円周方向のスロットピッチ角Θを3等分した位置で、空隙と繋がらないように、それぞれ鉄心歯2の表面から内部に入った位置に2個の楕円形の空間部7を設けてある。したがって空間部7は鉄心歯2の表面には開口せず、空間部7と鉄心歯2の表面との間に厚さの薄いつなぎ部71が形成されて閉じられている。
【0006】
このような構成により、永久磁石6からでた磁束は空間部7の両側を通るので、スロット数が3倍の27個に増加したことと同じになる。
したがって、コギングの周期はスロット数と磁極数の最小公倍数である18山の3倍、すなわち54山になる。
このことから、コギングトルクの周波数は高くなり、ロータ5の回転による磁極とスロットの相対位置による磁力の変化が小さく抑えられ、トルクリップルを低減することができる。
また、鉄心歯2の表面には凹部がなく、平滑であるため、空隙における磁束の変化が少なく、誘起電圧の低下を防ぐことができる。
なお、スロットピッチ角Θを分割する数は3等分に限るものではない。
【0007】
図2は本発明の第2の実施例を示す正断面図で、例として磁極が6極、電機子コイルを挿入するスロット数が9の場合について示してある。
この場合、鉄心歯2に設ける空間部7は各鉄心歯2の表面から内部に入った位置に1個だけ設け、スロット数をnとすると、スロットピッチ角Θを(n+1)等分したずれ角θだけ、互いに円周方向にずれた位置に設けてある。
例えば、9スロットの場合、Θ=360/9=40°
θ=40°/(9+1)=4° となる。
9個の鉄心歯2に反時計回りに2a,2b〜2iまで番号を付けて空間部7の位置を決める。
鉄心歯2aの空間部7aは中心線A上に設け、鉄心歯2bの空間部7bは中心線Bから反時計回りに4°ずれた位置に設ける。鉄心歯2c、2d、2eには中心線C、D、Eからそれぞれ8°、12°、16°ずれた位置に空間部7c,7d,7eを設ける。鉄心歯2fのずれ角は20°で、スロット3に相当するので、あえて設ける必要がない。鉄心歯2gには中心線Gから時計回りに12°、鉄心歯2h,2iにはそれぞれ中心線H,Iから時計回りに8°、4°ずれた位置に設けてある。
【0008】
このような構成により、鉄心歯全体として、スロット3が1スロットスキューした状態と同じ空隙磁気分布となり、コギングトルクの周波数は高くなり、トルクリップルが低減される。
なお、上記実施例では鉄心歯2の円周方向配列の順序にずれ角θが大きくなるようにしたが、順序よくずれ角θを決める必要がなく、各鉄心歯2の中心線からランダムにずれ角θだけずらしてもよい。
図3は本発明の第3の実施例を示す正断面図である。
一定の直径の円形の空間部7を各鉄心歯2に設ける場合、空間部7が鉄心歯2の側面に近い位置に設定されて、側面を突き破る恐れがある。
この場合、直径の小さい円形の空間部7xを設けて、側面を突き破らないようにしてある。
図4は本発明の第4の実施例を示す正断面図である。
この場合、鉄心歯2の側面を突き破らないように、変形させた空間部7yを設けてある。
【0009】
図5は本発明の第5の実施例を示す正断面図である。
この場合、電機子コア1を、隣り合う鉄心歯2の内側どうしが繋がっている内コア11と、隣り合う鉄心歯2の間の外側が開口して電機子コイルを挿入するようにして、その外側に嵌めたリング状の外コア12とによって構成してある。
空間部7zは、図5に示すように、永久磁石6から生じる磁束の流れの抵抗を少なくするために、外周方向が細くなるように紡錘形に形成されるとともに、鉄心歯部分の空間部は、紡錘形の細い部分が前記鉄心歯の内側表面の近傍から放射状に配置され、前記内コアの内側どうしを繋げている部分の空間部は、紡錘形の細い部分が周方向に向くように配置されてある。
したがって、鉄心歯2の内側にはスロットが開口していないので、空隙磁束密度を高く維持することができるともに、コギングトルクは小さく、空間部7zを設けることにより、更にトルクリップルを低減することができる。
空間部7zの位置は上記第1および第2の実施例で示した方法によって決めることができる。
なお、上記実施例では、スロット数が9個で、磁極が6極の電動機について説明したが、例えばスロット数が6個、で磁極数が4極の場合や、スロット数が12個で磁極数が8極など、これ以外の組み合わせでコギングトルクが大きい場合に同様の効果がある。
【0010】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電機子コアの鉄心歯の内側表面を平滑にし、鉄心歯の内側表面の近傍で、スロットピッチを複数分割した位置に空間部を設けて、コギングトルクの周波数を高めているので、誘起電圧の低下を防ぐとともに、トルクリップルを低減することができ、高トルク高精度の永久磁石形電動機を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す正断面図である。
【図2】 本発明の第2の実施例を示す平断面図である。
【図3】 本発明の第3の実施例を示す平断面図である。
【図4】 本発明の第4の実施例を示す平断面図である。
【図5】 本発明の第5の実施例を示す平断面図である。
【図6】 従来例を示す平断面図である。
【符号の説明】
1:電機子コア、2(2a〜2i):鉄心歯、3:スロット、4:電機子コイル、5:ロータ、6:永久磁石、7(7a〜7i)、7x,7y,7z:空間部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor using a permanent magnet as a field, and more particularly to an armature core for reducing torque ripple.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, some electric motors using permanent magnets as field magnets skew the slot provided in the armature core by one slot in order to insert the armature coil in order to reduce torque ripple caused by cogging torque. However, there is a problem that the process of skewing the armature core becomes complicated, and the work of inserting the armature coil takes time.
Therefore, as a simple method for reducing the torque ripple, there is a method in which a pseudo multi-slot is used and the frequency of the cogging torque is increased so that the torque is not substantially affected (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63). No. 140635).
For example, when the number of magnetic poles is 6 and the number of slots in which armature coils are inserted is 9, as shown in FIG. 6, nine core teeth 2 are projected inside the ring-shaped armature core 1 and adjacent to each other. Nine
A
With this configuration, the pseudo slot is doubled and the period of the cogging torque is doubled, so that the amplitude of the actually generated torque ripple is reduced.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, the
As a result, the overall result is the same as the increase in the gap length, the induced voltage is reduced, and the motor characteristics are deteriorated as compared with the case where there is no
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-torque high-precision permanent magnet motor that has a small torque ripple due to cogging torque and can prevent a decrease in air gap magnetic flux.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a ring-shaped armature core having a plurality of core teeth protruding inward, and an armature coil mounted in a slot formed between the adjacent core teeth. A permanent magnet type electric motor including a rotor provided with a permanent magnet that forms a magnetic field and is opposed to the inside of the iron core tooth through a gap, and the armature core is arranged between inner sides of the adjacent iron core teeth. A slot- shaped outer core that is connected to the outer side of the inner core, and that is located inside from the inner surface of the plurality of core teeth, and the slot pitch angle of the slot A space portion is provided at a plurality of divided positions, and the space portion is formed in a spindle shape so that the outer circumferential direction is thin, and the space portion of the iron core tooth portion is a portion near the inner surface of the iron core tooth. Radially from Is, the space portion of the portion connecting the inner to each other in said core is to narrow part of spindle-shaped are arranged to face the circumferential direction.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a front sectional view showing a first embodiment of the present invention. As an example, FIG. 1 shows a case where there are 6 magnetic poles and 9 armature coils are inserted.
In the figure, reference numeral 1 denotes a ring-shaped armature core, and 2 denotes an iron core tooth protruding inside the armature core 1. 3 is a slot formed between adjacent
A
In the core tooth 2, two
[0006]
With such a configuration, since the magnetic flux generated from the
Therefore, the period of cogging is three times 18 peaks, which is the least common multiple of the number of slots and the number of magnetic poles, that is, 54 peaks.
Thus, the frequency of the cogging torque is increased, the change in magnetic force due to the relative position of the magnetic pole and the slot due to the rotation of the
Moreover, since the surface of the iron core tooth 2 has no recess and is smooth, there is little change in the magnetic flux in the air gap, and the induced voltage can be prevented from lowering.
Note that the number of dividing the slot pitch angle Θ is not limited to three.
[0007]
FIG. 2 is a front sectional view showing a second embodiment of the present invention. As an example, FIG. 2 shows a case where the number of magnetic poles is 6 and the number of slots into which armature coils are inserted is 9.
In this case, only one
For example, in the case of 9 slots, Θ = 360/9 = 40 °
θ = 40 ° / (9 + 1) = 4 °.
Nine core teeth 2 to 2a counterclockwise to position the
The
[0008]
With such a configuration, the entire core teeth have the same air gap magnetic distribution as the
Although as order deviation angle theta circumferential array of core teeth 2 is increased in the above embodiment, orderly it is not necessary to determine the deviation angle theta, the center line or Lara random for each core teeth 2 The shift angle θ may be shifted.
FIG. 3 is a front sectional view showing a third embodiment of the present invention.
When
In this case, a circular space portion 7x having a small diameter is provided so as not to break through the side surface.
FIG. 4 is a front sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
In this case, a deformed space 7y is provided so as not to break through the side surface of the iron core tooth 2.
[0009]
FIG. 5 is a front sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
In this case, the armature core 1 is arranged such that the
Space 7z, as shown in FIG. 5, in order to reduce the resistance of the flow of the magnetic flux generated from the
Therefore, since the slot is not opened inside the iron core tooth 2, the air gap magnetic flux density can be kept high, the cogging torque is small, and the torque ripple can be further reduced by providing the space portion 7z. it can.
The position of the space 7z can be determined by the method shown in the first and second embodiments.
In the above embodiment, the motor has nine slots and six magnetic poles. However, for example, when the number of slots is six and the number of magnetic poles is four, or when the number of magnetic poles is twelve and the number of magnetic poles is twelve. The same effect is obtained when the cogging torque is large in other combinations such as 8-pole.
[0010]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inner surface of the iron core tooth of the armature core is smoothed, and the space portion is provided at a position where the slot pitch is divided into a plurality of positions in the vicinity of the inner surface of the iron core tooth, thereby cogging torque. Therefore, the induced voltage can be prevented from being lowered and the torque ripple can be reduced, thereby providing an effect of providing a high-torque high-precision permanent magnet motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional plan view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional plan view showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional plan view showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1: Armature core, 2 (2a-2i): Iron core teeth, 3: Slot, 4: Armature coil, 5: Rotor, 6: Permanent magnet, 7 (7a-7i), 7x, 7y, 7z: Space part
Claims (1)
前記電機子コアは、隣り合う前記鉄心歯の内側どうしが繋がっている内コアと、前記内コアの外側に嵌めたリング状の外コアとからなり、かつ、前記複数の鉄心歯の内側表面から内部に入った位置で、かつ前記スロットのスロットピッチ角を複数分割した位置に空間部を設け、
前記空間部は、外周方向が細くなるように紡錘形に形成されるとともに、鉄心歯部分の空間部は、紡錘形の細い部分が前記鉄心歯の内側表面の近傍から放射状に配置され、前記内コアの内側どうしを繋げている部分の空間部は、紡錘形の細い部分が周方向に向くように配置されていることを特徴とする永久磁石形電動機。A ring-shaped armature core having a plurality of core teeth protruding inward, an armature coil mounted in a slot formed between the adjacent core teeth, and a gap inside the core teeth In a permanent magnet type electric motor provided with a rotor provided with a permanent magnet facing and forming a field,
The armature core is composed of an inner core in which the inner sides of the adjacent core teeth are connected to each other, and a ring-shaped outer core fitted on the outer side of the inner core, and from the inner surfaces of the plurality of core teeth. A space portion is provided at a position inside the slot and at a position obtained by dividing the slot pitch angle of the slot into a plurality of parts ,
The space portion is formed in a spindle shape so that the outer circumferential direction is narrowed, and the space portion of the iron core tooth portion is arranged such that the spindle-shaped thin portion is radially arranged from the vicinity of the inner surface of the iron core tooth. A permanent magnet type electric motor characterized in that the space portion of the portion connecting the inner sides is arranged such that a thin spindle-shaped portion faces the circumferential direction .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12177397A JP3796609B2 (en) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | Permanent magnet motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12177397A JP3796609B2 (en) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | Permanent magnet motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10304606A JPH10304606A (en) | 1998-11-13 |
JP3796609B2 true JP3796609B2 (en) | 2006-07-12 |
Family
ID=14819537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12177397A Expired - Fee Related JP3796609B2 (en) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | Permanent magnet motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3796609B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002064949A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Aichi Emerson Electric Co Ltd | Motor |
JP2002112476A (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Hitachi Ltd | Permanent magnet type rotating electric machine |
CN101764438A (en) * | 2008-12-25 | 2010-06-30 | 乐金电子(天津)电器有限公司 | Stator structure of electrical machine for compressor |
KR101250640B1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-04-03 | 삼성전기주식회사 | Stator core and spindle motor having the same |
JP2014068495A (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Rotary electric machine and electrically driven power steering device using the same |
JP2016067089A (en) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 多摩川精機株式会社 | Servo motor and cogging torque suppression method thereof |
DE102019202732A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Robert Bosch Gmbh | Stator of an electrical machine |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP12177397A patent/JP3796609B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10304606A (en) | 1998-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0841738B1 (en) | Motor | |
JP3708855B2 (en) | Synchronous motor with built-in permanent magnet | |
EP2304863B1 (en) | Interior permanent magnet motor including rotor with unequal poles | |
JP3282427B2 (en) | Permanent magnet motor | |
US20040017123A1 (en) | Interior permanent magnet synchronous motor | |
US20070018520A1 (en) | Motor/generator to reduce cogging torque | |
JP4984241B2 (en) | Permanent magnet rotating machine | |
JPH11178298A (en) | Stator core for permanent magnet-type motor and permanent magnet-type motor | |
JP2008029078A (en) | Permanent magnet type synchronous motor | |
JP3928297B2 (en) | Electric motor and manufacturing method thereof | |
JP3796609B2 (en) | Permanent magnet motor | |
JPH08182267A (en) | Permanent magnet type rotor | |
JP2536882Y2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2000166135A (en) | Brushless motor | |
JP2004153886A (en) | Synchronous motor | |
JP4491211B2 (en) | Permanent magnet rotating electric machine | |
JP3991819B2 (en) | Synchronous reluctance motor | |
JP2005039909A (en) | Permanent magnet embedded type motor | |
JPH10174323A (en) | Rotor of inner magnet-type motor | |
JP2598770Y2 (en) | Rotating electric machine | |
JP4556457B2 (en) | Brushless motor | |
JPH09163646A (en) | Electric motor | |
KR20070007672A (en) | Rotor and synchronous reluctance motor | |
JPH0919123A (en) | Brushless motor | |
JPH11289698A (en) | Permanent magnet motor rotor core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |