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JP6538248B2 - Electric motor - Google Patents

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JP6538248B2
JP6538248B2 JP2018144863A JP2018144863A JP6538248B2 JP 6538248 B2 JP6538248 B2 JP 6538248B2 JP 2018144863 A JP2018144863 A JP 2018144863A JP 2018144863 A JP2018144863 A JP 2018144863A JP 6538248 B2 JP6538248 B2 JP 6538248B2
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和慶 土田
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裕次 ▲高▼山
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啓介 植村
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

本発明は、電動機に関する。   The present invention relates to a motor.

一般に、電動機のステータへの巻線の巻回を容易にするため、複数の分割コアで構成されたステータコアが用いられている。ステータへの巻線の巻回が容易になると、ステータコイルの密度を高めることができ、モータ効率が向上する。例えば、特許文献1に開示された電動機では、ステータコアが12個のコア構成体に分割されており、このため、この電動機は、12個のティース部を有する。   Generally, in order to facilitate winding of a winding to a stator of a motor, a stator core composed of a plurality of divided cores is used. The ease of winding the windings to the stator can increase the density of the stator coils and improve the motor efficiency. For example, in the motor disclosed in Patent Document 1, the stator core is divided into twelve core structures, and therefore, the motor has twelve teeth.

特開2005−117844号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-117844

しかしながら、通常、電動機の磁極の数及びステータのティース部の数が増加するほど、電動機に入力される電流の電気周波数が増加する。これにより、電動機に入力される電流の波形が荒くなり、電動機の制御性(例えば、ロータの回転制御)が悪化する。したがって、例えば、1万rpm以上の高回転での電動機の制御性を高めるためには、磁極の数及びティース部の数はできるだけ少なくすることが望ましい。そのため、磁極の数及びティース部の数が少ない電動機であって、なお且つステータへの巻線の巻回が容易な分割コアを備えた電動機が求められている。   However, in general, as the number of magnetic poles of the motor and the number of teeth of the stator increase, the electric frequency of the current input to the motor increases. As a result, the waveform of the current input to the motor becomes rough, and the controllability of the motor (for example, rotation control of the rotor) is deteriorated. Therefore, for example, in order to improve the controllability of the motor at high revolutions of 10,000 rpm or more, it is desirable to reduce the number of magnetic poles and the number of teeth portions as much as possible. Therefore, there is a demand for an electric motor having a split core in which the number of magnetic poles and the number of teeth are small and the winding of the winding to the stator is easy.

本発明の目的は、ステータへの巻線の巻回を容易にし、且つ制御性の高い電動機を提供することである。   An object of the present invention is to provide an electric motor which facilitates winding of a winding to a stator and has high controllability.

本発明の電動機は、分割コアを有するステータと、前記ステータの内側に配置され、磁極を持つロータとを備え、前記分割コアは、ティース部と、前記ティース部から前記ステータの径方向外側に向けて長さを持つ継手部と前記継手部から前記ステータの径方向内側に向けて長さを持つバックヨーク部とを有するヨーク部とを有し、前記ティース部の側面と前記ステータの径方向内側における前記ヨーク部の側面とが成す角度θ1[度]は、90度≦θ1<180度を満たす。   The electric motor according to the present invention includes a stator having a split core, and a rotor disposed inside the stator and having a magnetic pole, the split core being directed from the teeth portion to the radially outer side of the stator from the teeth portion. A yoke portion having a joint portion having a long length and a back yoke portion having a length extending inward in the radial direction of the stator from the joint portion, and a side surface of the teeth portion and the radial inner side of the stator An angle θ1 [degree] formed by the side surface of the yoke portion at 90 ° satisfies 90 degrees ≦ θ1 <180 degrees.

本発明によれば、ステータへの巻線の巻回を容易にし、且つ制御性の高い電動機を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, winding of the winding to a stator is made easy, and a highly controllable electric motor can be provided.

本発明の実施の形態に係る電動機の構造を概略的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a structure of a motor according to an embodiment of the present invention. 分割コアの構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a split core roughly. 分割コアの構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a split core roughly. 分割コアの構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a split core roughly. カシメで固定されたステータを有する電動機の構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the motor which has a stator fixed by caulking. カシメで固定されたステータコアを有する分割コアの構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the division | segmentation core which has a stator core fixed by caulking. ロータの磁極数ごとの、電動機の回転数[rps]と電動機に入力される電流の電気周波数[Hz]との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation speed [rps] of a motor, and the electrical frequency [Hz] of the electric current input into a motor for every magnetic pole number of a rotor. 本実施の形態に係る電動機に入力される電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the electric current input into the electric motor which concerns on this Embodiment. 比較例としての8個の磁極を持つ電動機に入力される電流の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the electric current input into the motor which has eight magnetic poles as a comparative example. 比較例1としての電動機の構造を概略的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing the structure of a motor as Comparative Example 1; 比較例1としての電動機の分割コアの構造を概略的に示す平面図である。FIG. 7 is a plan view schematically showing the structure of a split core of a motor as Comparative Example 1; 比較例1としての電動機の分割コアに巻線を巻回する工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process of winding a winding around the split core of the motor as the comparative example 1. FIG. 比較例2としての電動機の構造を概略的に示す平面図である。FIG. 8 is a plan view schematically showing the structure of a motor as Comparative Example 2; 比較例2としての電動機の分割コアの構造を概略的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing the structure of a split core of a motor as Comparative Example 2; 比較例3としての電動機の構造を概略的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing the structure of a motor as Comparative Example 3; 比較例3としての電動機の分割コアの構造を概略的に示す平面図である。FIG. 16 is a plan view schematically showing the structure of a split core of a motor as Comparative Example 3; フレーム内に配置された比較例3に係る電動機を示す平面図である。It is a top view which shows the electric motor which concerns on the comparative example 3 arrange | positioned in a flame | frame. フレーム内に配置された本実施の形態に係る電動機を示す平面図である。It is a top view which shows the electric motor which concerns on this Embodiment arrange | positioned in a flame | frame.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る電動機1の構造を概略的に示す平面図である。
図2から4は、分割コア20の構造を概略的に示す平面図である。
Embodiment.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the structure of a motor 1 according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are plan views schematically showing the structure of the split core 20. FIG.

電動機1は、ステータ2と、ロータ3と、位置センサ4とを有する。電動機1は、例えば、永久磁石同期モータである。   The motor 1 has a stator 2, a rotor 3 and a position sensor 4. The motor 1 is, for example, a permanent magnet synchronous motor.

電動機1は、例えば、単相インバータで駆動される。電動機1が単相インバータで駆動する場合、例えば、3相インバータに比べてスイッチング回数を減らすことができ、高速回転時のスイッチングロスを減らすことができる。高速回転時では電気周波数が上がり、スイッチング回数が増えるため、特に高速回転時では単相インバータを用いる利点が得られる。   The motor 1 is driven by, for example, a single phase inverter. When the motor 1 is driven by a single-phase inverter, for example, the number of switching can be reduced compared to a three-phase inverter, and switching loss at high speed rotation can be reduced. At high speed rotation, the electric frequency is increased and the number of switching times is increased. Therefore, particularly at high speed rotation, an advantage of using a single phase inverter is obtained.

インバータにおけるスイッチング回数が少ない場合、電動機1に入力される電流の波形が歪み、その電流の高調波成分によってステータ2における鉄損が大きくなる。そのため、ステータ2のステータコア21の材料として、電磁鋼板の代わりにアモルファス金属などの材料を用いることが望ましい。これにより、ステータ2における鉄損の発生を低減し、モータ効率の悪化を抑制することができる。   When the number of times of switching in the inverter is small, the waveform of the current input to the motor 1 is distorted, and the core loss of the stator 2 is increased due to the harmonic component of the current. Therefore, as a material of the stator core 21 of the stator 2, it is desirable to use a material such as an amorphous metal instead of the electromagnetic steel sheet. Thereby, generation | occurrence | production of the iron loss in the stator 2 can be reduced, and the deterioration of motor efficiency can be suppressed.

ステータ2は、ステータコア21と、絶縁部22と、複数の分割面23とを有する。ロータ3は、エアギャップを介してステータ2の内側に配置されている。絶縁部22は、ステータコア21を絶縁する。ステータコア21には、絶縁部22を介して巻線が巻回される。   The stator 2 has a stator core 21, an insulating portion 22, and a plurality of divided surfaces 23. The rotor 3 is disposed inside the stator 2 via an air gap. The insulating portion 22 insulates the stator core 21. A winding is wound around the stator core 21 via the insulating portion 22.

ステータコア21は、複数のヨーク部21aと、複数のティース部21bとを有する。ステータコア21は、例えば、複数のアモルファス金属又は複数の電磁鋼板が積層されることにより形成される。   The stator core 21 has a plurality of yoke portions 21 a and a plurality of teeth portions 21 b. The stator core 21 is formed, for example, by laminating a plurality of amorphous metals or a plurality of electromagnetic steel plates.

絶縁部22は、互いに隣接する2つのティース部21b間に形成された領域であるスロット部に配置されている。具体的には、絶縁部22は、ステータコア21の側面に固定されている。絶縁部22は、例えば、絶縁性樹脂で形成されている。   The insulating portion 22 is disposed in a slot portion which is a region formed between two teeth portions 21b adjacent to each other. Specifically, the insulating portion 22 is fixed to the side surface of the stator core 21. The insulating portion 22 is formed of, for example, an insulating resin.

ステータコア21の外周面24は円弧状に形成されている。具体的には、外周面24は、径方向における最も外側に形成されているヨーク部21aの外周面である。   The outer peripheral surface 24 of the stator core 21 is formed in an arc shape. Specifically, the outer peripheral surface 24 is an outer peripheral surface of the yoke portion 21 a formed on the outermost side in the radial direction.

ロータ3は、複数の永久磁石を有し、複数の磁極を形成する。本実施の形態では、ロータ3は、4つ磁極を持つ。   The rotor 3 has a plurality of permanent magnets and forms a plurality of magnetic poles. In the present embodiment, the rotor 3 has four magnetic poles.

位置センサ4は、例えば、ロータ3からの磁界を検出するホール素子を有する。位置センサ4は、ティース部21bの周方向における隣において絶縁部22で固定されている。具体的には、位置センサ4は、互いに隣り合う2つのティース部21bの間において、絶縁部22で固定されている。これにより、電動機1のサイズを小型化することができる。   The position sensor 4 has, for example, a Hall element that detects a magnetic field from the rotor 3. The position sensor 4 is fixed by the insulating portion 22 next to the tooth portion 21 b in the circumferential direction. Specifically, the position sensor 4 is fixed at the insulating portion 22 between the two tooth portions 21b adjacent to each other. Thereby, the size of the motor 1 can be miniaturized.

位置センサ4を用いてロータ3からの磁界を検出し、ロータの回転位置(位相)を検出することにより、電動機1の制御を容易にすることができる。さらに、位置センサ4は、2つのティース部21bの間に固定されているので、電動機1のサイズが大きくなることを抑制し、電動機1のサイズを小型にすることができる。   Control of the motor 1 can be facilitated by detecting the magnetic field from the rotor 3 using the position sensor 4 and detecting the rotational position (phase) of the rotor. Furthermore, since the position sensor 4 is fixed between the two teeth 21b, the size of the motor 1 can be suppressed from increasing and the size of the motor 1 can be reduced.

分割コア20の構造について以下に説明する。
図2から4に示される矢印D1は、ステータ2、ステータコア21、及びロータ3の周方向(以下、単に「周方向」ともいう)を示す。図2から4に示される矢印D2は、ステータ2、ステータコア21、及びロータ3の径方向(以下、単に「径方向」ともいう)を示す。図2から4に示される矢印D21は径方向内側を示し、矢印D22は径方向外側を示す。
The structure of the split core 20 will be described below.
An arrow D1 shown in FIGS. 2 to 4 indicates the circumferential direction of the stator 2, the stator core 21 and the rotor 3 (hereinafter, also simply referred to as “circumferential direction”). Arrows D2 shown in FIGS. 2 to 4 indicate radial directions of the stator 2, the stator core 21 and the rotor 3 (hereinafter, also simply referred to as “radial direction”). The arrow D21 shown in FIGS. 2 to 4 indicates the radially inner side, and the arrow D22 indicates the radial outer side.

ステータ2は、複数の分割コア20を有する。本実施の形態では、ステータ2は、4つの分割コア20によって形成されている。   The stator 2 has a plurality of divided cores 20. In the present embodiment, the stator 2 is formed by four divided cores 20.

ステータ2は、ティース部21bの数と同じ数(すなわち、4つの分割コア20)に分割されている。したがって、ステータ2は、4つのヨーク部21aと、4つのティース部21bとを有する。   The stator 2 is divided into the same number as the number of teeth 21b (ie, four divided cores 20). Therefore, the stator 2 has four yoke parts 21a and four teeth parts 21b.

各分割コア20は、ステータコア21と、絶縁部22とを有する。各ステータコア21は、1つのヨーク部21aと、1つのティース部21bと、2つの分割面23とを有する。各分割面23は、各ステータコア21の各ヨーク部21aの周方向における端部に形成されている。分割端部23aは、各分割面23の径方向内側の端部である。   Each divided core 20 has a stator core 21 and an insulating portion 22. Each stator core 21 has one yoke portion 21 a, one tooth portion 21 b, and two divided surfaces 23. Each divided surface 23 is formed at an end in the circumferential direction of each yoke portion 21 a of each stator core 21. The split end 23 a is a radially inner end of each split surface 23.

各ヨーク部21aは、バックヨーク部211と継手部212とから形成されている。継手部212は、ティース部21bから径方向外側に向けて長さを持ち、バックヨーク部211は、継手部212から径方向内側に向けて長さを持つ。ティース部21bは、径方向内側に向けて延在している。   Each yoke portion 21 a is formed of a back yoke portion 211 and a joint portion 212. The joint portion 212 has a length extending radially outward from the tooth portion 21 b, and the back yoke portion 211 has a length extending radially inward from the joint portion 212. The teeth 21 b extend radially inward.

ティース部21bの側面21cと径方向内側におけるヨーク部21aの側面21dとが成す角度θ1[度]は、90度≦θ1<180度を満たす。図2に示される例では、ティース部21bの側面21cは、径方向に延在する面であり、言い換えると、径方向に直交する方向におけるティース部21bの両側の面である。ヨーク部21aの側面21dは、ティース部21bの側面21cに隣接している。   An angle θ1 [degree] formed by the side surface 21c of the tooth portion 21b and the side surface 21d of the yoke portion 21a at the inner side in the radial direction satisfies 90 degrees ≦ θ1 <180 degrees. In the example shown in FIG. 2, the side surfaces 21 c of the teeth 21 b are surfaces extending in the radial direction, in other words, surfaces on both sides of the teeth 21 b in the direction orthogonal to the radial direction. The side surface 21d of the yoke portion 21a is adjacent to the side surface 21c of the tooth portion 21b.

さらに、図3に示されるように、角度θ1[度]は、90度<θ1<180度を満たすことが望ましい。これにより、ティース部21bへの巻線の巻回を容易にすることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, it is desirable that the angle θ1 [degree] satisfy 90 degrees <θ1 <180 degrees. Thereby, winding of the winding to teeth part 21b can be made easy.

同様に、図3に示されるように、ティース部21bに固定された絶縁部22の側面22aとヨーク部21aに固定された絶縁部22の側面22bとが成す角度θ2[度]は、90度≦θ2<180度を満たす。側面22bは、側面22aに隣接している。   Similarly, as shown in FIG. 3, an angle θ2 [degree] between the side surface 22a of the insulating portion 22 fixed to the tooth portion 21b and the side surface 22b of the insulating portion 22 fixed to the yoke portion 21a is 90 degrees. It satisfies ≦ θ2 <180 degrees. The side surface 22b is adjacent to the side surface 22a.

さらに、角度θ2[度]は、90度<θ1<180度を満たすことが望ましい。これにより、ティース部21bへの巻線の巻回を容易にすることができる。   Furthermore, it is desirable that the angle θ2 [degree] satisfy 90 degrees <θ1 <180 degrees. Thereby, winding of the winding to teeth part 21b can be made easy.

図4に示されるように、分割端部23aは、直線L1よりも径方向外側に位置する。直線L1は、ヨーク部21aとティース部21bとの境界である。すなわち、直線L1は、ヨーク部21aの側面21dとティース部21bの側面21cとの境界である。   As shown in FIG. 4, the split end 23a is located radially outward of the straight line L1. The straight line L1 is a boundary between the yoke portion 21a and the teeth portion 21b. That is, the straight line L1 is a boundary between the side surface 21d of the yoke portion 21a and the side surface 21c of the tooth portion 21b.

同様に、周方向における絶縁部22の端部である端部22cは、直線L1よりも径方向外側に位置する。これにより、巻線の巻回を容易にするという利点を得ることができ、ステータコイルの密度を高めることができる。   Similarly, an end 22c which is an end of the insulating portion 22 in the circumferential direction is located radially outward of the straight line L1. Thereby, the advantage of facilitating the winding of the winding can be obtained, and the density of the stator coil can be increased.

図5は、カシメ25で固定されたステータ2を有する電動機1の構造を概略的に示す平面図である。
図6は、カシメ25で固定されたステータコア21を有する分割コア20の構造を概略的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing the structure of the motor 1 having the stator 2 fixed by caulking 25.
FIG. 6 is a plan view schematically showing the structure of the split core 20 having the stator core 21 fixed by caulking 25.

図5及び図6に示されるように、ステータコア21を形成する複数のアモルファス金属又は複数の電磁鋼板は、カシメ25によって固定されてもよい。図5に示される電動機1及び図6に示される分割コア20において、カシメ25以外の構造は、図1から図4に示される電動機1及び分割コア20とそれぞれ同じである。   As shown in FIGS. 5 and 6, the plurality of amorphous metals or the plurality of electromagnetic steel sheets forming the stator core 21 may be fixed by caulking 25. The structure of the motor 1 shown in FIG. 5 and the split core 20 shown in FIG. 6 other than the caulking 25 is the same as that of the motor 1 and the split core 20 shown in FIGS. 1 to 4 respectively.

カシメ25を用いることにより、ステータコア21の形状が安定し、分割面23の形状を安定させることができる。これにより、例えば、焼き嵌めによって電動機1にフレーム5(図18)を嵌めるときに、分割面23で分割コア20がばらけることを防止することができる。   By using the caulking 25, the shape of the stator core 21 can be stabilized, and the shape of the dividing surface 23 can be stabilized. Thereby, for example, when fitting the frame 5 (FIG. 18) to the motor 1 by shrink fitting, it is possible to prevent the split cores 20 from being separated at the split surface 23.

実施の形態に係る電動機1の効果について以下に説明する。
図7は、ロータの磁極数ごとの、電動機の回転数[rps]と電動機に入力される電流の電気周波数[Hz]との関係を示す図である。具体的には、図7は、電動機の磁極の数を変更した場合における、電動機の回転数と電気周波数との関係を示す図である。図7において、f1は、本実施の形態に係る電動機1における回転数と電気周波数との関係を示す。f2は、6個の磁極及び6個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。f3は、8個の磁極及び8個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。f4は、10個の磁極及び10個のティース部を持つ電動機における回転数と電気周波数との関係を示す。
The effects of the motor 1 according to the embodiment will be described below.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the number of revolutions [rps] of the motor and the electric frequency [Hz] of the current input to the motor for each number of magnetic poles of the rotor. Specifically, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the number of revolutions of the motor and the electrical frequency when the number of magnetic poles of the motor is changed. In FIG. 7, f1 shows the relationship between the rotation speed and the electric frequency in the motor 1 according to the present embodiment. f2 shows the relationship between the number of revolutions and the electrical frequency in a motor having six magnetic poles and six teeth. f3 shows the relationship between the number of revolutions and the electrical frequency in a motor having eight magnetic poles and eight teeth. f4 shows the relationship between the number of revolutions and the electrical frequency in a motor having ten magnetic poles and ten teeth.

図8は、本実施の形態に係る電動機1に入力される電流の波形を示す図である。
図9は、比較例としての8個の磁極を持つ電動機に入力される電流の波形を示す図である。図8及び図9に示される波形は、ロータ3が1回転する間に電動機1に入力される電流の波形であり、これらの波形のキャリア周波数は互いに同じである。
FIG. 8 is a diagram showing the waveform of the current input to the motor 1 according to the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a waveform of a current input to a motor having eight magnetic poles as a comparative example. The waveforms shown in FIG. 8 and FIG. 9 are the waveforms of the current input to the motor 1 while the rotor 3 makes one rotation, and the carrier frequencies of these waveforms are the same.

図7に示されるように、電動機に入力される電流の電気周波数は、磁極の数が増えるほど増加する。例えば、磁極の数が4個から8個になると、電気周波数が2倍になる。したがって、図9に示されるように、キャリア周波数を一定にしたとき、4磁極を持つ電動機1(図8)に対して、8磁極を持つ電動機に入力される電流の波形が荒くなる。電流の波形が荒くなるほど電動機の制御性(例えば、ロータの回転制御)が悪化する。したがって、例えば、1万rpm以上の高回転で電動機を駆動させるためには、磁極の数はできるだけ少なくし、且つ電気周波数を下げることが望ましい。これにより、電動機の制御性が改善される。   As shown in FIG. 7, the electrical frequency of the current input to the motor increases as the number of magnetic poles increases. For example, when the number of magnetic poles increases from four to eight, the electrical frequency is doubled. Therefore, as shown in FIG. 9, when the carrier frequency is constant, the waveform of the current input to the motor having eight magnetic poles is rougher than that of the motor 1 having four magnetic poles (FIG. 8). As the current waveform becomes rougher, the controllability of the motor (for example, rotation control of the rotor) gets worse. Therefore, for example, in order to drive the motor at a high rotation speed of 10,000 rpm or more, it is desirable to reduce the number of magnetic poles as much as possible and reduce the electrical frequency. This improves the controllability of the motor.

上述のように、電動機1の制御性を改善するため、本実施の形態に係る電動機1では、ロータ3は4つの磁極を持ち、ステータ2は4つのティース部21bを持つ。これにより、6極以上の磁極を持つ電動機に比べて、1万rpm以上で駆動する場合でも制御性を高めることができる。   As described above, in order to improve the controllability of the motor 1, in the motor 1 according to the present embodiment, the rotor 3 has four magnetic poles, and the stator 2 has four teeth portions 21b. As a result, controllability can be enhanced even in the case of driving at 10,000 rpm or more, as compared with a motor having six or more magnetic poles.

さらに、電動機1が単相インバータで駆動する場合、例えば、3相インバータに比べてスイッチング回数を減らすことができ、高速回転時のスイッチングロスを減らすことができる。   Furthermore, when the motor 1 is driven by a single-phase inverter, for example, the number of switching can be reduced compared to a three-phase inverter, and switching loss at high speed rotation can be reduced.

各ヨーク部21aは、バックヨーク部211と継手部212とから形成されている。継手部212は、ティース部21bから径方向外側に向けて長さを持ち、バックヨーク部211は、継手部212から径方向内側に向けて長さを持つ。これにより、巻線によってステータコイルを形成する領域を広くすることができる。   Each yoke portion 21 a is formed of a back yoke portion 211 and a joint portion 212. The joint portion 212 has a length extending radially outward from the tooth portion 21 b, and the back yoke portion 211 has a length extending radially inward from the joint portion 212. Thereby, the area | region which forms a stator coil can be made wide by winding.

図10は、比較例1としての電動機1aの構造を概略的に示す平面図である。
図11は、比較例1としての電動機1aの分割コア20aの構造を概略的に示す平面図である。
図12は、分割コア20aに巻線7を巻回する工程の一例を示す図である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing the structure of a motor 1a as Comparative Example 1. As shown in FIG.
FIG. 11 is a plan view schematically showing the structure of the split core 20a of the motor 1a according to the first comparative example.
FIG. 12 is a diagram showing an example of the process of winding the winding 7 around the split core 20 a.

比較例1に係る電動機1aは、本実施の形態に係る電動機1と同様に4つの磁極を持ち、4つのティース部121bを持つ。電動機1aは、4つの分割コア20aを有する。ティース部121bは、電動機1のティース部21bに対応し、ティース部21bと同じ構造を持つ。電動機1aにおいて、ヨーク部121aの構造が実施の形態に係る電動機1のヨーク部21aと異なる。具体的には、ティース部121bの側面121cと径方向内側におけるヨーク部121aの側面121dとが成す最大角度θ3は、90度よりも小さい。   The motor 1a according to the comparative example 1 has four magnetic poles as in the motor 1 according to the present embodiment, and has four teeth portions 121b. The motor 1a has four divided cores 20a. The teeth portion 121 b corresponds to the teeth portion 21 b of the motor 1 and has the same structure as the teeth portion 21 b. In the motor 1a, the structure of the yoke portion 121a is different from that of the yoke portion 21a of the motor 1 according to the embodiment. Specifically, the maximum angle θ3 formed by the side surface 121c of the tooth portion 121b and the side surface 121d of the yoke portion 121a on the inner side in the radial direction is smaller than 90 degrees.

ティース部には、通常、ノズルを用いて巻線を巻回する。ステータが複数のコアに分割されていない場合、ステータコイルの密度が高くなるように巻線を巻回することが困難である。一方、本実施の形態では、ステータ2が複数のコアに分割されているので、ノズルを用いて各ティース部21bに巻線を容易に巻回することができ、ステータコイルの密度を高めることができる。ただし、位置センサ4の位置ずれを防ぐため、位置センサ4の近くには巻線を巻回しない方が望ましい。   In the teeth portion, a winding is usually wound using a nozzle. If the stator is not divided into multiple cores, it is difficult to wind the windings so that the density of the stator coils is high. On the other hand, in the present embodiment, since the stator 2 is divided into a plurality of cores, the winding can be easily wound around each tooth portion 21 b using a nozzle, and the density of the stator coil can be increased. it can. However, in order to prevent positional deviation of the position sensor 4, it is desirable not to wind a winding near the position sensor 4.

しかしながら、図10及び図11に示される電動機1aでは、最大角度θ3は、90度よりも小さいので、図12に示されるように、分割端部23aが直線L1よりも径方向内側に位置する。これにより、ノズル6の動作をヨーク部121aが阻害し、特にティース部121bの径方向外側の部分に巻線7を巻回することが困難である。これに対し、本実施の形態に係る電動機1では、角度θ1[度]は、90度≦θ1<180度を満たす。これにより、本実施の形態に係る電動機1では、分割端部23aが、直線L1よりも径方向外側に位置するように分割コア20を形成することができ、巻線の巻回を容易にするという利点が得られる。   However, in the motor 1a shown in FIGS. 10 and 11, since the maximum angle θ3 is smaller than 90 degrees, as shown in FIG. 12, the split end 23a is located radially inward of the straight line L1. As a result, the operation of the nozzle 6 is inhibited by the yoke portion 121a, and in particular, it is difficult to wind the winding 7 around the radially outer portion of the teeth portion 121b. On the other hand, in the motor 1 according to the present embodiment, the angle θ1 [degree] satisfies 90 degrees ≦ θ1 <180 degrees. Thereby, in the motor 1 according to the present embodiment, the split core 20 can be formed such that the split end 23a is positioned radially outward of the straight line L1, and the winding of the winding is facilitated. The advantage is obtained.

図13は、比較例2としての電動機1bの構造を概略的に示す平面図である。
図14は、比較例2としての電動機1bの分割コア20bの構造を概略的に示す平面図である。
比較例2に係る電動機1bは、2つの磁極を持ち、2つのティース部221bを持つ。電動機1bは、2つの分割コア20bを有する。電動機1bにおいて、ヨーク部221aの構造が実施の形態に係る電動機1のヨーク部21aと異なる。具体的には、ティース部221bの側面221cと径方向内側におけるヨーク部221aの側面221dとが成す最大角度θ4は、90度よりも小さい。
FIG. 13 is a plan view schematically showing the structure of a motor 1b as Comparative Example 2. As shown in FIG.
FIG. 14 is a plan view schematically showing the structure of a split core 20b of a motor 1b according to a second comparative example.
The motor 1b according to Comparative Example 2 has two magnetic poles and two teeth parts 221b. The motor 1b has two split cores 20b. In the motor 1b, the structure of the yoke portion 221a is different from that of the yoke portion 21a of the motor 1 according to the embodiment. Specifically, the maximum angle θ4 formed by the side surface 221c of the tooth portion 221b and the side surface 221d of the yoke portion 221a on the inner side in the radial direction is smaller than 90 degrees.

したがって、比較例1に係る電動機1aと同様に、電動機1bでも最大角度θ4は、90度よりも小さいので、巻線の巻回を行う際に、ノズル6の動作をヨーク部221aが阻害し、特にティース部221bの径方向外側の部分に巻線を巻回することが困難である。   Therefore, similarly to the motor 1a according to Comparative Example 1, even in the motor 1b, the maximum angle θ4 is smaller than 90 degrees, so that the yoke portion 221a inhibits the operation of the nozzle 6 when winding the winding. In particular, it is difficult to wind the winding around the radially outer portion of the teeth portion 221b.

図7に基づいて説明したように、電動機1の制御性を考慮すると、磁極及びティース部の数は小さい方が望ましいが、巻線の巻回を考慮すると、磁極の数及びティース部の数はそれぞれ4つであることが望ましい。磁極の数及びティース部の数がそれぞれ4つの場合でも、比較例1に係る電動機1aのように、最大角度θ3が90度よりも小さい場合、巻線の巻回を困難にする。   As described based on FIG. 7, in consideration of the controllability of the motor 1, it is desirable that the number of magnetic poles and teeth be small. However, in consideration of the winding winding, the number of magnetic poles and the number of teeth are It is desirable that there are four each. Even when the number of magnetic poles and the number of teeth portions are four, as in the motor 1a according to Comparative Example 1, when the maximum angle θ3 is smaller than 90 degrees, winding of the winding becomes difficult.

そこで、本実施の形態では、電動機1は、4つの磁極を持ち、4つのティース部21bを持ち、且つ、角度θ1[度]は、90度≦θ1<180度を満たす。これにより、電動機1の制御性を高めることができ、巻線の巻回を容易にするという利点を得ることができ、ステータコイルの密度を高めることができる。   Therefore, in the present embodiment, the motor 1 has four magnetic poles and four teeth portions 21b, and the angle θ1 [degree] satisfies 90 degrees ≦ θ1 <180 degrees. Thereby, the controllability of the motor 1 can be enhanced, the advantage of facilitating the winding of the winding can be obtained, and the density of the stator coil can be increased.

さらに、本実施の形態では、ヨーク部21aは、継手部212は、ティース部21bから径方向外側に向けて長さを持ち、バックヨーク部211は、継手部212から径方向内側に向けて長さを持つ。これにより、分割端部23aが、直線L1よりも径方向外側に位置するように分割コア20を形成することができるので、巻線の巻回を容易にすることができる。   Furthermore, in the present embodiment, in the yoke portion 21a, the joint portion 212 has a length extending radially outward from the tooth portion 21b, and the back yoke portion 211 extends radially inward from the joint portion 212. Have As a result, since the split core 20 can be formed such that the split end 23a is located radially outward of the straight line L1, winding of the winding can be facilitated.

位置センサ4は、互いに隣り合う2つのティース部21bの間において、絶縁部22で固定されている。これにより、電動機1のサイズを小型化することができる。   The position sensor 4 is fixed by the insulating portion 22 between two tooth portions 21b adjacent to each other. Thereby, the size of the motor 1 can be miniaturized.

図15は、比較例3としての電動機1cの構造を概略的に示す平面図である。
図16は、比較例3としての電動機1cの分割コア20cの構造を概略的に示す平面図である。
比較例3に係る電動機1cは、本実施の形態に係る電動機1と同様に、4つの磁極を持ち、4つのティース部321bを持つ。電動機1cは、4つの分割コア20cを有する。電動機1cにおいて、ヨーク部321aの構造が実施の形態に係る電動機1のヨーク部21aと異なる。具体的には、ヨーク部321aが直線的に形成されている。電動機1cでは、ティース部321bの側面321cと径方向内側におけるヨーク部321aの側面321dとが成す角度θ5は、90度である。したがって、上述の実施の形態に係る電動機1と同様に、電動機1cの制御性を高めることができ、巻線の巻回を容易にするという利点を得ることができる。
FIG. 15 is a plan view schematically showing the structure of a motor 1c as Comparative Example 3. As shown in FIG.
FIG. 16 is a plan view schematically showing the structure of a split core 20c of a motor 1c according to a third comparative example.
The motor 1c according to the comparative example 3 has four magnetic poles and four teeth portions 321b, similarly to the motor 1 according to the present embodiment. The motor 1c has four split cores 20c. In the motor 1c, the structure of the yoke portion 321a is different from that of the yoke portion 21a of the motor 1 according to the embodiment. Specifically, the yoke portion 321a is formed linearly. In the motor 1c, an angle θ5 formed by the side surface 321c of the tooth portion 321b and the side surface 321d of the yoke portion 321a on the inner side in the radial direction is 90 degrees. Therefore, similarly to the motor 1 according to the above-described embodiment, the controllability of the motor 1c can be enhanced, and an advantage of facilitating winding of the winding can be obtained.

図17は、フレーム5内に配置された比較例3に係る電動機1cを示す平面図である。
図18は、フレーム5内に配置された本実施の形態に係る電動機1を示す平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing a motor 1 c according to Comparative Example 3 disposed in the frame 5.
FIG. 18 is a plan view showing the motor 1 according to the present embodiment disposed in the frame 5.

フレーム5は円筒形のフレームである。図17に示されるように、電動機1cにおいて、フレーム5の内周面に接触する接触部分24cが、点接触でフレーム5に接触する場合、フレーム5内においてステータ2c(4つ分割コア20c)の固定が安定せず、ステータ2cの形状が維持されにくい。   The frame 5 is a cylindrical frame. As shown in FIG. 17, in the motor 1c, when the contact portion 24c contacting the inner peripheral surface of the frame 5 contacts the frame 5 by point contact, the stator 2c (four split cores 20c) in the frame 5 Fixing is not stable, and the shape of the stator 2c is difficult to maintain.

図18に示されるように、上述の実施の形態に係る電動機1では、フレーム5の内周面に接触する接触部分は、円弧状に形成されたヨーク部21a(具体的には、バックヨーク部211)の外周面24である。外周面24は、円弧状に形成されているので、面接触でフレーム5に接触する。これにより、フレーム5内においてステータ2の固定が安定し、ステータ2の形状が維持されやすいという利点が得られる。   As shown in FIG. 18, in the motor 1 according to the above-described embodiment, the contact portion contacting the inner peripheral surface of the frame 5 is a yoke portion 21a formed in an arc shape (specifically, a back yoke portion 211). Since the outer circumferential surface 24 is formed in an arc shape, it contacts the frame 5 by surface contact. Thereby, the fixation of the stator 2 in the frame 5 is stabilized, and the advantage that the shape of the stator 2 is easily maintained can be obtained.

以上に説明した実施の形態における特徴及び各比較例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。   The features in the embodiment described above and the features in each comparative example can be appropriately combined with each other.

1,1a,1b,1c 電動機、 2 ステータ、 3 ロータ、 4 位置センサ、 5 フレーム、 6 ノズル、 7 巻線、 20,20a,20b,20c 分割コア、 21 ステータコア、 21a ヨーク部、 21b ティース部、 21c,21d,22a,22b 側面、 22 絶縁部、 22c 端部、 23 分割面、 23a 分割端部、 24 外周面、 25 カシメ、 211 バックヨーク部、 212 継手部。   1, 1a, 1b, 1c motor, 2 stators, 3 rotors, 4 position sensors, 5 frames, 6 nozzles, 7 windings, 20, 20a, 20b, 20c split cores, 21 stator cores, 21a yoke parts, 21b teeth parts, 21c, 21d, 22a, 22b side surface, 22 insulation portion, 22c end portion, 23 division surface, 23a division end portion, 24 outer peripheral surface, 25 caulking, 211 back yoke portion, 212 joint portion.

Claims (8)

分割コアを有するステータと、
前記ステータの内側に配置され、磁極を持つロータと
を備え、
前記分割コアは、
ティース部と、
前記ティース部から前記ステータの径方向外側に向けて長さを持つ継手部と前記継手部から前記ステータの径方向内側に向けて長さを持つバックヨーク部とを有するヨーク部と
を有し、
前記ティース部の側面と前記ステータの径方向内側における前記ヨーク部の側面とが成す角度θ1[度]は、
90度≦θ1<180度
を満たす電動機。
A stator having a split core,
And a rotor having a magnetic pole disposed inside the stator.
The divided core is
With the teeth department,
A joint portion having a length extending radially outward from the teeth portion, and a yoke portion having a back yoke portion having a length extending radially inward from the joint portion;
An angle θ1 [degree] formed by the side surface of the tooth portion and the side surface of the yoke portion on the radially inner side of the stator is
A motor that satisfies 90 degrees θ θ1 <180 degrees.
前記分割コアは、前記ステータの周方向における端部に形成された分割面を有し、
前記分割面の前記径方向内側の端部は、前記ヨーク部と前記ティース部との境界よりも前記径方向外側に位置する
請求項1に記載の電動機。
The split core has a split surface formed at an end in a circumferential direction of the stator,
The electric motor according to claim 1, wherein the radially inner end portion of the divided surface is located radially outward of a boundary between the yoke portion and the teeth portion.
前記角度θ1[度]は、90度<θ1<180度を満たす請求項1又は2に記載の電動機。   The motor according to claim 1, wherein the angle θ1 [degree] satisfies 90 degrees <θ1 <180 degrees. 前記バックヨーク部の外周面は、円弧状に形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載の電動機。   The electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer peripheral surface of the back yoke portion is formed in an arc shape. 前記ロータからの磁界を検出する位置センサをさらに有する請求項1から4のいずれか1項に記載の電動機。   The electric motor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a position sensor that detects a magnetic field from the rotor. 前記ティース部を絶縁する絶縁部をさらに備え、
前記位置センサは、前記ティース部の周方向における隣において前記絶縁部で固定されている
請求項5に記載の電動機。
It further has an insulating part which insulates the above-mentioned teeth part,
The electric motor according to claim 5, wherein the position sensor is fixed by the insulating portion next to the tooth portion in the circumferential direction.
前記電動機は、単相インバータで駆動される請求項1から6のいずれか1項に記載の電動機。   The motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the motor is driven by a single phase inverter. 前記電動機は、1万rpm以上で駆動する請求項1から7のいずれか1項に記載の電動機。   The motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the motor is driven at 10,000 rpm or more.
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